我国棉田残膜污染危害与治理措施研究进展

地膜覆盖技术的应用为我国棉花产量提升做出重大贡献.但随着聚乙烯地膜的长期使用,土壤残膜污染问题日益突出,影响棉田土壤环境和棉花可持续发展.综述了我国棉田地膜残留现状、分布特征及其对棉花生长的危害,从土壤结构变化、水分迁移状况、有害物质释放、土壤物质代谢、微生物种群结构等方面系统总结了棉田残膜污染的危害机制,归纳了现阶段...     

免耕覆盖麦秸土壤中酚酸浓度的变化及酚酸对夏玉米早期生长的影响

室内和田间试验表明:麦秸的水浸提物对玉米的胚芽和胚根的生长有显著影响作用。小麦-玉米轮作区免耕覆盖的土壤中可以检测到4种酚酸:阿魏酸、香草酸、肉桂酸和对羟基苯甲酸,它们在土壤中的平均含量分别为(2.62～4.94)×10-5,(5.72～7.54)×10-5,(3.05～5.38)×10-5和(3.93～5.20)×10-5mol/L。它们在土壤中下降的速度很慢。室内检测阿魏酸、香草酸和对羟基苯甲酸抑制玉米的胚芽和胚根的生长,其抑制根伸长10%的浓度(ED10)分别是1.14,3.57和6.30mmol/L。     

江南花生地膜覆盖和灌溉的增减产效应研究

本文目的研究不同气候年型下,江南花生地膜覆盖栽培的适宜性。通过对江南花生种植进行地膜覆盖和生长中后期灌溉的田间试验表明,地膜覆盖在花生生长前期增温保墒,生育期明显提前,个体生长发育良好,生长后期降温保墒,提高经济性状。地膜覆盖增温保墒的增产率为58.4%,降温保墒的增产率为62.2%。在6月20日后采用灌溉处理,夏季高温干旱明显的2007年,旱地露地和覆膜、稻田露地产量比对照分别高出64.6%、37.2%、50.5%,稻田覆膜因土壤水分过多比对照减产40.2%。因此,出现高温干旱天气,及时灌溉能促进旱地栽培、稻田露地栽培花生生长和增产。降水过多会道导致稻田覆膜栽培花生减产,如果气象部门预报夏季降水偏多以连阴雨天气为主,应及时除去稻田地膜。     

Effects of plastic film mulch and tillage on maize productivity and soil parameters

This paper determined the effects of mulching time for double furrows and ridges using plastic film on soil water status, grain yield of maize, soil quality, and economic benefits. The study was conducted in a typical semiarid area during two growing seasons of 2006–2007 with the following three treatments: (i) plastic film mulching at maize sowing with conventional tillage, and the film was removed at harvest (CK); (ii) mulching applied 30 d before sowing with conventional tillage, and the film was removed at harvest (T1); and (iii) mulching at sowing with no-tillage, and the film left on the field after harvest in the first season and used for mulching in the second season (T2). The T1 in both years and T2 in the second year (2007) improved soil water content (in the 0–60 cm layer) and temperature (10 cm) at sowing compared with CK. After the two seasons, the soil water content was significantly higher in the 0–80 cm soil layer in CK and T1, and in the 0–120 cm soil layer in T2; however, it decreased significantly in 140–200 cm soil layer in CK and T1, compared to their initial values at sowing in April 2006, and there was no significant change in T2. The rainfall storage in the 0–200 cm soil layer during the non-growing season (late September 2006 to late April 2007) was 18.2 mm in CK, 34.0 mm in T1, and 59.7 mm in T2, and the rainfall storage in 100–200 cm soil layer was 16.5 and 18.6 mm higher in T2 than in CK and T1, respectively. In 2006, there were no significant differences in yield and water use efficiency (WUE) in all treatments. In 2007, the yield in T1 was significantly higher than in T2, but yields in T2 and CK were not significantly different, and there was no significant difference in WUE among treatments. Soil organic carbon (SOC) (0–20 cm) decreased in CK and T1, but increased (by 2.7%) in T2 at harvesting in September 2007 from the initial value of sowing in April 2006. The ratio of output to input was 1.32:1 for CK, 1.40:1 for T1, and 1.67:1 for T2 averaged across the two seasons. Therefore, T2 was a more sustainable model for increasing water storage, producing greater economic benefit and maintaining SOC balance for maize production in semiarid area.     

基于卷积注意力的无人机多光谱遥感影像地膜农田识别

监测地膜覆盖农田的分布对准确评估由其导致的区域气候和生态环境变化有着重要作用,基于DeepLabv3+网络,通过学习面向地膜语义分割的通道注意力和空间注意力特征,提出一种适用于判断农田是否覆膜的改进深度语义分割模型,实现对无人机多光谱遥感影像中地膜农田的有效分割。以内蒙古自治区河套灌区西部解放闸灌区中沙壕渠灌域2018—2019年4块实验田的无人机多光谱遥感影像为研究数据,与可见光遥感影像的识别结果进行对比,同时考虑不同年份地膜农田表观的变化,设计了2组实验方案,分别用于验证模型的泛化性能和增强模型的分类精度。结果表明,改进的DeepLabv3+语义分割模型对多光谱遥感影像的识别效果比可见光高7.1个百分点。同时考虑地膜农田表观变化的深度语义分割模型具有更高的分类精度,其平均像素精度超出未考虑地膜农田表观变化时7.7个百分点,表明训练数据的多样性有助于提高地膜农田的识别精度。其次,改进的DeepLabv3+语义分割模型能够自适应学习地膜注意力,在2组实验中,分类精度均优于原始的DeepLabv3+模型,表明注意力机制能够增加深度语义分割模型的自适应性,从而提升分类精度。本文提出的方法能够从复杂的场景中精准识别地膜农田。     

不同施氮量下覆膜滴灌玉米相对根长密度模型研究

为探明施氮量对宁夏引黄灌区覆膜滴灌玉米根长密度(RLD)的影响,设置5个施氮水平和1个对照(CK,不施氮与不覆膜)进行试验,测定玉米RLD,建立不同施氮量下相对根长密度(NRLD)模型,并加以检验。结果表明:不同施氮处理的玉米RLD分布区域均随土层深度的增加而减小,且大部分集中在0～20 cm土层;随着施氮量的增加,RLD分布区域明显扩大; NRLD分布满足三阶多项式函数模型,模拟曲线的决定系数R2为0.951,模型检验结果R2为0.845,均方根误差(RMSE)为0.248,拟合效果好,但该多项式模型不能保证NRLD在相对取样深度Zr为1时达到0,故对玉米NRLD分布多项式模型进行优化。优化模型验证结果显示,各施氮处理RMSE不大于0.308,CK、N0、N1、N2、N3和N4处理的标准化均方根误差分别为0.242、0.193、0.184、0.226、0.208和0.273,R2分别为0.903、0.953、0.920、0.944、0.962和0.898,具有较高的拟合度,解决了NRLD在Zr=1时达到0的问题。本研究可为宁夏引黄灌区膜下滴灌玉米NRLD分布拟合、根系养分吸收和施肥管理提供理论参考。     

秸秆粉碎还田回收机性能试验

在棉田对秸秆粉碎还田回收机进行机具性能试验,选定留茬高度、秸秆粉碎长度和抛送距离作为主要的性能指标,通过一系列正交试验和理论分析,用直观分析法和方差分析法揭示了影响秸秆粉碎还田机性能的主要因素.与实际生产相结合,确定了最优的参数组合,即秸秆粉碎还田回收机在刀辊的转速为1800 r/min,粉碎机具前进速度为5.4 km/h,甩刀刀刃离地最小间隙为8cm.实验结果表明,机具有较优的性能指标,为整机的设计研究提供了理论依据.     

北疆膜下滴灌棉田生育期土壤水盐的变化特征

针对北疆地区土壤盐化制约农业发展的问题,通过野外实地分层采集土样,分析北疆地区长期膜下滴灌农田种植前后土壤水分和盐分分布特征。统计学分析表明,种植期土壤含水量变异属于中等偏弱变异强度,土壤盐分的变异属于中等偏强变异程度,土壤盐分分布成自上而下先增大再减少的波动趋势。在空间分布上,土壤水分和盐分种植前后存在明显的差异,种植后在浅层土壤水分和盐分的含量成西高东低的变化分布。     

立秆式搂膜机搂膜齿的设计与有限元分析

为了解决新疆棉花秋收作业后的残膜回收难题,设计了适用于新疆棉花种植模式的立秆式搂膜机。介绍了整机的基本结构和工作原理,运用相关理论对关键部件搂膜齿进行受力分析,并利用ANSYS对3种不同形式的搂膜齿在作业过程中的总变形和等效应力进行有限元分析。结果表明:单个搂膜齿在搂膜作业时承受水平方向的土壤阻力约为28.8~43.2N,竖直方向的土壤支持力约为47.4N;弯齿形式的搂膜齿作业过程中的最大总变形和等效应力最小,分别为34.61mm和340.29MPa;直齿与斜齿形式的搂膜齿作业过程中的最大总变形和等效应力值相接近,分别为65.67、68.28mm和462.06、472.28MPa。研究结果可为搂膜式残膜回收机的设计与改进提供参考。     

链齿式残膜回收输送方式对比分析与试验

针对传统下输送链齿式残膜回收机存在的捡拾效果不佳与输膜不畅等现象,提出了上输送残膜回收方式,并对两种输送方式的残膜回收机在拾膜和脱膜阶段的机理进行了分析;从理论角度分析了两种输送方式的可行性,并对其特点进行了比较。分别设计了结构参数相同但输送方式不同的两台链齿式残膜回收机,一台采用下输送方式,而另一台采用上输送方式。在收获后的花生田进行收膜对比试验,对影响机具作业质量的输送方式、输送链转速和脱膜辊转速3个主要因素进行正交试验,结果表明:输送方式是影响机具捡拾率的主要因素,上输送方式的捡拾率达到91.9%,远高于下输送方式,综合作业质量上输送方式优于下输送方式。该对比试验可为链齿式残膜回收机输送方式的选择和未来的研发方向提供参考。