紫花苜蓿茎秆和叶片的解吸等温线模型及参数优化

为掌握苜蓿(Medicago sativa)收获干燥过程中的解吸等温线,控制干燥过程和贮藏稳定性。文章采用镜面冷凝露点法研究了20℃,30℃,40℃条件下苜蓿顶部茎秆、中部茎秆、根部茎秆以及叶片的解吸等温线。依据5种常用等温线模型对试验数据进行了拟合,并对各拟合模型的适用性进行了分析评价,在此基础上对模型的表达式及参数进行了优化和修正,以确定最佳拟合模型及其参数。结果表明:苜蓿叶片属于Ⅱ型解吸等温线,苜蓿顶部茎秆、中部茎秆、根部茎秆都属于Ⅲ型等温线。在同一水活度条件下,苜蓿茎秆和叶片的储藏温度不同对安全含水率的要求也不同,且它们的安全含水率存在较大差异,环境温度越低对应的安全含水率越高。在20℃,30℃和40℃条件下,苜蓿叶片采用修正GAB模型拟合效果最好,顶部茎秆的最佳解吸等温线方程为GAB和Henderson模型,中部茎秆和根部茎秆适用于GAB和Oswin模型。     

模拟农业机械对土壤压实的试验研究

[目的]进行模拟农业机械对土壤压实的实验,为研究农业机械对土壤造成的压实破坏提供理论依据。[方法]重塑含水率(级差为3%)和体积密度(级差为0.2 g/cm3)不同的水稻土和黄棕壤,利用土壤固结仪对其进行模拟压实,分析压实对土壤容重、饱和持水率和应力传递系数的影响。[结果]随着含水率的增加,压实对土壤的影响逐渐加重,且当土壤含水率在16%~22%时压实对土壤产生的破坏较为严重。土壤抗压实能力随体积密度的增加而增加。相同含水率和体积密度土壤应力传递系数不变,即传递至土壤底层应力σz与土壤表面施加力σ0呈相对稳定的线性关系。[结论]机械压实会使土壤容重增加,饱和持水率降低。随着土壤含水率的减少和体积密度的增加,压实对土壤的影响减弱。土壤应力传递系数与土壤类型、含水率、体积密度等有关。对于给定状态的土壤,其土壤应力传递系数不变。     

沙漠绿洲区平原水库下缘盐荒地水盐动态规律

为揭示平原水库周边无灌溉盐荒地及防风林生长区水盐分布特征,在沙漠绿洲区多浪水库南库区周围布设了地下水监测井和土壤监测点,进行了为期2 a的逐月地下水埋深监测和土壤含水率及含盐量的定点取样测定试验。结果表明:库区周边盐荒地地下水埋深随监测时段变化变幅不大,2 a内均值为1.28 m;不同土壤含水率整体随土层深度增加呈升高趋势,其中60~100 cm的土壤含水率较其他土层波动较大。2 a间盐荒地的土壤含盐量在0.48~8.86 g·kg~(-1)之间变化,不同土壤总盐含量随土层深度增加呈减小的趋势,0~40 cm土层含盐量变化较为明显,具有显著的盐分表聚现象,其中,防风林地土壤含盐量在0~40 cm土层内较天然生态林地明显降低。     

温度及含水率对落叶松和白桦动态黏弹性的定量分析

利用动态热机械分析仪检测了落叶松和白桦试材在不同含水率下的玻璃化转变温度(tg),研究了二者的关系及不同初含水率下储能模量随温度变化的规律。结果表明:落叶松和白桦试材玻璃化转变温度均随含水率升高而线性降低,表征二者关系的两个线性方程之决定系数分别高达0.996 46与0.979 86;含水率每增大1%所引起的玻璃化转变温度的降低值,落叶松为6.71℃,大于白桦的6.64℃。落叶松和白桦的储能模量均随其温度、初含水率的升高而减小。落叶松的储能模量以约70 MPa/℃的平均幅度随温度的升高近似呈线性减小趋势。白桦储能模量在初含水率6%~13%时,约以146.9 MPa/℃的平均幅度随温度的升高呈近似线性减小趋势;初含水率在15%~22%,随温度的上升产生了较为明显的突变点,在100℃左右急剧减小。所得落叶松和桦木储能模量与温度及含水率关系的两个数学表达式的决定系数分别达到0.910 43和0.886 54。     

不同含水率干头干尾烟丝挥发性有机酸含量的变化

分析了滚筒烘丝后不同含水率干头干尾烟丝挥发性有机酸含量的变化规律,以8种挥发性有机酸作为评价指标,利用多重比较法、主成分综合得分的箱线图分析法、聚类分析法,研究了不同含水率烟丝挥发性有机酸含量的变化,以及综合差异的含水率临界点,最后利用感官评吸对上述统计结果进行验证。结果表明:(1)除辛酸外,不同含水率区间烟丝的其余挥发性有机酸均存在显著性差异;(2)挥发性有机酸综合含量随着烘后烟丝含水率的降低呈逐渐下降的变化趋势;(3)烘后烟丝挥发性有机酸综合含量出现较大差异的含水率临界点为8%左右;(4)卷烟整体感官质量随着烘后烟丝含水率的降低呈逐渐下降的变化趋势。根据主成分综合得分箱线图、系统聚类及感官质量的分析结果,该配方叶组干头干尾烟丝与正常烟丝品质差异的含水率临界点应为8%左右;为保证产品质量稳定性,建议将含水率小于8%的干头干尾烟丝回潮后降级使用。     

玉米机械粒收质量现状及其与含水率的关系

【目的】机械粒收技术是现代玉米生产的关键技术,是国内外玉米收获技术发展的方向和中国玉米生产转方式的关键。明确当前中国玉米机械粒收质量的现状,研究影响收获质量的主要因素,推动玉米机械粒收技术发展。【方法】利用2011—2015年在西北、黄淮海和东北和华北玉米产区15个省(市)168个地块获得的1 698组收获质量样本数据,分析当前中国玉米机械粒收质量的现状及其影响因素。【结果】结果表明,籽粒破碎率平均为8.63%,杂质率为1.27%,田间损失籽粒(落穗、落粒合计)为24.71 g·m~(-2),折合每亩损失16.5 kg,平均损失率为4.12%,破碎率高是当前中国玉米机械粒收存在的主要质量问题。收获玉米籽粒平均含水率为26.83%,含水率与破碎率、杂质率及机收损失率之间均呈极显著正相关。其中,破碎率(y)与籽粒含水率(x)符合二次多项式y=0.0372x~2-1.483x+20.422(R~2=0.452**,n=1 698),在一定含水率范围内(含水率大于19.9%),破碎率随籽粒含水率增大而增大。【结论】当前中国玉米机械粒收时破碎率偏高,而籽粒含水率高是导致破碎率高的主要原因。对此,建议选育适当早熟、成熟期籽粒含水率低、脱水速度快的品种,适时收获,配套烘干存贮设施等作为中国各玉米产区实现机械粒收的关键技术措施。     

舟山沿海土壤机油污染的电阻率变化特征及物理影响因素研究

为探索舟山沿海土壤在机油污染情况下电阻率的变化规律及影响因素,通过室内配制污染土,采用单因素分析法研究机油污染砂土、砂质壤土和粉砂质壤土的电阻率变化与土壤质地类型、含水率、含油率及时间的关系。结果表明,土壤构成及含水率与含机油率均对土壤电阻率产生影响。未污染和污染土的电阻率随着含水率的增加呈幂指数下降趋势,其规律符合Archie公式,同时含水率对土壤电阻率的影响大于含油率的影响,并且在一定程度上机油的存在会削弱含水率的影响。5%含水率时,砂质壤土电阻率随含油率增加变化幅度最大,砂土次之,粉砂质壤土最小;15%含水率时,电阻率变化幅度为砂土>砂质壤土>粉砂质壤土。另外,低含水率(5%水)下机油污染粉砂质壤土电阻率随时间的变化波动减小,而高含水率(15%)下则是波动增加,即在经过18~20天后出现小幅下降随后继续增加。根据污染土壤电阻率变化特征可以判断是否存在机油污染,监测效果砂土和砂质壤土优于粉砂质壤土,低含水率条件监测效果优于高含水率条件。研究成果可为土壤机油污染的电阻率法监测提供理论支持。     

降雨作用下云南省红土抗剪强度与坡面侵蚀模数的关系

[目的]揭示降雨作用下云南省红土的含水率、干密度、抗剪强度、坡面侵蚀模数之间的关系,为进一步研究云南省红土的侵蚀机理提供理论依据。[方法]运用人工模拟降雨及土槽模型试验、土工试验及相关理论分析相结合的研究方法。[结果](1)研究区红土黏聚力随含水率的变化呈二次曲线关系,且在最优含水率附近存在极大值。红土内摩擦角随含水率的变化接近于线性关系,且随含水率的增大而减小。当干密度为1.0,1.1,1.2,1.3,1.4g/cm3时,黏聚力与含水率的相关系数R2最小为0.754,最大为0.934;内摩擦角与含水率的相关系数R2最小为0.944,最大为0.996。(2)红土黏聚力和内摩擦角随干密度的变化接近于线性关系;当含水率一定时,二者随干密度增大呈增加的趋势。(3)在试验含水率条件下,红土抗剪强度随含水率的增加而减小,当含水率超过最优含水率后减小的幅度尤为明显;抗剪强度随干密度的增加而增大。(4)降雨结束后,不同干密度的红土坡面侵蚀模数与红土抗剪强度呈二次曲线关系,相关系数R2达0.988。[结论]坡面红土雨后抗剪强度与坡面侵蚀模数之间存在较好的相关关系,可用坡面红土的雨后抗剪强度估算坡面侵蚀量。     

柠条锦鸡儿细根表面积密度对土壤水分空间分布的响应

为研究柠条锦鸡儿(Caragana microphylla)细根与土壤水分的空间关系,以内蒙古农牧交错带10 a生柠条锦鸡儿细根为研究对象,对细根表面积密度与土壤含水率之间的关系进行了初步探讨。分别对柠条锦鸡儿细根和土壤水分的空间分布情况进行研究发现,垂直和水平土层方向各标准地柠条锦鸡儿细根表面积密度与土壤含水率均呈极显著相关,相关系数均大于0.65(P0.01)。经回归分析建立柠条锦鸡儿细根表面积密度与土壤含水率之间的关系模型并对模型进行验证,验证结果发现该模型可以很好地描述两者之间的关系(R~2=0.84,P0.01)。撂荒地土壤含水率比柠条地高71%,研究区柠条地出现至少200 cm的土壤干层,部分土层接近凋萎湿度,柠条生长受阻。研究结果对于干旱区人工柠条林的栽植管理具有重要意义,可为北方农牧交错带生态环境建设及植被恢复提供理论依据。     

四端子电极提高根系生物量电容法估测的有效性

二端子结构在测定根系电容时伴生的电极接触效应会影响根系电容的有效测量。分别采用二端子和四端子2种结构在土壤相对含水率为25%~30%、55%~60%和85%~90%下测定玉米根系电容,研究土壤含水率对电极接触效应的影响,并建立不同土壤水分条件和结构下根系电容与根系生物量的关系,探讨四端子结构在电容法估测根系生物量中的有效性。结果表明,二端子结构测定的根系电容较四端子结构小,随着土壤含水率减小,电极接触效应增大,在土壤相对含水率为25%~30%下最为明显。在土壤相对含水率为85%~90%时,2种结构下玉米根系电容表征根系生物量的有效性相近(二端子结构:R~2=0.63,P0.05;四端子结构:R~2=0.66,P0.05),但随土壤含水率减小,与四端子结构相比,二端子结构下玉米根系电容表征根系生物量的有效性急剧下降,在土壤相对含水率为25%~30%时最为明显,二端子结构R~2=0.37(P0.05)而四端子结构R~2=0.59(P0.05)。研究认为,土壤含水率越低,与二端子结构相比,四端子结构下根系电容表征根系生物量的有效性越好。