长期不同耕作方式下紫色水稻土和上覆水中汞及甲基汞的分布特征

为了解不同耕作方式对稻田中甲基汞的影响,在免耕冬水、垄作免耕、厢作免耕、水旱轮作和常规平作等5种耕作方式的长期定位试验地,分层采集土壤和上覆水样品,分析了汞及甲基汞的垂直分布特征.结果表明,免耕冬水、垄作免耕以及厢作免耕条件下土壤总汞含量在10~20 cm层最高,其中免耕冬水富集效果相对明显;而水旱轮作和常规平作处理则随土层加深呈下降趋势,其中水旱轮作更有利于汞的迁移转化.免耕冬水、厢作免耕、常规平作土壤甲基汞含量在剖面的分布规律与土壤总汞类似,除水旱轮作土壤汞甲基化能力在底层比表、中层较强外,其余4种处理则相反.5种耕作方式下稻田上覆水中溶解态汞(DHg)和溶解态甲基汞(DMe Hg)含量均随水深而增加,且水旱轮作和常规平作相对较高.各处理孔隙水中DHg含量与该层次土壤总汞含量有关,两者在土壤剖面上的波动趋势基本相同.免耕冬水、垄作免耕的孔隙水中DMe Hg含量及DMe Hg占DHg比例均在10~20 cm层出现最大值.水旱轮作和常规平作的孔隙水DMe Hg含量则相反,在10~20 cm层有最低值,两种处理的DMe Hg占DHg比例随土壤深度增加而上升.不同处理孔隙水中DMe Hg含量及DMe Hg占DHg比例均大于对应处理上覆水的值.     

含油污泥离心脱水中离心机参数的选择

通过对含油污泥离心脱水的批量处理和连续处理的研究,取得了含油污泥水固两相离心分离的满意效果.实验表明,适宜的操作参数可提高离心脱水效果.对LWD-430卧式螺旋离心机,当离心速度在1200～1400r/min之间,处理量在1～3 m3/h之间,差转速(转鼓与螺旋推料器的转速差)为20r/min时,离心液体积和COD均达到最佳状况.离心速度过高,会使絮体中的油离解出来,从而使离心液COD增加.差转速增加能明显改善"三泥"的离心脱水效果.     

SURFACE WATER QUALITY IMPACTS OF TILLAGE PRACTICES UNDER LIQUID SWINE MANIJRE APPLICATION1

ABSTRACT: Field studies were conducted to investigate the effects of tillage practices on the saturated hydraulic conductivity, and quantity and quality of surface runoff water resulting from the application of the liquid swine manure as a fertilizer. As part of the study, infiltration experiments were conducted on silt-loam soil with no-tillage (NT) and disk tillage (DT) practices. Liquid swine manure was applied on test plots, and the rainfall was applied by the portable rainfall simulator. The infiltration data was analyzed for the saturated hydraulic conductivity (K8) and runoff volume determinations. The surface runoff water was analyzed for total N, total P, ammonia, and nitrate concentration determinations. The study indicated that the tillage had significant effects on K_s, and quantity and quality of runoff water. The K_s values of the NT plots were found to vary from 0.693 to 1.734 mm/min, with a mean of 1.494 mm/min, while they varied from 1.056 to 2.543 mm/min, with a mean of 2231 mm/mm in the DT plots. The total N, total P, ammonium nitrogen and nitrate nitrogen concentrations were lower in runoff generated from DT plots, compared to that from the NT plots. The chemical concentration levels were significantly different in runoff waters collected one-day after manure application than in those collected 40-days after the manure application. Study suggested that the DT practice must be preferred over the NT practice if liquid swine manure is used as the fertilizer. The study is further continued to assess the long-term impacts of swine manure application and tillage on the quantity and quality of surface runoff water.     

EVALUATION OF MANAGEMENT PRACTICES TO CONTROL AGRICULTURAL POLLUTANTS1

ABSTRACT: The objective of this study was to evaluate the effectiveness of various land-use practices upon the production of nonpoint source pollutants from small agricultural watersheds in Northern Virginia. Pollutant production at each watershed was determined by individual monitoring stations. Data analysis consisted of a determination of the site specific pollutant yield for similar watersheds subjected to differing crop management approaches. These collected data were then compared to those generated by a parametric, event model developed for this investigation. This synthetic data base was used to eliminate or reduce errors resulting from monitoring site differences and to extend the collected data for additional comparisons.     

不同耕作制度对南方稻田甲烷排放的影响

以南方稻田温室气体甲烷排放为研究对象,选取冬季休闲和种植绿肥作物紫云英(AstragalussinicusL.)两种主要模式,在早稻(OryzasativaL.)移栽之前进行旋耕和翻耕两种处理,以全年休闲为空白对照,利用静态箱法测定甲烷排放通量。结果表明,甲烷排放在水稻抽穗期达到极大值,至收获甲烷排放呈减少趋势,以无稻全年休闲区甲烷排放通量最低,在抽穗至收获阶段平均排放速率为3.43mg·m-2·h-1,冬闲及冬季种植紫云英处理分别比无稻休闲区排放通量高114.3%和420.3%;甲烷浓度具有强烈的空间异质性,地表以上50cm空间内,早稻抽穗至成熟阶段甲烷浓度是大气甲烷浓度的35.2倍;稻田甲烷高浓度低排放速率以及低浓度高排放速率现象表明,甲烷排放速率与其浓度之间具有非一致性。     

含油污泥离心脱水中离心机参数的选择

通过对含油污泥离心脱水的批量处理和连续处理的研究，取得了含油污泥水固两相离心分离的满意效果。实验表明，适宜的操作参数可提高离心脱水效果。对LWD-430卧式螺旋离心机，当离心速度在1200～1400r／min之间，处理量在1，3m^3／h之间，差转速（转鼓与螺旋推料器的转速差）为20r／min时，离心液体积和COD均达到最佳状况。离心速度过高，会使絮体中的油离解出来，从而使离心液COD增加。差转速增加能明显改善“三泥”的离心脱水效果。     

浮球式惯性平台的自适应模糊滑模转动控制

目的选择一种稳定的控制方法使力矩器能够完成高精度的转动控制。方法选择自适应模糊滑模控制解决球体的转动控制问题。该方法是在滑模控制的基础上,利用自适应模糊系统逼近滑模控制中的切换控制项,使得该方法不但拥有滑模控制所具有的稳定性和鲁棒性的优点,而且有效地抑制了滑模控制的抖振问题,得到振幅较小且变化平缓的控制输出。结果自适应模糊滑模控制的跟踪误差在0.01°以内,且跟踪状态下控制输出信号的斜率不超过40 000 step/s。结论该方法能够在力矩器的能力范围内保证球体转动的精度,满足自标定自对准时转动精度低于0.01°的要求。     

保护性耕作对土壤养分及碳库管理指数的影响

2008-2010年在丹江口库区坡耕地进行了保护性耕作试验,观测了不同保护性耕作措施对坡耕地土壤养分和碳库管理指数的影响。结果表明:不同保护性耕作措施在改善土壤养分和碳库管理指数上存在差异",免耕+秸秆覆盖"(NTS)在土壤全量养分和速效养分的保持上均表现出了相对较好的效果。相对于传统的坡耕地种植模式,不同保护性耕作措施可以显著改善土壤碳库管理指数,促使土壤系统向着良性方向转变,其中改善措施以"免耕+秸秆覆盖"(NTS)最为明显,相对传统耕作(T)增加了32.73%,其次为横坡垄作(CSP),最后为免耕(NT)。     

覆盖作物及耕作方法对土壤丝状真菌生物量的影响

以日本国立大学法人茨城大学农学部田间科学教育研究中心附属农场为研究对象,在不同季节(2004年5月、10月和2005年5月、10月)对农田采取旋耕、梨耕和免耕处理,并在每一耕作处理区分别种植黑麦(Secale cereale L .)、毛野豌豆(Vicia villosa Roth)和杂草(休闲处理对照区),来研究覆盖作物及耕作方法对土壤中真菌生物量的影响效果.结果表明,在免耕处理区,覆盖黑麦、毛野豌豆和杂草的土壤表层(0～10 cm)中,其真菌的牛物量均分别高于相应覆盖物的深层土壤(10～30 cm)中真菌的生物量,并且覆盖黑麦的土壤表层中真菌的生物量比覆盖毛野豌豆的高很多,在2004年5月和10月测得的土壤表层中,覆盖黑麦的真菌生物量分别是覆盖毛野豌豆的1.2和1.8倍,在2005年5月和10月,分别是1.6和1.2倍.对旋耕和梨耕处理区,在不同深度的土层和覆盖物的条件下,真菌生物量均没有明显变化.从上述结果,不同的耕作方式和覆盖不同的作物都会影响土壤中真菌的生物量,并且,免耕和覆盖黑麦相结合,对土壤表层中的真菌生物量影响最为显著.另外,在不同的土壤层之间,表层中的真菌生物量要高于深层土壤.     

耕作深度调控秸秆还田对农田土壤呼吸的影响

秸秆还田和耕作深度处理是影响农田土壤呼吸最重要的农业管理措施之一,但二者交互作用影响农田土壤呼吸的机制尚不清楚.基于此,针对中国的旱地农田生态系统,利用已发表的116篇研究论文,借助Meta分析技术,探究秸秆还田和耕作深度处理及其二者交互作用对农田土壤呼吸的影响及其调控因素,为农田生态系统实现“碳中和”提供重要的数据支撑和理论依据.结果表明,免耕导致土壤呼吸减少了8.3%,而浅耕和深耕处理对土壤呼吸的影响不显著,但对土壤呼吸的增加量仍呈现出深耕>浅耕>免耕的趋势.虽然,浅耕和深耕对土壤呼吸和土壤有机碳（SOC）的影响均相对较小,但是免耕导致土壤呼吸减少了8.3%的同时却又导致SOC增加了7.05%,因此实施免耕措施对农田土壤固碳减排具有重要意义.此外,耕作深度会显著调控秸秆还田对土壤呼吸的影响,且土壤呼吸的增加量呈现出深耕秸秆还田>浅耕秸秆还田>免耕秸秆还田的趋势,整体平均增加了14.51%.秸秆还田后不同深度耕作处理下土壤呼吸的增加量与土壤容重、农作物产量、土壤有机碳、以及土壤温度和水分的改变量密切相关,且对土壤呼吸增加量的贡献呈现出土壤容重>农作物产量>土壤有机碳>土壤水分>土壤温度的趋势.虽然SOC在深耕秸秆还田、浅耕秸秆还田和免耕秸秆还田处理下分别增加了29.32%、10.12%和23.94%,但是土壤呼吸在深耕秸秆还田和浅耕秸秆还田处理分别增加了29.32%和18.92%,而在免耕秸秆还田处理下仅增加1.2%.所以,免耕秸秆还田也有利于农田土壤固碳减排.因此,在中国的旱地农田生态系统中,耕作深度会调控秸秆还田对土壤呼吸的影响程度,而这种调控主要与土壤理化性质有关,尤其与土壤容重关系最为紧密,且免耕和免耕秸秆还田均是有利于农田土壤固碳减排的重要农业管理措施.