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肉鸭粪肥替代化肥对小白菜及土壤环境的影响

农业环境科学学报 2024年第4期43卷 947-954页

作者：薛鹏英晏婷吴雨清张哲睿宋曼朱志平中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业农村部设施农业节能与废弃物处理重点实验室北京100081 中国农业大学资源与环境学院北京100193

为探究肉鸭粪肥部分替代化肥对小白菜品质及土壤环境的影响,采用盆栽试验的方法,研究了好氧堆肥、异位发酵床、黑膜厌氧塘3种方式腐熟的肉鸭粪肥等氮量替代30%、50%和70%化肥下,小白菜产量、品质及土壤环境的变化情况。结果表明:在38d... 详细信息

为探究肉鸭粪肥部分替代化肥对小白菜品质及土壤环境的影响,采用盆栽试验的方法,研究了好氧堆肥、异位发酵床、黑膜厌氧塘3种方式腐熟的肉鸭粪肥等氮量替代30%、50%和70%化肥下,小白菜产量、品质及土壤环境的变化情况。结果表明:在38d的生长期内,配施肉鸭粪肥可显著提高小白菜可溶性糖以及可溶性蛋白的含量,黑膜厌氧塘处理的鸭粪肥30%替代化肥对提升小白菜鲜质量,菜叶中可溶性糖和可溶性蛋白效果最优;肉鸭粪肥部分替代化肥处理相较纯化肥处理可使小白菜中硝酸盐含量下降31.4%~41.1%。配施肉鸭粪肥30%替代化肥处理,小白菜地上部重金属As、Cr、Cd的含量均未超出食品安全相关标准的安全限值;而当好氧堆肥处理后的肉鸭粪肥替代比例为50%和70%时,菜叶中Pb含量超标。在本试验条件下各肉鸭粪肥替代化肥处理均未增加土壤重金属污染等级,但增加了土壤中抗生素的种类,且主要以氟甲砜霉素为主。研究表明,肉鸭粪肥等氮量部分替代化学氮肥施用有助于增加小白菜产量,提升小白菜中可溶性糖和可溶性蛋白含量,降低其硝酸盐含量,对小白菜和土壤中重金属的影响较小,但会增加土壤中抗生素的种类,综合结果表明黑膜厌氧塘处理的肉鸭粪肥30%替代化肥施用效果最佳。

关键词：肉鸭粪肥小白菜品质土壤环境重金属抗生素

硅酸钠对碱性盐胁迫下阳光玫瑰葡萄叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响

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果树学报 2024年第7期41卷 1359-1367页

作者：李冠宇马闯田淑芬王超霞王荣天津农学院园艺园林学院天津300392

【目的】探明硅对碱性盐胁迫下阳光玫瑰葡萄叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响,进一步解释硅元素提高植物抗性的机制,为硅肥在葡萄生产中的应用提供理论依据。【方法】以一年生阳光玫瑰葡萄扦插苗为材料,对其分别施用硅酸钠(Na_(2)SiO_(3),2 mmo... 详细信息

【目的】探明硅对碱性盐胁迫下阳光玫瑰葡萄叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响,进一步解释硅元素提高植物抗性的机制,为硅肥在葡萄生产中的应用提供理论依据。【方法】以一年生阳光玫瑰葡萄扦插苗为材料,对其分别施用硅酸钠(Na_(2)SiO_(3),2 mmol·L^(-1))、碱性盐(NaHCO_(3),100 mmol·L^(-1))、两者混合溶液(Na_(2)SiO_(3)+NaHCO_(3),2 mmol·L^(-1)+100 mmol·L^(-1)),以蒸馏水为对照,每7 d对根系进行浇灌1次,分4次进行,总计1 L。处理后60 d,测定其叶绿素荧光参数。【结果】与对照相比,单一Na_(2)SiO_(3)处理后阳光玫瑰叶片PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))和性能指数(PI_(abs))升高,NaHCO_(3)处理则显著降低,而Na_(2)SiO_(3)和NaHCO_(3)复合处理后较NaHCO_(3)处理显著升高,缓解了碱性盐对叶片PSⅡ活性的抑制;与对照相比,NaHCO_(3)处理下OJIP曲线上L、K、J点的相对荧光强度和相对可变荧光值明显升高,最大光化学效率(φP_(o))、电子传递的量子产额(φE_(o))、光合电子传输效率(φE_(o))值下降,而在Na_(2)SiO_(3)和NaHCO_(3)复合处理后较NaHCO_(3)处理趋势则相反,且φP_(o)、φE_(o)、ΨE_(o)值升高显著;与对照相比,NaHCO_(3)处理下单位叶面积吸收的光能(ABS/CSm)、单位叶面积捕获的光能(TR_(o)/CSm)、单位叶面积电子传递的能量(ET_(o)/CSm)、单位面积的反应中心数量(RC/CSm)和单位面积光合反应中心用于电子传递的能量(ET_(o)/RC)值最低,而Na_(2)SiO_(3)和NaHCO_(3)复合处理后较NaHCO_(3)处理显著升高;DI_(o)/CSm、ABS/RC值则表现出相反的趋势。【结论】NaHCO_(3)对葡萄叶片造成的伤害主要表现在降低单位叶面积中光合反应中心的数量,抑制单位反应中心的电子传递能力,而Na_(2)SiO_(3)可通过增加反应中心的数量,增强对光能的吸收与捕获能力,缓解单位反应中心的电子传递,提升光合效率,进而缓解盐胁迫对植物造成的伤害。

关键词：阳光玫瑰葡萄 PSⅡ 叶绿素荧光硅酸钠碳酸氢钠

水分胁迫对‘赤霞珠’葡萄果实挥发性化合物及相关基因表达的影响

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干旱地区农业研究 2024年第2期42卷 188-198页

作者：侯晨阳张艳霞薛晓斌王振平李栋梅宁夏大学葡萄酒与园艺学院宁夏银川750021

为了研究水分胁迫对‘赤霞珠’葡萄果实挥发性化合物的影响,试验以3年生‘赤霞珠’葡萄为试材,设对照(CK)、轻度胁迫(T1)、中度胁迫(T2)和重度胁迫(T3)4个处理,利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)测定果实挥发性化合物组分,采用荧光定量... 详细信息

为了研究水分胁迫对‘赤霞珠’葡萄果实挥发性化合物的影响,试验以3年生‘赤霞珠’葡萄为试材,设对照(CK)、轻度胁迫(T1)、中度胁迫(T2)和重度胁迫(T3)4个处理,利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)测定果实挥发性化合物组分,采用荧光定量PCR法(qRT-PCR)检测类胡萝卜素裂解双加氧酶基因(VvCCD1)、E-(β)-丁香烯合成酶(VvEcar)和植物脂氢过氧化物裂解酶基因(VvHPLA)、芳樟醇合成酶基因(Vvlis)在葡萄果实中的表达水平。结果表明:在花后110 d,与CK相比,T1和T2处理下果实百粒重分别显著降低7.32%和20.97%,T3处理下果实百粒重显著降低31.80%;T1和T2处理果实可溶性固形物(TSS)相比于CK分别增加10.33%和5.68%,差异不显著,但在T3处理下,果实TSS显著降低15.74%;果实有机酸含量在T1和T2处理下分别降低11.66%(P>0.05)和25.56%(P<0.05),T3处理显著增加18.61%;各处理下总酚含量显著高于CK;与CK相比,T2处理果实花色苷含量显著提高9.35%,T1处理和T3处理与CK间差异不显著;水分胁迫处理下T1、T2、T3处理单宁含量分别是CK的2.3倍,1.3倍和2.8倍,T3处理显著高于CK。对于‘赤霞珠’葡萄挥发性风味物质的合成,共筛选出42种主要挥发性物质,醛类物质是含量最多的一类挥发性物质,其中2-己醛在果实整个发育期含量最高,在花后110 d时T1和T2处理比对照分别降低了24.61%和71.95%,T3处理下2-己醛含量是CK处理的2倍。T1、T2处理会降低果实醛类、酮类、酯类以及烃类物质含量,但会促进醇类物质合成。水分胁迫处理下T1处理VvCCD1、VvEcar、VvHPLA、Vvlis基因表达量显著提升,T3处理则抑制其表达。

关键词：赤霞珠水分胁迫挥发性化合物基因表达果实品质

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复杂地形下仿生轮腿式机器人位姿控制研究

农业机械学报 2024年第6期55卷 380-391,403页

作者：张庆潘烤鑫王振宇黄韶炯尤泳王德成中国农业大学工学院北京100083 中国农业大学草业机械装备研究中心北京100083

丘陵山地地势复杂、地形多变,农机装备作业环境以倾斜角度较大的斜坡为主,传统农机装备在丘陵山区复杂地形下作业时效率低、稳定性差,甚至会出现侧倾、翻车等现象。本文从仿生机械设计角度出发,提出一种在丘陵山地复杂地形下能够自主实... 详细信息

丘陵山地地势复杂、地形多变,农机装备作业环境以倾斜角度较大的斜坡为主,传统农机装备在丘陵山区复杂地形下作业时效率低、稳定性差,甚至会出现侧倾、翻车等现象。本文从仿生机械设计角度出发,提出一种在丘陵山地复杂地形下能够自主实现位姿调平控制的轮腿式机器人平台,提升复杂地形下的作业稳定性和安全性。以昆虫后足为仿生机械设计对象,并结合多连杆机构原理,完成新型变行程轮腿机构及机器人平台的整体架构设计。采用D-H参数法分析了轮腿机构运动学特性,结果显示轮腿式机器人离地间隙最大调整量为574mm,具备较强的越障能力。在空间坐标系上定义轮腿式机器人空间姿态参数,推导得到机身姿态角与轮腿伸缩量之间的空间姿态模型,并设计了基于NSGA-Ⅱ的机身空间姿态逆解算法。基于空间姿态逆解算法构建了轮腿式机器人全向位姿调平位姿控制系统,包含机身调平控制器、“虚腿”补偿控制器和质心高度控制器,在复杂地形下行驶时能够控制轮腿式机器人俯仰角、侧倾角、接地力、质心高度等空间姿态参数,然后通过搭建的轮腿式机器人ADAMS-Matlab联合仿真模型完成了位姿控制系统算法仿真验证。在机器人样机上开展了离地间隙自动调整和机身全向位姿调平试验,试验结果表明,试验样机离地间隙最大调整量为574mm,同时在复杂地形下能够实现机身位姿全向自动调平,调平平均时间约为1.2s,调平平均误差为0.8°,位姿控制响应速度与调平精度能够满足实际工作要求。

关键词：轮腿式机器人复杂地形仿生位姿控制样机试验

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长江流域冬油菜需水量及水分盈亏特征分析

作物学报 2024年第7期50卷 1829-1840页

作者：谢雄泽谢捷褚乾梅尹羽丰余小红王盾冯鹏襄阳市农业科学院湖北襄阳441057

基于长江流域冬油菜优势产区11个省、2个直辖市共计129个城市近20年的逐日气象数据,采用经验公式、FAO推荐的改进HS数据模型和作物系数分别计算各城市冬油菜全生育期及各生育阶段有效降水量及需水量,并对水分盈亏指数及多年旱涝灾害发... 详细信息

基于长江流域冬油菜优势产区11个省、2个直辖市共计129个城市近20年的逐日气象数据,采用经验公式、FAO推荐的改进HS数据模型和作物系数分别计算各城市冬油菜全生育期及各生育阶段有效降水量及需水量,并对水分盈亏指数及多年旱涝灾害发生频率进行分析。结果表明,长江流域冬油菜在各生育阶段有效降水量均呈由东南向西北递减的带状分布特征,其中鄱阳、洞庭两湖平原及杭嘉湖平原有效降水量充沛,长江中下游干流南北沿岸地区有效降水量适中,秦岭—淮河一线、四川盆地及云贵高原有效降水量偏少;各生育阶段的需水量呈现西南高、东南中、西北低的分布特征,其中云南省需水量最高,长江中下游平原需水量适中,秦岭—淮河一线、四川盆地、贵州省需水量最低;多年水分盈亏空间分布特征表现为长江中下游干流南北沿岸地区水分供应适中,秦岭—淮河一线、四川盆地、云贵高原水分供应不足;水分盈亏年代演变特征表现为苗期长江上游旱灾多发、涝灾偶发,中下游涝灾多发、旱灾偶发,其他生育阶段长江上游旱灾频发,中下游旱灾多发、涝灾偶发的特征。为有效保障长江流域冬油菜各生育阶段的适当水分供应,在苗期阶段,长江上游地区应注意适量灌溉、中下游地区应注意及时排涝;其他生育阶段,长江上游地区应注意充分灌溉,中下游干流北岸城市应注意适时灌溉,中下游干流南岸城市应注意适时排涝,以促进长江流域冬油菜高产稳产,保障国内油菜籽原料稳定供应。

关键词：长江流域冬油菜有效降水量需水量变化趋势水分盈亏

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手持摇枝式酸枣振动采摘装置设计与试验

农业机械学报 2024年第9期55卷 194-204,215页

作者：刘洪杰李峻藤杨欣李建平王鹏飞河北农业大学机电工程学院保定071001 河北省智慧农业装备技术创新中心保定071001

针对酸枣收获过程中人工采收效率低、大型机械采收困难等问题,设计了手持摇枝式酸枣振动采摘装置。通过建立酸枣“果实-枝条”单摆动力学模型,分析受迫振动下果实脱落条件,求解动力学模型,确定影响酸枣采摘效果的主要影响因素为振动频... 详细信息

针对酸枣收获过程中人工采收效率低、大型机械采收困难等问题,设计了手持摇枝式酸枣振动采摘装置。通过建立酸枣“果实-枝条”单摆动力学模型,分析受迫振动下果实脱落条件,求解动力学模型,确定影响酸枣采摘效果的主要影响因素为振动频率、振幅、夹持位置;利用ANSYS仿真软件对酸枣植株模型进行自由模态响应与谐响应分析,结果表明:当振动频率为4~12 Hz、振幅为10~20 mm、夹持位置为0.3~0.7时,主枝、挂果枝位移明显且对树体损伤较小。为确定采摘装置最佳工作参数,以酸枣摘净率为评价指标,进行三因素三水平振动采摘试验,得到酸枣摘净率和各影响因素的数学回归模型,利用Design-Expert软件对试验数据和响应曲面进行分析优化,确定最佳工作参数组合为:振动频率5.91 Hz、振幅15.30 mm、夹持位置0.45,此时酸枣摘净率为93.33%,验证试验表明,酸枣摘净率为94.18%,与优化值接近,模型优化可靠。

关键词：酸枣振动采摘手持摇枝式参数优化

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我国羊养殖量及其粪尿资源化利用潜力分析

农业资源与环境学报 2024年第1期41卷 155-163页

作者：邓茹丹王国英李丹阳李国学袁京中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193

为了解我国各地区羊粪尿产量及其资源化利用潜力,本研究依据统计年鉴数据和粪尿产排污系数,估算了2021年我国各省份羊粪尿产生量、羊粪尿肥料化和能源化利用潜力,进一步测算了羊粪尿养分农田耕地负荷。结果表明,2021年全国羊粪尿总产生... 详细信息

为了解我国各地区羊粪尿产量及其资源化利用潜力,本研究依据统计年鉴数据和粪尿产排污系数,估算了2021年我国各省份羊粪尿产生量、羊粪尿肥料化和能源化利用潜力,进一步测算了羊粪尿养分农田耕地负荷。结果表明,2021年全国羊粪尿总产生量达2.91亿t,其中总氮(TN)、总磷(TP)、总钾(TK)含量分别为91.08万、19.28万t和73.89万t,可有效替代氮肥(以尿素计)255.31万t、磷肥(以P_(2)O_(5)计)108.45万t、钾肥(以K_(2)O计)191.82万t,可产沼气165.95亿m^(3),具有较高的肥料化与能源化利用潜力。青海和西藏两省份农田耕地负荷居全国第一和第二,消纳羊粪尿时,应充分考虑耕地、农牧交错带、林地和草地等多种土地类型。

关键词：羊粪尿养分肥料化能源化耕地负荷

不同施磷水平对甘薯硒吸收、分配和转化的影响

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作物学报 2024年第6期50卷 1608-1615页

作者：孙一鸣田侠王少霞刘庆青岛农业大学资源与环境学院山东青岛266109

为了探明叶面喷施硒条件土壤施磷对甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)硒吸收、分配和转化的影响,于2021和2022年在山东莱阳市开展连续2年的田间试验。采用裂区试验设计,主区纯硒用量分别为0 g hm^(–2)(Se0)和150 g hm^(–2)(Se_(1)),副区P... 详细信息

为了探明叶面喷施硒条件土壤施磷对甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)硒吸收、分配和转化的影响,于2021和2022年在山东莱阳市开展连续2年的田间试验。采用裂区试验设计,主区纯硒用量分别为0 g hm^(–2)(Se0)和150 g hm^(–2)(Se_(1)),副区P_(2)O_(5)施用量分别为0 kg hm^(–2)(P_(0))、75 kg hm^(–2)(P_(1))、225 kg hm^(–2)(P_(2)),测定甘薯各器官干物质量、总硒和有机硒含量并计算硒利用率。结果表明,施磷可显著增加甘薯不同器官干物质量,施硒对不同器官干物质量的影响不显著。施磷可显著提高甘薯块根中硒含量和硒累积量,与不施磷(P_(0))相比,施用低磷(P_(1))可使施硒条件下块根硒含量和硒累积量平均增加19.54%和27.74%,施用高磷(P_(2))可使施硒条件下块根硒含量和硒累积量平均增加40.24%和52.64%。施硒条件下施磷还可提高甘薯块根中的硒分配率和硒利用率,施用低磷(P_(1))和施用高磷(P_(2))块根硒分配率较不施磷(P_(0))平均提高7.77和12.46个百分点,硒利用率平均提高1.81和3.36个百分点,施磷对甘薯全株硒利用率影响不显著。施磷提高了甘薯块根中总硒含量的同时,还提高了块根中有机硒含量,但对块根中有机硒占总硒的比例影响不显著。综上所述,富硒甘薯生产中,适量增加施磷量可以提高甘薯不同器官干物质量,增加块根中的总硒和有机硒含量,提高硒利用率,但应避免过量施磷带来的环境风险。

关键词：土壤施磷叶面施硒吸收利用累积分配有机硒甘薯

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直注式秸秆捡拾粉碎深埋机设计与试验

农业机械学报 2024年第7期55卷 83-95页

作者：仝振伟李洪文卢彩云王超仲广远林涵中国农业大学工学院北京100083 农业农村部河北北部耕地保育农业科学观测试验站北京100083

为提升秸秆深埋质量,针对秸秆深埋过程中秸秆捡拾效果差、输送方式单一、输送效率低、深埋率低等问题,提出一种直注式秸秆深埋还田方法,设计了直注式秸秆捡拾粉碎深埋机,阐述了整机结构和工作原理。对关键部件进行了设计分析,设计了无... 详细信息

为提升秸秆深埋质量,针对秸秆深埋过程中秸秆捡拾效果差、输送方式单一、输送效率低、深埋率低等问题,提出一种直注式秸秆深埋还田方法,设计了直注式秸秆捡拾粉碎深埋机,阐述了整机结构和工作原理。对关键部件进行了设计分析,设计了无护圈式捡拾装置,分析了捡拾装置各个运动阶段与弹齿的运动轨迹,确定了4个运动阶段所对应的相位角;设计了以运秸螺旋输送器和运秸叶片为主的机械输送装置、以抛秸风叶和运秸导管为主的气力输送装置。对秸秆输送量进行分析,明确了运秸螺旋输送器结构参数,得出了运秸螺旋输送器最低转速;对运秸叶片和抛秸风叶进行了动力学分析,确定了运秸叶片和抛秸风叶结构,明晰了影响秸秆输送效果的关键因素为机具前进速度、运秸螺旋输送器转速、抛秸风叶转速、运秸叶片倾角和抛秸风叶倾角,并确定了影响因素范围。仿真试验结果表明,机具前进速度和运秸螺旋输送器转速存在交互作用,最佳作业参数:机具前进速度为3 km/h、运秸螺旋输送器转速为1200 r/min和抛秸风叶转速为1600 r/min。田间试验结果表明,平均秸秆捡拾率和平均深埋率分别为91.02%,90.03%;运秸导管出口处风速和作业扭矩分别为1.78~26.83 m/s、61.55~214.78 N·m,各工作部件运行稳定,满足秸秆深埋还田作业要求,为秸秆深埋还田机研发和改进提供了依据。

关键词：秸秆捡拾粉碎深埋还田机直注式捡拾装置机械-气力输送装置