控源及改良措施对稻田土壤和水稻镉累积的影响 被引量：36

1

作者 封文利 郭朝晖 +4 位作者 史磊 肖细元 韩晓晴 冉洪珍 薛清华 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期399-405,共7页

为研究稻草移除/还田、截断大气沉降、清洁水灌溉和石灰调控等途径对土壤和水稻镉(Cd)累积的影响,于2016年4~10月在湘潭、醴陵和株洲选择典型Cd污染稻田开展田间小区综合试验.结果表明,各处理对土壤Cd总量无显著影响.石灰调控下土壤pH... 为研究稻草移除/还田、截断大气沉降、清洁水灌溉和石灰调控等途径对土壤和水稻镉(Cd)累积的影响,于2016年4~10月在湘潭、醴陵和株洲选择典型Cd污染稻田开展田间小区综合试验.结果表明,各处理对土壤Cd总量无显著影响.石灰调控下土壤pH平均提高了0.87个单位,土壤中有效态Cd含量平均降低了33.7%,水稻根、茎叶和糙米Cd积累量分别降低了47.9%、46.7%和54.8%,水稻根、茎叶和糙米Cd富集系数均显著低于对照;清洁水灌溉和截断大气沉降对土壤pH的影响整体略呈上升趋势,分别上升了0.44和0.49个单位,土壤有效Cd含量分别降低了18.2%和14.5%,水稻根、茎叶和糙米Cd积累量比对照分别降低了32.6%、24.2%、18.0%和17.6%、11.3%、25.4%.然而,稻草还田对晚稻土壤pH影响情况不明显,但土壤中有效态Cd含量上升了6.1%,水稻植株Cd积累量也整体呈上升趋势.上述研究结果表明,通过施用灌溉清洁水和截断大气沉降源、稻草移除、石灰等措施可以确保中轻度Cd污染稻田水稻安全利用. 展开更多

关键词 稻田土壤 控源 镉 大气沉降 稻草移除 田间试验

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秸秆移除对降低土壤镉含量的效果有限 被引量：7

2

作者 赵方杰 赵星宇 +2 位作者 陶祎敏 王汉卿 汪鹏 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期693-699,共7页

秸秆移除是重金属中低污染农田安全生产广泛采用的措施之一,其目的是通过移除积累在秸秆中的重金属,逐步降低土壤重金属含量。本文通过对文献报道的数据进行模拟计算,以评估水稻秸秆移除对降低土壤镉(Cd)含量的效果。基于田间试验数据,... 秸秆移除是重金属中低污染农田安全生产广泛采用的措施之一,其目的是通过移除积累在秸秆中的重金属,逐步降低土壤重金属含量。本文通过对文献报道的数据进行模拟计算,以评估水稻秸秆移除对降低土壤镉(Cd)含量的效果。基于田间试验数据,水稻秸秆Cd含量与土壤Cd含量呈显著的线性关系。根据回归方程和秸秆平均生物量估算,在土壤总Cd含量为0.5~5.0mg·kg^(-1)范围内,单季水稻秸秆可移除的Cd占耕层土壤Cd总量的0.23%~0.37%(平均值为0.27%),秸秆和籽粒Cd总移除率的平均值大约为0.30%。研究表明,水稻秸秆移除对降低耕层土壤Cd含量效果非常有限。 展开更多

关键词 秸秆移除 镉 田间试验数据 移除率评估

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基于定量评价方法研究不同水稻品种的镉积累差异 被引量：3

3

作者 陈志琴 刘奇珍 +5 位作者 张世君 陆利民 陆萍 金海洋 黄璐璐 杨肖娥 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期123-130,共8页

为筛选出高产且适用于粮食安全生产的镉低积累水稻品种,本研究以18个早、中、晚熟稻品种为供试材料,比较了不同品种水稻在中轻度镉污染农田的生长情况以及对镉吸收、积累差异,并通过综合定量评价方法进行评估。结果表明:根据综合定量筛... 为筛选出高产且适用于粮食安全生产的镉低积累水稻品种,本研究以18个早、中、晚熟稻品种为供试材料,比较了不同品种水稻在中轻度镉污染农田的生长情况以及对镉吸收、积累差异,并通过综合定量评价方法进行评估。结果表明:根据综合定量筛选评价方法将糙米镉浓度、稻谷产量、转运系数和秸秆积累量作为评价指标并赋予不同权重,通过计算综合得分筛选出的高产且镉低积累水稻品种有JR-9(沪香粳106)、JR-2(沪早香软1号)、JR-7(8333)、JR-15(宝农34)和JR-8(南梗9108);品种JR-8水稻产量最高,品种JR-9、JR-7和JR-15水稻产量均显著高于其他品种;不同水稻品种的稻米镉含量差异较大,JR-9、JR-15、JR-7稻米镉含量显著低于其他水稻品种;品种JR-2转运系数最低,更多的镉保留在秸秆中,表现出最高的秸秆积累量,最终成为候选品种。本研究采用的综合定量评价方法可对高产、低Cd的水稻品种进行科学评价,并初步筛选了5个适用于中轻度Cd污染农田推广的Cd低积累水稻品种,其稻米Cd含量达到国家粮食安全限量标准。 展开更多

关键词 水稻 吸收累积Cd 秸秆移除 品种差异 定量评价筛选

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秸秆移除对西南山丘区紫色土抗侵蚀能力的影响

4

作者 任涛 贺宇欣 +3 位作者 张鹏 刘超 李乃稳 谭霄 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期82-88,共7页

[目的]研究不同秸秆移除率对西南山丘区紫色土抗侵蚀能力的影响。[方法]在四川省简阳市进行大田试验,选定5个表征土壤抗侵蚀能力的参数进行测量。试验共设置5个不同梯度的秸秆移除率,依次为100%、75%、50%、25%、0%,并随种植时间进行冬... [目的]研究不同秸秆移除率对西南山丘区紫色土抗侵蚀能力的影响。[方法]在四川省简阳市进行大田试验,选定5个表征土壤抗侵蚀能力的参数进行测量。试验共设置5个不同梯度的秸秆移除率,依次为100%、75%、50%、25%、0%,并随种植时间进行冬油菜―夏玉米秸秆的移除,测定了土壤质量含水率、干体积质量、水稳性团聚体质量分数、几何平均直径、饱和导水率这5个参数。[结果]表层0~10cm土层的质量含水率在不同移除率间差异性显著,25%移除率在所有处理中最大。不同移除率干体积质量均随时间减小的趋势,0~5 cm内干体积质量降幅随移除率的减小依次为5.5%、4.6%、2.1%、-5.2%、0.4%,5~10cm内降幅依次为2.4%、5.0%、4.2%、0.8%、5.4%。25%移除率下的水稳性团聚体质量分数在5组处理中最大,在4次取样时分别为76.5%、81.2%、74.6%、76.8%。移除率为75%、50%、25%时团聚体的几何平均直径随时间增大,而移除率100%时显著下降,降幅随时间依次为31.2%、14.7%、-42.0%。移除率0%时土壤饱和导水率高达61.1 mm/min,与其余移除率间差异性显著。[结论]25%秸秆移除率能提高西南山丘区紫色土抗蚀抗冲能力,土壤持水透气性增强,表面板结固化现象减少,同时团聚体结构得到改善,能在一定程度上缓解水土流失现象,而100%移除率会使紫色土抗蚀能力减弱,更易遭受侵蚀,造成土壤进一步退化。研究成果为我国西南山丘区紫色土耕地进行田间秸秆的移除提供了参考,确定了一个最佳移除比例。 展开更多

关键词 西南山丘区 紫色土 秸秆移除 土壤 可持续发展

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全秸硬茬地小麦播种机碎秸导流装置参数设计与优化 被引量：15

5

作者 罗伟文 胡志超 +3 位作者 吴峰 顾峰玮 徐弘博 陈有庆 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第18期1-10,共10页

针对中国稻麦轮作区小麦播种时,存在田间秸秆量大和茬口紧等影响小麦播种的问题,提出可直接在全秸硬茬地作业的小麦“洁区”宽幅播种农艺模式,并基于种带无播种秸障、碎秸行间条覆的技术思路设计相应的碎秸导流装置。通过理论分析作业... 针对中国稻麦轮作区小麦播种时,存在田间秸秆量大和茬口紧等影响小麦播种的问题,提出可直接在全秸硬茬地作业的小麦“洁区”宽幅播种农艺模式,并基于种带无播种秸障、碎秸行间条覆的技术思路设计相应的碎秸导流装置。通过理论分析作业时碎秸下抛及与碎秸导流装置滑切耦合的运动规律,以清秸率和种带宽度变异系数为目标函数,确定影响目标函数的主要结构参数。结合Box-Benhnken中心组合试验方法和EDEM离散元仿真技术对影响碎秸导流装置作业性能的参数进行虚拟试验,利用Design-Expert软件分析因素对碎秸导流装置作业性能的影响,确定最佳参数组合,并通过田间对比试验验证该装置的作业性能。试验结果表明:各因素对碎秸导流装置清秸覆秸性能有显著影响,其对清秸率影响的主次顺序依次为装置导流宽度、装置导流长度、径向距离,对种带宽度变异系数影响的主次顺序依次为装置导流长度、径向距离、装置导流宽度;最佳参数组合设计为装置导流长度300mm、径向距离19mm和装置导流宽度298mm,其对应指标清秸率为91.83%,种带宽度变异系数为10.36%,其田间试验对应指标清秸率为90.75%,种带宽度变异系数为10.94%,仿真与田间试验结果基本吻合。研究结果可为全秸硬茬地的小麦机播作业提供技术与装备支持,亦可为碎秸行间集覆还田的碎秸导流装置参数优化提供参考。 展开更多

关键词 农业机械 离散元 优化 种带清秸 碎秸导流装置

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秸秆离田对水稻Cd吸收累积的影响与摄入健康风险评估

6

作者 文耀林 丁华 +5 位作者 谢沙 王子钰 辜娇峰 曾鹏 廖柏寒 周航 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期413-422,共10页

秸秆离田能增加稻田土壤中镉(Cd)的输出.本研究在2种不同Cd污染程度稻田开展田间试验,设置5种处理研究秸秆离田措施对水稻Cd吸收累积及稻米摄入人体健康风险的影响.研究结果表明:(1)相比与秸秆还田处理,秸秆离田处理提高了轻度和中重度C... 秸秆离田能增加稻田土壤中镉(Cd)的输出.本研究在2种不同Cd污染程度稻田开展田间试验,设置5种处理研究秸秆离田措施对水稻Cd吸收累积及稻米摄入人体健康风险的影响.研究结果表明:(1)相比与秸秆还田处理,秸秆离田处理提高了轻度和中重度Cd污染稻田土壤pH值0.13~0.58个单位,降低了秸秆分解的产酸作用,降低了土壤酸化效应;秸秆离田降低土壤有机质含量0.68%~19.48%,减少了有机质溶解带来的活性Cd可能.(2)秸秆离田处理显著影响轻度和中重度Cd污染稻田土壤Cd赋存形态,T1~T4处理使酸可提取态Cd占比分别降低0.74%~7.52%和5.70%~16.34%,残渣态Cd占比分别提升4.59%~14.40%和5.96%~18.49%;降低了土壤Cd的迁移性和生物可利用性,也提高了Cd的稳定性.(3)秸秆离田处理使轻度和中重度Cd污染稻田糙米Cd含量分别降低14.47%~40.13%和18.21%~25.33%,水稻植株Cd积累量分别降低20.53%~63.41%和15.05%~34.95%,降低了成人和儿童的稻米食用的人体健康风险THQ值.因此在Cd污染稻田长期实施秸秆离田措施能有效降低土壤Cd有效性,减少水稻Cd积累,降低糙米食用风险,保障水稻安全生产. 展开更多

关键词 秸秆离田 水稻 CD污染土壤 赋存形态 健康风险评估

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秸秆离田对土壤Cd生物有效性及水稻Cd积累的影响 被引量：1

7

作者 王子钰 周航 +7 位作者 周坤华 谭文韬 蒋毅 唐棋 伍港繁 辜娇峰 曾鹏 廖柏寒 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期4109-4118,共10页

通过选取湖南省宁乡市某轻度Cd污染稻田开展连续两季水稻秸秆离田田间试验,研究秸秆离田措施对轻度Cd污染稻田土壤Cd有效性及水稻对Cd吸收累积的影响.结果表明:(1)连续两季秸秆离田有效提高了土壤pH值,降低土壤有机质和根际土壤Cd含量;T... 通过选取湖南省宁乡市某轻度Cd污染稻田开展连续两季水稻秸秆离田田间试验,研究秸秆离田措施对轻度Cd污染稻田土壤Cd有效性及水稻对Cd吸收累积的影响.结果表明:(1)连续两季秸秆离田有效提高了土壤pH值,降低土壤有机质和根际土壤Cd含量;T1~T4处理使土壤pH值提升0.04~0.58个单位,有机质含量降低了0.68%~25.87%,根际土壤Cd含量降低了3.76%~12.78%.(2)连续两季秸秆离田能降低酸可提取态和可氧化态Cd占比,使残渣态Cd占比上升;同时秸秆离田处理降低了根际土壤Cd的生物有效性,使根际土壤TCLP、DTPA和CaCl2提取态Cd含量均显著降低.(3)水稻秸秆离田可显著降低土壤孔隙水中DOC和Cd浓度,连续两季秸秆离田处理下(T1~T4)土壤孔隙水中Cd浓度分别降低了4.54%~40.00%和2.75%~67.34%,说明DOC是影响土壤孔隙水中Cd浓度的关键因素之一.(4)连续两季秸秆离田各处理(T1~T4)降低了水稻各部位对Cd的吸收累积,其中秸秆和根系全部离田处理(T4)下,2020年晚稻和2021年早稻糙米Cd含量分别降低了18.52%和39.69%.因此,在Cd污染农田实行秸秆全部或部分离田是一项降低稻米Cd含量超标风险的有力措施. 展开更多

关键词 秸秆离田 水稻 CD污染土壤 有效态 Cd赋存形态 溶解性有机碳(DOC)

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不同秸秆移除条件下冻融对农田土壤风蚀可蚀性的影响 被引量：4

8

作者 杨居聪 贺宇欣 +2 位作者 王阳 刘淑珍 苟思 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2018年第4期1-7,共7页

为研究实际生产中不同秸秆移除率条件下冻融作用对土壤风蚀指标的影响,2011—2013年在美国堪萨斯州3个县设置3个不同秸秆移除率:0,50%,100%,对春秋季节土壤侵蚀比(EF)、平均几何直径(GMD)、地表随机粗糙度(RR)进行了统计分析。结果表明:... 为研究实际生产中不同秸秆移除率条件下冻融作用对土壤风蚀指标的影响,2011—2013年在美国堪萨斯州3个县设置3个不同秸秆移除率:0,50%,100%,对春秋季节土壤侵蚀比(EF)、平均几何直径(GMD)、地表随机粗糙度(RR)进行了统计分析。结果表明:(1)在冻融作用下,秸秆留茬能够有效减轻土壤风蚀,随着秸秆移除率的增大,土壤EF值增大,GMD值、RR值减小;(2)经过2011—2012年的冻融作用,2012年春季Norcatur、Colby、Scott City三地秸秆100%移除组的EF值增幅分别为149%,185%,16%,50%移除组的EF值增幅分别为40%,152%,-28%,0移除组的EF值增幅分别为29%,47%,9%;(3)休耕对于增强土壤抗风蚀能力有一定积极作用。研究成果为我国易发生土壤风蚀季节性冻融地区的适宜秸秆移除率的研究提供参考。 展开更多

关键词 秸秆移除 冻融 土壤风蚀 土壤侵蚀比

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齿盘式秸秆移位装置设计与试验 被引量：1

9

作者 孙萌萌 宋明翰 +1 位作者 何瑞银 魏清 《中国农机化学报》 北大核心 2021年第12期30-36,共7页

针对江苏地区油菜免耕播种机作业时存在易堵塞、种床清洁率低等问题,设计一种齿盘式秸秆移位装置,通过运动力学分析确定秸秆移位的重要影响因素,使用离散元仿真软件进行仿真试验,得出秸秆移位装置工作时的最佳参数组合,最后进行台架试... 针对江苏地区油菜免耕播种机作业时存在易堵塞、种床清洁率低等问题,设计一种齿盘式秸秆移位装置,通过运动力学分析确定秸秆移位的重要影响因素,使用离散元仿真软件进行仿真试验,得出秸秆移位装置工作时的最佳参数组合,最后进行台架试验验证仿真试验准确性。仿真试验结果表明秸秆清除率与位移偏角以及前进速度均呈现正相关的关系,当前进速度一定时,位移偏角越大,装置的秸秆清除效果越好;当位移偏角一定时,前进速度越大,装置的秸秆清除效果越好。当前进速度为0.6 m/s、位移偏角为30°时,秸秆清除率达到最大值64.70%。台架验证试验表明,当机具前进速度为0.6 m/s、齿盘位移偏角为30°时秸秆清除效果较好,此时秸秆清除率为60.69%。试验结果表明齿盘式秸秆移位装置的设计基本满足油菜播种的要求。 展开更多

关键词 齿盘式 运动分析 位移偏角 EDEM 秸秆清除率

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不同秸秆移除率下免耕时长对土壤风蚀的影响

10

作者 王阳 贺宇欣 +2 位作者 苟思 刘淑珍 杨居聪 《土壤通报》 CAS 北大核心 2018年第2期452-460,共9页

土壤风力侵蚀是干旱、半干旱地区农业土壤主要退化因素之一,是农业可持续发展中最突出的问题。耕地采用免耕技术(NT)可以减少经济投入,减少能源消耗从而降低温室气体排放,同时提升土壤有机质含量从而增加土壤团聚体的团聚效应,增加土壤... 土壤风力侵蚀是干旱、半干旱地区农业土壤主要退化因素之一,是农业可持续发展中最突出的问题。耕地采用免耕技术(NT)可以减少经济投入,减少能源消耗从而降低温室气体排放,同时提升土壤有机质含量从而增加土壤团聚体的团聚效应,增加土壤抗侵蚀能力。虽然免耕可以使得农田土壤抗风蚀能力有显著提高,但是免耕年限长短与土壤抗风蚀能力之间的关系并没有得到充分研究。通过研究不同免耕年限下土壤的可侵蚀比(EF)、几何平均质量直径(GMD)、破碎力(BF)、干团聚体稳定性及表面糙率等,探讨免耕年限对土壤抗风蚀能力的影响,并且综合这五项指标对美国堪萨斯州的两块相邻的土地(Garden City与Scott City)进行对比。试验发现:当秸秆移除率为50%时,免耕年限较长的Scott City(17年免耕)的五项指标普遍优于Garden City(5年免耕),尤其是在GMD和糙率上,都远远优于Garden City。当秸秆移除率为100%或者0%时,五项指标中两处土壤的性质各有优劣,这些差异与气候、环境以及土壤类型等因素有关。从试验中发现,土壤的抗风蚀能力与免耕年限呈正相关关系。 展开更多

关键词 免耕 时长 抗风蚀能力 有机质 秸秆移除率

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不同镉污染消减措施对水稻-土壤镉累积的影响 被引量：7

11

作者 蔡佳佩 朱坚 +1 位作者 彭华 纪雄辉 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期2337-2342,共6页

研究稻草还田/离田、清洁水灌溉与沉降截源等途径对水稻-土壤系统镉(Cd)累积的影响,对指导南方稻田土壤Cd污染治理、农业生产及粮食安全具有重要意义。采用田间微区试验,针对稻田Cd污染的主要输入和输出途径,设置稻草离田(T1)、清洁水灌... 研究稻草还田/离田、清洁水灌溉与沉降截源等途径对水稻-土壤系统镉(Cd)累积的影响,对指导南方稻田土壤Cd污染治理、农业生产及粮食安全具有重要意义。采用田间微区试验,针对稻田Cd污染的主要输入和输出途径,设置稻草离田(T1)、清洁水灌溉+稻草离田(T2)、沉降截源+稻草离田(T3)3个Cd污染消减措施处理,并以稻草还田(CK)为对照,探究不同生育期的土壤和水稻各部位中Cd的分布与累积。结果表明,早稻和晚稻CK处理稻谷生物量分别为4 770kg·hm-2和3 912 kg·hm^(-2),与CK处理相比,3种消减措施处理早稻和晚稻稻谷生物量均有所下降,T1处理分别下降了1.6%和2.8%,T2处理降低了17.8%和6.5%,T3处理降低了10.5%与37.6%;不同生育期水稻籽粒、茎叶和根中Cd含量相对CK处理均有不同程度降低;T1～T3处理糙米Cd累积量较CK处理下降了19.7%～55.2%,茎叶中Cd累积量较CK处理下降了11.8%～37.1%,根系中Cd累积量较于CK处理下降了3.4%～52.0%,处理间均达到显著水平(P<0.05);成熟期不同处理间土壤pH值在4.44～5.21之间,不同消减措施处理土壤有效态Cd含量较CK处理早稻分别降低6.4%、5.4%和6.6%,晚稻分别下降6.4%、12.3%与8.3%,均无显著性差异(P<0.05)。由此说明3种Cd污染消减措施通过控制水稻-土壤系统Cd源输入和稻草Cd返还途径,使得水稻植株各部位Cd累积量、稻田土壤有效态Cd含量均呈现降低趋势,有利于南方稻田Cd污染防控和水稻安全生产。 展开更多

关键词 镉 稻草离田 稻草还田 灌溉 大气沉降 消减措施

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玉米免耕播种机主动式秸秆移位防堵装置的设计与试验 被引量：35

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作者 王韦韦 朱存玺 +3 位作者 陈黎卿 李兆东 黄鑫 李金才 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第24期10-17,共8页

针对黄淮海麦玉轮作区小麦秸秆全量还田下苗床整备前存在多机具多次下田、生产成本高以及传统玉米免耕播种机在小麦秸秆全覆盖地作业时存在开沟壅堵、架种、晾种等问题,该文设计了一种基于"秸秆移位"防堵思路的主动式秸秆移... 针对黄淮海麦玉轮作区小麦秸秆全量还田下苗床整备前存在多机具多次下田、生产成本高以及传统玉米免耕播种机在小麦秸秆全覆盖地作业时存在开沟壅堵、架种、晾种等问题,该文设计了一种基于"秸秆移位"防堵思路的主动式秸秆移位防堵装置。运用EDEM软件构建无支撑秸秆全覆盖土壤离散元模型,在秸秆-土壤-主动式防堵装置系统中进行秸秆移位虚拟仿真,设定了主动式秸秆移位防堵装置的刀轴驱动转速为500 r/min、回转半径为120 mm、刀盘幅宽为216 mm及刀齿入土深度为10 mm,利用仿真数据对秸秆扰动位移、清秸率进行分析,检验主动式秸秆移位防堵装置结构参数和运动参数设计的合理性。田间试验结果表明,安装主动式秸秆移位防堵装置的玉米免耕播种机的作业通过性稳定,改善种床环境,开沟壅堵次数为0次,秸秆清秸率为90.21%,相比仿真减少8.29个百分点。该研究可为小麦高留茬、秸秆全覆盖地的玉米免耕播种机的设计与推广提供参考。 展开更多

关键词 机械化 设计 计算机仿真 秸秆移位 离散元法 秸秆全覆盖地 免耕播种 主动式防堵

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