吉林省西部地区生态脆弱性的动态评价

以吉林省西部为研究区域,选择人均GDP、人口密度、年末实有耕地面积、土地利用类型、年平均降水量、年平均相对湿度、年平均温度、坡度、高程、植被覆盖度10个指标,通过因子分析,构建了生态脆弱性评价体系,并基于主成分分析法对2000年、2006年、2012年吉林省西部地区生态脆弱性进行了综合定量评价并分级,最后对生态脆弱性的空间分布和动态变化进行了分析。结果表明:研究区2000年、2006年、2012年生态脆弱性指数平均值分别为0.600±0.129,0.531 9±0.111,0.506±0.118,整体处于中度脆弱水平。2000—2012年吉林省西部地区整体生态脆弱性综合指数呈不断下降趋势,说明研究区的整体生态环境呈逐渐好转趋势。吉林省西部地区生态脆弱性呈西高东低的空间分布规律。此外,2000—2012年,研究区生态脆弱度主要受气候因素和人为活动共同影响。     

一种智能化粮情自动检测系统

粮食的安全储藏是关系到国计民生的战略大事，储粮参数的自动检测具有重要的社会意义和经济价值。为了自动检测储粮参数，提出了一种基于CAN总线的集温度、湿度、水分检测为一体的多传感器智能化粮情检测系统，它能够实时检测粮食温度、水分及仓内外空气温度、湿度等储粮基本参数，准确提供储粮状态信息，预报粮情变化趋势。实际运行结果表明，系统具有信号传输距离远、可靠性好、智能化程度高等特点。     

中国粮食产地干燥的发展现状及趋势

该文针对中国现行粮食储藏安全体系存在的粮食产后损失大,技术装备落后的局面,以吉林省为例,通过数据和图表分析了,中国粮食主产区粮食储藏存在的问题,指出了发展粮食产地干燥技术与装备的必要性。从目前与产地粮食干燥储藏相关的国家政策和中国现行的粮食产地干燥技术方面出发,指出中国已初步具有在不同地域推行产地干燥的条件,建议利用10a左右的时间,开展以“村村有干燥机、户户有储粮仓”为目标的“农村干燥机普及工程”,形成对国有粮库的有力补充,建立有中国特色的高效低损的国家粮食安全储藏体系。     

无氟制冷剂HCR22热管低温储粮温度动态特征

为解决机械制冷低温储粮存在的高能耗、环境不友好等问题,该研究基于低温热管储粮和无氟制冷剂HCR22蓄冷方面的研究,设计并开发了使用自然冷源蓄冷的低温试验粮仓,其结构包括热管组、温度检测系统和结露控制系统等,热管工质选用新型无氟制冷剂HCR22。为研究低温试验粮仓的蓄冷性能,对HCR22热管仓房储粮过程热管组和储粮温度的动态特征规律进行研究。结果表明：HCR22热管仓房365 d储粮期间小麦温度持续低于16℃,最低可降至-3.10℃,仓内不同位置降温均匀、平缓,实现了小麦的低温或准低温储藏;储藏期间小麦含水量下降0.29%,籽粒浸出液电导率值提升4.20μS/cm。该研究为中高纬度地区提供一种无能耗、环境友好型储粮新方式,为绿色储粮技术升级提供科学依据。     

南水北调中线工程对汉江中下游气候的影响研究

研究了汉江中下游气候在南水北调工程实施前后所发生的变化。南水北调工程运行以后,必然导致汉江中下游河流水位降低,流速减缓,水面宽度变窄。把汉江中下游以城镇为节点划分为11个区域,通过水面宽度变窄的幅度引起的水面蒸发量的变化,构造蒸发量与温度、相对湿度的关系模型,初始温度、相对湿度为各区域2000年的年平均温度、相对湿度值,经过模型递推计算,得到不同调水规模下各区域经过36a后的温度、相对湿度变化值。     

区域耕地粮食生产保障能力及其风险评价方法

区域耕地粮食生产保障能力是区域耕地对综合食物安全所需粮食的保障程度,受区域耕地资源和社会经济等方面的影响。科学评价区域耕地的粮食生产保障能力及其存在风险,对于解决综合食物安全问题起着关键性的作用。该文以区域耕地的粮食供给能力和粮食生产安全量预测为基础,建立了区域耕地粮食生产保障风险的评价方法,并以洞庭湖区为例开展了以县(市、区)为基本单元的实证研究。结果表明:洞庭湖区耕地资源对全国综合食物安全的保障情况较好,但部分县(市、区)的风险等级较高,且临湖区域的风险较相对远离洞庭湖区域的风险高,需要提高粮食生产水平并控制耕地非农化。该文所提出的区域耕地粮食生产保障能力及其风险评价方法为研究和评估不同区域粮食安全状况与耕地资源之间的相互关系提供参考。     

高大平房仓储粮品质变化与储粮环境的关系

采用多点随机抽样法对高大平房仓储粮品质变化与储粮环境的关系进行了研究。结果表明,温度和粮食水分是决定粮食储藏状况的主导因素,低水分储粮和低温储粮对提高储粮稳定性具有重要作用;仓内湿度与粮食陈化之间没有明显的相关关系,不是影响粮食品质的直接因素;另外,害虫为害对粮食品质的影响也不可忽视。     

南水北调中线工程对汉江中下游气候的影响研究

研究了汉江中下游气候在南水北调工程实施前后所发生的变化。南水北调工程运行以后 ,必然导致汉江中下游河流水位降低 ,流速减缓 ,水面宽度变窄。把汉江中下游以城镇为节点划分为 11个区域 ,通过水面宽度变窄的幅度引起的水面蒸发量的变化 ,构造蒸发量与温度、相对湿度的关系模型 ,初始温度、相对湿度为各区域 2 0 0 0年的年平均温度、相对湿度值 ,经过模型递推计算 ,得到不同调水规模下各区域经过36 a后的温度、相对湿度变化值。     

中国粮食主产区参考作物蒸散量演变特征与成因分析

在全球变暖的背景下,参考作物蒸散量（reference crop evapotranspiration,ET0）的改变及其空间分布势必对中国粮食主产区农业水资源规划、农业用水管理等产生重要影响。本文将中国粮食主产区划分为温带湿润半湿润地区（I区）、温带干旱半干旱地区（II区）、暖温带半湿润地区（III区）和亚热带湿润地区（IV区）4个子区域,基于粮食主产区265个站点1961-2013年53a气象数据,采用FAO-56 Penman-Monteith公式计算各站点逐日ET0,利用ArcGIS空间插值、Mann-Kendall趋势检验、敏感性分析和贡献率分析等方法,对该区域ET0的时空分布规律及其成因进行分析。结果表明：（1）近53a来,中国粮食主产区年均ET0为878.9mm,整体呈显著下降趋势,速率为0.47mm·a^-1（P＜0.05）,I、II区和IV区年均ET0分别为741.8、1079.8和924.2mm且均有所减小,但变化趋势并不明显,III区年均ET0为940.2mm,呈极显著下降趋势,速率为1.21mm·a^-1（P＜0.01）。（2）全区及I-IV区ET0最敏感气象因子均为相对湿度,其敏感系数分别为-1.060、-1.232、-0.784、-1.114和-1.009。（3）全区及I-III区对ET0变化贡献最大的气象因子为风速,IV区为相对湿度。（4）风速的减小是造成粮食主产区全区及I-III区ET0减小的首要原因,风速减小和日照时数缩短是造成IV区ET0减小的主要原因。     

中国粮食主产区耕地生产能力空间分布特征

核算区域耕地资源生产能力,揭示耕地生产能力层次差异,分析耕地资源生产潜力的空间分布特征,对于科学确定区域耕地利用与保护对策,特别是支撑区域土地整治以及高标准农田建设,保障国家耕地资源安全战略具有重要意义。该文以中国粮食主产区(黑龙江省、吉林省、辽宁省、河北省、山东省、江苏省6省)乡镇尺度的耕地资源生产能力核算数据为基础,核算了粮食主产区理论生产能力、可实现生产能力和实际生产能力差值以及生产能力特征,并分析了耕地生产能力在省级及二级区尺度上的分布特征,揭示了耕地区县级利用强度与利用潜力。研究结果表明:中国粮食主产区(6省)的耕地理论生产能力、可实现生产能力和实际生产能力分别为5.12、4.03和3.28亿t。江苏省的江淮平原区理论单产、可实现单产和实际单产均最高,黑龙江省的大小兴安岭山地区理论单产最低,河北省的后山坝上高原区可实现单产、实际单产最低。河北平原区及山东省理论利用潜力明显高于其他地区。耕地资源理论生产能力较高表明通过实施高标准农田建设,粮食主产区增产潜力巨大;而6省区可实现利用潜力普遍较低,表明通过政策提升耕地生产能力的空间有限。该文为粮食主产区耕地资源数量、生产能力并重管理提供了决策依据。     

连续单粒式谷物在线水分测定仪的设计与试验

为了提高谷物干燥设备自动化水平和干燥后谷物品质,提出一种基于电阻法检测原理,测量稻谷、小麦和大麦的连续单粒式谷物在线水分测定仪。其主要由谷物取样机构、谷物采样机构和信号采集电路等部分组成。通过测量谷物单粒外形尺寸统计出谷物等效粒径。运用谷物等效粒径和谷物与金属表面的静滑动摩擦角,计算确定谷物取样机构中不锈钢制异向正弦螺旋杆的中径和螺距分别为16和9 mm。由螺旋杆与分粒拨刀组成的谷物取样机构,在剔除杂物和多余谷物的同时,使谷物以连续单粒的形式进入进料口。选定模数为0.4 mm斜纹表面滚花形式碾压辊作为碾压电极,测量10%~35%含水率范围内稻谷、小麦和大麦单粒电阻值。构建稻谷、小麦和大麦的单粒阻值-含水率对应关系曲线并回归出水分计算函数(稻谷R~2=0.998;小麦R~2=0.999;大麦R2=0.999)。设计多路复用比例检测电路、二阶压控有源低通滤波器和50Hz陷波等信号处理电路。采用基于ARM Cortex TM-M3核的低功耗32位微处理器硬件和软件平台完成谷物水分数据的采样、处理和计算。现场水分在线检测与烘干法对比试验表明,在循环式谷物烘干机烘干过程-5~55℃的谷物温度和10%~35%含水率范围内,单粒式在线水分测定仪的在线水分测量绝对误差≤±0.4%,一次100粒谷物测量平均时间≤55s,水分测量重复误差≤±0.3%,研究结果为实现谷物烘干过程水分在线检测提供参考。     

内衬塑料地下粮食筒仓粮堆温度场研究

为了研究地下仓储粮期间粮堆的温度变化,该研究以湿基含水率为23%的高水分玉米为研究对象,首先采用试验方法对内径3 m,高5 m的地下筒仓在静态储藏条件下的仓内温度场的变化进行了分析。然后基于多孔介质传热理论,使用多物理场数值模拟软件COMSOL对试验仓进行了模拟研究。数值模拟基于实际堆粮高度,充分考虑了仓内谷物颗粒呼吸作用对粮堆内温度场分布的影响,研究了不同初始粮温、粮食种类和装粮季节对仓内温度场的影响。结果表明:静态储藏阶段,粮食的呼吸作用较强,粮堆首先在底部开始升温,并逐渐形成高温热芯,随后热芯位置逐渐向粮堆中上部移动,并最终稳定于距装粮线1 m处。初始粮温为35℃时,仓内粮堆温升最高,为6.1℃,温度达到峰值后出现下降趋势;在5种不同种类(玉米、油菜籽、大豆、小麦和稻谷)粮堆中,油菜籽堆平均温升最高,为1.6℃,玉米堆平均温升最低,为1.2℃;不同季节外部环境温度的变化对仓内粮堆温度变化影响很小,仓内粮堆温度在不同季节条件下表现出一致的变化趋势。该研究对地下仓高水分粮储藏期间的温度变化进行了研究,并拓展了数值模拟,可为实际工程提供参考。     

Oxalate in grain amaranth

Grain amaranth (Amaranthus spp.) is a widely adaptable C4 pseudo-cereal crop that has interesting nutritional characteristics including high protein and calcium concentrations and a lack of gluten. To date, no antinutrient has been found at problematic levels in grain amaranth; however, oxalate has not been thoroughly studied. Dietary oxalate is a potential risk factor for kidney stone development, and its presence in food lowers calcium and magnesium availability. Oxalate concentration and forms and calcium and magnesium concentrations were determined in 30 field-grown grain amaranth genotypes from the species A. cruentus, A. hybrid, and A. hypochondriacus. The effects of seeding date and fertilization with calcium ammonium nitrate were evaluated in field experiments conducted in multiple environments; the effects of cooking were also evaluated. Mean total oxalate concentration in the 30 genotypes analyzed was 229 mg/100 g, with values ranging between 178 and 278 mg/100 g, the greatest proportion being insoluble (average of 80%). Calcium concentration averaged 186 mg/100 g and ranged between 134 and 370 mg/100 g, whereas magnesium averaged 280 mg/100 g and ranged between 230 and 387 mg/100 g. Fertilization only marginally increased total oxalate concentration and had no effects on other variables. Seeding date had no effects on any of the variables studied. Boiling increased the proportion of soluble oxalate but did not affect total oxalate concentration. Grain amaranth can be considered a high oxalate source, however, as most is in insoluble form, and due to its high calcium and magnesium concentrations, oxalate absorbability could be low. This should be confirmed by bioavailability studies.     

Zinc fertilization of lentil for grain yield and grain zinc concentration in ten Saskatchewan soils

Fertilization of grain legumes with zinc (Zn) can affect both marketable yield and Zn content of the grain, which is important in addressing human nutritional deficiencies in certain regions of the world. A pot experiment was conducted to determine the response of three different market classes of lentil to Zn fertilization using ten surface soils from Saskatchewan (Canada). The distribution of Zn among labile and stable fractions chemically separated from the soil was also determined in the ten prairie soils and related to the lentil responses observed. The three market classes of lentils (large and small green, small red) were grown without Zn (control), and with 2.5 and 5 kg Zn ha^?1 added as zinc sulfate to each soil prior to planting. Zinc fertilizer application significantly influenced grain yield and was soil dependent. A significant increase in grain yield over the control was observed from application of Zn on some low organic matter, high pH Brown Chernozem soils whereas a decrease in grain yield over control was observed in other soils such as a Black Chernozem of high organic matter content and low (<7) pH. Lack of positive yield response to addition of Zn were related to measured high diethylene triamine pentaacetic acid (DTPA) extractable and plant root simulator (PRS) resin membrane probe Zn, and large amounts of native Zn in exchangeable and iron/manganese (Fe/Mn) oxide bound fractions. Application of Zn fertilizer generally increased the grain concentration of Zn. For example, an increase of ～20% in Zn concentration over control was observed when 5 kg Zn ha^?1 was added to a loamy textured low organic matter Brown Chernozem soil. Overall, small green lentil was more consistent in producing a positive response to Zn fertilizer application on soils with low plant available Zn compared to large green lentil and small red lentil.     

新型混流式粮食干燥机的应用

针对中国油菜籽干燥缺乏有效机型的现状,成功研制了新型混流式粮食干燥机。该机型采用了缓苏换向、脉冲气动排粮、干燥段与缓苏段比例快速可调等多种新型结构。试验表明,该机型干燥油菜籽的技术经济指标均优于现有国家标准的规定值;通过将干燥段与缓苏段比例的快速调整,该机型亦可适用于水稻的干燥,且技术经济指标均优于现有国家标准的规定值,实现了一机多用。     

Histological structures of cooked rice grain

Raw and cooked whole grain sections of milled, medium grain California rice were compared for gross histological and morphological features using fluorescence and scanning electron microscopy (SEM). Cooked and raw grains were compared and the differences were assessed by autofluorescence of the cell walls and correlating fluorescence to SEM images. Milled, raw grains contain fine cracks throughout the endosperm. Cooked grains have wider, more defined cracks, suggesting that they serve as channels for water migration into the grain during cooking. Water penetrates unequally into the grain during cooking: low water penetration produces dense regions with minimal starch gelatinization, and high water penetration produces large voided areas. The voids occur in the transverse orientation of the grain and are the main of cause grain expansion during cooking.     

Nitrogen efficiency in grain sorghum

Grain sorghum, Sorghum bicolor (1.) Moench has not been fully evaluated for its variability in nitrogen efficiency. A 2‐year study using 12 hybrids was conducted and nitrogen efficiency was calculated as: 1. total dry matter (DM) per unit N uptake (NE₁), 2. total grain yield per unit N uptake (NE₂), and 3. the product of NE₂ and the grain N:stover N ratio (NE₃). NE₁ values increased with plant age and were significantly different among hybrids at all stages of growth. A 20% difference in NE₁ was found between the least and most efficient hybrids at maturity. A significant hybrid x year interaction showed that the environment strongly influenced hybrid ranking. Hybrids which ranked high in one year often did poorly the other year and visa versa for NE₁, NE₂, or NE₃. Each N efficiency criterion ranked the hybrids differently, although NE₁ and NE₂ appeared to be the most closely related. Hybrids generally maintained satisfactory values for NE₃ if one parent (either male or female) had a high NE₃ value in hybrid combination. Differences were more dramatic for partitioning of N between grain and stover than for NE values among hybrids. Due to environmental influences, it appears that at least 3 or more years of data may be needed in order to establish consistent trends for N efficiency in grain sorghum.     

结实期土壤水势对水稻籽粒品质及其粒间差异的影响

为探讨结实期土壤水分对水稻籽粒品质的影响, 以中熟籼稻“扬稻6 号”和中熟粳稻“扬粳9538”为材料, 在盆栽条件下, 研究了不同土壤水势(0 kPa、-15 kPa、-30 kPa、-45 kPa)对水稻籽粒品质的影响, 并进一步探讨了不同粒位间的差异。结果表明, 结实期土壤水分对稻米籽粒品质有较大影响, 且影响程度因品种、粒位不同而异。与对照(0 kPa)相比, 土壤轻度胁迫(土壤水势在-15~-30 kPa 之间)籽粒的精米率、整精米率和崩解值增加, 垩白度和消碱值降低; 不同粒位间比较, 土壤轻度胁迫对水稻穗上二次枝梗或同一枝梗上较迟开花籽粒的影响较大。随土壤水势进一步降低稻米品质变劣。在0 ~ -45 kPa 范围内, 随土壤水势的降低,粗蛋白含量和胶稠度增加。灌浆期土壤轻度落干(土壤水势在-15 ~-30 kPa)有利于稻米品质的改善。     

小麦微波干燥特性及其对品质的影响

针对小麦热风干燥中存在的问题,运用微波试验装置,通过选择不同的干燥功率、物料铺放厚度及排湿风速,研究了小麦微波干燥特性及其对干后品质和能耗的影响。研究结果表明：小麦微波干燥主要处于恒速阶段,微波干燥对小麦品质有显著的影响,小麦籽粒的发芽率和SDS沉降值对微波处理的反应比较敏感,可以作为小麦热损伤的指标和小麦品质变化的检测指标,小麦微波干燥能耗主要受排湿风速影响。     

东北粮食主产区耕地资源时空变化及其对粮食生产能力的影响

为了揭示耕地资源时空变化对粮食生产能力的影响,该文以东北粮食主产区巴彦县为研究区,以1991年土地详查数据库、2006年土地利用变更数据库和2009年SPOT5影像为基本信息源,以粮食单产等统计数据为基本数据源,运用遥感及地理信息手段,采用土地综合指数评价法分析研究区耕地资源数量、质量时空变化及其对粮食生产能力的影响,结果表明:1991-2009年研究区耕地资源数量呈持续增加的趋势,耕地向非耕地的转换主要发生在林地和其他用地之间;1991-2006年研究区增加耕地资源中三等地耕地面积增加最多,一等地增加最少。减少的耕地资源中二等地和三等地耕地减少最多,而一等地减少最少;2006-2009年增加耕地中二等地耕地增加最多,一等地耕地增加最少;减少的耕地资源中,三等地耕地减少最多,一等地耕地减少最少;位于北部岗平原农牧区的二等地耕地是影响粮食生产能力最大的区域,三等地和四等地耕地面积虽占到总耕地面积的50%左右,但受到自然因素和土壤因素的制约,粮食生产能力也受到影响。