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[目的]明确不同施肥方式对稻田土壤团聚体稳定性的调控作用,为优化稻田施肥管理模式、改善土壤结构、提升土壤抗蚀能力提供科学依据.[方法]以华南农业大学增城科研基地水稻田为研究对象,采集了不施肥(CK)、推荐施肥(NPK)、不施磷肥(NK)、不施氮肥(PK)、有机肥(OF)5种施肥方式下稻田表层(0-20 cm)和下层(20-40 cm)的原状土,采用湿筛法分析了土壤团聚体的水稳性与分形特征.[结果](1)>0.25 mm水稳性团聚体含量以OF处理最高(表层69.27%、下层67.32%),显著高于NPK处理(表层61.67%、下层61.57%)和CK处理(表层60.52%、下层58.30%),其机制在于有机肥输入新鲜有机质并形成腐殖质,通过官能团与土壤黏粒结合,增强团聚体胶结作用,NPK处理因未能持续补充有机质,导致团聚体稳定性下降,而不施氮(PK)或不施磷(NK)等养分不平衡处理,因缺乏关键养分导致团聚体形成受限;(2)OF处理的表层团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)较NPK处理分别提高13.7%和22.6%,且各处理表层团聚体稳定性均显著优于下层(p<0.05);(3)分形维数(D)与团聚体稳定性呈极显著负相关(r=-0.82,p<0.01);(4)土壤有机质含量与>0.25 mm团聚体含量、MWD均呈极显著正相关(r分别为0.82,0.79,p<0.01),是影响团聚体稳定性的关键因子.[结论]施肥,特别是有机肥施用,能通过提升土壤有机质含量,促进大团聚体形成,增强团聚体水稳性,从而显著改善华南红壤稻田土壤的结构稳定性和抗蚀能力.
红壤施肥方式土壤团聚体分形维数水稳性
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[目的]探究传统耕作与粉垄耕作对稻田土壤团聚体稳定性及其化学计量特征的影响,以期为稻田生态系统的耕作优化与土壤质量提升提供理论依据.[方法]以广西典型稻田土壤为研究对象,设置传统耕作(CK)和粉垄耕作(FL)两种处理,采集0-15 cm表层原状土样,测定土壤基本理化性质.采用湿筛法分离4个粒径(>2 mm,0.25~2 mm,0.053~0.25 mm和<0.053 mm)土壤水稳性团聚体,分析了团聚体分布特征及其稳定性指标(平均重量直径MWD、几何平均直径GMD、分形维数D).测定了全土及各粒级团聚体中有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其化学计量比(C∶N∶P).[结果]与CK处理相比,FL处理下土壤大团聚体(>0.25 mm)比例增加了16.05%,MWD和GMD分别提高了32%和40.91%,但分形维数D降低了1.44%.FL处理下全土中SOC含量提高了14.85%,TN含量提高了10.9%,TP含量降低了8%,并且在大团聚体中SOC和TN含量增幅明显.化学计量特征方面,FL处理下全土C∶P和N∶P比值分别降低了42.15%和44.18%,但在大团聚体中C∶P和N∶P比值均显著提高.皮尔逊相关性分析结果显示:团聚体稳定性指标与SOC,TN,TP等养分因子呈显著或极显著正相关,而与C∶P及N∶P比值呈显著或极显著负相关.[结论]粉垄耕作可有效促进稻田土壤大团聚体形成,增强团聚体稳定性,提高土壤养分含量,并优化碳、氮、磷在不同粒级团聚体中的分布与化学计量关系.研究明确了团聚体稳定性是联结耕作措施与土壤养分循环的关键纽带.综上,粉垄耕作是一种有利于改善土壤结构的耕作方式,适宜在南方稻田生态系统中推广应用.
粉垄耕作团聚体稳定性土壤养分化学计量特征稻田土壤
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[目的]探究鄂西低山丘陵区旱地转为柑橘园后,土壤团聚体稳定性与土壤有机碳(SOC)固存效应对种植年限的动态响应规律,为鄂西地区土地利用类型合理转变以及农业土壤固碳减排研究提供科学依据.[方法]采用空间代替时间方法,选取不同种植年限(D7,D10,D12,D16,D20,D30,D40),以持续玉米耕种旱地(D0)作为对照,对不同土层深度(0-10,10-20,20-40,40-60 cm)土壤样品进行团聚体组成、稳定性及有机碳特征的分析.[结果](1)旱地改种柑橘初期(0~7 a),土壤团聚体稳定性(R0.25,MWD,GMD)和 SOC 储量较旱地相比分别降低 28.61%,63.8%,67.9%和7.41%,随种植年限增加,团聚体稳定性和SOC储量均表现出缓慢上升趋势,与旱地相比,表层各指标上升幅度分别为0.65%,25.75%,30.82%和1.95%.(2)团聚体稳定性与SOC含量均随土层加深呈显著递减趋势,改善效应集中体现在0-20 cm耕作层,SOC表现为表层积累.(3)相关性分析表明,>5 mm大团聚体的SOC贡献率及富集系数与R0.25,MWD,GMD均呈显著正相关(p<0.05).[结论]旱地转为长期柑橘种植通过促进SOC向大团聚体富集,形成了团聚体与SOC协同促进的正反馈循环,证实旱地转为柑橘园的长期种植可以使土壤性质得到改善,但其改善效应存在表层积累性和缓慢性,建议在集约化管理中聚焦于增强深层土壤碳的输入与物理保护.
柑橘园种植年限土壤团聚体有机碳土层
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[目的]研究农作物种植对坡耕地耕作侵蚀及水力侵蚀的影响机制,为该区坡耕地水土流失治理和生态修复提供对策和建议.[方法]以四川省凉山州喜德县干旱河谷坡耕地为研究对象,通过模拟耕作与冲刷试验,结合磁性示踪法,测定了玉米地、荞麦地和裸地的耕作位移与侵蚀速率,并分析了不同作物类型及流量条件下的产流产沙特征.[结果](1)农作物种植显著降低了土壤耕作位移与侵蚀速率,其中玉米地平均耕作位移(11.82 cm)和侵蚀速率(38.15 t/hm²)分别仅为裸地(26.38 cm,75.85 t/hm²)的 44.8%和 50.3%.(2)作物种植明显延缓坡面产流时间,在 10 L/min流量下,玉米地和荞麦地产流时间(30,33 min)较裸地(12 min)延长1.5倍以上.(3)显著降低产流率与产沙率,尤其在中等及低流量(7.5,5 L/min)下减流减沙效果更为突出.[结论]农作物种植在削弱耕作侵蚀和水力侵蚀方面起着关键作用,通过固土增渗作用,增强土壤抗剪强度与入渗能力,减少了松散物源.
耕作侵蚀农作物种植干旱河谷区水力侵蚀
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为将我国成熟的水稻节水灌溉技术应用于柬埔寨热带季风区,以提升当地旱季稻的水分利用效率与产能.文章通过在柬埔寨开展田间对比试验,设置浅深浅灌溉(S)、浅勤灌溉(Q)、直播浅勤灌溉(DQ)及当地经验灌溉(CK)4种处理模式,系统分析了不同灌溉模式对水稻生长发育、产量构成及水分生产效率的影响,并揭示其调控效应.结果表明:Q处理显著降低了灌溉用水量,2023年仅为CK的46%,且2025年水分生产率最高;S处理在节水25%的前提下实现了稳产;而DQ处理虽水分效率较高,但产量偏低,研究证实浅勤灌溉与浅深浅灌溉模式在柬埔寨具有良好的节水稳产特性,适用于移栽水稻.研究可为当地旱季稻的高效生产管理提供技术支撑,也为中国-东盟农业节水技术合作提供重要的理论依据与实践参考.
柬埔寨旱季稻灌溉模式生长特性水分生产率
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筛选干旱半干旱区边坡生态修复适生草种并建立萌发期抗旱性评价体系,以10种护坡草(6种禾本科、4种豆科)为材料,设置0%～25%PEG-6000模拟6个干旱梯度,测定11项种子萌发与幼苗生长指标,采用相关性分析、主成分分析与隶属函数法综合评价.干旱胁迫呈低浓度平稳、中浓度下降、高浓度极显著受抑的梯度效应,豆科抗旱性显著优于禾本科,萌发期与幼苗期表现高度一致.主成分提取2个因子,累计贡献率86.42%.相对活力指数与根系指标极显著正相关(r>0.839),根系发育为核心评价指标.20%PEG-6000为最适鉴定浓度.综合D值排序为:紫花苜蓿>沙打旺>白三叶>红豆草>披碱草>鸭茅>黑麦草>高羊茅>早熟禾>果岭草.首次在统一条件下系统比较豆科与禾本科护坡草种萌发与幼苗协同响应,明确根系指标优先于发芽率的评价原则,提出豆禾混播功能群配置策略,为干旱区边坡修复提供理论依据与技术参数.
护坡草种PEG-6000干旱胁迫种子萌发幼苗生长抗旱性评价
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背景 慢性阻塞性肺疾病(COPD)现有治疗难以逆转病程,近年来"肺肠轴"及肠道菌群代谢物短链脂肪酸(SCFA)在 COPD 炎症调节中的作用备受关注.沙参麦冬汤是治疗肺系疾病的经典方剂,但其是否通过调节肠道微生态及 SCFA/G 蛋白偶联受体激酶(GPRs)信号通路改善 COPD 尚待阐明,且缺乏老年患者相关研究.目的基于肺肠轴理论,探讨沙参麦冬汤通过调节肠道菌群、SCFA 及肺组织 SCFA 受体 G 蛋白偶联受体 41(GPR41)、G 蛋白偶联受体 43(GPR43)信号通路,对 COPD 老年小鼠肺功能、肺组织病理损伤、系统性炎症及肠道菌群紊乱的改善作用及可能机制.方法 2025 年 3-5 月,选取 18~20 月龄 SPF 级健康老年雄性 C57BL/6JNifdc 小鼠 60 只.随机选取 10 只作为正常组,常规饲养;其余小鼠采用香烟烟雾(CS)暴露联合鼻腔滴注脂多糖(LPS)的方法建立COPD 模型.造模成功后,将成模小鼠随机分为模型组、沙参麦冬汤低剂量组(SSMDT 低剂量组)、沙参麦冬汤中剂量组(SSMDT 中剂量组)、沙参麦冬汤高剂量组(SSMDT 高剂量组)、阳性药组(地塞米松).连续灌胃给药 8 周后采用小动物肺功能仪检测肺功能,苏木精-伊红(HE)染色观察肺组织病理变化并进行损伤评分,酶联免疫吸附测定(ELISA)检测血清中白介素 6(IL-6)、肿瘤坏死因子 α(TNF-α)、白介素 1β(IL-1β)水平,16S 核糖体RNA(16S rRNA)基因高通量测序分析肠道菌群结构,气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)法检测肠道内容物SCFAs(乙酸、丙酸、丁酸)含量,实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)法及蛋白质印迹法(WB)分别检测肺组织 GPR41、GPR43 的mRNA及蛋白表达水平.结果 与正常组比较,模型组小鼠肺功能显著下降,肺组织出现肺气肿、支气管壁增厚及炎症细胞浸润等病理改变,肺组织病理损伤评分及血清 IL-6、TNF-α、IL-1β 水平均升高(P<0.05);肠道菌群 Alpha 多样性降低(P<0.05),厚壁菌门/拟杆菌门(F/B)比值降低,致病菌富集而有益菌减少,肠道 SCFAs 含量降低,肺组织 GPR41 mRNA、GPR43 mRNA 及蛋白表达水平下调(P<0.05).与模型组比较,沙参麦冬汤各剂量组上述指标均改善(P<0.05):肺功能提升,肺组织病理损伤减轻,血清炎症因子水平降低;肠道菌群多样性提高,F/B比值升高,阿克曼菌属(Akkermansia)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)等有益菌富集;肠道 SCFAs 含量升高,肺组织 GPR41 mRNA、GPR43 mRNA 及蛋白表达水平上调.结论 沙参麦冬汤能有效改善 COPD 老年小鼠的肺功能和肺部炎症,其机制可能为通过重塑肠道菌群结构、维持肠道微生态平衡,从而抑制系统性炎症反应,调节"肺肠轴"通路.
肺疾病慢性阻塞性老年人沙参麦冬汤肺肠轴肠道菌群炎症
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针对玉米田间杂草检测面临杂草目标小、类别间形态相似与复杂背景干扰等问题,提出了一种基于全局感知与形态优化的玉米田杂草检测方法 GMA-YOLO.首先,设计全局感知空间金字塔池化模块 GA-SPPCSPC,通过在跨阶段部分连接结构中嵌入 Non-local 模块,建立特征图任意位置间的长程依赖关系,增强小尺度杂草目标的特征表达能力并抑制复杂背景干扰;其次,引入 SEAM 注意力模块,利用多尺度深度可分离卷积和指数映射通道激活策略,增强目标特征响应,提升对小尺度杂草的检测精度;最后,提出形态感知聚焦损失函数 MAF,通过尺度自适应 Wasserstein 距离回归项增强小目标定位稳定性,采用类别自适应权重与焦点调制因子提升模型对形态相似类别的区分能力.在自建 CornWeed 数据集上的实验结果表明,GMA-YOLO 的 mAP@0.5 达到 96.2%,较基线模型 YOLOv8n 提升 4.4%,精确率和召回率分别达到80.1%、83.4%,F1 分数为 81.7%.与主流检测模型相比,该方法在检测精度、召回率、综合性能等方面均表现出显著优势.跨数据集验证结果表明,GMA-YOLO 能够准确区分不同类型杂草和作物,具有良好的泛化能力.
玉米田杂草检测全局感知注意力机制损失函数优化YOLOv8n
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为研究玉米籽粒滚筒热风干燥过程中的水分迁移特性,以降低干后裂纹,采用自制滚筒均匀干燥试验台,以 40、50、60℃干燥温度为影响因素,裂纹率为评价指标开展热风干燥试验.结合低场核磁共振技术(Low-Field Nuclear Mag-netic Resonance,LF-NMR)和成像技术(Magnetic Resonance Imaging,MRI),从微观角度实现对玉米籽粒含水率下降过程的可视化研究,并基于核磁检测所揭示的水分变化规律改进干燥工艺.结果表明:玉米籽粒热风干燥时,在风速 2 m/s、滚筒转速 30 r/min 条件下,干燥温度越高,达到安全含水率所需干燥时间越短、干燥速率越快,但裂纹率会随之增大;初始阶段的干燥速率最大,随着干燥的进行,干燥速率下降逐步趋于平稳,50℃时可兼顾干燥效率和裂纹率的平衡.玉米籽粒含水率与总信号幅值间存在明显的线性关系,拟合得出线性关系方程的决定系数 R2=0.980 4,表明低场核磁共振技术可用于表征干燥过程中玉米籽粒的含水率.T2谱图表明:该品种玉米籽粒中半结合水含量最高,约占 79.9%,结合水和自由水约占 20.1%,干燥过程主要失去的为半结合水.随着干燥时间的延长,籽粒内部水分与基质的结合程度更加紧密,横向弛豫时间 T2逐渐向左偏移.由核磁成像图可以看出:玉米籽粒颜色差别较大,籽粒内部水分分布不均,干燥时胚乳与外层水分蒸发快,胚芽处水分迁移滞后,过大的水分梯度加剧裂纹产生.根据核磁检测结果对试验进行改进,在缓苏时长 2 h、升温幅值 5℃时,裂纹率最低.低场核磁技术作为研究籽粒内部水分动态变化与空间特征的无损检测方法,可为后续优化干燥工艺、提升品质、节能降耗提供参考依据.
玉米籽粒干燥特性水分迁移低场核磁共振
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旱碱麦是盐碱耕地的主要种植作物之一,在旱碱地资源化利用中占据重要地位,但适配其播种作业的农艺技术与农机装备较为匮乏,导致播种质量不高.针对盐碱地旱碱麦在雨养旱作条件下产量低、缺少适宜种植模式和机具的问题,提出了一种微垄覆膜侧沟播宽苗带种植农艺技术,适用于干旱半干旱地区或降水不稳定区域的作物种植场景,并配套研制了相关的精量播种机械装备.同时,为了更好地适配旱碱麦种子的播种需求,结合气力式排种器作业速度快、通用性好、不易伤种等优点,创新性设计了一种正负压式宽苗带旱碱麦精量排种器.通过理论分析,设计了排种器的关键部件和重要参数.以沧麦 6002 为研究对象,借助 JPS-12 试验台,通过单因素试验研究了吸种负压、滚筒转速和落种高度 3 个因素对排种器性能的影响;通过响应面试验,得到试验因素最佳组合为吸种负压 3.35 kPa、滚筒转速 18.5 r/min、落种高度121 mm,在此参数组合下排种器的合格率、漏播率、重播率的模型预测值分别为 81.20%、9.46%、9.36%;台架验证试验表明,测量值均在上述模型预测值的 95%置信区间内,排种合格率、漏播率、重播率满足旱碱麦宽苗带条播农艺要求与田间实际生产作业指标,可适配微垄覆膜侧沟播宽苗带种植模式.
精量排种器旱碱麦正负压宽苗带微型覆膜侧沟播单因素试验响应面试验
