低场核磁探测水稻田改蔬菜地土壤水分的相态变化

为了解水稻土转变为设施蔬菜地后土壤水分的相态变化,该研究在田间土壤调查的基础上,结合低场核磁测氢技术,评价了田间状态的水稻土和不同转化年限设施蔬菜地土壤水分的相态分布情况。结果表明:随着转化时间的延长,耕层土壤大孔隙吸持的自由水比重下降,土壤小孔隙吸持的束缚水比重上升,犁底层土壤水分的相态分布却无明显变化,土壤水分吸持性能在转化时间序列上呈现下降的趋势,但长期施用有机肥可以优化耕层质量,提升土壤大孔隙吸持自由水的能力,改善土壤水分供释性能;水稻土转化为设施蔬菜地土壤2 a后,出现新犁底层,使得原有的耕层土壤变薄,土壤水分吸持性能下降。核磁共振作为一种新的技术手段,可以实现实时、快速、准确地检测土壤水分的相态变化,可为设施农业的可持续管理提供新的技术支持。     

菊花不同部位及根际土壤水浸液处理对光合作用的自毒作用研究

菊花[Dendranthema morifolium(Ramat)Tzvel.]的自毒作用是菊花连作障碍发生机理研究的重要内容之一.本文研究了连作障碍比较明显的菊花栽培种"高压太子"不同部位(枯落物、叶、茎和根系)及根际土壤水浸液处理对盆栽同种菊花光合作用的影响,结果表明:不同部位和根际土壤水浸液处理对叶片叶绿素含量、净光合速率及气孔导度均表现出抑制趋势,而暗呼吸速率却受到促进,尤以地上部水浸液的抑制作用为显著.说明降低自身叶绿素含量、净光合速率及气孔导度,即抑制自身的光合作用,同时促进自身暗呼吸是菊花自毒作用的机制之一.     

模拟降雨下黄土区草地灌木地土壤水分空间变化规律

利用黄土区燕沟流域42场模拟降雨下土壤水分观测数据,研究2种坡度的草地、灌木地在不同经营方式（原状地、刈割地、翻耕地）下的土壤水分对模拟降雨的响应。结果表明：1）在5次降雨补充下,依据土壤水分的标准差和变异系数指标,0-100cm土壤水分受土地经营方式影响表现为,原状草灌地土壤水分可划分为活跃层、次活跃层和相对稳定层,刈割地全剖面为相对稳定层,翻耕地可分为活跃层和相对稳定层。2）单次降雨事件则随降雨量增加,各经营方式下的水分活跃层逐渐变薄或消失,次活跃层变厚,而相对稳定层变薄,整个土壤剖面水分变化趋于一致。3）对于受高强度降雨补充的土壤水分变异性分层,建议采用更加灵敏的土壤水分标准差和变异系数判别标准：活跃层,标准差大于1.4,变异系数大于0.12;次活跃层,标准差1.4-0.9,变异系数0.12-0.08;相对稳定层,标准差小于0.9,变异系数小于0.08。4）坡度越小,土壤水分越高,坡度对草灌木地、刈割地的影响较翻耕地显著,且对50-100cm层水分影响远大于对表层0-50cm的影响。总之,降雨后土壤水分0-100cm层不断增加,且剖面土壤水分逐渐一致,土地经营方式、坡度因素对土壤水分变化强度和在不同深度土层中的表现有显著影响。     

六盘山香水河小流域地形与植被类型对降雨径流系数的影响

基于GIS和SPSS支持下的数据分析,结合宁夏六盘山区香水河小流域2004—2005年6—10月的降雨、径流观测资料,对流域的坡向、海拔和植被对降雨径流的影响进行研究,结果表明：就不同植被类型来看,径流系数以人工林的最大,灌丛的次之,亚高山草甸的最小;就海拔而言,径流系数大小依次为低海拔（2060-2350 m）〉中海拔（2350-2640 m）〉高海拔（2640-2930 m）,随着海拔从低到高的变化,天然林的径流系数表现为从高到低再升高的变化趋势,而人工林和灌丛则表现为先增加后减小的变化趋势,亚高山草甸从中海拔至高海拔区呈增大趋势;从不同坡向来看,径流系数大小依次为南坡〉西坡〉北坡〉东坡。     

基于SIRMOD模型的畦灌入渗参数估算及灌溉模拟

土壤入渗参数是地面灌溉中制定灌溉制度、评价灌水质量的重要指标。针对现有估算方法存在计算工作量较大、精度不高的现状,根据田间实测资料,利用SIRMOD模型,对小麦畦灌条件下田间土壤入渗参数进行了估算。与用Maheshwari法计算结果较为接近,差异均在2.0%以内。根据估算的土壤入渗参数,应用SIRMOD模型进行了多组合灌溉模拟,在保证灌水质量较高的条件下,得出了在不同亏缺水量时的适宜灌水量和灌水流量,通过田间实例验证表明模拟效果较好。     

拖拉机安全驾驶室强度非线性有限元分析

为了避免由于拖拉机翻车事故引起的人员伤亡,提高拖拉机工作时的安全性,设计安全可靠的大中马力拖拉机驾驶室,并且使之能通过OECD标准,以某型号拖拉机驾驶室为研究对象,建立了该安全驾驶室的精确三维模型,并采用非线性有限元方法,按照OECD标准规定的要求,对模型进行了加载分析。驾驶室被简化成梁和板单元,采用弹簧单元模拟驾驶室与机身前支架之间的橡胶减震垫。计算结果表明：拖拉机驾驶室在按照试验要求模拟加载完成后,驾驶室变形吸收能量达到OECD标准规定的要求时,驾驶室部分粱和底板的应力已经达到屈服应力,进入了塑性变形,但变形后的驾驶室没有侵入安全容身区。后推、后压、侧推、前压和前推试验中驾驶室的最大变形分别为111、4、168、19和 47 mm,变形最大发生在力的作用位置处。该方法为设计能通过OECD标准试验的拖拉机安全驾驶室提供了一定的参考依据。     

Improvement of water-stability of clay aggregates admixed with aqueous polymer soil stabilizers

Aqueous soil stabilizers improve soil properties. Water-stability of soil aggregates was determined using two different soil stabilizers: S-type and E-type. Various concentrations of the two soil stabilizers were tested in soil aggregates that were bigger than 5 mm but smaller than 10 mm. Testing the aggregates using the static water-measure method showed that the water-stability index, K, increased with the concentrations of soil stabilizers. S-type soil stabilizer in concentrations ranging between 20% and 40% resulted in K-values between 64.0% and 83.8%, and E-type polymer emulsions in concentrations between 3% and 7% resulted in K-values between 90.1% and 99.7% respectively. The soil aggregates admixed with water resulted in a K-value of 11.5%, which was tested as a control. Two aggregate collapse models were found and discussed based on the collapse characteristics of the modified aggregates: S-type soil stabilizer in low concentrations follows a gradual collapse pattern, while S-type stabilizer in high concentrations and E-type stabilizer in low concentrations follow an explosive collapse pattern. These patterns depend on the formation of a membrane structure on the surface of the aggregates through physicochemical bonding. By identifying the mechanisms of the membrane structure and calculating the K-values, significant information on the improvement of soil properties can be determined.     

超积累植物美洲商陆根中锰的累积与解毒

美洲商陆(Phytolacca am ericanaL·,pokeweed),为商陆科多年生草本植物,因其生长适应性强,生长速度快,特别是其生物量大,具有潜在的土壤重金属污染植物修复应用前景,成为近年来颇受关注的重金属超积累植物[1-4]。关于美洲商陆重金属超积累与耐受机制,是当前环境科学与生物科学领域内的一大研究热点[5-10]。相关研究业已报道了美洲商陆对锰及镉的吸收与累积[2-4],但其重金属耐受机制仍不是十分清楚。通常,对于重金属超积累植物的研究,研究者多将植物分为地上部(茎、叶)与地下部(根),并以地上部为重点关注对象。然而,植物对重金属具有耐受或超累积能力,其根必然发挥着重要作用。     

苏云金芽胞杆菌Bt9875杀虫晶体蛋白可诱导Caspase和Bcl-2家族参与调控HL-60细胞凋亡

研究Caspase家族与Bcl-2家族参与调控苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)Bt9875杀虫晶体蛋白对人急性髓细胞性白血病细胞HL-60的影响.本实验采用MTT法检测了杀虫晶体蛋白诱导HL-60细胞凋亡后的Caspase家族的活性和Caspase凋亡酶抑制剂对杀虫晶体蛋白诱导HL-60细胞凋亡的影响;采用Western blot检测了杀虫晶体蛋白诱导多聚ADP-核糖聚合酶(PARP)降解、Bcl-2/Bax调控和细胞色素C的释放.研究结果表明,杀虫晶体蛋白作用HL-60细胞后,激活了Caspase-3、Caspase-8和Caspase-9,在48 h内Caspase家族抑制剂(Z-VAD-FMK)、Caspase-3抑制剂(z-DEVD-FMK)和Caspase-9抑制剂(Z-LEHD-FMK)均可显著抑制杀虫晶体蛋白诱导的细胞凋亡;杀虫晶体蛋白可明显上调促凋亡蛋白Bax的表达,同时下调抗凋亡蛋白BCl-2的表达,并观察到胞浆中细胞色素C的释放.初步证明了Bt9875杀虫晶体蛋白诱导的HL-60细胞凋亡是由Caspase家族和Bcl-2家族共同调控的,线粒体途径在诱导细胞凋亡过程中起着重要作用.     

Comparison of multivariate models and variable selection algorithms for rapid analysis of the chemical composition of field crops

This study evaluates the use of visible and near-infrared spectroscopy for rapid prediction of total carbon, total nitrogen, and total phosphorus concentrations in field crop samples. Two multivariate models (partial least squares regression and support vector machine regression) were compared. In addition, four spectral variable selection algorithms (competitive adaptive reweighted sampling, genetic algorithm, uninformative variable elimination, and variable importance for projection) were applied with support vector machine regression to determine the most accurate predictions. The results showed that support vector machine regression performed better than partial least squares regression for predicting the three chemical compositions. The combination of competitive adaptive reweighted sampling and support vector machine regression outperformed the other models for the predictions of total carbon and total nitrogen with high coefficients of determination of 0.91 and 0.90, respectively. For the determination of total phosphorus, the prediction accuracy of competitive adaptive reweighted sampling was comparable with the best result obtained from genetic algorithm with the coefficients of determination of 0.73 and 0.77, respectively. In conclusion, the support vector machine regression combined with competitive adaptive reweighted sampling has great potential to accurately determine the chemical composition of field crops using the visible and near-infrared spectroscopy.