Impact of climate change on maize yield in China from 1979 to 2016

Climate change severely impacts agricultural production, which jeopardizes food security. China is the second largest maize producer in the world and also the largest consumer of maize. Analyzing the impact of climate change on maize yields can provide effective guidance to national and international economics and politics. Panel models are unable to determine the group-wise heteroscedasticity, cross-sectional correlation and autocorrelation of datasets, therefore we adopted the feasible generalized least square(FGLS) model to evaluate the impact of climate change on maize yields in China from 1979–2016 and got the following results:(1) During the 1979–2016 period, increases in temperature negatively impacted the maize yield of China. For every 1°C increase in temperature, the maize yield was reduced by 5.19 kg 667 m–2(1.7%). Precipitation increased only marginally during this time, and therefore its impact on the maize yield was negligible. For every 1 mm increase in precipitation, the maize yield increased by an insignificant amount of 0.043 kg 667 m–2(0.014%).(2) The impacts of climate change on maize yield differ spatially, with more significant impacts experienced in southern China. In this region, a 1°C increase in temperature resulted in a 7.49 kg 667 m–2 decrease in the maize yield, while the impact of temperature on the maize yield in northern China was insignificant. For every 1 mm increase in precipitation, the maize yield increased by 0.013 kg 667 m–2 in southern China and 0.066 kg 667 m–2 in northern China.(3) The resilience of the maize crop to climate change is strong. The marginal effect of temperature in both southern and northern China during the 1990–2016 period was smaller than that for the 1979–2016 period.     

基于准静态同轴探头模型的土壤复介电测量方法

末端开路同轴探头法测量土壤复介电值用于表征土壤含水率具有准确、快捷的优点。针对目前土壤介电同轴探头集总测量模型没有充分考虑探头的参数以及土壤体积对测量结果影响等问题，基于电磁场理论，对末端开路同轴探头建立了准静态数学模型，适用于土壤的复介电常数准确测量。通过全波软件仿真和模型计算结果对比，以无水乙醇介电实测值和理论值对比，验证模型的准确性。采用本文介电测量模型对不同含水率的黄绵土进行测量计算，复介电常数实部与实测土壤含水率二阶多项式拟合决定系数大于0.965，表明本文所提土壤介电测量方法适用于土壤复介电常数和含水率的测量。     

大麦籽粒淀粉和β-葡聚糖积累特性研究

为研究大麦籽粒支链淀粉、直链淀粉和β-葡聚糖积累特性,及淀粉各组分与β-葡聚糖的关系,以2个皮大麦、1个裸大麦和1个糯裸大麦为试验材料,测定花后7、14、21、28d淀粉各组分及β-葡聚糖含量。结果表明,甘啤6号淀粉各组分含量随灌浆推进均逐渐升高,在成熟期达到最大值;甘垦啤7号和甘垦6号均呈先升高后降低趋势,在花后21d有1个峰值。糯大麦C 2-1直链淀粉含量显著低于非糯大麦;支链淀粉含量显著高于非糯大麦,整个灌浆期呈先升高后降低趋势。β-葡聚糖含量均随灌浆时间延长逐渐升高,成熟期含量最高;整个灌浆期糯大麦C 2-1含量显著高于非糯大麦。相关分析表明,直链淀粉/支链淀粉比值与β-葡聚糖含量呈极显著负相关,可以将直链淀粉/支链淀粉比值作为高β-葡聚糖品种选育的一个指标。Logistic方程拟合发现,直链淀粉、β-葡聚糖最终积累量与积累起势与有效积累时间有关,支链淀粉最终积累量取决于最高积累速率和平均积累速率。     

轮叶狐尾藻对水体重金属铅污染的耐性研究

以狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)为试验材料,采用液体培养法,研究了不同浓度Pb尾矿液单一胁迫下对其幼苗生长及生理指标的影响,以期为今后在探讨狐尾藻对Pb耐性机理方面提供参考依据和实践指导。结果表明:随着Pb尾矿渗出液单位浓度的升高,狐尾藻幼苗的株高和根长以及干质量整体呈不断下降趋势,其中,在100%Pb尾矿液处理下地下部的干质量较对照下降显著(P0.05)。此时,地上部干质量较对照也呈下降趋势,但整体幅度不大,说明狐尾藻幼苗的生长整体受到明显抑制;随着Pb尾矿渗出液单位浓度的升高,幼苗中光合色素含量逐渐下降且整体均低于对照。在纯Pb尾矿液处理条件下,Chla、Chlb和Car的含量比对照下降了14.6%、29.6%和23.2%;所有处理中幼苗地下及地上部相对电导率与Pb尾矿液浓度成正比且均高于对照。各个处理的地上及地下部Pro含量随着Pb尾矿液浓度增高整体呈上升趋势。其地上和地下部的AsA含量和GSH含量变化呈低浓度上升,高浓度下降的趋势。在25%Pb胁迫处理下,幼苗中AsA含量在地上和地下部均达到最高,与对照相比差异明显(P0.05),较对照增加了93.5%和89.8%。而地上和地下部GSH含量较对照增加了35.7%、4.36%。数据表明,狐尾藻对Pb胁迫下的环境有一定的抗性,可被用于Pb污染环境的生态修复。     

冬季3种高绿量道路防护林对PM2.5的消减作用

[目的]明确不同道路防护林对PM2.5的消减作用及其与主要气象因子的相关性,为筛选消减能力较强的道路防护林结构提供科学依据.[方法]以冬季苏北地区绿量较高的3种道路防护林[常绿针叶雪松(Cedrus deodara)纯林、常绿阔叶香樟(Cinnamomum camphora)纯林及垂柳(Salix babylonica)与龙柏(Sabina chinensis)混交林]为研究对象,连续监测防护林距道路不同林带宽度(10、20、30、40、50和60 m)处的PM2.5浓度、温度、相对湿度、风速及光照强度,以防护林与城市主干道边缘的交接处(0 m)为参照,分析不同道路防护林对PM2.5的消减作用及其与主要气象因子的相关性.[结果]3种道路防护林不同林带宽度的PM2.5浓度日变化规律均呈午间高、早晚低的特征;对应的PM2.5浓度均值分别在106~131、100~125和100~127μg/m3,均超出GB 3095—2012《环境空气质量标准》中的二级浓度标准(PM2.5二级浓度标准限值为75μg/m3),说明监测期间3种道路防护林的PM2.5污染较严重.3种道路防护林对PM2.5的消减率均值排序为雪松纯林(8.09%)>香樟纯林(4.54%)>垂柳与龙柏混交林(1.82%).其中,雪松纯林对PM2.5的消减率随着林带宽度的增加逐步上升;香樟纯林除了在林带宽度20~30 m处的PM2.5消减率略有下降外,其消减率也随着林带宽度的增加呈上升趋势;垂柳与龙柏混交林的PM2.5消减率较低,且随着林带宽度的增加其消减率出现明显起伏变化,但整体上呈下降趋势.3种道路防护林的PM2.5消减率与温度呈极显著正相关(P<0.01,下同),与相对湿度呈极显著负相关;对应线性回归方程分别为y=0.484x+0.654(R2=0.175)和y=-0.095x+11.682(R2=0.377).[结论]雪松纯林对PM2.5的消减能力较强,可作为强滞尘能力防护林带选用;而垂柳与龙柏混交林在林带宽度0~20 m处的PM2.5消减作用较明显,可作为道路边缘绿化带选用.     

氮肥不同用量对北方粳稻群体质量及品质的影响

氮是植物体内氨基酸、蛋白质、核酸、辅酶以及光合色素分子等的组成成分,因此,氮的营养状况与许多生理过程密切相关。针对水稻氮肥用量过高这一突出问题,本试验研究了氮肥施用总量对北方粳稻产量及其构成因素、叶面积指数、干物质积累、群体库容量以及品质特征等方面的影响,进一步明确不同氮肥施用量条件下北方粳稻产量和品质形成的调控机制。结果表明,施氮量的增加对叶面积指数、光合势及群体生长率有促进作用,随着施氮量的增加,水稻最高茎数、最高分蘖数、分蘖穗数和分蘖穗比例有逐渐增加的趋势;增加施氮量会导致整精米率、蛋白质含量上升,精米白度、食味值、峰值粘度、最低粘度、崩解值、最终粘度值降低,但不同施氮量对直链淀粉含量影响不大。     

甘蔗叶不同还田方式对土壤养分的影响

为减轻秸秆焚烧所带来的环境问题和充分利用甘蔗叶资源,在大田环境下动态监测甘蔗叶粉碎、焚烧和深埋3种还田方式对土壤养分的影响。结果表明:甘蔗叶粉碎还田和深埋还田有利于甘蔗叶中有机碳及氮、磷、钾养分的缓慢释放;甘蔗叶焚烧还田提高了土壤碱解氮含量5.6~20.9 mg/kg和速效磷含量0.8~4.0 mg/kg,促进土壤中氮磷向有效态转化,焚烧还田初期显著增加了土壤速效钾的含量12.3~18.3 mg/kg,但焚烧会损失部分甘蔗叶中碳氮元素,也造成环境污染。综合分析认为甘蔗叶粉碎还田是比较省工、方便的处理方式。     

油菜覆膜打孔穴播机打孔装置设计与试验

为实现油菜等小粒径作物覆膜种植中膜上均匀打孔的功能,针对传统膜上成穴装置结构庞大复杂、工作时易黏土挑种及撕挑地膜等问题,设计了一种法兰式滚轮与螺纹式圆锥型锥钉组合式结构的打孔装置,确定了其主要结构参数范围;构建了打孔装置运动学模型,分析了打孔锥钉关键点的运动轨迹,确定了膜上打孔过程,并基于轨迹方程分析了膜孔尺寸参数;运用ADAMS运动学仿真,采用四因素三水平正交试验方法,以打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、打孔滚轮半径、机组前进速度为试验因素,以膜孔长度、膜孔间距偏差为试验考核指标,进行了打孔装置结构和运动参数的仿真试验。仿真结果表明:影响膜孔长度的因素主次顺序为打孔滚轮半径、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、机组前进速度;影响膜孔间距偏差的因素主次顺序为打孔滚轮半径、机组前进速度、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径;基于参数优化,获得较优参数组合为:打孔锥钉顶角53°、打孔锥钉直径16 mm、打孔滚轮半径65 mm、机组前进速度4 km/h。以打孔装置较优结构参数组合进行了田间验证试验,结果表明:打孔装置所打膜孔形状较规则,普遍呈类圆形状,膜孔长度均在18 mm以上,膜孔间距较为均匀,与仿真结果基本一致;各行膜孔长度一致性变异系数为4.98%,各行膜孔间距均匀性变异系数为3.44%。结果表明试验参数组合选取合理,打孔装置符合设计要求。     

西南地区油菜品种根肿病抗性及布局分析

为明确西南地区主栽油菜品种根肿病抗性,以期为合理品种布局提供依据,降低根肿病的危害和损失。结合病圃根肿病菌生理小种鉴定,在四川安县、大邑、广汉三地区,采用病圃自然发病法,对80个油菜品种进行根肿病抗性评价,并对22个品种连续3年进行抗性跟踪。结果表明：三地区病圃根肿菌为存在基因型分化的4号生理小种;供试油菜品种中无免疫根肿病品种,安县、大邑、广汉三地感病品种分别占比88.75%、83.75%、87.50%,其中55个品种在三地区均表现感病,即不适宜在根肿病菌为4号生理小种区域种植;抗性跟踪评价显示不同品种的抗性稳定性存在差异。‘浙油50’、‘油罐罐’适宜安县地区种植,‘黄金荚’、‘金油858’、‘油研9号’、‘种都油998’和‘渝黄4号’适宜大邑地区种植,‘志远油8号’适宜广汉地区种植。‘绵丰油5号’、‘德名油1号’表现抗性丧失趋势;‘丰油精’、‘高油48’抗性不稳定;‘矮架早’抗性完全丧失。     

液电混合直线驱动系统位置控制特性研究

提出了一种采用电-机械直线执行器和液压缸的液电混合直线驱动系统。为消除电-机械直线执行器和液压缸之间的耦合影响,液压泵和比例阀协同控制液压缸输出力和运行方向,满足系统负载力需求,电-机械直线执行器用于运动控制,并补偿液压缸输出力波动和外部干扰力。为实现上述目标,设计了基于扩张状态观测器的电-机械直线执行器自适应滑模控制方法,以估计的负载力调节泵压力和比例阀开度,对液压缸输出力进行调控。比例阀在系统运行中主要用于控制液压缸运动方向,阀开度较大,可显著降低节流损失。通过仿真和试验分析了系统的运行特性和能效特性。结果表明,该系统具有良好的位置控制特性,能量效率高,较传统阀控系统能耗减少51%。