农业废弃物制备的生物质炭对红壤酸度和油菜产量的影响

利用自行研制的生物质炭化炉在田间条件下制备花生秸秆炭和油菜秸秆炭,采集秸秆气化站产生的稻壳炭,研究了这3种生物质炭对酸性土壤的改良效果和对油菜产量的影响。结果表明:施用稻壳炭、花生秸秆炭和油菜秸秆炭均可提高土壤p H,降低土壤交换性酸含量,效果随施用量的增加而增强。生物质炭对酸性土壤的改良效果主要决定于其本身的含碱量,施用花生秸秆炭和油菜秸秆炭显著增加土壤交换性盐基阳离子、有效磷、有效阳离子交换量和盐基饱和度,并提高油菜籽产量。田间条件下施用花生秸秆炭和油菜秸秆炭3年后土壤p H仍明显高于对照处理,说明生物质炭对土壤酸度的改良具有持续性。因此,花生秸秆炭和油菜秸秆炭是优良的酸性土壤改良剂。     

不同产地油菜秸秆制备的生物质炭对红壤酸度和土壤pH缓冲容量的影响

  目的  明确不同产地油菜秸秆制备的生物质炭对红壤酸度的改良和土壤pH缓冲容量的提升效果。  方法  将不同添加量的油菜秸秆炭分别与两种酸性红壤混合,然后进行室内培养试验,测定培养实验前后土壤pH、pH缓冲容量、土壤交换性盐基离子和土壤交换性酸。  结果  添加油菜秸秆炭显著提高了土壤的pH、pH缓冲容量、交换性盐基离子含量,显著降低了土壤交换性酸含量。说明添加油菜秸秆炭不仅可以改良红壤酸度,还能提高红壤的抗酸化能力,因而可以减缓土壤的复酸化。生长在碱性土壤上的油菜秸秆制备的生物质炭对红壤酸度的改良效果和对土壤pH缓冲容量的提升效果均优于生长在酸性土壤上的油菜秸秆制备的生物质炭,在5%添加水平下,前者使湖南红壤pH相比对照提高37.4%,后者使该土壤的pH提高22.4%;相应地,2种生物质炭分别使该土壤的pH缓冲容量分别提高41.4%和37.3%。2种油菜秸秆炭对红壤pH和pH缓冲容量的提升效果与其碱含量和表面官能团多少相一致。  结论  碱性土壤上生长的油菜秸秆制备的生物质炭对红壤具有更好的改良效果。     

不同地区油菜秸秆制备的生物质炭对酸性红壤的改良效果

从江西鹰潭、安徽宣城、江苏南京和淮阴等4个地区收集油菜秸秆,在500℃下厌氧热解制备生物质炭,比较生物质炭的pH、盐基离子和碳酸盐含量的差异,并在20 g/kg加入量下考察其对安徽宣城pH 4.1的酸性红壤改良效果。结果表明,江西鹰潭油菜秸秆炭pH、盐基离子和碳酸盐含量最低,安徽宣城油菜秸秆炭次之,江苏淮阴和南京油菜秸秆炭的相应参数值最高。当用这4种油菜秸秆炭改良土壤酸度时,改良效果表现为江苏淮阴>江苏南京>安徽宣城>江西鹰潭,与生物质炭pH、盐基离子和碳酸盐含量一致。因此,利用秸秆生物质炭改良土壤酸度时,不仅需要考虑炭化条件和秸秆类型,作物的产地差异也需要进行考量。     

水稻秸秆生物质炭对土壤磷吸附影响的研究

以水稻秸秆为原料,分析了不同热解温度下所制备的生物质炭的性质,并采用批处理法,分析了生物质炭添加量和不同热解温度制备的生物质炭对土壤磷吸附特性的影响。结果表明:随着热解温度的升高,生物质炭的碳化程度、比表面积和磷含量增加。添加生物质炭显著减少了土壤对磷的吸附量,而且随着生物质炭热解温度的增加,土壤对磷的吸附量显著增加。Langmuir方程和Freundlich方程都能够较好地拟合添加生物质炭土壤的磷等温吸附曲线。准一级动力学方程和准二级动力学方程可较好地描述添加生物质炭土壤的磷吸附动力学行为。通过以上研究结果可知,水稻秸秆生物质炭可以减少土壤对磷的吸附并增加土壤有效磷的含量,因此在土壤磷肥肥效改良方面具有一定的应用潜力。     

玉米秸秆和污泥共热解制备的生物质炭及其对盐碱土壤理化性质的影响

[目的]研究不同温度制备的玉米秸秆和污泥基生物质炭不同施加量对盐碱土壤基本理化性质的影响,为盐碱土改良及土壤污染物质的生态修复等方面的研究提供科学依据。[方法]以质量比5∶2的玉米秸秆和剩余活性污泥为原料,分别在300,350,400,450,500℃共5个不同温度条件下热解制备生物质炭,通过扫描电镜、元素分析和红外光谱对其性质及结构进行分析,并通过培养试验研究其对盐碱土壤基本理化性质的影响。[结果]随着热解温度的升高,生物质炭微观结构越发达,比表面积越大,表面官能团的种类和数量也产生了显著性变化;同时随着热解温度逐渐升高,生物质炭C含量不断增加,而O,H和N含量却逐渐降低;添加玉米秸秆和污泥共热解制备的生物质炭能够显著增加盐碱土壤中有机碳含量,而土壤中总氮、总磷、有效磷、速效钾含量变化幅度较小;水溶性盐含量降低明显;加入生物质炭后大幅度提高了土壤阳离子交换能力,添加量越大,阳离子交换量越大;但生物质炭对土壤pH值影响不大。[结论]玉米秸秆和污泥基生物质炭提高了土壤养分含量和肥力指标,降低了土壤盐碱性。玉米秸秆和污泥基生物质炭可用于盐碱土壤的改良。     

制炭条件对生物炭碱性基团含量及酸性土壤改良效果的影响

采用不同粒径(0.5,0.25~0.5,0.25mm)的4种原材料(椰糠、木薯秸秆、桉树枝、猪粪),通过不同热解温度(300,400,500,600℃)炭化不同时间(1,2,3,5h)制备生物炭,探讨制炭条件对生物炭碱性基团含量的影响,并探索生物炭改良酸性土壤pH的影响因素。结果表明,不同制炭条件所制备的生物炭均呈碱性,碱性基团含量范围为0.40~1.05mmol/g。不同原材料生物炭碱性基团含量呈现猪粪木薯秸秆椰糠桉树枝的规律。随着热解温度的升高、热解时间的延长及原材料粉碎粒度的减小,生物炭碱性基团含量呈增加趋势。研究还表明,添加生物炭能显著提高酸性土壤pH,其改良酸性土壤的能力随碱性基团含量的增加而增强。原材料粉碎粒度减小、热解温度升高和热解时间延长及用量增加,均能有效提升生物炭改良酸性土壤pH的效果。     

钢渣与生物质炭配合施用对红壤酸度的改良效果

采用厌氧热解方法制备污泥生物质炭和花生秸秆炭,研究了钢渣和生物质炭单独施用及配合施用对红壤酸度的改良效果,结果表明,钢渣、花生秸秆炭和污泥生物质炭均含有一定量的碱性物质,向红壤中添加钢渣和生物质炭可以中和土壤酸度,提高土壤pH,增加土壤交换性盐基阳离子含量,降低土壤交换性铝含量.90天培养实验结束时,这3种改良剂分别使土壤pH相对对照提高1.10、0.72和0.48.钢渣与花生秸秆炭配合施用对土壤酸度的改良效果最好,使土壤pH相对对照提高2.14,单施污泥生物质炭的改良效果最小.钢渣和生物质炭含一定量的养分元素,添加钢渣和生物质炭可以同时改善土壤肥力.钢渣含丰富的钙,添加钢渣使土壤交换性钙含量增幅最大,相对对照增加4.5倍;添加花生秸秆炭使土壤交换钾增加最显著,相对对照约增加7倍;污泥生物质炭含丰富的磷,添加污泥生物质炭使土壤有效磷增加最显著,相对对照增加5.4倍.添加钢渣和2种生物质炭均显著提高了土壤交换性镁含量,将钢渣与生物质炭配合施用,土壤交换性镁含量的增幅更大.由于钢渣和2种生物质炭的碱含量和养分含量各有特点,因此可以根据土壤酸度状况和养分含量选择将钢渣与不同生物质炭配合施用,以达到既能最大限度中和土壤酸度又能补充土壤所必需养分的目的.     

生物质炭和秸秆长期还田对红壤团聚体和有机碳的影响

生物质炭和秸秆还田是提高土壤有机碳含量和改良土壤团聚体结构的有效方法,但在长期尺度上生物质炭与秸秆还田改良土壤的效率仍不清楚。本研究针对中亚热带第四纪红黏土发育的红壤,基于等碳量不同碳源投入的5 a田间定位试验,包括对照、单施化肥、秸秆还田、秸秆–猪粪配施和生物质炭还田5个处理,采用干筛和湿筛法分析了不同施肥处理对土壤团聚体组成、稳定性和有机碳分布的影响。研究表明:施用等碳量的不同有机碳源5 a后显著增加了土壤有机碳含量,其增幅顺序为:生物质炭还田秸秆–猪粪配施秸秆还田。干筛法分析结果表明:与单施化肥处理相比,秸秆–猪粪配施和生物质炭还田处理显著增加0.25 mm机械稳定性团聚体含量(R0.25)和平均重量直径(mean weight diameter,MWD);秸秆还田和生物质炭还田处理显著增加了0.25~2 mm团聚体对土壤有机碳的贡献率。湿筛法分析结果表明:与单施化肥处理相比,秸秆还田和秸秆–猪粪配施处理显著增加R_(0.25)和MWD,但生物质炭还田处理和单施化肥处理相比差异不显著;秸秆还田和秸秆–猪粪配施处理显著降低团聚体破坏率(PAD),生物质炭还田处理显著增加了PAD;秸秆配施猪粪处理和秸秆还田处理显著增加了2 mm团聚体对土壤有机碳的贡献率。总体上,秸秆配施猪粪协同提高团聚体有机碳含量和团聚体稳定性的作用比秸秆还田和生物质炭还田要强。     

秸秆及生物质炭对砖红壤酸度及交换性能的影响

为合理运用秸秆材料改良热带地区砖红壤,采用室内培养试验研究了玉米秸秆及其制备的生物质炭对海南花岗岩母质发育的砖红壤的酸度和交换性能的影响。试验设单施生物质炭(B)、生物质炭和秸秆混合施用(BCS)、单施秸秆(CS)及对照(CK)共4个处理。结果表明,添加生物质炭和秸秆显著提高土壤p H、CEC、交换性盐基总量和盐基饱和度。秸秆和生物质炭可降低土壤交换性酸,尤其是交换性酸中交换性铝含量更是显著降低,表明生物碳和秸秆施用能够有效降低砖红壤酸度,提高交换性能。不同处理改良效果的大小顺序为CSBCSB。     

基于交流阻抗法的豆浆电特性检测

为实现豆浆品质快速检测和通电加热电源频率的优化,该文利用精密阻抗分析仪和DJS-10电导电极通过50 mV的激励电压在20 Hz～12 MHz频率范围内测量了不同温度（30～85℃）和不同固形物含量（1.01%～9.58%）的豆浆的交流阻抗。试验结果表明,豆浆阻抗模值与阻抗相位角随测量频率变化具有明显规律。豆浆的阻抗特性与温度以及固形物含量关系显著,且阻抗Nyquist 图存在明显差异。在全频段,豆浆阻抗模值随着温度和固形物含量的升高而减小;在低频段,豆浆阻抗相位角随温度以及固形物含量的升高而增大;在高频段,豆浆阻抗相位角随温度以及固形物含量的升高而减小。同时,研究提出了豆浆的电阻R、电容C、恒相位元件CPE（constant phase element）三元件等效电路模型,并用ZSimpWin软件进行拟合得到了试验条件下豆浆的等效电路元件参数。基于豆浆阻抗随频率变化规律及豆浆等效电路模型分析得出,豆浆通电加热电源的频率应在300 Hz～300 kHz范围内。豆浆的等效电阻R与温度以及固形物含量之间具有良好的负指数关系。CPE参数Q值随温度的升高而降低,当固形物含量超过3.5%后,Q值随固形物含量的升高迅速增加。CPE参数n值随温度的升高而升高,但在本研究中的固形物含量范围内n值并未随固形物含量的改变发生明显变化。本研究为豆浆通电加热电源的频率选择提供了参考依据,同时为基于豆浆电特性分析实现豆浆品质的快速检测奠定基础。     

基于B/S模式的实验室预约系统UML建模与研究

UML作为一种面向对象的标准建模语言,在信息管理系统的建模领域得到了广泛的应用。概述了UML中多种模型图的使用方法和适用范围,重点分析了UML系统建模的主要过程和特点,并以一个实验预约系统为例详细介绍了系统用例模型、静态模型和动态模型的设计过程。     

果树生长发育规律系统关系图教学法初步总结

在多年的实践中,针对非果树专业《果树栽培学》课程时数少,且学时数变化较大的特点,初步探索形成一套较完整的“果树生长发育规律系统关系图教学法”。其特点是把果树栽培学总论部分的核心内容归纳总结为关系图,使果树的整个生长发育过程及各发育时期应采取何种栽培技术措施一目了然,较易为学生在短时间内灵活掌握。本关系图不仅可应用于非果树专业的教学,也可作为果树专业学生学完《果树栽培学（总论）》部分后进行系统归纳总结。     

柴油机燃用乳化油燃烧特性分析

在进行内燃机台架性能试验时，应用ＡＶＬ６５７多通道发动机分析仪，同步测量柴油机的示功图和高压油管压力的变化，并通过示功图的分析和放热率的计算，对柴油机燃用乳化油和纯柴油时的燃烧特性进行定量的对比和分析，进一步探索柴油机燃用乳化油时的燃烧特点和调整方向     

Varietal traits limiting the grain yield of tropical maize II. The growth and yield of tall and short varieties

Four isogenic varieties with different heights, derived from the Tuxpeño population, were grown in the tropics to evaluate their potential productivity. Short varieties were developed by two means: incorporation of the brachytic-2 gene and current selections of shorter plants.

The tallest, original Tuxpeño produced the highest yield, next was the short-plant selection, while the brachytic varieties yielded least. Yield differences between the original and the short-plant selections were derived from the kernel size and the differences between those and the brachytic varieties, from the number of kernels.

Incorporation of the brachytic gene is unlikely to improve the productivity of varieties because it results in low efficiency of leaves in dry matter production during ripening, caused by the limited sink size and the compact distribution of wide leaves.     

FeSO_4-ZnSO_4-H_2O水盐体系相图及其应用

采用等温溶解平衡法研究了ZnSO4-FeSO4-H2O体系平衡关系,以Zn2+、Fe2+浓度为坐标轴,在直角坐标系中制出了0℃、10℃和25℃时ZnSO4-FeSO4-H2O体系相图,在相图中单相区和c(Fe2+)+c(Zn2+)=100 g/L直线上方的重合区域就是Zn-Fe微量元素水溶肥料的配方区。多温相图分析及实验表明:根据10℃时ZnSO4-FeSO4-H2O相图配方区制备出来的Zn-Fe微量元素水溶肥料具有良好的储存性能。     

三峡库区坡耕地典型香榧套种模式土壤碳氮磷及其生态化学计量特征

为阐明三峡库区坡耕地典型香榧套种模式对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量特征的影响,在重庆市云阳县宝坪镇香榧种植基地内,选取香榧纯林(TG)、香榧-黄精(TGP)、香榧-大豆(TGG)3种套种模式为研究对象,分析不同模式及土层深度下土壤C、N、P含量及其生态化学计量特征。结果表明：不同模式的土壤C含量无显著差异,N、P含量均表现为TGG(0.80,0.53 g/kg)>TGP(0.71,0.40 g/kg)>TG(0.56,0.39 g/kg),且与TG相比,TGG的N、P含量分别显著提高42.9%,35.9%。土壤C、N主要富集在0—10 cm土层,而P主要集中在10—20 cm土层。3种模式的土壤C∶N、C∶P、N∶P分别为8.39～10.73,31.63～45.22,3.25～5.61,均低于全国平均值(14.4,136.0,9.3)。N∶P<10,表明N为研究区限制性养分。相关性分析结果表明,土壤pH、容重和总孔隙度也是影响土壤C、N、P含量及其生态化学计量的重要指标。香榧套种模式有利于土壤养分的积累,TGG的C、N、P含量高于TGP和TG,...     

黄家二岔小流域能量流的系统分析 Ⅳ.人类群体子系统和小流域总体能量流分析

小流域人类群体子系统,需要的投能主要来自粮食、燃料和食油,它在整个小流域系统中的贡献是为种植业、林业、畜牧业及自身提供人工能量产出及人类尿能量产出,能量产投比为0.151∶1.小流域能量流的系统分析表明,各种作物的光能利用率排序为:胡麻＜豌豆＜小麦＜马铃薯＜玉米;乔灌木树种的光能利用率排序为:柠条＜柽柳＜沙棘＜刺槐＜毛条＜云杉＜落叶松＜白榆＜杨树.通过能流图分析,求出了黄家二岔小流域的环境人口容量,提出了减少牧草播种面积、增加农田面积和增加化肥投能等建议.     

黄家二岔小流域能量流的系统分析 Ⅳ.人类群体子系统和小流域总体能量流分析

小流域人类群体子系统,需要的投能主要来自粮食,燃料和食油,它在整个小流域系统中的贡献是为种植业,林业,畜牧业及及自身提供人工能量产出及人类尿能量产出,能量产投比为０．１５１：１。     

基于相图法的新疆精河县大农业系统可持续性能值评价

为促进干旱区大农业系统的可持续发展,以新疆精河县为研究区,从能值角度出发,利用相图法分析了1990年、1999年和2007年研究区大农业系统的能值投入情况,评价了系统能值利用的可持续性。结果表明:精河县大农业系统的能值投入中可更新环境资源能值和经济社会反馈能值比例下降,从1990年的67%下降到1999年的61%再到2007年的48%;同时不可更新环境资源能值比例上升,三年比例依次为14%,24%和38%。虽然在所研究时段内系统的能值利用是可持续的,但其可持续性指标由1990年的Ⅱ级可持续性降到1999年和2007年的Ⅲ级可持续性,且2007年的可持续性指标下降到三年中的最低。因此,系统应当从当前的发展状况出发,沿可更新资源的敏感线上行发展,主要采取节约和保护不可更新资源和可更新资源有效替代的方法,直接或间接地降低对不可更新资源的利用比率,提高系统未来的可持续发展能力。     

采用安全韧性理论的农村居民点空间布局优化

安全韧性是农村居民点存续发展的基础和保障，能有效指导乡村振兴背景下农村居民点的空间布局优化。该研究以内蒙古武川县可可以力更镇（可镇）为例，基于安全韧性理论，界定农村居民点安全韧性的内涵和特征；借助景观格局指数，分析可镇农村居民点空间分布现状；基于农村居民点安全韧性特征，从适宜性、冗余度、适应性和自组织性4个维度构建农村居民点安全韧性评价指标体系并测算其安全韧性等级；基于评价结果，结合《国家乡村振兴战略规划（2018-2022年）》及《关于统筹推进村庄规划工作的意见》，确定可镇农村居民点空间布局优化类型，并提出相应的空间布局优化策略。结果表明：1）农村居民点安全韧性是一个过程性概念，具有阶段性特征，包括防御阶段、恢复阶段和适应阶段，各个阶段有其显著特征，依次为适宜性、冗余度、适应性，以及贯穿于整个过程的独立自主能力；2） 可镇农村居民点安全韧性整体水平较高，安全级别以上的农村居民点斑块共87个，占可镇总面积的52.5%，在空间上呈现出"南高北低，中间高四周低"的分布特征；3）可镇农村居民点优化类型包括城郊融合类、集聚提升类、特色保护类、一般存续类和搬迁撤并类，利用加权Voronoi图，确定搬迁撤并类农村居民点安置去向，进而得到可镇农村居民点优化方案。该研究结果可为全面推进乡村振兴背景下的农村居民点规划发展提供依据。