角钢⁃集成材L形组合柱的受压性能研究

为提高装配式木结构中异形柱的力学性能,设计了一种用热压等边角钢和SPF集成材为原料,环氧树脂胶黏剂连接制作的角钢-集成材L形组合柱,作为框架结构或框架剪力墙结构的角柱。以角钢边宽度对L形柱正截面承载力的影响进行了轴压试验研究,并进行ANSYS有限元模拟,以判断模拟预测的准确性。结果表明:角钢-集成材L形组合柱相对于同截面面积的木柱而言承载能力上升37.0%~51.4%,刚度上升36.5%~72.8%,同时L形柱有良好的延性;适当增加L形柱中的角钢边宽度可以使承载能力有效提高,但是其短边处的集成材易产生破裂,增加试件的脆性破坏;集成材之间的环氧树脂胶合界面在破坏前后都性能良好,在材料弹性阶段钢材和木材有效共同受力,承载力计算时需要考虑钢材的塑形增强作用;ANSYS有限元模拟的角钢-集成材L形组合柱弹性模量结果和试验结果一致,误差在10%以内,模拟结果基本可靠。研究成果对于预测角钢-集成材L形组合柱在实际预制装配时的安全可靠性提供了理论依据。     

Magnetic removal/immobilization of cadmium and zinc in contaminated soils using a magnetic microparticle solid chelator and its effect on rice cultivation

Purpose

Magnetic removal techniques using functionalized magnetic nanoparticles as adsorbents have been frequently tested for use in the removal of heavy metals in aqueous solution, but seldom in farmland soil. Here, a novel magnetic microparticle solid chelator (MSC) was employed as the adsorbent for magnetic removal and/or immobilization of Cd and Zn in a paddy soil (PS), an upland soil (US), and a paddy–upland rotation soil (RS) with different degrees of pollution.

Materials and methods

MSC was applied to 14 kg air-dried soil samples (PS, US, and RS) at the dosage of 1% (w/w), and then watered, and intermittently stirred. Finally, the MSC–metal complexes were retrieved using a magnetic device (MCR treatment) or not (MC treatment), and the removal efficiency of soil Cd and Zn in MCR treatment was evaluated. After magnetic separation of MSC–metal complexes, pot experiments were performed to investigate the impacts of the magnetic remediation process on rice growth, the phytoavailability of soil Cd and Zn, and the accumulation of Cd and Zn in rice plants.

Results and discussion

The MCR treatment exhibited recovery rates of 55.4%, 49.6%, and 19.0% for MSC–metal complexes in PS, US, and RS, respectively, which brought about removal efficiencies of 2.2–12.2% for Cd and 1.9–4.6% for Zn. The MC and MCR treatments substantially decreased the availability of soil Cd, but not soil Zn; this effect was more remarkable when using CaCl₂ instead of DTPA as the extractant for determination of bioavailable metals. Furthermore, the CaCl₂-extractable Cd and Zn had a more significant relationship with Cd and Zn concentrations in rice roots. The MC and MCR treatments led to dramatic reductions in rice grain Cd of 23.9–72.1% and 37.3–63.9%, respectively, in the three soils relative to the respective controls. The MC and MCR treatments also exhibited an inhibitory effects on rice grain Zn accumulation in US (10.6% and 4.3% decreases, respectively) and RS (9.3% and 19.5% decreases, respectively), but not in PS. Moreover, the grain yield was unaffected under the MCR treatment in the three soils, and significantly increased by 29.8% under the MC treatment in US.

Conclusions

Our study suggests that MSC-based magnetic remediation technique can effectively immobilize and/or remove Cd and Zn in farmland soils, decreasing their uptake by rice plants, with no adverse effects on grain yield.

     

Stoichiometric features of C,N, and P in soil and litter of Tamarix cones and their relationship with environmental factors in the Taklimakan Desert,China

Journal of Soils and Sediments - The main objectives of this study were to explore the soil and litter carbon (C), nitrogen (N), and phosphorus (P) stoichiometric features in the Tamarix cones...     

Effects of freeze-thaw cycles and initial soil moisture content on soil aggregate stability in natural grassland and Chinese pine forest on the Loess Plateau of China

Journal of Soils and Sediments - Ongoing global warming is decreasing the thickness of snow covers and increasing initial soil moisture content (SMC), which increase the number of freeze-thaw...     

农业文化遗产地游客环境责任行为与饮食旅游偏好关系研究——以浙江青田稻鱼共生系统为例

传统饮食是农业文化遗产地重要的旅游资源,饮食旅游偏好影响着游客对旅游产品的选择。引导和培养游客环境责任行为对遗产地传统饮食旅游可持续发展具有重要意义。本文以全球重要农业文化遗产浙江青田稻鱼共生系统为例,通过问卷和访谈实证调查分析游客环境责任行为和传统饮食偏好之间的关系。运用SPSS18.0进行因子分析,提取出3项游客环境责任行为因子,分别为传统饮食认知因子、传统饮食环境责任态度因子、传统饮食环境责任行为因子;同时根据提取出的3项游客传统饮食偏好因子,将游客分为传统饮食口味追逐型、传统饮食参与体验型、传统饮食文化体验型, 3种类型所占比重分别为38.05%、35.63%和26.31%。其中传统口味追逐型游客关注饮食的口味、种类、环境等食用体验,传统饮食参与体验型游客更多地关注饮食的制作过程以及部分饮食文化内涵,而传统饮食文化体验型游客更加关注当地文化、生态保护和对本地食材的应用以及传统饮食所传递的文化价值,且三者中传统饮食文化体验型游客环境责任行为最强,传统口味追逐型游客最弱。最后将游客环境责任行为因子和传统饮食偏好因子进行回归分析,发现游客环境责任行为因子与游客传统饮食旅游偏好之间存在正相关关系。应考虑不同类型游客对农业文化遗产的饮食偏好,有选择有重点地适应游客的需求,避免为吸引大众游客而产生的饮食文化破坏与生态安全问题。     

基于高光谱和参数优化支持向量机的水稻施氮水平分类研究

为探索水稻氮素营养的快速、无损诊断方法以及构建基于高光谱技术的水稻氮素营养状况分类识别模型。本研究以 4种不同施氮水平的“中嘉早 17”水稻分蘖期顶部第三完全展开叶叶片(简称顶三叶)为研究对象,测定各叶片的可见光到近红外波段(350～ 2500 nm)内的光谱数据,对所获取的光谱数据进行平滑处理和归一化处理,以消除噪声及量纲的影响,并采用主成分分析(PCA)的方法进行数据降维至 22维,同时分别选用基于网格搜索算法、粒子群算法和遗传算法优化参数的支持向量机进行水稻氮素营养状况分类识别模型的建立。研究结果表明:1)不同施氮水平下的水稻叶片光谱反射率曲线走势大致相同,但不同施氮水平下 780～ 1 300、1 400～ 1 850及 1 900～ 2500 nm波段光谱反射率存在一定的差别;2)优化参数后的 SVM模型与默认参数下的 SVM模型相比,其训练集与测试集分类识别效果都要优于默认参数下的 SVM模型。其中,以遗传算法优化参数的 SVM模型识别分类效果最佳,训练集和测试集识别准确率分别为 99.375%、98.750%,测试集的4种施氮水平(施氮量从低到高)识别准确率分别为 100%、95%、100%和 100%。结果表明利用高光谱技术能够很好地进行水稻氮素营养状况的定性诊断研究。为快速水稻氮素营养诊断提供了一种新途径,为精确施氮提供了技术支撑和理论依据。     

辐照技术消减食物过敏原致敏性研究进展

食物过敏是当前威胁人类健康的重大食品安全问题之一。辐照技术可以消减食物过敏原,是一项颇具发展潜力的物理消敏技术。本文介绍了辐照消敏技术的特点、原理和发展历程,阐述了辐照消减动物源过敏食物牛乳、鸡蛋、虾、鱼等过敏原致敏性和植物源过敏食物花生、大豆、小麦、坚果等过敏原致敏性的研究进展,分析了辐照消减食物过敏原的效果和影响因素,探讨了辐照消敏技术的发展方向,以期为辐照消敏技术的研究和应用提供参考。     

江西省水资源利用时空变化特征及区域差异

[目的] 定量研究2008—2017年江西省水资源利用时空变化特征以及各项水资源指标的区域差异,为水资源可持续利用提供参考依据。[方法] 基于2008—2017年江西省自然、社会经济以及水资源资料,利用变差系数、泰尔系数和空间分级分类法,从时间维度和空间维度分析了江西省2008—2017年水资源时空分布特征,并采用“竹笋”七色差异评价法对江西省各项水资源指标的区域差异进行研究。[结果] 南昌市2008—2017年水资源开发利用相对处于一个较高的水平,年均水资源开发利用率达到46%,处于不健康状态,而整个江西省平均开发利用率不到25%,水资源状况呈现健康的状态;江西省2008—2017年工业用水和农业水量分布差异较大,11市的生活用水和总用水空间分布差异较小;江西省2008—2017年人均水资源和地均水资源区域差异的差异值小于380,处于“竹笋”七色模型的稳定区,2008—2017年期间波动小。[结论] 整体来看江西省各市水资源禀赋差异性较大,要综合多个因素,深度剖析各个地区的水资源各类指标,比如人口数量、气候、环境、地形、文化差异等,因地制宜,才能使水资源真正为社会经济的可持续发展服务,达到人与水环境的协调统一。     

基于有效积温的玉米冠层图像特征参数分析

为揭示滴灌水肥一体化玉米冠层图像颜色特征参数随有效积温的动态变化规律,明确有效积温对玉米冠层图像三基色RGB的动态变化影响机理,比较图像特征参数的拟合精度。以宁夏主栽品种天赐19为试验材料,于2018年在宁夏平吉堡农场开展6个不同氮素处理的小区试验,利用防抖手持云台搭载手机相机遥控获取玉米冠层垂直地面图像,提取图像色彩特征参数,以有效积温为自变量,对玉米冠层数字图像特征参数进行拟合分析并比较,并分析图像参数与叶片氮浓度的相关性。结果表明:有效积温与红光值(R)符合有理函数关系,与绿光值(G)和蓝光值(B)符合对数函数关系,通过比较可以看出,各图像特征参数中R拟合效果最好,B和G次之,均达到显著水平,图像参数与叶片氮浓度十叶期的相关系数高于六叶期。因此,数字图像参数R的拟合效果最好,可作为宁夏滴灌玉米图像监测指标和群体结构分析的参考依据,十叶期可作为该地区滴灌玉米氮素营养诊断的关键生育时期。     

长期化肥配施不同有机肥对土壤和玉米中重金属累积的影响

  【目的】  明确长期化肥配施有机肥对重金属元素在土壤和农作物籽粒、秸秆中积累的影响及其环境效应,为安全高效施肥提供科学依据。  【方法】  在北京市农林科学院新型肥料长期定位试验站进行了为期10年的田间试验,其种植模式为冬小麦–夏玉米轮作,试验处理为不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、氮磷钾 + 鸡粪堆肥的有机肥料 (NPKJF)、氮磷钾 + 污泥堆肥的有机肥料 (NPKWN)、氮磷钾 + 垃圾堆肥的有机肥料 (NPKLJ) 和氮磷钾 + 秸秆粉碎还田 (NPKJG) 共6个处理,施肥处理依据等氮量施肥原则,每季作物施 N 180 kg/hm2、P₂O₅ 90.0 kg/hm2、K₂O 90.0 kg/hm2。在玉米收获后测定了玉米秸秆、籽粒和0—20 cm耕层土壤中重金属全量。  【结果】  添加污泥处理显著提高了土壤中Cd、Hg、As、Cu、Zn的含量,单因子污染指数分别比对照提高了45.10%、150.00%、104.00%、44.60%、65.80%。不同施肥处理对土壤中全量Cd、Cr、Hg、Cu、Zn存在一定的富集效果。各处理重金属单项污染指数在0.02～0.46,远小于1,综合污染指数为0.23～0.36,均小于0.7,试验区土壤重金属均为无污染等级。施用有机废弃物堆肥的处理玉米籽粒Cd、Cu、Zn含量比对照显著增加,各处理间Hg、As、Cr、Pb、Ni含量差异不显著,连续10年定位施肥后试验站土壤以及玉米籽粒中重金属含量均未超标。同一作物不同部位对重金属的富集能力不同,玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤Pb、Cu、Zn含量存在正相关性,玉米秸秆中Cd、Hg、Cr、Ni含量与土壤中Cd、Hg、Cr、Ni含量呈正相关或者显著负相关。  【结论】  在施氮总量不变的前提下,连续施用供试有机堆肥10年后,土壤重金属含量均未超标,土壤重金属单项污染指数在0.02～0.46,综合污染指数为0.23～0.36,无污染风险。只有污泥堆肥需要加强土壤Cd的监测。玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤相应重金属含量存在正相关性,秸秆中Cd、Pb、Hg、Zn与Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈正相关,而秸秆中Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈负相关。