果实套袋机器人机械手的设计与研究

针对果实套袋存在用工难、用工贵、劳动强度大等问题,文章设计一种液体充放驱动多指柔性自适应机械手,模拟人手设计,后期搭配机械臂和图像识别等技术,可以满足多场景套袋的需求,为果实套袋机器人机械手的设计提供了新思路。

大豆玉米带状复合种植机艺融合对策研究

推广应用大豆玉米带状复合种植技术是解决大豆、玉米争地矛盾,提升大豆和油料产能的重要途径。文章分析了现阶段大豆玉米带状复合种植在机艺融合方面存在的问题,并结合实际,有针对性地提出对策与建议。

畦灌与施肥时机对土壤硝态氮分布和冬小麦产量的影响

为探究不同畦田规格与施肥时机对土壤NO3--N分布规律及对冬小麦产量的影响,优化选择具有较高灌水施肥均匀度和储氮效率及产量的最佳灌溉施肥模式,于2017-2018年在冬小麦季选取畦宽、畦长和施肥时机3个试验因素,传统撒施灌溉作为对照,通过正交试验设计设置12个处理。结果表明:1)与灌水前相比,灌水后各处理土壤不同层次NO3--N浓度均增加,且随着土层深度的增加NO3--N浓度逐渐降低。在液施处理下NO3--N在有效根系层的累积较撒施处理高出0.27%~27.97%。2)畦宽、畦长和施肥时机显著影响NO3--N的分布。在返青期,畦长对灌水施肥均匀度的贡献率最高,为91.64%;施肥时机对储氮效率的贡献率最高,为44.22%。在扬花期,畦长对灌水施肥均匀度的贡献率最高,为92.67%;畦宽对储氮效率的贡献率最高,为53.6%。在60 m畦长条件下可以获得较高的灌水施肥均匀度。3)畦宽、畦长和施肥时机对作物产量的贡献率分别为37.2%、37.3%和23.9%,畦宽3.2 m、畦长60 m和全程液施的处理下达到了最高产量,为7869.2 kg/hm2。因此,液施可以提高土壤NO3--N分布均匀性,有利于NO3--N在小麦根系层的累积,减少氮素的淋溶损失;综合对土壤NO3--N分布均匀性、积累及作物产量来看,畦宽3.2m、畦长60m和全程液施的处理为该研究处理下最优模式。

广利灌区总干渠水质及氮磷污染初步评价

【目的】针对灌区绿色发展面临严峻挑战和水环境不断恶化等问题,探究广利灌区总干渠水质及氮磷污染现状及其对灌区水环境的影响,进一步提出灌区水环境问题解决建议。【方法】于2019年6—12月,在灌区内总干渠中选取具有代表性的6个断面,进行了6次水质监测,测定水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、COD_(Cr)和BOD_(5)等反映水质和氮磷污染的基本指标。采用适用于我国河流水质综合评价的综合水质标识指数法和富营养化评价的对数型幂函数普适指数公式对河流水质及富营养化情况进行评价。【结果】①广利灌区86%的水体水质能满足Ⅴ类农业水域功能区的用水要求,且综合水质标识指数随时间和空间变化显著,7月66.7%水体处于劣Ⅴ类水标准,在三号闸和补源进水口取样点出现了黑臭水体。②广利灌区水体富营养化严重,灌区内水体100%处于富营养状态,富营养化评价综合指数(EI)峰值出现在7月补源进水口处(80.5),且41.6%的水体处于重富营养化状态。③TN平均质量浓度为5.30 mg/L,为地表水Ⅴ类水标准的2.65倍,TP平均质量浓度为0.156 mg/L,氮、磷比为33.97∶1,适宜藻类生长。【结论】广利灌区总体水质可满足农业功能区用水要求,但富营养化水平较高,尤其是氮污染严重,灌区内的原生态土渠和水生植物使河流具有良好的自净能力,能发挥其生态功能作用。因此,建议加强灌区内入河水体的污染控制尤其是氮磷污染的监测;同时渠道衬砌要考虑生态环境、配比生态衬砌和原生态土渠、河道搭配水生植物,进而对河水中的氮磷等污染物进行吸附,以改善灌区水环境。

水氮施量对膜下滴灌棉花生长及水氮分布的影响

【目的】探究北疆地区膜下滴灌棉花最优水氮施量及土壤水氮分布特征。【方法】采用二因素完全随机试验,设置灌水量4个水平(W1:5250 m^3/hm^2、W2:4500 m^3/hm^2、W3:3750 m^3/hm^2和W4:3000 m^3/hm^2)和施氮量3个水平(N1:300 kg/hm2、N2:262.5 kg/hm2和N3:225 kg/hm2),研究了不同水氮施量对植株形态、土壤含水率分布及土壤氮素分布的影响。【结果】施氮量对植株形态指标的影响程度低于灌水量,但植株形态指标不能反映产量;棉花盛蕾期,表层土壤含水率较低,直至盛花期,表层土壤含水率稳定在20%左右。且灌水量为3750 m^3/hm^2时,更有利于土壤保持湿润,并且向深层流失的水分较少;0~20 cm土层内硝态氮和铵态氮量相对较高,随着灌水量和施氮量的增加,氮素向深层土壤的淋移程度不断增加,当施氮量为262.5 kg/hm2时,根系层内的硝态氮含量相对较高,尿素转化的铵态氮也更多;当施氮量为262.5 kg/hm2,灌水量为3750 m^3/hm^2时,棉花产量达到最大,为6460.5 kg/hm2。【结论】施氮量为262.5 kg/hm2,灌水量为3750 m^3/hm^2,可作为该地区最优水氮施量组合。

大型灌区节水水平评价指标体系构建与实证

灌区是中国农业节水的主战场,对灌区节水水平进行评价可为灌区现代化改造提供借鉴与指导,合理适用的评价指标体系是进行灌区节水水平评价的核心内容。针对当前灌区评价指标选取存在的冗余、不完备的问题,为构建满足简洁性与完备性的反映灌区节水水平的评价指标体系,该研究从工程节水、田间节水、用水管理、水资源保护及用水效益5个方面初步建立了大型灌区节水水平评价指标体系,利用筛选模型从70个指标中优选出了23个灌区节水评价指标,表达了86.42%的信息,使最终的指标体系兼具简洁性与完备性,并对河南省沿黄渠村灌区、彭楼灌区、广利灌区、大功灌区4处大型灌区进行了节水水平实证研究。结果表明,4处灌区相应的节水评价指数分别为0.666、0.730、0.657、0.616,其中彭楼灌区由于具有较高的骨干渠系配套程度和明显的工程节水优势使其整体节水水平较高,渠村灌区和广利灌区的节水水平次之,大功灌区的节水水平相对较低;受益于大型灌区续建配套与节水改造项目4处灌区在工程节水方面表现相对较好,评价结果与实际情况相符,表明该研究构建的节水水平评价指标体系科学合理;为进一步提升灌区的节水水平,4处灌区需加强用水管理水平、增加用水效益以及注重水资源保护建设。研究成果为科学评估大型灌区节水建设提供了一种有效的方法,并对推进农业节水化进程具有积极的指导作用。

畦灌液施方式对夏玉米灌溉质量和水分利用率的影响

通过田间夏玉米畦灌试验,分析畦灌液施方式对作物生长和土壤水氮的影响,评价不同处理下的灌溉施肥质量和水分利用效率,探究适宜的畦灌液施方式。在畦田试验中选择不同畦宽、施肥时机和改水成数,采用正交设计选取最优的液施组合。结果表明,不同畦灌处理对土壤水氮存储效率影响不显著,但对水氮均匀度产生显著影响,土壤水分存储效率(59%～63%)略低于氮素存储效率(61%～64%),而均匀度(95%～99%)略高于氮素均匀度(85%～94%)。畦宽、施肥时机和改水成数显著影响夏玉米产量和水分利用效率。综合各项指标考虑,畦宽为1.5m、改水成数为95%和灌溉到畦长1/2时施肥的畦灌灌水施肥方式下具有较高的土壤水氮储存效率(63.36%和64.01%)和均匀度(98.71%和94.42%),为作物高效吸收利用提供较为均匀的土壤状态,从而获得较高产量(9 886.1kg/hm2)和水分利用效率(2.62kg/(hm2·mm))。

不同水氮处理对北疆棉花生长特性及产量的影响

为探明北疆地区膜下滴灌棉花生育期合理的水氮施量,通过田间小区,设计灌水量和施氮量2个因素(灌水量设4个水平,即W1:5250 m^3/hm^2、W2:4500 m^3/hm^2、W3:3750 m^3/hm^2和W4:3000 m^3/hm^2;施氮量设3个水平,即N1:300 kg/hm^2、N2:262.5 kg/hm^2和N3:225 kg/hm^2)试验,研究膜下滴灌棉花生育期不同水氮施量对棉花株高、茎粗、LAI、地上部干物质积累以及产量的影响效应。结果表明:灌水量对棉花生长具有显著的影响,棉花株高、茎粗、LAI和地上部干物质量均随着灌水量的增加而增加,且灌水量对棉花LAI和地上部干物质量的影响效应大于施氮量。当灌水量为3750 m^3/hm^2,施氮量为262.5 kg/hm^2时,棉花单株铃数、单铃质量以及产量达到最高,综合分析,该灌水量和施氮量为北疆地区膜下滴灌棉花生育期的最优水氮施量。

豫北砂质壤土地区不同尺度农田土壤含水率空间变异性研究

【目的】揭示豫北地区农田0~1m土层土壤含水率空间分布与变异状况。【方法】在中国农业科学院新乡综合试验基地玉米田选取一个50m×50m的区域,然后在其内部选取10m×10m、2m×2m的区域,共形成3种采样尺度,分别标记为L、M、S尺度,并于2016年8月和9月,在各尺度内分别等间距选取36个取样点。基于地统计学理论,对0~1m土层土壤平均含水率进行分析。【结果】各尺度土壤含水率正态分布置信水平高于对数正态分布,尺度越大,土壤含水率分布属于正态分布置信水平越低;对于土壤含水率均值,L尺度与M尺度差异较大,M尺度与S尺度差异较小;总体上,土壤含水率的置信区间、标准差以及变异系数均随尺度的减小而减小;L尺度内变异函数值总体上随着滞后距的增大而增大,而M尺度和S尺度变异函数值没有明显的变化趋势,相对比较稳定;总体上相同置信水平与估算精度条件下,估算样本均值所需的样本数量随尺度的减小而减小;与置信水平相比,估算精度对合理取样数量的影响大。【结论】不同尺度土壤含水率的概率分布与大部分统计特征值均会随着尺度的变化而产生有规律的变化,尺度越大,土壤含水率分布越偏离正态分布,其空间变异性也越强。