广东不同林龄乔木生物量及物种多样性与叶面积指数的关系

以广东的4个自然保护区和2个生态功能区的5种林龄的林分为研究对象,用样地调查法、生物量实测方法结合植物冠层分析仪对各样方的总生物量、乔木层的生物量、多样性指数和叶面积指数进行测定,分析其分布特征及相关关系。结果表明：总生物量为乔木层>灌木层>草木层,其中乔木层成熟林的生物量显著高于其他龄组,生物量关系为成熟林>近熟林>中龄林>过熟林>幼龄林,呈单峰型变化,在成熟林阶段达到峰值。乔木层LAI值在0.77~4.19;乔木层随着林龄的变化,LAI差异依次为中龄林>成熟林>近熟林>过熟林>幼龄林,呈倒“U”型变化;乔木层LAI与乔木层生物量存在正相关关系,相关显著;中龄林的乔木层LAI显著高于幼龄林和过熟林,中龄林、近熟林和成熟林的乔木层LAI差异不明显。不同林龄乔木层Shannon-Winner指数为近熟林>中龄林>过熟林>成熟林>幼龄林,总体趋势呈“S”型变化;不同林龄乔木层Pielou均匀度指数为成熟林>近熟林>中龄林>过熟林>幼龄林,总体趋势呈单峰型变化,峰值在成熟林阶段;乔木层Shannon-Winner指数、乔木层Pielou均匀度指数均与乔木层生物量呈线性显著正相关。因此,不同林龄下乔木层生物量、乔木层物种多样性指数和乔木层叶面积指数均存在差异;乔木层多样性指数与乔木层生物量存在正相关关系;乔木层叶面积指数与乔木层生物量存在正相关关系。     

甘油超临界水气化制氢过程参数和动力学研究

为研究甘油超临界水气化制氢过程及转化动力学,采用正交试验和单因素试验,在连续式反应器中,分析不同工艺参数对甘油超临界水气化气体产物分布和气化转化效率的影响,对气体产物进行气相色谱分析。利用集总动力学研究方法,优化甘油超临界水气化转化动力学模型,增加CO₂甲烷化反应路径,探讨甘油超临界水气化过程中动力学参数和气相产物生成及消耗路径。结果表明：甘油超临界水气化制氢的最佳工况为温度600 ℃、甘油浓度0.015 mol/L、压力27 MPa和停留时间18 s,此时H₂产量为2.411 mol/mol,气化效率为76.49 %。单因素试验结果可知,较高反应温度和压力、较低原料浓度和适当延长停留时间有利于提高H₂产量和甘油气化效率。反应速率常数随着温度的升高而增加,甘油热解路径Ⅱ和中间体蒸汽重整路径Ⅰ的活化能分别高于甘油热解路径Ⅰ和中间体蒸汽重整路径Ⅱ。H₂主要通过甘油热解和水气变换反应生成,CO₂主要通过甘油热Ⅰ和水气变换反应生成,CO₂甲烷化是H₂和CO₂消耗的主要路径。中间体热解是CO和CH₄的主要生成路径,CO的主要消耗路径是水气变换反应。     

马铃薯播种机分体式滑刀开沟器参数优化与试验

针对马铃薯播种机的铧靴式和圆盘式开沟器存在的种薯株距分布不均、播种效果质量差、回土量小等问题,研制出分体式滑刀马铃薯开沟器,并进行关键参数优化,分析开沟和回土过程中土壤颗粒在开沟器上的运动规律,研究种薯落入垄沟后的运动过程,确定影响土壤覆盖种薯效果的因素。采用旋转正交的试验设计方法,以机具前进速度、开沟器侧面夹角、开沟器长度及开沟深度为试验因素,以种薯的横向偏移系数、株距变异系数和回土量为试验指标,分析实施田间试验结果,优化分体式滑刀开沟器的结构参数与最优运动参数：在前进速度为0.95 m/s、开沟器侧面夹角为60°、开沟器长度为500 mm、开沟深度为115 mm时,株距变异系数为10.8%、种薯的横向偏移系数为3.83 mm、回土量为24.1%,满足马铃薯播种作业的要求。该研究结果可为马铃薯开沟播种装置设计与应用提供参考。     

马铃薯气力精量播种机设计与试验

针对目前中国马铃薯播种机普遍存在作业速度慢、精度低、重漏播率高等关键问题,根据中国北方马铃薯一季作区大规模、大面积和高效精量播种的农艺要求,该文研制了一种马铃薯气力式精量播种机,该机一次作业可完成马铃薯开沟、侧深分层施肥、高速播种和覆土等多项功能。设计了气吸式马铃薯播种机多臂均布式排种器结构、分体式滑刀开沟器、排种器风机和动态供种装置;确定了包括配气阀、吸种臂及2种（常规薯、微型薯）吸种嘴的排种器关键部件的结构参数。田间生产试验表明,马铃薯气力精量播种机作业速度可达到10.2 km/h,播种早出苗2～3 d,同苗率达到96%。200 hm2的生产应用表明,本文所研制的马铃薯气力精量播种机重播率≤1%,漏播率≤1%,株距变异系数≤10%,同苗率96%,均超过国家标准且满足马铃薯田间种植的农艺要求,为中国马铃薯机械化播种提供了一种新技术、新装备和新方法。     

直注式秸秆捡拾粉碎深埋机设计与试验

为提升秸秆深埋质量,针对秸秆深埋过程中秸秆捡拾效果差、输送方式单一、输送效率低、深埋率低等问题,提出一种直注式秸秆深埋还田方法,设计了直注式秸秆捡拾粉碎深埋机,阐述了整机结构和工作原理。对关键部件进行了设计分析,设计了无护圈式捡拾装置,分析了捡拾装置各个运动阶段与弹齿的运动轨迹,确定了4个运动阶段所对应的相位角;设计了以运秸螺旋输送器和运秸叶片为主的机械输送装置、以抛秸风叶和运秸导管为主的气力输送装置。对秸秆输送量进行分析,明确了运秸螺旋输送器结构参数,得出了运秸螺旋输送器最低转速;对运秸叶片和抛秸风叶进行了动力学分析,确定了运秸叶片和抛秸风叶结构,明晰了影响秸秆输送效果的关键因素为机具前进速度、运秸螺旋输送器转速、抛秸风叶转速、运秸叶片倾角和抛秸风叶倾角,并确定了影响因素范围。仿真试验结果表明,机具前进速度和运秸螺旋输送器转速存在交互作用,最佳作业参数：机具前进速度为3km/h、运秸螺旋输送器转速为1200r/min和抛秸风叶转速为1600r/min。田间试验结果表明,平均秸秆捡拾率和平均深埋率分别为91.02%,90.03%;运秸导管出口处风速和作业扭矩分别为1.78～26.83m/s、61.55～214.78N·m,各工作部件运行稳定,满足秸秆深埋还田作业要求,为秸秆深埋还田机研发和改进提供了依据。     

基于混合扩张状态观测器的农田平地机液压系统反步滑模控制研究

为解决农田平地机液压系统在复杂地貌平地作业时控制精度低、抗干扰能力差等问题,设计了一种基于混合扩张状态观测器（HESO）的反步滑模控制器。其中,HESO基于输出反馈信号估计系统未知状态和总扰动,并在前馈通道中进行扰动补偿;基于快速趋近律设计的反步滑模控制器输出连续光滑的控制量,增强了系统鲁棒性,克服了系统非线性与参数不确定性问题;通过Lyapunov稳定性理论对所提出的观测器和控制器稳定性进行验证,得到误差一致有界稳定结论;通过AMESim和Matlab/Simulink联合仿真与田间试验对本文控制算法的有效性和优越性进行了验证。在两条地貌情况较为复杂波浪地中单次平地和地貌情况较为相似的两田块进行3次遍历试验表明,使用本文控制方法,平地后高程相较于平地前标高的平均绝对误差、最大绝对误差、绝对误差标准差分别为0.053、0.146、0.037m和0.02、0.041、0.011m,较PID算法分别降低36.35%、28.32%、31.37%和62.6%、50%、51.83%。     

红萝卜侧面悬置排种勺式精量排种器设计与试验

为解决传统机械式蔬菜排种器无法实现精量播种及存在伤种的问题,设计了一种红萝卜侧面悬置排种勺式精量排种器。采用排种盘侧面悬置的排种勺完成种子的充种、清种、投种,实现了非接触式作业过程,理论分析了种子进入及脱离种勺的运动过程,并阐明其不伤种的基本原理,确定了排种盘、排种勺以及排种管的基本结构参数,采用EDEM离散元仿真软件模拟了不同排种勺结构尺寸下的工作过程,以排种勺型孔直径、深度及放样曲面圆角比为试验因素,以单粒率、多粒率、空粒率为试验指标,采用三因素五水平二次通用旋转组合设计进行仿真试验,确定排种勺最优结构参数为：型孔直径5mm,深度4.3mm,放样曲面圆角比0.12,基于此参数进行离散元仿真试验,通过自制排种器试验台进行台架试验以及将排种器安装到播种机上进行田间试验,仿真试验结果为单粒率93%、多粒率4%、空粒率3%,台架试验结果为合格指数平均值92.2%、重播指数平均值4.6%、漏播指数平均值3.2%,相对误差分别为0.86%、15%、6.67%,田间试验结果为：合格指数90.5%、重播指数6.9%、漏播指数2.6%,证明此排种器精量播种性能良好。同时与毛刷窝眼轮式排种器进行损伤率对比试验,损伤率分别为0.43%、1.27%,相对误差为66.14%,表明种子损伤明显降低。     

耦合耕地综合质量和空间连通性的基本农田划定研究

保护集中连片的优质耕地对于保障国家粮食安全具有重要意义。本文以江西省兴国县为例,从耕地的自然质量、立地条件、生态条件3个层面系统构建耕地综合质量评价指标体系;基于TOPSIS(Technique for order preference by similarity to an ideal solution)综合评价法对耕地综合质量进行评价,引入耕地连片度、耕地空间连通格局分析了耕地空间集聚特征,综合耕地质量及其连通特征划定永久基本农田。结果表明：从耕地综合质量来看,兴国县耕地质量由高到低划分为4个质量等级,面积分别为6204.95、16.03172、19321.79、3573.76hm2,占总耕地面积的13.75%、35.52%、42.81%、7.92%。总体来看,兴国县中等质量耕地居多,占比为78.33%。从耕地连通性来看,兴国县耕地连片程度由高到低划分为5个等级,其中一级~五级连片耕地面积分别为24731.44、6199.73、3131.54、7397.71、3671.80hm2,分别占耕地总面积的54.80%、13.73%、6.94%、16.39%、8.14%,耕地存在不同程度破碎化。将耕地质量三等以上、连片程度四级以上耕地划入基本农田,面积为37029.62hm2,占耕地总面积的82.05%,与原有划定基本农田相比,实现了划定后永久基本农田“总体稳定、布局优化、质量有提升”的目标。     

中国水产品的可持续供给

为探讨饲料中添加串叶松香草对团头鲂幼鱼生长性能、抗氧化能力和脂代谢的影响,实验选取240尾初始体重为 (3.85±0.50) g的团头鲂幼鱼,随机分为4组,每组3个重复,每重复20尾鱼。各组分别投喂串叶松香草添加水平为0% (对照组)、2%、4%和6%的实验饲料,饲喂8周后测定鱼体生长性能、肌肉组成、血液生化、肝肠抗氧化和肝脏脂代谢相关基因表达。结果显示,相较于对照组,4%和6%串叶松香草组的增重率、特定生长率显著下降,6%组的终末均重显著降低,饵料系数显著增加。在抗氧化能力方面,2%串叶松香草组鱼体肠道过氧化氢酶 (CAT)、超氧化物歧化酶 (SOD)活性显著高于对照组。在脂肪沉积和代谢方面,4%和6%串叶松香草组鱼体肌肉粗脂肪含量显著高于对照组。4%和6%串叶松香草组肠道脂肪酶活性显著低于对照组。6%串叶松香草组血清中的甘油三酯 (TG)、胆固醇 (TC)、高密度脂蛋白 (HDL)、低密度脂蛋白 (LDL)均显著高于对照组。4%和6%串叶松香草组肝脏中脂肪合成基因fas、srebp1c的表达量显著升高。同时,6%串叶松香草组肝脏中脂肪分解基因lpl、cpt1a、pparβ的表达量显著下降。CCl₄溶液腹腔注射应激96 h后2%串叶松香草组累积死亡率低于对照组,且应激24 h后鱼体肝脏SOD活性显著高于对照组。研究表明,在饲料中添加2%的串叶松香草对团头鲂幼鱼的生长和饲料利用无不利影响,并且能够提高肠道的抗氧化能力,而当添加量增加至4%和6%时会抑制鱼体生长,并引起团头鲂幼鱼脂肪沉积。本研究结果为串叶松香草在水产动物饲料中的应用提供了参考。

     

干旱胁迫对台湾海桐生长和生理生化特性的影响

以一年龄台湾海桐(Pittosporum pentandrum)盆栽苗为试材,采用人为称重控水方法,研究了正常供水(CK)、轻度干旱胁迫(LD)、中度干旱胁迫(MD)和重度干旱胁迫(HD)4种水分处理对台湾海桐生长和生理生化特性的影响,以探讨台湾海桐耐旱机制。结果显示,随干旱胁迫程度的加剧,台湾海桐幼苗高度和生物量下降,根冠比增加;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)和水分利用效率(WUE)降低,胞间CO2浓度(Ci)增加;叶中K+和Mg2+含量降低,Ca2+含量先增加后降低;叶中可溶性糖和可溶性蛋白质含量增加,叶中脯氨酸含量先增加后降低;叶中丙二醛(MDA)含量和质膜透性增加,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性先增加后降低。干旱胁迫下台湾海桐幼苗生长受到抑制和膜脂过氧化加剧,但其能通过对渗透调节物质的含量和抗氧化酶系统的活性调节来保护膜结构,保持正常的生理活动,表现出一定的抗旱能力。