多年麦稻轮作免耕土壤细菌对土壤养分和酶活性的影响          下载免费PDF全文

袁海燕  袁汉民  赵万伏  董立国  张维军  何进尚  史成  McHugh A D  王小亮 《中国土壤与肥料》2023,(11):50-59

为了探索连续多年免耕轮作对土壤养分与微生物的影响,以麦稻水旱轮作免耕试验为对象,采用常规土壤养分测定法、土壤微生物宏基因组测序技术及京都基因和基因组百科全书(KEGG)数据库、冗余(RDA)分析等方法,对连续多年田间保留农作物残茬免耕及传统耕作土壤的养分、微生物种群、酶活性等进行了检测分析。结果表明,连续13年田间保留农作物秸秆、残茬免耕轮作与传统耕作轮作0～20 cm土壤微生物种群结构丰度在农作物不同生长发育时期发生了变化,第一核心种群的变形菌门(Proteobacteria)、酸性杆菌门(Acidobac-teria)丰度最高,呈增加趋势;第二核心种群的放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)丰度呈下降趋势;连续多年免耕轮作处理土壤中心土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶含量分别比传统耕作处理提高了4.9%、22.8%、21.7%;免耕轮作处理的作物在绝大部分生长阶段与土壤酶的关联性优于传统耕作轮作处理。免耕处理Z4与传统耕种处理T4比较,土壤有机质、全氮、全磷、水解性氮、有效磷含量分别提高了27.7%、20.3%、16.1%、30.8%、19.3%;两种土壤的微生物代谢通路差异主要表现为氨基酸类通路,免耕轮作处理的绝大多数氨基酸类通路在第1时期(小麦拔节期)和第3时期(水稻孕穗期)比传统耕作轮作激活程度强的差异达到显著或极显著水平。在免耕轮作处理中,硝基螺菌属(Nitrospira)、厌氧黏细菌属(Anaromyxobacter)与全钾、速效钾、有机质、全氮、水解性氮含量,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)与有效磷含量呈正相关。连续多年田间保留作物残茬、秸秆,为微生物提供了较多的“食物”,以及连续多年免耕轮作措施减少土壤微生物生存环境的破坏是培肥地力的根本原因。而合理轮作免耕土壤中的变形菌门、酸性杆菌门等核心优势细菌种群,以及土壤酶的催化作用优于传统耕作,它们共同促进了土壤有机质和土壤养分转化和循环是提高土壤肥力的推动力。  相似文献   

伸缩指杆式玉米秸秆旋耕掩埋机设计与试验   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨庆璐  陈桂斌  谢立娟  王庆杰  何进  李洪文 《农业机械学报》2020,51(12):35-43

针对黄淮海小麦、玉米两熟区玉米秸秆全量还田后,现有旋耕整地作业存在表层土壤土秆混合秸秆量大、影响后续小麦播种质量的问题,设计了一种伸缩指杆式玉米秸秆旋耕掩埋机。通过偏心伸缩指杆组先接触秸秆,并低速近抛秸秆,旋耕刀后接触已被清理秸秆的土壤,并高速远抛土壤覆盖秸秆,实现“秆下土上”分离掩埋。对秸秆旋耕掩埋机的旋耕刀、伸缩指杆进行运动分析,确定了旋耕刀和伸缩指杆速度的关系,完成了偏心伸缩指杆组、栅栏、压秆齿等关键部件的结构和参数设计,并运用多体动力学RecurDyn软件对旋耕刀、伸缩指杆和压秆齿端点的运动轨迹进行追踪,分析了三者端点速度和角速度的变化规律,仿真结果表明速度和角速度变化规律与理论分析一致。对秸秆旋耕掩埋机和普通旋耕机进行了田间对比试验,测定地表50mm以下的秸秆掩埋率,结果表明：秸秆旋耕掩埋机的秸秆掩埋率为83.25%,比普通旋耕机提高了10.05个百分点。  相似文献   

自动导航与测控技术在保护性耕作中的应用现状和展望     

王春雷  李洪文  何进  王庆杰  卢彩云  陈立平 《智慧农业(中英文)》2020,2(4):41-55

实现智能化是提升保护性耕作机具作业质量和效率的重要途径,自动导航与测控技术作为智能化技术的重要组成部分,近年来在保护性耕作中的应用发展迅速。本文首先从接触式、机器视觉式和GNSS式三种免少耕播种自动导航技术入手,阐述了自动导航技术在保护性耕作中的应用现状;然后对作业参数监测技术的发展动态进行了详细介绍,包括地表秸秆覆盖率的快速检测技术、免少耕播种机播种参数监测技术及保护性耕作机具作业面积监测技术;之后阐述了保护性耕作机具作业控制技术的发展现状,主要介绍了免少耕播种机漏播补偿控制技术和作业深度控制技术。最后在总结自动导航与测控技术在保护性耕作中现有应用的基础上,展望了未来保护性耕作机具自动导航技术、作业参数监测技术和保护性耕作机具作业控制技术三者的研究方向。  相似文献   

基于离散元的土壤模型参数标定方法   总被引：25，自引：0，他引：25  

王宪良  胡红  王庆杰  李洪文  何进  陈婉芝 《农业机械学报》2017,48(12):78-85

离散元法(EDEM)建立土壤模型过程中部分土壤颗粒参数直接测量难度较大,若基于间接测量的土壤参数值建立离散元土壤模型进行仿真,导致仿真结果误差较大。本文结合代理模型基本理论,提出一种离散元土壤模型的参数标定及优化方法,步骤如下:根据基本试验测定的参数建立离散元土壤模型;结合堆积角及剪切试验,利用模型仿真进行模型参数敏感性分析;以敏感性参数为变量,以真实试验测量值为目标值构造代理模型;通过高斯-牛顿迭代法进行参数优化。由敏感性分析结果知,代理模型自变量为土壤颗粒半径、颗粒间静摩擦因数及滚动摩擦因数,目标量为土壤堆积角、黏聚力、内摩擦角。以涿州保护性耕作试验站土壤(砂壤土)为原型,经优化建立的土壤模型变量参数值分别为:颗粒半径5.7 mm,颗粒间静摩擦因数0.45,滚动摩擦因数0.21。将建立的离散元土壤模型进行轮胎-土壤相互作用仿真模拟,分析轮胎-土壤接触面最大应力、平均应力,并通过田间试验进行验证,将接触面最大应力值、平均应力的仿真值与实际测量值进行比较,结果表明:虚拟仿真与实测值之间数值差异在5.1%以内,标定优化后的土壤模型能够近似代替真实土壤进行仿真。  相似文献   

基于支持向量机的玉米根茬行图像分割   总被引：2，自引：2，他引：0  

王春雷  卢彩云  李洪文  何进  王庆杰  江珊 《农业工程学报》2021,37(16):117-126

玉米根茬行的准确识别是实现玉麦轮作机器视觉式小麦自动对行免耕播种技术的前提。针对华北一年两熟区联合收获机玉米留茬收获后根茬行较难准确分割的问题，该研究以直立玉米根茬为研究对象，提出一种基于支持向量机（Support Vector Machine，SVM）的玉米根茬行分割方法。首先，利用主成分分析（Principal Components Analysis，PCA）对提取的目标（直立根茬）与背景（行间秸秆及裸露地表）的颜色和纹理特征进行分析，优选出21个特征，构成特征向量作为训练直立根茬SVM识别模型的输入；然后，根据图像坐标设置图像中间包含完整玉米根茬行的矩形区域为感兴趣区域（Region of Interest，ROI）；最后，使用训练好的直立根茬SVM识别模型以25×25（像素）的窗口在ROI内滑动检测，采用阈值法分割根茬行并通过形态学处理优化得到最终的玉米根茬行二值图像。利用在农业农村部河北北部耕地保育农业科学观测实验站采集的100幅玉米根茬行图像进行试验，结果表明，本文方法对于不同行间秸秆覆盖量和不同光照条件下的根茬行分割表现出较好的准确性和鲁棒性，直立根茬平均识别准确率、平均分割准确率、平均召回率、平均分割准确率和平均召回率的加权调和平均值（F1avr值）分别为93.8%、93.72%、92.35%和93.03%，每幅图像的平均分割时间为0.06 s，具有较好的实时性。基于SVM的分割方法可实现联合收获机玉米留茬收获后根茬行图像的分割，为下一步检测玉米根茬行直线并将其作为导航基准线进行视觉导航的研究提供良好基础。  相似文献   

1QL—70型固定垄起垄机设计与试验   总被引：4，自引：0，他引：4  

何进  李洪文  张学敏  李问盈  张喜瑞 《农业机械学报》2009,40(7):55-60

针对国内西北一年一熟绿洲农业区固定垄保护性耕作起垄机具缺乏的问题,设计了1QL70型固定垄起垄机.分析和确定了起垄犁、垄面成形装置等关键部件的结构参数.采用熟地型起垄犁,具有较强的翻土和碎土能力;组合式垄面成形装置通过与圆柱形镇压滚筒配合,在起垄时不仅具有较好的垄面成形能力,而且能对垄床起到很好的镇压作用.田间试验表明:1QL-70型固定垄起垄机的起垄和修垄效果良好,起、修垄作业后垄形尺寸和垄面平整度能较好地满足河西走廊地区的农艺要求.  相似文献   

生态伦理与生态危机应对     

何进 《绿色大世界》2010,(6):116-117

人类活动所导致的生态危机空前威胁着地球上的所有生命及其赖以生存的基本的生命支撑系统。生态伦理提倡将伦理道德观应用于生态系统建设，在人类应对生态灾难的挑战中具有根本性的作用。分析了生态伦理的内涵及其缓解生态危机的方式与途径，证明了人类社会的可持续发展需要生态伦理的指导。  相似文献   

炭化秸秆覆盖用于保护性耕作的试验研究     

卢彩云  王庆杰  何进  李洪文  Rabi G.Rasaily  乔晓东  李慧 《农业工程学报》2012,28(25):238-243

针对一年两熟区保护性耕作地块秸秆量大,全秸秆覆盖播种时机具易堵塞、影响出苗等问题,该研究通过6种不同处理方式的田间试验,研究了不同耕作与地表覆盖结合方式对土壤水分状况、作物生长特性及作物产量的影响。结果表明,与免耕秸秆覆盖相比,虽然含水率略低,但免耕农业碳覆盖不仅能够解决秸秆量大易堵塞、晾籽等现象,而且能够提高作物生长特性如出苗、株高及作物产量,对保护性耕作的推广与发展具有促进作用。  相似文献   

垄作免耕技术对土壤水分和玉米产量的影响   总被引：5，自引：5，他引：0  

王庆杰  李洪文  何进  李慧  Khokan Kumer Sarker 《农业工程学报》2012,28(26):146-150

摘要：该文以2006年建立的垄作少免耕定位试验田为研究对象,分析了传统垄作和碎秆全量覆盖垄作少免耕和高留茬垄作少免耕3种耕作方式对土壤水分以及作物产量等的影响,以建立适合玉米垄作体系的垄作播种技术。5 a长期定位试验结果表明,垄作少免耕种植模式能够改善土壤结构,增加土壤蓄水保墒能力,提高土壤水分利用效率;与传统垄作模式相比,碎秆全量覆盖和高留茬覆盖2种垄作少免耕模式的作物产量分别增加了4.1%～10.7%和1.9%～6.4%,土壤水分利用效率分别提高了5.4%～10.2%和4.1%～7.9%,其中碎秆全量覆盖垄作少免耕模式效果最为明显。研究结果可为辽宁省垄作播种模式的开展提供参考。  相似文献   

便携式人工模拟降雨装置的设计与率定   总被引：3，自引：2，他引：1  

倪际梁  何进  李洪文  王松  路战远  卿潇潇  乔晓东  李慧 《农业工程学报》2012,28(24):78-84

用人工模拟降雨研究径流,可以大大缩短试验周期,加速雨水入渗规律和土壤侵蚀规律的研究进程。目前的人工模拟降雨装置普遍存在体积庞大、操作复杂、试验成本高等问题,在现实应用中难以推广。该文针对以上问题设计了一种由喷淋系统和供水系统构成的便携式人工模拟降雨装置。该装置采用单喷头、下喷式模拟降雨结构,通过控制输水管道供水压力和改变喷头型号,实现了不同雨强、不同历时的人工模拟降雨过程。通过降雨特性试验表明,该装置可实现降雨强度为0～140mm/h的模拟降雨,降雨均匀性能保持在80%以上,雨滴直径主要分布在0.1～5.5mm之间,能够满足不同直径的雨滴获得2～2.9m/s的终点速度。试验结果与天然降雨有较高的相似性,可有效实现模拟降雨。  相似文献