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傅里叶变换红外光谱技术评估玉米器官含氮量的可行性研究

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安徽农业大学学报 2024年第3期51卷 450-457页

作者：徐博刘增骆艳娜熊启中景建元叶新新农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室安徽省绿色磷肥智能制造与高效利用工程研究中心安徽农业大学资源与环境学院合肥230036

探究傅里叶红外光谱(FTIR)技术评估作物器官含氮量的可行性,对快速掌握作物氮素状况、优化氮肥管理具有重要意义。利用低分子量较少的腐植酸(HA1)和低分子量较多的腐植酸(HA2)开展玉米水培试验,通过设置不同的腐植酸浓度短期内获得了器... 详细信息

探究傅里叶红外光谱(FTIR)技术评估作物器官含氮量的可行性,对快速掌握作物氮素状况、优化氮肥管理具有重要意义。利用低分子量较少的腐植酸(HA1)和低分子量较多的腐植酸(HA2)开展玉米水培试验,通过设置不同的腐植酸浓度短期内获得了器官氮素含量差异较大的植物样品;在测定/采集玉米各器官含氮量与FTIR光谱数据的基础上,利用主成分分析方法探究了玉米各器官含氮量与FTIR特定波数吸光度的相关性,以明确可用于评价玉米样品含氮量的FTIR特征参数。结果显示:(1)不同浓度HA1与HA2对玉米各器官含氮量产生了差异化影响,表现为2.5 mg·L^(–1)HA1显著提高了叶片、茎秆及根系的含氮量(P<0.05),含氮量较对照分别提高20.8%,19.9%以及64.2%,但各器官含氮量随HA1浓度的提高呈降低趋势,当HA1浓度达到25 mg·L^(–1)时,各器官含氮量均低于对照;HA2整体上提高了各器官的含氮量,其中显著提高了根系含氮量,提高幅度达到了35.0%~45.4%。(2)不同浓度HA1与HA2对玉米各器官在1 051.0、1 159.0、1 247.7、1 635.3、1 650.8、1 731.8以及2 919.7 cm^(–1)处FTIR吸光度的影响与含氮量相似,即各浓度HA2与低浓度HA1可提高玉米器官蛋白质、脂类、糖类等有机组分的含量。(3)主成分分析结果表明,与叶片含氮量高度相关的3个特征波数分别为1 635.3、1 247.7以及1 159.0 cm^(–1);茎秆为1 650.8和1 159.0以及1 247.7 cm^(–1);根系为1 635.3、1 650.8以及1 159.0 cm^(–1),即比较玉米各器官上述波数处FTIR的吸光度可用于评估玉米样品的含氮量,吸光度越高,含氮量越高。通过比较玉米各器官FTIR特定波数处的吸光度可以初步评估不同农艺措施对玉米各器官含氮量的影响,这为将来FTIR在植物氮素营养诊断方面的应用提供了重要参考。

关键词：氮含量傅里叶红外光谱技术玉米腐植酸主成分分析

紫云英稻秆联合还田与氮肥减量对水稻产量及氨挥发的影响

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农业环境科学学报 2024年第2期43卷 462-472页

作者：王吕吴玉红秦宇航郝兴顺李硕淡亚彬崔月贞汉中市农业技术推广与培训中心陕西汉中723000 农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室/安徽省绿色磷肥智能制造与高效利用工程研究中心/自然资源部江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室/安徽农业大学资源与环境学院合肥230036

为研究紫云英-水稻轮作体系中紫云英稻秆联合还田与氮肥减量配施对水稻产量和氨挥发的影响,连续两个轮作季(2019—2021年)在陕西汉中开展田间试验,试验设置4个处理:冬闲稻秆不还田+常规施氮处理,即对照处理(CK);冬作紫云英稻秆还田+常... 详细信息

为研究紫云英-水稻轮作体系中紫云英稻秆联合还田与氮肥减量配施对水稻产量和氨挥发的影响,连续两个轮作季(2019—2021年)在陕西汉中开展田间试验,试验设置4个处理:冬闲稻秆不还田+常规施氮处理,即对照处理(CK);冬作紫云英稻秆还田+常规施氮处理(GRN_(100));冬作紫云英稻秆还田+氮肥减量20%处理(GRN_(80));冬作紫云英稻秆还田+氮肥减量30%处理(GRN_(70))。采用通气式氨挥发收集装置监测水稻生育期间氨挥发特征。结果表明:与CK相比,紫云英稻秆联合还田各处理可提高“黄华占”籽粒产量,产量由高到低的顺序为GRN_(80)、GRN_(70)、GRN_(100),其中GRN_(80)和GRN_(70)处理相较于CK处理的年均增幅分别为7.66%和6.37%。冠层氨挥发主要发生在水稻施肥30 d以后,其中水稻抽穗期至成熟期挥发速率较大。土壤氨挥发主要发生在水稻施肥后16 d内,在施肥后第2天达到峰值,2020年和2021年分别为0.53 kg·hm^(-2)·d^(-1)和0.58 kg·hm^(-2)·d^(-1)。与CK相比,GRN_(80)处理显著降低水稻全生育期冠层氨挥发累积量和单位产量氨挥发强度,二者分别下降58.73%和57.14%。紫云英稻秆联合还田较CK处理可显著降低水稻全生育期土壤氨挥发累积量和单位产量氨挥发强度,其值由高到低依次顺序为GRN_(100)、GRN_(70)、GRN_(80)。就水稻全生育期氨挥发累积量和单位产量氨挥发强度而言,紫云英稻秆联合还田较CK处理可显著降低2.88%~8.32%和5.26%~13.88%,其中GRN_(80)处理降幅最大。相关分析表明,田面水铵态氮浓度与各处理土壤氨挥发速率呈显著正相关,与GRN_(80)和GRN_(70)处理冠层氨挥发速率呈显著负相关。研究表明,紫云英和稻秆联合还田与氮肥减量20%或30%配施,可显著提高水稻产量,减少稻田氨挥发损失,是适宜汉中地区兼顾水稻高产和环境友好的栽培措施。

关键词：紫云英-水稻轮作秸秆还田氮肥减量水稻产量氨挥发

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绿肥稻田土壤甲烷减排材料筛选及减排机制研究

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农业环境科学学报 2024年

作者：孙晋鑫周国朋马正波梁婷常单娜刘佳刘晗曹卫东中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室中国农业大学资源与环境学院安徽农业大学资源与环境学院/农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/安徽省绿色磷肥智能制造与高效利用工程研究中心江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所

绿肥在培育健康土壤和保障水稻高产优质方面具有重要作用，然而高量有机物还田可能引发稻田土壤的甲烷(CH4)增排，需研发相应的管控路径。本研究通过模拟试验研究了稻田土壤添加绿肥后应用5种CH4减排材料田菁炭、过氧化钙、硫磺、2-氯... 详细信息

绿肥在培育健康土壤和保障水稻高产优质方面具有重要作用，然而高量有机物还田可能引发稻田土壤的甲烷(CH4)增排，需研发相应的管控路径。本研究通过模拟试验研究了稻田土壤添加绿肥后应用5种CH4减排材料田菁炭、过氧化钙、硫磺、2-氯乙烷磺酸钠和针铁矿的CH4减排效果，并针对减排效果较好的材料开展了作用机制研究。结果表明，与无绿肥（CK）相比，绿肥还田增加了稻田土壤CH4排放，添加减排材料后CH4排放降低。其中，与单独绿肥（GM）相比，添加田菁炭（GM+C）和硫磺（GM+S）CH4累积排放量降幅较小，分别为19.5%和23.8%；2-氯乙烷磺酸钠（GM+CES）相较于GM的CH4减排效果最佳，CH4累积排放量降低了66.7%，全球增温潜势（GWP）降低了52.5%。培养结束时（90 d），与GM相比，添加2-氯乙烷磺酸钠的土壤pH降低0.4个单位，产甲烷古菌mcrA丰度降低了29.9%。随机森林模型和相关性分析发现产甲烷古菌mcrA基因丰度与CH4排放呈显著正相关，说明产甲烷古菌是驱动绿肥稻田CH4排放的重要因子。综上，绿肥稻田土壤可通过添加减排材料实现CH4减排，本研究中以2-氯乙烷磺酸钠的效果最优，其专一、高效抑制产甲烷古菌群落，是未来值得探索的绿肥稻田土壤CH4减排材料。

关键词：绿肥 CH 减排材料产甲烷古菌 2-氯乙烷磺酸钠

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茶园土壤酸化国际研究概况和趋势

中国生态农业学报(中英文) 2024年

作者：王贺新盛曼曼杨向德赵强焦纪伟潘洪阳叶新新陈晓辉农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/安徽省绿色磷肥智能制造与高效利用工程研究中心/安徽农业大学资源与环境学院中国农业科学院茶叶研究所/农业农村部茶树生物学与资源利用重点实验室庐江县供销合作社联合社庐江县农业技术推广中心

茶园土壤酸化是国际关注热点，已成为限制茶产业可持续发展的关键因素。为全面梳理茶园土壤酸化研究的国际发展动态，把握该领域研究的重心和前沿热点，本文对Web of Science (WoS)核心合集数据库(2000—2023年)发表的118篇相关文献... 详细信息

茶园土壤酸化是国际关注热点，已成为限制茶产业可持续发展的关键因素。为全面梳理茶园土壤酸化研究的国际发展动态，把握该领域研究的重心和前沿热点，本文对Web of Science (WoS)核心合集数据库(2000—2023年)发表的118篇相关文献进行分析。结果表明，自2018年开始，国际上关于茶园土壤酸化的研究呈显著增加态势; 我国发文量最多且影响力最大。这些研究主要聚焦于茶园土壤酸化对土壤理化性质、碳氮磷循环、土壤微生物生态系统、茶叶产量与品质的影响，以及土壤铝毒与茶树耐铝机制、茶园土壤酸化改良等领域，例如酸化将导致土壤团聚体稳定性被破坏，缓冲性能降低，土壤通透性变差，进而造成土壤持水能力下降，根系生长受阻，同时还导致盐基离子大量淋失、盐基饱和度降低，土壤养分有效性下降，加剧了铝的活化与溶出，并增加茶叶重金属(如Cd、Pb、Cr等)含量。不仅如此，酸化能够加速土壤碳氮磷的损失，降低土壤微生物多样性，抑制某些有益微生物(如假单胞菌、慢生根瘤菌)的生长，损害微生物活性，从而影响茶树正常生长发育以及茶叶产量和品质。因此，不同程度的酸性茶园土壤需通过针对性措施进行防控，如施用有机肥或生物炭，有效缓解土壤酸度的同时提升土壤肥力。另外，铝的生物地球化学循环以及土壤酸化对茶园系统氮磷循环的影响分别为该领域研究焦点和持续性研究热点与前沿话题。本研究有助于全面了解国际茶园土壤酸化研究现状及进展，为茶园土壤酸化改良及应用提供重要参考。

关键词：茶园土壤酸化土壤理化性质碳氮磷循环土壤微生物群落结构土壤酸化改良

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数字普惠金融促进共同富裕的实证检验

统计与决策 2024年第10期40卷 145-150页

作者：谢国根蒋诗泉赵春艳铜陵学院数学与计算机学院铜陵学院会计学院安徽省铜基材料数字化智能制造工程研究中心安徽铜陵244000

文章基于2011—2020年我国30个省份面板数据,利用耦合协调度模型对各省份共同富裕水平进行测度,实证检验了数字普惠金融对共同富裕的影响。结果显示:我国各省份共同富裕水平实现了稳步提升,空间上总体呈现东高西低、沿海高内陆低的分布... 详细信息

文章基于2011—2020年我国30个省份面板数据,利用耦合协调度模型对各省份共同富裕水平进行测度,实证检验了数字普惠金融对共同富裕的影响。结果显示:我国各省份共同富裕水平实现了稳步提升,空间上总体呈现东高西低、沿海高内陆低的分布态势;数字普惠金融对共同富裕水平具有显著的正向影响,且经过多种稳健性检验后结果仍然成立;进一步分析发现,数字普惠金融对共同富裕水平的正向作用具有双重门槛特征,当数字普惠金融指数介于第一门槛和第二门槛之间时,其对共同富裕的促进作用最弱。

关键词：数字普惠金融共同富裕门槛模型

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定制家具板件数控钻孔作业时间预测模型

林业科学 2024年第1期60卷 120-128页

作者：欧阳周洲吴义强陶涛蔡丰王迅郝绍平中南林业科技大学长沙410004 欧派家居集团股份有限公司广州510475 农林生物质绿色加工技术国家地方联合工程研究中心长沙410004 木竹资源高效利用省部共建协同创新中心长沙410004

【目的】为实现大规模定制家具更高效、更低碳的智能制造,有必要在自动化、连续化生产的基础上实施更精准的智慧生产决策,将生产管理由传统的批次级推进到板件级,以差异化的工序作业时间为基础开展生产调度。本研究通过分析数控钻孔作... 详细信息

【目的】为实现大规模定制家具更高效、更低碳的智能制造,有必要在自动化、连续化生产的基础上实施更精准的智慧生产决策,将生产管理由传统的批次级推进到板件级,以差异化的工序作业时间为基础开展生产调度。本研究通过分析数控钻孔作业时间的关键影响因素,构建可预测每一张板件数控钻孔作业时间的数学模型,在生产前获得较为精准的作业时间数据,解决定制家具板件差异化作业时间数据缺失的现实问题,为定制家具的板件级生产调度夯实数据基础。【方法】基于定制家具制造实际,从数控钻孔加工中心的作业逻辑着手,分析不同数据条件下影响数控钻孔作业时间的关键因素,通过MES(制造执行系统)从设备底层采集6万余条历史作业时间数据,构建解析程序提取关键影响因素,搭建使用Mish激活函数的3层人工神经网络模型,并引入动量和学习率衰减算法提高模型精度和运算效率,实现定制家具数控钻孔工序板件级作业时间的预测。【结果】不同数据条件下,人工神经网络模型可实现良好预测效果,其中基于数控程序提取的9维变量对平均作业时间的预测误差率为2.68%,具备对工序总体效能进行预测的能力;单一板件预测结果平均绝对误差为2.87 s,显著优于同等数据条件下的常规线性回归模型,对指导板件级精准调度具有实际意义。【结论】通过MES大量采集历史作业时间数据,构建解析程序,提取关键影响因素,基于制造大数据搭建3层人工神经网络模型,能够较精准预测板件级数控钻孔作业时间,为实现定制家具制造过程的设备与工艺优化、基于单张板件开展精准生产调度、构建家具制造数字孪生车间打下良好数据基础,推动智能制造在定制家具领域的实践。

关键词：定制家具数控钻孔作业时间人工神经网络家具制造智能制造

环巢湖流域有机肥替代对土壤肥力、氮磷利用率和水稻产量的影响评价

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肥料与健康 2024年第2期51卷 45-51页

作者：王浩李延君孙孝根郑兴来熊启中徐刚陈晓辉景建元叶新新农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/安徽省绿色磷肥智能制造与高效利用工程研究中心/自然资源部江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室/安徽农业大学资源与环境学院安徽合肥230036 中盐安徽红四方肥业股份有限公司绿色智能复合肥研究院安徽合肥230001

为考察相同磷施用水平下有机肥料部分替代化肥对水稻产量、养分利用情况、氮磷肥效率和土壤肥力的影响,开展了田间小区试验。试验共设置6个处理,分别为不施肥(CK)、常规施肥(CF)以及100%、70%、50%、30%商品有机肥替代化肥(M1、M2、M3、... 详细信息

为考察相同磷施用水平下有机肥料部分替代化肥对水稻产量、养分利用情况、氮磷肥效率和土壤肥力的影响,开展了田间小区试验。试验共设置6个处理,分别为不施肥(CK)、常规施肥(CF)以及100%、70%、50%、30%商品有机肥替代化肥(M1、M2、M3、M4)处理。结果表明:M4处理的水稻产量最高,较CF处理的提升了8.18%;M4处理的氮磷肥偏生产力、氮磷肥农学效率、氮磷肥利用率均最大,且随着有机肥替代比例的增大,氮磷肥偏生产力、氮磷肥农学效率、氮磷肥利用率逐渐降低;M1~M4处理的水稻地上部氮素积累量无显著性差异,M2、M3处理的水稻地上部磷素积累量比CF处理的分别提高了37.73%、36.30%;水稻收获后,M1~M4处理的土壤pH和有机质含量随有机肥替代比例的增加而增大。有机肥替代化肥的比例为30%~50%时较合适。

关键词：有机肥替代土壤肥力肥料效率巢湖流域水稻

不同水分管理条件下硫素对稻田土壤磷素有效性的影响研究

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安徽农业大学学报 2024年第4期51卷 690-696页

作者：魏晓璠徐博刘悦陈绪祥李虹颖熊启中景建元柴如山马超王智叶新新安徽农业大学资源与环境学院/安徽省绿色磷肥智能制造与高效利用工程研究中心/农田生态保育与养分资源高效利用安徽省重点实验室/自然资源部江淮耕地资源保护与生态修复重点实验室合肥230036 安徽省农业科学院土壤肥料研究所合肥230001

为了探究不同水分管理条件下硫素对水稻土壤磷素有效性的影响,采用室内土壤模拟培养试验,共设4个处理:淹水(YS)、淹水+硫磺(YS S)、干湿交替(GS)以及干湿交替+硫磺(GS S),通过测定土壤pH、Eh、Fe^(2+)、Olsen-P、无机磷组分、有机磷组... 详细信息

为了探究不同水分管理条件下硫素对水稻土壤磷素有效性的影响,采用室内土壤模拟培养试验,共设4个处理:淹水(YS)、淹水+硫磺(YS S)、干湿交替(GS)以及干湿交替+硫磺(GS S),通过测定土壤pH、Eh、Fe^(2+)、Olsen-P、无机磷组分、有机磷组分和磷酸酶活性,并对各数据进行相关性进行分析。结果表明,土壤Olsen-P含量在30 d时达到峰值,培养60 d时,YS S处理Olsen-P含量最高,相较于YS提高10.65%;培养60 d时,YS S处理和GS S处理中Fe-P含量均高于未添加硫磺处理组;淹水条件下添加硫磺能够降低土壤pH值,较空白处理降低0.05个单位;同时能显著降低土壤Eh值,较空白处理降低12.85%,即淹水条件下硫磺的添加促进S向S~(2-)还原;YSS处理中LOP和MLOP含量显著提高,而MSOP含量显著降低;淹水条件下添加硫磺增加土壤中酸性磷酸酶活性。本研究表明,在淹水处理条件下添加硫磺更有利于土壤中Ca-P和O-P向Fe-P有效转化,有效提高土壤LOP和MLOP含量,提高水稻土的供磷能力,以此提高水稻土中磷的有效性。

关键词：有效磷水分管理硫磺无机磷转化有机磷

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铁铝土泥浆包覆与淬灭强化荔枝木炭化物的碳固存率

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农业工程学报 2024年第13期40卷 214-221页

作者：校亮吴静华李文瀚李悦诗袁国栋肇庆学院广东省环境健康与资源利用重点实验室广东省水土污染管控与装备智能制造工程技术研究中心肇庆526061

生物质炭作为一种富碳多孔材料,具有固碳、减污和培肥等多重功效。基于当前限氧高温热裂解制炭技术及炭改性方法,该研究以亚热带地区常见的荔枝木为原材料、选取铁铝土制成泥浆,通过泥浆包覆和淬灭实现生物质“自限氧”和“水”淬灭,探... 详细信息

生物质炭作为一种富碳多孔材料,具有固碳、减污和培肥等多重功效。基于当前限氧高温热裂解制炭技术及炭改性方法,该研究以亚热带地区常见的荔枝木为原材料、选取铁铝土制成泥浆,通过泥浆包覆和淬灭实现生物质“自限氧”和“水”淬灭,探讨铁铝土泥浆在荔枝木炭化过程中的作用及其对炭质的影响机理。结果表明:铁铝土泥浆包覆和淬灭制得的荔枝木炭的碳含量和碳固存率最高,分别为83.5%和83.9%,较无包覆水淬灭炭品的碳含量和碳固存率提高了16.7和37.8个百分点。扫描电镜-能谱分析的结果表明,铁铝土泥浆包覆和淬灭生成的炭品的碳骨架结构规整且其表面有铁铝矿物负载。一方面,泥浆通过涂层包覆形成了包覆壳,以物理阻隔作用截留了碳(防止炭化物中的碳在持续燃烧中生成COX);另一方面,铁铝矿物在高温热裂解过程中与炭化物结合,形成了矿质(Fe/Al)-碳质复合体,实现了碳固存。研究可为生物质炭的制备提供新的便捷、廉价的技术思路,以生物质就地炭化和应用的碳负排放方案助力碳中和。

关键词：生物质炭包覆碳固存率铁铝土泥浆淬灭荔枝木