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[目的/意义]电容耦合非接触式电导检测(Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection,C4D)在农业土壤养分离子检测方面发挥着重要作用。对C4D信号中离子特征峰的有效识别,有利于后续对离子特征峰的定性和定量分析,为加强农业土壤养分管理提供依据。然而,C4D信号的特征峰检测仍然存在无法自动精准识别、人工操作复杂、效率低等缺点。[方法]提出一种基于连续小波变换结合粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)和最大类间方差法(Otsu)的谱峰自动识别算法,旨在实现准确、高效、自动化的C4D信号峰识别。采用C4D检测样品溶液,得到离子谱图信号,对谱图信号进行连续小波变换,得到小波变换系数矩阵。通过搜索小波系数变换系数矩阵极值,识别出脊线和谷线。将小波系数矩阵转换为灰度图像,结合PSO和Otsu寻找最佳阈值,进一步对灰度图像的背景和目标分割,再结合原始谱图中的脊谷线识别谱图中的特征峰。[结果... 相似文献
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为了探究灌溉水中盐离子浓度及类型对土壤裂缝变化过程的影响,为南方灌溉用水安全提供数据理论支持,采用蒸馏水配置15,10,5和2.5 g/L等4个质量浓度梯度的NaCl,KCl,CaCl2和MgCl2等4种类型溶液,分别浸泡南方亚热带地区的典型红壤,并且采用恒温蒸发模拟干燥过程和喷湿法模拟增湿过程,结合数字图像技术提取土壤表层开裂闭合过程中裂缝主要几何参数,分析盐阳离子类型对红壤裂缝发育过程特征的影响.结果表明:红壤干燥过程中,裂缝在土壤质量含水率由30%降至10%时增长最快;在质量含水率低于10%后达到最大值并保持稳定不变.红壤的裂缝面积密度与4种盐阳离子浓度呈极显著正相关关系,裂缝长度密度与K+及Mg2+呈极显著负相关,与Ca2+呈显著负相关关系.4种盐阳离子对红壤开裂面积促进程度深浅顺序为Na+,K+,Ca2+,Mg2+;4种不同离子浓度的处理中,NaCl质量浓度为10 g/L,而KCl,CaCl2和MgCl2质量浓度为15 g/L的溶液对红壤开裂促进效果最好,其裂缝面积相比于蒸馏水处理分别增大了155.0%,160.1%,109.4%和39.2%.红壤的开裂含水率低于闭合含水率,4种盐阳离子浸泡后会使红壤的开裂含水率和闭合含水率均升高. 相似文献
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【目的】揭示水盐胁迫对超高产小麦幼苗生长及根系导水率的影响机制。【方法】以超高产小麦品种“烟农1212”为研究对象,设置水分胁迫、盐分胁迫和水盐胁迫3种胁迫处理(2%PEG6000、0.1%Na Cl和2%PEG6000+0.1%Na Cl)和对照(Hoagland营养液,CK),测定不同处理下的小麦的生长指标、根系导水率及全氮、K+和Na+量,利用逐步回归分析方法,分析水盐胁迫下导致小麦幼苗根系导水率降低的因素。【结果】(1)与CK相比,水分胁迫、盐分胁迫和水盐双重胁迫分别使冬小麦幼苗的株高和叶面积显著降低。(2)水分及盐分胁迫处理的根冠比与CK相比分别增加了12%和14%,而在水盐双重胁迫条件下则显著降低了6%。(3)与CK相比,盐分胁迫和水盐双重胁迫显著增加了小麦叶片和根系的Na+/K+比,水分胁迫下的Na+/K+比虽然也有增加,但差异不显著。(4)水分胁迫、盐分胁迫及水盐双重胁迫显著降低了叶片的全氮量。(5)与CK相比,水分、盐分及水盐双重胁迫使小... 相似文献
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为探究不同微咸水水质对土壤水力特性和作物生长的影响,在日光温室条件下,以生菜为供试作物开展2季盆栽试验.以CaSO4的饱和溶液为对照(CK),向去离子水中添加不同氯化盐形成电导率相同而阳离子组成不同的微咸水处理(分别为Na+∶TNa;Na+/K+比为1∶1:TNa-K;K+∶TK),研究连续灌溉下土壤容重、持水性能、水盐运移,以及生菜生长响应,并采用van Genuchten模型对水分特征曲线相关参数进行拟合分析.结果表明:与CK相比,微咸水灌溉均增加了土壤容重,降低了土壤孔隙度;随着微咸水持续灌溉,土壤孔隙分布明显改变,微小孔隙比例增加,土壤持水能力显著提高,以处理TNa最为显著.连续微咸水灌溉下,灌溉水钠吸附比、土壤结构稳定性阳离子比与土壤进气值参数存在负相关关系(R2均为0.78).土壤中盐分逐渐积累,表现为第2季生菜生长季末(播后80 d)各处理0~20 cm土壤饱和提取液电导率较第1季显著升高,其中CK显著低于其他处理(P<0.05),且表层土壤(0~10 cm)中盐分积累更为明显.生长季末土壤表层含水量较高,与盐分分布基本一致.与CK相比,处理TNa,TNa-K和TK显著降低了生菜生物量的积累(P<0.05),其中TNa最低. 相似文献
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建立沼液安全施用研究方法,探究沼液在不同酸度的土壤中对小麦作物的安全施用阈值,为沼液安全利用提供依据。分析沼液成分,通过室内盆栽试验和田间试验确定对小麦生长产生抑制作用的组分,进而确定各成分最高浓度。结果说明：1)挥发性脂肪酸(VFAs)在酸性土壤、无机离子在碱性土壤对小麦生长的抑制作用更为明显;2)VFAs主要以分子形式抑制小麦生长,VFAs在小麦分蘖期比越冬期更明显抑制小麦生长,温度高促进VFAs水解为分子;3)由于碱性土具有更强的保盐能力,小麦生长易受无机离子影响;4)无机离子主要成分为氮、磷、钾,按照测土配方施用不影响小麦生长。沼液施用至酸性土壤需控制VFAs浓度,pH值7.5的土壤沼液播后底肥、分蘖期至苗期、分蘖后期、越冬期、返青拔节期追肥的VFAs浓度分别不超过45 mmol·L-1、11 mmol·L-1、23 mmol·L-1、30 mmol·L-1、18 mmol·L-1,且土壤pH值越低,VFAs安全浓度越低。 相似文献
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土壤盐碱化是影响寒旱灌区农业可持续发展的关键因素之一,传统研究通常以盐分总量变化作为指标评估盐碱化演化趋势,而很少关注离子组成的变化。为深入研究盐分离子在农业灌排系统各水体间的分布、运移规律,本文以灌区灌排过程中的各种水体观测数据为依据,系统分析灌区不同水体水盐及离子的分布和变化特征。研究表明：灌区不同水体的盐分离子组成差异明显,灌水以Ca2+和HCO3–为主,地下水、排水以Na+、Cl–和SO42–为主。灌水水质较好,总体为HCO3–-Ca2+型水。地下水呈弱碱性,总体为Cl–·SO42–-Na+和Cl–·SO42–-Na+·Mg2+型。排水受区域地下水和灌溉退水等因素的影... 相似文献
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为探究不同粪肥与黄腐酸配施对设施菜地NH3挥发及蔬菜产量的影响。采用小区试验的方法,共进行了2季上海青栽培试验。第1季设置了猪粪(P30、P15、P9)分别为30、15、9 t/hm2;鸡粪(C5、C3)分别为5、3 t/hm2;羊粪(S11、S6)分别为11、6 t/hm2;不施肥对照(CK)。在第1季试验的基础上开展了第2季试验,利用通气法采集NH3,粪肥添加处理均为等氮添加,猪粪、鸡粪、羊粪分别为31.9、25.4、31.3 t/hm2,设置了黄腐酸(H)、猪粪+黄腐酸(P31.9H)、猪粪(P31.9)、鸡粪+黄腐酸(C25.4H)、鸡粪(C25.4)、羊粪+黄腐酸(S31.3H)、羊粪(... 相似文献
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含盐土壤不同作物根系分布对水盐分布的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
以相同含盐水平农田种植的紫花苜蓿与玉米为研究对象,研究根系分布变化对水盐分布的影响,为盐渍化土壤紫花苜蓿合理化种植提供参考.结果表明:整个生育期0~100 cm苜蓿平均土壤含水率显著低于玉米,深层60~100 cm土壤平均含水率比玉米低1.98%,其有效利用深层水分.土壤平均储盐量随时间上下波动逐渐减小,二者盐分分布规律不同,苜蓿8月前后浅层土壤盐分均匀分布,玉米主要体现在8月后期.苜蓿脱盐率显著高于玉米,生长后期苜蓿深层根系占比增大,根系分布密集土层,脱盐效果明显.苜蓿细根根长密度与HCO3-呈正相关关系,HCO3-随根长密度增大而增大,土壤中HCO3-可减缓K++Na+,Cl-增加,使作物土壤达到降盐效果. 相似文献
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为探寻宁夏干旱区马铃薯高产高效的模式,通过设置水、氮、磷、钾4个因素交互作用对膜下滴灌马铃薯的生长发育特性进行研究。结果表明:随着灌水量的增加,旱区马铃薯茎粗和干物质积累量越大,各生育时期马铃薯的茎粗和干物质积累量均为T9处理(灌水量1500 m3/hm2、施氮量240 kg/hm2、施磷量150 kg/hm2、施钾量30 kg/hm2)最大,累计最大量分别为22.60 mm和15.63 g/株。随着灌水量和施氮量的增加马铃薯产量逐渐增加,随着施磷量和施钾量的增加逐渐降低;随着灌水量和施氮量的增加水分利用效率先增加后降低,随着施磷量和施钾量的增加先降低后增加。T9处理马铃薯产量最大为30.21 t/hm2,与其他处理均存在显著差异,T8处理(灌水量1500 m3/hm2、施氮量180 kg/hm2、施磷量90 kg/hm2、施钾量150 kg/hm2)水分利用效率最高11.06 kg/m3,与T6、T5处理无显著差异,与其他处理均存在显著差异;因此,T8处理可作为干旱地区马铃薯高产高效水肥管理组合。 相似文献
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为探讨水、盐、氮三因素对棉花生长的耦合效应及最优水肥制度,分别设置了4种灌溉定额(1 575,2 100,2 625,3 150 m3/hm2)、4种施氮量(0,150,300,450 kg/hm2)和4种土壤盐分(非盐化土、轻度、中度和重度盐化土),通过盆栽试验,研究了水、氮、盐对膜下滴灌棉花产量的影响.结果表明:灌溉定额、施氮量和土壤盐分与棉花产量之间符合回归模型,模型对水氮盐的耦合效果较好;单因素对棉花产量影响按因素排序由大到小为灌水量,土壤含盐量,施氮量;耦合作用的影响按因素排序由大到小为盐氮,水氮,水盐;水氮施加量对棉花产量的影响均存在阈值,低于此阈值,棉花增产效果较为明显;中、重度土壤盐分含量明显抑制棉花生长;通过回归模型进行耦合分析,最适合研究区的水肥盐耦合方式为轻盐土壤、灌溉定额2 677 m3/hm2和施氮量202 kg/hm2.本研究将为盐碱区棉田水肥高效利用提供科学依据. 相似文献
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为探究节水灌溉模式下黑土稻田NH3、N2O排放及氮肥吸收利用对减施氮肥的响应规律，以黑龙江省黑土稻田为研究对象，于2021年进行了大田试验，试验设置常规淹灌(F)和控制灌溉(C)2种灌溉模式，全生育期施氮量设置常规施氮水平(N,110 kg/hm2)、减氮10%(N1,99 kg/hm2)和减氮20%(N2,88 kg/hm2) 3个水平，并在F和C灌溉模式下分别设置不施氮肥处理(CK1和CK2)作为对照组，共8个处理。分析了不同灌溉模式下减施氮肥对水稻全生育期NH3挥发速率和N2O排放的影响，计算了氮肥气态损失量和损失率，并基于同位素示踪技术进一步估算了水稻对氮肥的吸收利用量及水稻收获后土壤中的氮肥残留量。结果表明：2种灌溉模式下的氮肥气态损失量及损失率均随着施氮量的减少而降低。控制灌溉模式的应用增加了黑土稻田氮肥气态损失，其各处理的氮肥气态损失量及损失率均高于常规淹灌模式下相同施氮量处理。然而同位素示踪结果表明，采用控制灌溉模式能... 相似文献
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为研究新疆绿洲区盐碱地应用膜下滴灌技术是否对荒地土壤盐分质量比及组成产生影响,以新疆典型盐碱绿洲区域(玛纳斯河流域下野地灌区)膜下滴灌棉田之间荒地为例,通过2009—2013年的定点监测,分析了年际间0~140 cm土层盐分及盐分离子变化.研究结果表明受滴灌棉田灌溉影响,地下水位提升以及地下水矿化度增加,造成新疆绿洲盐碱滴灌区域荒地土壤盐分在4月中旬至10月中旬的增加量大于10月中旬至翌年4月中旬的降低值,盐分和SO2-4,Cl-,Mg2+,Ca2+,Na+以及Cl-/SO2-4和钠离子吸附比都在逐年递增;荒地土壤碱度逐年提升,阴阳离子组成也在逐年变化,但试验期间内研究区域荒地盐碱土类型一直属于氯化物-硫酸盐盐土.滴灌技术在绿洲区推广后,区域内的荒地成为农田排出盐分重要的聚集场所之一. 相似文献
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为探寻不同水氮管理模式对黑土稻田碳固定与碳减排效应的影响,进行了田间试验研究。设置常规淹灌(F)与控制灌溉(C)两种灌溉模式,选用110 kg/hm2(N)、99 kg/hm2(N1,减氮10%)、88 kg/hm2(N2,减氮20%)3种施氮量,测定了6种水氮管理模式下的水稻土壤呼吸CO2排放强度和CH4排放强度,水稻收获后各器官干物质量、碳含量及固碳量,并计算了净土壤碳收支情况。结果表明,不同水氮管理模式下,各处理土壤呼吸CO2排放量呈现单峰值变化,并在分蘖期达到峰值;各处理甲烷排放量呈现双峰值变化且在分蘖期与穗肥施入后达到峰值。相同灌溉方式下,随着施氮量的减少,土壤呼吸CO2排放强度与甲烷排放强度也显著减少(P<0.05)。相同施氮量下,控制灌溉相比常规淹灌有效地降低了甲烷排放强度,但提高了土壤呼吸CO2排放强度。不同水氮管理模式下,水稻收获后总固碳量为319.37～489.00 g/m2<... 相似文献
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针对当前农药检测手段仪器复杂、成本昂贵等问题,提出了一种基于纸质微流控农药检测方法。设计了具有自动进样、混合反应、电化学检测等功能的纸质微流控芯片,采用石墨碳、Ag/AgCl材料以及结合化学交联法制备了环状结构的丝网印刷酶电极,并利用循环伏安法对制备的酶电极进行了电化学表征,构建了一套基于酶抑制法的集成酶电极纸质微流控农药检测系统。最后建立了酶抑制率与对硫磷浓度的数学模型,并测试了酶电极的性能。实验结果表明,酶电极具有良好的制备重复性、稳定性和线性度。抑制率与对硫磷浓度的负对数在1.0×10~(-7)~1.0×10~(-5)g/mL范围内呈良好的线性关系,线性回归方程为:I=158.82+21.11lg C,R~2为0.993,最低检出限为3.3×10~(-8)g/mL。所制备的酶电极微流控传感器抗干扰性较强,对对硫磷农药具有一定的选择性。加标回收率范围在95.8%~115.0%之间。 相似文献
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为探究典型有机废弃物中NH3、CS2的释放特征,将鸡粪、果蔬废弃物、餐厨垃圾进行序批式厌氧消化。结果显示NH3在沼气中的平均浓度：餐厨垃圾(9.4±6.6 mg·m-3)>鸡粪(7.2±3.7 mg·m-3)>果蔬废弃物(4.9±3.9 mg·m-3);原料NH3生产潜力：餐厨垃圾(6.5 g·t-1)>鸡粪(3.8 g·t-1)>果蔬废弃物(2.0 g·t-1)。CS2在沼气中的平均浓度：餐厨垃圾(0.05±0.03 mg·m-3)>果蔬废弃物(0.04±0.03 mg·m-3)>鸡粪(0.02±0.01 mg·m-3);原料CS2生产潜力：餐厨垃圾(0.04 g·t-1)>果蔬废弃物(0.02 ... 相似文献
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陕北定边县部分盐碱地培育和筛选适宜盐碱地种植的水稻品种,对于盐碱地的利用和生态环境的改善有着重要意义.在定边县堆子梁镇营盘梁村开展大田试验,设置4个处理T1,T2,T3和T4,分别为隆优619、宁靖28、东稻4号、水稻FL478,均采用井水作为灌溉水源,以研究不同品种水稻种植对盐碱土壤理化性质、养分、土壤离子变化、水稻生长状况以及产量的影响.结果表明:与种植水稻前相比,各处理土壤pH值和全盐质量比均有不同程度降低(P<0.05,P<0.01).种植水稻后,各处理促进了土壤黏粒含量的降低、粉粒含量的提高,而砂粒含量均有所降低.各处理土壤有机质质量比和全氮质量比均有不同程度提高(P<0.01),但有效磷和速效钾质量比显著降低(P<0.05).处理T1,T2,T3和T4的土壤耕作层有机质质量比较种植水稻前分别提高219.87%,398.34%,218.91%和277.53%;全氮质量比分别提高150.00%,300.00%,160.71%和29.23%.各处理Ca2+,Mg2+,Cl-,SO2-4,HCO-3质量比分别较本底值降低46.76%,63.78%,33.91%,63.78%以及43.18%,种植水稻对土壤脱盐效果显著.各处理与水稻株高生长和每m2穗数之间具有统计学意义(P<0.05);与盐碱地种植水稻百粒质量和产量之间具有统计学意义(P<0.01),处理T1分别较T2,T3和T4提高了4.96%,42.78%和161.64%.种植隆优619、宁靖28水稻产量较高,是较为适宜在陕北盐碱地种植的水稻品种,可在陕北地区进行推广. 相似文献
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[目的/意义]植物激素的调控对于作物生长至关重要。油菜素内酯作为一种重要的植物内源激素,在作物的生长发育、产量提高以及抗逆性增强等方面扮演着举足轻重的角色。传统的油菜素内酯检测方法不仅繁琐耗时,而且难以实现原位、快速检测。为了突破这一技术瓶颈,本研究提出了一种利用丝网印刷(Screen-printed electrode,SPE)电极构建的电化学免疫传感器,旨在实现对油菜素内酯的快速、准确检测。[方法]首先利用电化学工作站电沉积金纳米颗粒(AuNPs)将其固定在SPE电极表面,然后在电极上滴加氯化铜纳米线(CuCl2 NWs),氯化铜纳米线不仅可以提高电极的导电性,其中Cu2+还可以作为传感器的氧化还原探针。最后选择Mxene和聚多巴胺纳米复合材料(Mxene@PDA)作为SPE电极的修饰材料,因为Mxene具有表面积大和导电性好的优点,可以进一步放大Cu2+的信号。但Mxene在空气中很容易被氧化而不稳定。聚多巴胺(Polydopamine,PDA)含有大量的邻苯二酚和氨基等基团,通过多巴胺自聚合后包覆在Mxene的表... 相似文献
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为了探讨水肥气热耦合对枸杞光合指标和产量的影响规律,采用四因素三水平正交设计方法,运用极差分析和方差分析展开了研究.土壤水肥气热耦合对枸杞产量、水分利用效率和光合作用均有一定程度的影响.土壤水肥气热综合调节措施对枸杞产量和光合作用具有正效应.在枸杞生育期降雨量为135.1 mm、土壤为沙壤土和实施滴灌条件下,确定的适合当地枸杞的土壤水肥气热最优组合为A1B1C1D1,即土壤深耕调节通气量,灌溉定额为4 815 m3/hm2,追肥量为高肥(纯氮量1 395 kg/hm2,纯磷量3 60 kg/hm2,纯钾量270 kg/hm2),覆PP无纺布增温抑草.该最优组合下,产量可以达到9 281.55 kg/hm2,比对照增产25.37%,同时,枸杞植株光合作用较强,果实品质较好.该结论为枸杞土壤水肥气热高效利用和提质增效提供了理论依据. 相似文献
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针对寒地稻田区域水肥资源利用率低下等问题。以寒地黑土水稻为研究对象,设置不同的水分、氮肥、钾肥、磷肥施入水平,通过田间小区试验,采用二次饱和试验设计,结合二次回归分析建立水稻产量与水、氮肥、钾肥、磷肥之间的回归方程,然后基于农户调研数据对水肥资源的投入及产出进行经济效益分析。结果表明:各因素对水稻增产均具有促进作用,且对水稻产量影响的大小排列顺序为:水>氮>钾>磷,产量随着各因素用量的增加均表现为先增加后减小;两因素的交互作用对产量影响的大小顺序为:氮钾>氮水>钾水>氮磷>磷水>钾磷,氮与钾耦合、氮与磷耦合、氮与水耦合、钾与水耦合、磷与水耦合均有协同作用,即对产量的增加具有促进作用,钾与磷耦合具有相互替代作用,即对产量的增加具有抑制作用;以最大经济效益为目标的最优水肥投入及产出时各因素的值为施氮量128.87 kg/hm2、施钾量85.56 kg/hm2、施磷量41.74 kg/hm2、灌水量5510 m3/hm2,此时得到的最佳产量15524.22 kg/hm2,最大经济效益(目标函数值)为43607.54元/hm2。因此,合理的水、肥配施比例不仅可以提高水肥利用效率,同时可以大幅度提高水稻产量,进而提高水稻种植的经济效益。 相似文献
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为探寻不同水氮耦合方式对黑土区稻田生态系统碳平衡的影响,于2022年开展田间试验,试验设置常规淹灌(F)和稻作控制灌溉(C)两种灌溉模式,同时设置常规施氮水平(N,110 kg/hm2)、减氮10%水平(N1,99 kg/hm2)、减氮20%水平(N2,88 kg/hm2)3种施氮水平,分析不同水氮耦合方式对水稻各器官干物质量、碳含量、稻田土壤呼吸CO2排放通量和CH4排放通量及两者排放总量的影响,并采用净生态系统碳收支(NECB)评价体系对黑土区稻田生态系统碳源汇效应进行分析。结果表明：不同水氮耦合方式下,各处理水稻穗固碳量与根固碳量分别占其总固碳量的26.61%～40.92%、24.63%～31.95%。相同施氮量下,稻作控制灌溉相较于常规灌溉能提高水稻各器官碳含量、干物质量。在水稻全生育期内,各处理CH4排放通量呈现先增加后减小再增加的变化趋势,均在分蘖期与拔节孕穗期出现峰值;各处理土壤呼吸CO2排放通量呈现单峰变化,在分蘖期出... 相似文献