水肥液膜配合对玉米生物学特性及水分利用效率的影响

玉米节水节肥高产研究对保障粮食安全具有重要现实意义,本研究供试玉米品种为‘郑单958’,采用旱棚盆栽试验,研究液膜覆盖、灌水与施肥对夏玉米生物学特性、产量及水分利用效率的影响。结果表明:在欠水条件(200mm)与贫水条件(300mm)下,液膜覆盖促进夏玉米生长发育的效果显著,L3水平(液膜45kg/hm~2)玉米株高和叶面积指数比L1水平(无液膜)分别增加了33.88%,36.07%,产量增加53.77%,20.76%;平水(400mm)、丰水条件(500mm)下,夏玉米株高、茎粗与叶面积指数在全生育期均高于欠水、贫水处理,并且产量显著高于欠水、贫水处理,水、肥、液膜对夏玉米生物学特性及产量的影响为:W(水分)F(施肥)L(液膜);以C11(W3F3L1)处理玉米茎粗、叶面积指数、产量均为最高,分别为20.2mm,5.86,148.83g/pot。综上,在缺水条件下,喷施液态膜可提高玉米水分利用效率,最高达28.18kg/(mm·hm~2);水分充足时夏玉米高产高效的最优方案为:W3(400mm)+F3(N-P-K:180-120-135kg/hm~2)+L1(液膜0kg/hm~2)。     

华北地区地膜残留及典型覆膜作物残膜系数

为阐明华北地区残膜污染现状及当年地膜残留系数,2008-2011年采用问卷调查及样方检测方法对华北地区主要作物的地膜残留状况进行系统调查,在此基础上2011-2014年通过定点试验监测方法研究典型覆膜作物(花生、棉花)的地膜残留系数。结果表明:华北地区土壤耕层地膜残留强度分布范围为0.2~82.2 kg/hm2,其平均值为26.8 kg/hm2。区域内不同作物和不同省份间地膜残留强度存在显著差异(P0.05),花生和棉花地膜残留强度较高,分别为32.0和31.8 kg/hm2;华北地区所有省份中,河北省农田地膜残留强度最高,为36.8 kg/hm2。2011年,华北地区农田地膜残留总量为14.8万t,其中地膜残留总量居前3位的作物是蔬菜(5.5万t)、棉花(3.9万t)、花生(3.0万t),占残膜总量的83.8%。3 a的地膜残留系数定点监测试验结果表明,花生和棉花的地膜残留系数分别为9.7%和14.3%,如果一直沿用目前的地膜使用模式,预计到2021年,花生地和棉田的地膜残留强度将会达到69.1和70.4 kg/hm2,超过国家农田残膜限值标准,成为残膜污染区域。研究可为华北地区残膜防治提供参考。     

夹指链式残膜回收装置的设计及试验

针对国内现有残膜回收设备残膜回收率低、残膜易缠绕收膜部件、膜杂分离困难、脱膜效果差和残膜含杂量高导致回收的残膜不能再利用等问题,设计了一种夹指链式残膜回收装置,主要由收膜装置、脱膜装置和传动系统等部分构成,收膜装置上设有夹指链和切膜圆盘,切膜圆盘将地表残膜切成带状,夹指链上的夹指将带状残膜依次从地面捡起。通过对主要工作部件的设计,确定了其结构尺寸参数,并对该装置的收膜和脱膜运动进行了分析与讨论,确定了其工作参数。田间试验表明,该回收装置在作业速度5.5 km/h、下夹指链输送倾角40°、机组前进速度与收膜链线速度之比2时,残膜回收率达90.5%,未出现残膜缠绕上链轮现象,回收的残膜含杂量少,便于后续处理和再利用,能满足残膜回收技术的要求。设计研究成果可用于研制新型残膜回收机。     

氧化节杆菌生物降解苯并芘

A pot experiment was conducted with multi-metal (Pb, Cd, Cu, and Zn) contaminated acidic soil to investigate changes in available metal burden resulting from the application of industrial wastes (fly ash and steel slag). The efficiency of amendments-induced metal stabilization was evaluated by diffusive gradients in thin films (DGT), sequential extraction, and plant uptake. The stability of remediation was assessed by an acidification test and by chemical equilibrium modeling. Addition of fly ash (20 g kg-1 ) and steel slag (3 g kg-1 ) resulted in similar increase in soil pH. Both amendments significantly decreased the concentrations of metals measured with DGT (C DGT) and the metal uptake by Oryza sativa L. Significant correlations were found between C DGT and the concentration of a combination of metal fractions (exchangeable, bound to carbonates, and bound to Fe/Mn oxides), unraveling the labile species that participate in the flux of metal resupply. The capability of metal resupply, as reflected by the R (ratio of C DGT to pore water metal concentration) values, significantly decreased in the amended soils. The C DGT correlated well with the plant uptake, suggesting that DGT is a good indicator for bioavailability. Acidification raised the extractable metal concentration in amended soil but the concentration did not return to the pre-amendment level. Equilibrium modeling indicated that the soil amendments induced the precipitation of several Fe, Al and Ca minerals, which may play a positive role in metal stabilization. Chemical stabilization with alkaline amendments could be an effective and stable soil remediation strategy for attenuating metal bioavailability and reducing plant metal uptake.     

贮存条件对蛋清S-卵白蛋白形成的影响

为了探讨贮存条件对鸡蛋清S-卵白蛋白形成的影响,该文考察了贮存温度、湿度、二氧化碳浓度及涂膜处理等4个影响因素,并以S-卵白蛋白为变量建立了等价蛋龄预测模型。结果表明,S-卵白蛋白形成与贮存温度呈正相关,高温能加速形成;S-卵白蛋白含量受湿度影响不显著,高湿仅能有限抑制S-卵白蛋白形成;低浓度CO2(2.5%)抑制S-卵白蛋白形成效果不明显,而高浓度CO2(≥5.0%)抑制效果显著;涂膜处理能显著抑制S-卵白蛋白形成,尤其是油溶性、矿物油涂膜处理抑制效果极显著。指数回归模型分析建立了等价蛋龄预测模型,将S-卵白蛋白含量转换为等价蛋龄(25℃),可评价不同条件下贮存鸡蛋的鲜度。     

肉异物识别中肉厚度激光补偿试验系统的研制

农产品形状的不规则性严重影响用X射线成像方法检测农产品的内部品质的检测质量。针对这个问题,该文以肉为研究对象,建立了基于激光的肉厚度补偿试验系统,补偿X射线图像因厚度不同对肉产生的影响。该系统包括X射线图像采集系统、激光图像采集系统,机械传输部分、控制系统及图像处理系统等。用最小二乘法求取肉厚度补偿模型,建立激光图像与厚度补偿图像映射关系,用激光厚度补偿图像与X射线肉图像融合,基于OTSU算法(最大类间方差,automatically perform histogram shape-based image thresholding)提取出融合后的肉X射线图像中的异物。试验结果表明,这种方法能够消除厚度的变化对图像的影响,该研究为支撑为肉异物提取提供了一种准确高效的方法。     

自发气调包装对核桃青果的保鲜效应

该文通过研究自发气调(MA)包装对核桃青果的冷藏效果,为生产上探寻简易、高效的新型核桃保鲜技术提供依据。以辽宁4号核桃青皮果实为材料,裸果为对照,进行了改良聚氯乙烯袋(mPVC)、改良聚乙烯袋(thn-PE、thk-PE)以及1-MCP处理后mPVC包装对青皮核桃0～1℃下的贮藏试验,测定了贮藏过程中袋内气体浓度、果实采后生理和保鲜效果。结果表明,几种包装中thk-PE袋自发气调能力最强,可使袋内O2和CO2体积分数分别达到10.1%～13.0%,4.3%～6.5%。贮期核桃青果呼吸强度和乙烯生成量同步出现双峰变化趋势,各MA包装不同程度地延缓了高峰的到来,极显著(P<0.01)降低了呼吸峰值和乙烯生成量,MA功能越强,作用越明显。各处理和对照果实的可溶性固形物含量均呈现先升高后下降的趋势,处理的下降期比对照较早出现。各包装极显著(P<0.01)降低了果实失重率,thk-PE的作用显著(P<0.05)大于其他处理。MA包装也不同程度降低了果实腐烂指数,冷藏66d和95d时thk-PE果实腐烂指数分别为30.0%,68.6%,均极显著(P<0.01)小于其他处理。因此,thk-PE袋被选为适合于核桃青果贮藏的自发气调方式,可使果实冷藏95d左右坚果保鲜率达到100%,核仁仍新鲜如初。     

肉桂油/海藻酸钠薄膜物理特性和抗菌性能分析

为了研究开发新型可降解抗菌包装材料,该文以添加不同体积肉桂油到海藻酸钠膜液中制成的肉桂油/海藻酸钠抗菌薄膜为研究对象,比较分析肉桂油添加量对肉桂油/海藻酸钠薄膜厚度、透光率、色泽和水蒸气透过率等物理特性的影响,同时,考察其对薄膜的抗菌性能的影响。膜液中肉桂油体积分数在0～1.0%时,薄膜厚度无明显变化,体积分数为1.2%时,薄膜厚度显著增加。随着肉桂油体积分数的增加,薄膜的透光率显著降低,薄膜水蒸气透过系数增大。肉桂油对薄膜色泽影响显著,随着肉桂油添加量的增加,薄膜色泽值a和b呈显著增加趋势。膜液中肉桂油体积分数为0.8%时,薄膜抗菌能力显著增强。研究结果表明,当膜液中肉桂油体积分数为0.8%时,薄膜具有较好的抗菌效果和物理性能。该研究可为肉桂油/海藻酸钠可降解抗菌薄膜生产工艺参数的进一步优化提供参考。     

甲醛交联碱木质素-聚乙烯醇薄膜的透光性和透气性

为了提高工业碱木质素的利用价值,扩大碱木质素的应用范围,以工业碱木质素和聚乙烯醇为原料,以甲醛为交联剂,利用流延法制备了碱木质素-聚乙烯醇交联反应膜。通过单因素实验探索了碱木质素加入量、甲醛加入量、溶液pH值对碱木质素-聚乙烯醇(PVA,poly vinyl alcohol)反应膜透光性和透气性的影响。采用紫外可见分光光度计分析了薄膜的光学性能,压差法测定薄膜的透气性。采用SEM(scanning electron microscopy)和FTIR(Fourier transform infrared spectroscopy)方法分析反应膜的表面形貌和化学结构,利用静态接触角测量仪测定薄膜的接触角。结果表明:碱木质素加入后,在紫外光区200～400 nm薄膜的透过率为零,对紫外线全吸收,在可见光区400～800 nm薄膜透过率降低,当碱木质素与PVA质量比为1:4时,在600 nm处薄膜的透过率为16.12%;随着甲醛加入量的提高,薄膜可见光区的透光率逐渐增大;随着pH值增大,木质素逐渐溶解,pH值为9时,薄膜600 nm处薄膜透过率为20.85%。与纯PVA薄膜相比较,碱木质素加入后薄膜二氧化碳和氧气的透气性都减小;经甲醛交联后,薄膜的氧气和二氧化碳的透过量都增大;pH值由小到大变化时,碱木质素-聚乙烯醇反应薄膜对二氧化碳和氧气的透气量先增大后减小。FT-IR表征说明碱木质素-聚乙烯醇薄膜结构中有醚键生成,碱木质素和PVA发生了交联反应;电镜图片显示碱木质素-聚乙烯醇反应薄膜表面较光滑;接触角分析说明碱木质素的加入增大了薄膜与水的接触角,薄膜表面亲水性降低,并且交联反应薄膜的接触角大于共混薄膜的接触角,交联提高了薄膜的耐水性。与戊二醛相比甲醛做交联剂时碱木质素和PVA之间的交联反应程度更大,交联薄膜在可见光区的透光性更大。薄膜对紫外线吸收主要是受碱木质素的影响。碱木质素-聚乙烯醇反应膜可作为良好的紫外吸收材料,应用于地膜中。     

覆膜抑制土壤呼吸提高旱作春玉米产量

为从农田碳通量角度揭示地膜覆盖种植方式的增产增效机理,于2011年在山西寿阳旱作农业野外试验站对覆膜和露地春玉米田,进行了表层土壤温湿度、土壤呼吸和净碳交换规律及作物生长发育规律的研究和分析。结果表明:与露地处理相比较,覆膜处理全生育期表层土壤含水率提高了18.7%,前期可平均提高表层土壤温度1.67℃。覆膜和露地处理土壤呼吸变化规律总体一致,但前者的温度敏感系数Q10比后者低,且中后期前者排放的碳仅为后者的61.7%,说明采用覆盖地膜种植方式有利于农田土壤碳管理。前期和中期覆膜处理绿叶面积指数比露地处理平均高0.81 m2/m2,后期覆膜处理衰老较快,收获时比露地处理低1.00 m2/m2;露地处理在前期和中期日均净碳通量平均比覆膜处理大0.04 mg/(m2·s),而后期仅小0.02 mg/(m2·s),这是造成2处理最终生物产量和经济产量差异的根本原因。在地上干物质积累和地下干物质积累方面,覆膜处理始终比露地处理高,收获时差值分别为269.7和38.6 g/m2。露地处理每公顷少收春玉米籽粒1 348 kg。由此可见,覆膜种植可提高表层土壤温湿度,促进作物生长发育,抑制土壤呼吸,促进碳积累,增加农民收入的同时更有利于土壤碳管理。