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还田方式对绿肥油菜腐解特征与土壤养分含量的影响

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中国土壤与肥料 2024年第1期 182-191页

作者：王贞元徐志辉赵劲飞韩苏建张全忠席琳乔廖结安刘新英苏广东塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300 新疆维吾尔自治区普通高等学校现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300 塔里木大学动物科学学院新疆阿拉尔843300

为了明确果园绿肥在不同机械方式还田后腐解特征与土壤养分的变化规律,为南疆果园绿肥短期内高效还田、充分利用提供理论参考,在南疆香梨园行间种植油菜绿肥进行田间小区试验,设置4个处理(3种机械还田方式):旋耕机浅旋还田(T1-t1)、正... 详细信息

为了明确果园绿肥在不同机械方式还田后腐解特征与土壤养分的变化规律,为南疆果园绿肥短期内高效还田、充分利用提供理论参考,在南疆香梨园行间种植油菜绿肥进行田间小区试验,设置4个处理(3种机械还田方式):旋耕机浅旋还田(T1-t1)、正常旋耕还田(T2-t2)、绿肥粉碎旋耕一体机还田(T3-t3)和1个对照(CK),探究不同还田方式下油菜的腐解、养分变化特征及土壤养分的变化规律。结果表明:3种还田处理下油菜的腐解特征和碳氮的释放规律相似,整体都表现为前期快、后期逐渐缓慢的趋势,其中t3处理相较其他处理更有利于油菜的腐解及养分的释放,且利用一级动力学方程能够很好地拟合相关规律;3种还田方式下土壤pH值呈现先降低后升高的趋势,其余指标均呈先升高再降低的趋势,各指标相较第0 d增降幅度大小依次为速效钾>碱解氮>有效磷>有机质>pH值,T1、T2、T3处理下土壤各指标均与CK存在显著性差异(P<0.05),其中T3处理下土壤各指标增降幅度较为明显,且整个试验期内3个处理下土壤各指标间均存在一定的相关性。综上说明,在短期内T3-t3的还田方式下油菜的腐解及其对土壤养分的影响较其他两个处理更为显著,研究结果可作为南疆果园绿肥高效还田的主要机械还田方式。

关键词：绿肥油菜还田方式腐解特征土壤性状

基于HYDRUS-2D南疆矮砧密植苹果滴灌灌溉制度优化

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节水灌溉 2024年第9期9卷 121-128页

作者：程国张楠张磊赵丰年殷姿赵修帅曹振玺塔里木大学水利与建筑工程学院新疆阿拉尔843300 塔里木大学自治区教育厅普通高等学校现代农业重点实验室新疆阿拉尔843300

通过数值模拟和田间试验相结合的方法,以2019-2021年田间实测数据对模型水力特性参数进行率定和验证,并利用校准模型参数模拟了42组不同情景的滴灌苹果水分胁迫量和深层渗漏量变化规律,采用HYDRUS-2D模型优化了南疆地区5 a生矮砧密植苹... 详细信息

通过数值模拟和田间试验相结合的方法,以2019-2021年田间实测数据对模型水力特性参数进行率定和验证,并利用校准模型参数模拟了42组不同情景的滴灌苹果水分胁迫量和深层渗漏量变化规律,采用HYDRUS-2D模型优化了南疆地区5 a生矮砧密植苹果滴灌灌溉制度。结果表明,南疆5 a龄矮砧密植苹果树不同生育期滴灌适宜灌溉制度是开花坐果期、果实膨大期、果实成熟期的灌水次数和灌水定额分别为6次4.5 mm、19次13.5 mm、7次9 mm;灌水周期分别为3、4和3 d。

关键词： HYDRUS-2D模型南疆苹果滴灌灌溉制度

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基于NIRS的农业废弃物堆肥检测研究进展

中国农业大学学报 2024年第8期29卷 179-189页

作者：骆立孙绘骐史苏安张红美杨增玲韩鲁佳中国农业大学工学院北京100083 塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔市843300 新疆维吾尔自治区教育厅普通高等学校现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔市843300

为深入系统地了解近红外光谱技术(Near-infrared spectroscopy,NIRS)在农业废弃物堆肥研究中的研究进展与应用现状,基于Web of Science核心数据库与CNKI数据库,以“近红外光谱”“农业废弃物”“堆肥”和“好氧发酵”等为关键词进行检索... 详细信息

为深入系统地了解近红外光谱技术(Near-infrared spectroscopy,NIRS)在农业废弃物堆肥研究中的研究进展与应用现状,基于Web of Science核心数据库与CNKI数据库,以“近红外光谱”“农业废弃物”“堆肥”和“好氧发酵”等为关键词进行检索,共计筛选出58篇相关文献,并从堆肥基础特性检测、过程监测和质量评估等3个方面对现有研究工作进行归纳总结。结果表明:(1)在堆肥基础特性检测中,提高模型精度需增加样本、提取相关波段和适配更多算法;(2)NIRS对堆肥进行过程监控实现精细化管理需优化通用模型、加强硬件开发;(3)进一步完善堆肥NIRS评价系统可通过迁移学习、多特性同步预测和质量分级提高评价的准确性与可靠性。未来NIRS应与机器学习、深度学习、计算机视觉和高光谱成像等新技术融合,从而为农业领域数据密集型科学创造新的机遇,为农业废弃物堆肥的现场监测与质量控制提供参考。

关键词：近红外光谱技术农业废弃物堆肥过程监测质量评估

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基于水泵负压输送的切膜排杂装置设计与试验

吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 268-280页

作者：胡斌袁成林解彦宇郭孟宇罗昕潘峰李俊伟石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000 现代农业机械兵团重点实验室新疆石河子832003

针对机收膜杂混料因相互缠绕难以分离回收的技术问题,依据机收膜杂混料主成分悬浮特性、形体尺寸和剪切特性的差异,提出在水泵负压输送作用下,旋流沉降和切膜过滤排杂新方法,创新设计切膜排杂装置,理论分析切膜排杂机构的力学特性,搭建... 详细信息

针对机收膜杂混料因相互缠绕难以分离回收的技术问题,依据机收膜杂混料主成分悬浮特性、形体尺寸和剪切特性的差异,提出在水泵负压输送作用下,旋流沉降和切膜过滤排杂新方法,创新设计切膜排杂装置,理论分析切膜排杂机构的力学特性,搭建机收膜杂混料切膜排杂试验装置,开展三因素三水平二次回归正交试验,建立了多目标响应面回归模型,并进行优化与试验验证。结果表明:碎膜合格率影响的主次因素顺序为:动刀转速、定刀缝隙宽度、动刀壁半径;碎膜含杂率影响的主次因素顺序为:动刀转速、动刀壁半径、定刀缝隙宽度。当动刀转速为954 r/min、定刀缝隙宽度为2.8 mm、动刀壁半径为80 mm时,碎膜合格率为88.80%,碎膜含杂率为7.51%,优化试验结果与模型预测值相对误差小于5%。本文研究可为机收膜杂混料的切碎分离方法及装备研究提供参考。

关键词：农业机械机收膜杂混料切碎分离负压输送过滤排杂

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黄沙栽培模式下咸水滴灌对设施番茄生长及产量的影响

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江西农业大学学报 2024年第2期46卷 356-366页

作者：江文格刘江凡赵鑫龚智李朝阳塔里木大学水利与建筑工程学院新疆阿拉尔843300 新疆现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300 农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室新疆石河子832000

【目的】针对南疆地区淡水资源紧缺及土壤盐渍化问题,探究黄沙栽培模式下咸水滴灌对基质水盐分布、设施番茄生长及产量的影响,同时利用Logistic模型研究番茄的动态生长变化,确定适宜南疆黄沙栽培模式下设施番茄咸水滴灌的矿化度阈值,以... 详细信息

【目的】针对南疆地区淡水资源紧缺及土壤盐渍化问题,探究黄沙栽培模式下咸水滴灌对基质水盐分布、设施番茄生长及产量的影响,同时利用Logistic模型研究番茄的动态生长变化,确定适宜南疆黄沙栽培模式下设施番茄咸水滴灌的矿化度阈值,以期为南疆设施农业咸水高效利用技术提供理论依据与技术支撑。【方法】试验以黄沙基质设施番茄为研究对象,设置5个灌溉水矿化度处理,分别为2 g/L(T_(1))、3 g/L(T_(2))、4 g/L(T_(3))、5 g/L(T_(4))和6 g/L(T_(5)),并以淡水灌溉为对照(CK)开展黄沙栽培模式下咸水滴灌对基质水盐分布、设施番茄生长发育、产量构成因素及灌溉水利用效率的影响研究。【结果】在黄沙栽培模式下,全生育期内各处理基质含水率和含盐量与灌溉水矿化度呈正相关,均随灌溉水矿化度的升高而增加;番茄不同生育期各处理0~25 cm的基质平均含水率在开花结果期达到最大,其中与CK处理相比,2 g/L基质平均含水率增加不明显,而当矿化度增加到3 g/L以上时,基质平均含水率显著升高,分别增加7.51%、10.67%、14.44%、18.10%;番茄不同生育期0~25 cm基质平均含盐量在结果末期达到峰值,其中T_(3)、T_(4)、T_(5)处理积盐效果较为明显,基质含盐量高达8.49,9.82,10.50 g/kg。番茄株高、茎粗和干物质生长随生育期推进呈逐渐增大后基本不变的S型变化趋势,Logistic模型可用于精确描述不同灌溉水矿化度处理下番茄株高、茎粗及干物质累积量的动态生长过程,拟合方程的决定系数R2均达到0.94以上。番茄生长指标、总产量及灌溉水利用效率均随灌溉水矿化度的增加呈先升高后下降的变化趋势,其中3 g/L的总产量和灌溉水利用效率分别达到47.17 t/hm^(2)和15.22 kg/m^(3),显著高于其他处理。【结论】综合考虑番茄生长发育及产量等因素,在黄沙栽培模式下推荐2~3 g/L灌溉水矿化度对设施番茄进行灌溉,可有效缓解淡水短缺及土壤盐渍化问题,为南疆地区大面积推广沙培番茄提供科学依据。

关键词：咸水滴灌黄沙基质水盐分布生长产量番茄

基于Stacking集成学习的枣树智能灌溉系统设计与试验

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中国农机化学报 2024年第6期45卷 270-276页

作者：窦文豪孙三民徐鹏翔塔里木大学水利与建筑工程学院新疆阿拉尔843300 塔里木大学现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300

南疆降雨量少,气候干燥,农业用水紧张,水资源节约尤为重要,针对此问题设计一套智能灌溉系统。系统使用阿里云服务器作为上位机,树莓派作为下位机,并搭建相应的操作页面。根据Penman-Monteith公式中需要的气象数据、过去7天需水量以及前... 详细信息

南疆降雨量少,气候干燥,农业用水紧张,水资源节约尤为重要,针对此问题设计一套智能灌溉系统。系统使用阿里云服务器作为上位机,树莓派作为下位机,并搭建相应的操作页面。根据Penman-Monteith公式中需要的气象数据、过去7天需水量以及前1天气象数据为输入向量,作物需水量为输出向量,构建基于随机森林、BP神经网络与岭回归的Stacking集成学习预测模型。结果表明Stacking集成学习预测模型拟合系数R 2为0.973,且MAE、RMSE、MAPE三类误差更小,Stacking集成学习预测模型预测效果更强。灌溉试验中自动灌溉决策正确,系统运行稳定,为新疆地区农业提高水资源利用问题提供思路。

关键词：枣树智能灌溉系统 Stacking集成学习随机森林 BP神经网络岭回归

修饰改性棉秆介微多孔炭材料对甲醛气体的吸附性能研究

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化工新型材料 2024年第3期52卷 282-288页

作者：赵苏亚朱发龙何春林朱乐乐张琪梁鹏举新疆生产建设兵团南疆化工资源利用工程实验室阿拉尔843300 塔里木大学化学化工学院阿拉尔843300 新疆维吾尔自治区教育厅普通高等学校现代农业工程重点实验室阿拉尔843300

炭材料修饰改性是提高炭基材料吸附挥发性气体能力的重要手段。首先使用KOH对棉秆基炭材料刻蚀改性,再使用碳酸钠(Na_(2)CO_(3))和亚硫酸氢钠(NaHSO_(3))进行修饰改性,研究未改性棉秆炭材料(C)、KOH改性棉秆炭材料(C_(k))以及Na_(2)CO_... 详细信息

炭材料修饰改性是提高炭基材料吸附挥发性气体能力的重要手段。首先使用KOH对棉秆基炭材料刻蚀改性,再使用碳酸钠(Na_(2)CO_(3))和亚硫酸氢钠(NaHSO_(3))进行修饰改性,研究未改性棉秆炭材料(C)、KOH改性棉秆炭材料(C_(k))以及Na_(2)CO_(3)与NaHSO_(3)改性炭材料(C_(k-s))对甲醛性能的影响,采用正交试验方法优化了棉秆介微多孔炭材料的最佳制备工艺,通过比表面积测试、扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪对制备的材料进行了表征。结果表明:C、C_(k)和C_(k-s)平均孔径分别为2.51nm、2.15nm和1.93nm,三者均为介微多孔炭基材料,C_(k)和C_(k-s)对甲醛去除率分别高达84.0%和86.4%,相较于未改性C(甲醛去除率24.1%)均有极大提高;C_(k-s)平均孔径、比表面积和总孔容均小于C_(k),但对甲醛去除率略高于C_(k),说明Na_(2)CO_(3)和NaHSO_(3)对低比表面积炭材料进行修饰改性具有提高其吸附甲醛的能力。C_(k)和C_(k-s)的吸附过程分别符合准一级和准二级动力学模型,为单分子层吸附,理论最大吸附量分别达3.95mg/g和5.78mg/g。

关键词：棉秆炭化活化介微多孔炭材料甲醛吸附能力

基于无人机多光谱影像与机器学习算法的棉花冠层叶绿素含量估算研究

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棉花学报 2024年第1期36卷 1-13页

作者：赵鑫李朝阳王洪博刘江凡江文格赵泽艺王兴鹏高阳塔里木大学水利与建筑工程学院新疆阿拉尔843300 塔里木大学自治区教育厅普通高等学校现代农业工程重点实验室新疆阿拉尔843300 塔里木大学塔里木绿洲农业教育部重点实验室新疆阿拉尔843300 农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室新疆石河子832000 中国农业科学院西部农业研究中心新疆昌吉831100 中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002

【目的】利用无人机多光谱技术监测棉花冠层叶片的叶绿素含量。【方法】通过无人机获取新疆南疆地区棉花冠层的多光谱图像,选取7种植被指数,利用7种不同的反演方法估算棉花关键生育时期花铃期的叶绿素含量,包括基于线性回归(linear regr... 详细信息

【目的】利用无人机多光谱技术监测棉花冠层叶片的叶绿素含量。【方法】通过无人机获取新疆南疆地区棉花冠层的多光谱图像,选取7种植被指数,利用7种不同的反演方法估算棉花关键生育时期花铃期的叶绿素含量,包括基于线性回归(linear regression,LR)的一元线性回归、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)、岭回归(ridge regression,RR)、最小绝对值收敛和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归,以及支持向量回归(support vector regression,SVR)、K近邻回归(K nearest neighbors regression,KNNR)、随机森林回归(random forest regression,RFR)。【结果】与线性回归模型相比,RFR、SVR和KNNR算法提高了棉花冠层叶绿素含量估算模型精度,尤其是RFR算法,其模型验证集的决定系数为0.742,均方根误差为1.158 mg·L^(-1),相对分析误差为1.969。【结论】利用RFR机器学习方法构建的基于无人机多光谱影像的棉花冠层叶片叶绿素含量估算模型可及时、准确地判断棉花的生长状况,为棉田精准管理提供技术支撑。

关键词：无人机多光谱叶绿素含量机器学习遥感反演棉花

控释氮肥减量对作物产量、氮素吸收与径流损失的影响

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浙江农业学报 2024年第4期36卷 846-858页

作者：陈俊霖蒋娜刘鑫卓红田昌韩永亮张玉平荣湘民湖南农业大学资源学院土壤肥料资源高效利用国家工程实验室植物营养湖南省普通高等学校重点实验室湖南长沙410128

玉米蔬菜轮作是我国南方丘陵山地农区一种主要的旱地种植方式。为指导施肥,减少农业面源污染,于2020—2021年持续开展定位试验,探究控释氮肥及减氮处理对玉米小白菜轮作体系作物产量、氮素吸收残留、氮素径流损失的影响。试验共设置6个... 详细信息

玉米蔬菜轮作是我国南方丘陵山地农区一种主要的旱地种植方式。为指导施肥,减少农业面源污染,于2020—2021年持续开展定位试验,探究控释氮肥及减氮处理对玉米小白菜轮作体系作物产量、氮素吸收残留、氮素径流损失的影响。试验共设置6个处理:CK,不施氮肥;U,常量施用普通尿素;CRU,施用等氮量的控释氮肥;90%CRU,施用控释氮肥,并较常量减氮10%;80%CRU,施用控释氮肥,并较常量减氮20%;70%CRU,施用控释氮肥,并较常量减氮30%。结果表明,与U处理相比,玉米在减氮20%条件下未显著减产,小白菜在减氮30%时均未显著减产。与U处理相比,合理施用控释氮肥可使总氮流失量显著(P<0.05)降低25.3%~43.5%,以70%CRU处理的总氮流失量最少。径流水中的氮素流失主要以颗粒氮为主,占比60.0%~67.0%。与U处理相比,除70%CRU处理外,其他施用控释氮肥处理的玉米地上部氮素积累量无显著差异;80%CRU处理的氮肥利用率显著提高9.4百分点。与U处理相比,施用控释氮肥0~80 cm各土层的总氮、铵态氮、硝态氮含量均未显著增加,不会提高土壤无机氮的流失风险。综上,在该试验条件下,与U处理相比,80%CRU处理可以在确保产量不降低的同时,减少氮素投入,降低氮素径流损失,提高肥料利用率,是试验条件下较为合理的施肥方式。

关键词：控释氮肥产量径流损失氮肥利用率土壤氮素

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