不同水肥条件下夏玉米/冬小麦农田生态系统碳平衡研究

农田生态系统碳平衡取决于农作物固定碳量和土壤异养呼吸排放碳量。为揭示水肥用量对农田生态系统碳平衡的综合影响，设置3个灌水水平：高水、中水和低水（W1、W0.85、W0.7夏玉米季分别为90、76.5、63mm，冬小麦季分别为140、119、98mm），4个施氮水平：高氮、中氮、低氮和不施氮（N1、N0.85、N0.7、N0夏玉米季分别为300、255、210、0kg/hm2，冬小麦季分别为210、178.5、147、0kg/hm2），4个施磷水平：高磷、中磷、低磷和不施磷（P1、P0.85、P0.7和P0夏玉米季分别为90、76.5、63、0kg/hm2，冬小麦季分别为150、127.5、105、0kg/hm2）进行了田间试验。结果表明：不同水肥处理下夏玉米/冬小麦农田生态系统表现为碳汇，夏玉米季净生态系统生产力固碳量（CNEP）为6805~7233kg/hm2，冬小麦季CNEP为5842~6434kg/hm2，夏玉米CNEP高于冬小麦。在高、中、低肥水平下，增加灌水量，夏玉米/冬小麦周年净初级生产力固碳量（CNPP）提高2.48%~5.96%，土壤微生物异养呼吸碳释放量（CRm）增加2.15%~15.20%，净生态系统生产力固碳量（CNEP）增加1.16%~6.47%。在高、中、低供水水平下，增加施肥量，夏玉米/冬小麦周年CNPP增加2.95%~3.43%，土壤CRm增加5.23%~18.67%，CNEP增加0.93%~2.79%，CNEP增加比例与供水水平呈负相关。在低水条件下，氮磷肥配施处理夏玉米/冬小麦农田周年CNEP较单施氮、磷肥分别增加4.86%、7.34%，且氮磷肥交互作用显著（P<0.05），水肥供应水平相差15%时对冬小麦农田CNEP有显著的正交互作用。氮磷肥配施、水肥协调供应均有助于促进夏玉米/冬小麦农田生态系统的净碳输入，在节水节肥原则下，夏玉米和冬小麦分别在W0.85N0.85P0.85和W0.7N0.85P0.85水肥供应条件下有利于增加农田CNEP。     

基于MATLAB/GUI的光伏电池工程用数学模型仿真系统的设计与实现

为在光伏电池的物理数学模型基础上,给出光伏电池工程实用数学模型,利用MATLAB编写了光伏电池的仿真程序,分析研究了光强和温度对电池输出特性的影响,得出工程实用模型,参数少,易于建模,移植性好,而且可以对修正系数的典型值进行调整,改善了工程模型输出特性曲线的精确度,提高了工程模型的通用性,最后,利用MATLAB/GUI编写了一款适用于光伏电池工程用数学模型的仿真计算软件,通过在仿真平台上设置输入参数便可以简洁而形象地分析电池的输出特性,提供了良好的交互性,这为微电网的进一步研究提供一定的参考。     

CnAβ基因对大鼠RBL-2H3细胞脱颗粒的影响

过敏是人和养殖动物常见的疾病，而且发生的频率呈现逐渐增加的趋势。为了深入了解过敏反应的机制，本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，构建钙调磷酸酶A beta （calcineurin A beta，CnAβ）基因敲除的大鼠RBL-2H3细胞株，并探讨CnAβ基因对RBL-2H3细胞生长及脱颗粒的影响。选取大鼠CnAβ基因第一外显子为敲除靶点，设计并合成3个单导向RNA （single guide RNA，sgRNA），构建pX459-CnAβ-sgRNA质粒，并用脂质体3000将构建好的质粒转染到RBL-2H3细胞内；利用嘌呤霉素对转染细胞进行筛选，通过DNA测序验证获得CnAβ基因敲除的RBL-2H3细胞株；并检测CnAβ基因缺失对细胞增殖和脱颗粒的影响。结果表明，成功构建了CnAβ单基因敲除的大鼠RBL-2H3细胞株；CnAβ基因缺失对RBL-2H3细胞增殖、细胞的颗粒形成以及颗粒含量无显著影响，但显著抑制由细胞表面受体介导的RBL-2H3细胞脱颗粒作用。该研究结果有助于深入了解动物过敏性疾病的发生机制，为动物过敏性疾病的预防提供了理论基础。     

氮肥减施对油菜产量、氮素吸收与利用的影响

控释尿素的应用是氮肥减施的关键技术之一。明确普通尿素与控释尿素减量施用对油菜产量、氮素吸收与利用的影响,为油菜产业绿色发展中的氮肥管理策略提供参考。本研究从2007～2013年度连续6年在长江中游油菜主产区,开展普通尿素和控释尿素不同用量的田间定位试验,共设置7个处理:不施氮(CK)、普通尿素减氮50%(U-50%)、普通尿素减氮30%(U-30%)、普通尿素全量施用(U)、控释尿素减氮50%(CRU-50%)、控释尿素减氮30%(CRU-30%)和控释尿素全量施用(CRU),研究油菜生长、产量与构成、氮素吸收量与利用对普通尿素和控释尿素减量施用的响应与差异。氮肥施用明显改善了油菜的生长状况,全量施用时,普通尿素和控释尿素之间主要以分枝数存在显著差异;当氮肥减施达到50%时,各生长指标降幅达到显著水平。氮肥全量施用时,控释尿素处理平均产量达到2 513 kg/hm~2,与普通尿素之间的相对产量差为6.9%,且随着氮肥的减量施用,两种氮肥之间的产量差逐渐增大。氮肥施用对油菜单株角果数的改变是引起产量差异的主要原因,而每角粒数和千粒重均保持在较为稳定的水平。随着氮肥用量的降低,油菜氮素吸收量呈现显著下降的趋势,最低为不施氮处理(38.2 kg/hm~2);而在同一氮素供应条件下,控释尿素比普通尿素表现出更强的氮素吸收能力。导致控释尿素不同用量间氮素回收效率差异较小(平均变幅为58.2%～66.0%),且高于普通尿素处理。在目前油菜推荐氮肥用量(180 kg/hm~2)的基础上,对于中低土壤供氮田块,普通尿素减量施用可能会引起植株氮素吸收不足和减产的风险,而控释尿素减量30%可维持油菜籽产量和氮肥效率在较高的水平。     

水鬼蕉生物碱对人肝癌HepG-2细胞凋亡的影响

为揭示水鬼蕉生物碱(AHL)对HepG-2细胞作用,采用FITC-Annexin V/PI双染色法检测AHL对HepG-2细胞凋亡的影响,并检测了AHL对HepG-2细胞内Ca~(2+)浓度、活性氧(ROS)、pH的影响。结果表明:AHL可以通过细胞内ROS、Ca~(2+)、pH三者间相互作用而诱导细胞凋亡。     

CRISPR/Cas9 技术在大豆抗病虫育种中的应用前景

为减少大豆病虫害对我国大豆产量及品质的影响,需尽快培育出大豆抗病虫品种。将现有的抗病虫育种方法进行了优缺点的分析,并阐述了CRISPR/Cas9技术的优点以及在大豆育种中的应用现状,经过综合分析提出该技术的应用能够加快大豆抗病虫育种的效率,并为生产提供理论基础,因此,CRISPR/Cas9技术在大豆抗病虫育种中具有很好的应用前景。     

不同释放期控释肥和水氮用量对冬小麦产量的综合影响

为揭示不同释放期控释肥及其水肥用量对冬小麦产量的影响，优化冬小麦水氮管理措施，采用裂区设计进行田间试验，以灌水量为主处理，施氮量和控释肥类型分别为副处理和次副处理，其中，灌水量设30、60和90 mm；施氮量设0、75、150和225 kg/hm2的施肥梯度；控释肥类型包括释放期分别为60、120 d的聚氨酯包膜尿素（PCU60，PCU120），以普通尿素作为对照（U）。结果表明：灌水量、施氮量、控释肥类型单一因素均对冬小麦有效穗数、千粒质量、干物质质量、籽粒产量有显著影响。各因素两两之间的交互作用对籽粒产量有显著影响。相较于U处理，增加灌水使PCU60产量平均提高308 kg/hm2，PCU120产量平均下降270 kg/hm2；增施氮肥刚好相反，使PCU60产量平均下降289 kg/hm2，PCU120产量平均提高118 kg/hm2。根据所构建3种肥料的水氮生产函数可知，在U处理取得最高理论产量6 823 kg/hm2时的水氮用量下，2种释放期的控释肥PCU120和PCU60可分别获得14.31%和12.08%的增产效果。利用水氮生产函数和频率分析法得到不同控释肥类型获得较高产量的水氮用量区间，以PCU120产量最高、所需灌水量最低，分别为7 744～7 826 kg/hm2、47.72～52.28 mm；PCU60所需施氮量最低，为145.42～187.91 kg/hm2。综合考虑增产节肥节水效果，推荐PCU120为冬小麦季适宜的控释肥类型，其适宜水氮用量区间分别为47.72～52.28 mm、159.23～199.47 kg/hm2。     

基于MODIS/AQUA 数据的地表短波净辐射反演

【目的】地表短波净辐射是许多全球、区域气候、水文、陆面过程模型中的重要参数,但运用遥感技术对地表短波净辐射精确实施监测一直是难点,希望构建具有一定泛化能力的高精度地表短波净辐射反演模型。【方法】利用大气传输模型MODTRAN模拟了大量复杂情况下的地表短波净辐射和通道辐射亮度。拟合地表短波净辐射与大气顶层观测值的非线性关系,分为两个步骤:(1)窄通道表观反射率向宽通道反照率转换;(2)利用大气顶层向上辐射通量与地表短波净辐射的非线性关系反演地表短波净辐射。构建完地表短波净辐射反演模型后,利用地表辐射观测网(SURFRAD)7个地面实测站点长时间序列数据,结合MODIS/AQUA遥感数据,对地表短波净辐射反演模型进行验证。【结果】反演模型构建过程中的步骤一结果表明,其偏差Bias为0,均方根误差RMSE为0.011,决定系数R2为0.997;步骤二的偏差Bias为0 W/m~2,均方根误差RMSE为7.29 W/m~2,决定系数R2为0.999。利用地面站点数据验证反演模型的结果表明,总体偏差Bias为-4.8 W/m~2,均方根误差RMSE为77.1 W/m~2,决定系数R2为0.9106,并且超70%样本的反演误差低于50 W/m~2。【结论】以MODIS/AQUA为驱动数据源,地表短波净辐射反演模型的构建精度和验证精度良好,具有一定的泛化能力和普适性。     

基于MPPT技术的光伏充放电系统设计

本文对最大功率点跟踪技术进行深入的研究,根据其输出的非线性关系选择一个最大功率点跟踪的方法,从而设计了一款基于MPPT(Maximum Power Point Tracking)技术的光伏充电系统,对提高能源的利用率具有非常重要的意义。本论文设计主要由光伏电池模型、DC/DC控制器、MPPT控制器、蓄电池、四部分组成。结合DC/DC变换器对常用MPPT算法进行仿真。本文DC/DC控制电路选择前级升压后级降压的电路对蓄电池进行控制,然后在MATLAB-Simulink建立光伏电池仿真模型,进行实验测试证明本设计的合理性,满足设计需求。