不同烟区烤烟化学成分的主导气候影响因子分析

根据纬度差异和地理方位,将我国主产烟区的7省12县分为南北两大烟区,采用统一栽培模式,对两区烤烟( Nicotiana tabacum L. )主要化学成分和大田生长期不同时段的气候因素进行多元相关及逐步回归分析,初步获得了两烟区烤烟化学成分的主导气候影响因子。主要结果是:北方烟叶化学成分与气候因素的相关程度比较明显,南方烟区相对来说不很显著,影响北方烟叶化学成分的气候因子多于南方烟叶。南北两烟区不同生育时段的气象因子与烤烟化学成分有不同的关联度,影响烟叶化学成分的主导气候因子明显不同,作用方向也各不相同。综合而言,北方烟区化学成分的主导气候影响因子是相对湿度、气温日较差和10 cm地温;南方烟区化学成分的主导气候影响因子是日照时数和降雨量。     

气候变暖对烤烟气候适生性和大田可用日数的影响

为了研究气候变暖对毕节烟区烤烟及大田可用天数的影响,利用毕节烟区1971—2010年的气候资料,分析近40年来毕节烟区气候的变化趋势及特点、烤烟气候适生性指数(CFI)和大田可用天数与温度的关系及变化趋势。结果表明:毕节烟区年均温一直呈比较平稳的上升趋势,增幅为0.38℃-10a-1;毕节烟区近40年年均降雨量为1 047.78 mm,大田期年均降雨量为527.03 mm,大田期降雨量随着气候变暖而逐渐减少;毕节烟区近40年年均日照时数为1 318.20 h,大田期年均日照时数为632.70 h,大田期年均日照时数也随着气候变暖而逐渐减少;1971—2010年间毕节烟区年平均CFI为0.62,且呈逐年上升趋势。日均温≥13℃初日随着气候变暖一直在提前,40年间提前了将近30 d,平均为7.5 d-10a-1;日均温≥18℃终日随着气候变暖一直在滞后,近40年间烤烟采收终期延后了27 d,平均为6.75 d-10a-1;40年间烤烟大田可用日数也一直随年均温呈平稳增加趋势,近40年间共增加了58 d,增幅为14.5 d-10a-1。气候变暖导致毕节烟区降雨量减少、日照时数变短,但烤烟CFI随之升高,有利于烤烟的生长,同时气候变暖导致毕节烟区烤烟的大田可用日数增加。     

数值模拟气候情景下未来30年内蒙古三种主要粮食作物生长季气温和降水量变化

利用PRECIS区域气候模式在SRES(A1B、A2和B2)大气主要温室气体排放情景下的降尺度数据集和中国国家气候中心CMIP5数值气候模式模拟结果,确定两种不同模式格点在内蒙古10个产粮盟(市)农区的位置和分布,并计算各盟(市)小麦、玉米和马铃薯生长季80a(1961-2040)数值模拟的月气温和降水量.通过与各盟(市)过去50a(1961-2010)气温和降水量观测数据比较,确定了数值模拟的偏差,并利用模拟值与观测值之差对未来30a(2011-2040)的模拟数据进行偏差订正处理,订正后的模拟结果显示,与过去50a均值相比,内蒙古3种主要粮食作物生长季降水量在未来30a无明显变化趋势,气温呈普遍增加趋势,不同作物生长季气温增幅不一致.研究结果可为预估未来30a内蒙古主要产粮地区的气候条件和未来粮食产量变化趋势提供参考.     

自然和人为条件下UV-B辐射减弱对烟草抗氧化酶活性的影响

采用盆栽试验,分别在云南玉溪主产烟区海拔高度存在一定差异的通海县(海拔1806.0m)和红塔区大营街(海拔1591.0m)两地,研究了自然条件下和通海县减弱25%、50%和65%UV-B辐射条件下,烟草K326大田生育进程中叶片SOD、POD和CAT等3种抗氧化酶活性与UV-B辐射变化的关系。结果表明:由于在局地范围内两地天气气候特征存在一定差异,致使UV-B辐射随海拔高度的变化与地处低纬高原的云南地区大尺度范围的普遍规律相反,烟草大田主要生长期的太阳UV-B辐射强度为大营街通海。大营街烟叶SOD和POD活性高于通海,减弱UV-B辐射后SOD活性发生不同变化,而POD活性随UV-B辐射减弱而下降,但各处理CAT活性变化几乎一致。从时间动态变化看,3种酶都与UV-B辐射变化呈负相关,SOD和POD活性与UV-B辐射变化相关性较高,表现出较强的累积效应,CAT活性变化几乎不受UV-B辐射变化的影响,7月下旬-8月上旬是各处理烟叶3种抗氧化酶活性差异的主要时期。结果说明,烟叶SOD、POD和CAT活性对UV-B辐射变化响应的敏感性存在较大差异,SOD和POD对UV-B辐射变化较敏感,成熟期是K326叶片SOD和POD活性对UV-B辐射变化响应的敏感时期。     

UV-B辐射强度变化对烤烟光合生理和化学品质的影响

地处低纬高原的云南烟区UV-B辐射强度变化对烟草的质量形成有重要影响。试验设0.252(T0)、0.526(T1)、0.571(T2)和0.616(T3)mW·cm-2共4个UV-B辐射强度处理模拟云南不同海拔高度上UV-B辐射强度的差异,以自然环境为对照(CK),研究其对大田烤烟(品种为K326)叶片光合水平、生理特征和化学品质的影响。结果表明:4个UV-B辐射强度处理中,强度越大对K326叶片Pn、Tr及Gs值产生的影响越大;适当增强的UV-B辐射有利于提升叶片的光合作用能力,可提高和维持叶绿素和类胡萝卜素含量及WUE水平;适量的UVB辐射还可促进烟叶化学成分的协调性,最终提高烟叶化学品质。研究结果可为正确评估UV-B辐射对烟草种植的潜在影响提供一定理论依据。     

不同生长期烤烟各器官C、N、P生态化学计量学特征

研究植物碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,有助于理解C、N、P元素分配规律,理解内稳性特征和生长速率的关系。本研究在四川省凉山州冕宁县大田栽培条件下,研究了3种烤烟(‘云烟87’、‘川烟1号’和‘KRK26’)各器官(叶、茎、根)C、N、P含量及化学计量比的季节变化。结果表明:1)生物量在烤烟伸根期到成熟期逐渐增大(P0.05),在成熟期达到最大值;烤烟在生长期比生长速率均呈现波浪式变化,为降低-升高-降低的趋势,最大值出现在旺长期,生长速率理论认为高的生长率对应较低的C︰N、C︰P、N︰P,而旺长期烤烟C︰N、C︰P、N︰P显著升高,不符合生长速率理论。2)不同生长期烤烟C含量整体呈先升高后降低趋势,旺长期达到最大值,而N、P含量随生长期呈逐渐降低趋势;叶和根的C︰N和C︰P呈逐渐增大趋势,茎的C︰N与叶、根的C︰N变化趋势相同,而C︰P表现为先增加后降低的趋势;不同生育期烤烟C含量和N︰P变异较小,均小于20%,整体表现出较强的内稳性,而N、P含量及C︰N、C︰P的变异系数均较大。3)烤烟叶N与叶P含量呈正相关关系,反映了植物叶中N、P变化的相对一致性,而与茎中N的相关性是由植株冠层结构所致。     

UV-B对烟草生长发育及次生代谢的影响

通过模拟UV-B辐射,探索不同紫外辐射强度、辐射方式对烟草幼苗生长发育,光合生理、色素及多酚,糖类、烟碱等代谢产物的影响,以期探讨烤烟品质形成的生态机理.结果表明:UV-B辐射可使烟苗矮化变粗,叶面积缩小,光合效率下降,但可恢复;UV-B处理叶绿素、糖、烟碱含量下降幅度与辐射强度正相关,但微量UV-B有利于成苗叶绿素含量提高;UV-B辐射可使与植物抗逆性有关的多酚含量得到显著提高,与处理时间、强度正相关;适宜强度的UV-B预处理可使烤烟叶绿素、总类胡萝卜素和总糖含量提高.     

云南烤烟5项化学成分含量与其环境生态要素的关系

基于云南565个植烟点的土壤、烟叶取样测试分析数据和由实测气象站网推算的气象数据，应用分类分级方差对比、相关分析和等级化平滑过滤干扰的要素响应分析三种方法，研究揭示了品种、土壤、气象三因素综合影响下各主要要素对烤烟化学成分含量影响的相对大小；基本明确了云南烟叶中总糖、还原糖、烟碱、总氮和蛋白质含量与土壤基本要素、各时段基本气象要素的关系。光、温、水气象条件是影响云南烤烟5项化学成分的主要生态要素；在光、温、水总量基本满足烤烟经济种植需求的前提下，云南烟区光、温、水三要素在大田期间的时段分布和匹配比其大田期总量对烟叶5项成分含量的影响大。云南烤烟大田前期（4—5月）少雨多光照、湿度小、气温较高和日较差大的天气气候，既提高烟叶含糖量又降低烟碱、总氮和蛋白质含量；其大田中后期（尤其7—8月）多雨寡照、湿度大、气温偏低和日较差小的气象条件，有相反的影响效应。大田期各月气温与烟叶含糖量呈负相关，对烟碱含量影响不显著；7—8月气温高可提高烟叶总氮和蛋白质含量。土壤因素对烟叶5项成分的影响总体上小于气象因素；烤烟4个优良品种间的烟叶5项成分含量差异不显著。     

湘南典型植烟土壤养分供应及烟株吸收特征

养分是烤烟生长与烟叶品质形成的基础，为探究烤烟大田生育期间土壤养分供应、烟株养分吸收以及两者匹配情况及其与烟叶品质问题的关系，本研究测定和分析了湘南目前施肥模式下典型植烟土壤速效养分含量（铵态氮、硝态氮、有效磷和速效钾）、表观肥料养分利用率、烟株养分吸收以及有关烟叶品质指标，并监测了烤烟大田生育期间的气候条件及土壤温湿度变化状况。结果表明：①施氮总量较高(183 kg/hm2)，且基施氮量占比高(48.4%)，烤烟大田生育前期(0~36 d)土壤速效养分丰富，但烟株生长较慢，导致当季肥料养分利用率不高；②最后一次追肥时间(43 d)偏晚，使得后期烟株脱氮困难，造成顶叶和上二棚叶烟碱含量过高，还原糖含量偏低；③早春低温是烤烟大田生育前期烟株生长缓慢的重要影响因子。针对目前施肥模式与烟株养分需求不匹配问题及其主要影响因素，提出减施基肥、适时适量追肥的优化施肥模式以及应用控缓释肥料、促生微生物、高效多功能叶面肥和施加外源碳等对策。     

不同烤烟品种生化特征及与δ~(13)C的关系

为研究不同烤烟品种的生理生态适应性及化学成分组成与δ13C的关系,在云南烤烟主产区玉溪市大营街自然环境下大田种植烤烟K326、红花大金元、云烟87和NC71,分析了不同烤烟品种δ13C值、丙二醛、光合色素、比叶重等生理指标和化学成分的差异。结果表明:(1)K326的比叶重、叶绿素a和叶绿素b含量最高,总糖、还原糖、氯含量、钾含量最接近适宜值范围,总氮含量、糖烟碱比均处于适值范围内。(2)4个烤烟品种烟叶的δ13C值范围为-26.27‰~-24.83‰,表现为:K326NC71红大云烟87,说明可以用烟叶δ13C值作为评价烤烟生态适应性指标。经相关性分析,烤烟叶片的δ13C值仅与烟碱含量呈极显著正相关(r=0.99,p0.01),与其它生化指标相关性不显著(p0.05)。     

干旱、半干旱地区紫外线辐射强度及其预报方法的研究

依据大气辐射学原理和内蒙古高原干旱，半干旱地区实测的太阳总辐射。太阳紫外辐射值，结合当地的气候特征确定了预报参数，研究了紫外辐射通量密度的预报方法，并就当地的紫外线辐射特点进行了阐述。     

典型猪舍光环境下机器视觉图像量化评价及筛选

随着数字化农业进程的发展,利用机器视觉技术进行生猪养殖方面研究已成为许多研究人员关注的热点之一。机器视觉中外界光环境对采集图像的质量具有较大影响,但是较多猪体质量监测方面研究的焦点集中在图像算法方面,忽视外界光环境的重要性,缺乏量化评价机器视觉光环境优劣的方法。该文基于猪体质量检测平台,利用LabVIEW软件编程分析实际光环境条件下拍摄图像质量。经现场试验分析,理想图像、曝光过度图像、自然光图像、阴阳图像4类图像在曝光参数和照度均匀度参数有明显区别:理想图像和曝光过度图像的照度均匀度参数均满足照明工程标准要求,理想图像曝光正常比率较高;自然光图像和阴影图像的照度均匀度参数不满足照明工程标准要求,且曝光正常率偏低。该文采用曝光正常,最小照度与最大照度比值U10.7和最小照度与平均照度比值U20.8判断实现理想图像筛选,便于研究者前期图像预处理工作。     

基于机器学习的遮荫设施内参考作物蒸散量估算

为高效准确地估算遮荫设施内参考作物蒸散量（Reference Evapotranspiration, ET0）,该研究通过分析三七栽培遮荫设施（四周及顶部均由黑色遮阳网遮盖,通风性较好）内及设施外气象参数的关系,采用Sobol敏感性分析方法筛选出设施外有效的气象参数,并将其作为模型输入,以Penman-Monteith（FAO-56 PM）模型计算的值为标准值,采用贝叶斯优化（Bayesian Optimization, BO）算法优化机器学习方法（支持向量回归机（Support Vector Regression, SVR）、随机森林（Random Forest, RF）和极限学习机（Extreme Learning Machine, ELM））中的参数,建立3种遮荫设施内ET0估算模型（BO-SVR、BO-RF和BO-ELM）。结果表明：遮荫设施内ET0对设施外平均相对湿度、平均风速、最高气温和平均气温的敏感性较高,一阶敏感系数分别为0.450、0.304、0.064和0.026,故基于4组气象参数建立模型。BO-ELM模型的测试精度整体优于BO-SVR和BO-RF,其中BO-ELM模型基于平均相对湿度、平均风速、最高气温和平均气温的气象参数组合估算精度最高,决定系数、均方根误差和平均绝对误差分别为0.928、0.069 mm/d和0.046 mm/d,BO-ELM模型也能很好地适应少量气象参数（平均相对湿度和平均风速）估算设施内ET0,决定系数、均方根误差和平均绝对误差分别为0.910、0.078 mm/d和0.057 mm/d。综合考虑计算精度和计算代价,可将BO-ELM模型作为气象参数缺失情况下遮荫设施内ET0的估算方法。研究为遮荫设施内ET0的估算提供有效方法。     

北京山区油松的耗水规律

为了探究北京山区常绿树的耗水规律,利用大型称重式蒸渗仪于2010年对北京西山地区油松蒸腾进行连续高精度的观测,分析油松蒸腾的动态变化,同时结合气象因子的观测数据,分析蒸腾强度与气象因子的相关性,从而定量得到各因子对蒸腾的影响程度。结果表明:油松晴天蒸腾日变化呈单峰曲线趋势,在中午时刻出现最大值,与太阳辐射和气温变化趋势保持一致;阴雨天表现为多峰曲线趋势。在各气象因子中,蒸腾强度(Ti)与大气温度(Ta)、大气相对湿度(RH)、冠层净辐射(Rn)和饱和水汽压差(VPD)的相关性较好,其相关方程为Ti=2.228-0.07Ta-0.032RH-0.002Rn+1.108VPD。     

亚热带季风区樟树蒸腾与气象因子之间的时滞效应

以亚热带地区常绿阔叶树种樟树(Cinnamomum camphora)为研究对象,利用Grainer热扩散式探针技术,于2019年6月至2020年10月测定了樟树小时尺度的蒸腾速率,并同步监测了气象因子和土壤含水量,分析了樟树蒸腾在日间不同时段与主要气象因子的关系、时滞的变化特征以及时滞校正对蒸腾预测模型的影响。结果表明:蒸腾在生长季(6—10月)与太阳辐射的时滞回环呈逆时针,与饱和水汽压差和气温的时滞回环呈顺时针。利用Gauss方程拟合发现,2019年与2020年生长季蒸腾平均滞后于太阳辐射0.94 h,提前于饱和水汽压差和气温2.60,2.61 h。这种时滞效应是蒸腾在日内不同阶段对气象因子的响应不同导致的,蒸腾在上升阶段(7:00—11:00)对太阳辐射变化的响应较下降阶段(17:00—21:00)敏感,而在上升阶段蒸腾对饱和水汽压差和气温变化的响应不如下降阶段敏感。蒸腾与太阳辐射、饱和水汽压差和气温的时滞效应存在明显的季节变化,2019年与2020年的归一化时滞回环面积存在一定差异,但均在10月最大,8月或9月最小。小时尺度上,土壤水分充足时,时滞随主要日均气象因子的增大而增大,土壤水分胁迫时,随主要日均气象因子的增大,时滞变化不明显。时滞校正后,太阳辐射和饱和水汽压差与蒸腾的回归方程的决定系数分别提高了4%和9%,运用主成分分析构造的综合气象因子对蒸腾模拟的决定系数提高了7%,时滞校正可以提高蒸腾预测模型的精度。旨在加深对植物生理过程与环境变化过程关系的认识,并为提高蒸腾预测模型的精度提供依据。     

循环水养殖水处理系统中UVC-LED光反应器的CFD模拟及优化

为探究循环水养殖水处理系统中紫外发光二极管(Ultraviolet C Light Emitting Diode,UVC-LED)光反应器的合理结构,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的方法建立了UVC-LED光反应器消毒计算模型,并对该反应器进行了验证与优化.结果表明...     

扁桃||冬小麦间作模式下树冠结构对间作 区域光环境的影响

本文研究了作物、果树间作模式下果树树冠结构对间作作物区域光环境的影响,为果粮间作模式下适宜果树高光效树形结构的确定提供理论依据。以南疆地区扁桃(10 a)||冬小麦间作种植模式为研究对象,扁桃树形分为疏散分层形、开心形、高干形、小冠半圆形4个树形处理,以非间作的冬小麦大田为对照,于冬小麦灌浆期对间作区域不同波段辐射强度、光谱组成和光合有效辐射(PAR)日变化规律进行分区测定。结果表明:1)各树形对应间作区域光环境优劣程度从高至低依次为小冠半圆形、高干形、开心形、疏散分层形,几个树形处理间作区域总辐射强度平均值分别为对照的55.63%、46.54%、37.87%和28.76%,光合有效辐射强度依次为自然光对照的55.84%、44.57%、35.52%和26.40%;2)与自然光对照相比,间作区域各波段光照辐射强度均有不同程度降低,其中PAR、蓝紫光、黄绿光和红橙光区域消减幅度高于总辐射平均值,紫外、近红外和远红外区域消减幅度低于总辐射平均值。以疏散分层形西侧冠下区为例,该区域总辐射消减为自然光的11.37%,蓝紫光、黄绿光、红橙光和光合有效辐射分别消减至对照的7.98%、8.42%、8.62%和8.30%;紫外光、近红外和远红外分别消减至对照的12.30%、15.94%和23.00%;3)光质参数中"红橙光/远红外"比值对树冠结构特征变化敏感度高,变异系数为23.34%,可作为对间作区域光环境评价的主要指标;4)冠幅、干高、树高、有无主干等树冠结构指标对间作区域特别是东侧区域的PAR日变化趋势影响大。综合以上结果,南疆扁桃||冬小麦间作模式下,控冠、提干、落头等整形修剪措施能够改善间作区域的光照条件,以采用小冠半圆形树形间作区域光环境最优。     

几种模型在南方地区总辐射量估算中的精度分析

以南方地区15个辐射站1981-2014年逐日常规气象资料和大气顶层辐射(Ra)为输入参数,以辐射站观测的逐日地表总辐射量(R_s)为对照,分别利用1981-2009年气象资料以及5种经验模型(?ngstr?m-Presscott模型、Bahel模型、Bristow-Campbell模型、Chen模型和Hargreaves模型)和12种不同参数组合形式的广义回归神经网络(GRNN)建立R_s估算模型,并对以上模型模拟效果进行对比分析,利用2010-2014年数据对各模型模拟精度进行验证,最后采用相邻站点资料建立模型,使用本站数据评价模型的适用性。结果表明:经验模型中Chen模型精度最高,其次是Bahel模型,Bristow-Campbell模型与Hargreaves模型相比在大部分站点精度相差不大。当缺乏本地资料时,Bahel模型精度最高的站点有9个,而Chen模型最适宜的站点为7个;15个站中有13个站点B-C模型比Hargreaves模型精度更高,但在武汉站和赣州站,Hargreaves模型精度更高,其RMSE降低约14%。输入参数为日照百分比时GRNN模型的平均RMSE最低,优于Bahel和Chen模型,但其各站平均RMSE相差不足2%。当仅有本站气象资料时,GRNN模型与Bristow-Campbell模型和Hargreaves模型相比,其RMSE下降约14%,但使用邻近站点数据建模时,由于光滑因子在各站差异较大,GRNN模型与Bristow-Campbell模型和Hargreaves模型精度相差不大。因此,考虑到GRNN模型建模较复杂,故认为Bahel模型和Chen模型为南方地区更适宜的R_s估算模型。     

Changes induced by UV radiation during virgin olive oil storage

The effects of UV radiation on the chemical and sensory characteristics of virgin olive oils (cv. Arbequina and Picual) were assessed. Even small doses of UV radiation induced oxidation of the virgin olive oil samples. Total phenols and fatty acids contents decreased during the process as well as the intensity of the bitter and fruity sensory attributes, while the intensity of the rancid sensory attribute notably increased. Acetaldehyde, 2-butenal, 2-pentenal, octane, octanal, hexanal, nonanal, and 2-decenal were the volatile compounds most affected, showing an important increase during the irradiation process. Nonanal, hexanal, and pentanal showed high correlation with the rancid sensory attribute (90%, 86%, and 86%, respectively). 2-Decenal and nonanal concentrations allowed us to predict the alteration level of the samples by mean of multiple Ridge regression.     

ZnO纳米粒子光催化降解失效农药草甘膦的研究

采用Zn（NO3）2.6H2O和CF3COONa为原料制备ZnO纳米材料,运用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和紫外-可见漫反射光谱（UV-VisDRS）测定等技术对其进行表征。ZnO纳米粒子在波长为200～400nm的紫外光范围内具有强吸收,以高压汞灯为光源,利用ZnO纳米催化剂对失效农药草甘膦（FGP）进行光降解实验。研究表明,在经900℃煅烧的ZnO纳米粒子浓度为0.5g.L-1,FGP试液初始pH=2.2的条件下,光催化降解90min后FGP去除率达91.8%;光催化体系中,引入Fe3＋有利于提升ZnO纳米粒子催化活性。光谱分析显示,经ZnO纳米粒子光催化,失效农药草甘膦基本降解。