科研产出
功能化脲醛树脂磁性荧光微球的制备及表征
《高分子材料科学与工程 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用化学共沉淀法制备了磁性纳米粒子Fe_3O_4,并合成出水溶性好的5(6)-羧基罗丹明衍生物。以5(6)-羧基罗丹明衍生物为荧光染料,尿素、甲醛为单体,硝酸为引发剂,Fe3O4为核,水为分散介质,制备了脲醛树脂磁性荧光微球,并通过溶胶-凝胶法在其表面引入硅羟基。用扫描电子显微镜、荧光显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计、热失重分析仪、荧光分光光度计对磁性荧光微球的结构形貌及磁性荧光性能进行了表征。结果表明,所制备的脲醛树脂磁性荧光微球具有良好的单分散性,粒径分布窄,荧光性能好且稳定,具有超顺磁性且磁响应性强;在微球表面成功引入了硅羟基;分散在乙醇或水中的磁性荧光微球的荧光发射光谱相对于5(6)-羧基罗丹明衍生物发生了红移。
关键词： 磁性纳米粒子 5(6)-羧基罗丹明衍生物 羟基脲醛树脂磁性荧光微球
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耕作方式转变对土壤蓄水保墒影响的RZWQM模型模拟
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：基于2011—2012年和2013—2014年河南禹州冬小麦长期定位试验,利用传统耕作、免耕和深松处理下土壤水分、地上部生物量和产量对RZWQM(Root zone water quality model)模型进行率定和验证,然后利用率定后的模型模拟传统耕作转变为保护性耕作方式后0~100 cm土层贮水量、耗水量、土壤剖面水分平衡及水分利用效率的动态变化。在模型率定和验证中,土壤分层含水率模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)分别在0.009~0.025 cm3/cm3和0.005~0.054 cm3/cm3范围内变化。模型模拟结果表明RZWQM模型能够较好地模拟耕作方式转变后土壤分层水分的动态变化,4种不同耕作转变模式(传统耕作分别转变为免耕、免耕+秸秆覆盖、深松、深松+秸秆覆盖)下,传统耕作转变为免耕后产量最高,水分利用效率最大,达19.3 kg/(hm2·mm)。因此,该模拟条件下传统耕作转变为免耕的蓄水保墒效果最好。
关键词： 冬小麦 耕作方式 RZWQM 土壤水分 水分利用效率
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16S rRNA基因高通量测序分析牛粪发酵细菌多样性
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：将养殖粪便进行资源化处理,尤其是将粪便堆肥发酵后变为生物肥料还田,具有重要的经济、社会和生态效益。之前关于细菌在堆肥过程中的研究,大部分采用实验室培养、分离、鉴定的方法,由于受培养方式的限制,仅能分析粪肥中有限的细菌类别。16S r RNA基因作为生物物种的特征核酸序列,被认为是最适于细菌系统发育和分类鉴定研究的指标。本研究使用16S r RNA基因高通量测序技术,分析了牛粪自然发酵与添加益生菌剂发酵过程中细菌种群的多样性变化。结果表明,1)新鲜牛粪、自然发酵1个月、自然发酵6个月的牛粪中细菌种群并没有明显的变化规律,说明自然发酵过程主要依赖于新鲜牛粪中携带的细菌种群;2)添加益生菌发酵后,细菌种群明显不同于不自然发酵过程中的细菌种群,其中变形菌门(Proteobacteria)细菌显著增加,而厚壁菌门(Firmicutes)细菌显著减少,说明益生菌剂能够显著改变堆肥过程中的细菌种群。本研究对于理解牛粪堆肥过程、提高堆肥效果,以及新型堆肥益生菌剂的开发都具有重要意义。
关键词： 粪 发酵 细菌 16S r RNA基因 多样性
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东亚飞蝗对LED光信号视觉响应的波谱视敏效应测定
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探索东亚飞蝗视觉响应LED光信号的视敏反应效应,以明确东亚飞蝗趋光的光敏响应因子和生物光诱参数,利用LED光照和Ava Spec光纤光谱仪系统,在室内进行了东亚飞蝗视觉响应表征的光谱测定。并在此基础上,利用该波谱光照装置,验证其波谱光照调控东亚飞蝗的趋光反应及响应程度。测定结果显示,东亚飞蝗复眼吸收365、400、520、610 nm波长光照射后,其视觉响应波谱表现为380、402、540、602 nm的微光特征,当波谱光照强度增加时,东亚飞蝗视觉微光反应随之增强,且呈现时变效应的调控特性。东亚飞蝗视觉光敏调控的时变强度以紫光最优、依次是橙光和绿光最差,而其调控容度以橙光最优、绿光次之和紫光最差,紫外光较快的光敏聚集速度、紫光较强的光敏聚集程度和橙光较好的趋光效果说明,趋光光敏活性、趋光程度和趋光效果分别与视觉激发强度和视觉光敏调控的时变强度以及视觉光敏调控容度呈正相关,且东亚飞蝗视觉反应强度的光敏时效性影响其趋光行为选择和视觉光敏活性。因此,依据紫外光较强的激发效果、橙光较好的光敏时效性和紫光较强的光敏调控强度的特性,进行趋光视敏性光照时间的刺激调控,可以增强东亚飞蝗的趋光效果。该研究结果为蝗虫光诱捕机械装备的研制提供了理论基础和技术指导。
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耕作方式对豫南雨养区土壤微环境及冬小麦产量的影响
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对豫南雨养农业区降水基本满足作物生长需求但年内和年际间分配不均、土壤耕性差的生态实际,为解决小麦播种期和冬春干旱以及改善耕层水、肥、气、热等因子提供理论依据。于2007—2015年,在豫南雨养农业区进行了连续9a的大田定位试验,研究了不同耕作模式对小麦生长季土壤水分、容重、温度及冬小麦产量的影响。试验共设置6个处理:T1(传统翻耕)、T2(不覆盖/不深松+覆盖/免耕)、T3(覆盖/不深松+不覆盖/免耕)、T4(不覆盖/深松+不覆盖/免耕)、T5(覆盖/深松+覆盖/免耕)以及T6(不覆盖/不深松+还田/旋耕)。结果表明,(覆盖/深松+覆盖/免耕)T5可以有效提高小麦播种期0~40cm土层的含水量,为麦播提供较好的水分基础,不同耕作方式处理对冬小麦越冬期和返青期土壤日平均温度影响较小,不足以对冬小麦发育进程产生影响。(覆盖/深松+覆盖/免耕)T5能够有效降低耕层0~20cm和0~40cm的土壤容重。覆盖/深松+覆盖/免耕处理的前3a,冬小麦产量较对照有所降低,从第4年开始较对照增产,2011—2015年增产幅度分别为2.02%、2.83%、10.93%、5.88%、1.97%。以上结果表明,通过T5(覆盖/深松+覆盖/免耕)的简耕覆盖技术可以有效利用降水资源、培肥地力,提高产量,具有节本增效的作用。
关键词： 土壤 水分 秸秆 豫南雨养区 耕作方式 冬小麦 土壤微环境
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基于高光谱植被指数的夏玉米地上干物质量估算模型研究
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：2011—2014年连续实施夏玉米长势监测定位实验,在5种不同施氮量、4种不同施磷量和2个夏玉米品种处理下,测定了大喇叭口期、吐丝期、灌浆期和成熟期夏玉米冠层高光谱反射率及对应的地上干物质积累量(Aboveground dry matter accumulation,ADMA)。选取了21个光谱植被指数,利用2011年和2013年综合数据进行线性函数、对数函数、二次函数和指数函数模型拟合。在每个生育时期,选择决定系数和F值最高的3个模型,并用2012年和2014年测定光谱数据与地上干物质量对拟合模型进行均方根差和相对误差的验证,选择均方根差和相对误差较小的拟合模型为最适模型。结果表明,在大喇叭口期、吐丝期、灌浆期和成熟期,夏玉米地上干物质量的最佳拟合光谱植被指数分别为GNDVI、PSSRc、NDVI4和DI。
关键词： 夏玉米 冠层 地上干物质量 高光谱植被指数 估算模型
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农业遥感研究现状与展望
《农业机械学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：遥感技术具有覆盖面积大、重访周期短、获取成本相对低等优势,对大面积露天农业生产的调查、评价、监测和管理具有独特的作用。从20世纪70年代出现民用资源卫星后,农业成为遥感技术最先投入应用和收益显著的领域。特别是随着高空间、高光谱和高时间分辨率遥感数据的出现,农业遥感技术在长时间序列作物长势动态监测、农作物种类细分、田间精细农业信息获取等关键技术方面得到了突破。但是农业生产的分散性、时空变异性等特点,对当前农业遥感技术的应用还存在诸多挑战。本文简要回顾了农业遥感发展历程以及其应用的理论基础;再从农作物估产、农业资源调查、农业灾害监测和精准农业管理4个领域阐述了国内外相关研究和应用情况。最后提出农业遥感应加强与地面农业观测网技术的结合,推动新一代低空无人机遥感平台的发展,强化多源传感器融合以及农业过程模型与遥感数据同化的研究。
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播期对不同品种类型机插稻生长特性的影响
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探讨河南省稻-麦两熟区播期对不同品种类型机插稻生长特性的影响,在豫南稻区罗山,以生产上主推的常规中熟中粳、常规和杂交迟熟中粳、常规早熟晚粳和迟熟中籼5个类型品种为材料,通过分期播种试验,对不同品种类型毯苗机插水稻的产量及其构成因素、茎蘖数、干物质量及群体生长率等方面进行了系统的比较研究。结果表明:1)在试验设置的播期范围内,不同品种机插稻平均产量在播期间和品种类型间差异达极显著(P<0.01),即随着播期的推迟呈极显著下降(P<0.01),第Ⅰ播期(5月11日,10.60 t/hm2)较第Ⅱ(5月16日)-Ⅵ(6月5日)播期分别增产2.15%~28.81%;杂交迟熟中粳产量(10.44 t/hm2)极显著高于其他4种品种类型(P<0.01),较其他类型品种分别增产9.20%~17.53%。同一品种类型,除了中熟中粳的产量在第Ⅱ播期(5月16日)最高,随后呈显著递减趋势外,其他4种类型品种机插稻的产量均是随着播期的推迟呈极显著下降趋势(P<0.01),但品种类型间下降幅度不同。2)在产量构成因素中,除结实率在年份间差异不显著、在播期间和品种类型间差异极显著外,其他产量构成因素在年份间、播期间和品种类型间差异均达极显著(P<0.01)。同一类型品种,除中熟中粳的结实率随播期推迟呈先略升后明显下降趋势外,其他类型品种的穗数、每穗颖花数、总颖花量、结实率和千粒质量等产量构成因素均是随播期的推迟呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)下降趋势;在播期影响下,每穗颖花数和结实率的变化较大,穗数和千粒质量的变化较小;且对产量影响大小为每穗颖花数>结实率>穗数>千粒质量;相关分析表明,产量与每穗粒数、总颖花量和结实率呈显著或极显著正相关,与穗数和千粒质量呈负相关;总颖花量与每穗粒数呈极显著正相关,与穗数呈负相关。进一步通径分析表明,对产量的贡献率最大的是群体颖花量,最小的是千粒质量,对群体颖花量的贡献率较大的是每穗颖花数,较小的是穗数。3)随着播期的推迟,不同品种类型水稻的茎蘖数在拔节期呈明显的递增趋势,在抽穗期和成熟期呈明显的下降趋势;单茎和群体干物质量、群体生长率在主要生育时期均呈逐渐下降趋势;成穗率和收获指数均呈逐渐下降趋势;但品种类型间和播期间下降幅度不同。综合机插稻高产及生育安全性考虑,豫南稻区首选杂交迟熟中粳"穗大粒多"型品种,适宜播期可推迟到5月25日。该研究结果为河南省豫南稻区机插水稻高产高效生产及配套品种的科学选用提供参考。
关键词： 栽培 播种 机械化 播期 机插稻 产量 群体生长率
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不同生态区播期对机插水稻产量、生育期及温光利用的影响
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了明确河南省不同生态区稻-麦两熟制机插条件下,播期对不同品种类型水稻产量、生育期及温光利用的影响,以常规中熟中粳、常规和杂交迟熟中粳、常规早熟晚粳和迟熟中籼为材料,采用毯状小苗机插栽培方式,在豫南罗山、豫中新蔡、豫北原阳3个试点,通过分期播种试验,研究播期对不同品种类型水稻产量、生育期及温光源利用的影响。在试验设置的播期范围内,除了中熟中粳的产量在罗山和新蔡点是5月16日(第Ⅱ期)最高、在原阳点是5月11日(第Ⅰ期)最高外,常规和杂交迟熟中粳、常规早熟晚粳和迟熟中籼4种品种类型水稻的产量在各点均是5月11日(第Ⅰ期)最高,且随着播期的推迟呈逐渐下降趋势,但品种类型间和试点间下降的差异显著性不同。随着播期的推迟,同一试点品种类型间的产量差异呈逐渐增大趋势,杂交迟熟中粳的产量在各试点均是最高,且在每一期均极显著高于其他品种类型(P<0.01)。随着播期的推迟,不同品种类型水稻的拔节期、抽穗期和成熟期相应推迟,全生育期呈极显著缩短趋势(P<0.01);不同品种类型水稻全生育期的积温、日照时数及温光利用率均呈极显著的减少趋势(P<0.01);生育期的缩短主要表现在播种-拔节期的营养生长阶段。在河南省不同生态区稻麦两熟机插条件下,豫南稻区首选杂交和常规迟熟中粳,其次是早熟晚粳,适宜播期均为5月11日-5月25日;豫北沿黄稻区首选杂交迟熟中粳和中熟中粳,其次是常规迟熟中粳,适宜播期均为5月11日-5月21日。该研究结果为河南省不同生态区水稻生产机械化高产栽培及配套品种的科学选用与布局提供参考。
关键词： 播种 温度 栽培 机插稻 播期 生育期 温光利用 产量
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保水剂用量对农田生态系统碳足迹的影响
《农业机械学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用田间试验,对不同保水剂用量条件下冬小麦碳吸收、碳排放、碳成本、碳效率及碳净汇等进行了研究。结果表明:农业生产过程中虽然保水剂和各种农资投入会产生一定的碳足迹,但其同时促进了作物生长,提高了作物的干物质量,从而显著提高碳吸收,降低碳成本,提高碳效率和碳净汇。各处理中60 kg/hm2保水剂用量的碳成本最低,较对照减少了25.6%,而其碳效率和碳净汇最大,较对照分别提高了35.3%和30.6%。施用保水剂提高了冬小麦的水分利用效率,且以60 kg/hm2保水剂用量效果最佳。相关性分析表明水分利用效率与碳吸收、碳效率和碳净汇呈显著正相关,而与碳成本呈极显著负相关。
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