基于作物需水机制的远程无线自动化喷灌系统研究

我国水资源短缺与水资源浪费并存的现象十分严重,而农业用水效率不高,农田灌溉水的利用效率低下就是其中之一。其原因主要是灌溉方式不合理,造成水资源浪费严重、利用效率低下,加剧了水资源的短缺。近年来,国家对节灌技术的发展愈加重视,出现了许多新型的节水灌溉装置,提出基于作物需水机制的远程无线自动化喷灌系统,是以单片机为自动化控制中枢,采用Arduino技术设计,可以实时监测大田不同部分的缺水情况,并对缺水部分田地定点喷灌直至达到适宜含水量范围,从根本上改变了以人为经验为依据的粗犷的灌溉方式,可以节省大量的资源。     

Vb生物膜反应器处理酵母废水的发酵特性研究

利用以炭纤维为载体的生物膜反应器处理酵母废水,通过逐步提高进料浓度的方式,对厌氧生物膜反应器处理高浓度有机废水的能力及反应器内微生物的多样性变化特征进行了探索。结果表明,当控制水力停留时间(HRT)为6d,进料COD浓度由启动时2 798mg/L分阶段提升至5 596和13 990mg/L的过程中,相应的沼气容积产气率分别为0.06、0.14和0.37L/(L·d),平均甲烷含量分别为57%、71%和74%,COD平均去除率分别为45%、64%和65%,反应器表现出了较强的抗有机负荷冲击能力。当进料COD浓度继续提高至22 980mg/L,对应COD容积负荷达4.7g/(L·d)时,COD去除率降至49%,但pH能维持在7.7,平均甲烷含量为66%,沼气容积产气率进一步上升到0.58L/(L·d)。可见,过高的进料容积负荷虽然提高了容积产气率,但会造成沼气转化效率的下降。高通量测序结果表明,随着有机负荷的增加和运行时间的延长,反应器内微生物菌群逐渐稳定并演化成了以甲烷螺菌属(Methanospirillum)、甲烷鬃菌属(Methanosaeta)、甲烷杆菌属(Methanobacterium)为古菌代表和以食酸菌属(Acidovorax)、芽孢八叠球菌属(Sporosarcina)为细菌代表的优势菌属构成的沼气微生物菌群,优势菌属占总微生物数量的比例为58%。启动初期和稳定期的沼液中古菌、细菌所占比例分别为69.23%、30.77%和66.86%、33.14%;产甲烷类菌株在古菌菌群中的比例从起始阶段的33.11%提升到稳定阶段的76.70%,氢营养型产甲烷菌成为古菌群落结构中占绝对优势地位的类群(由起始阶段的24.67%升高到稳定阶段的60.13%)。     

基于GaBP算法的快速潮流计算方法

研究在潮流迭代求解过程中雅可比矩阵方程组的迭代求解方法及其收敛性。首先利用PQ分解法进行潮流迭代求解,并针对求解过程中雅可比矩阵对称且对角占优的特性,对雅可比矩阵方程组采用高斯置信传播算法(GaBP)进行求解,再结合Steffensen加速迭代法以提高GaBP算法的收敛性。对IEEE118、IEEE300节点标准系统和两个波兰互联大规模电力系统进行仿真计算后结果表明：随着系统规模的增长,使用Steffensen加速迭代法进行加速的GaBP算法相对于基于不完全LU的预处理广义极小残余方法(GMRES)具有更好的收敛性,为大规模电力系统潮流计算的快速求解提供了一种新思路。     

苔藓植物对酸性恶劣土壤环境的适应性研究

苔藓植物结构简单,对土壤环境的变化反应敏感,是良好的生物指示植物。该研究通过室内模拟实验的方法,分析苔藓植物对富含酸的恶劣土壤环境的适应性。结果表明,苔藓植物对酸性恶劣土壤环境的适应性较差,但苔藓植物具有一定改善生存环境基质的能力,因而能作为恶劣土壤环境下的植物物种先锋,以帮助其它物种的安全进入。同时对本地区苔藓植物的多样性保护以及合理利用苔藓植物进行酸性环境污染监测有一定理论和实践价值。     

边坡先锋植物多花木兰的抗旱性

[目的]揭示多花木兰对土壤干旱胁迫的响应。[方法]采用盆栽控水法模拟干旱条件,测定多花木兰光合、生理指标。[结果]多花木兰的净光合速率在轻度干旱胁迫下变化不明显,而在中度和重度干旱胁迫下显著降低;干旱胁迫使气孔导度、蒸腾速率、胞间CO_2浓度整体呈现下降趋势,在重度干旱胁迫下净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO_2浓度分别较对照组下降了61.04%、86.27%、87.77%和42.63%;多花木兰叶片丙二醛含量在轻度干旱胁迫下增加不显著,在中度和重度干旱胁迫下显著增加,重度干旱胁迫下丙二醛含量是对照组的1.63倍;多花木兰脯氨酸和可溶性糖含量随干旱胁迫的加剧均呈显著增加趋势,在重度干旱胁迫下其脯氨酸和可溶性糖含量分别是对照组的8.06和3.16倍。[结论]多花木兰耐旱性较强,适宜于偏干旱环境生长,可作为水电边坡植被修复物种。     

利用Hydrus-1D模拟分层土壤剖面的水流运动

[目的]研究分层土壤水分运移规律,进行水分运移的数值模拟。[方法]利用Hydrus-1D软件,通过设定不同上下边界条件,进行分层土壤的水分运移模拟。[结果]利用Hydrus-1D软件可以模拟到水分运移中观测点的水头、含水量及土壤上表层流量的随时间的变化规律。[结论]水分运移中的地面边界流量、水头和含水量与降雨量的变化直接相关,科学可靠的气象数据对水分运移的模拟非常重要。     

间歇式曝气与人工翻堆对堆肥化进程的影响

利用间歇式曝气方式,控制堆肥堆体内氧气体积分数调节堆体内有氧/无氧交替周期,与翻堆方式比较,考察不同发酵模式对堆肥化进程及堆肥性质的影响.结果表明:间歇式曝气和翻堆方法均能有效提升堆体内氧气体积分数(翻堆后可使堆体内氧气体积分数达18.5％,曝气可使堆体内氧气体积分数达15.5％).但曝气和翻堆结束后,堆体内的氧气会迅速下降,翻堆方式在27 min内耗尽氧气,间歇式曝气方式在24 min内耗尽氧气.在堆肥化过程中,间歇式曝气与翻堆相比,堆体温度提前约10 d达到室温;堆体含水量提前约18d达到稳定状态;间歇式曝气能够促进堆肥pH快速恢复至中性.堆肥化结束后,间歇式曝气方式与翻堆方式分别使堆肥物料减少51.3％和44.6％(质量分数);总氮含量分别稳定在1.66和1.62 mg/g.可见,间歇式曝气与传统翻堆方式相比,能够促进堆肥快速达到稳定状态,缩短腐熟周期.且比连续曝气节约能源.     

根癌农杆菌介导 hGLP1基因转化摩尔多瓦葡萄的研究

以摩尔多瓦葡萄早期体细胞胚为受体,通过农杆菌介导辅以超声波处理转化 hGLP1基因。结果表明,摩尔多瓦葡萄体细胞胚的卡那霉素临界致死质量浓度为10 mg/L,农杆菌浸染时辅以超声波处理可显著提高GUS瞬时表达效率（高达69.4%）。采用此体系对摩尔多瓦葡萄进行转化,获得高瞬时表达和稳定表达的转化子,进一步筛选培养获得7株抗性再生植株。利用PCR扩增的方法进行检测,其中2株PCR检测呈阳性,初步证实 hGLP1基因已整合到摩尔多瓦葡萄基因组。     

基于三标度层次分析法的农用地适宜性评价

基于层次分析法(AHP)基本原理,并通过三标度法的改进来定量确定农用地适宜性评价因子的权重和量化分级,克服评价因子的人为主观性,建立基于层次分析法的土地适宜性评价模型,使其更具有实用性。以湖北省枝江市为例,选取合理的评价因子对该地区的农用地利用适宜性进行评价,结果符合该地区实际情况。实例分析验证了三标度层次分析法在农用地适宜性评价中的适用性。     

草坪病害真菌拮抗放线菌的筛选及活性研究

[目的]筛选拮抗活性菌株和寻找新的活性代谢产物。[方法]以引起草坪真菌病害的3种病原真菌镰刀菌(Fusarium sp.)、丝核菌(Rhizoctonia sp.)、腐霉菌(Pythium sp.)为目标菌,通过琼脂块法初筛、管碟法复筛对采自云南香格里拉的茶园土壤进行了放线菌的分离筛选,并对其中活性较好的菌株进行了抗菌活性验证及活性物质的粗分离与检测。[结果]共分离得到85株放线菌,最终获得S-6、S-23、S-31 3株对病原真菌有较强作用的菌株,其中最高抑菌达61.90%。将3株拮抗放线菌液体发酵,并通过管碟法进一步验证抗菌活性;将发酵液乙酸乙酯萃取浓缩后,在萃取相中检测到活性成分。[结论]该研究结果为草坪病害防治提供了新资源。