日光温室长期施肥条件下耕层土壤计量化学变化特征

【目的】施肥是保持设施蔬菜地土地生产力的重要措施,但长期高量水肥条件下土壤中碳、氮和磷的化学计量特征并不清楚。【方法】本试验采用室外调查采样结合化验分析的方法,研究褐土区蔬菜保护地不同年限(5、15、20、30a)和大田土壤主要养分碳、氮和磷的化学计量特征。【结果】(1)不同种植年限随着年限增加土壤表层有机质量先增加后降低并趋于稳定,15 a时有机质量达到最大值,比大田增加99.4%;土壤全氮量和全磷量随年限增加整体变化趋势类似有机质量,各年限土壤全氮量和全磷量分别是大田的1.4~2.6倍和1.7~4.5倍,全氮量15 a达最高,而20 a种植年限的全磷量最高。(2)与大田相比,不同种植年限土壤C∶N、N∶P和C∶P化学计量比均随年限增加而递减并趋于稳定,变化分别在8.7~10.3、1.2~1.6和7.7~15.6范围内。土壤表层C、N、P量的增加速度排序为P>N>C,表现为化学计量比C∶P变异最大,N∶P次之,C∶N变异较小。【结论】尽管大棚内肥料投入较高,但目前该褐土区域土壤C∶N、C∶P和N∶P化学计量比在一定范围内维持相对稳定。从长远来看,针对本研究设施蔬菜地磷的持续快速积累而碳相对不足的问题,应采取降低磷肥施用量、控制氮肥、增施有机肥尤其是C∶N比高的有机肥等措施,以阻控C∶P进一步下降,维持C∶N和N∶P的平衡。

流域初始排污权分配方式

目前流域排放权交易制度在国外流域污染控制方面发挥着越来越重要的作用,我国也开始流域排放权交易的试点研究。然而,在流域实施排污权交易制度,关键问题是解决流域初始排污权的分配问题,因为流域初始排污权的分配是流域排污权交易制度的起点和基础。因此,建立了基于经济最优性和公平性的流域初始排污权分配模型,并以太湖流域为例进行了实证分析。

“生态水族箱”项目式学习设计

结合苏教版教材中相关的内容,设计了跨单元、跨学科的“生态水族箱”项目式学习。从项目内容、项目设计思路、项目活动方案和项目评价等方面进行了具体的说明,以期为开展项目式学习提供一定的参考。

一种基于PPCNN的金属激光熔化沉积熔池状态识别方法

金属激光熔化沉积质量与熔池状态具有密切的关联,根据熔池视觉特征对加工中的熔池状态进行识别,进而实现沉积质量的在线预测对金属激光熔化沉积技术具有重要意义。为构建上述映射关系,本文提出了一种基于金字塔池化卷积神经网络的金属激光熔化沉积熔池状态识别方法。针对所采集的熔池同轴图像,建立用于训练和测试的数据集;构建了金字塔池化卷积神经网络(Pyramid pooling convolutional neural networks,PPCNN),并进行网络关键参数的研究。结果表明:第一层卷积核尺寸为5×5,卷积层和金字塔池化模块含有64+8×3个卷积核使网络在识别准确率上达到最佳。所提方法取得了最高96.80%的识别准确率。

褐土区氮磷在土壤发生层中淋溶的差异性

农业氮磷淋溶已经成为地下水污染最普遍和突出的问题。为揭示氮磷在包气带不同土层的淋溶特征,以典型褐土的5个土壤发生层(耕层、淋溶层、钙积层、黏化层和母质层)为研究对象,采用室内土柱模拟淋溶试验,在施肥量相同的条件下分析不同形态氮磷淋溶量,研究氮磷在不同土壤发生层中的迁移特征及其影响因素。结果表明:1)进行5次淋溶,耕层、淋溶层、钙积层、黏化层和母质层淋溶液中可溶性总氮总量分别为2412.63 mg·L−1、3028.94 mg·L−1、244.16 mg·L−1、3648.99 mg·L−1和3356.51 mg·L−1,淋溶层、黏化层和母质层可溶性总氮淋溶量显著高于耕层,而钙积层可溶性总氮淋溶量较耕层显著减少;耕层淋溶液中可溶性总磷总量为0.52 mg·L−1,且显著高于其他4层。2)在试验初期,耕层、淋溶层的硝态氮、可溶性总氮和正磷酸盐淋溶量显著高于黏化层和母质层,进行到第4、5次淋溶,黏化层、母质层的硝态氮和可溶性总氮淋溶量显著高于其他3层,而各发生层间正磷酸盐淋溶量无显著差异;单次淋溶黏化层和母质层铵态氮淋溶量均显著高于其他3层,而耕层可溶性总磷淋溶量始终显著高于其他各层。3)耕层和钙积层的淋溶液中硝态氮是氮素淋溶的主要形态,占可溶性总氮比例分别为69.0%和85.4%,而在淋溶层、黏化层和母质层中分别为41.3%、5.1%和4.6%;在可溶性磷中,以无机态正磷酸盐为主,最高占可溶性总磷的75.9%。4)土壤有机质含量、阳离子交换量、黏粒含量对土壤氮磷的迁移转化有明显主导作用。有机质与氮磷淋溶量呈显著正相关关系,有机质含量高,会增加淋溶初期氮磷的淋溶风险;而阳离子交换量和黏粒含量则与氮磷淋溶呈显著负相关关系,阳离子交换量大和黏粒多能减少氮磷素的淋溶风险。该试验结果说明,由于5种发生层土壤理化性质不同,各发生层氮磷淋溶特征及其淋溶形态也有差异,并且氮磷的淋溶受土壤本身阳离子交换量、黏粒和有机质含量的影响。

GLT-CNN方法及其在航空发动机中介轴承故障诊断中的应用

航空发动机中介轴承故障振动信号是一种非平稳非线性信号,其中常混有干扰信号及噪声成分。以往方法大多采用人工特征提取来进行故障识别,特征提取往往依靠专家经验,不仅增加识别复杂度,同时选取的特征也不能很好地表征状态信息。因此提出一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)的中介轴承故障诊断方法,首先将原始故障振动信号进行灰度变换(Gray-level Transformation,GLT),然后输入到结合滑动平均模型的卷积神经网络中,并选用相应的神经网络优化算法实现故障诊断与分类。最后,通过航空发动机中介轴承振动数据,验证所提方法的有效性。

新型功能性沥青混合料降噪试验方法的研究

现如今现代工业以及机动化迅速发展,噪声污染日益突出。随着绿色环保理念深入以及居民的需求,铺筑低噪声路面、对路面材料进行噪声评价是越来越重要的工程措施。基于单层双级配沥青混合料的路面材料,采用驻波管试验装置对其进行测试分析,通过实验数据评价该路面材料的降噪声特性;以该试验方法研究此种单层双级配沥青混合料降噪性能的优良性。

减水减肥对温室西葫芦产量及土壤养分的影响

为了提高肥料利用率,减少过量施肥、灌溉对生态环境的负面效应,在温室进行了西葫芦种植试验,设施肥量水平(农民习惯施肥量和减肥量)、灌水处理(传统灌溉和滴灌)及施加生物炭3种因素,以明确不同水肥条件下西葫芦产量、不同部位养分含量、水肥生产率、生物量、土壤养分及养分盈余情况,研究减量水肥组合对西葫芦生长及土壤的影响。结果表明,在农民习惯施肥量基础上适量减少施肥、灌溉量与施加生物炭措施未造成西葫芦减产,且提高了肥料偏生产力和灌溉水生产率,对西葫芦地上部、地下部生物量及西葫芦、根系及茎叶养分含量无明显影响;减肥减水对于土壤pH、有机质、硝态氮、铵态氮、有效磷及CaCl2-P含量基本没有显著影响,而施加生物炭能增加耕层有机质含量,减少土壤硝态氮的淋溶风险;减水与施加生物碳处理对土壤氮素、磷素盈余量无显著性影响。研究结果可为提高设施蔬菜水肥利用效率、减轻土壤养分淋溶提供理论依据。

山西褐土区设施蔬菜地不同棚龄土壤氮、磷残留特征

设施蔬菜地因其高度集约化的栽培条件和管理方式对土壤养分状况影响极大,但随着种植年限的增加,土壤中氮、磷残留趋势并不清楚。基于此,采取野外调查采样与实验室分析相结合的方法,对山西省晋中市太谷县范村镇象谷村不同种植年限(10、20、30年)温室大棚土壤主要肥力指标进行综合分析,了解褐土区设施蔬菜地土壤主要养分氮、磷残留和迁移特征。结果表明:不同种植年限大棚土壤氮、磷均出现表层(0~20 cm)累积的现象。随着土层深度的增加,不同年限大棚土壤NO3--N残留量均有降低的趋势,各棚龄土壤0~100 cm土层的硝态氮(NO3--N)残留量均显著高于100~200、200~300、300~400 cm土层土体的残留量,10、20、30年棚龄土壤0~100 cm土层的NO3--N残留量分别为100~200、200~300、300~400 cm土层土体内NO3--N残留量的34.9%、43.4%、40.9%,且20年的残留量占比最高;不同棚龄相应各层土体NO3--N残留量均高于大田。随着棚龄增加,土壤0~20 cm土层的有效磷(Olsen-P)含量表现为先升高后降低的趋势,不同棚龄Olsen-P含量(0~40 cm土层)是大田3.8~5.6倍,均以20年棚龄的含量最高。10年棚龄20~40 cm土层和20年棚龄40~60cm土层的Olsen-P含量均已接近大田表层值(24.66 mg/kg),不同棚龄土壤Olsen-P含量从40 cm土层开始均急剧下降。0~400 cm土层土体内全氮与NO3--N含量呈显著线性相关,0~100 cm土层土体全磷和Olsen-P含量之间呈乘幂相关关系,由各自的决定系数可知,土壤中50%左右的NO3--N和Olsen-P含量受全氮量和全磷量的影响。此外,褐土区磷淋溶阈值为45.1 mg/kg,超过此值该区域土壤存在磷淋溶风险。总之,大棚内短期投入大量肥料的生产方式导致土壤中特别是0~20 cm表层土壤氮和磷的大量残留,而长期水肥的高投入又引起有效态氮和磷的淋溶,进而在土壤深层次残留。

山西主要土壤磷淋溶临界值与其理化性质的关系

【目的】探究土壤磷素淋失临界值与土壤基本理化性质的关系。【方法】选取山西省总覆盖面积达88.51%的褐土、栗褐土、中性粗骨土、黄绵土、潮土5种典型土壤作为供试土壤,通过室内模拟试验分析土样的有机质量、机械组成、活性铁量、活性铝量、Olsen-P量、CaCl_(2)-P量。在土样中加入不同梯度的KH_(2)PO_(4)溶液,达到磷素平衡状态后分别测定土样的Olsen-P、CaCl_(2)-P量,根据Olsen-P量与CaCl_(2)-P量的关系方程分析土壤磷淋失的临界值。【结果】褐土、栗褐土、中性粗骨土、黄绵土和潮土的磷淋失临界值分别为73.5、70.0、23.3、39.3、61.4 mg/kg。供试土壤磷淋失临界值与黏粒量和活性铁量存在显著的负相关,但与有机质量和粉粒量的相关性则不显著。【结论】山西省5种主要土壤的磷淋溶潜力由大到小分别为:中性粗骨土>黄绵土>潮土>栗褐土>褐土,土壤黏粒量与活性铁量可以作为评估土壤磷淋失风险的主要土壤理化指标。