基于气动肌肉驱动的关节自抗扰控制

为了解决气动人工肌肉驱动的下肢康复机器人轨迹跟踪中存在外界干扰和系统参数不确定的问题,提出了一种关节控制自抗扰算法。该方法在气动人工肌肉关节伺服控制系统数学模型基础上,通过三阶状态扩张观测器对系统状态及系统干扰进行估计,对干扰进行实时补偿,并基于分离性原理进行参数整定;利用气动人工肌肉试验平台对控制系统进行定角度条件下的阶跃信号跟踪控制、方波跟踪控制和正弦跟踪控制对比验证实验。实验结果表明:所设计的自抗扰控制器较比例-积分-微分(proportion integration differentiation,PID)控制器响应时间更快、控制误差更低,满足下肢康复机器人的应用控制要求。

中国农田土壤有机碳库及其影响因素研究述评

在全球气候变暖的背景下,土壤在减缓气候变化中的巨大潜能逐渐被人们所重视。农田是受人为因素影响较大又可在较短时间内调节的生态系统,其土壤碳汇能力的充分发挥将有助于减缓全球气候变暖的趋势。文章通过梳理大量已发表文献,综述了中国农田土壤有机碳库自20世纪50年代以来的演变特征,指出中国农田土壤1950-1980年期间以丢碳为主,1980年以后经过农业管理措施的改变,有机碳含量逐渐提升。总结了中国农田固碳潜力相关研究,虽然不同估算方法的出的结果存在一定差异,但总体来看中国农田土壤有较大的固碳潜力。分析了农田土壤有机碳库的影响因素,虽然气候因素和土壤理化性质的差异能对农田土壤有机碳库造成影响,但农业管理措施才是农田土壤有机碳含量产生变化的关键。指出了中国农田土壤有机碳库研究方面存在的问题以及今后的发展方向,为气候变化背景下中国农田土壤碳减排提供了新的参考与借鉴。

“紫云英×油菜”混播还田及减施氮肥对双季稻田温室气体排放的影响

为探究绿肥“紫云英×油菜”混播还田及氮肥减施对双季稻田温室气体排放的影响,在冬季种植“紫云英×油菜”并还田的条件下,设双季稻不施氮肥(CK)、施100%氮肥(150 kg·hm^(-2),N1MR)、减施20%氮肥(120 kg·hm^(-2),N2MR)、减施40%氮肥(90 kg·hm^(-2),N3MR)和减施60%氮肥(60 kg·hm^(-2),N4MR)共5个处理。在双季稻生育期内平均每7 d采用静态暗箱—气相色谱法测定稻田温室气体排放,分析绿肥混播还田条件下氮肥减施对双季稻田水稻产量、温室气体排放通量、累积排放量、全球增温潜势(GWP)及温室气体排放强度(GHGI)的影响。结果表明,氮肥减施20%~40%能显著提高水稻产量,减施20%和40%处理水稻产量分别较CK显著提高24.2%和23.8%(P<0.05)。在双季稻生育期,所有施氮处理均较CK显著降低了CH_(4)排放,增加了N_(2)O排放(P<0.05)。氮肥减施20%处理的GWP和GHGI两季总量均为最低,且均显著低于CK、施100%、减施40%和减施60%氮肥处理(P<0.05),GWP分别降低57.9%、16.5%、23.4%和40.8%,GHGI分别降低63.9%、17.8%、24.6%和43.2%。综上,氮肥减施20%对水稻增产和温室气体减排效果最佳。因此,“紫云英×油菜”混播还田配合氮肥减施20%是一种适合当地推广的低碳稳产施肥管理模式。本研究结果为实现南方稻区农业绿色可持续发展提供了理论依据和决策基础。

江西富硒功能农业现状及高质量发展对策

[目的]了解江西富硒功能农业发展整体情况,并提出相应的对策,以期为推动江西富硒功能农业高质量发展提供参考。[方法]通过系统梳理江西富硒功能农业在资源禀赋、政策创设、平台建设、市场需求等方面的多重优势及其发展所取得的成效,剖析其在科技支撑、产业融合、标准化程度和品牌建设等方面的不足之处。[结果]江西省在发展富硒功能农业方面具有显著优势,应从推进科技创新、推动产业融合、实施标准引领、培育龙头企业、强化品牌建设等五方面,进一步推进富硒功能农业高质量发展。[结论]建议将富硒功能农业作为推动江西现代农业发展的突破口,积极推进“硒+X”发展战略,高标准建设富硒农业基地,实现富硒功能农业的规模化、产业化、市场化发展。

喀斯特常绿落叶阔叶混交林凋落叶养分含量时空分布特征

森林生态系统中凋落物养分含量通常具有明显的时空异质性,为探究喀斯特常绿落叶阔叶混交林凋落叶养分含量的时空分布特征及其影响因素,以广西木论喀斯特常绿落叶阔叶混交林25hm2动态监测样地内151个凋落物收集器所收集的凋落叶为研究对象,选取连续12个月的凋落叶进行元素含量分析。结果显示:该森林群落凋落叶元素含量大小顺序为碳(C)>钙(Ca)>氮(N)>镁(Mg)>钾(K)>硫(S)>磷(P),分别介于471.85—496.33、20.27—28.29、17.34—23.10、2.79—5.49、1.80—4.38、1.82—2.22、0.96—1.21g/kg之间,呈现高Ca、Mg,低P、K的分布规律,并且随时间出现明显波动,其中C、N、P、S和Ca元素均在4月出现较大值,而K、Mg则在1月出现峰值。生物因子在5m和10m邻域范围内对凋落叶含量的影响基本一致,但10m尺度上地形因子和土壤因子对凋落叶元素含量的影响更为明显。10m邻域范围内生物和非生物因子对凋落叶P元素的随机森林累积解释率最高,达80.27%,C元素累积解释率最低,仅10.49%,其中海拔和坡度对凋落叶C、N、P、S、K、Ca和Mg含量均有强烈影响,岩石出露率和土壤铁(Fe)含量也会在一定程度上对凋落叶元素含量产生较大影响。综上所述,喀斯特常绿落叶阔叶混交林不同月际间凋落叶养分含量存在显著差异,10m尺度上海拔和坡度是凋落叶养分含量产生空间变异的主要原因。

稻田不同水旱复种模式对土壤团聚体及碳氮的影响

【目的】探寻更适合南方稻田可持续发展的水旱复种模式。【方法】在江西农业大学科技园开展紫云英−早稻−晚稻(CK)、紫云英−早稻−晚玉米||晚大豆(CRI)、油菜−早稻−晚玉米||晚大豆(RRI)、油菜−早稻−晚稻(RRR)水旱复种模式的田间对比试验。【结果】土壤有机碳、全氮含量均为CK>RRR>CRI>RRI。种植紫云英模式的R0.250(粒径≥0.250 mm的团聚体含量)比种植油菜模式的高,土壤结构的稳定性更强。CRI的早稻产量高于其他处理。【结论】在南方地区推行紫云英−早稻−晚玉米||晚大豆种植模式(CRI),有利于农业的可持续发展。

我国农田杂草文献计量分析及相关研究进展

杂草是农田生态系统的重要组成部分,农田杂草研究对于提高作物经济产量和保护农田生态系统意义重大。为客观评述农田杂草研究进展,利用CiteSpace软件进行文献的分布分析(年度分布、学科分布、机构与作者分布)和研究热点分析,并从4个方面(农田杂草防除、保护性耕作、农田杂草种子库、农田杂草群落)归纳了研究进展。最后对该研究未来的发展做出展望,以期对未来农田杂草控制的研究提供方向和理论依据。

紫云英与油菜混播对水稻产量、土壤活性有机碳及其组分的影响

“绿肥-双季稻”是一种绿色高产高效、培肥地力的种植模式,绿肥具有提供养分、改善生态环境以及节能减排等作用。研究紫云英与油菜混播对水稻产量、土壤活性有机碳及其组分、碳素有效率、碳库管理指数的影响,并筛选最佳的混播比例,为我国南方地区推广绿肥种植和合理利用土地资源提供科学依据。本试验以紫云英、油菜单播为对照,共设计5个处理(单播紫云英-早稻-晚稻;3/4紫云英+1/4油菜-早稻-晚稻;1/2紫云英+1/2油菜-早稻-晚稻;1/4紫云英+3/4油菜-早稻-晚稻;单播油菜-早稻-晚稻)。研究结果表明:紫云英与油菜混播处理的水稻产量和有效穗数均高于两个对照,且处理1/2紫云英+1/2油菜最高,有效穗数与水稻产量呈显著正相关。混播处理土壤微生物量碳、易氧化有机碳和活性有机碳含量较对照处理高,其中微生物量碳含量差异最为显著。土壤活性有机碳含量与碳库管理指数、碳素与碳素有效率间和各碳库管理指数间的呈显著或极显著相关。通过主成分分析发现,紫云英与油菜不同比例混播对土壤活性有机碳库影响显著。紫云英、油菜混播可以显著提高早稻产量和提升土壤活性有机碳库含量,其中以处理1/2紫云英+1/2油菜-早稻-晚稻效果最好。

茶树与绿肥间作对茶园生态环境影响的研究进展

茶树作为全球重要的经济作物之一,其种植与管理方式对茶叶品质、生态环境、农业可持续发展都具有重要作用。为了深入研究茶树间作绿肥对茶园生态环境的影响,探讨了茶树与绿肥间作的现状,综合阐述了茶树与绿肥间作在促进茶树生长、提高茶叶品质、增加经济效益、改善茶园土壤理化性状,以及减轻茶园水土流失和病虫草害,调节茶园小气候、增强温室气体排放能力等方面的影响,以期为茶园发展绿肥生产、茶园生态化管理和实现茶产业高质量发展提供一些参考。

江西红壤旱地不同播期对玉米生长发育及产量的影响

【目的】旨在明确江西红壤旱地玉米栽培的适宜播种时期。【方法】以郑单958和先玉335为试验材料,于2021—2022年5—7月设置播期处理,研究了不同播期玉米产量及构成因素变化,以期为江西玉米高产栽培提供理论参考。【结果】播期调整显著影响玉米的生育进程、花前花后物质积累和最终产量。玉米产量以5月初播种为最高(5529.99 kg/hm^(2)),并随播期推迟整体呈下降趋势。穗粒数是随播期变化影响产量的主要因素。此外,粒重也受到播期调整的影响,且与最大灌浆速率时的粒重呈显著正相关。品种比较而言,郑单958产量整体高于先玉335。【结论】在不影响冬季作物(如油菜)的前提下,江西红壤旱地普通玉米应在品种选择的基础上,适时早播,时间不宜晚于5月上/中旬。

稻田轮作系统的生态学分析

针对目前稻田单一化的连作耕作制度对农田环境造成的不利因素,根据5 a田间定位试验,从土壤理化性状、作物产量变化、病虫害发生发展规律、能流及养分平衡状况等角度对稻田连作耕作制度和轮作系统进行生态学分析。结果表明,与连作耕作制度相比较,在试验设计范围内,稻田轮作系统明显改善了土壤的理化性状,使得土壤随着耕种年限增加,容重下降,而孔隙度增加,固相比率下降,气相比率上升,气液比值增大,土壤通透性大大增强,有效阻止土壤次生潜育化和土壤酸化,提高土壤pH值;改变了植株病原菌寄生,增强了植株的抵抗能力,对作物病、虫、草害产生了一定的抑制作用。同时,稻田轮作系统的总初级生产力、光能利用率、辅助能利用率分别比连作系统高17.47%、9.87%和5.0%。N、P、K的养分利用率也同样明显高于连作系统。提出了合理轮作的优化模式和复种模式。

稻田实行保护性耕作对水稻产量、土壤理化及生物学性状的影响

在江西双季稻田进行长期田间定位试验,分析了多年保护性耕作对水稻产量、土壤理化性状及生物学性状的影响。连续8a稻田保护性耕作处理的平均产量高于传统耕作4.46%—8.79%,各处理的有效穗数、每穗粒数和结实率均高于对照,而各处理间穗长和千粒重差异不显著。实行稻田保护性耕作处理的土壤容重低于传统耕作3.6%—5.6%,而总孔隙度和毛管孔隙度分别高出传统耕作1.6%—17.4%、2.4%—16.7%。与传统耕作相比,连续8a保护性耕作显著提高了土壤有机质(2.9%—10.0%)、有效磷(4.8%—31.6%)、速效钾(9.7%—25.7%)。在2005年免耕+插秧的土壤真菌数量最多,显著高于对照处理51.6%,免耕+抛秧在2008年达到最大,显著高于对照处理54.1%。2012年免耕+抛秧、免耕+插秧显著高于对照126.1%、121.1%;另外,各处理间过氧化氢酶、脲酶活性均差异不显著。8a间土壤转化酶活性变化范围在0.292—0.451 mg/g之间,其中2005—2007、2012年均是免耕+抛秧达到最大,与对照相比,增加范围为72.7%—137.7%,且差异显著(P<0.05)。因此,实行稻田保护性耕作是适合江南丘陵区双季稻区农业可持续发展的有效模式之一,其中免耕+抛秧和免耕+插秧两种方式效果最为显著。

稻田轮作系统的生态学分析

针对目前稻田单一化的连作耕作制度对农田环境造成的不利因素,通过5a田间定位试验,从土壤理化性状、作物产量变化、病虫害发生发展规律、能流及养分平衡状况等角度对稻田连作耕作制度和轮作系统进行生态学分析。结果表明,与连作耕作制度相比较,在试验设计范围内,稻田轮作系统明显改善了土壤的理化性状,使得土壤随着耕种年限增加,容重下降,而孔隙度增加,固相比率下降,气相比率上升,气液比值增大,土壤通透性大大增强,有效阻止土壤次生潜育化和土壤酸化,提高土壤pH值。轮作系统不但提高了作物产量,而且总初级生产力、光能利用率、辅助能利用率分别比连作系统高17.47%、9.87%和5.0%。N、P、K的养分利用率也同样明显高于连作系统。提出了合理轮作的优化模式和复种模式。

红壤旱地多熟种植系统的综合效益评价

采用加权灰色关联聚类分析的方法，按生态效益、经济效益和社会效益的各项指标，对1984～2004年在江西农业大学农学试验站红壤旱地上进行的多元多熟种植系统定位对比试验中筛选出的23种多熟种植系统的综合效益进行了定量分析和聚类评价。结果表明：“白菜／马铃薯／玉米-芝麻”关联度值最大，灰色聚类为优；生态、经济、社会效益最高，明显优于其他种植系统。适合于大面积推广，是红壤旱地增产、增收、增效和维持农业可持续发展的优化模式；“油菜｜｜紫云英／玉米／玉米｜｜绿豆”次之。适合在劳动力相对充足的城郊红壤旱作区推广，以上两种种植模式对今后红壤旱作区种植业结构布局的调整和种植模式的优化具有积极意义。

免耕对水稻根系活力和产量性状的影响

对早稻进行了免耕与常耕栽培对比试验.研究结果表明:与常耕栽培水稻相比,免耕水稻,根系活力高7.4%～34.9%,各生育期的干物质占黄熟期干物质之比高.有效穗数、每穗实粒数、千粒重和实际产量分别高1.1%、5.1%、0.6%和10.0%.产量与根系活力和干物质积累的相关分别达到0.9和0.87以上.

瑞昌山药发展的现状、问题与对策研究

瑞昌山药是江西省瑞昌市的特色农产品之一,通过探讨瑞昌山药的发展现状,深入分析了瑞昌山药发展面临的病虫害影响、种质资源退化、轮作周期长和认知度较低等问题,提出了健全瑞昌山药病虫害防治体系、种质监管体系、科技服务推广体系和名牌培育推广体系的对策,以提升瑞昌山药的品牌影响力和市场竞争力,促进瑞昌山药产业的可持续发展,以期为瑞昌山药走出江西、走向全国作出积极贡献。

施用化肥对农业生态环境的负面影响及对策

论述了肥料的过量使用对我国的农业生态环境质量的负面影响,提出了合理施用化肥防治环境污染的对策。认为过量施用化肥引起土壤酸化和板结、重金属污染、硝酸盐污染和土壤次生盐渍化,从而导致土壤肥力下降,并且造成水体富营养化,淋溶污染地下水,致使作物品质下降,硝酸盐含量超标,并通过食物链危害人体健康。此外,认为化肥对大气环境的影响主要集中在氮肥上,氨挥发和NOx、CH4及CO2的释放,不仅能引起温室效应,而且还能够引起臭氧层的破坏。提出了相应的对策:增加科技教育的投入,提高农民的科学文化素质,提高全民的环境意识;合理施肥;结合国家的调控政策,在粮食产量与环境保护、作物产量与产品品质之间找到平衡点。

红壤旱地不同复种方式养地效果

为了提出适宜南方红壤区旱地质量提升的持续高效种植模式,在江西农业大学科技园开展田间试验,以传统复种方式为对照,从土壤理化性状、微生物及酶活性等多方面分析比较不同复种方式对土壤的养地效果,为提出可持续发展的农田耕作模式提供理论基础。结果表明:不同复种方式中,绿肥种植和绿肥翻压还田对土壤具有明显养地效果,其中处理C"黑麦草-花生‖玉米-粟‖荞麦"具有较高的土壤阳离子交换量、有机质、碱解氮、全磷含量以及土壤酶活性和较多的土壤微生物种类、数量,从而显著提高土壤肥力和土壤持续生产力,养地效果最佳;处理B"混播绿肥(油菜、紫云英、肥田萝卜)-大豆‖玉米-绿豆‖芝麻"降低土壤容重,增加土壤孔隙度,改善土壤的通气性、透水性,明显提高土壤pH值、全氮、有效磷、全钾和速效钾含量,养地效果次之。因此,大力推广应用冬季绿肥是促进红壤旱地生态系统可持续发展的有效耕作措施。

广西桉树种植的历史、现状、生态问题及应对策略

广西是我国桉树种植的主要区域,桉树产业已成为广西的优势产业、特色产业、民生产业。新世纪推进广西桉树产业发展,不仅对广西经济社会的全面发展具有重要作用,而且对促进全国桉树产业及整个经济社会的可持续发展具有重要意义。通过调查研究回顾了广西桉树种植的历史,认为19世纪初广西即开始从法国引种桉树,但面积小、发展慢。新中国成立后,广西桉树种植经历了3个发展阶段,即:起步阶段(1949—1977年)、推广阶段(1978—2000年)和大发展阶段(2001年至今)。当前,广西桉树种植的现状是:分布广、产量高、效益好、贡献巨大、地位突出。但广西大面积种植桉树人工林,也面临着耗水、耗肥、"有毒"、"沙漠"、"退化"、灾害六个突出问题亟待研究解决。为使新世纪广西桉树产业的又好又快发展,应遵循3大原则:可持续发展原则、因地制宜原则和循序渐进原则,同时,应采取以下6项具体措施:一是科学规划;二是合理布局;三是优化结构;四是产业带动;五是改善条件;六是发展科技。

红壤旱地玉米不同间作方式研究

研究表明 ,玉米与豆科作物间作、同穴种植可改善土壤理化性状及酸度 ,提高土壤有机质含量 ,培肥地力。同时发现天敌种类及数量增加 ,害虫种类及数量减少。