豆科3属6种植物叶片特征比较研究

运用石蜡切片技术和叶片解离技术对豆科6种植物的叶片特征进行研究,利用光学显微镜观察了3属6种豆科植物的叶表皮及叶片解剖结构,统计并测量了表皮细胞形状、垂周壁式样、表皮细胞面积、气孔大小、气孔密度、气孔指数、表皮厚度、叶片厚度、叶肉厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度等相关的特征,并分析了叶片特征在种属之间存在的异同。结果表明:3属6种植物的气孔在上下表皮均有分布,气孔类型为不规则型,气孔形状均为椭圆形。表皮细胞形状、垂周壁式样、气孔密度、气孔指数、下表皮厚度、海绵组织厚度等指标在种属之间存在差异且具有一定的规律。分析显示:锦鸡儿属两种植物与草木樨属两种植物亲缘关系较近。     

柠条林分密度对林带间草本群落的影响

植物间的相互作用是影响群落多样性和稳定性的重要因素之一。文中以内蒙古和林格尔县一个12年林龄的人工柠条(Caragana microphylla)林林带间草本层为研究对象,通过测定不同林分密度下草本层物种组成、植被高度、盖度、地上生物量和物种多样性等指标,研究草本层群落特征对柠条林分密度的响应。结果表明:(1)林带间草本层共有48种植物,隶属于18科39属。随着柠条林分密度的增加,草本群落组成种类减少,旱生植物比例增大,豆科植物重要值增大,逐渐成为优势种;(2)高密度林带间草本层群落高度、盖度显著高于其他样地,但生物量和多度数量特征变化不显著(P <0. 05)。(3)低密度柠条林林间草本群落的α多样性指数高于其他样地,其中,Simpson指数和Shannon-Wiener指数显著高于其他样地(P <0. 05)。本着生态有效性和低成本的原则,在内蒙古中部以及相似气候区,推荐柠条林合理种植密度为1200棵/hm2。     

戈壁天门冬种子萌发特性的研究

试验设置不同温度、发芽床和水分等处理,以发芽率、发芽指数作为指标,筛选戈壁天门冬(Asparagus gobicus)最优的发芽条件。结果显示:(1)戈壁天门冬种子不存在休眠现象,萌发不需考虑光照条件,最适温度为恒温25℃;(2)根据种苗形态建成特征,戈壁天门冬的幼苗属A 1.2.2.1组,即留土发芽的单子叶植物,上胚轴伸长,幼苗鉴定时要考虑初生根的发育程度;(3)戈壁天门冬种子萌发较快,第5d即有超过50%种子完成萌发过程,因此推荐置床后第5d作为初次计数时间,第10d作为末次计数时间;(4)戈壁天门冬幼苗对基质水分比较敏感,用种苗进行扩繁时应格外注意水分控制。     

犁旋组合式油菜播种开沟起垄装置设计

针对中国南方稻田土壤黏重、高含水率土壤使传统油菜开沟起垄机构作业后沟壁易垮塌影响垄沟排水和后期油菜生长,研制了犁旋组合式油菜播种开沟起垄装置。设计了犁体式成沟起垄部件的入土角、翼板角度和翼板长度等结构参数,优化了旋转式切土部件的旋耕弯刀、沟壁切土直刀的安装方式及其结构参数。在室内土槽进行了多因素二次正交旋转组合试验,结果表明:影响沟面宽稳定度、垄高稳定度的主次顺序为沟壁切土直刀的回转半径、翼板长度、翼板角度;影响回土率的主次顺序为翼板长度、翼板角度、沟壁切土直刀的回转半径。装置最优的工作参数组合为沟壁切土直刀的回转半径为351 mm,翼板长度为78 cm,翼板角度为41°。对最优工作参数组合进行试验验证,各评价指标试验结果与软件分析值的相对偏差均不超过1%。该研究可为油菜垄作高产栽培提供技术参考。     

基于堆积试验的壤土离散元参数的标定

为获取南方地区黏弹性壤土颗粒离散元接触模型的本征物理参数和接触力学参数,建立其用于离散元仿真的接触模型。以试验测定的堆积角为40.95°的壤土为研究对象,选取Hertz–Mindlin with JKR接触模型,通过实测试验获取壤土的本征物理参数值;借助GEMM数据库推荐的土壤接触力学参数初选范围,通过最陡爬坡试验得到接触力学参数值的最优值区间。利用Design–Expert软件对最优值区间的接触力学参数进行4因素3水平二次正交旋转组合试验,获取堆积角回归模型,以实测土壤堆积角40.95°为目标,对回归模型进行接触力学参数寻优,得到接触力学参数的最优组合为:JKR表面能13.05 J/m2,恢复系数0.5,动摩擦因数0.15,静摩擦因数1.06,该最优组合参数仿真堆积角均值为41.07°,与实测堆积角误差为0.3%。     

油菜钵体苗移栽栽植孔成型机设计与试验

为实现打穴式移栽机高效成型满足农艺要求栽植孔,基于打孔移栽作业的工作特点,融合油菜移栽农艺要求,设计了一种纯滚动式油菜移栽栽植孔成型机。通过分析纯滚动机构运动机理,研究成孔机构的运动参数方程,建立成型栽植孔的参数方程。采用Matlab软件生成栽植孔理论轮廓线,并生成成型栽植孔的外形图,运用CATIA软件进行仿真分析得出成型栽植孔的轮廓曲线图,并将上述图形进行拟合模拟,验证了成孔机构结构参数与运动参数的合理性。试制样机,进行田间试验,试验结果表明:机具以慢2挡工作状态下前进速度为1.80~1.96 km/h,作业效率达到0.306~0.333 hm~2/h,在黏土、壤土和砂土3种土壤中试验,其成孔的平均合格率分别达到了94.4%、93.3%、90.4%,表明研制的成孔机能成型满足设计要求的栽植孔。     

气候变化对蒙古莸潜在适生区的影响

蒙古莸(Caryopteris mongolica)是干旱半干旱区具有较高经济价值和生态价值的小灌木,其地理分布范围日渐缩小,成为濒危植物。为了探究蒙古莸地理分布格局形成演化过程,以蒙古莸49个分布点的环境因子数据为变量,通过建立MaxEnt生态位模型,探明影响蒙古莸地理分布的主要环境因子,模拟蒙古莸在当代和未来的潜在地理分布,结果表明：最冷季度降水量、最冷季度平均温、年平均气温、季节性降水量变异系数是影响蒙古莸分布的主要生态因子;适宜蒙古莸存活的年平均气温为2.26℃～8.90℃,最干季度平均温为-15.31℃～-5.02℃,最冷季度降水量为1.42～9.97 mm;未来气候变化条件下,蒙古莸潜在分布区面积呈增加趋势;蒙古莸分布核心区域的变化受到年均降水量和温度影响,在RCP 4.5气候变化情景下向北迁移。RCP 8.5气候变化情景下先向东北方向迁移之后沿原途径返回。     

农牧交错区小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)人工灌木林土壤碳氮磷化学计量特征

研究小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)人工灌木林土壤化学计量特征,有助于阐明林下土壤养分分配及限制因素,为人工灌-草生态系统物质平衡和稳定维持提供理论依据。以内蒙古中部农牧交错区天然草地为对照(CK),比较相同林龄不同密度人工小叶锦鸡儿灌木林下0～50 cm土层土壤有机碳、总氮和总磷含量及其化学计量特征。结果表明(1)与天然草地相同,小叶锦鸡儿人工灌木林土壤SOC和TN在0～5 cm出现明显地"表聚性",且随着土壤深度的增加逐渐降低。(2)该研究区土壤释放P素能力较强且含量相对稳定,但C素和N素含量总体偏低;其间,C/P受控于土壤SOC含量,N/P受控于TN含量,C/N受林分密度影响较小,相对稳定。(3)在土壤养分平衡过程中,该地区低密度林(1200棵hm-2)各土层C、N、P含量均显著高于中、高密度林,促进了土壤C素和N素的积累与循环,有助于改善土壤环境。     

离散元法在农业工程领域的应用进展

简述了离散元法在农业工程领域方面的研究成果,根据离散元法在农业工程领域的不同应用,分别讨论了离散元法在土壤散体颗粒、农业物料颗粒、多相流中单相介质的应用研究现状,指出了存在数量级受限,颗粒模型不精准,复杂工况制约等问题。提出今后离散元法的研究趋势:开发农业工程领域的专用离散元软件,提高颗粒群的运算效率;通过准确获取物料的细观参数,从理论基础上完善接触模型,使仿真颗粒与真实颗粒更为接近;通过离散元法软件与其他软件耦合,结合API的二次开发,拓宽离散元法在复杂散体颗粒运动仿真的应用。     

油菜钵苗钵体的力学特性

针对油菜钵苗移栽过程中钵体受损影响钵苗成活率的问题，研究油菜钵苗钵体在顶苗夹具作用下的运动及力学特性，探究在不同含水率下钵体顶出力、脱离位移和承压力之间的变化规律，为油菜移栽机顶苗取苗机构参数设计提供依据。结果表明:钵体顶出力随钵体含水率的提高而增大；当钵体含水率由20.44%提高至31.02%时，脱离位移的范围由3.04~4.23 mm增长至5.02~5.44 mm，钵体承压力由5.61 N增长至7.90 N；当钵体含水率由31.02%提高至40.84%时，脱离位移的范围基本不变，钵体承压力由7.90 N减少至4.83 N。即钵体承压力随含水率的提高先增大后减少，呈非线性变化，且在相同含水率下，钵体的承压力基本不变；综合得出钵体含水率在30%左右时，有利于油菜钵苗被顶出，且钵体受损较小。