科研产出
扫描电镜-能谱仪在生物质炭特性分析上的应用
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：利用扫描电镜—能谱仪分析不同温度产生的生物质炭的化学与结构特性。结果表明:随温度升高,芒草碳的平均碳含量和最大碳含量均呈现增加趋势,平均碳含量和最大碳含量与最高处理温度之间为显著正相关关系(r值为0.76和0.86)。平均碳含量和最大碳含量与高温灼烧法测定的碳含量之间为显著正相关关系(r值为0.83和0.91),最大碳含量的相关性好于平均碳含量。因此,应用该方法获得芒草炭的碳含量与温度相关性好,最大碳含量可以用于生物炭组分分析;电镜扫描结果可以有效分析芒草炭的结构特性。基于该方法快速、简便、稳定以及可对生物质炭的结构和组分同时分析的优点,它是一种极具发展前途的分析方法,有助于生物质炭等其他材料的结构特性与组分研究。
关键词： 扫描电镜-能谱仪 生物质炭 最大碳含量 平均碳含量
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长期不同施肥措施下黑土作物产量与养分平衡特征
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了明确长期不同施肥措施下黑土作物产量及养分平衡特征,利用开始于1979年的哈尔滨黑土肥力长期定位试验,以小麦-大豆-玉米轮作(3a)为一个周期,选取对照(不施肥,记作CK)、常量氮磷钾化肥配施(小麦施N、P2O5量分别为150、75 kg/hm2,大豆施N、P2O5量分别为75、150 kg/hm2,玉米施N、P2O5量分别为150、75 kg/hm2,K2O共施75 kg/hm2,记作NPK)、常量有机肥(施肥18 600 kg/hm2,记作M)、常量化肥有机肥配施(化肥施量同NPK,有机肥施量同M,记作MNPK)和二倍量氮磷化肥有机肥配施(小麦施N、P2O5量分别为300、150 kg/hm2,大豆施N、P2O5量分别为150、300 kg/hm2,、玉米施N、P2O5量分别为300、150 kg/hm2,有机肥共37 200 kg/hm2,记作M2N2P2)5个处理,研究了不同作物的平均产量、产量年际变化和土壤养分表观平衡。结果表明:1)较CK,长期平衡施用化肥或化肥配施有机肥提高了作物产量,多年平均增产率分别在82.5%~91.6%(小麦)和35.6%~40.9%(玉米)之间。长期不同施肥措施增产效果表现为M2N2P2>MNPK>NPK>M,有机无机肥配施与单施化肥处理间作物产量差异不显著。2)长期不施肥处理小麦和玉米产量随试验年限推移呈下降趋势,降幅分别为13.93和42.61 kg/(hm2·a),大豆则以7.409 kg/(hm2·a)的速率增加。施肥处理小麦、大豆和玉米产量随试验年限的增加呈总体上升的趋势。3)在该试验条件下,长期施用常量化肥处理(NPK)和常量化肥有机肥配施处理(MNPK)土壤氮亏缺量分别为29.7和17.5 kg/hm2,磷盈余量分别为33.4和61.2 kg/hm2。各处理土壤中钾素均表现为亏缺,亏缺量在30.4~73.0 kg/hm2之间。MNPK处理氮、钾供应状况有所改善,较NPK处理分别增加12.2和27.6 kg/hm2。4)作物产量与土壤有机质、碱解氮、有效磷、降雨量、生育期日平均气温呈显著正相关关系(P<0.05)。5)在黑土小麦-大豆-玉米典型轮作制度下,基于土壤养分平衡特征提出"稳氮、减磷和增钾"的施肥策略。该研究为评价和建立长期施肥模式、促进粮食持续生产提供依据。
关键词： 土壤 肥料 作物 长期施肥 作物产量 养分平衡 有机无机肥配施 黑土
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有机物料深耕还田改善石灰性黑钙土物理性状
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为明确不同深耕方式和有机物料配施还田的改土效果,在黑龙江省安达市石灰性黑钙土上开展了深松、秸秆心土还田、秸秆心土还田+鸡粪3种深耕处理对不同土层土壤物理性状影响的研究,并与常规耕作进行了比较。结果表明:耕层土壤三相比处理间变化无规律,20 cm以下土层秸秆心土还田处理和秸秆心土还田+鸡粪处理降低土壤固相效果明显;深耕处理不同土层含水率均高于对照,其中>30~50 cm土层差异明显;秸秆心土还田+鸡粪处理有增加土壤孔隙率、孔隙比和土壤饱和导水率的效果;各深耕处理>20~50 cm土层土壤容重和硬度与对照相比降低;深松处理增产效果不明显,秸秆心土还田处理比对照平均增产10.5%,秸秆心土还田+鸡粪处理平均增产36.14%,该研究通过明确有机物料不同深耕改土措施对土壤物理性质的影响及与玉米产量的关系,为有机物料深耕还田改善石灰性黑钙土提供理论参考依据。
关键词： 土壤 物理性状 农作物 产量 深耕 有机物料 改善 石灰性黑钙土
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有机物料深耕还田改善石灰性黑钙土化学性质提高玉米产量
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为明确不同深耕方式和有机物料配施还田对石灰性黑钙土化学性质影响及持续改土效果,在黑龙江省安达市石灰性黑钙土上开展了深松、秸秆心土还田、秸秆心土还田+鸡粪3种深耕处理对土壤p H值、盐基离子、有效氮、磷、钾和玉米持续增产效果研究,并与常规耕作进行了比较。结果表明:深耕处理可以改变土壤酸碱度及盐基离子浓度,明显降低土壤p H值,降低幅度分别为0.59~0.96,土壤的水溶性钾、水溶性钠、HCO3-离子质量分数降低幅度分别为0.9~6.9、79.6~272.1、19.5~46.6 mg/kg,提高水溶性钙离子质量分数,幅度为36.5~125.6 6 mg/kg,土壤p H值与水溶性钠、HCO3-离子含量显著正相关,与土壤水溶性钙离子含量呈显著负相关;深耕处理可提高深层土壤有效氮、磷、钾含量,在>20~50 cm土层,各处理土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量高于对照,顺序为秸秆心土还田+鸡粪>秸秆心土还田>深松>对照,其中秸秆心土还田+鸡粪处理对土壤有效氮、磷、钾影响最明显,高于对照幅度分别为13.5~36.0、2.4~4.1、41.2~71.3 mg/kg;深耕可以增加玉米产量,不同深耕技术增产效果不同,秸秆心土还田和秸秆心土还田+鸡粪处理一次改土后,连续3a均表现增产趋势,秸秆心土还田+鸡粪改土后第1年比对照增加47.1%,第2年和第3年分别比对照增产25.2%和24.7%,3a平均比对照增产32.3%,效果显著,秸秆心土还田处理与对照相比增产效果不如秸秆心土还田+鸡粪处理,第1、2和3年增产分别为11.2%、9.8%和18.1%,3a平均增产11.3%,深松处理增产效果在不同年份表现不一致,第1年没有增产,第2年增产6.3%,第3年增产14.3%,3a平均增产6.2%;从土壤化学性质的变化及改土后玉米产量看出,秸秆心土还田+鸡粪处理是比较适合石灰性黑钙土改良的耕作措施。
关键词： 土壤 化学性质 作物 石灰性黑钙土 深耕 有机物料 玉米产量
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Landsat TM8及GF-1影像黑龙江省线状地物实际与解译宽度对比
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：线状地物又称为线性地物,是一种普遍存在的土地利用方式。在遥感图像上,线状地物大量存在,这种存在表现为线状地物的可见性,即线状地物的图像特征表现为数个像元宽度的狭长型地物;另一方面,大量线状地物被"淹没"在遥感图像的混合像元中,这部分线状地物在遥感图像上具有相对不可见性。在面状地物解译中,线状地物常常由于遥感影像分辨率有限而包含在面状地物中,使面状地物解译结果偏大而不够准确。因此,准确解译线状地物可以校正面状地物解译结果。Landsat TM8影像与GF-1影像作为近几年新出现的高质量高分辨率卫星遥感影像,在各行各业中应用较为广泛,在农业遥感中亦是如此。在农作物面积估算中,Landsat TM8影像与GF-1影像线状地物扣除技术的精确程度直接影响农作物面积估算精度。Landsat TM8影像与GF-1影像线状地物实际宽度与解译宽度对比研究对于农作物面积估算和估产具有重大意义。由于分辨率相差较大,在线状地物解译中,GF-1影像具有明显优势。该文以23景Landsat TM8影像和14景GF-1影像为基础,运用统计学方法对黑龙江省341条线状地物实际宽度与解译宽度做对比研究。结果表明,对线状地物解译精度影响较大的主要因素为卫星遥感影像分辨率。Landsat TM8影像解译精度较差(|夸张系数|>50%)的线状地物共94条,占全部线状地物的27.5660%;在这部分线状地物中,通常是解译宽度远大于实际宽度;以线状地物实际宽度分类中的0~10 m类别中,线状地物的解译精度最差,而按走向分类和按类型分类对线状地物解译精度影像不大。GF-1影像解译精度较差的线状地物共有29条,占全部线状地物的8.5044%,在这部分线状地物中,通常是解译宽度远大于实际宽度。
关键词： 遥感 图像识别 土地利用 线状地物 解译宽带 夸张系数 精度
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组合型垂直轴风力机气动特性的模拟计算与实验研究
《太阳能学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：为改善直线翼垂直轴风力机在低风速下的起动性,设计一种以Savonius风轮作为起动机与直线翼垂直轴风力机相组合构成的组合型垂直轴风力机。首先采用空气动力学原理和风洞实验经验结果设计开发垂直轴风力机空气动力特性计算软件,并进行风力机性能模拟计算,然后利用风洞实验测试组合型风力机和单独型直线翼垂直轴风力机的力矩和功率特性。将实验结果与采用气动模拟计算出的风力机气动特性结果进行对比分析,结果表明组合型风力机可在较低风速起动,可改善直线翼风力机起动特性,且最大功率系数有一定提高。但在高风速下,在风速大于8.0m/s时,组合型风力机的功率特性开始降低,特别是10.4m/s以后,阻力风轮对风力机的功率输出产生一定影响。
关键词： 直线翼垂直轴风力机 Savonius风轮 气动特性 模拟计算 风洞实验
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TiO_2负载硅胶催化剂的制备和光催化活性
《材料研究学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：用溶胶-凝胶法制备Fe3+、Gd3+共掺杂的纳米TiO2,并以硅胶(SiO2)为载体制备出负载型催化剂(Fe3+/Gd3+/TiO2-SiO2)。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外漫反射(DRS)等手段对其进行了表征。研究了溶胶煅烧温度、煅烧时间以及陈化时间对硅胶负载效果及对亚硝酸盐的光催化活性的影响,并测定了催化剂的用量及其循环使用对亚硝酸盐的光催化活性的影响。结果表明,与Fe3+/Gd3+/TiO2相比,负载型催化剂可显著提高催化剂的光催化活性;在500℃煅烧2 h、陈化时间1 h、催化剂投入量为1.0 g/L时亚硝酸盐降解效果最佳,降解率约为90.46%。
关键词： 无机非金属材料 TiO2负载 硅胶 溶胶-凝胶 光催化 亚硝酸盐
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负载型纳米TiO_2的制备及其对亚硝酸盐的光催化活性的研究
《功能材料 》 2014 EI 北大核心
摘要：采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+、Gd3+共掺杂纳米TiO2,并以空心玻璃微珠(HGM)为载体制备了负载型催化剂(Fe3+/Gd3+/TiO2-HGM)。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外漫反射(DRS)对其进行了表征。考察了溶胶煅烧温度、煅烧时间对空心微珠负载效果的影响,并对负载次数、催化剂用量对亚硝酸盐的光催化活性的影响进行了测定。结果表明,与自制Fe3+/Gd3+/TiO2相比,负载型催化剂可显著提高催化剂的光催化活性;当以500℃下煅烧2h,负载两次,催化剂投入量为2.0g/L时,亚硝酸盐可得到最大降解,其降解率约为93.81%。
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夏玉米叶片分层氮素营养的高光谱诊断
《光谱学与光谱分析 》 2013 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：建立能够快速诊断作物氮素状况的光谱估算模型,对指导有效施肥具有现实意义。应用高光谱技术在夏玉米生育期研究了氮素在上下层叶片的分布规律及其氮素含量与植被指数的关系,并建立了叶片氮含量的估算模型。结果表明:夏玉米四个生育期(拔节期﹑大喇叭口期﹑抽雄期和灌浆期)上层叶氮含量均高于下层叶氮含量,抽雄期的下层叶片对氮素的缺乏反应敏感,生产上在抽雄期可以通过对下层叶片氮含量的监测来指导施肥。构建了三个时期(拔节、大喇叭口和抽雄期)各自最佳的估测叶片氮含量的模型。研究结果为作物氮素营养诊断及合理施肥提供了参考。
关键词： 高光谱 营养诊断 绿色归一化植被指数(GNDVI)
土层置换犁消除豆田残留除草剂药害的效果
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探索消除豆田残留除草剂对后作药害的新途径,本研究采用生物鉴定的方法,以甜菜为指示植物查明了豆田残留除草剂主要分布在0～10cm土层中,向下层逐渐减少,20cm以下土层为安全土层。自主设计的土层置换犁实现了将0～20cm土层和20～40cm土层位置转换,即所谓的土层置换。应用该犁在有残留除草剂污染的豆茬上实施土层置换改土作业后,连续2年调查作物产量结果显示,土层置换区比对照区甜菜、马铃薯等作物长势好、杂草数量少;改土后种植甜菜,第1年、第2年分别比未改土的对照增产468.9%和805.7%;种植马铃薯分别增产177.1%和31.0%;种植玉米(第2年)增产2.0%。种植连作大豆(第2年)增产6.5%。同时在未受到残留除草剂污染的土壤上实施土层置换作业后,第1年种植马铃薯和甜菜分别比对照减产3.1%和5.6%、第2年种植马铃薯和玉米,分别增产27.0%和5.2%。研究结果可为修复残留除草剂污染土壤、消除作物连作障碍和促进种植业结构提供技术支撑。
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