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铈掺杂镧基钙钛矿制备及对水体磷酸盐和植酸的吸附性能

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化工进展 2024年第8期43卷 4748-4756页

作者：郭长滨李蒙蒙冯梦晗原田张克强罗艳丽王风新疆农业大学资源与环境学院新疆乌鲁木齐830052 农业农村部环境保护科研监测所天津300191 农业农村部大理农业环境科学观测实验站云南大理671004

为有效防治水体中的磷酸盐和有机磷污染,利用镧基金属氧化物结构灵活易调控和磷亲和力强等优势,本文在柠檬酸溶胶凝胶法制备的镧铁钙钛矿基础上,在镧位点掺杂铈成功制备了铈镧铁钙钛矿(LCFO),研究了LCFO吸附磷酸盐和植酸的热力学和动力... 详细信息

为有效防治水体中的磷酸盐和有机磷污染,利用镧基金属氧化物结构灵活易调控和磷亲和力强等优势,本文在柠檬酸溶胶凝胶法制备的镧铁钙钛矿基础上,在镧位点掺杂铈成功制备了铈镧铁钙钛矿(LCFO),研究了LCFO吸附磷酸盐和植酸的热力学和动力学特征;考察了不同氯离子和腐殖酸根离子等因素对吸附过程的影响;采用扫描电子显微镜-能量色散光谱仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱等表征探究吸附机理。结果表明,LCFO对磷酸盐和植酸吸附能力分别比原始钙钛矿提高了11.56倍和1.74倍,LCFO吸附量分别为57.86mg/g和98.71mg/g;两种形态磷吸附特征均符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,腐殖酸根离子对LCFO对磷酸盐和植酸的吸附作用有一定削弱,但吸附量仍保持在80%以上;通过表征分析表明材料吸附磷酸盐和植酸的机理主要为内层络合。本研究为进一步改善镧铁钙钛矿对无机磷的吸附能力及对有机磷的去除提供参考。

关键词：铈掺杂镧铁钙钛矿磷酸盐植酸吸附模型

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玉米免耕播种自动调偏系统设计与试验

农业机械学报 2024年第3期55卷 40-52页

作者：张振国郭全峰蒋贵菊王蕴泽邢振宇许鹏新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052 新疆智能农业装备重点实验室乌鲁木齐830052 博乐市农业农村局博乐833400

为适应新疆滴灌区宽窄行免耕种植模式,解决传统大型玉米免耕播种机播种过程中触碰根茬、无法精确约束路径、玉米粒距合格率低等问题,结合免耕播种农艺要求,在采用导航定位技术获取播种机当前位置与目标路径间偏差的基础上,设计一种玉米... 详细信息

为适应新疆滴灌区宽窄行免耕种植模式,解决传统大型玉米免耕播种机播种过程中触碰根茬、无法精确约束路径、玉米粒距合格率低等问题,结合免耕播种农艺要求,在采用导航定位技术获取播种机当前位置与目标路径间偏差的基础上,设计一种玉米免耕播种自动调偏系统。该系统主要包括避茬装置、液压执行系统和控制系统,通过建立整机力学模型,对避茬装置和液压执行系统进行运动和受力分析,确定避茬装置和液压执行系统关键结构参数,获取避茬装置最佳挂接长度和液压执行系统最大驱动力。进一步优化控制系统,实现避茬装置自动调偏及接收反馈信息功能。对免耕播种避茬装置自动调偏系统进行性能试验,试验结果表明,神经网络PID的期望调偏角最大稳态误差为0.932°,超调量全部小于1%,平均响应稳态误差小于0.9°,满足预期。田间试验结果表明,当拖拉机作业速度不大于1.0 m/s、行间秸秆覆盖量不大于1.0 kg/m^(2)时,避茬率不小于85%,纵向调整距离不大于8.6 m,玉米粒距变异系数不大于21.63%。此时播种机调偏避茬效果最佳,满足玉米免耕播种机农艺指标要求。

关键词：免耕播种机玉米自动调偏避茬装置神经网络PID控制

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减氮及有机替代对新疆棉田土壤氮素有效性和利用效率的影响

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植物营养与肥料学报 2024年第2期30卷 289-306页

作者：罗雪梅陈明媛王宁宁郭睿刘建国石河子大学/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室新疆石河子832003

【目的】“连作+棉秆全量还田+高氮肥投入”是新疆绿洲棉花生产的主要技术措施之一。研究该体系下减少化肥用量对棉田土壤氮素转化和有效性的影响,以及等量有机肥替代化肥的效果,为优化施肥方案,提高氮肥利用率提供依据。【方法】于2021... 详细信息

【目的】“连作+棉秆全量还田+高氮肥投入”是新疆绿洲棉花生产的主要技术措施之一。研究该体系下减少化肥用量对棉田土壤氮素转化和有效性的影响,以及等量有机肥替代化肥的效果,为优化施肥方案,提高氮肥利用率提供依据。【方法】于2021和2022年在新疆石河子市二连农试场开展棉花连续定位施肥试验,设置常规施氮量(CF),减施常规氮量的8%(CF-8%)、16%(CF-16%)和24%(CF-24%),在常规氮量下以有机肥替代其中8%(8%OF)、16%(16%OF)和24%(24%OF)的化肥,以及不施氮肥对照(CK),共8个处理。分析不同土层p H、电导率(EC)值、有机质、无机氮和活性有机氮含量、氮转化相关酶活性变化,计算氮肥利用率,并测定棉花产量。【结果】2021和2022年在CF处理基础上减少化肥施氮量,0—20、20—40 cm土层颗粒有机氮(PON)、轻组有机氮(LFON)含量无明显变化,而CF-16%处理可溶性有机氮(DON)和微生物量氮(MBN)占全氮(TN)的比例较CF处理分别提升14.79%和19.88%,0—20 cm土层土壤蛋白酶活性也得到显著增强。CF-24%处理0—20 cm土层微生物量氮(MBN)含量、土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶活性较CF处理分别下降了10.78%、16.88%、6.25%。随着化肥施用量的减少,深层土壤中累积的NH_(4)^(+)-N与NO_(3)^(-)-N含量降低,减氮处理中CF-16%处理较CF处理的增产率最高,达6.59%。与CF处理相比,16%OF、24%OF处理显著提高了20—40 cm土层土壤p H,0—20和20—40 cm土层有机质含量分别提升了23.44%和12.99%、31.74%和20.14%,土壤EC值分别下降了7.74%和4.72%、5.64%和7.02%,能够改善棉田土壤环境。16%OF处理0—40 cm各土层颗粒有机氮和可溶性有机氮含量两年平均较CF处理分别增加了24.01%和29.15%、18.95%和55.32%,颗粒有机氮和可溶性有机氮在全氮中的占比分别增加了16.32%和32.42%,而24%OF处理的轻组有机氮含量、LFON/TN、MBN/TN、C/N在3个有机替代处理中均为最高。16%OF处理的氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥贡献率、单铃重与产量均高于8%OF和24%OF处理,增产率达17.16%。【结论】适量减施无机氮肥能够减少土壤中无机氮的累积,提升棉花氮肥利用率和产量,以CF-16%处理表现较佳。有机肥替代部分化肥能够增加土壤中活性有机氮的含量和土壤氮转化酶活性,提高土壤供氮潜力,改善棉田土壤微环境,并通过降低20—60 cm深层土壤中的NO_(3)^(-)-N含量提升棉花氮肥利用率,增加棉花单铃重与籽棉产量,其中16%OF处理为本试验最优处理,棉花增产17.16%。

关键词：棉花氮肥减施有机肥替代活性有机氮组分无机氮氮肥利用率

花后干旱胁迫下氮素对复播大豆产量、品质及水氮利用效率的影响

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农业资源与环境学报 2024年

作者：张康旭李孟姣何皇成刘建国石河子大学新疆兵团绿洲生态农业重点实验室

为探究干旱胁迫下施氮对复播大豆地上干物质积累、氮分配、氮代谢酶活性、产量及大豆品质的影响，本研究基于盆栽试验，设计2个水分处理（干旱SD：盆栽灌溉至45%～55%田间持水量；充分灌水SF：将盆栽灌溉至75%～85%田间持水量）和3个施... 详细信息

为探究干旱胁迫下施氮对复播大豆地上干物质积累、氮分配、氮代谢酶活性、产量及大豆品质的影响，本研究基于盆栽试验，设计2个水分处理（干旱SD：盆栽灌溉至45%～55%田间持水量；充分灌水SF：将盆栽灌溉至75%～85%田间持水量）和3个施氮水平(低氮N1：275 kg·hm-2；中氮N2：413 kg·hm-2；高氮N3：550 kg·hm-2)，研究复播大豆在花后生长生理特性、产量、品质对干旱胁迫及各施氮量的响应特征。结果表明，干旱胁迫导致花后地上总干物质积累、器官氮含量、氮代谢酶活性、产量和品质降低。满粒期SD下N3处理总干物质积累较N1处理增加36.53%。SD导致大豆各器官氮含量较SF显著下降。满粒期SD下N1处理籽粒的氮含量下降了52.12%，随着施入氮肥的增加器官氮含量增加，N3较N1处理升高了28.16%。SD导致硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性在N1处理下较SF分别降低40.42%和41.15%，在N2处理下显著增加。与SF相比N1处理SD导致大豆产量和氮肥偏生产力(PFPN)分别降低35.49%和35.57%，水分利用效率(WUEg)增加18.21%。SD胁迫导致大豆蛋白质和脂肪含量降低，与SF相比，N1处理下大豆蛋白质和脂肪含量分别降低6.10%和10.19%，且各指标都在N2处理下最佳。土壤水分和氮肥的供应对复播大豆产量具有一定的调控和互补效应，干旱胁迫下，增加氮输入能增强复播大豆氮代谢酶活性，促进各器官干物质积累、氮素分配与转运；随着施氮量的增加，复播大豆地上部干物质积累、器官氮积累、氮代谢酶活性、产量、蛋白质及脂肪含量呈现先上升后下降的趋势，且各指标在413 kg·hm-2下最优，施氮肥可有效缓解干旱对复播大豆造成的伤害。研究表明，在北疆复播大豆适量施氮肥量为413 kg·hm-2。

关键词：复播大豆干旱胁迫氮积累水氮利用效率产量

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胸怀“国之大者” 展现农垦担当

中国农垦 2024年第3期 23-24页

作者：吴喆魂阚明明新疆伊犁州农业农村局新疆农业农村厅农垦处

近年来,新疆伊犁州察布查尔锡伯自治县种羊场(以下简称“种羊场”)弘扬“艰苦奋斗、勇于开拓”的农垦精神,认真履行农垦保障国家粮食安全和重要农产品有效供给国家队作用,扎实推进粮食等主要农作物提单产和“农垦社会化服务+地方”两大... 详细信息

近年来,新疆伊犁州察布查尔锡伯自治县种羊场(以下简称“种羊场”)弘扬“艰苦奋斗、勇于开拓”的农垦精神,认真履行农垦保障国家粮食安全和重要农产品有效供给国家队作用,扎实推进粮食等主要农作物提单产和“农垦社会化服务+地方”两大行动,成功创建千亩玉米高产示范田和冬小麦高产示范田。

关键词：农产品有效供给高产示范社会化服务国家粮食安全新疆伊犁州察布查尔锡伯自治县农垦精神玉米高产

利用电学参数和机器学习无损检测番茄可溶性固形物含量

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园艺学报 2024年第2期51卷 385-395页

作者：王婷婷谭占明程云霞马新超王永明塔里木大学园艺与林学学院南疆设施农业兵团重点实验室新疆阿拉尔843300 新疆兵团第一师农业科学研究所新疆阿拉尔843300

利用电学参数和机器学习建立番茄可溶性固形物含量的预测模型。使用LCR测试仪检测0.1、1、10、100、1000 kHz频率下的番茄并联等效电容、并联等效电阻、品质因子等9项电学参数,利用皮尔逊相关系数分析并确定电学特性的特征变量,基于特... 详细信息

利用电学参数和机器学习建立番茄可溶性固形物含量的预测模型。使用LCR测试仪检测0.1、1、10、100、1000 kHz频率下的番茄并联等效电容、并联等效电阻、品质因子等9项电学参数,利用皮尔逊相关系数分析并确定电学特性的特征变量,基于特征变量构建番茄可溶性固形物含量的3种无损检测模型:BP神经网络(BpNN)、多元线性回归(MLR)、支持向量回归(SVR)。结果表明,在10kHz频段下,品质因子、损耗因子、偏转角、并联等效电容及并联等效电阻5个电学参数与番茄可溶性固形物含量相关性显著。将这5个电学参数作为模型输入变量,可溶性固形物含量作为输出变量,经验证SVR模型对可溶性固形物含量的预测效果最好,决定系数R^(2)为0.951,均方根误差RMSE为0.122,平均绝对误差MAE为0.082。本研究为番茄采后可溶性固形物含量快速无损检测提供了一种新方法。

关键词：番茄可溶性固形物含量电学特性机器学习无损检测

原花青素对吐鲁番黑羊精液低温保存效果的影响

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中国畜牧杂志 2024年第1期60卷 244-248页

作者：艾克拜尔·艾合麦提樊琛英提扎尔·阿不力孜阿布力皮孜·买买提余洲木热迪力·麦麦提阿布力孜·吾斯曼新疆农业大学动物科学学院新疆乌鲁木齐830052 新疆沙雅县农业农村局新疆沙雅842200

为研究原花青素(PC)对吐鲁番黑羊精液低温保存效果的影响,本实验采用假阴道法采集5只2岁成年吐鲁番黑羊公羊精液,在精液基础稀释液中添加不同浓度(0、10、20、30、40μg/mL)的PC进行低温保存,每隔24 h检测精子活率、活力、曲线速率(VCL... 详细信息

为研究原花青素(PC)对吐鲁番黑羊精液低温保存效果的影响,本实验采用假阴道法采集5只2岁成年吐鲁番黑羊公羊精液,在精液基础稀释液中添加不同浓度(0、10、20、30、40μg/mL)的PC进行低温保存,每隔24 h检测精子活率、活力、曲线速率(VCL)、直线速率(VSL)、畸形率、质膜完整率等指标,在保存24、72、120 h时检测总抗氧化能力(T-AOC)活性和过氧化氢酶(CAT)活性。结果表明:各PC添加组的精子活率、活力、VCL、VSL、质膜完整率、T-AOC和CAT活性均高于对照组(P<0.05),畸形率低于对照组(P<0.05),其中20μg/mL PC添加组的精子质量高于其他各组(P<0.05)。综上所述,在基础稀释液中添加PC可以显著提高精液品质,且PC添加浓度为20μg/mL时对吐鲁番黑羊精液低温保存效果最佳。

关键词：吐鲁番黑羊精液原花青素低温保存精液品质

施氮量对滴灌水稻根系形态构型和分形特征的影响

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作物学报 2024年第6期50卷 1540-1553页

作者：唐清芸杨晶晶赵蕾宋志文王国栋李玉祥石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室新疆石河子832003 新疆农垦科学院/农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室/水肥资源高效利用兵团重点实验室新疆石河子832000

旨在探明水稻在膜下滴灌下根系形态、构型、氮利用效率变化及其与分形维数的关系。于2021—2022年,以氮高效品种(T-43)和氮低效品种(垦-26)为材料,设置滴灌(drip irrigation,DI)、淹灌(flooding irrigation,FI)2种方式与4种施氮水平(0、... 详细信息

旨在探明水稻在膜下滴灌下根系形态、构型、氮利用效率变化及其与分形维数的关系。于2021—2022年,以氮高效品种(T-43)和氮低效品种(垦-26)为材料,设置滴灌(drip irrigation,DI)、淹灌(flooding irrigation,FI)2种方式与4种施氮水平(0、150、300和450 kg hm^(–2))的盆栽试验。基于盒维数法结合根系图像分形分析程序计算根系形态的分形维数和分形丰度,研究滴灌及施氮对水稻产量、氮素利用效率、根系形态、构型、分形维数、分形丰度的影响。结果表明,(1)在相同施氮水平下,与淹灌相比,滴灌处理下T-43和垦-26细根百分比、根长密度(root length density,RLD)β值、氮肥农学利用效率(nitrogen agronomic efficiency,NAE)显著提高(分别为6.8%~14.5%和9.9%~17.2%、0.65%~5.45%和0.32%~3.43%、12.1%~22.4%和12.2%~20.5%);>0.5 mm RLD、0~40 cm土层表面积密度(surface area density,SAD)和根体积密度(RLD)、分形维数(fractal dimension,FD)、分形丰度(fractal abundance,FA)显著降低,造成产量降低(3.8%~37.4%和7.6%~48.3%)。(2)滴灌模式下,施氮显著提高了水稻根系FD和FA,T-43在施氮量为300 kg hm^(–2)时,FD和FA最高(分别为1.55和14.07);垦-26在施氮量为450 kg hm^(–2)时最高(分别为1.62和14.78)。(3)相关分析表明,FD、FA与直径0.1~0.3 mm RLD、0~10 cm土层根长和根质量密度、产量、氮素稻谷生产效率呈显著正相关,与30~40 cm土层表面积密度呈显著负相关。因此,在滴灌条件下,氮高效品种“T-43”配施300 kg hm^(–2)氮肥,能够增加细根根长密度比例,优化表层根系形态分布,提高根系分形维数和丰度,进而实现滴灌水稻产量和氮肥利用效率协同提高。

关键词：水稻滴灌施氮量根系形态分形维数

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新疆早熟棉花不同水分下临界氮稀释曲线的构建与验证

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植物营养与肥料学报 2024年第4期30卷 731-744页

作者：张雨鑫吕宁高志建李全胜张亚黎王国栋石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室新疆石河子832003 新疆农垦科学院农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室/水肥资源高效利用兵团重点实验室新疆石河子832000

[目的]基于临界氮浓度(Nc),构建不同水分条件下早熟棉花氮营养指数(NNI)、氮吸收量(N_(upt))和累积氮亏缺量(N_(and))模型,为棉花氮素营养诊断提供快捷准确的方法,以提高水肥利用效率。[方法]田间试验于2021和2022年在新疆石河子市进行... 详细信息

[目的]基于临界氮浓度(Nc),构建不同水分条件下早熟棉花氮营养指数(NNI)、氮吸收量(N_(upt))和累积氮亏缺量(N_(and))模型,为棉花氮素营养诊断提供快捷准确的方法,以提高水肥利用效率。[方法]田间试验于2021和2022年在新疆石河子市进行,供试棉花品种为当地主栽早熟品种‘新石K-18’。试验采用完全区组设计,设置4个灌溉水量(W):中度亏缺(W1,3000 m^(3)/hm^(2))、轻度亏缺(W2,3750 m^(3)/hm^(2))、正常水分(W3,4500 m^(3)/hm^(2))、水分盈余(W4,5250 m^(3)/hm^(2));5个氮素(N)水平:0、225、262.5、300、337.5 kg/hm^(2),记为N0、N1、N2、N3和N4,共20个处理。出苗后第60、75、90、105、120天,取棉株样品,分为茎、叶和铃,吐絮后棉铃又分为铃壳、棉籽、皮棉,测定干物质量和氮浓度。在吐絮期调查棉花株数、单株结铃数、单铃重,以及皮棉产量和衣分。以植株干重与含氮量构建不同水分条件下的临界氮浓度稀释曲线(Nc),采用均方根误差(root mean square error,RMSE)和标准化均方根误差(n-RMSE)对临界氮浓度稀释曲线的可靠性进行验证。基于Nc,建立棉株氮营养指数、氮吸收量、累积氮亏缺量模型,用于不同水分条件下的棉花氮素最佳用量推荐。[结果]棉花各生育期地上部干物质、棉花产量、氮含量均随灌水与施氮量的增加而增加,籽棉与皮棉产量均以W3N3处理最高,分别为5892与2747 kg/hm^(2)。W1~W4各水分条件下临界氮浓度稀释曲线R~2分别为0.999、0.912、0.952、0.974,RMSE分别为0.284、0.280、0.243和0.269,说明模型具有较高的精度。基于Nc的氮营养指数、氮吸收量与累积氮亏缺量模型,对不同水分条件滴灌棉花氮营养状况的诊断结果均表明N3 (300 kg/hm^(2))为最适施氮水平。综合棉花产量与氮含量,中度水分亏缺条件(W1)下的最佳施氮量为262.5 kg/hm^(2),轻度亏缺、正常水分和水分盈余(W2、W3和W4)条件下均为300 kg/hm^(2)。[结论]建立的滴灌棉花临界氮浓度稀释曲线和基于该模型建立的氮营养指数、氮吸收量和累积氮亏缺量模型,能够精准预测不同水分条件下滴灌棉花的氮素营养状况,为棉花氮营养诊断和高效施氮管理提供支撑。

关键词：棉花滴灌临界氮浓度稀释曲线氮素诊断