科研产出
基于拉力传感监测的富营养化水体释放气体速率的测定方法
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：该文提出了一种采用拉力传感设备监测富营养化水体释放气体速率的测定方法,通过拉力传感设备全天候实时标定富营养水体释放气体质量数据,并采用服务器通过无线传感网络采集气体质量数据并标定每条气体质量数据的时间坐标。试验结果表明,该测定方法能够检测出高温光照充足环境下水体近光层气体释放速率范围为57~539 g/(m2·h),低温无光照环境下气体释放范围为49~280 g/(m2·h),从而测定了富营养水体近光层释放气体量随时间的变化特性和气体释放速率与环境光照及温度的相关性。同时,分时段气体释放速率为富营养化水体N2O、N2通量的测定提供了准确有效的数据基础。
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杨麦间作系统对太湖流域土壤氮流失的削减效应
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：过量施肥造成的农业面源污染已成为太湖水质下降及富营养化的主要原因之一。该试验在距离太湖湖岸带约1 km的小麦种植区对2种杨麦间作密度(其株距均为2 m,行距分别为5 m(AS1)和15 m(AS2))削减土壤氮流失效应进行研究。结果表明:杨树林冠层对降雨的截留主要集中于4-10月,AS1间作密度下林冠层对降雨的截留幅度达8.6%~44.5%。由于林冠层对降雨的再分配作用导致的径流量AS1R(去除枯落物:Remove litter)处理显著低于AS2R和MSL0(单作麦地中未铺设枯落物处理)处理(P<0.05)。在整个小麦生长季,AS1S(有枯落物覆盖:Save litter)处理径流中TN、NO3--N平均浓度、流失量均显著低于MSL0(P<0.05)。60 cm土层AS1S平均淋溶水量、TN、NO3--N平均浓度和流失量与AS2S、MSL0之间均存在显著差异(P<0.05)。在杨树落叶期,AS1系统有枯落物覆盖下地表径流量、TN、NO3--N平均浓度和流失量均显著低于无枯落物处理(P<0.05)。而AS2系统有无枯落物覆盖之间差异则不显著(P>0.05)。在去除冠层及枯落物影响后,AS1R处理60 cm土层淋溶水量、TN和NO3--N淋溶流失量均显著低于20cm土层(P<0.05),而MSL0系统下20、40、60 cm之间差异均不显著(P>0.05)。由此可见,株行距为2 m×5 m的杨麦间作密度对地表径流、淋溶及氮流失的削减效应更显著。
关键词： 土壤 氮 径流 杨树-小麦间作系统 淋溶 林冠层 枯落物 根系
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秸秆批式和半连续式发酵物料浓度对沼气产率的影响
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为比较秸秆批式发酵和半连续发酵工艺的产沼气效果,以水稻秸秆为单一发酵底物,开展了室内中温批式发酵和半连续发酵对比试验,以容积产气率和原料产气率为特征指标,研究不同料液浓度对秸秆批式和半连续发酵产沼气的影响,以期获得秸秆沼气工程适宜的运行参数。结果表明,批式发酵容积产气率随着TS浓度的增加而增加,但增幅逐渐减少;与静态批式发酵相比,间歇搅拌有助于提高批式发酵容积产气率,特别对高TS浓度处理容积产气率的提升效果更加明显;而半连续进料条件下更有利于高TS浓度处理容积产气率的提高,但各处理原料产气率均随着固物滞留时间(solid retention time,SRT)缩短而逐渐降低。综合考虑产气情况及工程应用实际,建议秸秆批式发酵底物质量分数不超过8%,而半连续发酵TS质量分数8%时SRT设计为20 d(容积产气率1.00 m3/(m3·d)),若发酵TS质量分数6%时,SRT设计为15 d,容积产气率0.75 m3/(m3·d),该运行参数为秸秆沼气工程发展提供了理论依据。
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水稻机械化播栽对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明高产栽培条件下水稻机械化播栽对稻麦两熟农田稻季甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放的影响,以超级稻南粳44为材料,于2011年和2012年在麦秸还田和不还田两种条件下对机械直播、机械栽插、常规手栽3种水稻播栽方式的稻田CH4和N2O排放量和水稻产量进行了比较研究。结果表明,稻季CH4和N2O排放主要集中在水稻生育前中期,移栽至有效分蘖临界叶龄期CH4累积排放量占稻季总排放量的76.49%~91.13%,有效分蘖临界叶龄期至拔节N2O累积排放量占稻季总排放量的33.56%~49.41%。麦秸还田显著提高稻季CH4总排放量(P<0.05)、降低N2O总排放量(P>0.05),机械栽插的稻季CH4总排放量较常规手栽略减3.25%~9.50%(P>0.05),机械直播显著低于机械栽插和常规手栽(P<0.05):2011年,麦秸不还田条件下机械直播较机械栽插和常规手栽稻季CH4分别减排15.69%和18.43%,麦秸还田条件下分别减排14.54%和22.66%;2012年,麦秸不还田条件下机械直播较机械栽插和常规手栽稻季CH4分别减排26.63%和32.12%,麦秸还田条件下分别减排30.51%和36.75%。机械直播较常规手栽显著增加稻季N2O总排放量0.16~0.97 kg/hm2(P<0.05),机械栽插和常规手栽的差异不大(P>0.05)。机械直播的产量水平显著低于常规手栽(P<0.05),减产8.43%~10.79%,机械栽插较常规手栽产量降低1.27%~3.49%(P>0.05)。稻季的全球增温潜势主要由排放CH4产生,麦秸还田显著提高全球增温潜势(P<0.05),机械直播的全球增温潜势显著小于机械栽插和常规手栽(P<0.05)。麦秸还田条件下,2011年和2012年机械直播的"单位产量的全球增温潜势"较常规手栽分别减少12.02%和28.71%(P<0.05)。上述研究表明,在长江下游稻麦两熟区采用机械直播有利于减少稻季CH4排放,麦秸还田条件下机械直播替代常规手栽能减少稻田排放CH4和N2O产生的综合温室效应。
关键词： 机械化 温室效应 移栽 直播 CH4和N2O排放 水稻
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果园风送式喷雾机防治效果试验
《农业机械学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为明确风送条件下不同农药制剂浓度对病虫害防治效果的影响,以虫口减退率和病情指数为指标,测试2种农药对梨蚜虫、梨黑斑病的田间防治效果;同时利用荧光试剂研究雾滴在冠层内的沉积分布,提出适应风送式施药的药液质量浓度范围。结果表明:果园风送喷雾机行驶速度1 m/s、风机转速1 200 r/min、单侧流量7.2 L/min工作条件下,喷施药液量为0.24 L/棵,比人工喷施减少药量33.3%。风送式喷施0.4 g/L的10%吡虫啉防治梨蚜虫,14 d后防效可以达到人工喷施0.8 g/L农药防治效果,药剂质量为0.096 g/棵,为人工施药的1/3。风送式喷雾防治效果随药液质量浓度增加而提高。风送式喷施0.75 g/L、1.0 g/L、1.5 g/L 3种质量浓度的75%百菌清防治梨黑斑病,第14天防效为46.52%、44.46%、55.63%,防效均显著优于人工喷施1.0 g/L质量浓度的农药。喷施0.75 g/L农药的药剂用量为0.18 g/棵,为人工施药时的1/2。风送式施药雾滴空间分布情况更好,可以参考人工作业减少1/3药液喷施量,同时适当增加药液质量浓度以求达到更好防效,实际喷施药剂量建议为人工作业的1/3~1/2。
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有机酸预处理对麦秸理化特性及生物产沼气的影响
《太阳能学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：以乙酸、丙酸和丁酸不同混合比例配制的混合酸预处理麦秸,研究预处理对麦秸理化特性、物质结构及厌氧生物产沼气的影响。结果表明:有机酸预处理可促进麦秸有机物的溶出。预处理后,麦秸水浸提液pH值均小幅减小,水浸提液COD浓度大幅增大,乙酸∶丙酸∶丁酸质量比为7∶3∶1.5(T2)、6∶5∶3(T3)、4∶1∶2(T4)和2∶1∶1(T5)的处理分别增加了78.36%、40.79%、52.40%和76.25%,水处理(T1)降低10.28%。对麦秸纤维素、木质素、官能团均无明显影响,但预处理后麦秸纤维素结晶度增强,对纤维素、半纤维素及木质素影响的顺序依次为:半纤维素>纤维素>木质素,其中T3和T5处理对麦秸半纤维素的影响最大,较处理前分别降低18.21%和16.96%,明显高于T2和T4的3.12%和5.58%。厌氧发酵产气的结果表明:无论是水还是有机酸预处理对麦秸产气速率、平均甲烷含量均无明显影响,TS产气量较处理前均不同程度降低。
关键词： 有机酸 预处理 木质纤维原料 沼气 厌氧消化 理化特性
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RTK-DGPS融合惯性传感器的车辆导航参数计算方法
《农业机械学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为实现农用车辆精确导航,提出一种RTK-DGPS融合惯性传感器的导航参数计算方法。横向偏差是利用惯性传感器采集的姿态角经几何变换补偿系统中存在的杆臂效应再进行计算得到的。试验结果表明,系统存在俯仰和侧倾时,此方法平均补偿了0.08 m的横向偏差,通过提高系统的定位精度得到了更精准的横向偏差。由于惯性传感器难以适用于磁场干扰较大的环境,为此,提出仅利用RTK-DGPS计算航向偏差的方法,即利用最小二乘法拟合RTK-DGPS动态定位点形成车辆行驶路径并进行计算。试验结果表明,车辆直线行驶、做圆周运动与沿任意曲线行驶时,惯性传感器与RTK-DGPS计算的航向偏差之间的平均误差分别为0.963 6°、3.641 8°与2.756 2°,验证了利用RTK-DGPS计算航向偏差的可行性。
关键词： 农用车辆 实时动态差分GPS 惯性传感器 导航参数 融合
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基于TRMM遥感数据的旱涝时空特征分析
《农业机械学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：基于光学遥感数据反演的植被指数和地表温度进行旱涝灾害监测在时间上具有滞后性,降水数据可以更加及时直观地反映地表干湿状态的变化,目前旱涝灾害监测应用地面点上降水观测站点的数据较多,热带降雨测量卫星(TRMM)被动微波遥感为大面积进行旱涝灾害监测提供了可能。利用江苏省1998年1月—2014年3月的TRMM 3B43月降水资料,采用尺度为12的标准化降水指数(SPI12),分析江苏省旱涝时空特征变化规律。分析结果表明:江苏省16年来发生旱涝灾害的几率为34.08%,其中发生旱灾的几率(16.74%)与发生涝灾的几率(17.34%)相接近;江苏省一年四季都易受到旱涝灾害的影响且旱灾与涝灾具有交替出现的特点;1999—2014年间多次出现较严重的旱涝灾害,且江苏中部地区更易受到旱涝灾害的影响。
关键词： 热带降雨测量卫星 遥感数据 标准化降水指数 旱涝灾害
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泗洪县车门乡稻麦秸秆收储设施选址
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：科学的选址可有效节约物流成本,提高收储点的秸秆收储量,增加收储设施的利用效率,促进秸秆设施的可持续利用。该文基于GIS的物流网络设施选址方法,通过秸秆资源调查获得泗洪县车门乡的秸秆资源量及其分布情况,调查其农田道路情况,得出车门乡5个秸秆收储设施点的收储量和分布位置,并通过试验和调查获得秸秆运输车辆类型、油耗成本,分析出各收储设施点运输成本,其中,陈楼点稻麦收储总量5 728 t,总运输成本71 685元;大刘点4 703 t,66 707元;车门点4 328 t,65 264元;岗朱点2 076 t,22 642元;团结点2 590 t,27 594元,总收储量约占全乡秸秆产量的70%。该文为未来该乡完成秸秆物流网络规划提供参考性意见,也为其他地区收储站设施选址提供一个较为完整和可操作性的方法和理论依据。
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富氧灌溉池塘中反硝化细菌丰度昼夜垂直变化特征分析
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探讨农用灌溉池塘蓄积的生活污水在富氧条件下反硝化细菌丰度变化及其与水质参数的相关性,应用实时荧光定量聚合酶链式反应技术对富氧灌溉池塘水体不同深度水层中(上层10~30 cm、中层90~110 cm、和下层150~170 cm)反硝化功能基因丰度昼夜变化特征进行了研究。结果表明:水质参数中溶解氧(dissolved oxygen,DO)浓度、p H值、水温、光照度及NO3--N浓度均具有垂向分层效应,随水层的加深而逐渐降低,NH4+-N及PO43--P浓度则呈现与前者相反的趋势,随水层加深而逐渐升高;nir K,nir S和nos Z 3类反硝化基因受DO浓度和p H值调节作用显著,均表现为白天丰度高,晚间丰度低的时间效应;3类反硝化基因丰度整体表现为表层水体中的基因丰度高,其次为中层水体,底层水体中的丰度最低的趋势,即同样表现出垂向分层效应。nir S基因丰度总是比nir K基因丰度高,说明nir S型反硝化细菌更能适应富氧灌溉池塘水质环境。3类反硝化基因丰度与环境参数中的DO浓度和p H值呈显著正相关(P<0.01)。综上,富氧条件下灌溉池塘水质参数尤其是DO浓度昼夜垂向变化促使nir K,nir S和nos Z 3类反硝化细菌丰度变化具有一定的时间效应和垂直空间分层效应,说明在自然条件下也可能有大量的好氧反硝化细菌存在,并且因为长时间受富氧条件驯化,导致反硝化细菌丰度受DO浓度变化影响较大,可能会促使不同深度水层断面发生的氮转化过程及其强度具有差异。进而为原位状态下好氧反硝化脱氮的可能性提供了更有利的佐证。该研究为富氧污水在用于农田灌溉使用时提供背景参数。
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