Water content measurement in black spruce and aspen sapwood with benchtop and portable magnetic resonance devices

Abstract

In this study, water content in black spruce (Picea mariana Mill.) and aspen (Populus tremuloides Michx.) sapwood samples was investigated with time-domain magnetic resonance (MR). Time-domain MR measurements easily distinguish water in different environments in wood according to the spin-spin relaxation time and provide quantitative information on water content. The MR techniques employed can distinguish and quantify the individual signal components. Both black spruce and aspen have two signal components at moisture contents above the fiber saturation point. These two signal components correspond to motionally restricted water, often referred to as bound water, and unrestricted, or free water. Bound water content is constant above 40% moisture content. No signal from free water was detected at or below 20% moisture content in either species. We also demonstrate the use of a recently developed portable unilateral magnet that can be employed as a powerful tool in the study and measurement of water content in wood.     

开沟起垄措施对植烟土壤和烟叶产值的影响

为探明烟稻轮作制度下,烟田起垄开沟对植烟土壤化学性质及烟株生长、产质量等影响,以稻茬烟田为试验平台,设置2个开沟深度[A1：浅沟（垄间开沟15cm）;A2：深沟（垄间开沟25cm）]和2个起垄时间[B1：移栽前10d起垄（常规起垄）;B2：翻耕后起垄],于2018年取样,系统分析不同处理对土壤pH、主要养分含量和烟株农艺性状、干物质积累及经济性状的影响。研究结果表明,烟株各个主要生育时期深沟+翻耕后起垄处理（A2B2）的有效叶片数、烟叶最大叶长、叶宽和株高均优于其他处理;且该处理能有效改善土壤速效养分含量,土壤pH处于优质烤烟生产要求范围;同时烟株物质生产能力强,干物质积累多,在各器官间分配合理;烤烟经济性状也表现为该处理的烟叶产量、产值及上等烟比例较高,表现较优。总之,翻耕后起垄+深开沟处理（A2B2）有利于烟株生长,提高烟株的品质,为烟叶优质适产奠定了生物学基础。     

12-6台体型Stewart冗余并联机构正向运动学研究

针对六自由度并联机构的正向运动学无全解析解或全解析解推导困难、不便于程式化、存在多解选择的现状,提出一种含混合单开链支路的12-6台体型Stewart冗余并联机构,推导了适用于实时反馈控制的正向运动学全解析算法。通过单开链的方位特征集运算及路线分解,对机构的拓扑构型进行了剖析,并解算了耦合度,为运动学方程的构造及同构处理指明了方向。基于动平台上4个共面特征点的拓扑关系,对15个二次相容方程进行同构运算,推导了12个一次多项式,得到正向位姿方程的全解析解,具有形式简洁、对称,且根能够唯一确定的特点。根据速度基点法,建立特征点速度之间的矢量关系,解决了机构的速度正解问题。结合杆长协调方程及速度映射方程,并运用Jacobian代数法解析出机构的3组奇异曲面方程。实验结果表明,位姿正解的计算值与测量值完全一致,速度正解的最大相对误差为0.08%,它们的效率指标值分别为0.21和0.32,均满足实时性要求。     

基于OFDM-MIMO移动通信模型的采摘机器人设计

为了提高果树采摘机器人的智能化和自动化水平,提高机器人的实时通信和在线控制能力,实现机器人作业过程的远程控制,在采摘机器人通信系统中引入了OFDM-MIMO模型,并将移动4G技术应用到了机器人的设计中,突破了机器人控制距离限制,实现了机器人的跨区域无线通信。机器人采用视觉传感器和4G网络采集并传输图像,图像数据可以在远程浏览器端实时显示,便于掌握机器人作业信息。当机器人碰撞传感器发出信号时,可以利用OFDM-MIMO信道模型进行图像的高效传输,并将视觉传感器采集的图像信息传送给远程控制端,在采摘出现失误时可以及时地调整机器人的状态,实现果实采摘的在线控制。同时,设计了机器人的实验样机,并对机器人的果实定位能力和通信能力进行了实验和仿真。实验和仿真结果表明:该种机器人可以有效地识别普通果实和套袋果实,并且通信实验测试和仿真测试的结果吻合,从而验证了结果的可靠性及OFDMMIMO模型在采摘机器人通信系统中的可行性。     

多药耐药相关蛋白2在健康和大肠杆菌感染SD大鼠肝脏和肠组织中的定位及mRNA表达水平

本研究旨在探讨多药耐药相关蛋白2(MRP2)在健康和感染大肠杆菌的SD大鼠肝脏、十二指肠、空肠、回肠和结肠中的分布特点和mRNA表达水平.选用健康成年SD大鼠20只,随机分成健康对照组和大肠杆菌感染组,采用免疫组织化学和荧光定量PCR的方法检测了MRP2在大鼠肝脏和肠组织中的定位与表达.结果显示:MRP2在健康和感染大鼠不同组织中均有分布,主要见于肝脏的胆管面(肝脏毛细胆管的细胞膜)、肝脏门静脉区和各肠段的肠黏膜层,但蛋白表达水平不同.健康组大鼠MRP2在肝脏毛细胆管的细胞膜分布比门静脉区附近广泛,在肝脏毛细胆管的细胞膜和门 静脉区表达均为强阳性;在十二指肠和空肠的表达为强阳性,在回肠和结肠表达为阳性;与健康组相比,MRP2在感染组大鼠的蛋白表达水平均较弱,主要表现为十二指肠和空肠为阳性,回肠和结肠中为弱阳性,肝细胞的胆管面为阳性,肝脏门静脉区附近呈弱阳性.MRP2的mRNA在健康和大肠杆菌感染大鼠的肝脏和肠组织中均有表达,但表达水平也存在差异.与健康组大鼠相比,MRP2 mRNA表达量在大肠杆菌感染组大鼠肝脏和小肠中显著下调(P＜0.05).SD大鼠感染大肠杆菌后可引起肝脏、小肠组织中MRP2在mRNA和蛋白水平的表达下调.     

施氮量和采收时期对油蔬两用型油菜菜薹维生素合成的影响

为明确施氮量和采收时期对油蔬两用型油菜薹维生素含量的影响,以富硒1号为材料,采用裂区试验设计,设置3个施氮量(120、180和240 kg·hm^-2)和4个采收时期(以株高20、30、40和50 cm表示),分析了油菜薹维生素C、维生素E、维生素B₁和维生素B₆含量的变化;比较了半乳糖内酯脱氢酶(GalLDH)、抗坏血酸氧化酶(AAO)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)活性,并分析了维生素家族基因在菜薹中的表达量。结果表明,随着施氮量的增加,油菜薹还原型维生素C(AsA)含量降低;氧化型维生素C(DHA)含量在株高20 cm采收时增加,但在30 cm及以上株高采收时则降低;维生素E和维生素B₆含量先增加后降低;维生素B₁含量增加;维生素C合成关键酶GalLDH活性先略增加后降低;AAO和DHAR活性增加,APX和MDHAR活性则整体表现为先增加后降低。且施氮量增加后,维生素家族各基因在株高30和40 cm采收的菜薹中主要表现为正向调控,而在株高20和50 cm采收的菜薹中主要表现为负向调控。就采收时期而言,菜薹中的维生素含量在株高30~40 cm时高于其他时期;在同一施氮量下,随着菜薹采收株高的增加,维生素家族基因的表达量主要呈上调模式。综合分析可知,GalLDH活性的降低以及AAO/DHAR和APX/MDHAR代谢平衡是增施氮肥导致菜薹维生素C含量降低的重要原因。本研究结果为油蔬两用型油菜薹优质栽培技术提供了理论依据。     

大白菜抽薹相关基因BrFLC1的KASP标记开发

为了提高大白菜耐抽薹品种的分子育种效率,本研究针对大白菜抽薹相关基因BrFLC1第6个内含子的第一个碱基(Pi6+1)G-A的SNP变异开发进行高通量检测的竞争性等位基因特异性PCR(KASP)标记。结果表明,开发的KASP标记BrFLC1-KASP1可有效将晚抽薹类型材料Y177-12(G)和早抽薹类型材料Y195-93(A)分为2组。利用BrFLC1-KASP1标记可以对57份大白菜材料的基因型进行有效鉴别,且鉴定结果与酶切扩增多态性标记(CAPS)G-MvaI以及直接测序法的鉴定结果完全一致。综上所述, BrFLC1-KASP1标记在大白菜材料中具有通用性,且具有准确率高、成本低、效率高的特点。本研究结果对大白菜耐抽薹性的分子标记辅助选择具有重要的育种实践价值。     

有机质浸染砂水泥土的力学特性及本构关系

为研究海南省海湾地区分布的有机质浸染砂水泥土的力学特性,该文首先对有机质浸染砂水泥土和标准砂水泥土进行无侧限抗压强度对比试验(采用配合比均为熟石灰掺入比7.5%、水泥掺入比20%、水灰比0.45),定量分析养护龄期对其无侧限抗压强度及试样破坏形式的影响。然后对有机质浸染砂水泥土进行单轴抗压试验,获得了水泥土材料的应力-应变全过程曲线、刚度变化规律以及改进邓肯-张本构模型。结果表明:1)有机质浸染砂水泥土试样的破坏类型为塑性剪切破坏和脆性剪切破坏;2)有机质浸染砂水泥土抗压强度随着养护龄期的增加基本呈指数形式增长,但在养护龄期14 d后,增长速度逐渐降低并趋于稳定;3)随着养护龄期增长,水泥土刚度增加。在加载初期,水泥土切线模量随着轴向应变增加而增大,呈现刚度硬化现象;4)基于单轴抗压试验得到应力-应变全过程曲线,可分为2个阶段:塑性阶段、软化阶段;5)通过对应力-应变全曲线的描述,得到了修正的邓肯-张模型,确定模型参数后,与实测数据对比发现,该修正模型可以模拟有机质浸染砂水泥土的应力-应变关系。     

基于DTW距离的拖拉机传动轴载荷样本长度计算方法

针对工程领域载荷样本长度确定方法对农业机械载荷适用性较差的问题,提出了一种基于动态时间扭曲(DTW,Dynamic Time Warping)距离计算载荷样本长度的方法。首先,运用无线扭矩传感器获取犁耕作业下拖拉机传动轴的动态载荷,结合传动轴犁耕作业下的载荷特点,划分作业工况;再将作业循环叠加并经过归一化处理后进行DTW距离计算,确定传动轴载荷样本长度;最后,计算参数外推中均值混合正态分布函数的拟合参数相对误差。结果表明,运用DTW距离方法确定的载荷样本长度,能够使均值双正态分布函数拟合得到的参数相对误差保证在10%以内。近似均值精度估计法和均值曲线拟合法的拟合参数相对误差最大值分别为126.06%和80.62%,而基于DTW距离计算方法的拟合参数相对误差最大值为5.43%,验证了基于DTW距离的载荷样本长度计算方法的适用性。研究结果可为拖拉机传动轴田间试验载荷样本长度确定提供参考。     

Impact of High Night‐Time and High Daytime Temperature Stress on Winter Wheat

High temperature is a major environmental factor that limits wheat (Triticum aestivum L.) productivity. Climate models predict greater increases in night‐time temperature than in daytime temperature. The objective of this research was to compare the effects of high daytime and high night‐time temperatures during anthesis on physiological (chlorophyll fluorescence, chlorophyll concentration, leaf level photosynthesis, and membrane damage), biochemical (reactive oxygen species (ROS) concentration and antioxidant capacity in leaves), growth and yield traits of wheat genotypes. Winter wheat genotypes (Ventnor and Karl 92) were grown at optimum temperatures (25/15 °C, maximum/minimum) until the onset of anthesis. Thereafter, plants were exposed to high night‐time (HN, 25/24 °C), high daytime (HD, 35/15 °C), high daytime and night‐time (HDN, 35/24 °C) or optimum temperatures for 7 days. Compared with optimum temperature, HN, HD and HDN increased ROS concentration and membrane damage and decreased antioxidant capacity, photochemical efficiency, leaf level photosynthesis, seed set, grain number and grain yield per spike. Impact of HN and HD was similar on all traits. Greater impact on seed set, grain number and grain yield per spike was observed at HDN compared with HN and HD. These results suggest that HN and HD during anthesis cause damage of a similar magnitude to winter wheat.