科研产出
稻壳深施改良苏打碱土理化性质长期效应
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：盐渍土是中国重要耕地土壤,由于土壤中盐基离子含量高,影响植物生育,为此改良盐渍土意义重大。该研究以黑龙江省苏打碱土为供试土壤,采用土层置换犁将稻壳埋于20~30cm土层中,以单独的机械耕作不埋稻壳为对照,田间作业8 a后再次调查土壤理化性质,研究结果:土壤有机碳、速效氮、磷、钾含量与对照比有增加趋势,各层土壤pH值降低0.37~0.41,Na~+降低40.68~212.35 mg/kg;土壤固相率约40%,与对照比下降了3.68%~8.86%,土壤总孔隙度增加到57.38%~60.58%之间,有效孔隙比例大,占总孔隙的22.7%~26.8%,对照有效孔隙占总孔隙的19.0%~23.7%;土壤通气、透水性分别是对照的10~121 5倍和118~173 5倍,0~30 cm土层水库容量高于对照18.58 mm;速效水库容高于对照10.71 mm;稻壳深施持续后效长,改善苏打碱土比单一机械耕作有效,是适合盐渍土改良的一项技术,而且可以通过机械手段得以实现。
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东北三省水稻干湿交替灌溉模式适宜性分区
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了研究不同灌溉模式下水稻耗水特征及水分利用效率,探讨节水灌溉模式在东北水稻种植区的适宜性,该文基于东北三省水稻种植区1981-2016年县域气象资料、水稻作物资料以及土壤资料,利用调参验证后的ORYZA(v3)水稻模型,模拟了过去36a淹水灌溉(flood irrigation,FL)和干湿交替灌溉(alternative wetting and drying irrigation,AWD)2种灌溉处理下水稻的产量、耗水量以及水分利用效率,并结合干湿交替灌溉模式产量的高产性和水分利用效率的高效性,综合分析干湿交替灌溉模式在研究区域适宜性。研究结果表明:1)1981-2016年2种灌溉模式下,研究区域水稻平均产量显著增加,呈由西南向东北减少空间变化特征;过去36a水稻耗水量整体呈显著下降趋势,空间上整体呈西高东低;水分利用效率整体呈显著提高趋势,淹水灌溉模式下分布南低北高,干湿交替灌溉模式下整体东高西低。2)与淹水灌溉相比,干湿交替灌溉模式下研究区域内水稻产量减少1%~19%,平均减少11%,但水稻耗水量可降低3%~26%,平均为15%,研究区域水分利用效率提高8%。3)干湿交替灌溉模式最适宜区集中分布在辽宁省辽河平原南部、吉林省扶余-蛟河一线及延吉地区、黑龙江省松嫩平原东南部,适宜区集中在辽宁省辽河平原南部凌海、海城等地区、吉林省中部的永吉-磐石-柳河口一线以及黑龙江省中东部的方正、富锦等地区,次适宜区位于辽宁省东部灯塔、开原等地区,吉林省镇赉、双辽地区及黑龙江省中东部铁力、饶河地区,较适宜区分布在辽宁省东北部铁岭、清原等地区,吉林省长白、洮南及黑龙江省西部富裕-林甸-安达一带。研究区域干湿交替灌溉模式对节约水资源及保证水稻高产高效具有重要意义。
关键词： 灌溉 模型 土壤水分 东北三省 水稻产量 耗水量 水分利用效率 适宜性
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长期施用牛粪对松嫩平原盐渍化土壤质量的影响（英文）
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：在盐渍化土壤中,普遍存在土壤结构性和养分状况差以及土壤酶活性低等现象。这种现象主要是由于土壤中过量的交换性钠离子和较高的土壤pH所引起。长期施用有机肥(牛粪)是一项提升盐渍化土壤质量的重要措施。本研究依托东北农业大学盐碱土改良长期定位试验站,以腐熟的牛粪为改良材料,依据牛粪施用年限共设置5个处理,采用完全随机区组设计,每处理3次重复,供试作为玉米,各处理分别为:施用牛粪2年、6年、13年和18年,以不施用牛粪的盐渍化土壤作为对照。分别测定各处理的土壤理化指标和酶活性。采用因子分析法与土壤质量指数法评价长期施用有机肥对盐渍化土壤质量的影响。研究结果表明:长期施用有机肥能够改善盐渍化土壤的物理性状、提高土壤养分状况、降低土壤pH和盐分以及增加土壤酶活性。根据特征根>1原则,经因子分析后可提取2个公因子,分别表征"土壤结构性"(因子1)和"土壤盐碱性质"(因子2)。与未施用有机肥的土壤相比,施用有机肥13年和18年的土壤具有较好的土壤结构性和较低的盐碱性质,而施用有机肥2年和6年的土壤仅具有较低的盐碱性质。比较土壤质量指数(SOI)可知:盐渍化土壤质量随有机肥施用年限而增加,有机肥施用18年处理的土壤质量最高。总之,土壤结构性差和盐碱性质高是影响松嫩平原盐渍化土壤质量的关键限制因子,其中以土壤结构性差最为主导;土壤容重、pH和盐分的降低是长期有机培肥措施下盐渍化土壤质量得以提升的重要特征,尤其是以土壤容重的降低最为重要。
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通风改善发芽糙米微波连续干燥均匀性
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了提高发芽糙米微波干燥的均匀性,采用台架试验、计算模拟和理论分析相结合的研究方法,分析微波干燥机内料层上微波能分布规律,研究微波干燥时风速对发芽糙米干燥均匀性影响。结果表明:在波导馈口平行的微波干燥机上,馈口间存在耗损和反射,微波能利用率降低;在微波干燥过程中,通入室温空气带走发芽糙米蒸发出的水蒸气:风速低携带水蒸气能力弱,而风速高会导致气流分布不均匀,合适风速在0.5~1.0 m/s。在微波干燥时引入通风方式,可提高微波干燥均匀性,从干燥工艺方面解决因电场分布引起干燥均匀性差的问题。研究结果为微波干燥机的干燥腔结构设计和干燥工艺优化提供依据。
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基于烟花算法降维的高光谱图像分类
《华南理工大学学报(自然科学版) 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为降低高光谱数据量及计算复杂度,避免后续分类中的Hughes现象,提出一种基于烟花算法降维的高光谱图像分类方法.烟花算法采用类内紧密性系数与类间分离性系数的加权和作为波段选择的度量准则,通过在高光谱数据空间内进行搜索,不断更新直至收敛,从而获得最优波段组合.基于印第安纳数据集(AVIRIS)和帕维亚大学数据集(ROSIS)数据对烟花算法、遗传算法和禁忌搜索算法进行波段选择的仿真实验,结果表明:烟花算法选择出的波段组合数目相对较少,具有较低的算法复杂度,减少了耗时;利用获得的波段组合进行高光谱图像分类时,与遗传算法、禁忌搜索算法的波段选择方法相比,文中所提方法在总体分类精度和Kappa系数上分别提高0.06%~4.72%和0.00~0.09,可以得到令人满意的分类结果.
关键词： 图像分类 高光谱图像 降维 烟花算法 智能优化算法
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秸秆心土混合犁改良白浆土效果
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为将表层秸秆施入心土,改善贫瘠的心土层创造有利条件,该文设计了将白浆土"上翻20 cm,下混30~40 cm,同时将有机物料施入心土层"的秸秆心土混合犁。该研究通过设置秸秆心土混合区和浅翻深松区田间对比试验,调查机械作业后土壤理化性质,指示作物农艺性状以及产量指标等,明确秸秆心土混合的改土增产机理,进一步拓宽白浆土改良途径,为机械改土技术的广泛应用提供技术支撑。研究结果表明:与浅翻深松相比,秸秆心土混合改善心土层土壤物理性质,20~40 cm土层土壤含水率提高2.69~4.90个百分点;硬度降低44.45%左右,且没有出现峰值;改善土壤通透性,固相降低幅度为4.51~2.14个百分点,液相增加幅度为1.17~4.13个百分点,气相增加幅度为0.38~0.98个百分点,容重下降幅度为0.16~0.11 g/cm~3;提高心土层养分含量,碱解氮提高17.33%,有效磷提高116.39%,速效钾提高37.86%,有机质提高36.66%,同时提高心土层全量养分含量,缓解土壤酸性。连续2 a调查大豆产量,秸秆心土混合区比对照区增产15.77%~16.33%,一次改土后效时间长,增产效果显著。该研究结果可为白浆土及其同类低产土壤改良及作物高产提供技术支撑。
关键词： 土壤 秸秆 物理特性 化学特性 秸秆心土混合犁 土壤改良 白浆土
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黑土立体休闲技术改土增产效果
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了打破犁底层障碍,消减连作障碍,分别在轮作和连作的黑土上采用分层深耕犁将0~20 cm耕层土与>20~40 cm下层土进行转换,以达到休闲表层土壤的目的。采用大区对比法连续2年调查改土后效果。结果表明:第1年、第2年立体休闲处理较对照组未改土,0~40 cm土层土壤平均容重分别降低0.05、0.11 g/cm~3;通气系数分别提高14.97×10~(-2)、16.69×10~(-2) cm/s;而饱和导水率较对照组第1年降低了3.14×10~(-3) cm/s,第2年提高了10.95×10~(-3) cm/s;抗剪强度较对照组第1年降低了0.72 kPa,第2年提高了0.82 kPa;土壤平均含水率提高分别提高4.07%、4.95%;温度分别提高0.78、0.13℃。立体休闲后表层土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾降低、下层土土壤肥力增加。在轮作条件下,立体休闲后第1年马铃薯和甜菜分别减产5.63%和3.06%;第2年玉米和马铃薯分别增产5.20%和27.00%。在大豆连作条件下,立体休闲区植株干质量平均比对照提高7.63~7.82%;根干质量提高7.61%~13.41%;根长增加4.42%~6.26%;单株荚数增加18.83%~20.71%;株粒数增加幅度为32.43%~37.21%;根瘤数每株增加1.46~5.15个;产量比对照增加3.09%~22.38%。
关键词： 土壤 作物 物理性质 产量 黑土 立体休闲 连作障碍
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黑土稻田连续深耕改善土壤理化性质提高水稻产量大田试验
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了明确深耕对水田土壤理化性质及水稻产量影响,该文在黑土型水稻土上开展深耕研究,应用自主研发的水田深翻犁,开展深翻、浅翻与旋耕大区对比研究。结果表明:浅翻和深翻可以降低土壤固相比率和容重,与旋耕相比,土壤固相比率降低幅度分别为0.74%~4.80%和1.86%~3.90%;>10~20 cm土层土壤容重分别下降0.09 g/cm~3和0.08 g/cm~3,>20~30 cm土层深翻处理土壤容重比旋耕下降0.03 g/cm~3;>10~20 cm土层土壤的通气系数和饱和透水系数浅翻处理比旋耕分别提高4.04倍和2.71倍,深翻提高4.42倍和2.14倍;>20~30 cm深翻比旋耕提高1.86倍和2.87倍,2年趋势一致;深翻可使土壤养分指标在各层趋于平均化;深耕可促进水稻根系生长,根系的生长量与根长增加幅度为6.53%~16.33%和10.81%~21.62%,深翻好于浅翻;深耕提高水稻产量,2015年浅翻和深翻处理水稻实测产量分别比旋耕增产6.91%和9.81%,2016年增产6.59%和7.84%,2年增产趋势一致。
关键词： 土壤 耕作 有机质 深耕 理化性质 根系 养分累积 产量
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三江平原低湿地水田土壤理化特性及暗管排水效果
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：低湿土壤渍涝问题是限制农业生产的瓶颈问题,为改良低湿土壤渍涝问题,该文研究低湿地水田草甸沼泽土土壤特性,并探讨利用暗管排水进行低湿地排水及种植水稻的效果。结果表明,草甸沼泽土土壤质地黏重、各层土壤黏粒质量分数在40%以上;有效孔隙低,在6.40%~7.81%之间,通气、透水性差,母质层几乎不透气、透水,土体容气度为5.55%~16.08%;含水率高,自然状态达到40%以上;土壤容重低,耕层为0.93 g/cm3,母质层1.30 g/cm3;硬度低,液性指数在0.38~0.61之间,整体处于可塑状态,机械承载力差;草甸沼泽土上设置暗管可以改善土壤的透水性,随距暗管距离不同,土壤排水效果有差异,距离暗管越近,土壤排水效果越好,水分降低的越明显;同样排水晒田后,暗管处理土壤表层状态呈干裂状态,对照(无暗管排水区)则仍呈湿润状态;从水稻产量看,有暗管的处理水稻产量比无暗管处理增产8.06%。研究可为低湿地水田合理利用及改良提供依据。
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盐化草甸土和黑土型水田土壤连续深耕改土效果
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为明确深耕在不同类型水田土壤上的改土效果及对水稻产量的影响,该研究应用自主研发水田深耕犁,在黑土和盐化草甸土上开展深翻、浅翻与旋耕对比试验研究。结果表明,深耕在不同类型土壤上对水稻产量及土壤理化性质影响存在差异:1)黑土深翻区增产7.28%~8.37%,浅翻区增产6.02%~7.72%,盐化草甸土深翻区和浅翻区与旋耕相比第1年水稻产量差异不大;第2年减产9.96%~11.03%;2)翻耕促进黑土土壤养分均一化,耕作层土壤养分降低不明显,土层间养分含量差异变小,盐化草甸土深耕后造成表层养分浓度降低,0~20 cm土层浅翻区和深翻区土壤有机质与对照相比分别下降4.57和6.68 g/kg,全氮分别下降0.24和0.29 g/kg,碱解氮0~10 cm土层分别比对照降低2.31和11.52 mg/kg,pH值明显增加,0~30cm土层交换性Na+浓度增加;3)与对照相比,浅翻和深翻降低了黑土下层土固相比率、容重,提高土壤通气、透水性,>10~20 cm土层土壤固相比率比对照分别降低4.23%和3.23%,土壤容重下降0.09 g/cm3和0.08 g/cm3,通气系数分别提高3.04倍和3.42倍,透水系数提高1.71倍和1.14倍;>20~30 cm土层深翻区土壤固相比率降低1.86%,通气系数和饱和透水系数比对照提高0.86倍和1.87倍;盐化草甸土浅翻区和深翻区均有增加下层土固相率和容重,降低通气、透水性的趋势。盐化草甸土水田不适合深耕,黑土型水田土壤深耕可改善土壤理化性质,提高水稻产量。
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