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有机肥对我国酸性和碱性土壤pH的影响差异及原因

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应用与环境生物学报 2024年第3期30卷 496-503页

作者：郭慧婷高静张强李建华靳东升徐明岗山西农业大学资源环境学院晋中030800 山西农业大学生态环境产业技术研究院/土壤环境与养分资源山西省重点实验室太原030031

施用有机肥对改善土壤pH及提高作物产量稳定性具有重要作用;研究全国不同气候类型、土壤性质和农田管理措施下,施用有机肥对酸性和碱性土壤pH影响的差异及原因,可为有效提升土壤肥力、优化农田管理措施提供科学依据.共收集2002-2022年... 详细信息

施用有机肥对改善土壤pH及提高作物产量稳定性具有重要作用;研究全国不同气候类型、土壤性质和农田管理措施下,施用有机肥对酸性和碱性土壤pH影响的差异及原因,可为有效提升土壤肥力、优化农田管理措施提供科学依据.共收集2002-2022年间发表的103篇文献(308组相对独立的涉及pH的数据),采用整合分析(Meta-analysis)方法从气候、土壤pH水平、有机肥类型、施肥量、施肥年限等多个方面定量分析施用有机肥对我国农田土壤pH的影响.结果表明,酸性(pH7)土壤条件下,年均温≤8℃、降雨量400-600 mm时,施用有机肥对土壤pH降幅最大;有机肥施用显著降低了低有机质土壤pH(4.07%);粪肥与商品有机肥对土壤pH降幅比生物有机肥高约3.60倍;随着有机肥施用量的增加,土壤pH下降幅度增加;中、长期施肥对土壤pH降低幅度最为显著(11.41%和7.82%).在酸性土壤中有机肥施用年限是影响pH的主控因素,而碱性土壤则是年均温.总之,有机肥施用对不同酸碱度土壤pH的影响不同,低温且降雨量适中区在有机质含量较低的酸性土壤中长期施用高量粪肥可显著提高土壤pH,有效缓解土壤酸化效应,而碱性土壤中长期施用高量粪肥和商品有机肥均可有效降低土壤pH.上述结果可为有机肥的合理施用和土壤肥力提升提供科学依据.

关键词：有机肥土壤pH 整合分析中国农田管理措施

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长期秸秆还田褐土有机碳矿化特征及其驱动力

环境科学 2024年第4期45卷 2353-2362页

作者：赵宇航殷浩凯胡雪纯解文艳刘志平周怀平杨振兴山西农业大学资源环境学院太原030031

基于连续30 a(1992~2021年)秸秆还田长期定位试验,按照等碳量秸秆还田,设置秸秆覆盖还田(SM)、秸秆粉碎直接还田(SC)、秸秆过腹还田(CM)和秸秆不还田(CK)这4个处理,探讨长期不同秸秆还田方式对土壤有机碳、土壤活性有机碳组分、土壤碳... 详细信息

基于连续30 a(1992~2021年)秸秆还田长期定位试验,按照等碳量秸秆还田,设置秸秆覆盖还田(SM)、秸秆粉碎直接还田(SC)、秸秆过腹还田(CM)和秸秆不还田(CK)这4个处理,探讨长期不同秸秆还田方式对土壤有机碳、土壤活性有机碳组分、土壤碳库管理指数、酶活性和土壤有机碳矿化的影响,揭示春玉米连作体系褐土有机碳矿化特征及其主要驱动因子,为褐土区秸秆还田措施优化和固碳减排等提供科学依据.结果表明:(1)秸秆还田处理均提高了褐土土壤有机碳含量,CM处理提高幅度最大,且碳库管理指数提升效果最显著.(2)SC和CM处理的活性碳组分含量均上升,而SM处理的易氧化有机碳含量显著降低.(3)温度每升高10℃,矿化速率约提升7.99 mg·(kg·d)^(-1).不同秸秆还田处理土壤有机碳矿化速率顺序为:CM> SC>SM> CK.(4)低温(15~25℃)条件下,CM处理的温度敏感性最低,最有利于碳库的积累,能有效提高土壤有机碳库周转速率,缩短周转时间,可作为褐土管理的最佳秸秆还田模式.(5)温度、土壤中β-1,4-葡萄糖苷酶活性和DOC是褐土土壤有机碳矿化的主要驱动力.有机碳组分和温度可以通过影响土壤酶活性,进而影响土壤有机碳的矿化.

关键词：秸秆还田土壤有机碳(SOC) 碳库管理指数(CPMI) 有机碳矿化玉米

生物炭对四环素和铜复合污染土壤生菜生长及污染物累积的影响

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环境科学 2024年第5期45卷 3037-3046页

作者：郑晨格裴欢欢张亚珊李嘉欣刘奋武乔星星秦俊梅山西农业大学资源环境学院太谷030800

通过生菜盆栽试验,研究四环素(TC)和铜(Cu)复合污染胁迫下施用不同生物炭(苹果枝条、玉米秸秆和谷子秸秆生物炭及其改性生物炭)对生菜生长的影响.结果表明,与CK相比,添加生物炭处理的生菜株高、根长、株鲜重和根鲜重均显著增加(P<0.05)... 详细信息

通过生菜盆栽试验,研究四环素(TC)和铜(Cu)复合污染胁迫下施用不同生物炭(苹果枝条、玉米秸秆和谷子秸秆生物炭及其改性生物炭)对生菜生长的影响.结果表明,与CK相比,添加生物炭处理的生菜株高、根长、株鲜重和根鲜重均显著增加(P<0.05).添加不同生物炭可以在不同程度上提高生菜生理指标中硝态氮、叶绿素和可溶性蛋白含量,降低丙二醛、脯氨酸含量以及过氧化氢酶活性,在幼苗期和成熟期生物炭对生菜生理指标的影响趋势一致.与CK相比,添加生物炭后生菜地上部和地下部的TC和Cu含量均有不同程度的降低,生菜地上部TC和Cu分别降低了2.49%~92.32%和12.79%~36.47%,地下部TC和Cu分别降低了12.53%~55.64%和22.41%~42.29%.相关性分析表明,生菜硝态氮、叶绿素和可溶性蛋白含量与生菜TC含量呈显著负相关,丙二醛、脯氨酸含量以及过氧化氢酶活性与生菜TC含量呈显著正相关,生菜抗性基因与TC含量呈显著正相关(P<0.05).总体趋势上,改性生物炭对提高生菜生长及降低污染物累积的效果优于原生物炭,其中改性谷子秸秆生物炭的修复效果最佳.

关键词：生物炭四环素(TC) 铜(Cu) 四环素类抗生素抗性基因(TC ARGs) 生菜

低负荷下CFB锅炉二次风优化对NO_(x)排放影响的数值模拟

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3588-3597,I0021页

作者：侯跃华刘海玉申欣康红红谢玉婷金燕吴杨太原理工大学电气与动力工程学院山西省太原市030024

为控制循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉低负荷下NO_(x)的原始排放,以某350 MW超临界CFB锅炉为研究对象,基于计算颗粒流体力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)方法对40%负荷下燃烧过程进行数值模拟。分析... 详细信息

为控制循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉低负荷下NO_(x)的原始排放,以某350 MW超临界CFB锅炉为研究对象,基于计算颗粒流体力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)方法对40%负荷下燃烧过程进行数值模拟。分析了不同二次风角度、新增二次风量对NO_(x)排放的影响。结果表明:随着射流角度的减小,炉膛出口NO浓度逐渐降低,CO浓度无明显增加。部分二次风上移后炉膛密相区氧浓度降低,不完全燃烧增加,还原性氛围增强,抑制了NO的生成。当新增风量从10%增加到30%时,NO排放浓度降低了17.2%。但随着比例的进一步提高,炉膛密相区的缺氧环境造成燃烧效率下降,温度大幅降低。因此,在不影响燃烧的前提下可以通过提高新增二次风比例来降低NO的原始排放浓度。

关键词：循环流化床计算颗粒流体力学低负荷二次风分级氮氧化物

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煤矸石基高强度泡沫陶瓷的制备与性能

硅酸盐学报 2024年第9期52卷 2959-2968页

作者：孟凡会戴露霏姚隆帆汪洋洋李忠太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室太原030024

以煤矸石为主要原料,硅藻土粉、滑石粉及发泡剂SiC为辅料制备出高强度泡沫陶瓷,研究了煤矸石掺入量(质量分数)、SiC添加量(质量分数)和混合原料粒度对制备的泡沫陶瓷性能的影响。当煤矸石掺入量增加时,混合原料的硅铝质量比逐渐减小,样... 详细信息

以煤矸石为主要原料,硅藻土粉、滑石粉及发泡剂SiC为辅料制备出高强度泡沫陶瓷,研究了煤矸石掺入量(质量分数)、SiC添加量(质量分数)和混合原料粒度对制备的泡沫陶瓷性能的影响。当煤矸石掺入量增加时,混合原料的硅铝质量比逐渐减小,样品抗压强度先增大后减小,煤矸石掺入量为70%(质量分数)时,制备出的样品具有均匀的孔结构;增加SiC加入量使得烧结过程中发泡产生的气体增多,样品抗压强度及表观密度随气孔率的增大而减小,SiC加入量为0.6%时,制备的泡沫陶瓷的性能最佳;样品平均孔径和开孔率随着混合原料的粒度的减小而降低,此时较小的孔径和均匀孔结构提高了泡沫陶瓷抗压强度,混合原料体积平均粒径为5.4μm时,总气孔率为80.6%,此时抗压强度达到6.1 MPa。本工作中煤矸石利用率高,制备的高气孔率高强度泡沫陶瓷为煤基固废的综合利用提供了借鉴与指导。

关键词：泡沫陶瓷煤矸石抗压强度孔结构碳化硅发泡剂颗粒粒径

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锂离子电池不同服役工况下失效研究进展

储能科学与技术 2024年第4期13卷 1338-1349页

作者：韩亚露陈奕戈邸会芳林杰欢王振兵张扬苏方远陈成猛中国科学院山西煤炭化学研究所山西太原030001 广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516000 中国科学院大学北京100049

锂离子电池在长期服役时极易出现失效现象,包括内阻增大、容量衰减、析锂、产气等,其失效过程难以监测,容易导致锂离子电池的安全性、可靠性和使用寿命严重降低。通过研究搁置、长循环及浮充等不同服役工况下电池的失效原因,了解电池失... 详细信息

锂离子电池在长期服役时极易出现失效现象,包括内阻增大、容量衰减、析锂、产气等,其失效过程难以监测,容易导致锂离子电池的安全性、可靠性和使用寿命严重降低。通过研究搁置、长循环及浮充等不同服役工况下电池的失效原因,了解电池失效机制,可以快速监测电池的健康状态和服役寿命。本文对不同服役工况下电池失效的相关研究进行探讨,综述了在不同温度、电压和荷电状态等条件下服役时,锂离子电池内部正极、负极、隔膜和电解液的失效机理,着重介绍了电池在不同电压和温度下的搁置性能、搁置下的失效模型、长循环后正负极结构的变化、高温浮充后的失效机制及产气机理。同时也有针对性地提出了锂电负极材料、隔膜、电解液及正极材料等相关要素的优化方案。综合分析表明电极中活性锂的损失、活性物质的损失、颗粒的破裂、过渡金属的溶出、固体电解质界面膜(SEI)分解等都会引起锂离子电池的失效。减小颗粒粒径、加入电解液成膜添加剂以及优化隔膜的穿透性等,有望降低锂离子电池在长期服役过程中的失效速率,确保锂离子电池安全稳定运行。

关键词：锂离子电池失效搁置长循环浮充

番茄苗期叶位色素含量高光谱检测及可视化研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 386-391页

作者：赵建贵王国梁张宇赵丽洁陈宁王文俊杜慧玲李志伟山西农业大学农业工程学院山西太谷030801 山西农业大学谷子研究所山西长治046000 山西农业大学基础部山西太谷030801

叶片色素含量是表征作物栽培基质营养元素和生理状态的重要指标;快速、精准获取色素含量及叶位分布规律是设施农业水肥精准化管理的基础。以番茄苗期不同叶位叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素(Chll)和类胡萝卜素(Caro)为研究指标,... 详细信息

叶片色素含量是表征作物栽培基质营养元素和生理状态的重要指标;快速、精准获取色素含量及叶位分布规律是设施农业水肥精准化管理的基础。以番茄苗期不同叶位叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素(Chll)和类胡萝卜素(Caro)为研究指标,用营养液配制10个氮素浓度;根据叶片位置摘取1710片(285个样本)用于可见光-近红外高光谱采集;运用卷积平滑(S-G)、标准正态变量变换(SNV)和多元散射校正(MSC)对光谱数据预处理。首先采用竞争自适应加权算法(CARS)对特征波段“粗”提取,然后利用迭代和保留信息变量算法(IRIV)判断“粗”提取波段的重要性,并对强弱波段组逆向消除“精”提取最优波段集合,建立偏最小二乘回归(PLSR)模型。结果表明:(1)营养液氮素浓度为302.84 mg·L^(-1),叶片色素含量最大,且高浓度的抑制作用高于低浓度,叶位色素含量呈上叶位>中叶位>低叶位分布规律;(2)采用CARS-IRIV-PLSR算法“粗-精”特征波段筛选策略分别对Chla、Chlb、Chll和Caro提取了4、4、10和11条特征波段,其Rp为0.7722、0.7321、0.8471和0.8587;(3)结合最优模型色素定量反演图像可视化表达,Chla、Chlb和Chll分布规律一致,而Caro与Chll分布规律相反,该结论与植物生理特征和测定结果相吻合。采用高光谱成像技术能够实现对叶片色素含量进行无损检测及可视化表达,为设施农业植物叶片色素分布、养分亏缺和施肥决策等提供数据支撑和理论依据。

关键词：高光谱叶位色素含量特征波段可视化

运旱系列小麦品种(系)品质功能基因KASP标记检测

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中国粮油学报 2024年第1期39卷 47-53页

作者：王倩任文斌赵智勇山西农业大学棉花研究所运城044000

为了解运旱系列小麦品种(系)品质相关功能基因组成,利用与高分子量麦谷蛋白亚基、籽粒硬度以及小麦粉色泽等品质性状相关的14个高通量KASP标记对24份运旱小麦进行检测。结果表明,全部供试材料均未检测出1RS/1BL和1RS/1AL易位系;糯性基因... 详细信息

为了解运旱系列小麦品种(系)品质相关功能基因组成,利用与高分子量麦谷蛋白亚基、籽粒硬度以及小麦粉色泽等品质性状相关的14个高通量KASP标记对24份运旱小麦进行检测。结果表明,全部供试材料均未检测出1RS/1BL和1RS/1AL易位系;糯性基因Wx-B1的突变型Wx-B1b占比8.33%;小麦粉色泽相关氧化酶基因优异等位变异Ppo-A1b占比12.5%、Ppo-D1a占比16.67%、Lox-B1a占比91.67%以及TaPod-A1b占比为4.17%;籽粒硬度基因Pinb-D1的突变型Pinb-D1b占比91.67%,Pinb-B2的突变型Pinb-B2b占比25%,未检测到Pina-D1的突变型Pina-D1b;在Glu-A1位点含有高分子量麦谷蛋白优质亚基基因的材料占比83.33%、Glu-B1位点含有优质亚基基因的材料占比4.17%、Glu-D1位点含有优质亚基基因的材料占比33.33%。研究明确了运旱系列小麦品种(系)品质功能基因的组成,为山西省小麦品种的品质改良提供了参考。

关键词：小麦品质 KASP标记

改进YOLOv7的复杂道路场景目标检测算法

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计算机工程与应用 2024年第1期60卷 96-103页

作者：杜娟崔少华晋美娟茹琛太原科技大学机械工程学院太原030024 山西平阳重工机械有限责任公司山西临汾043000

虽然基于深度学习的目标检测算法在道路场景中的目标检测方面已经取得了很好的效果,但是对于复杂道路场景中的密集目标,远处的小尺度目标检测精度低,容易出现漏检误检的问题,提出一种改进YOLOv7的复杂道路场景目标检测算法。增加小目标... 详细信息

虽然基于深度学习的目标检测算法在道路场景中的目标检测方面已经取得了很好的效果,但是对于复杂道路场景中的密集目标,远处的小尺度目标检测精度低,容易出现漏检误检的问题,提出一种改进YOLOv7的复杂道路场景目标检测算法。增加小目标检测层,增加对小目标的特征学习能力;采用K-means++重聚类先验框,使得先验框更贴合目标,增加网络对目标的定位精度;采用WIoU(Wise-IoU)损失函数,增加网络对普通质量锚框的关注度,提高网络对目标的定位能力;在颈部和检测头引入协调坐标卷积(CoordConv),使网络能够更好地感受特征图中的位置信息;提出P-ELAN结构对骨干网络进行轻量化处理,降低算法参数量和运算量。实验结果表明,该改进算法在华为SODA10M数据集下的mAP达到64.8%,比原算法提高2.6个百分点,模型参数量和运算量分别降低12%和7%,达到检测精度和检测速度的平衡。

关键词： YOLOv7 道路目标检测 CoordConv K-means++ 轻量化