基于CanESM2的渭河流域干旱演变特征研究

【目的】解析气候变化下渭河流域干旱事件发生频率与强度以及时空演变趋势,预估未来区域干旱发生发展情势,为渭河流域未来旱灾防控和水安全保障提供参考依据。【方法】基于CMIP5统计降尺度数据集NEX GDDP中的CanESM2全球气候模式数据,采用象限转换校正方法实施校准,并利用游程分析等方法,从干旱指标标准化降水蒸散发指数（SPEI）与干旱事件特征的角度,分析渭河流域历史基准期（1966-2005年）与未来期（2021-2060年）2种排放情景（RCP4.5与RCP8.5）下的干旱时空演变特征,研究渭河流域干旱事件频率的空间特征与持续性变化。【结果】历史基准期与未来期SPEI在年际尺度下均呈下降趋势,其中RCP8.5情景下渭河流域春旱会显著加剧;未来干旱事件发生频率将呈现“两头减少,中间增多”的态势,即轻旱与特旱高频区域减少,中旱与重旱高频区域增多;流域尺度上,未来发生短历时干旱事件的频率有所减小,中长历时干旱事件频率增加,其中流域北部与渭河源头区的长持续性干旱事件发生频率会显著减小;未来不同间隔干旱事件的发生频率变化不大,依旧以1～6个月间隔的干旱事件为主,局地会有一定差异性。【结论】春季与冬季将是渭河流域未来干旱风险防范的重点季节,流域西部是冬旱防范的重点区域;未来轻旱与中旱仍是渭河流域最主要的干旱类型,但要警惕发生频率持续走高的中旱与重旱灾害所带来的风险;未来期流域中长历时干旱事件会有所增加,应采取应对措施减轻长持续性干旱事件给流域工农业生产带来的不利影响。     

雪茄烟叶发酵过程中颜色参数与发酵品质的关系

【目的】分析发酵过程中雪茄烟叶颜色参数与多酚类物质、化学成分及评吸质量的关系,为快速分析雪茄烟叶发酵过程中发酵品质提供参考。【方法】以调制后的德雪3号中部二级雪茄烟叶为试验材料,采用人工堆积法进行发酵30 d,从发酵开始每隔5 d取样1次,直至发酵结束。测定发酵过程中烟叶颜色参数（亮度值（L^*）、红度值（a^*）、黄度值（b^*）、饱和度（C）、色泽比（H）、色相角（H⁰）、色差值（ΔE））、多酚类物质（莨菪亭、绿原酸、芸香苷、总酚）含量、化学成分（总糖、还原糖、总氮、蛋白质）含量及评吸质量（香气质、香气量、劲头、浓度、余味、杂气、刺激性、甜度、灰色）的变化,分析颜色参数变化与多酚类物质、化学成分及评吸质量的关系,并建立动态变化预测回归方程。【结果】随着发酵进程的推进,雪茄烟叶多酚类物质（莨菪亭、绿原酸、芸香苷、总酚）含量、化学成分（总糖、还原糖、总氮、蛋白质）含量与颜色参数L^*、a^*、b^*、C值均呈缓慢降低的变化趋势,H值呈先升高后降低的变化趋势,H⁰值呈先降低后升高的变化趋势,ΔE值呈缓慢上升的变化趋势。发酵25~30 d烟叶的评吸质量较好,各评吸指标较未发酵烟叶均有明显提升。相关分析表明,发酵过程中雪茄烟叶颜色参数与多酚类物质、化学成分和评吸质量达显著或极显著水平。回归分析表明,多酚类物质和化学成分对发酵过程中雪茄烟叶颜色变化有直接影响,评吸质量与颜色参数关系密切。【结论】通过量化雪茄烟叶发酵过程中颜色参数,建立发酵过程中评吸质量变化模型,提高雪茄烟叶发酵过程中的可调控性及烟叶品质。     

高盐对缢蛏生长存活、Na+/K+-ATPase活性及能量代谢相关指标的影响

以缢蛏（Sinonovacula constricta）为研究对象,设置养殖周期为60 d的对照组（20）和高盐组（30）比较实验,分别在0、10、30和60 d进行取样,检测高盐对缢蛏生长存活、鳃组织Na+/K+-ATPase（NKA）活性及肝胰腺和血清能量代谢相关指标的影响。结果表明,高盐组缢蛏在30~60 d的养殖时间段内存活率为45.1%±2.9%,壳长、壳宽、壳高和体质量特定生长率分别为0.15%/d、0.17%/d、0.13%/d和0.61%/d,均显著低于对照组。各时间点高盐组NKA活性均显著低于对照组。10和60 d时对照组缢蛏肝胰腺己糖激酶（HK）活性显著高于高盐组,血清中葡萄糖（GLU）含量、乳酸（LA）含量和乳酸脱氢酶（LDH）活性也显著高于高盐组,高盐组缢蛏无氧代谢水平低于对照组。30 d时高盐组血清中GLU含量、LA含量和LDH活性显著高于对照组,高盐组缢蛏无氧代谢水平高于对照组。0、10和30 d时高盐组肝胰腺琥珀酸脱氢酶（SDH）活性显著高于对照组,高盐胁迫下缢蛏需氧代谢水平上升。研究表明：长期高盐养殖下,缢蛏仍能保持一定的存活率和生长速度;高盐影响了缢蛏的渗透调节和能量代谢,渗透调节增加了其能量消耗。本研究为进一步培育缢蛏耐高盐新品系提供了参考资料。     

漂烫时间对南酸枣果实糖酸组分的影响

[目的]热水漂烫是南酸枣果实加工过程中的重要流程,其处理时间的长短会对南酸枣果肉品质造成影响,通过研究漂烫时间对南酸枣果实糖酸影响为其采后加工提供理论依据.[方法]以成熟的南酸枣果实为试验材料,采用不同时间(0,5,10,15,20,25和30 min)的100℃热水漂烫处理南酸枣果实,采用高效液相色谱法分别对果肉中糖组分(蔗糖、果糖、葡糖糖)、酸组分(柠檬酸、奎宁酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸、抗坏血酸、草酸、富马酸)含量进行分析测定.[结果]成熟的南酸枣果实3种糖组分中,果糖含量最高,葡萄糖其次,蔗糖含量最低.柠檬酸为南酸枣果实主要有机酸,成熟南酸枣果实柠檬酸含量占总有机酸含量的46.46％,其次为琥珀酸和奎宁酸,苹果酸、酒石酸、抗坏血酸、草酸、富马酸含量相对较低,其中富马酸含量最低.热水漂烫处理会显著影响果实糖酸组分含量,且不同时间的漂烫处理对南酸枣果实各糖、酸组分含量影响各不相同:其中短时间的热水漂烫处理能够提高蔗糖、果糖、葡萄糖、柠檬酸、奎宁酸、苹果酸、酒石酸、草酸含量,进而提高果实总糖和总有机酸含量;但长时间的热水漂烫处理通过降低各糖酸组分含量来减少果实总糖和总有机酸含量.[结论]综合分析认为,10 min的热水漂烫处理为南酸枣果实较适宜时长.     

不同灌溉定额对膜下滴灌水稻耗水特征及水分生产效率的影响

【目的】研究膜下滴灌水稻不同水分处理对耗水特征和水分生产效率的影响。【方法】2017年设置5个灌溉定额,对比分析不同水分处理下水稻产量、各生育期耗水量。【结果】W₅处理(灌溉定额910.00 mm)的水稻产量比其他处理分别增加21.95%~458.43%。膜下滴灌水稻全生育期5个水分处理的耗水强度分别为3.75~7.14 mm/d。随着灌水量减少叶面积衰减指数逐渐增大,叶片表现出早衰特征,株高受到灌水量抑制。W₅处理与其他处理水分生产率相比分别提高7.61%~193.06%。生育阶段耗水强度变化规律为拔节孕穗期＞抽穗扬花期＞灌浆期＞分蘖期＞成熟期＞苗期。【结论】水稻全生育期适宜灌溉定额910.00 mm,在拔节孕穗期、分蘖期2个关键需水期,满足水稻水分需求。     

库布齐沙漠北缘不同人工灌木林地土壤肥力质量状况

在库布齐沙漠北缘杭锦旗段选择柠条、沙柳、花棒和杨柴等4种人工灌木林为对象,以流动沙地为对照,研究不同人工灌木林下土壤理化性质、微生物数量和酶活性特征及其相互间的关系,并运用综合指数法对各人工灌木林土壤综合质量进行评价。结果表明:1）总体上,各人工灌木林地土壤容重、蒸发速率和pH值低于流沙地,土壤含水量、入渗率、田间持水量、总孔隙度、速效N、速效P、速效K和有机质含量高于流沙地,土壤盐分与流沙地无显著差异,不同人工灌木林对土壤理化特性的改善存在差异。2）各人工灌木林地土壤酶活性均强于流沙地,总体而言,柠条林地和沙柳林地的建植对土壤酶活性影响较大,花棒林地和杨柴林地的建植对土壤酶活性影响较小。磷酸酶与脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶呈极显著正相关,蔗糖酶与脲酶、多酚氧化酶间极显著正相关。3）各人工灌木林土壤微生物数量均显著多于流沙地,柠条和沙柳林地土壤微生物数量多于花棒和杨柴林地;各类人工灌木林地和流沙地土壤中放线菌数量最多,细菌数量次之,真菌数量最少。细菌、真菌和放线菌间无显著相关性;细菌除了与脱氢酶相关性较低外,与其他酶均极显著正相关;真菌仅与多酚氧化酶显著负相关;放线菌与脲酶、蔗糖酶、磷酸酶显著正相关。 4）各人工灌木林地和流沙地土壤肥力高低为柠条林地＞沙柳林地＞花棒林地＞杨柴林地＞流沙地,人工灌木林的营造改善了土壤理化特征和生物学性质,显著地提高了流沙地土壤肥力质量,营造柠条林效果最佳。     

L型结构木材中声发射信号传播特征

针对木材结构尺寸及介质改变对应变能传播的影响,研究应力波在变结构的L型试件中的声发射（acoustic emission,AE）特性。首先,参照ASTM-E976标准,在樟子松L型试件表面不同位置产生AE源,并利用采样频率为500 kHz的AE采集系统获取试件表面4个固定位置的AE信号。其次,依据小波分析原理对原始AE信号进行降噪并重构AE波形,进而研究木材结构变化对AE信号频域特征的影响。最后,基于对比分析,研究空气介质对于信号传播特性的影响。结果表明,当AE源位于锯材处时,信号以纵波和横波混合的形式单向传播,木材的结构变化主要影响低频信号成分,使得信号呈现高频带分布;而空气介质对于其时频域均有显著影响;当AE源位于薄板时,木材结构变化、传播路径及空气介质对于AE信号时频域特性均有显著影响。     

基于奇异谱和相关性分析的木材声发射源直线定位算法研究

针对木材声发射（acoustic emission,AE）信号的随机特性,提出了一种基于奇异谱和信号相关性分析的木材表面AE源直线定位算法。首先,依据ASTM标准通过折断铅芯的方式分别在樟子松和榉木试件表面产生AE源,并在顺纹理方向布置2个AE传感器,其中采样频率设置为500 kHz。然后,采用奇异谱分析（singular spectrum analysis,SSA）算法提高AE信号的信噪比,再分别基于信号相关性和最大值分析2种方法计算AE信号在木材表面顺纹理方向的传播速度。最后,依据AE信号传播时差和计算速度,基于时差定位原理设计AE源定位算法。并针对SSA处理前后的AE信号,采用不同定位算法进行比较试验。结果表明,直接对原始AE信号采用基于信号相关性和最大值分析方法确定信号传播速度时,樟子松试件2个不同位置AE源的定位误差分别为51.8%、55.7%和75.7%、46.6%;榉木试件2个不同位置AE源的定位误差分别为52.0%、44.8%和37.7%、45.5%。而对于经SSA处理后的AE信号,樟子松试件相应的定位误差分别为5.1%、33.2%和2.6%、31.7%;榉木试件相应的定位误差分别为3.1%、54.9%和5.1%、22.9%。因此,对原始AE信号进行SSA降噪处理后,再基于信号相关性分析方法确定信号传播速度,能够显著提高木材表面AE源的定位精度。     

旱作区不同降水年型垄作覆盖下冬小麦土壤水分动态变化研究

利用长期定位试验,为探明豫西旱区一年两熟制不同降水年型垄作覆盖下底墒对冬小麦生产的影响,以及垄作覆盖下冬小麦土壤水分动态变化和运移规律,研究了不同降水年型垄作覆盖下冬小麦耗水量、降水利用效率、全生育期土壤含水量变化,以及冬小麦播种和收获时土壤含水量的垂直变化.结果表明:不同降水年型垄作覆盖冬小麦耗水量和降水利用效率与对照间的差异表现为欠水年<平水年<丰水年,冬小麦不同生育期0～200 cm土壤含水量、播种和收获时的土壤含水量垂直变化与对照间的差异均表现为欠水年>平水年>丰水年.冬小麦不同生育期0～20 cm土壤含水量与对照间差异则表现为平水年>欠水年>丰水年.说明豫西旱区一年两熟制冬小麦产量受底墒和生育期降雨分布的影响较大,垄作覆盖具有提高蓄水保墒和土壤供水的能力,尤其是0～20 cm耕层土壤在受旱的情况下垄作覆盖有较好的保墒效果.丰水年降雨充沛在一定程度上削弱了耕作措施的应用效果.     

基于WebGIS的数字农业园区信息系统研究

针对农业园区生产管理和服务的需求,开发了基于WebGIS的数字农业园区信息系统.系统采用Openlayers开发WebGIS前端,实现地理图形展示绘制和属性处理等功能,以Geoserver和PostGIS作为地图服务器,MySQL为业务数据库系统,采用Java开发服务器管理端应用系统,实现了农业园区生产的数字化管理、分析和信息服务.该系统功能模块包括资源维护、业务管理、统计信息、农技信息服务和系统管理,目前,该系统已在江西省农业科学院高安农业园区示范应用.结果表明:该系统可实现农业园区的高效管理和农技服务的信息透明,对转变农业生产和管理方式具有重要意义.