作物茎秆膨胀收缩监测柔性可穿戴传感器研制与试验

作物茎秆膨胀和收缩变化与其水分状态密切相关,实时监测茎秆的膨胀和收缩变化能够及时掌握作物水分状态,对指导灌溉、提高农业水资源利用率具有重要意义。目前,对于作物茎秆膨胀和收缩变化的监测主要采用基于线性微位移测量原理的传感器,通过测量茎秆的膨胀和收缩引起的位移变化来反映水分状态,存在体积大、价格高、安装不便等问题。为此,该研究提出了一种基于压阻效应的柔性可穿戴传感器,采用柔性压力电极作为传感元件,贴附在作物茎秆表面,通过监测茎秆膨胀和收缩引起的压力变化来反映作物的水分状态,压力检测电路和数据采集电路将作物茎秆的压力信号转换成电信号进行输出和存储。首先在实验室环境下对传感器性能进行测试和标定,然后在温室环境下将传感器安装在番茄茎秆上观测番茄茎秆的压力变化,并与线性微位移传感器观测结果进行比较,最后在充分灌溉和水分亏缺2种条件下观测番茄茎秆的膨胀和收缩变化。结果表明,柔性压力传感器稳定性测试的平均相对变化率为0.109%;弯折前后引起的输出变化非常小,可以忽略不计;标定结果的决定系数大于0.99,最合适的工作压力范围为2~100 kPa;实验室环境下,柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值之间的决定系数为0.9551;温室环境下,充分灌溉组中柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值变化趋势一致,两者之间的决定系数为0.7672,亏缺灌溉组中两类传感器输出值均因水分亏缺而呈现下降趋势,输出值之间的决定系数为0.8519。本文所设计的柔性可穿戴压力传感器不仅能够实时监测番茄茎秆的膨胀和收缩变化,还可以对番茄亏水胁迫进行诊断,为实现高效节水灌溉提供重要的技术支撑。

基于多层级特征筛选和无人机影像的冬小麦植株氮含量预测

氮素是冬小麦生长发育必不可少的大量元素,无人机超高分辨率影像丰富的光谱信息和纹理信息为冬小麦植株氮含量精准预测提供了重要的技术途径,但是过多变量造成了信息冗余和模型复杂的问题。针对此问题,该研究提出了一种“相关分析+共线性分析+LASSO(least absolute shrinkage and selection operator)特征筛选”的多层级植株氮含量敏感特征的筛选方法,引入约束系数向量的L1正则化实现特征的稀疏性,将某些特征的系数缩小为0,基于冬小麦关键生育期(拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期)无人机影像提取的65个光谱和纹理特征,采BP神经网络(back propagation,BP)、Adaboost、随机森林(random forest,RF)和线性回归(linear regression,LR)4种机器学习算法构建了冬小麦植株氮含量预测模型。结果表明:相关分析筛选出51个通过0.01显著性检验的变量;基于共线性分析,当LASSSO正则化参数λ取值为0.08时,17个敏感特征变量被筛选。基于筛选的敏感特征变量,BP、Adaboost、RF和LR 4种算法建立的植株氮含量预测模型均达到了0.01水平差异显著性,且BP、Adaboost和RF 3种预测模型的精度具有高度的一致性,模型R2均为0.81,RMSE分别为0.36%、0.38%和0.37%,说明该研究提出的多层级特征筛选方法不仅使得模型变得简洁,而且稳健性高,可为智慧农业氮肥精准监测、智慧管理提供技术支撑。

施氮对田菁翻压还田滩涂盐渍土碳氮及细菌群落结构的影响

为探讨不同施氮处理下田菁翻压还田对滩涂盐渍土的改良效果,通过田间小区试验研究了不同施氮水平下(CK、SN1、SN2、SN3、SN4对应的施氮量分别为0、90、135、180、225 kg/hm^(2))绿肥田菁还田对土壤碳氮、pH、水溶性盐和细菌群落结构的影响。结果表明:SN3处理下田菁生物量和碳、氮累积量最高,分别为41 882、3 756和101.5 kg/hm^(2)。作绿肥翻压还田后,则以SN2处理土壤有机碳、全氮含量最高,分别为6.51 g/kg和0.637 g/kg。各施氮处理下,田菁翻压后土壤微生物生物量碳氮含量低于CK处理。随田菁翻压量的增加,土壤pH呈逐步下降趋势,而土壤水溶性盐总量则随施氮水平和翻压量的增加而上升,但较种植前明显降低。不同施氮处理田菁翻压后,土壤中具有一定有机降解功能的变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、放线菌门和绿弯菌门等细菌类群占据主导地位,且相对丰度随田菁翻压量的增加呈一定变化趋势,但细菌群落结构变化不明显。土壤门水平优势菌群相对丰度与土壤碳氮含量、pH和水溶性盐总量等指标均呈一定的相关关系,其中以拟杆菌门、厚壁菌门、蓝菌门、绿弯菌门和迷踪菌门相对丰度与土壤有机碳和全氮含量的相关性较显著。综上所述,SN2处理下田菁翻压还田可显著提升滩涂土壤有机碳和全氮含量;不同施氮水平下生长的田菁翻压还田后,土壤水溶性盐总量均较种植前显著降低,主要优势菌群均有利于绿肥降解与土壤培肥,改善滩涂土壤微生态环境。

山地蕉无人机自主吊运装置研制

针对目前山地蕉采后运送作业主要依靠人工背运,存在劳动强度大、人力成本高、果实容易损伤以及易发生安全事故等问题,该研究设计了一种山地蕉无人机自主吊运装置,能够实现无人机山地蕉吊运过程中对果轴的自主抓取和卸载,减少人工参与,保障作业人员安全。基于测定的山地蕉蕉穗形态特征参数设计抓取机构、吊具、导向机构以及连接件等,并通过SOLIDWORKS软件建立装置的三维模型,同时搭建了上下位机通讯系统。基于ANSYS Workbench软件的显式动力学分析(explicit dynamics)、静磁分析(magnetostatic)对吊运装置的关键零部件进行仿真和理论计算,确定满足使用要求的电磁铁与舵机型号及参数。室内试验表明,装置的果轴平均抓取成功率为92.59%,果轴平均卸载成功率为96%,平均吊运成功率为88.89%,抓取与卸载的平均耗时分别为63.8和20.8 s/次。无人机搭载吊运装置进行田间试验,平均吊运成功率为83.33%,抓取与卸载平均总耗时90.8 s/次,平均吊运速度0.99 m/s,是人工背运速度(0.17~0.33 m/s)的3倍以上,且由于蕉穗悬空在吊运装置下方不与其他物体接触从而不会对果指造成损伤,满足无人机自主吊运山地蕉的作业需求。研究结果可为快速、低损、安全的无人机山地蕉吊运装置设计提供参考,促进香蕉产业的高质量发展。

机耕道自动驾驶农机局部路径规划

针对机耕道场景下自动驾驶农机行驶的安全性、平稳性与规划实时性的实际需求,该研究提出了一种基于二次规划的局部路径规划方法。首先基于有限状态机构建农机机耕道行驶模式,其次采用横纵向解耦的方法,通过改进状态栅格法分别对农机速度行为和轨迹行为进行决策,随后利用二次规划方法生成满足多目标、多约束条件的农机轨迹和速度,得到最优路径,最后在多种行驶环境中进行仿真和实车试验,行驶参考速度为2 m/s。实车试验结果表明,在绕行静态障碍物场景中,规划轨迹的平均绝对曲率为0.021 m^(-1),最大绝对曲率为0.056 m^(-1),平均绝对横向误差为3.23 cm,最大绝对横向误差为8.69 cm,农机与障碍物外轮廓的距离大于0.76 m;在规避相向行驶、同向行驶和横穿机耕道的动态障碍物场景中,规划速度的平均绝对速度误差为0.08~0.12 m/s,绝对速度误差小于0.38 m/s,加速度变化范围为-0.38~0.44 m/s^(2)。在规划周期为200 ms的仿真试验中,该文算法平均耗时48 ms,最大耗时75 ms,相比采用静态状态栅格法平均耗时减少38 ms,算法效率提升44%。研究结果可为机耕道场景下的农机局部路径规划提供技术支持。

减氮配施生物炭对北疆小麦产量品质及固碳减排的影响

为研究生物炭在北疆灌区农田应用的稳产增产及固碳减排综合潜力,探索农田氮肥优化施用途径,该研究于2021年4月—2022年7月在新疆奇台设置常规施氮(N1:300 kg/hm^(2))、氮肥减量15%(N2:255 kg/hm^(2))、氮肥减量30%(N3:210 kg/hm^(2))、单施生物炭(B:20 t/hm^(2))、常规施氮+生物炭(N1B)、氮肥减量15%+生物炭(N2B)、氮肥减量30%+生物炭(N3B)7个处理,分析两季小麦(春小麦、冬小麦)种植期间不同处理下麦田土壤有机碳含量、土壤呼吸速率、小麦品质及产量变化。结果表明,与单施常规氮肥相比,施用生物炭后土壤总有机碳(soil total organic carbon,SOC)、活性有机碳(active organic carbon,AOC)、碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)和小麦产量、籽粒水分及蛋白(干基)含量均呈提高趋势。综合表现以氮肥减量15%配施生物炭(N2B)处理最优,较氮肥常规单施(N1)相比,AOC、SOC均有显著提高,2 a产量分别显著提高22.12%、36.17%(P<0.05)。与常规施氮相比,氮肥减量15%配施生物炭(N2B)处理下,2022年冬小麦蛋白(干基)、面筋(湿基)、Zeleny沉降值均有提高,而2021年各处理间差异不显著(P>0.05)。同时,除单施生物炭(B)处理(2021年)和除单施生物炭(B)及减氮15%(N2)处理外(2022年),其他处理下土壤CO_(2)累积排放量较单施常规氮肥均有所升高。综上,氮肥减量15%(255 kg/hm^(2))配施20 t/hm^(2)生物炭时其农田土壤固碳减排效果及小麦产量品质综合表现较好,建议作为北疆灌区麦田氮肥优化配施生物炭的理想施肥方案。

基于电动方向盘的拖拉机自动导航转向控制方法

为提高轮式拖拉机自动导航过程中转向控制的精度与稳定性,该研究以雷沃欧豹M704-2H拖拉机作为试验平台,采用电动方向盘作为转向执行机构,分析转向机械间隙对控制精度的影响,针对转向间隙特性设计转向控制算法。首先,为了获得准确的转向角,利用GNSS(global navigation satellite system)与二轮车模型快速标定虚拟轮转角,标定结果表明:虚拟轮转角的最大误差为1.3°,平均误差为0.11°。然后,对转向系统的机械间隙进行分析,设计一种带有间隙补偿的模糊PD(proportional derivative)转向控制算法,并在Simulink中验证算法的可行性。实车试验结果表明,该算法跟踪方波转角信号的响应时间为1.1 s,最大稳态误差为0.65°,平均稳态绝对误差为0.132°。跟踪正弦波转角信号的平均延时为0.5 s,最大误差为1.91°,平均绝对误差为1.09°。与无间隙补偿算法相比,有间隙补偿算法跟踪方波信号最大稳态误差减小了0.022°,平均稳态绝对误差减少了0.112°,角度误差在±0.2°内的时间提升了71%;跟踪正弦波信号最大误差减小了0.68°,平均绝对误差减小0.23°。田间直线导航转向控制试验结果表明,转角跟踪的绝对平均误差为0.61°,最大跟踪误差为2.82°,转向控制跟踪精度较高,稳定性好,满足导航作业需求。

党参化肥农药减施增效栽培技术规程

化肥农药减施增效可助力党参产业绿色健康发展。为更好地指导甘肃省党参种植生产中化肥和农药施用,针对党参种植生产中化肥农药过量施用、养分利用率低、防控过度依赖化学农药等问题,经过多年试验研究和生产示范,从范围、规范性引用文件、术语和定义、产地环境、化肥减施、种苗移栽、田间管理、主要病虫害防控、采收等方面总结提出了党参化肥农药减施增效栽培技术规程。

黄鳝去骨装置设计与试验

针对已有黄鳝去骨装置存在的去骨稳定性差、效率低、得肉率偏低等问题,该研究设计了一种自适应式黄鳝去骨装置,主要由剖腹部件、过渡部件、去骨部件组成。首先对鱼体剖腹、过渡输送和去骨过程进行理论分析,得到影响去骨装置作业性能的关键因素。以得肉率、感官质量评分为评价指标,进行压轮与V型块距离、过渡轮初始间隙和转速、去骨刀盘形状和转速的单因素试验,确定各参数合理取值范围。试验结果显示,当压轮与V型块距离为15.50~16.75 mm时,得肉率较高;过渡轮初始间隙为9 mm时,鱼体感官质量评分最高;过渡轮转速和去骨刀盘转速增加,有利于提高得肉率和感官质量评分;去骨刀盘形状对得肉率和感官质量评分影响较小。以压轮与V型块距离、过渡轮初始间隙、过渡轮转速和去骨刀盘转速为试验因素,展开四因素三水平的正交试验。试验结果表明:当压轮与V型块距离为16.75 mm、过渡轮初始间隙为9 mm、过渡轮转速为648 r/min、刀盘转速为3200 r/min时去骨效果最优,去骨装置加工的得肉率为84%,加工后鱼体总感官质量评分达到17.3。该装置可加工体质量75~150 g的黄鳝,生产效率达到16.8条/min,与目前市售去骨装置相比,喂入更方便,生产效率更高,可以为黄鳝前处理装置的研究提供参考。

基于刚柔耦合模型的黄鳝剖切机仿真及试验

针对目前黄鳝人工剖切费时、费力且安全性差等难点,该研究以体表黏滑的鲜活黄鳝为研究对象,设计了一款小型黄鳝自动剖切机。首先,测定了黄鳝基本物理参数以及相关力学参数。其次,基于刚柔耦合原理,将黄鳝鱼体与夹持轮、滑道的接触等效为刚度—阻尼模型,运用Abaqus与Adams仿真软件建立其刚柔耦合模型。以鱼体输送时间、输出速度、夹持力、整机振动为试验指标,探究弹簧刚度、滑道倾角、夹持轮转速等单因素对试验指标的影响。结果表明,随着弹簧刚度增大,夹持力先增大后降低,整机振动幅度降低,而输送时间和输出速度影响不大。随着滑道倾角增大,鱼体输出时间减少,而输出速度、夹持力、整机振动增大。随着夹持轮转速的增大,鱼体输送时间、输出速度、夹持力、整机振动均增大。在单因素分析基础上进行多因素分析,获得优化工况为夹持轮转速600 r/min、弹簧刚度1.2×10^(3) N/m、滑道倾角16°。最后,开展黄鳝自动剖切机加工试验,测得的振动参数以及鱼体输出速度与仿真结果接近,且鲜活黄鳝在优化工况下剖切效果良好。研究结果为小型黄鳝剖切机设计提供参考。

面向作物干旱胁迫诊断的表型成像技术研究进展

干旱胁迫是影响作物产量和农业可持续发展的重要因素。作物干旱胁迫的精准诊断是提高农业水资源利用率、推动高水效农业发展的重要基础。表型成像技术能够快速、无损、准确地获取和分析作物的表型特征,为作物干旱胁迫的精准诊断提供了有力支持。该文重点综述了作物干旱胁迫诊断的表型成像技术,首先介绍了RGB成像、三维成像、近红外成像、高光谱成像、叶绿素荧光成像和热成像6种主流表型成像技术的原理、研究现状、优势及不足,然后总结了结合多种成像方法的融合成像技术的研究现状及应用优势。综述结果表明,单一成像方法存在诸多不足,如成本较高、数据处理复杂、获取表型类型单一等,融合成像技术可在一定程度上有效弥补单一成像技术缺陷。最后根据当前发展现状,从新装置、新设备的研发以及与人工智能新算法的结合两方面,对未来面向作物干旱胁迫诊断的表型成像技术研究进行展望。

基于DEM的无人驾驶拖拉机前馈稳速控制

针对农田坡度变化影响无人驾驶农机行驶速度稳定性,进而降低播种均匀性和肥药施用精度等问题,该研究设计了一种基于农田数字高程模型(digital elevation model,DEM)和前馈控制策略的拖拉机稳速控制方法。首先建立坡地干扰补偿模型,基于拖拉机实时位置从农田DEM中提取前方作业路径的坡度信息,计算拖拉机前方目标速度补偿量,实现拖拉机行驶的稳速控制。以DF1204无级变速拖拉机为试验平台,在中国农业大学烟台研究院开展3组不同目标速度的上坡、平地和下坡行驶对比试验。试验结果表明,拖拉机以目标速度4、6和8 km/h行驶时,上坡行驶的实测速度均值分别为4.03、5.94和7.85 km/h,平地行驶的实测速度均值分别为4.04、6.02和8.03 km/h,下坡行驶的实测速度均值分别为4.00、6.10和8.19 km/h,与对照组相比,在上坡、平地和下坡行驶时的速度均方根误差平均分别降低了46.63%、21.92%和37.15%,试验组上坡和下坡行驶的实测速度均值更接近目标速度。所提方法可有效提高无人驾驶拖拉机在起伏农田的稳速控制精度,有助于提高农机作业质量。

基于农机智能管理平台的田间燃油配给策略

在农业规模化生产中,为保证作业效率,农机燃油配给往往需要在田间完成。然而,现有的田间燃油配给方式存在不安全、不及时、缺乏科学系统的配给决策,导致燃油配给效率低、配送成本高等问题。针对上述问题,该研究结合农机燃油需求特点,提出基于农机智能管理平台的农机田间燃油配给策略。首先,以农机智能管理平台的实时数据为基础,基于可信性理论建立农机田间燃油配给的两阶段数学模型:第一阶段预优化,根据平台数据建立具有模糊需求和模糊时间窗的多目标车辆路径规划模型,第二阶段根据实际生产中发生的动态事件更新相关信息,重新规划未配送订单的配送路径;其次,以总配送成本最低及总满意度最高为目标,结合改进遗传算法求解农机田间燃油配给模型。最后,应用嫩江农场的数据进行实证分析,并与农场当前的配送成本等指标进行对比,验证可行性及实用性。结果表明:基于农机智能管理平台实时数据构建的农机田间燃油配给策略可以在降低配送成本的同时,保证较高的订单平均满意度,即时效性,与当前生产方案相比,配送路径减少了14条,虽然满意度较实际稍低,为72.85%,但总配送成本较当前方案降低了93.38%。研究结果可为农机田间燃油配给的智能化管理提供科学依据。

生物有机肥对设施香椿产量、品质及土壤养分的影响

通过设施引种栽培试验,研究不同用量生物有机肥作为基肥时对土壤养分及香椿产量、品质的影响。结果表明,与不施生物有机肥相比,施用生物有机肥处理显著增加香椿的分枝数和叶片数,提高香椿嫩芽产量和品质。随着生物有机肥施用量的增加,香椿叶片全氮、全磷、全钾养分含量呈先增加后减少再增加的“N”形趋势,根层0~20cm土层土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量明显提高。综合考虑香椿嫩芽产量、品质、叶片养分积累及土壤肥力变化,推荐生物有机肥施用量为60000~90000kg·hm^(-2)。

滴灌模式下春小麦测土配方氮磷钾肥料利用率试验

小麦浅埋滴灌水肥一体化技术是我国目前调整优化种植结构、改善生态环境、提高种植效益以及保障口粮安全的重要技术手段。试验通过设置6个不同施肥处理的田间对比,对春小麦滴灌水肥一体化模式下氮肥(N)、磷肥(P_(2)O_(5))、钾肥(K_(2)O)的利用率和测土配方效果进行研究,旨在探索出可有效提高春小麦肥料利用率和春小麦生产能力的技术途径。试验结果表明,滴灌水肥一体化条件下,春小麦全生育期灌水3000 m^(3)/hm^(2),全肥区产量达到7925.0 kg/hm^(2),较漫灌节水3000 m3/hm^(2),节肥181.5 kg/hm^(2),增产1171.9 kg/hm^(2),节水节肥增收效果显著。

融合多尺度特征和注意力机制的油菜倒伏分类

倒伏是限制油料作物高产、稳产、优产的主要因素,对油菜倒伏类型的实时监测与评估对于油菜预产和品种选育至关重要。该研究提出一种无人机可见光影像下融合多尺度特征和注意力机制的油菜倒伏分类方法,对绿熟期和黄熟期的倒伏级别进行分类鉴定。首先,设计一种图像分类模型NGnet(nam-ghost network),用于对角果期的油菜倒伏程度进行分类。该网络采用改进的GhostBottleNeck模块,融入利用权重因子来体现重要特征的注意力机制模块NAM(normalization-based attention module),再将不同尺度的注意力特征进行融合,以降低模型参数量、提高准确率;其次,构建使用无人机高空遥感正射影像的油菜倒伏数据集(rape lodging dataset, RLD),该数据集由5 789张分辨率为3×255×255且人工标注倒伏级别的小区影像构成;最后,将NGnet模型在RLD数据集上的进行验证,准确率达到85.10%,比T2T-VIT、SwinTransformerV2、MobileNetV3、Res2Net、RepVGG和RepLKNet分别高出15.6、11.92、7.01、6.22、6.08、2.37个百分点。试验结果表明,NGnet模型对油菜倒伏分类任务是有效的,可为基于无人机RGB影像的油菜倒伏鉴定和良种选育等提供参考。

不同氮磷肥施用量对夏播饲用燕麦生长的影响

为探讨不同氮磷配施肥量对陇东地区饲用燕麦生产性能的影响,选择早熟燕麦品种边锋和中熟燕麦品种梦龙为试验材料,设6个氮磷混合施肥量处理,分别为0(CK)、75、150、225、300、375 kg/hm^(2),研究了不同施肥量处理对2个夏播饲用燕麦农艺性状、草产量及抗寒生理指标的影响。结果表明,不同氮磷施量下饲用燕麦的出苗率、株高、分蘖数、干草产量和抗寒生理指标较对照不施肥均有提高;早熟品种边锋和中熟品种梦龙均以氮磷混合施肥量为300 kg/hm^(2)(N 91.50 kg/hm^(2)+P2O563.00 kg/hm^(2))时效果较好,此时出苗率和分蘖数较多,可溶性糖含量和脯氨酸含量显著增加,草产量达最大值,鲜草产量分别为14356.29、14464.28 kg/hm^(2),较对照不施肥分别增产71.7%、93.5%;干草产量分别为4850.00、4633.33 kg/hm^(2),比对照不施肥分别增产74.3%、82.9%。在陇东地区夏播情况下,氮磷混合不同施肥量对提高燕麦生物量和改善生理指标都有显著作用,早熟品种边锋和中熟品种梦龙均以氮磷混合施肥量为300 kg/hm^(2)(N 91.50 kg/hm^(2)+P2O563.00 kg/hm^(2))时效果最好。因此认为,陇东地区夏播饲用燕麦生产以施N 91.50 kg/hm^(2)、P2O563.00 kg/hm^(2)为最佳氮磷施量。

氮肥减量配施壳寡糖对棉花根系生长及根际土壤酶活性的影响

改善根际土壤环境以及促进棉花根系发育对棉花健康生长及产量和品质的提高意义重大。为探究氮肥减量配施壳寡糖促进棉花根系生长及调节土壤酶活性的作用,以盆栽试验和田间小区试验为研究方法,设置了不施肥、常规施肥(施N 400 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)140 kg/hm^(2)、K_(2)O 130 kg/hm^(2))、常规减氮20%施肥、常规减氮20%施肥+聚合度2~6型壳寡糖450 g/hm^(2)、常规减氮20%施肥+聚合度2~20型壳寡糖450 g/hm^(2)等5个处理,研究了氮肥减量配施不同聚合度类型壳寡糖对棉花根系生长和根际土壤酶活性的影响。结果表明,除土壤过氧化氢酶外,2个配施壳寡糖的处理均不同程度上降低了土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性,其中酶活性降幅最大的为土壤磷酸酶,常规减氮20%施肥配施聚合度2~6型壳寡糖处理和常规减氮20%施肥配施聚合度2~20型壳寡糖处理分别比常规减氮20%施肥处理降低10.6%和5.5%。常规减氮20%施肥配施聚合度2~6型壳寡糖处理较常规减氮20%施肥处理土壤硝态氮含量增加了38.1%,而常规减氮20%施肥配施聚合度2~20型壳寡糖处理较常规减氮20%施肥处理土壤硝态氮含量降低了43.4%。并且施加聚合度2~6型、聚合度2~20型2种不同聚合度类型壳寡糖后,棉花根长较常规减氮20%施肥处理分别增加64.2%、40.1%,根表面积较常规减氮20%施肥处理增加74.8%、54.4%,根体积较常规减氮20%施肥处理增加106.2%和73.2%。由此可见,聚合度2~6型壳寡糖对促进棉花根系生长效果要优于聚合度2~20型壳寡糖。

化肥减量配施生物有机肥对紫甘蓝产量、品质及干物质和养分分配的影响

【目的】筛选西北高原紫甘蓝提质增效的适宜施肥模式。【方法】以紫甘蓝品种紫宝为试验材料,共设5个施肥处理,分别为不施肥(CK0),当地常规施肥(CK1),化肥减量30%平衡施肥+400 kg/667m2生物有机肥(T400),化肥减量30%平衡施肥+600 kg/667 m^(2)生物有机肥(T600),化肥减量30%平衡施肥+800 kg/667 m^(2)生物有机肥(T800),测定分析紫甘蓝产量、品质、干物质和养分吸收积累。【结果】与CK1相比,T600处理的株高、茎粗和叶片数分别提高了5.00%、12.5%和17.39%;维生素C,可溶性蛋白和可溶性糖含量分别提高了19.09%、9.35%和18.87%。紫甘蓝的经济效益以T600处理最佳,较CK1提高了982.96元/667 m^(2)。T600处理总干物质积累量较CK1提高10.43%,叶球氮素、磷素、钾素积累量分提高了7.49%、18.75%和12.86%。【结论】化肥减量30%平衡施肥+600 kg/667 m^(2)生物有机肥能够促进紫甘蓝养分合理分配和吸收积累,提质增产效果显著,经济效益最高。

有机肥替代氮肥对银北灌区盐化灌淤土理化性质及玉米生长的影响

次生盐渍化已成为宁夏银北灌区灌淤土壤退化的主要形式,制约着宁夏农业持续高质量发展。为了给宁夏地区盐化灌淤土的施肥管理及提高作物产量提供科学依据,以银北灌区典型盐化灌淤土为研究对象、玉米品种先玉335为指示品种,研究了不同施肥水平对盐化灌淤土土壤理化性质及玉米生长的影响。结果表明,各施肥处理均能有效地增加盐化灌淤土的速效养分含量,进而优化玉米产量构成要素,提高玉米产量。各施肥处理除常规施肥处理(施N 375.0 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)100.0 kg/hm^(2)、K_(2)O 100.0 kg/hm^(2))的玉米总根长、根表面积最高外,有机肥替代常规施肥量50%氮肥(施N 187.5 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)100.0 kg/hm^(2)、K_(2)O 100.0 kg/hm^(2)、有机肥7.3 t/hm^(2))处理的土壤理化性质及玉米生长指标最高。与对照不施肥相比,该处理下土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了34.5%、25.9%、120.5%、23.7%,玉米穗长、穗粗、穗粒数、产量分别增加了40.5%、15.2%、80.5%、104.8%,秃尖长降低了78.0%;与常规施肥处理相比,该处理下土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了36.5%、21.4%、13.7%、8.6%,玉米穗长、穗粗、穗粒数、产量分别增加了0.6%、1.9%、5.3%、3.1%,秃尖长降低了57.7%。综合分析,不同施肥水平均可改善盐化灌淤土理化性质进而提升玉米产量,且以有机肥替代部分氮肥施用的处理效果较好,其中以有机肥替代常规施肥量50%氮肥的施肥水平效果最好。