深翻、有机无机肥配施对稻田水分渗漏和氮素淋溶的影响

【目的】针对我国长江中下游地区稻麦轮作区常年浅耕与不合理施肥导致的土壤犁底层增厚与土壤板结的问题,研究深耕（打破部分犁底层）与施肥方式对稻田土壤容重、土壤紧实度、土壤水分渗漏量、氮素淋溶量及氮素形态的影响,阐明稻田氮素淋溶量与耕作、施肥方式的响应机制,为稻田合理耕层构建提供理论依据。【方法】（1）基于2015年安徽省舒城县设置两种耕作方式（旋耕12 cm、深翻20 cm）、3种等氮量施肥方式（仅施化肥处理T1、秸秆还田配施化肥处理T2、有机与无机肥配施处理T3）的田间定位试验,2019—2020年监测土壤容重与紧实度以及稻季水分渗漏与氮素淋溶量。（2）通过原状土柱模拟试验,研究深翻30 cm（打破犁底层）对稻田水分渗漏量的影响。【结果】（1）田间试验结果表明,深翻20 cm较旋耕12 cm降低了耕层土壤容重与紧实度,但没有显著增加水稻生育期的水分渗漏量,仅在分蘖期增加7.4%,孕穗期之后无显著影响。（2）土柱试验结果显示,深翻30 cm（打破犁底层）水分渗漏量较旋耕12 cm和深翻20 cm显著增加,淹水时分别增加19.0%与11.0%,非淹水时分别增加23.0%与21.5%。（3）田间试验水分渗漏液中的氮素主要以硝态氮的形式存在,T3较T1和T2处理在水稻进入孕穗期后显著降低渗漏液中硝态氮的浓度;各施肥处理间铵态氮浓度差异不显著。（4）从整个水稻生育期看,两种耕作方式对氮素淋溶量影响不显著,而3种施肥方式下氮素淋溶量存在明显差异,T3处理降低了氮素淋溶量。深翻条件下T1、T2与T3处理氮素淋溶量分别为10.69、11.74和9.14 kg N·hm^-2,旋耕条件下分别为9.83、11.21和8.58 kg N·hm^-2。【结论】深翻20 cm可以改善土壤物理性状,但不会增加土壤水分渗漏及氮素淋溶;相同耕作方式下,有机与无机肥配施不会增加土壤水分渗漏与氮素淋溶。因此,在长江中下游黏质且犁底层厚（如红黄壤型）的水稻土区,部分打破犁底层,有机与无机肥配施,可构建深厚肥沃的耕作层,且不会增加水分渗漏和氮素的淋溶。     

梅花鹿和驯鹿外周血和茸血对牛蛙离体心脏心肌收缩力和心率的影响

为探讨鹿血对牛蛙离体心脏收缩力和心率的影响,采用斯氏法离体蛙心,分别用不同的鹿血对离体心脏进行灌流,用BL 420E生物技能试验系统记录离体心脏给药前、后心肌收缩力和心率的变化。试验结果表明:梅花鹿外周血、梅花鹿茸血、驯鹿外周血和驯鹿茸血与任氏液对照组相比心肌收缩力增加42.27%¹26.62%,差异极显著(P<0.01),其中梅花鹿外周血和驯鹿外周血较比梅花鹿茸血和驯鹿茸血对增强离体蛙心心肌收缩力更为明显,但对各组间的心率没有影响(P>0.05)。     

增施有机肥改善黑土物理特性与促进玉米根系生长的效果

为改善东北黑土区粘重耕层的土壤物理特性,通过玉米秸秆还田基础上增施有机肥试验,拟明确增施有机肥对黑土物理特性和根系生长的提升效果。利用2015～2018年吉林省公主岭市和黑龙江省克山县黑土区的定位试验,测定了玉米抽雄期3种秸秆还田处理及其增施有机肥(旋耕秸秆还田+有机肥RSM、深翻秸秆还田+有机肥DSM、深松秸秆还田+有机肥SSM)处理的土壤物理指标;并采用微根管法原位测定了根系生长指标,计算出增施有机肥后各土壤物理特性与根系生长指标的变化量。结果表明,相比秸秆还田处理,增施有机肥降低了土壤容重、土壤紧实度,提升了土壤含水量,同时根长密度、根尖数密度和根平均直径均显著增加,其中根长密度和根尖数密度各土层平均增加了0.18 cm/cm~2和34.9×10~(-3)个/cm~2。不同秸秆还田方式增施有机肥后对黑土物理特性和根系生长的改善效果不同,其中0～15 cm土层RSM处理改善效果最明显,15～45 cm土层SSM和DSM处理改善效果最明显。有机肥和秸秆还田方式互作对黑土物理特性和促进根系生长指标具有显著的正向互作效应。上述结果表明,深松秸秆还田和深翻秸秆还田基础上增施有机肥模式更有利于改善黑土物理特性和促进根系生长,是改善东北黑土区粘重耕层的技术选择。     

秸秆还田配施氮肥对稻田土壤活性碳氮动态变化的影响

【目的】土壤微生物量碳氮和水溶性有机碳氮是土壤中最活跃的碳氮组分,是衡量土壤碳氮周转与养分有效性的重要指标。探讨秸秆配施氮肥、氮肥用量及基追比例对稻田土壤微生物量碳氮、水溶性有机碳氮、易氧化有机碳和速效氮的影响,明确秸秆还田条件下水稻生长季不同氮肥用量与基追比的土壤活性碳氮变化特征,为稻麦轮作区秸秆还田的氮肥管理提供理论依据。【方法】2012—2015年在湖北省荆门市田间试验中设置施氮量、秸秆配施氮肥和施氮时期3个大田试验。施氮量：不施氮（N0）,推荐施氮（165 kg·hm ^-2,N165）,习惯施氮（195 kg·hm ^-2,N195）;秸秆配施氮肥：秸秆移除（CK）,秸秆还田（移栽前将上季小麦秸秆全部还田,S）,秸秆还田+习惯施氮量（SN）,秸秆还田+推荐施氮量（SF）,秸秆还田+推荐施氮量+腐解菌剂（SM）;施氮时期：基施﹕拔节期﹕抽穗期氮肥施用比例为7﹕3﹕0（R1）,5﹕3﹕2（R2）,10﹕0﹕0（R3）。【结果】秸秆还田+习惯施氮量（SN）显著提高了水稻拔节期土壤微生物量碳（SMBC）含量,但是其成熟期水溶性有机碳含量（DOC）显著降低。秸秆还田+推荐施氮量（SF）显著提高了水稻拔节期土壤水溶性有机氮含量（DON）。腐解菌剂的施用显著降低了水稻成熟期DON含量,拔节期易氧化有机碳含量（ROC）也显著降低。秸秆还田下增加氮肥用量显著提高了水稻抽穗期和灌浆期土壤速效氮含量（AN）;推荐施氮处理（165 kg N·hm ^-2）的DON和AN含量显著升高;农民习惯施氮处理（195 kg N·hm ^-2）降低了DON和AN含量;增加追施氮肥比例对土壤SMBC和DOC含量无明显影响,但提高了水稻拔节期SMBN和ROC含量。【结论】施氮量及其基追比是影响秸秆还田下稻田土壤活性碳氮含量的主要因素,合理配施氮肥能提高土壤微生物量碳、速效氮及水溶性有机氮等活性碳氮组分含量,增加追肥比例也能提高水稻生育期内土壤活性碳氮含量。     

根河林业局森林生态服务功能价值评估

利用内蒙古大兴安岭森林生态站的长期定位观测和根河林业局2012年森林资源统计数据,参照林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1271-2008),首次采用分布式评估与旅行成本相结合的方法,对根河林业局森林生态服务功能进行价值评估。结果表明:1)根河林业局森林服务功能价值为317亿元·a^-1,各功能对总价值量的贡献率依次为固碳释氧>涵养水源>保育土壤>净化大气环境>物种保育>营养物质积累>森林游憩。2)固碳释氧和涵养水源功能是根河林业局森林的主要功能,占服务功能总价值量的63.7%。森林年固碳量可抵消内蒙古自治区碳排放量（6 987.07万t,2008年）的7.8%;年涵养水源量对根河年径流量(20.6亿m³)的贡献率为32.8%,是海拉尔河年径流量(32亿m³)的21.1%。3)针叶林单位面积服务功能价值量大于阔叶林,不同树种六大功能单位面积的价值量依次为樟子松(Pinus sylvestris)>兴安落叶松(Larix gmelinii)>白桦(Betula platyphylla)>山杨(Populus davidiana)。4)单位面积服务功能价值量随林分年龄增大而增大,不同龄组六大功能单位面积的价值量为过熟林>成熟林>近熟林>中龄林>幼龄林。     

荨麻科植物DNA条形码的筛选

[目的]评价不同DNA条形码候选序列对荨麻科植物的鉴别能力,为荨麻科植物鉴定提供参考.[方法]使用ITS、matK、rbcL和psbA-trnH绪列的通用引物对荨麻科植物进行PCR扩增和测序,比较各序列的扩增效率、测序成功率,分析获得序列的碱基组成及变异,比较种间和种内变异的差异,并对条形码间距进行评估.[结果]psbA-trnh序列在荨麻科植物13个种30个样品中的扩增成功率最高(100.0%).psbA-trnH的有效序列获得率最高,为95.4%,ITS为92.3%,rbcL为90.1%,matK为零.ITS序列种间遗传距离范围为0~0.508,psbA-trnH序列为0~0.522,rbcL序列为0~0.532.ITS序列在种间、种内的差异变异及条形码间距较rbcL与psbA-trnH具有更明显的优势.ITS序列构建的系统发育树中不同物种形成单系分支的百分比最高,其次为psbA-trnH、rbcL序列.聚类结果表明,MP法的聚类效果最好,其次为UPGMA法、ML法,NJ法最不理想.[结论]荨麻科植物种间变异明显大于种内变异,DNA条形码适用于荨麻科植物种水平上的鉴定;3个候选序列中无任何一个序列可完全鉴别出不同种类的荨麻科植物,ITS、rbcL与psbA-trnH可作为鉴别荨麻科植物的DNA条形码序列组合.     

基于深度脉冲神经网络的昆虫识别系统研究

精准的昆虫种类识别对防治虫害有很大的帮助,是农业智能化的重要表现。提出了基于深度脉冲神经网络的昆虫识别系统,首先对样本图像进行图像预处理;接着利用脉冲神经网络对昆虫图像进行整体轮廓特征提取,初步定位昆虫区域,然后进行昆虫区域分割;最后结合深度卷积神经网络(deep convolutional neural networks, DCNN)和脉冲神经网络(spiking neural networks, SNN)各自的优势,利用PyTorch搭建了深度脉冲神经网络(deep spiking neural networks, DSNN)模型进行训练以及昆虫的识别测试。测试结果表明：该系统具有较高的定位率和识别率,为后续昆虫种类图像识别场景化应用研究奠定了基础。     

基于RFID的智能超市购物系统设计

生活的快节奏化,使得传统超市的人工成本增高、人员不足、购物高峰期排队时间长等弊端逐渐凸显。随着物联网、互联网的快速发展,结合传统超市的不足,提出一种基于射频识别(radio frequency identification, RFID)的智能超市购物系统,实现购物时所购商品的价格录入、价格计算、生成订单信息和付款码、防盗等功能,使得顾客在超市购物时更加便捷化和智能化。     

石灰用量对水稻油菜轮作区土壤酸度、土壤养分及作物生长的影响

【目的】我国南方稻油轮作区土壤酸化趋势日趋严重,降低了作物产量。研究酸性土壤施用石灰对土壤养分及作物生长的影响,明确土壤速效养分、产量与作物养分吸收量对土壤pH的响应关系,为水田两熟区酸化土壤改良提供理论依据。【方法】2015—2018年在江西进贤县选择pH 4.5的水稻土,以熟石灰作为酸性土壤改良剂,开展田间定位试验。通过实验室模拟,计算出获得不同土壤pH情况下的熟石灰用量,试验设6个土壤pH梯度,分别为4.5、5.0、5.6、6.3、6.8、7.3,2015年匀地一年,为保证各处理土壤pH与匀地一年后实测pH基本一致,以一年为周期用熟石灰进行定量调整。【结果】（1）随着石灰用量和土壤pH的增加,土壤速效氮含量呈先增加后降低的趋势、交换性钙、交换性镁含量显著增加,土壤速效钾、有效磷含量显著降低;（2）随着石灰用量和土壤pH的增加,作物产量呈先增加后降低的趋势。土壤pH 6.4时（相当于6 145 kg·hm ^-2熟石灰用量）油菜产量达到最高,较土壤pH 4.5处理增加了202.2%;土壤pH 6.8时（相当于7 474 kg·hm ^-2熟石灰用量）,水稻产量达到最高,较土壤pH 4.5处理增加了61.2%。油菜、水稻产量降低50%时的酸害阈值分别为4.7、4.2;（3）土壤pH显著影响作物养分吸收量。随着熟石灰用量的增加,油菜氮磷钾吸收量呈先增加后降低的趋势。2016—2018年油菜氮磷钾吸收量与不施石灰处理相比,施石灰处理平均增幅分别为59.5%—181.4%、36.2%—188.8%、65.7%—198.9%;水稻氮磷钾吸收量呈先增加后降低的趋势,在pH 6.8左右水稻氮磷钾吸收量最大。2016—2018年水稻氮磷钾吸收量与不施石灰处理相比,施石灰处理平均增幅分别为11.1%—88.6%、13.5%—68.5%、9.7%—66.1%。【结论】施用熟石灰的情况下,随着土壤pH升高,土壤速效氮、交换性钙镁等含量增加,提高了产量,促进了作物对氮磷钾养分的吸收。在本试验条件下,稻油轮作区酸性土壤（pH 4.5）施用熟石灰的最佳用量为6 500 kg·hm ^-2左右,改良土壤的目标为pH 6.5左右,可获得我国南方稻油轮作区的作物稳定高产。