基于GIS和迈阿密模型的全球灌溉需水量计算

通过计算光温生产潜力、气候生产潜力、光温潜力需水量、灌溉需水量以及衍生的可持续垦殖率指标，以解决农业生产潜力、农田熟制、灌溉定额、宜农荒地垦殖适宜性评价等农业发展问题。以迈阿密模型为理论基础，利用GIS空间分析的研究方法，计算出了上述指标的高精度全球分布场，得出全球光温生产潜力为2 260×10⁸ t干物质，气候生产潜力为1 253×10⁸ t干物质，灌溉需水量总计为12 441 km³。主要结论有：热带雨林区除外，全球气候生产潜力高值区同当前农业区高度吻合，表明农田气候潜力已经被人类充分利用；在温带地区，可持续覆膜雨养垦殖率＞2/3的地区适宜开垦宜农荒地，发展雨养农业。根据迈阿密模型计算得出的灌溉需水量可作为制定农田喷灌定额的重要依据；覆膜滴灌节水效果最佳，可持续覆膜滴灌垦殖率为各种垦殖率中最大值，可作为指导宜农荒地资源开发和多熟制农业发展的主要指标。     

响应面法优化耧斗菜根系多糖提取工艺

在单因素试验的基础上,选取微波时间、微波功率和料液比为影响因子,以耧斗菜根系多糖的产率作为响应值,应用Box-Behnken响应面法优化微波提取耧斗菜根系多糖的工艺条件。结果表明,微波法提取多糖的最优条件为:微波提取时间44 s、微波提取功率60 W、料液比1∶21(g/m L);在此条件下,多糖得率为17.64%,与理论值接近。利用响应面法优化耧斗菜根系多糖的提取工艺合理可行,结果可为水提耧斗菜根系多糖的工业化应用提供理论依据。     

切花菊优香不同生长阶段光合作用的变化

采用GFS-3000型高级光合测量系统,测定了切花菊优香营养生长中期、后期及营养生长向生殖生长过渡期不同部位叶片的光合参数和光响应参数。结果表明,优香不同生长阶段上部叶的光合作用参数高于下部叶。上部叶的蒸腾速率(Tr)随株龄的增加而增强,即营养生长向生殖生长过渡期的蒸腾作用最强,蒸腾速率达3.74 mmol/(m~2·s),为营养生长中期的2.58倍;气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)和胞间CO_2浓度(Ci)则均为营养生长后期最高,此时的Gs、Pn和Ci分别达409.97 mmol/(m~2·s)、11.05μmol/(m~2·s)和394.03μmol/L,分别是营养生长中期的4.22倍、3.95倍和1.28倍,是营养生长向生殖生长过渡期的2.18倍、1.99倍和1.09倍。与上部叶略有不同,优香3个生长阶段下部叶的4个光合参数值均为营养生长后期最大,Tr、Gs、Pn和Ci分别达1.89 mmol/(m~2·s)、163.09 mmol/(m~2·s)、4.53μmol/(m~2·s)和431.92μmol/L,分别为营养生长中期的1.29倍、2.07倍、2.43倍和1.31倍,是营养生长向生殖生长过渡期的1.07倍、1.87倍、1.78倍和1.17倍。采用直角双曲线修正模型拟合光响应曲线,优香不同生长阶段上部叶的最大净光合速率(Pnmax)差异较大,下部叶的Pnmax差异相对较小;上部叶表观量子效率(AEQ)也高于下部叶;上部叶营养生长后期的暗呼吸速率(Rd)达3.91μmol/(m~2·s),明显高于营养生长中期和营养生长向生殖生长的过渡期,分别为二者的2.38倍和1.98倍,但下部叶暗呼吸速率随着株龄的增加呈现增加趋势;上部叶营养生长后期和营养生长向生殖生长过渡期的光饱和点(LSP)高于下部叶。研究结果可为切花菊栽培优香过程中的光照强度的调控提供试验依据。     

Halbach磁阵多浮体海波发电结构功率响应研究

以Halbach磁阵多浮体海波发电结构为对象,研究了其在垂荡运动下的能量转换特性。基于线性波理论,建立了线圈浮筒的运动方程和能量转换模型,数值模拟了结构阻尼系数、弹簧刚度系数以及线圈浮筒的长度和半径,此外,数值还模拟了吃水对海波发电结构平均能量转换功率及共振频率的影响。结果表明:根据不同的海波状况,合理设计了海波发电结构的参数,将有助于其平均能量转换功率的提高。     

生物炭对连作草莓光合特性及光响应的影响

为了寻求缓解草莓连作障碍的有效途径，以佐贺清香草莓品种为试验材料，盆栽条件下在连作8 a草莓的土壤中分别添加质量分数为0%、0.15%、0.30%、0.45%、0.60%的小麦秸秆生物炭，研究不同生物炭用量对草莓光合响应参数的影响。结果表明，连作土壤中添加生物炭的量影响了草莓的光合生理，添加一定量的生物炭在一定程度上可以缓解连作障碍。当生物炭添加量为0.30%时，草莓具有更大的光合潜力，其叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量分别比不添加生物炭对照提高37.20%、85.57%和55.14%，差异显著。随着生物炭添加量的增加，叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量表现为先升高然后降低的趋势，且均在生物炭添加量为0.30%时达到最大值。表观量子效率和最大净光合速率的变化趋势与叶绿素含量表现一致，表现为0.30%生物炭处理时最高，且分别比对照增加16.62%和32.29%；而当生物炭用量继续增加时，光合作用受阻，且0.30%生物炭处理对弱光的利用能力最强。与不添加生物炭相比，0.15%和0.30%生物炭处理呼吸效率升高，0.45%和0.60%生物炭处理草莓呼吸效率降低。生物炭添加量为0.30%时光补偿点最低。相关性分析表明，叶绿素a含量能较好地反映草莓最大净光合速率的大小，而总叶绿素含量值则能很好地反映草莓在强光下进行光合作用能力的大小。综上，添加一定生物炭，有利于草莓光合色素的合成，提高了光合能力，有助于草莓干物质的积累，在连作土壤中添加0.30%生物炭时最有利于缓解连作障碍对草莓光合生理的影响，叶绿素能较好地反映草莓的光合作用能力，这对草莓设施生产管理具有一定的指导意义。