CFD技术在水轮机转轮抗空蚀改造中的应用

CFD是用计算机来模拟流体的流场，建立流体机械最佳流道的流体动态分析软件，是当今先进的流体动力学模拟分析工具。介绍了CFD技术的理论基础，并且将其成功应用于锦江电站水轮机转轮的抗空蚀改造中，取得了良好的效果。     

南瓜叶防治菜粉蝶幼虫的药效评价及成本分析

通过实验室研究和大田试验对收集自我国民间的土农药——南瓜叶榨取液防治芥蓝菜粉蝶幼虫的药效进行验证和经济方面的分析评价。实验室研究结果表明：南瓜叶榨取液防治菜粉蝶主要作用机制是抑制其取食，在12h和24h的取食抑制中浓度FRC50（Feeding Restrain Content）分别为511．3214和484．3441mg·L^-1；12h和24h菜粉蝶幼虫对浸渍过榨取液芥蓝叶片的非选择性拒食率和选择性拒食率分别为66．00％、57．75％和56．04％、56．52％。大田试验结果表明：在第2、5、7d，榨取液对于芥蓝的保叶效果分别达到了48．17％、65．82％和70.46％；对虫害的防治效果分别达到了97．58％、86．98％和90．72％。经济分析结果显示：用土农药防治菜粉蝶，亩产芥蓝利润值最高，比不进行防治生产方式增加116．35元。     

基于宏基因组学的酸性森林土壤氨氧化微生物群落特征研究

全球30%以上陆地面积是酸性土壤(pH5.5),而酸性土壤中氨氧化微生物群落特征研究是破译其硝化过程微生物学机理的基础。尤其随着完全硝化微生物(Complete ammonia oxidizer,comammox)的发现,亟需重新认知酸性土壤中氨氧化微生物类群。以酸性马尾松林为研究对象,综合利用荧光定量PCR(qPCR)、凝胶电泳半定量和宏基因组测序等技术研究土壤中氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)、氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和Comammox的相对丰度以及群落组成特征。研究发现AOA和AOB amoA基因丰度分别为2.61×106 copies·g~(-1)和1.45×106copies·g~(-1);而comammoxamoA基因qPCR结果存在显著的非特异性扩增,导致其丰度被高估,而经凝胶电泳半定量矫正后,约为(1.38～1.47)×106copies·g~(-1),该结果和土壤宏基因测序揭示的comammox相对丰度基本吻合。此外,宏基因组分析发现经典嗜酸group1.1a-associated仅占AOA总类群的12%,而group1.1b则占88%,尽管目前仍未有嗜酸group 1.1b AOA纯菌株的报道。AOB主要类群为Nitrosospira(约64%),而Nitrosomonas约占36%。Comammox主要类群为clade B(约64%),而clade A仅占36%且均隶属于clade A.1亚枝,这暗示clade B与已报道的嗜中性comammox clade A纯菌株有极大的生理代谢差异。总之,本研究提供了综合利用qPCR、半定量和宏基因组分析土壤氨氧化微生物群落的策略,并建议优化comammox的qPCR引物,同时本研究系统分析了酸性马尾松林土壤中氨氧化微生物的相对丰度和群落组成特征。     

人工湿地-电活性菌藻膜技术处理养猪废水中试试验

人工湿地由于具有运行成本低、维护简单等优点而被广泛应用于养殖废水处理。然而,人工湿地技术普遍存在污染物去除效率受温度影响大等问题。在该研究中,通过构建电活性菌藻生物膜来强化人工湿地系统,对养猪废水进行了自然温度下的处理效能与微生物群落研究,在室外开展了18个月试验,结果表明：电活性菌藻生物膜强化组在夏季化学需氧量、氨氮、硝态氮、总氮、总磷、亚硝态氮的去除率分别达到98.26%、97.96%、85.45%、95.07%、94.64%和85.45%。在冬季化学需氧量、氨氮、硝态氮、总氮、总磷、亚硝态氮的去除率分别达到96.10%、91.56%、75.29%、89.94%、92.12%和83.15%。具有良好低温适应性。强化组冬季化学需氧量、氨氮、硝态氮、总氮、总磷、亚硝态氮的出水浓度均满足《禽畜养殖业污染物排放标准》（GB18596—2001）。相比未构建电活性菌藻生物膜的对照组,以上污染物去除率均分别提高。电活性菌藻膜在冬夏季节的优势微生物均为Cyanobium、Shewanella、Azoarcus,群落结构稳定性高,有利于促进冬季污染物去除率,为提高系统污水处理可靠性提供了保障。     

河南省干旱灾害的变化特征和成因分析

利用河南省历史干旱灾害统计资料和NCEP再分析资料,统计分析了河南旱灾变化特点,从气候背景角度对河南旱灾产生的原因进行了初步研究,以期能对提高气候预测水平和指导农业生产有一定帮助。分析结果表明：（1）河南省旱灾发生频率较高,局部旱灾几乎年年出现,大范围、全省性的大旱也时有发生,同时旱灾也具有明显的年代变化特征;（2）年内降水分配不均,无降水日数多是造成河南干旱频发的成因之一;（3）对大尺度环流特征分析表明,冷、暖空气均偏弱,导致冷、暖空气无法在黄淮流域交汇,也是造成河南省干旱频发的另一原因。     

紫色土坡耕地氮素淋失通量的实测与模拟

氮淋失是氮素循环研究中最重要的环节之一,获得准确的氮淋失通量是当今农田氮循环研究中必不可少而又较为困难的工作之一。紫色土土层薄,土壤氮素难以蓄存,加之降水丰富,下伏透水性较弱的母岩,淋溶水达到母岩后难以垂直下渗而沿土壤岩石界面出流、汇流形成壤中流,紫色土氮素淋失主要表现为氮素随壤中流迁移流失。DNDC模型是基于过程的一种土壤碳氮循环模型,常用于农田温室气体排放模拟,但其应用于氮素淋溶的验证与测试不足。本文利用大型坡地排水采集器(lysimeter),测定紫色土坡耕地淋溶水量(壤中流流量)和氮素淋失通量,并利用观测数据对DNDC模型进行验证。结果表明,紫色土坡耕地小麦玉米季累积淋溶水通量为323.6 mm,径流系数33.3%,氮素淋失量为36.93 kg.hm 2,占全年氮素施用量的13.2%。壤中流流量与氮素淋失量实测值和模拟值的Pearson相关系数分别为0.944(P<0.05)和0.972(P<0.05),Theil不等系数分别为0.07和0.1,降雨量、土壤孔隙率和施氮水平是氮流失模拟的高敏感性参数。DNDC模型应用于紫色土坡耕地氮素淋失通量的模拟具有较高的可靠性,同时DNDC基于过程模型的优势可以描述持续降雨条件下的氮淋失过程,未来可通过进一步的验证,测试DNDC模型应用于氮淋失过程及区域氮淋失评估的可行性。     

方正县土壤硒的分布特征及其与土壤性质的关系

方正县是黑龙江省水稻主产区,为研究方正县土壤全硒(Se)的含量、分布特征及其与土壤性质的关系,在哈尔滨市所属方正县境内采集127个0~20 cm耕层土壤样品,分析了方正县土壤全硒含量及其影响因素。结果表明,方正县土壤全硒含量变幅为0.030~0.496 mg kg-1,算术平均值为0.228 mg kg-1略低于全国土壤平均硒含量,总体上处于中等、边缘及缺乏水平。在不同类型土壤中,泥炭土硒含量相对较高(0.267 mg kg-1)而沼泽土硒含量相对较低(0.153 mg kg-1)。不同成土母质中,以坡积物为母质发育的土壤硒含量较高(0.276 mg kg-1)而以冲洪积物为母质发育的土壤硒含量较低(0.207 mg kg-1)。在土地利用方面,稻田土壤全硒含量略高于旱地土壤。相关分析表明:土壤有机碳(SOC)与土壤粒径分布(PSD)是影响研究区表土层土壤硒含量的主要因素。     

三江平原地区不同有机物料腐解规律的研究

利用网袋法模拟田间还田方式, 研究不同还田方式下玉米、大豆秸秆的腐解特征。结果表明: 经过150 d的分解, 玉米和大豆秸秆残留率在33.7%~61.1%之间, 秸秆还田分解趋势为: 土埋处理>露天处理, 土埋玉米秸秆>土埋大豆秸秆, 露天条件下大豆和玉米秸秆分解速率一致。从细胞结构上看, 玉米秸秆随着还田时间的延长, 基本组织和维管束遭到破坏, 细胞壁变薄, 细胞内物质消失, 细胞排列疏松; 大豆秸秆组织结构变化不明显。露天和土埋处理各有机物料有机碳分解率分别为39.9%~48.9%、49.6%~65.8%, 土埋玉米和大豆秸秆腐解速度明显高于露天处理。两个处理氮、钾分解率无太大差异, 分别为51.1%~67.7%、74.6%~91.7%, 而磷素变化比较明显, 露天和土埋处理玉米秸秆的磷释放率平均比大豆秸秆高49.4%、56.7%。作为还田物料玉米秸秆要好于大豆秸秆。     

两系杂交稻制种基地气象决策支持系统

制种基地和时段的选择是两系杂交稻制种成败的关键,根据历史气象资料和制种不同时段对气象条件的要求确定两系杂交稻种子生产的适宜气候区域与时段能够为两系杂交稻制种提供决策支持。运用可视化编程工具Visual Basic6．0,通过对气象站点的温度、降雨量、湿度等历年气象资料进行预处理,借助于XML进行合理的存储,将地理信息系统（Geographic Information System,GIS）集成二次开发的思想应用于可视化编程中,设计开发了两系杂交稻制种基地气象决策支持系统。利用湖南省50a的气象资料,依据该系统确定了湖南省两系杂交稻制种的适宜区域与时段。结果表明,决策系统运行结果与实际情况相符,系统具有较好的决策功能。该系统可为两系杂交稻的高产高效安全制种提供强有力的技术支撑。     

莲雾果实采后木质素合成相关MYB基因家族及其作用分析

MYB转录因子在植物苯丙烷代谢的调控中具有重要调节作用,对木质素的合成有影响。为解析MYB基因家族在调控采后莲雾果实絮状绵软的分子机制,利用莲雾转录组数据库测序结果和生物信息学方法,对莲雾果实木质素合成相关的20个MYB转录因子基因(MYB基因)的理化性质和结构功能进行预测,并选择在贮藏期间差异表达的1个基因进行克隆和表达,分析其对莲雾果实木质素合成的影响。生物信息学分析表明:20个MYB基因包含91~591个不等的氨基酸残基,定位于细胞核,不存在跨膜结构;二级结构主要由α-螺旋和随机卷曲组成,在所有莲雾果实MYB蛋白中均有分布,20条莲雾MYB蛋白的三级结构绝大部分相似。系统发育树结果表明,莲雾MYB蛋白与番樱桃、巨桉和玫瑰木的亲缘性较近。从莲雾果实中成功克隆得到SsMYB48基因,GenBank登录号为MK204557.1;拟南芥的组织表达结果表明,SsMYB48基因对木质素合成关键酶基因AtF5H和AtPOD的影响较大,说明SsMYB48基因对木质素的合成可能起抑制作用。该研究结果为莲雾MYB基因家族功能的进一步研究提供了理论依据。