土膜耕作法的土壤与作物效应研究

【目的】探索土膜耕作法对农田土壤水分、温度和养分变化的影响,揭示土膜对作物根系生长及产量效应,明确土膜的农业生产价值,为其应用提供理论依据与技术。【方法】在宁夏引黄灌区通过喷施1.0%浓度羧甲基纤维素铵(carboxymethyl cellulose ammonium,CMC-NH4)水溶液促使土膜产生。设CMC-NH4用量0(CK)、50.0(T1)、100.0(T2)、200.0(T3)和300.0 kg·hm^(-2)(T4)5个处理,开展春小麦-夏玉米复种下的土壤水分、温度、养分、微生物、作物根系及产量效应研究。【结果】喷施CMC-NH4的各处理春小麦和夏玉米田土壤日均含水量提高3.3%—7.0%(P<0.05,下同)和1.9%—6.1%,日平均温度提高7.9%—12.6%和5.6%—11.7%,土壤积温增加88.98—141.94℃和60.25—136.65℃;0—30 cm土层根长提高37.5%—17.1%和11.2%—1.7%,根表面积提高15.3%—4.5%和12.5%—9.2%,土层根系干重增加17.0%—41.5%和30.9%—36.7%;提高春小麦籽粒产量7.3%—18.8%和夏玉米地上部干重33.6%—49.0%,提高土壤氮磷钾含量和促进土壤微生物多样性增加。【结论】喷施CMC-NH4形成的土膜具有农田覆盖功能,能够改善土壤水热环境,促进作物养分吸收利用、根系生长、提高产量;土膜耕作法为构造“表实上虚下实”良好耕层结构提供了技术方法,对作物产能提升、农田土壤改良及农业高质量发展有支撑作用。宁夏引黄灌区CMC-NH4推荐喷施量为100.0 kg·hm^(-2)。

电动揭膜机土膜识别系统设计

为减少揭膜机揭膜过程中对地垄边膜的损害,对揭膜机的土膜识别系统进行了设计。首先,对电动揭膜机的整体结构和工作原理进行分析;然后,对揭膜机的摄像头进行畸变校正,并对田间土膜图像的多种处理方式进行对比分析,确定最适合本系统的图像分割方式为K-means++法;最后,进行图像降噪,识别并提取地膜轮廓信息。试验测得图像的特征值范围为面积4500~20000mm 2,面积占比4%~22%,周长250~950mm,3个条件同时满足即为土膜图像。在土壤板结状态下进行试验,结果表明:系统的平均识膜率大于95%,地膜的损伤率在5%以下,边膜上的土壤清除率到达82%。

基于血红蛋白-蒙脱土膜的修饰电极在三氯醋酸检测中的应用(英文)

三氯醋酸产生于工业废弃物及水的氯化过程 ,是重要的环境污染物 .对于它的检测 ,常用的方法比较繁琐 .应用血红蛋白 -蒙脱土膜修饰热解石墨电极 ,将血红蛋白包埋于修饰在热解石墨电极上的蒙脱土内 ,进行循环伏安实验 ,可以得到血红蛋白的直接电化学响应 ,在pH 4.0 0 .1mol/L柠檬酸缓冲液中 ,于- 0 .2 92V处出现一对准可逆的氧化还原峰 (相对于饱和甘汞电极 ,VS.SCE) .经紫外 -可见光谱和傅利叶红外光谱测定 ,包埋在蒙脱土膜内的血红蛋白仍保持与其天然状态相似的二级结构 ,而且将三氯醋酸加入上述体系中 ,发现该修饰电极对三氯醋酸具有催化功能 .表观米氏常数的测定结果显示 ,该参数可作为这种电极与底物三氯醋酸作用的酶性质的表征 .同时血红蛋白 -蒙脱土膜修饰热解石墨电极性质稳定 ,对于三氯醋酸 ,显示出了酶样的催化作用特性 ,特异性高 .因此水中虽然存在一些浓度高于三氯醋酸三倍的相关干扰物质的同时 ,该电极仍显示出了良好的选择性 ,并具有方便、快捷的特点 .还从电化学的角度出发 ,探讨了血红蛋白

凹凸棒土膜的制备及其离子截留性能

采用固态粒子烧结法在陶土-粉煤灰基体表面制备了纳米级凹凸棒土膜,改善了基体表面形貌,收窄了基体的孔径分布区间。考察了凹凸棒土膜对不同类型离子模拟废水的处理效果,并研究了pH值对凹凸棒土膜截留性能的影响。结果表明:涂覆在陶土-粉煤灰基体上的凹凸棒土膜对Ca2+、PO34-和Cl-等离子均具有一定的截留效果,特别是对高价阴离子的截留效果优异;不同类型离子模拟废水均在特定pH值时出现最低截留率,证明了凹凸棒土膜的截留机理为道南排斥和介电效应,此特定pH值即为等电位点,且等电位点随溶液的不同而发生变化。

南方残膜回收机设计及土膜分离性能试验

针对南方农艺要求、土膜分离难等问题,设计了一台南方残膜回收机。结合机器工作原理,对影响土膜分离性能的扎膜部件举升角度、机器行走速度以及残膜延展率3个因素进行单因素试验和多因素正交试验。结果表明:扎膜部件举升角度对残膜回收机的土膜分离性能有着显著的影响,且当扎膜部件举升角度为35°,机器行走速度为5 km/h,残膜延展率选定为30%时,残膜回收率高于95%,夹带土壤质量低于0.50 kg/m^2。此机器符合南方作业条件,克服了土膜分离难的问题,满足残膜回收要求。

浅谈粘土防渗与复合土膜防渗在水利工程的优缺

在水利工程施工过程中,水库大坝是水利工程中常见的建筑,为了保证大坝的安全,需要提高水库大坝的防渗设计,提升水库大坝的质量。基于此,本文对粘土防渗与复合土膜在水利工程的优缺点进行探讨。

山东高密“潍花8号”膜上覆土配套高产种植技术

高密市位于山东半岛的西南部,花生年播种面积约为3 800 hm^(2)。近几年主推“潍花8号”,形成了轮作倒茬、精选良种、机播盖膜、生育期管理收获一整套高产种植技术,创新了膜上覆土技术。

垄上破膜覆土一体机设计与仿真

针对贵州省铜仁市植烟区膜后打孔投苗移栽方式存在的烟苗根部覆土不足、苗株周围易长草问题,设计了一款适合于铜仁市植烟区烟叶生产的乘坐式垄上破膜覆土一体机。该机由增程式发电机、铅酸电池组、行走装置、取土运土装置、破膜覆土装置、控制面板、机架及驾驶位等组成。利用Solidworks软件建立了双曲柄多连杆鸭嘴破膜覆土机构虚拟样机模型,经模型简化导入ADAMS中进行仿真分析,得到其运动轨迹和X、Y方向位移与时间变化曲线。结果表明,设计的双曲柄多连杆鸭嘴破膜覆土机构满足55 cm定株距破膜和作业效率0.067 hm^(2)/h的要求,验证了其结构选择和参数设计的合理性。该机能够代替人工膜上覆土作业、降低作业成本、提高覆土效率,具有推广使用价值。

棉田机收膜杂除土装置设计与试验

针对残膜资源化利用过程中,棉田机收残膜因土壤含量高导致企业运输成本高、人工分拣效率低、分拣后的土壤废弃物不易处理造成环境污染等问题,结合棉田膜杂中土壤、膜秆等物料特性,设计了一种机收膜杂除土装置。装置主要由筛体、前驱动曲轴、后曲轴、电机及机架等组成,可一次完成膜杂物料打散、膜秆后抛输送和除土作业。为增加筛体对杂膜打散作用,将筛体设计成在曲轴上回转相位不同的4个单筛体,并通过作业过程分析对其结构参数进行设计。试验结果表明:当曲轴转速176.62r/min、筛面倾角12°、筛体振幅139.81mm时,膜杂除土率为86.5%,能够满足膜杂除土作业要求。研究成果可为相关分离装置设计提供参考。

1GF-2.4型膜上覆土机参数优化与试验

为解决新疆地区番茄、辣椒等因膜上移栽后覆土量不足造成的烧苗、错位、畸形苗等问题,设计一种适用于作物苗期膜上作业的覆土机,介绍整机构成及作业参数,并阐明取土盘、绞龙螺旋覆土装置、调节机构等关键部件工作原理。通过理论计算及优化确定绞龙螺旋覆土装置的主要参数:绞龙轴直径42 mm,长度1 110 mm,幅宽1 500 mm;绞龙螺旋叶片间距340 mm、螺距170 mm、螺旋升角16°。以覆土装置转速、机具前进速度及开沟深度为试验因素,覆土合格率为试验指标,进行三因素五水平二次回归正交组合试验,建立覆土合格率数学回归模型,最终获得机具最优工作参数组合:绞龙转速为306 r/min,机具前进速度为2.6 km/h,开沟深度为10 cm。田间验证试验表明,1GF-2.4型膜上覆土机覆土合格率均值为92.6%,满足作业要求。

高密度聚乙烯土工膜对分层垃圾填埋体渐进滑移的稳定性影响分析

对不同填埋龄期的MSW和不同类型HDPE土工膜进行土-膜界面剪切试验,再结合数值模拟方法,分析不同类型HDPE土工膜对分层MSW填埋体渐进破坏的稳定性影响。结果表明,随着填埋龄期的增加,土-膜界面粘聚力呈现出总体下降的趋势,而土-膜界面内摩擦角呈现出总体上升的趋势;填埋体边坡呈现出推移式逐层级渐进破坏的滑坡特征,HDPE覆盖层起到了延缓上层滑移面的贯通,并阻断下方填埋体滑裂带形成的作用;布设HDPE土工膜能显著增强填埋体在填埋中期的整体稳定性。此外,柱点类型HDPE土工膜具有更高的土-膜界面抗剪强度,减小填埋体滑移破坏的影响效果更好。研究结果为HDPE土工膜作为中间覆盖层的选用,提供试验依据和可靠的模拟理论分析。

风-筛式土壤残膜分离装置内气流场试验与分析

在自主研制的1QZ-3900清田整地联合作业机上,通过在振动风筛式土膜分离装置内空间布置测量点,测定了不同位点的气流速度。根据测值绘制横、纵断面不同位置的气流速度变化分布图曲线,分析了分离室内气流场速度分布规律及变化原因。试验表明,横向两侧气流速度稍低,中间气流速度高,曲线变化平缓,对称分布;纵向气流速度近似"N"字形变化,"驼峰"出现在300和1 800断面处;竖向Z=100mm层气流速度最大。

浅析东乡县机械化马铃薯黑膜覆土垄上微沟技术

马铃薯生产在东乡县的经济作物生产中有着重要的地位,本文从机械化马铃薯黑膜覆土垄上微沟技术的各个具体实施方向介绍这一技术在东乡县的实施与应用,希望为相关从业者提供一定的参考与帮助。

基于FEM-SPH耦合的卷辊式耕层残膜回收部件结构优化与试验

针对棉田耕作层内残膜力学性能差及膜土分离困难,残膜拾净率低和回收的残膜含土量高等问题,该研究对卷辊式残膜回收部件进行优化。在分析起膜捡膜工作过程和建立卷辊弹齿与膜土团聚体之间动力学关系的基础上,采用有限元法(finite element method,FEM)和光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)耦合算法,建立卷辊弹齿-膜土团聚体接触计算模型,探究卷辊弹齿与膜土团聚体之间相互作用机理,分析卷辊弹齿接触膜土团聚体后残膜受力程度和土壤扰动程度的变化规律。以卷辊回转半径、弹齿直径、弹齿顶端折弯角为试验因素,以残膜平均峰值应力及土壤最大应变为指标开展仿真试验,分析各因素对指标的影响规律并对卷辊弹齿结构参数进行优化,获得卷辊弹齿最优结构参数为:卷辊回转半径100 mm、弹齿直径5 mm、弹齿顶端折弯角42°,此时残膜平均峰值应力为0.1201 MPa,土壤最大应变为3.7584。为了验证优化后卷辊弹齿的捡拾作业性能,以拾净率和含土率为试验指标进行田间试验,结果表明:机具拾净率为80.34%,含土率为37.13%,与初代研制的样机相比拾净率提升了8.74个百分点,含土率下降了12.18个百分点,机具作业性能明显提升且试验指标达到设计要求。本文建立的有限元模型可为残膜回收机关键部件的结构优化提供参考。

机械化膜上覆土技术发展概况

针对现有的栽培播种工序,推广机械化覆土技术是实现我国西北部旱作农业发展的必要途径之一。在分析现有覆土技术的基础上,阐述现阶段覆土装备的研究进展及存在问题,并展望覆土种植机械化的发展趋势,为覆土技术进一步发展提供参考。

马铃薯起垄播种覆膜再覆土种植技术效益研究

对宁夏中部干旱带马铃薯覆膜种植过程中存在的出苗难、人工放苗成本高、产量低等问题进行研究,通过对不同种植方式的土壤含水量、贮水量、土壤温度、马铃薯生育进程及产量等各项指标的观察记载和分析,发现全膜双垄沟大垄膜侧播产量最高,产量为1048.7 kg/667 m^(2),比露地种植马铃薯产量高出362.6 kg/667 m^(2),增产幅度达52.9%。马铃薯覆膜覆土实现了马铃薯覆膜覆土种植全程机械化,可节省人工成本140元,每亩纯收入能达到580.3元/667 m^(2)。因此在宁夏中部干旱带种植马铃薯,推荐使用起垄播种后覆膜覆土技术。

全膜覆土栽培对作物的水温效应

为揭示全膜覆土栽培对作物的增产机理,在大田条件下分析了全膜覆土、传统地膜覆盖及露地栽培春小麦的土壤温度、土壤含水量、灌浆速率,以及两茬春小麦和一茬马铃薯的产量、水分利用效率和经济效益的差异。结果表明,与露地栽培相比,全膜覆土显著提高了春小麦生长前期耕层地温,降低了生长后期地表温度,同时起到保水和充分利用土壤深层水分的作用。全膜覆土春小麦的籽粒灌浆速率峰值出现时间和灌浆持续时间均比露地和地膜覆盖小麦分别推后3和6 d,平均灌浆速率分别提高0.65%和6.15%。全膜覆土栽培技术可连续提高三茬作物的产量及水分利用效率,使其总纯收益比露地和地膜覆盖处理分别增加26.07%和10.76%。

土下覆膜播种方式作物自动破膜出苗效应

针对传统地膜覆盖需要人工放苗,封堵地膜破洞等问题,研究了6种不同作物在土下覆膜时的自动破膜效应。结果表明:不同作物的自动破膜能力差异极显著,花生、玉米的自动破膜能力最强,其相对出苗率分别达0.85和0.78,南瓜最弱为0.48;影响作物自动破膜效应的因素及各因素间的互作中,以膜上覆土厚度与地膜厚度的影响最大,覆盖厚度为0.008 mm地膜+膜上覆盖2.0 cm土壤时作物的自动破膜效果最佳;自动破膜能力越强的作物,其自动破膜效果受覆盖材料变化的影响也相对较低。采用土下覆膜种植方式,作物出全苗时间与对照相近。

不同水分管理下全田土下微膜覆盖的冬小麦耗水特性

【目的】针对海河平原水资源匮乏与冬小麦生产水分高耗的现实矛盾,研究不同水分管理条件下全田土下微膜覆盖的冬小麦耗水特性,探索区域小麦节水生产新方法。【方法】采用大田试验,以小麦常规种植方法为对照,进行两地3年试验研究。【结果】全田土下微膜覆盖下,小麦生育期田间耗水量显著降低116.1—167.9 mm,土壤贮水消耗占总耗水的55.5%—77.9%。覆膜显著减少了小麦返青前的耗水量,生育后期耗水占总耗水量的比例提高。覆膜条件下,拔节前根系吸水深度较露地处理浅40 cm,生育期2 m土体可供水212.2—240.3 mm,春季灌水75 mm小麦对土壤贮水消耗集中在0—140 cm土层,比常规生产(CK,3次灌水共225 mm)深40 cm,灌水时间后移可显著减少2 m土体贮水消耗。土下微膜覆盖条件下,雨养耗水284.3 mm可获得不低于7 500 kg·hm-2的小麦产量,播前灌水≥60 mm或抽穗期灌水75 mm,可获得与CK相当的产量,水分利用效率比CK提高40%以上、净水分利用效率和灌溉水利用效率达到最高。【结论】全田土下微膜覆盖雨养或适时少量灌水是海河平原大幅降低小麦耗水,缓解水资源供需刚性矛盾的一种新型种植方法。

较高土石坝膜防渗结构设计方法探讨

根据不同防渗体位置的土石坝受荷位移规律与土工膜受力变形特点,分析了坝内土工膜的变形机理,并以四川瀑布沟186 m的心墙堆石坝为例,提出了土工膜与土心墙联合防渗的思路及设计原则.分析表明:坝内绝大部分区域的土工膜能够承受坝体位移引起的变形,但在刚性锚固部位,由于“夹具效应”,土工膜可能会产生局部过大变形而发生破坏;对于高水头土石坝,土工膜尤其适用于存在缺陷的黏性土料心墙的联合防渗;四川瀑布沟186 m的心墙堆石坝,如果采用土工膜与土心墙联合防渗设计方案,则不仅可以提高防渗安全的可靠性,而且与原设计方案相比,技术上更先进,经济上更合理.