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秸秆还田与氮肥施用对稻田温室气体排放的影响

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生态学报 2024年第12期44卷 5328-5339页

作者：吴健成刘卿汪翠存陆汝华刘艳曹强田永超朱艳曹卫星刘小军南京农业大学国家信息农业工程技术中心南京210095 智慧农业教育部工程研究中心南京210095 农业农村部农作物系统分析与决策重点实验室南京210095 江苏省信息农业重点实验室南京210095 现代作物生产省部共建协同创新中心南京210095

秸秆还田与氮肥施用是农田生态系统中碳氮元素的两大主要补给途径,其在调控稻田甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)排放以及水稻产量方面具有重要作用。以往的研究主要关注秸秆还田或氮肥施用单因素对稻田温室气体排放的影响,而双因素互作... 详细信息

秸秆还田与氮肥施用是农田生态系统中碳氮元素的两大主要补给途径,其在调控稻田甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)排放以及水稻产量方面具有重要作用。以往的研究主要关注秸秆还田或氮肥施用单因素对稻田温室气体排放的影响,而双因素互作对甲烷和氧化亚氮排放的影响尚未明确。同时,在秸秆还田条件下如何进行合理的氮肥施用鲜有深入研究。本研究基于3个氮肥处理(0、180、360 kg N/hm^(2))和3个秸秆还田处理(0、2.25、3.75 t/hm^(2))进行多年水稻田间定位试验,研究结果表明:CH_(4)季节累积排放随秸秆还田量增加而增加,与施氮量无显著正相关关系;N_(2)O季节累积排放随施氮量增加而增加,与秸秆还田量无显著正相关关系;秸秆还田对于产量的影响具有不确定性,两年均在秸秆不还田+不施氮处理(S0N0)出现最低产量,2021与2022年最低产量分别为5740.64和4903.75 kg/hm^(2)。2021与2022年最高产量分别在秸秆不还田+高氮(S0N_(2))和高量秸秆还田+高氮(S2N_(2))出现,分别为10938.48和10384.83 kg/hm^(2)。同时,本研究发现在低量秸秆还田条件下,在碳足迹(CF, Carbon Footprint)方面,施氮量为251 kg N/hm^(2)时碳足迹达到最低点,为1.01 kg C/kg;而在生态经济净收益(NEEB, Net Ecosystem Economic Benefits)方面,施氮量为294 kg N/hm^(2)时生态经济净收益达到最高点,为11778.15元/hm^(2)。为协同生态经济净收益与碳排放,在低量秸秆还田(S1)下,配合251—294 kg N/hm^(2)的施氮量为最优施肥方案。研究结果为指导稻田温室气体减排、实现稻田碳中和以及农田管理提供了理论支撑,为实现水稻的高产稳产与低碳生产科学依据。

关键词：水稻温室气体秸秆还田氮肥推荐施肥

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无人机遥感作物估产研究进展

南京农业大学学报 2024年

作者：郑恒彪吉文翰郭彩丽邱小雷姚霞江冲亚朱艳曹卫星程涛南京农业大学国家信息农业工程技术中心/南京农业大学智慧农业研究院/智慧农业教育部工程研究中心/农业农村部农作物系统分析与决策重点实验室/江苏省信息农业重点实验室/现代作物生产省部共建协同创新中心

快速、准确地估测作物产量不仅有利于提前掌握粮食生产状况，而且对国家粮食政策的制定至关重要。无人机遥感技术因其快速、便捷、成本低等优势，还可同时搭载多种传感器获取高时空分辨率影像，因此在作物产量估测研究中发挥了重要作用... 详细信息

快速、准确地估测作物产量不仅有利于提前掌握粮食生产状况，而且对国家粮食政策的制定至关重要。无人机遥感技术因其快速、便捷、成本低等优势，还可同时搭载多种传感器获取高时空分辨率影像，因此在作物产量估测研究中发挥了重要作用。本文首先介绍了无人机遥感估产的相关背景；其次对近二十年来无人机遥感估产的研究现状进行了概述，分别从无人机平台、传感器、估产模型构建等方面重点综述了近年来国内外无人机遥感估产的研究进展。最后讨论了影响无人机遥感估产精度的因素、尚未解决的关键技术问题以及无人机遥感估产的未来发展前景。本文为了解无人机遥感估产研究前沿、技术瓶颈、发展前景提供重要参考，为精确栽培、智慧育种提供技术支撑。

关键词：作物产量估测无人机遥感传感器建模方法研究进展

基于多尺度及DESTIN约束的高分遥感影像田块语义分割方法研究

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南京农业大学学报 2024年第5期47卷 989-999页

作者：肖庆云程涛顾兴健朱艳黄芬南京农业大学人工智能学院江苏南京210031 南京农业大学国家信息农业工程技术中心/智慧农业教育部工程研究中心/农业农村部农作物系统分析与决策重点实验室/江苏省信息农业重点实验室/现代作物生产省部共建协同创新中心江苏南京210095

[目的]本研究旨在改善基于深度学习的遥感影像田块语义分割中出现的区域不封闭、边缘不贴合、噪点问题,并进一步修正语义分割的识别错误。[方法]以安徽省阜南县、江苏省淮安市为研究地点,自建了农田田块数据集,引入考虑影像多尺度特征... 详细信息

[目的]本研究旨在改善基于深度学习的遥感影像田块语义分割中出现的区域不封闭、边缘不贴合、噪点问题,并进一步修正语义分割的识别错误。[方法]以安徽省阜南县、江苏省淮安市为研究地点,自建了农田田块数据集,引入考虑影像多尺度特征的尺度分割思想与基于物候学的DESTIN(delineation by fusing spatial and temporal information)分割算法,提出了基于多尺度及DESTIN约束的高分遥感影像农田田块语义分割方法。[结果]多尺度与DESTIN约束下基于深度模型的田块语义分割有效改善模型出现的区域不封闭、边缘不贴合、噪点和块状模糊等问题,一定程度修正了深度模型语义分割的错误识别,IoU指标在2个测试集上分别达到94.08%和90.79%,相较深度模型的遥感影像田块语义分割分别提高1.65%和2.32%,对研究区域的田块提取区域更完整、精度更高。[结论]多尺度及DESTIN约束进一步改善了田块语义分割问题,有助于提高高分遥感影像的田块识别精度。

关键词：语义分割多尺度分割 DESTIN分割农田田块提取高分遥感影像

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辣椒苗夹茎式双排自动取投苗装置设计与试验

农业机械学报 2024年第3期55卷 115-121,152页

作者：邱硕于博计东田素博赵萍白晓虎沈阳农业大学工程学院沈阳110866 农业农村部园艺作物农业装备重点实验室沈阳110866

为提高设施蔬菜生产机械化率,设计了一种双排夹茎式取投苗装置。利用两个对置移栽臂上的双排夹取爪实现辣椒苗循环取投苗作业,PLC控制系统保证取投苗装置有序平稳运转。夹取爪核心部件由软性材料和弹簧钢片紧贴构成,其精确定位由水平和... 详细信息

为提高设施蔬菜生产机械化率,设计了一种双排夹茎式取投苗装置。利用两个对置移栽臂上的双排夹取爪实现辣椒苗循环取投苗作业,PLC控制系统保证取投苗装置有序平稳运转。夹取爪核心部件由软性材料和弹簧钢片紧贴构成,其精确定位由水平和竖直运动机构实现。分析软性材料厚度、辣椒苗苗龄、夹取爪气缸压力对取苗失败率、运苗失败率和投苗失败率的影响规律,以取投成功率为优化目标进行正交试验,确定双排自动取投苗装置的最佳工作参数。试验结果表明:当软性材料厚度为10 mm、辣椒苗苗龄为51 d、夹取爪气缸压力为0.40 MPa时,平均取投成功率达到94.6%,基本满足蔬菜移栽作业的技术要求。

关键词：辣椒苗移栽取投苗装置夹取爪

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多样化种植对提升耕地质量的作用:进展与展望

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土壤学报 2024年第3期61卷 619-634页

作者：田慎重管西林宁堂原孙涛张玉凤边文范董亮高新昊山东省农业科学院农业资源与环境研究所养分资源高效利用全国重点实验室农业农村部黄淮海平原农业环境重点实验室农业农村部废弃物基质化利用重点实验室济南250100 山东农业大学农业农村部作物水分生理与抗旱种质改良重点实验室山东泰安271018

多样化种植是现代生态农业的重要举措之一,对提高生物多样性、生态服务功能和土壤质量等具有重要意义。在全球粮食供给紧张和耕地短缺背景下,多样化种植在提升我国耕地质量和保障粮食安全中将会发挥越来越重要的作用。但现有研究对多样... 详细信息

多样化种植是现代生态农业的重要举措之一,对提高生物多样性、生态服务功能和土壤质量等具有重要意义。在全球粮食供给紧张和耕地短缺背景下,多样化种植在提升我国耕地质量和保障粮食安全中将会发挥越来越重要的作用。但现有研究对多样化种植的理解多集中在提高生物多样性和发挥生态功能等方面,对其提升耕地质量的作用关注较少,特别是多样化种植如何通过改善土壤物理、化学、生物多样性来提高耕地质量和维持土壤健康方面的理解还较为局限。本文在总结多样化种植的内涵及对促进耕地土壤健康和提高生态服务功能作用的基础上,系统梳理了多样化种植对改善土壤物理、化学、生物多样性等方面的作用研究进展,展望了未来以提升耕地质量为核心发展多样化种植亟需关注的方向和研究重点,以期为多样化种植在我国耕地质量提升策略中发挥更大作用提供参考。

关键词：多样化种植耕地质量土壤健康轮作间作

以粪污水热资源化为核心的高效种养结合系统分析与展望

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农业工程学报 2024年第12期40卷 1-12页

作者：徐永洞刘志丹中国农业大学水利与土木工程学院农业农村部设施农业工程重点实验室环境增值能源实验室北京100083

种养结合系统是实现养殖业和种植业可持续发展的重要途径。水热技术可以将畜禽粪污快速直接转化生产生物原油、水热炭、水相产物和气体产物,生成物分别具有燃料、土壤改良、农用杀菌剂和气体肥料应用潜力,以粪污水热资源化为核心构建的... 详细信息

种养结合系统是实现养殖业和种植业可持续发展的重要途径。水热技术可以将畜禽粪污快速直接转化生产生物原油、水热炭、水相产物和气体产物,生成物分别具有燃料、土壤改良、农用杀菌剂和气体肥料应用潜力,以粪污水热资源化为核心构建的高效种养结合系统有助于提升畜禽粪污的无害化资源化水平和消纳能力、构建生态可持续的绿色循环农业,实现畜禽粪污资源化利用、种植业和养殖的协同高效发展。该研究基于国内外近十余年的研究,系统综述了粪污水热资源化产物在种养结合生态循环农业模式中的作用和应用潜力,论述了畜禽粪污水热转化生物原油在农业内燃机中作为燃料的研究现状,阐述了水相产物作为潜在的农用杀菌剂在作物病害防控中的作用,梳理了畜禽粪污源水热炭在转化机理、理化特性和还田应用中的研究进展,分析了气相产物中的组分和用于温室种植的潜力。在此基础上总结了以粪污水热资源化为核心的高效种养结合系统面临的主要挑战,并对水热资源化产物农业循环应用的研究方向进行展望。研究为畜禽粪污水热资源化和高效种养结合系统研究提供理论参考。

关键词：畜禽粪污水热炭生物炭水热转化生物原油种养结合系统农作物病害防控

恶臭假单胞菌HB3S-20在棉花中的定殖及诱导抗性研究

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中国生物防治学报 2024年第1期40卷 117-125页

作者：金利容许冬王玲丛胜波李文静杨妮娜尹海辰黄薇万鹏农业农村部华中作物有害生物综合治理重点实验室/农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室/湖北省农业科学院植保土肥研究所武汉430064

植物内生菌是防治植物病害的重要生防资源。恶臭假单胞菌Pseudomonas putida HB3S-20是本实验室从棉花内生细菌中所筛选到的一株对棉花黄萎病具有显著防效的潜在生防菌株。本研究采用利福平抗性标记技术和绿色荧光蛋白(GFP)标记技术检... 详细信息

植物内生菌是防治植物病害的重要生防资源。恶臭假单胞菌Pseudomonas putida HB3S-20是本实验室从棉花内生细菌中所筛选到的一株对棉花黄萎病具有显著防效的潜在生防菌株。本研究采用利福平抗性标记技术和绿色荧光蛋白(GFP)标记技术检测了菌株HB3S-20在棉花组织中的定殖动态和定殖位点,并检测了菌株HB3S-20接种棉花植株后植物防御相关酶SOD、POD和CAT酶活性的变化。利福平标记试验结果表明,菌株HB3S-20主要定殖于根部,棉株接种菌株HB3S-20后第3~30 d检测到棉花根部内的菌量范围为2.2×10^(4)~6.7×10^(4)cfu/g,检测到棉花茎部内的菌量为0.04×104~2.7×10^(4)cfu/g,棉花茎部内的菌量低于根部,但在叶片中未被分离到。GFP标记试验结果表明,菌株HB3S-20不仅能附着在棉花根系表面,还能定殖在根部维管组织中。此外,菌株HB3S-20能够提高棉花中植物防御相关酶SOD和POD的活性,说明菌株HB3S-20能够诱导棉花植株的系统抗性,增强棉花抗病性。本研究初步揭示了恶臭假单胞菌HB3S-20在棉花组织内的定殖规律及其对棉株产生的诱导抗性,为菌株HB3S-20的防病机制研究提供了理论依据。

关键词：恶臭假单胞菌棉花定殖诱导抗性

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国外农村人居环境监测体系发展现状及对我国的启示

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农业资源与环境学报 2024年

作者：卞靖豪申锋魏孝承谭璐刘芳陈昢圳张春雪黄治平杨波王强农业农村部农村厕所与污水治理技术重点实验室农业农村部环境保护科研监测所

乡村振兴战略下，我国农村人居环境监测面临新任务和新挑战，迫切需要明确发展思路和方向。当前我国农村人居环境监测存在体系不健全、法律法规不完善、监测技术不成熟等问题。本文通过系统梳理分析国外农村人居环境监测体系的发展历程... 详细信息

乡村振兴战略下，我国农村人居环境监测面临新任务和新挑战，迫切需要明确发展思路和方向。当前我国农村人居环境监测存在体系不健全、法律法规不完善、监测技术不成熟等问题。本文通过系统梳理分析国外农村人居环境监测体系的发展历程和发展现状，凝练总结出国外农村人居环境监测的先进经验和做法，结合我国农村人居环境发展的实际情况和客观条件，在政策法规、监测技术、标准体系和管理机制等层面，提出了对我国农村人居环境监测体系发展的启示和建议。此外，与时俱进地提出了加强农村人居环境中新污染物的监测与管理，为加快推进我国农村人居环境整治增效提质提供科学依据和决策支撑，为推动乡村振兴与和美乡村建设提供借鉴与参考。

关键词：人居环境环境监测乡村建设国外经验

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我国芝麻田杂草防控现状及建议

植物保护 2024年第3期50卷 10-16,45页

作者：刘新涛赵辉倪云霞赵新贝王婧李永冬刘红彦河南省农业科学院植物保护研究所农业农村部华北南部作物有害生物综合治理重点实验室河南省农作物病虫害防治重点实验室郑州450002

本研究对我国主要芝麻产区杂草发生情况和防控现状进行了调查。结果显示,我国芝麻田杂草共计31科86种,使用的除草剂共15种,普遍存在阔叶杂草难防控等问题。芝麻田杂草防控难与科研基础薄弱和可用除草剂品种严重不足有关。针对上述情况,... 详细信息

本研究对我国主要芝麻产区杂草发生情况和防控现状进行了调查。结果显示,我国芝麻田杂草共计31科86种,使用的除草剂共15种,普遍存在阔叶杂草难防控等问题。芝麻田杂草防控难与科研基础薄弱和可用除草剂品种严重不足有关。针对上述情况,提出加大基础研究力度、重视除草剂筛选登记工作、加强抗除草剂育种、加速植保机械的研发及产业化、研究和推广注重芝麻田生态系统保护的标准化防控技术等建议。

关键词：芝麻杂草防控现状建议