数值模型结构不确定性对模拟结果的影响分析

以内蒙古鄂托克旗为例,基于GMS中的MODFLOW模块构建了地下水流数值模拟模型,分析了模型结构(含水层厚度、参数分区)与模型参数不确定性因素对模拟结果的影响.研究结果表明:含水层不确定情景(含水层下边界概化为隔水底板平均值870 m)与实际情况水头差值绝对值的累计和最大为701 m,对模拟结果起了主控作用;当含水层下边界概化为910,940 m时,累计和分别增加为1 013,1 593 m;与仅考虑单个不确定性因素相比,同时考虑模型参数与含水层不确定情景累计和最大为738 m,同时考虑参数分区与含水层不确定情景累计和最大为791 m.因此,在构建地下水流数值模拟模型时,应优先考虑含水层空间结构概化的合理程度,同时考虑多个不确定性因素对模拟结果的综合影响,使地下水数值模拟模型能更精确地反映真实的地下水流状况.     

基于SOA的水轮机调速系统PID参数优化

针对现有优化方法复杂、易陷入局部最优等问题,为水轮机调速系统提出了一种基于人群搜索算法的比例-积分-微分控制参数优化方法.为验证该算法的可行性,建立了水轮机调速系统非线性模型,选取水轮发电机组转速偏差的积分时间绝对误差指标作为目标函数进行优化.为验证优化结果的有效性,将人群搜索算法的控制效果与参考文献中粒子群算法的控制效果进行了对比分析.仿真结果表明,在5%频率扰动下,人群搜索算法自第29次迭代起已收敛,经其优化的系统能在8秒内趋于稳定,此时系统的超调量为1.6%;在10%负荷扰动下,人群搜索算法自第25次迭代起已收敛,其优化效果与粒子群算法优化效果基本相同,两者均在10秒内让系统趋于稳定,但人群搜索算法优化的积分时间绝对误差指标比粒子群算法优化的积分时间绝对误差指标小,表明人群搜索算法具有更好的搜索功能,在一定程度上改善了孤网运行条件下机组的动态性能.     

红叶山茶(Camellia japonica)叶片色素含量与叶色参数的相关性分析

以3个红叶山茶品种‘红叶黑魔法’、‘黑魔法’和‘黑蛋石’为试验材料,分别测定叶片不同发育阶段叶绿素、类胡萝卜素、总花青苷含量及叶色参数L~*、a~*、b~*值,并通过相关性分析探讨叶色参数与叶片色素含量变化之间的关系。结果表明,首先,3个不同发育阶段叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量呈上升趋势,不同品种同一发育阶段的色素含量相近。‘红叶黑魔法’和‘黑蛋石’叶片总花青苷含量在新叶展开10 d左右达到最大值,此后极显著下降,而‘黑魔法’叶片的花青苷含量则变化不大。其次,从色素比值来看,在新叶展开10 d时,花青苷的所占比值最大,‘红叶黑魔法’和‘黑蛋石’的花青苷比值分别达到87.88%和79.08%,极显著地高于叶绿素所占比值。到50 d时,花青苷比值下降至31.74%和23.68%,且3个品种花青苷含量相近,而叶绿素和类胡萝卜素比例则显著增加,这一结果较好地解释了这3个品种叶片的呈色变化,说明花青苷含量及其各种色素含量的比例变化是导致红叶山茶叶色变化的主要原因。最后,3个品种的a*值均与花青苷含量呈显著正相关,而与叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素呈负相关,a~*值可作为描述红叶山茶品种叶色变化的代表性参数。     

玉米Reid种质DH系遗传分析

为探讨玉米Reid种质遗传改良效果,本研究以Reid类群重要种质J1491、J1492、J1493、J1495、J1498与PH6WC构建基础群体,通过DH技术育成DH系,经鉴定从中选取5个代表DH系6DH6、6DH7、6DH9、6DH10、6DH12作母本,以Non-Reid群5个优良自交系作父本,按NCII设计组配25个杂交组合,对DH系单株产量及其构成因素的杂种优势、配合力和相关方面进行了研究。结果表明,单株产量杂种优势以组合6DH7×J1628最高为180.22%,组合6DH12×J1673最低为54.94%;单株产量一般配合力效应值最高的有6DH7和6DH10,穗长、穗粗亦为正效应,因此认为6DH7和6DH10更具应用潜力;特殊配合力效应值最高的组合是6DH7×J1673。各产量性状中穗长、穗粗和秃尖长,狭义遗传率高,主要以基因加性效应为主。本研究为鉴定有潜在价值的DH系及杂交种提供选择,为玉米遗传改良提供参考。     

小冠开心形和细型主干形‘玉露香’梨光能截获与光合作用差异

小冠开心形和细型主干形是黄土高原梨树生产中的主要树形模式。为阐述这两种树形对冠层光能截获和叶片光合功能的影响，以山西芮城县4年生的‘玉露香’梨为试材，2017年和2018年连续两年测定了冠层截获的光合有效辐射PAR、叶片光合的光响应特性、荧光淬灭动力学特性以及光午休期间叶片的热耗散特性和光呼吸。结果表明：小冠开心形冠层不同方位和不同时刻截获的PAR均高于细型主干形，平均提高47.6%；与细型主干形相比，小冠开心形叶片光响应的最大净光合速率Pnmax,p与光饱和点LSP显著升高；光合碳同化过程的3个限制因子中，磷酸丙糖利用速率Vtpu对冠层光环境变化最敏感。正午强光胁迫下，小冠开心形叶片光呼吸速率Pr与总光合速率Pg的比例（Pr/Pg）比细型主干形叶片提高58.5%，NPQ中可恢复组分r(qE)提高了8.9%，而不可恢复组分r(qI)降低了75.0%。两种树形相比，小冠开心形梨树冠层可截获更多的光能，叶片的光合能力更强，强光胁迫时能够通过更高效的热耗散和光呼吸进行自我保护，可作为黄土高原产区梨树适宜树形。     

超声波辅助提取荷叶多酚工艺及其动力学分析

以微山湖荷叶为试材,用超声波辅助提取荷叶多酚,在单因素试验基础上,采用Box-Behnken响应面法优化提取工艺,并建立4种数学模型对提取过程的动力学进行研究,采用决定系数(R2)、精准因子(Af)、偏差因子(Bf)和根平均方差(RMSE)4种模型评价参数对模型的适用性进行分析。结果表明:当乙醇体积分数68%、料液比1∶25 g·mL-1、提取温度40℃、提取时间38 min时,荷叶多酚得率为3.231%;2种非线性增长函数模型,即Sgompertz模型和Slogistic1模型能很好地拟合荷叶多酚提取的动力学过程。超声波辅助提取的工艺参数及所建立的动力学数学模型,均可用于荷叶多酚提取过程的工程放大和优化控制。     

基于季节特征的土壤退墒模型建立与率定

利用河南省南阳市2011—2015年12个墒情站的土壤水分监测资料,分析研究了无增墒情况下土壤含水量消退规律,构建出基于不同季节(夏季、春秋季与冬季)的土壤含水量与衰减系数的数学模型,运用规划求解法率定模型参数,并利用2016—2017年资料对模型进行检验。结果表明,不同季节土壤水分衰竭系数模型分别为α=1.023(1-ω~2/4353)~(1/2)(夏季)、α=1.013(1-ω~2/7005)~(1/2)(春秋季)与α=1.008(1-ω~2/9303)~(1/2)(冬季),所建立的数学模型适用于南阳市相应季节壤土与粘壤土小麦、水稻与休闲地土壤旱情预测,但不适用于夏季与春秋季砂土特别是休闲地砂土土壤墒情预测。     

油菜覆膜打孔穴播机打孔装置设计与试验

为实现油菜等小粒径作物覆膜种植中膜上均匀打孔的功能,针对传统膜上成穴装置结构庞大复杂、工作时易黏土挑种及撕挑地膜等问题,设计了一种法兰式滚轮与螺纹式圆锥型锥钉组合式结构的打孔装置,确定了其主要结构参数范围;构建了打孔装置运动学模型,分析了打孔锥钉关键点的运动轨迹,确定了膜上打孔过程,并基于轨迹方程分析了膜孔尺寸参数;运用ADAMS运动学仿真,采用四因素三水平正交试验方法,以打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、打孔滚轮半径、机组前进速度为试验因素,以膜孔长度、膜孔间距偏差为试验考核指标,进行了打孔装置结构和运动参数的仿真试验。仿真结果表明:影响膜孔长度的因素主次顺序为打孔滚轮半径、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、机组前进速度;影响膜孔间距偏差的因素主次顺序为打孔滚轮半径、机组前进速度、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径;基于参数优化,获得较优参数组合为:打孔锥钉顶角53°、打孔锥钉直径16 mm、打孔滚轮半径65 mm、机组前进速度4 km/h。以打孔装置较优结构参数组合进行了田间验证试验,结果表明:打孔装置所打膜孔形状较规则,普遍呈类圆形状,膜孔长度均在18 mm以上,膜孔间距较为均匀,与仿真结果基本一致;各行膜孔长度一致性变异系数为4.98%,各行膜孔间距均匀性变异系数为3.44%。结果表明试验参数组合选取合理,打孔装置符合设计要求。     

Effect of dietary calcium or phosphorus deficiency on bone development and related calcium or phosphorus metabolic utilization parameters of broilers from 22 to 42 days of age

This experiment was conducted to investigate the effect of dietary calcium (Ca) or phosphorus (P) deficiency on bone development and related Ca or P metabolic utilization parameters of broilers from 22 to 42 days of age based on our previous study, which indicated that dietary Ca or P deficiency impaired the bone development by regulating related Ca or P metabolic utilization parameters of broilers from 1 to 21 days of age. A total of 504 one-day-old Arbor Acres male broilers were randomly assigned to 1 of 4 treatments with 7 replicates in a completely randomized design, and fed the normal control and Ca- or P-deficient diets from 1 to 21 days of age. At 22 days of age, the broilers were further fed the normal control diet (0.90% Ca+0.35% non-phytate P (NPP)), the P-deficient diet (0.90% Ca+0.18% NPP), the Ca-deficient diet (0.30% Ca+0.35% NPP) or the Ca and P-deficient diet (0.30% Ca+0.18% NPP), respectively. The results showed that dietary Ca or P deficiency decreased (P<0.05) tibia bone mineral density (BMD), bone breaking strength (BBS), ash content, tibia ash Ca content and serum P content on days 28 and 42, but increased (P<0.05) tibia alkaline phosphatase (ALP) activity of broilers on day 42 compared with the control group. Furthermore, the broilers fed the P-deficient diet had the lowest (P<0.05) tibia BMD, BBS, ash content, serum P content and the highest (P<0.05) serum Ca content on day 28 compared with those fed the Ca-deficient or Ca and P-deficient diets. The results from the present study indicated that the bone development and related Ca or P metabolic utilization parameters of broilers were the most sensitive to dietary P deficiency, followed by dietary Ca deficiency or Ca and P-deficiency; dietary Ca or P deficiency impaired the bone development possibly by regulating serum Ca and P contents as well as tibia Ca content and ALP activity of broilers from 22 to 42 days of age.     

Effect of soil pore size distribution on plant-available water and least limiting water range as soil physical quality indicators

Soil pore size distribution(SPSD) is one of the most important soil physical properties. This research investigated the relationships of location and shape parameters of the SPSD curves with plant-available water(PAW) and least limiting water range(LLWR) of the light-textured soils at the Torogh Agricultural Research Station in north-eastern Iran. Soil moisture release curve(SMRC), PAW and LLWR in matric heads of 100 and 330 h Pa for the field capacity and location and shape parameters of the SPSD curves of 30 soils with different texture and organic carbon contents were determined, and the variable relationships were statistically analyzed. The results showed that the median equivalent pore diameter(de), mean de, standard deviation(SD*), and skewness of the SPSD curves were significantly correlated with PAW(PAW330) and LLWR(LLWR330) measured in a matric head of 330 h Pa. Decrease in deand increase in the diversity of soil pore size(SD*) increased PAW330 and LLWR330. The SD* values of all the soil samples were lower than the optimal ranges suggested in literature. Neither PAW nor LLWR values were significantly different in the soils with the optimal modal deand those with non-optimal modal de. Optimal values of median and mean equivalent pore diameters and kurtosis of SPSD curves led to a significant improvement of PAW330 and LLWR330 as soil physical quality indicators. It was recommended to revise the optimal ranges for SD* and modal defor future studies.