不同热解温度制备的水稻秸秆生物炭理化特性分析

以不同热解温度(100～800℃)制备的水稻秸秆生物炭为研究对象,研究在不同热解温度下制成的生物炭的理化特性。结果表明,热解温度为100～300℃制成的水稻秸秆生物炭呈弱酸性,400℃以上时呈碱性;水稻秸秆生物炭表面碱性含氧官能团数量随着热解温度的升高而增加、酸性含氧官能团则减少;水稻秸秆生物炭中的官能团C=C、C-O-C、-OH和-C=O在较高的热解温度下发生缔合或消除,促进了芳香基团的形成;随着热解温度的升高,水稻秸秆生物炭的阳离子交换量(CEC)、比表面积、孔径、比孔容、氮气吸附量和颗粒表面的分型维数(D1)均先增加后降低,阳离子交换量(CEC)在300～500℃时、其它性状在400～600℃之间达到最大值;以不同热解温度制成的水稻秸秆生物炭颗粒的孔隙结构均以孔隙宽度2～50 nm的中孔为主。随热解温度的升高,水稻秸秆生物炭的产率逐渐降低;400～500℃炭化2 h,生物炭产率最高,其孔隙结构最为复杂,所以可以认为400～500℃是水稻秸秆炭化的最佳温度。     

储料竖向压力对粮仓中小麦粮堆湿热传递的影响

粮仓中存在压力场、温度场和湿度场等多物理场,为了得出各物理因子共同影响下的粮堆内湿热传递规律,该研究利用自行研制的粮堆多场耦合试验装置,针对仓内小麦粮堆单元体,研究在高温边界38.5℃、低温边界5.2℃,初始粮温25.8℃,竖向压力分别为50、100、150 kPa条件下小麦粮堆湿热传递情况。试验结果表明:竖向压力增加,粮堆孔隙率减小,热量通过粮食籽粒间传导增加,传递速率加快,竖向压力从50 kPa增大至150 k Pa,粮温较入仓时下降约0.5~1.3℃,温度梯度变化率达8.7%,不同压力下粮堆高温区面积随储藏时间呈幂函数减小。粮堆内湿空气在边界处累积至峰值时会有部分湿空气向粮堆内迁移。粮堆中部与靠近低温边界温差大于6.3℃时,粮堆内湿空气扩散加快,粮堆中部平均相对湿度下降速率随竖向压力增加而加快。研究结果可为散装粮堆多场耦合研究提供理论支持。     

城市化进程中不同位置城市湿地对周边环境温湿度的影响

2015年春、夏、秋季选择大庆市区4块不同位置(距城市中心距离)的湖泊湿地及周边绿地作为研究对象,利用小尺度定量测定的方法,分析位置特征对周边环境温湿度的影响。每天8:00～18:00,每2 h分别对4块不同位置湖泊湿地和对照处的温度、相对湿度进行同步测定,连续测定7 d。结果显示:春、夏、秋季均具有增湿降温效应。其中,夏季的增湿降温效应最强,春季其次,秋节最差。在春、夏、秋季中,不同位置对湿地的降温增湿能力具有显著的影响,其中城市中心湖泊湿地近郊区湿地2(距城市中心8.6 hm)近郊区湿地1(距城市中心40.4 hm)远郊区湿地。在三个季节中,温湿度日变化表现为早晚弱,中午强,受环境温度影响比较大。春、秋季12:00～14:00为降温增湿变化幅度最大时段,而夏季14:00～16:00为降温增湿变化幅度最大的时段。     

土地利用与地表温度的空间关系

引入地理权重回归模型进行福州市土地利用与地表温度的空间关系模拟,从格网尺度上探讨城市土地利用对地表温度影响的空间非平稳性。结果表明:建设用地、林草地和水体是影响研究区地表温度的主要土地利用类型,该3种地类对地表温度的影响存在显著的空间非平稳性:建设用地的增温作用以北部林区最强,中部建成区及耕地分布集中区域最弱;林草地和水体的降温作用均以建成区中心最强,向外逐渐减弱,在水域增加林草地或在林区增加水体则会使地表温度升高。由于地理权重回归模型是对土地利用与地表温度空间关系的局部拟合,可以体现不同土地利用对地表温度影响的空间非平稳性,可为区域土地利用与地表温度空间关系研究提供新思路。     

固相萃取离子色谱法快速测定烟草中钾、钠、钙、镁和氨的研究

采用带固相萃取净化功能的样品萃取瓶超声萃取烟草样品,样品萃取液用石墨化炭黑球固相萃取净化。然后以IonPacCS12A阳离子交换色谱柱(3 ′ 150 mm,5 μm)为固定相,30 mM甲基磺酸为流动相,淋洗液流速1.0 mL/min,K+、Na+、Mg2+、Ca2+、和NH4+ 5种阳离子在6.0 min内可达到完全分离。采用自主设计的样品萃取瓶,可不经样品转移就完成样品的萃取、净化和过滤。和常规方法相比,操作流程得到简化,效率大幅度提高,灵敏度和回收率高、精密度好。为基因编辑素材钾、钠、钙、镁和氨的快速测定提供了高通量分析方法。     

盐碱地棉花花生间作种植模式对产量和效益的影响

为优化硫酸盐盐碱地棉花花生种植模式和提高单位土地面积综合经济效益，本研究以‘鲁棉研37 号’和‘花育36 号’为供试材料，在高唐硫酸盐盐碱地条件下，通过两年大田试验分析了棉花花生不同间作种植模式下作物产量、单位面积的土地当量比、种植成本和效益。结果表明，在试验点的气候条件下，棉花花生不同种植模式中两种作物产量存在年际间差异；棉花花生2:4 和4:8 间作种植模式的土地当量比、总效益、总成本和净效益均较高，其中4:8 种植模式的最高。棉花花生4:8 大小幅间作种植，年际间换带轮作，可作为当地棉花花生复合种植的最优配置。     

京郊地区多种类型日光温室温度对比试验

为进一步优化北京市密云区日光温室的结构，提高设施棚室的温度，以密云区现有的3种日光温室为基础，包括主动蓄热型日光温室（G1）、下沉型日光温室（G2）、当地传统的日光温室（G3），利用小气候综合观测仪的温度数据，对比分析了不同天气条件下3种日光温室生长季内的温度变化情况。结果表明：长周期条件下，G1、G2、G3的夜间平均气温分别为14.66、10.21和8.37 ℃；短周期条件下，G1、G2、G3的夜间平均气温分别为15.84、11.08和9.49 ℃；极端低温条件下，G1、G2、G3的夜间平均气温分别为10.63、7.54和6.24 ℃；典型晴天条件下，3座温室的夜间平均气温分别为17.83、11.48和9.16 ℃；典型阴天条件下，3座温室的夜间平均气温分别为9.64、7.03和6.04 ℃。G1型日光温室整体优于G2、G3型日光温室，在极端低温和典型阴天条件下都表现出了较好的保温储温性能，能够在较低温度下满足室内作物的生长要求。因此，主动蓄热型日光温室在北京市密云区具有较好的推广价值。     

温度对草地贪夜蛾生长发育及繁殖的影响

草地贪夜蛾是新近入侵我国的重大农业害虫,为了弄清其入侵生物学特性,为草地贪夜蛾的监测预警及综合治理提供理论依据,本研究在光照培养箱内设置6个温度(17、22、27、32、37、42℃)饲养草地贪夜蛾,测定其不同阶段的存活率、发育历期、体重及繁殖力等,探究温度对草地贪夜蛾生长发育及繁殖的影响。结果表明,草地贪夜蛾在42℃条件下仅能短暂存活,在17～32℃范围内可正常生长发育,其幼虫期、蛹期及世代历期均随着温度的升高而缩短,17℃条件下世代历期和幼虫期分别为(58.73±1.46)d和(21.79±1.03)d,37℃条件下则分别仅为(22.57±0.84)d和(11.12±0.31)d。成虫寿命在17～27℃范围内差异不大,之后随温度升高而缩短,37℃下成虫寿命仅为27℃下的1/4左右,且在该温度下成虫无法正常羽化,雌成虫不产卵。17～32℃下雌成虫产卵前期随温度的升高而缩短,产卵期则随温度升高而有所延长,平均单雌产卵量在27℃下最高,为(565.50±143.40)粒。说明温度升高会导致草地贪夜蛾发育历期缩短,年发生世代数增加,幼虫取食量增大,对作物的为害加重。     

草面温度在霜预报中的应用

为了避免农作物遇霜后遭受冻害,本研究采用草面温度对霜进行预测。利用连云港气象观测站2014—2016年逐时气象要素,包括气温、0 cm地温、露点温度、水汽压、气压以及2 min平均风速等气象要素作为影响连云港地区草面温度的关键因子,并以这6个要素作为属性特征,以草温作为标志量构建训练样本集,结合KNN数据挖掘算法构建草温预测模型,并根据草温判别是否有霜出现。结果表明：基于该算法构建的草温预测模型效果较好,预报平均误差1.2℃;根据草温预测霜的准确率高达90.2%,尤其对初终霜的预报具有很好的指示意义。因此,引入草温作为霜的预报指标,对于避免农作物遭受霜害具有十分重要的意义。