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覆膜方法对纳米纤维膜除尘滤料动态过滤性能的影响

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中国环境科学 2024年第4期44卷 1995-2002页

作者：郭颖赫赫伟东柳静献沈阳理工大学环境与化学工程学院辽宁沈阳110159 东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

为解决聚四氟乙烯(PTFE)覆膜滤料使用中阻力增长快且膜易破损问题,基于静电纺丝技术制备了涤纶(PET)纳米纤维膜,通过直接覆膜法、热处理覆膜法及一步共纺覆膜法将PET纳米纤维膜作为表面膜与聚苯硫醚(PPS)针刺毡滤料进行复合,并对比研究... 详细信息

为解决聚四氟乙烯(PTFE)覆膜滤料使用中阻力增长快且膜易破损问题,基于静电纺丝技术制备了涤纶(PET)纳米纤维膜,通过直接覆膜法、热处理覆膜法及一步共纺覆膜法将PET纳米纤维膜作为表面膜与聚苯硫醚(PPS)针刺毡滤料进行复合,并对比研究3种覆膜方法制备的PET纳米纤维膜滤料、PPS滤料以及PTFE覆膜滤料的动态过滤性能,结果表明,与PTFE覆膜滤料相比,3种覆膜方法制备的PET纳米纤维膜滤料均表现出优异的过滤性能.稳定过滤阶段,一步共纺覆膜法制备的PET/TPU纳米纤维膜滤料完成单个周期所需时间是PTFE覆膜滤料的2倍,粉尘剥离率为99.79%,其阻力增长速率低、完成单个周期所需时间平稳,降低能耗并减少了气流对膜造成的磨损,在工业除尘领域具有较大应用潜力.

关键词：工业除尘过滤材料覆膜纳米纤维膜动态过滤性能

秸秆还田、覆膜和施氮对旱地麦田土壤质量的影响

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环境科学 2024年第4期45卷 2292-2303页

作者：叶子壮王松燕陆潇史多鹏吕慎强李嘉杨泽宇王林权西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100

通过5 a大田定位试验研究了秸秆还田、覆膜及氮肥对旱地土壤质量的影响.以双因素裂区设计,主处理为3种栽培模式:常规栽培(CT)、秸秆还田(SR)和覆膜栽培(FM);副处理为3种施氮水平:0、144和180 kg·hm^(-2).在第5季冬小麦收获后采集耕层0~... 详细信息

通过5 a大田定位试验研究了秸秆还田、覆膜及氮肥对旱地土壤质量的影响.以双因素裂区设计,主处理为3种栽培模式:常规栽培(CT)、秸秆还田(SR)和覆膜栽培(FM);副处理为3种施氮水平:0、144和180 kg·hm^(-2).在第5季冬小麦收获后采集耕层0~20 cm土壤样品,测定容重(BD)、孔隙度(SP)、田间持水量(FC)、有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、矿质氮(NO_(3)^(-)-N+NH_(4)^(+)-N)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、蔗糖酶(SA)、碱性磷酸酶(ALP)、脲酶(UA)和脱氢酶(DHA)等土壤理化性质及生物性质等指标,基于两个最小数据集(MDS),利用线性(LT)和非线性(NLT)评分模型计算土壤质量指数(SQI),通过与冬小麦产量拟合来寻找最优SQI,据此分析土壤质量对秸秆还田、覆膜及氮肥的响应.结果表明,SR处理的SP、FC、SOC、TK、SA、ALP、DHA、MBN和MBC分别较CT显著高10.1%、40.5%、28.3%、14.3%、22.0%、8.9%、48.3%、35.9%和62.5%.FM处理的SP、FC、NO_(3)^(-)-N、AP、AK、ALP和MBN分别较CT显著高3.1%、14.6%、729.0%、37.4%、28.2%、7.2%和17.7%.SR和FM处理冬小麦产量分别较CT显著高25.1%和18.6%.与N_(0)相比,施用氮肥土壤SP、TN、NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、ALP和MBN显著增加3.4%~407.6%,BD、SOC和MBC/MBN显著下降3.0%~31.7%.在3种栽培模式下,施氮显著增加冬小麦产量,增幅为69.4%~79.1%,相同栽培模式两施氮水平间差异不显著.基于MDS2的非线性评分模型计算的SQI能够更准确地评价旱地麦田土壤质量.在NLT-SQI2中,SR、FM和氮肥均可增加土壤的SQI,在SR配施N_(180)水平下SQI达到最大,FM次之,CT最小.综上,秸秆还田和覆膜配施适量氮肥能维持和提高土壤质量,秸秆还田优于覆膜.

关键词：秸秆还田覆膜氮肥主成分分析(PCA) 最小数据集(MDS) 土壤质量指数(SQI)

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水肥与覆膜对油莎豆产量及土壤性质的影响

草业科学 2024年第7期41卷 1757-1766页

作者：赵月刘亚兰高艳菊李向义黄彩变周杰曾凡江中国科学院新疆生态与地理研究所/新疆荒漠植物根系生态与植被修复重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院新疆生态与地理研究所/荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站新疆策勒848300 中国科学院大学北京100049

为探究极端干旱区油莎豆(Cyperus esculentus)经济有效的水肥种植措施,本研究在和田地区沙漠-绿洲过渡带风沙土上设置了水肥和覆膜的双因素试验,设3个水肥处理(60%、80%和100%水肥),3个覆膜处理(无膜、液膜和白膜),共计9个处理,分析了... 详细信息

为探究极端干旱区油莎豆(Cyperus esculentus)经济有效的水肥种植措施,本研究在和田地区沙漠-绿洲过渡带风沙土上设置了水肥和覆膜的双因素试验,设3个水肥处理(60%、80%和100%水肥),3个覆膜处理(无膜、液膜和白膜),共计9个处理,分析了不同水肥处理和覆膜方式对油莎豆干物质产量、土壤养分、土壤盐的影响。结果表明,不同水肥处理对油莎豆的生长与各部分产量均无显著影响(P>0.05),覆膜处理显著影响油莎豆株密度、块茎个数、千粒重及块茎产量(P覆膜处理对土壤养分均有显著影响,水肥处理与覆膜处理对0-20 cm土层土壤有机质、水解性氮、速效钾,以及20-40 cm土层土壤水解性氮、有效磷、速效钾存在显著交互作用。种植油莎豆显著降低了土壤有机质含量,增加了其余养分含量,土壤有机质含量在白膜+60%水肥条件下为最高;并且显著降低了土壤深层盐分含量,但过量的水肥会导致表层土壤盐渍化。综上所知,在覆盖白膜的条件下,选择较低的水肥添加量能够在获得较高的油莎豆产量的同时,减少成本,获得最大的经济生态效益,因此,针对贫瘠缺水的沙化土地,推荐使用白膜+60%水肥的模式种植油莎豆。

关键词：油莎豆叶生物量水肥覆膜土壤有机碳块茎产量土壤水解性氮土壤盐分

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基于影像分割的覆膜玉米叶绿素含量反演

中国农业科学 2024年第6期57卷 1066-1079页

作者：周智辉谷晓博程智楷常甜赵彤彤王玉明杜娅丹西北农林科技大学水利与建筑工程学院/西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室

【目的】快速、准确监测覆膜玉米叶绿素含量，探明将影像地膜和阴影背景像元剔除能否提高光谱和纹理特征反演叶绿素含量的精度。【方法】以无人机多光谱遥感影像数据为基础，以覆膜玉米苗期、拔节期、抽雄期和灌浆期叶绿素含量为对象，... 详细信息

【目的】快速、准确监测覆膜玉米叶绿素含量，探明将影像地膜和阴影背景像元剔除能否提高光谱和纹理特征反演叶绿素含量的精度。【方法】以无人机多光谱遥感影像数据为基础，以覆膜玉米苗期、拔节期、抽雄期和灌浆期叶绿素含量为对象，使用监督分类分割影像背景像元和玉米像元，分析背景像元对玉米冠层光谱的影响，计算全像元和玉米像元影像的光谱特征和纹理特征并筛选较优变量输入，利用偏最小二乘、支持向量机和BP神经网络3种机器学习算法建立玉米叶绿素含量的反演模型。【结果】(1)苗期、拔节期、抽雄期和灌浆期多光谱影像中的背景像元对玉米冠层的光谱均有显著影响。(2)基于玉米像元影像提取的光谱特征、纹理特征和光谱特征+纹理特征为变量输入的反演精度均优于全像元影像(最佳模型建模R 2提高0.078,RMSE和MAE分别降低0.060和0.055 mg·g-1，验证R 2提高0.109,RMSE和MAE分别降低0.075和0.047 mg·g-1)。(3)基于玉米像元影像的光谱特征+纹理特征为变量输入的建模精度比仅使用光谱特征或纹理特征为变量输入的建模精度提升显著；其中光谱特征+纹理特征为变量输入的BP神经网络模型精度最高(验证R 2、RMSE、MAE分别为0.690、0.468 mg·g-1、0.375 mg·g-1)。【结论】采用剔除背景像元的无人机多光谱影像光谱和纹理特征数据并结合BP神经网络可较好地实现覆膜玉米叶绿素含量的反演，研究结果可为无人机遥感快速、准确反演覆膜玉米叶绿素含量提供理论参考。

关键词：无人机多光谱影像分割叶绿素含量覆膜纹理特征

覆膜稻田施用炭基肥对水稻产量及氮素利用的影响

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中国水稻科学 2024年第5期38卷 567-576页

作者：熊家欢张义凯向镜陈惠哲徐一成王亚梁王志刚姚坚张玉屏中国水稻研究所水稻生物育种全国重点实验室杭州311401 嘉兴市农业科学研究院嘉兴314016

【目的】研究炭基肥及增施生物炭对覆膜水稻产量、氮素利用的影响,以期为水稻覆膜技术可持续发展应用提供理论依据。【方法】以优质粳型常规水稻品种浙禾香2号和籼粳杂交稻甬优538为材料,2021年覆膜机插种植设置CK(不施氮)、T1(施用缓释... 详细信息

【目的】研究炭基肥及增施生物炭对覆膜水稻产量、氮素利用的影响,以期为水稻覆膜技术可持续发展应用提供理论依据。【方法】以优质粳型常规水稻品种浙禾香2号和籼粳杂交稻甬优538为材料,2021年覆膜机插种植设置CK(不施氮)、T1(施用缓释肥)和T2(施用炭基肥)处理。2022年覆膜机插种植设置CK(不施氮)、T2(施用炭基肥)、T3(炭基肥增施6t/hm^(2)生物炭)和T4(炭基肥增施12t/hm^(2)生物炭)处理,研究覆膜稻田施用炭基肥对水稻干物质积累、产量及产量构成和氮素吸收利用的影响。【结果】炭基肥促进了覆膜水稻的生长,提高了覆膜水稻产量。炭基肥显著增加水稻干物质积累量,与T1相比干物质积累显著增加5.40%~29.69%,增施生物炭与T2相比增加了覆膜水稻干物质积累量9.28%~46.91%。浙禾香2号整个生长期效果明显,甬优538在后期作用更显著。与T1相比,炭基肥能显著提高水稻产量3.84%~4.65%。增施生物炭较T2进一步提高了覆膜水稻产量7.97%~15.06%;炭基肥促进了覆膜水稻对氮素的吸收利用,提高水稻氮素利用效率。施用炭基肥显著增加覆膜水稻各生长关键时期的氮素积累量4.87%~31.68%,且氮素积累量随炭基肥增施生物炭量的增加而提高,炭基肥增施12 t/hm2生物炭(T4)氮素积累最高,较施炭基肥(T2)增加11.87%~40.59%。炭基肥降低了覆膜水稻氮素干物质生产率和氮素稻谷生产率,提高了氮肥偏生产力、氮肥农学效率和氮肥吸收利用效率。增施生物炭处理进一步提高氮素利用,减少氮素损失。【结论】覆膜稻田施用炭基肥有利于水稻干物质量和氮素积累量增加,增施生物炭能够进一步提高其效果,从而增加产量,提高氮素利用效率。浙禾香2号增产主要通过增加穗数和每穗粒数,甬优538则通过增加穗数增产,炭基肥增施12t/hm2生物炭增产效果最好。

关键词：覆膜炭基肥产量氮素利用水稻

覆膜垄作对旱地雨养马铃薯田N2O排放的影响

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生态环境学报 2024年第1期33卷 62-71页

作者：苗敬杰张开孟钰博王乃加李海楠郭康军张君高西宁王立为沈阳农业大学农学院辽宁沈阳110866 朝阳市气象局辽宁朝阳122099 辽阳市气象局辽宁辽阳111010 河南省气象科学研究所河南郑州450003 内蒙古自治区农牧业科学院资源环境与可持续发展研究所内蒙古呼和浩特010031

旱地雨养马铃薯(Solanum tuberosum)田是一个重要的氧化亚氮(N_(2)O)排放源,是当前农业温室气体排放的研究热点之一。在马铃薯主粮化战略的推动下,马铃薯种植面积不断扩大,覆膜和垄作栽培是其中两种重要的种植方式,但其栽培下的马铃薯田... 详细信息

旱地雨养马铃薯(Solanum tuberosum)田是一个重要的氧化亚氮(N_(2)O)排放源,是当前农业温室气体排放的研究热点之一。在马铃薯主粮化战略的推动下,马铃薯种植面积不断扩大,覆膜和垄作栽培是其中两种重要的种植方式,但其栽培下的马铃薯田N_(2)O排放规律尚不十分明确。选择内蒙古自治区武川县自然降水条件下的马铃薯田为试验对象,设置平作覆膜、垄作覆膜、平作不覆膜和垄作不覆膜4种处理,采用静态箱(暗箱)-气相色谱法监测N_(2)O的排放通量并分析其排放特征,运用实时荧光定量PCR技术(Real-time quantitative PCR,q-PCR)检测不同时期与N_(2)O排放相关的硝化菌和反硝化菌丰度,并测定相关的土壤要素,进而探究在覆膜和垄作条件下,影响雨养马铃薯田N_(2)O排放特性和规律的微生物机理。结果表明,雨养马铃薯田是N_(2)O排放源,其全生育期内平均N_(2)O累积排放量为N(0.47±0.08)kg·hm^(-2)。N_(2)O排放通量与土壤温度、水分含量之间具有显著的正相关关系(P覆膜和垄作都可以直接或间接改变土壤物理性质使根际生态微环境发生变化,进而影响硝化菌和反硝化菌的活性,最终使N_(2)O排放发生变化。其中,覆膜垄作处理的N_(2)O累积排放量及排放强度最高,且垄作不覆膜处理的排放最少(P覆膜的种植方式效果最显著,旨在为旱地农业生产的可持续发展提供理论依据。

关键词：覆膜垄作氧化亚氮马铃薯影响因子排放通量

覆膜种植措施对垄作农地土壤优先流空间异质性的影响

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中国土壤与肥料 2024年第7期 28-39页

作者：许昊陈晓冰杨婷秦梓城刘思佳刘俊杰桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004 广西环境污染控制理论与技术重点实验室科教结合科技创新基地广西桂林541004 桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004

为进一步针对垄作田间农业生产制定高效的需水用肥策略提供科学支撑,将野外染色示踪试验和室内土柱水分入渗实验相结合,利用图像形态学解析、模拟入渗分析、熵权分析和灰色系统理论分析等方法,对垄作覆膜和垄作(对照)种植措施下的农地... 详细信息

为进一步针对垄作田间农业生产制定高效的需水用肥策略提供科学支撑,将野外染色示踪试验和室内土柱水分入渗实验相结合,利用图像形态学解析、模拟入渗分析、熵权分析和灰色系统理论分析等方法,对垄作覆膜和垄作(对照)种植措施下的农地土壤优先流空间异质性特征进行分析,阐明覆膜种植措施下的垄作农地土壤优先流空间分布及其运动变化规律,揭示覆膜种植措施影响下的优先流与垄作田间土壤水分运动过程的作用关系。结果表明:在相同外部供水条件下,垄作覆膜种植农地的水分集中分布在0~10 cm土壤表层,随着土壤深度的增加分布范围逐渐缩小,其土壤染色复杂程度随着土壤深度的增加先增大后减少。而垄作种植农地在10~30 cm土壤深度范围内的水分分布出现显著的指状优先流分化现象。同时,垄作覆膜农地土壤达到饱和状态的时间是垄作农地的1.36倍,其单位时间内的平均土柱水流出流量(质量流率为0.20 g/s)显著(P覆膜种植措施相较垄作在一定程度上能够进一步降低农地土壤空间内优先流的发生及其分布,减少水分向土壤深层渗漏,起到一定程度的蓄水保墒作用。

关键词：垄作覆膜土壤水分优先流响应关系

基于Google Earth Engine的前郭县春季农田覆膜提取

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地理科学 2024年第8期44卷 1417-1425页

作者：邓韵谣李晓洁任建华哈尔滨师范大学地理科学学院黑龙江哈尔滨150025 中国科学院东北地理与农业生态研究所吉林长春130102

本文基于Google Earth Engine(GEE)云平台,综合考虑光学影像的波段反射率、光谱指数特征和雷达影像的极化、纹理特征,分别构建仅使用光学特征、仅使用雷达特征以及光学和雷达特征组合3种特征输入组合;根据精度确定最佳输入特征后,分别... 详细信息

本文基于Google Earth Engine(GEE)云平台,综合考虑光学影像的波段反射率、光谱指数特征和雷达影像的极化、纹理特征,分别构建仅使用光学特征、仅使用雷达特征以及光学和雷达特征组合3种特征输入组合;根据精度确定最佳输入特征后,分别结合机器学习中的分类与回归树、支持向量机、最小距离分类法、梯度提升树和随机森林5种方法建立覆膜提取模型,依据结果精度评估不同方法的性能,并基于最优化模型提取出最终的覆膜农田面积。结果表明:①最佳输入特征为波段反射率特征+光谱指数特征+极化特征+纹理特征;②采用随机森林方法建立的模型精度最高,研究区I的总体精度达到了95.84%,Kappa系数为0.95,地物错分率为1.2%,明显优于其他4种方法(地物错分率较分类与回归树、支持向量机、最小距离和梯度提升树法降低0.8%、7.3%、38.0%和0.3%),研究区II的验证精度达到了87.84%,证明该模型在覆膜提取中可以取得更加准确的结果;③使用本文方法得到2022年研究区I覆膜农田面积为1302.48 km2,估算地膜使用量约为7585.62 t。本文综合考虑光学和雷达影像在地物识别中的特点建立模型,可以准确、高效的识别农田地膜,掌握地膜面积,对环境治理与防治具有重要意义。

关键词：覆膜 Google Earth Engine 特征提取随机森林支持向量机分类与回归树最小距离梯度提升树

覆膜对盆栽牡丹根际基质酶活性和微生物多样性的影响

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山东农业科学 2024年第6期56卷 75-80页

作者：赵明君史帅营李世奇史国安河南科技大学牡丹学院/河南省牡丹综合利用工程技术研究中心河南洛阳471023

覆膜能够改变植物根际土壤酶活性和微生物群落结构。本研究采用高通量测序和生物信息学方法,对春、夏两季覆膜和不覆膜盆栽牡丹根际基质的酶活性和微生物多样性变化进行测定与分析。结果表明,覆膜显著提高盆栽牡丹根际基质酶活性,中性... 详细信息

覆膜能够改变植物根际土壤酶活性和微生物群落结构。本研究采用高通量测序和生物信息学方法,对春、夏两季覆膜和不覆膜盆栽牡丹根际基质的酶活性和微生物多样性变化进行测定与分析。结果表明,覆膜显著提高盆栽牡丹根际基质酶活性,中性磷酸酶活性变化最为显著,脲酶次之;改变了微生物群落结构组成和优势菌群相对丰度,芽单胞菌门(Gemmatimonadota)和变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度有所提升,梭菌属(Faecalibacterium)和拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度发生变化;提高了根际微生物群落Alpha多样性,Simpson和Shannon指数均有所提高,但夏季覆膜降低菌群丰度;季节对微生物群落Beta多样性影响较大,覆膜有改变细菌距离的趋势。该研究结果可为进一步探讨覆膜对盆栽牡丹微生态环境的影响提供重要参考,为覆膜技术在盆栽牡丹生产中应用提供理论依据。

关键词：覆膜盆栽牡丹根际基质酶活性微生物多样性

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