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我国土壤消毒机械的研发与应用

现代农药 2024年第1期23卷 8-14,22页

作者：曹坳程王秋霞颜冬冬方文生李园宋兆欣张毅张大琪靳茜郝征赵奇龙王桢委中国农业科学院植物保护研究所北京100193 河北省土传病害绿色防控技术创新中心河北保定071000 安徽春晖生态环境科技有限公司安徽芜湖241000 安丘市供销农业生产资料有限责任公司山东安丘262199

土壤处理机械是土壤消毒的核心技术。综述了在国家重点研发计划等项目的资助下,我国突破了一系列技术瓶颈,研发了固态、液态和火焰消毒技术。土壤消毒秸杆还田一体机采用偏心结构和反旋土壤提升技术,作业深度可至40 cm土层,在相同用量下... 详细信息

土壤处理机械是土壤消毒的核心技术。综述了在国家重点研发计划等项目的资助下,我国突破了一系列技术瓶颈,研发了固态、液态和火焰消毒技术。土壤消毒秸杆还田一体机采用偏心结构和反旋土壤提升技术,作业深度可至40 cm土层,在相同用量下,相比手撒棉隆,草莓增产60.4%,生姜增产26.9%~53.1%。采用土壤消毒秸杆还田一体机相同构造的土壤提升技术,研发了以天然气或丁烷作为燃料的火焰消毒机,箱体温度400~600℃,持留2~3 s,处理后对土壤根结线虫防效可达到100%,对杂草的防效在86.6%以上。火焰消毒对土壤病原真菌的防效为63.2%~80.8%,研发的小型广角电喷式注射消毒机,具有左右摇摆结构,使土壤消毒机械转弯时仍能均匀施药。我国独创的这3种施药机械在山东、安徽、河北、云南等地得到了广泛的应用,取得了良好的经济效益和社会效益。

关键词：秸秆还田一体机火焰消毒机注射消毒机土壤消毒土传病害

棉隆熏蒸联合生物炭和沸石对土壤微生态及土传病原菌的影响

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植物保护 2022年第4期48卷 150-157页

作者：李青杰方文生张大琪颜冬冬李园王秋霞曹坳程中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室北京100193

采用室内培养法研究棉隆熏蒸后添加常用剂量的生物炭和沸石对土壤微生态和土传病原菌的影响。结果表明:与对照相比,各处理土壤硝态氮的含量均显著增加。与仅棉隆熏蒸相比,熏蒸后添加沸石处理土壤硝态氮含量显著增加6.29%~11.74%。棉隆... 详细信息

采用室内培养法研究棉隆熏蒸后添加常用剂量的生物炭和沸石对土壤微生态和土传病原菌的影响。结果表明:与对照相比,各处理土壤硝态氮的含量均显著增加。与仅棉隆熏蒸相比,熏蒸后添加沸石处理土壤硝态氮含量显著增加6.29%~11.74%。棉隆熏蒸后添加生物炭处理在培养期结束时土壤有效磷、速效钾、有机质含量以及电导率显著增加,土壤酸碱度降低,效果优于添加沸石处理。此外,与对照相比,棉隆熏蒸后添加生物炭还可提高土壤过氧化氢酶(5.68%~14.51%)和蔗糖酶(3.71%~12.08%)的活性。棉隆熏蒸后添加沸石的处理其土壤酶活性在培养期结束时和对照、仅棉隆熏蒸处理间无显著差异。对土壤微生物的分析结果表明,与仅棉隆熏蒸相比,棉隆熏蒸后添加生物炭和沸石处理其细菌数量显著增加3.49%~33.95%,真菌数量呈现先降低后增加的趋势。对病原菌数据分析表明,棉隆熏蒸后添加生物炭和沸石均可提高对镰刀菌和疫霉的防治效果,但沸石防治效果更好、更持久,培养期结束时对镰刀菌和疫霉的抑制率高达89.29%和72.58%。我们的研究结果表明棉隆熏蒸土壤后添加生物炭和沸石可提高土壤养分,改善土壤微生态环境,同时加强对病原菌的防治效果,可在田间进一步推广应用。

关键词：生物炭沸石棉隆熏蒸土壤微生态土传病原菌

氯化苦与生物熏蒸轮用对草莓土传病害防控效果和对土壤微生物群落结构的影响

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氯化苦与生物熏蒸轮用对草莓土传病害防控效果和对土壤微生物群落...

作者：张大琪中国农业科学院

学位级别：硕士

草莓是一种高附加值经济作物,其巨大的经济利益促使农户们种植草莓的面积越来越多。为了实现草莓果实的整年供应,草莓种植者往往在同一块草莓地中长年种植草莓,土地得不到轮耕、休耕,土壤中的土传病原菌逐渐积累,危害草莓生长,影响草莓... 详细信息

草莓是一种高附加值经济作物,其巨大的经济利益促使农户们种植草莓的面积越来越多。为了实现草莓果实的整年供应,草莓种植者往往在同一块草莓地中长年种植草莓,土地得不到轮耕、休耕,土壤中的土传病原菌逐渐积累,危害草莓生长,影响草莓产量及品质。由立枯丝核菌、镰刀菌引起的草莓根腐病,由炭疽菌引起的草莓炭疽病等土传病害使草莓产量急剧减少。目前,土壤熏蒸是一种防治土传病、虫、草害最直接、快速和有效的方法。用途广泛且防治谱广的溴甲烷(MB)在2015年被全面禁止在农业领域上使用后,氯化苦(Chloropicrin,CP)、1,3-二氯丙烯(1,3-Dichloropropene,1,3-D)等熏蒸剂成为MB的有效化学替代品。而生物熏蒸是一种天然、环保、具有较好应用前景的MB非化学替代技术。在中国农业农村部颁发的农药化肥减量减施的政策下,本试验设计了氯化苦与生物熏蒸轮用(Chloropicrin alternated with biofumigation,记为CAB)的熏蒸模式(即第一年用氯化苦进行土壤熏蒸,第二年采用鲜鸡粪进行土壤熏蒸),并系统的评价了这种熏蒸模式对土传病害的防治效果、土壤理化性质、果实产量和品质以及土壤细菌和真菌微生物的群落组成和多样性的影响。主要的研究结论如下:(1)鲜鸡粪对尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、致病疫霉菌(Phytophthora infestans)、草莓根腐病菌(Pestalotiopsis spp.)和立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)四种土传病原真菌的菌丝生长抑制率随着鲜鸡粪浓度的增加而增加。当鲜鸡粪添加浓度为62.469 g/kg(鲜粪/土)时,可有效抑制90%的4种土传病原真菌的生长。(2)氯化苦与生物熏蒸轮用熏蒸处理(CAB)室内试验结果表明:Pic和CAB处理对镰刀菌属、疫霉菌属以及根结线虫属均具有较好的防治效果。且CAB40处理对镰刀菌的相对防效与Pic处理无显著差异,对根结线虫属的相对防效显著高于Pic处理。室内盆栽实验结果表明:CAB处理与Pic处理效果相似,能够显著增加草莓植株的株高和鲜重。(3)氯化苦与生物熏蒸轮用熏蒸处理(CAB)田间效果评价结果表明:CAB处理能显著改善长年使用氯化苦熏蒸地块的土壤理化性质,增加了土壤中NO3-N、有效P、有效K以及有机质的含量。并且对镰刀菌的防效为92.23%-99.77%,对疫霉菌的防效为66.90%-88.69%。与对照处理相比,CAB处理后草莓可销售产量与总收入平均可增加20.99%、21.58%。CAB处理均显著增加了叶片中叶绿素的含量,草莓果实中可溶性糖和抗坏血酸的含量,提高了草莓果实的口感及品质。(4)与对照相比,Pic和CAB处理在熏蒸初期显著降低了土壤中细菌和真菌群落的多样性,CAB处理在熏后30 d就可使土壤微生物的群落结构和组成基本恢复至对照水平,但Pic处理在取样结束时仍对土壤中细菌和真菌群落有显著影响。熏后0 d,CAB显著增加了土壤中芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、硝化螺菌属(Nitrospira)和链霉菌属(Streptomyces)的相对丰度。熏后90 d,这些属水平细菌相对丰度恢复至对照水平。熏后0 d,CAB处理增加了嗜热链球菌属(Mycothermus)和嗜热真菌属(thermomyces)的相对丰度。且熏后90 d,嗜热链球菌属的含量仍高于对照处理。熏后30 d,毛壳菌属(Chaetomium)的相对丰度在CAB处理土壤中增加明显。并且与对照相比,CAB和Pic处理中镰刀菌属(Fusarium)的相对丰度显著降低。表明CAB处理在有效防治土传病原菌的同时对土壤微生物群落不会产生太大扰动,并且能够增加土壤中有益微生物的相对丰度。综合以上试验结果,CAB处理不仅能显著改善Pic处理小区土壤理化性质、降低土传病原菌、增加草莓产量和品质,而且能够使熏后土壤细菌和真菌微生物多样性得到快速恢复。此外,CAB处理模式的探究对减少化学熏蒸剂的使用、有效利用家畜粪便、减少环境污染、降低种植成本也有重要的意义。

关键词：草莓鲜鸡粪氯化苦与生物熏蒸轮用土传病害土壤细菌和真菌群落

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基于室内土柱模拟的5种土壤熏蒸剂散发特征

植物保护 2023年第6期49卷 70-78页

作者：郝宝强张大琪张毅李青杰吴佳佳颜冬冬李园曹坳程王秋霞欧阳灿彬中国农业科学院植物保护研究所北京100193 中国农业大学理学院北京100193

土壤熏蒸是防治土传病虫害的重要手段之一,熏蒸剂在土壤中的散发直接影响其对土壤有害生物的防治效果。为明确二甲基二硫、顺式-1,3-二氯丙烯、反式-1,3-二氯丙烯、异硫氰酸烯丙酯,以及棉隆和威百亩的前体异硫氰酸甲酯等5种常用熏蒸剂... 详细信息

土壤熏蒸是防治土传病虫害的重要手段之一,熏蒸剂在土壤中的散发直接影响其对土壤有害生物的防治效果。为明确二甲基二硫、顺式-1,3-二氯丙烯、反式-1,3-二氯丙烯、异硫氰酸烯丙酯,以及棉隆和威百亩的前体异硫氰酸甲酯等5种常用熏蒸剂在土壤中的散发情况,本研究以北京顺义采集的沙壤土为材料,按100 mg/kg剂量添加熏蒸剂,在室内模拟田间熏蒸剂在土壤内的散发,并在不同温度(15、25、35℃)和不同土壤含水量(6%、10%、15%)等条件下分别对5种熏蒸剂的散发进行监测。同时拟合出5种熏蒸剂的累计散发量随时间变化的Logistic模型,R^(2)均高于0.98,拟合度较好。本研究为熏蒸剂的合理化利用、减少农药滥用、减轻环境压力提供一定参考。

关键词：熏蒸剂散发数学模型监测土传病虫害

国外光电瞄准吊舱探测系统总体构架的对比分析

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红外与激光工程 2024年第1期53卷 183-192页

作者：李剑张大勇中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

回顾了国外军队装备的四代光电瞄准吊舱的技术特点和发展历程,定义了光学口径和吊舱舱径之比(光舱比)作为衡量集成度的标准,重点针对第三代的Sniper XR ATP和ATFLIR两型采用共光路串联布局吊舱的探测系统进行了分析和正向设计:二者均拥... 详细信息

回顾了国外军队装备的四代光电瞄准吊舱的技术特点和发展历程,定义了光学口径和吊舱舱径之比(光舱比)作为衡量集成度的标准,重点针对第三代的Sniper XR ATP和ATFLIR两型采用共光路串联布局吊舱的探测系统进行了分析和正向设计:二者均拥有Φ150 mm口径,约1.5°×1.5°视场,在0.7~0.9μm和3.7~4.8μm波段的传递函数接近衍射限,前者为透射式前置望远系统,后者为离轴三反式前置望远系统,二者的结构布局为:前置望远系统置于吊舱前部压缩光束,通过光学铰链和快反镜将光束导入吊舱中,部分光进入各自的探测通道或激光发射通道。其中,类ATP的透射式前置望远系统可在汇聚光路中折叠形成俯仰/方位正交轴系并置于305 mm舱径内,光舱比约0.492;类ATFLIR的离轴三反式前置望远系统可在压缩后的平行光路中折叠形成方位/俯仰两个正交轴系并置于Φ330 mm的球体内,光舱比约0.455。作为对比,采用共光舱并联布局的第四代Litening 5和Talios吊舱探测系统将所有光学载荷和伺服框架平台置于吊舱前部的Φ406 mm球体内,光舱比约0.37,其并联共光舱设计架构的集成度较低。针对未来可能的升级要求,类ATFLIR吊舱比ATP吊舱具有更强的生命力,其采用纯反射式的前置望远系统可以更方便地增加波段和拓展功能。

关键词：光电瞄准吊舱光学设计多波段共光路前置望远系统

一种基于改进K核分解的合作网络关键节点集识别方法

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数据分析与知识发现 2024年第5期8卷 80-90页

作者：张大勇门浩苏展哈尔滨工业大学互动媒体设计与装备服务创新重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001

【目的】针对关键节点集识别算法中广泛存在的退化性问题,提出一种以半局域中心性为基础的改进型K-shell分解算法。【方法】算法根据节点一阶邻居信息构建半局域中心性指标,在考虑剩余节点的半局域信息和已移除节点的半局域信息基础上,... 详细信息

【目的】针对关键节点集识别算法中广泛存在的退化性问题,提出一种以半局域中心性为基础的改进型K-shell分解算法。【方法】算法根据节点一阶邻居信息构建半局域中心性指标,在考虑剩余节点的半局域信息和已移除节点的半局域信息基础上,通过递归移除方式确定最终的关键节点集。【结果】6组实际合作网络数据实验表明,改进的K-shell分解算法能够有效消除原有算法中的退化性问题,具有较高的计算准确性和较低的计算复杂度,适用于大规模合作网络中关键节点集的识别。【局限】受网络结构属性的影响,在部分样本网络中计算准确性低于介数中心性方法。【结论】通过对改进的K-shell分解算法计算所得的核心节点集的有效保护,能够提升合作网络的稳定性,有利于合作网络目标的实现。

关键词：合作网络分解算法关键节点集计算复杂度

微生物菌剂处理增加了生姜土壤中有益微生物的相对丰度

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植物保护 2023年第4期49卷 55-66页

作者：张大琪任立瑞杜洪志刘元强靳茜陈娟方文生颜冬冬李园王秋霞何林曹坳程中国农业科学院植物保护研究所北京100193 西南大学植物保护学院重庆400700 河北省土传病害绿色防控技术创新中心保定071000 慕恩(广州)生物科技有限公司广州510000 青州市中嘉农业生产资料有限公司青州262500

作物连作易导致土壤中病原菌大量积累,促使土传病害频发,影响作物生长。本试验采用微生物菌剂(富含哈茨木霉Trichoderma harzianum TH7、淡紫拟青霉Purpureocillium lilacinum PL22以及高效枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis)处理具有多年... 详细信息

作物连作易导致土壤中病原菌大量积累,促使土传病害频发,影响作物生长。本试验采用微生物菌剂(富含哈茨木霉Trichoderma harzianum TH7、淡紫拟青霉Purpureocillium lilacinum PL22以及高效枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis)处理具有多年生姜种植历史的地块,并采用分离培养法和宏基因组测序技术对处理后土壤中的微生物进行检测,明确微生物菌剂对生姜土壤中微生物群落组成的影响。结果表明,与对照相比,微生物菌剂处理后,土壤中细菌属和种的数量增加,而真菌属和种的数量减少。从微生物菌剂处理后的土壤中分离出3个门水平,24个属水平和42个种水平细菌,以及3个门水平,20个属水平和24个种水平真菌,其中分离频率较高的细菌和真菌种分别为温哥华假单胞菌Pseudomonas vancouverensis和Musidium stromaticum。从未经微生物菌剂处理的土壤(对照)中分离出导致生姜茎基腐病的病原菌尖镰孢Fusarium oxysporum和腐皮镰孢F.solani。宏基因组测序结果表明,微生物菌剂处理对真菌多样性的影响大于对细菌。与对照相比,微生物菌剂处理提高了土壤中根瘤菌属Rhizobium、假单胞菌属Pseudomonas、芽胞杆菌属Bacillus等细菌属及Musidium、被孢霉属Mortierella等真菌属物种的相对丰度。综上,微生物菌剂处理增加了生姜土壤中细菌属和种的数量,增加了土壤中与有益微生物相关的细菌和真菌的相对丰度,并且抑制了病原菌的生长。

关键词：哈茨木霉淡紫拟青霉枯草芽胞杆菌土壤微生物宏基因组学有益菌

不同熏蒸剂复配对生姜田土传病害的防控及产量的影响

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农药 2022年第9期61卷 674-678页

作者：任立瑞李文静李青杰张大琪方文生颜冬冬李园王秋霞曹坳程中国农业科学院植物保护研究所北京100193 现代农业产业技术体系北京市创新团队北京100029 河北省土传病害绿色防控技术创新中心河北保定071000

[目的]明确不同熏蒸剂复配对生姜土传病害的田间防治效果和产量的影响,实现土壤熏蒸剂的高效使用。[方法]以氯化苦、威百亩、氯化苦+二甲基二硫、氯化苦+威百亩、氯化苦+二甲基二硫+威百亩等作为处理药剂,进行田间药效试验。[结果]不同... 详细信息

[目的]明确不同熏蒸剂复配对生姜土传病害的田间防治效果和产量的影响,实现土壤熏蒸剂的高效使用。[方法]以氯化苦、威百亩、氯化苦+二甲基二硫、氯化苦+威百亩、氯化苦+二甲基二硫+威百亩等作为处理药剂,进行田间药效试验。[结果]不同熏蒸剂处理均能有效防控土传病害,并提高产量。氯化苦+二甲基二硫+威百亩对土传病害防效均显著高于其他处理,为99.00%~100%,生姜长势最好,死苗率最低,在0.00%~12.50%之间,产量较对照增加42.09%~448.47%。其次为二元复配氯化苦+二甲基二硫和氯化苦+威百亩,防效为78.66%~99.88%,生姜长势较前者稍差,死苗率在1.11%~15.00%之间,增产25.44%~424.31%。单剂氯化苦和威百亩处理后防效和增产效果与以上处理相比较差,死苗率较高,分别为73.12%~96.64%、6.09%~329.60%和1.69%~20.45%。[结论]通过不同熏蒸剂复配使用,为生姜土传病害的有效防治和生姜生产提供理论依据和科学防治方法。

关键词：氯化苦威百亩二甲基二硫生姜复配产量

时变通信约束下航天器绕飞的高阶全驱预测控制方法

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航空学报 2024年第1期45卷 40-50页

作者：张大蔚刘国平哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心哈尔滨150001 南方科技大学控制科学与技术研究中心深圳518055

针对视线坐标系下具有时变通信约束的航天器绕飞问题,提出了一种高阶全驱(HOFA)预测控制方法以实现绕飞任务并主动补偿服务航天器与跟踪与数据中继卫星系统间的时变通信延迟和数据丢包。首先,在视线坐标系下引入了一个非线性高阶全驱系... 详细信息

针对视线坐标系下具有时变通信约束的航天器绕飞问题,提出了一种高阶全驱(HOFA)预测控制方法以实现绕飞任务并主动补偿服务航天器与跟踪与数据中继卫星系统间的时变通信延迟和数据丢包。首先,在视线坐标系下引入了一个非线性高阶全驱系统模型来描述航天器绕飞的相对动力学模型,并将所提出的绕飞任务转换为非线性高阶全驱系统的跟踪控制问题。其次,利用全驱特性抵消系统中的非线性,从而构建一个线性高阶全驱(LIHOFA)系统。然后,应用丢番图方程建立一个增量线性高阶全驱预测模型以代替传统的降阶预测模型,进而构建多步超前预测以实现跟踪控制性能的优化和时变通信约束的补偿,从而有效地保证了绕飞任务的实现。同时,给出了一个简单的充要条件以分析闭环系统的稳定性和跟踪性能。最后,还提供了航天器在圆轨道和椭圆轨道绕飞的数值仿真以验证高阶全驱预测控制方法的可行性。

关键词：航天器绕飞非线性高阶全驱系统时变通信约束高阶全驱预测控制稳定性与跟踪性能