生长素与钼配施对烤烟上部叶生理代谢及品质的影响

为探究生长素与钼配施对烤烟生理代谢及品质的影响,以‘云烟87’为材料,通过田间试验研究生长素和钼肥对烤烟光合作用、碳氮代谢、物理特性和化学成分的影响。结果表明,与对照相比,打顶后喷施生长素并追施钼肥不同程度地提高了叶片光合色素(叶绿素、类胡萝卜素)含量、气体交换参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率)值和碳氮代谢酶(淀粉酶、转化酶、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶)活性;提高了烤后烟叶的叶长、叶宽、单叶重、填充值和抗张力,烟叶钾、总糖、还原糖含量显著增加,总氮、烟碱含量显著降低。生长素和钼肥对烤烟光合色素总变异的贡献率分别为68.85%、13.23%,对气体交换参数总变异的贡献率分别为50.66%、42.63%,对碳氮代谢酶总变异的贡献率分别为40.74%、34.02%,对物理特性总变异的贡献率分别为46.72%、49.55%,对化学成分总变异的贡献率分别为54.94%、36.22%。总的来看,生长素为主要效应因子,喷施生长素20 mg·kg^(-1)并追施钼肥4 mg·株^(-1)的处理在促进生理代谢和提高烟叶品质方面效果最佳。以上研究结果为激素和微量元素在烤烟生产中的合理应用提供了理论基础。

2000—2021年黄河流域化肥使用量与粮食产量时空变化特征

[目的]研究黄河流域化肥使用时空变化特征及其与粮食生产的关系,为该流域化肥施用管控提供理论依据。[方法]基于2000—2021年黄河流域化肥使用量和粮食产量相关数据,采用空间自相关分析、核密度分析和标准差椭圆等方法对黄河流域化肥使用的时空变化特征进行了分析,并探讨化肥使用量和粮食产量的关系。[结果]2000—2021年黄河流域粮食产量增长49.55%,大于化肥使用量增速(24.87%),2013年后流域化肥使用量开始波动下降,粮食产量依然保持增长趋势,化肥使用效率明显提升。近22 a来黄河流域化肥使用的区域集聚态势在持续减弱,黄河流域化肥使用量在空间上具有一定的非均衡性,热点区域主要集中在河南和山东省,冷点区域集中在青海和甘肃省,22 a来黄河流域化肥使用热点区域减少,高值聚集区向西移动,冷点区域增加。近22 a来黄河流域上中下游地区化肥使用量分别增长46.52%,38.68%和9.50%,西部地区化肥使用量快速增长,推动了流域化肥使用重心向北西西方向移动57.40 km。近22 a来黄河流域粮食产量重心向北北西方向移动22.06 km,与化肥使用量重心趋于分离。[结论]黄河流域化肥减量增效行动成效显著,但整体化肥使用强度仍为超标状态,未来仍需减少化肥使用。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

配方施肥对高肥力区凹叶厚朴生长及药用成分的影响

[目的]为明晰高肥力区凹叶厚朴树体生长及树皮药用成分含量对氮、磷、钾配方施肥的响应,获得氮、磷、钾肥优化的施肥量。[方法]以凹叶厚朴5年生树为研究对象,采用氮、磷、钾“3414”施肥设计进行田间施肥试验,测定不同处理的树高和地径增长量及药用成分厚朴酚、和厚朴酚、总酚的含量,拟合建立树高增长量的肥料效应模型,采用频次分析方法获得优化施肥量。[结果]凹叶厚朴氮、磷、钾配方施肥处理的树高增长量、地径增长量、和厚朴酚、厚朴酚、总酚的含量的平均值比不施肥处理分别提高了84.56%、48.74%、3.40%、3.10%、3.21%。氮、磷、钾对树高和地径生长量的影响均是N>P>K,对树皮厚朴酚、和厚朴酚、总酚含量的影响均是K>N>P。氮、磷、钾对树高增长量的单因素效应为正,氮与磷、氮与钾、磷与钾的交互效应也都是正。[结论]高肥力区凹叶厚朴树高最大增长量的施肥量为氮肥128.63克/株、磷肥79.84克/株、钾肥54.63克/株,树高最大增长量为129.91 cm;最优施肥量为氮肥98.12~123.31克/株、磷肥60.23~74.78克/株、钾肥41.62~51.24克/株,预期树高平均增长量121.22 cm。

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。

不同马铃薯品种干旱适应性与其钾素营养特性的关系

采用盆栽试验,通过对5个马铃薯品种(‘V7’、‘大西洋’、‘实验二号’、‘大丰八号’和‘京张三号’)、2个水分条件(保持80%~85%土壤最大田间持水量,3轮干旱-复水)和2个钾肥水平(0 kg·hm^(-2)和180 kg·hm^(-2))的三因素裂区试验,研究不同马铃薯品种的干旱适应性与其钾素营养特性之间的关系。结果表明:各品种马铃薯的干旱适应能力表现为‘实验二号’>‘V7’>‘大丰八号’>‘大西洋’>‘京张三号’,且干旱适应性与钾素营养特性呈显著正相关关系。钾素利用效率、植株钾素吸收量、块茎钾素吸收量和钾素吸收效率对马铃薯干旱适应性的贡献度分别为28.44%、15.08%、14.01%和8.55%。正常水分条件和干旱处理下的马铃薯水分利用效率与钾素利用效率、植株钾素吸收量和块茎钾素吸收量均呈显著正相关关系(P<0.05),且与钾素利用效率的相关性最强,在正常水分条件和干旱处理下相关系数分别为0.97和0.96,推测钾素利用能力强的马铃薯品种可通过提高水分利用效率增强其对干旱的适应能力。研究结果表明,‘实验二号’更适合在北方旱区推广种植。

改性磷尾矿粉对红壤生境玉米生长及土壤理化性状的影响

通过玉米田间试验,研究改性磷尾矿粉对红壤生境玉米生长及土壤理化性状的影响,为磷尾矿的合理利用以及酸性红壤农田防治施肥技术提供理论依据。供试玉米试验地位于曲靖市马龙县旧县镇,设置如下处理:(1)当地习惯施肥(CK);(2)当地习惯施肥+改性磷尾矿粉3000 kg/hm^(2)(T_(1));(3)当地习惯施肥+改性磷尾矿粉6000 kg/hm^(2)(T_(2));(4)当地习惯施肥+改性磷尾矿粉9000 kg/hm^(2)(T_(3));(5)当地习惯施肥+改性磷尾矿粉12000 kg/hm^(2)(T_(4));(6)当地习惯施肥+改性磷尾矿粉15000 kg/hm^(2)(T5),每个处理3次重复,测定玉米产量和pH、有机质、交换性钙等土壤理化性质。结果表明:施用改性磷尾矿粉显著提高土壤pH,较CK最高提高了23.20%,显著降低了交换性酸总量、交换性Al^(3+)含量和有效锰含量,最高分别降低了79%、70%和29.18%;施用改性磷尾矿粉提高了土壤交换性钙,较CK,最高显著提升了38.19%;施用改性磷尾矿粉的百粒重最高较CK处理提高了4.03%,对玉米产量无显著影响。施用改性磷尾矿粉可通过降低土壤交换性酸,提高阳离子交换量、土壤交换性钙来消减土壤酸化,不同施用量的改性磷尾矿粉对土壤和玉米的影响有所差异,其中施用6000 kg/hm^(2)的改性磷尾矿粉(T_(3)处理)是最优的施肥方案,它可以在不影响玉米产量的前提下,最大程度地改善土壤理化性质,降低土壤酸化程度,增加土壤团聚体稳定性。

氮磷钾配施对栀子幼苗生长的影响

为探索栀子幼苗最佳施肥配比,培育栀子良种壮苗,以1年生栀子幼苗为试验材料,开展了不同施肥配比试验,通过测定不同施肥配比条件下栀子幼苗的苗高、地径、平均叶面积、苗木生物量、根系等性状指标,利用隶属函数进行综合评价。结果表明:供试施肥处理均能促进栀子幼苗生长,但不同施肥配比对栀子幼苗各生长指标的促进作用不同。处理T3和T5能较好地促进栀子幼苗苗高和地径的增长,其苗高增长量均达到39.0 cm以上,地径增长量也均高于3.6 mm;T4施肥处理的栀子叶面积增长量最大,可达38.08 cm^(2),比对照组增加202.22%;T7施肥处理的总根长、侧根数、根平均直径、根表面积、地上部分生物量、地下部分生物量以及总生物量在所有施肥处理当中表现最好,与对照相比分别增加25.50%、139.29%、57.85%、71.30%、51.28%、132.11%和103.14%。利用隶属函数对栀子幼苗各生长指标进行综合评价可知,栀子幼苗最佳的施肥处理为T7,尿素、过磷酸钙、氯化钾的施用量分别为3.0、0.8、1.2 g·株^(-1)。

秸秆还田与沼液配施对盐渍化土壤养分及酶活性的影响

于2023年开展120 d的室内培养试验,设置棉秆全量还田(AS)、低量沼液单施(LB)、高量沼液单施(HB)、棉秆还田配施低量沼液(AS+LB)、棉秆还田配施高量沼液(AS+HB)共5个处理,分别于3、6、10、20、30、40、60、80、100、120 d进行破坏性采样,分析不同处理土壤主要理化指标和关键酶活性的变化,为南疆棉花秸秆在盐渍环境中的高效腐解和沼液合理利用提供参考。结果表明,棉秆还田配施沼液处理的土壤有机质变化呈现快速增加(0~10 d)和慢速积累(>10 d)两个阶段。与棉秆全量还田相比,高量沼液配施处理土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量分别增加25.15%、35.26%、79.25%和66.90%,土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性分别增加90.67%、66.54%和44.25%,土壤电导率也有所提升。冗余分析(RDA)揭示了有机质是土壤酶活性变化的主控因子,解释了方差变异的54.30%。因此,秸秆还田与沼液配施能够增加棉田盐渍化土壤有机质和全氮含量,促进酶活性增加,但沼液过量配施会增加土壤盐渍化风险。

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。

缓控释肥配施脲铵运筹对水稻产量、氮素利用效率和土壤养分的影响

通过田间试验,以传统配方肥+尿素一基两追施肥模式(CG)为对照,研究了以脲甲醛类缓控释肥(NC)和木质素类缓控释肥(MC)为基肥、脲铵为分蘖或穗分化追肥的缓控释肥+脲铵一基一追施肥模式对水稻产量、氮吸收累积、氮素利用效率以及土壤养分的影响。结果表明:缓控释肥+脲铵一基一蘖施肥模式水稻产量与CG处理相比无明显差异,但脲甲醛类缓控释肥+脲铵(NC-S)和木质素类缓控释肥+脲铵一基一穗(MC-S)处理分别比CG处理明显增产3.96%和6.01%,主要原因为NC-S和MC-S处理每穗粒数分别比CG处理明显增加16.7%和17.6%;与CG处理相比,脲甲醛类缓控释肥+脲铵(NC-F)和木质素类缓控释肥+脲铵一基一蘖(MC-F)处理成熟期地上部氮累积分别比CG处理增加2.50%和5.89%,NC-S和MC-S处理分别比CG处理明显增加10.0%和11.6%;NC-S和MC-S处理氮素利用效率(NUE)分别比CG处理高3.96%和6.01%。缓控释肥+脲铵一基一追施肥模式增加了水稻氮吸收效率(NupE)和表观氮肥回收效率(ANR),其中MC-S处理的NupE明显比CG处理高11.6%,NC-S和MC-S处理的ANR分别比CG处理明显高25.4%和29.3%。缓控释肥+脲铵一基一追施肥模式土壤碱解氮含量明显比CG处理增加6.58%~10.7%,其中,一基一穗施肥模式增加比例更大;另外,土壤有机质含量比CG处理增加1.11%~7.56%。由此可见,缓控释肥+脲铵一基一穗施肥模式更有利于提高水稻产量和氮素利用效率,增加土壤肥力。

配施有机肥对白三叶草生长及香蕉园土壤生态的改良作用

为探明香蕉园间作白三叶草(Trifolium repens L.)模式下配施纯羊粪和生物有机肥对白三叶草的生物量和营养元素含量及香蕉园土壤理化性质的影响,采用间作白三叶草+常规管理(CK)、间作白三叶草+施用纯羊粪、间作白三叶草+施用生物有机肥3个处理做对比分析。结果表明,间作条件下配施纯羊粪,白三叶草地上部和地下部的生物量分别显著增加17%和10%,地上部和地下部的N、P、K含量分别显著增加21%、33%、17%和13%、15%、53%,土壤有机质、pH、全氮和速效钾含量分别显著增加17%、3%、22%和3%;间作条件下配施生物有机肥,白三叶草地上部和地下部的生物量分别显著增加19%和25%,地上部和地下部的N、P、K含量分别显著增加26%、12%、5%和44%、50%、22%,土壤有机质、pH、全氮和速效钾含量分别显著增加42%、4%、33%和4%。由此可见,在香蕉园间作白三叶草模式下配施纯羊粪或生物有机肥均能显著提高白三叶草的生物量和N、P、K元素含量,同时还能改善香蕉园土壤生态,且配施生物有机肥优于配施纯羊粪。