不同耕作条件下豆麦双序列轮作农田土壤温室气体的排放及影响因素研究

为了研究耕作措施对双序列轮作农田土壤温室气体的排放及影响, 采用CO₂分析仪、静态箱 气相色谱法在陇中黄土高原半干旱区对传统耕作不覆盖、免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖和传统耕作+秸秆还田4种耕作措施下豆麦双序列轮作农田土壤温室气体(CO₂、N₂O和CH₄)的排放及影响因素进行了连续测定和分析。结果表明: 测定期内4种耕作措施下农田土壤均表现为CO₂源、N₂O源和CH₄净吸收汇; 除传统耕作不覆盖措施, 其他3种耕作措施不同程度地减少了2种轮作序列土壤的N₂O排放通量, 并显著增加了土壤对CH4的吸收。CO₂和N₂O的排放通量分别与地表、地下5 cm处、地下10 cm处的土壤温度呈极显著和显著正相关关系, 相关系数分别为0.92^**和0.89^**、0.95^**和0.91^**、0.77^*和0.62^*; 而CH₄吸收通量与不同地层的温度之间无明显的相关关系; CO₂和CH₄的通量与0~5 cm、5~10 cm的土壤含水量均呈显著正相关关系, 相关系数分别为0.69^*和0.72^*、0.77^*和0.64^*, 而与10~30 cm土壤含水量无明显相关关系; N₂O排放通量与各层次的土壤含水量之间均呈不显著负相关关系。对2种轮作序列各处理下土壤中排放的3种温室气体的增温潜势计算综合得出: 4种耕作措施中, 免耕不覆盖处理可相对减少土壤温室气体的排放量, 进而降低温室效应。     

不同气候和土壤条件下秸秆腐解过程中养分的释放特征及其影响因素

农田土壤中秸秆腐解伴随氮磷钾养分的释放是重要的生物地球化学过程,也是秸秆还田替代化肥养分的基础。了解不同农区秸秆分解过程中的养分释放动态,揭示秸秆、气候和土壤条件的交互作用机制,是制定秸秆还田合理措施的理论基础。基于寒温带-暖温带-中亚热带的黑土、潮土、红壤互置试验平台,研究了小麦、玉米秸秆在3年腐解过程中养分释放过程和影响因素。结果表明,秸秆中养分释放速率的大小顺序为KPN;秸秆中氮素和磷素在寒温带以及在红壤和潮土中表现为先富集再释放特征,在暖温带、中亚热带以及黑土中表现为直接释放特征;秸秆中钾素均表现为直接快速释放特征,在腐解0.5 a平均释放率达89.5%。气候和土壤条件主导了氮磷的释放,其相对平均贡献率分别为19.5%和15.2%。在腐解后期(2~3 a)气候、土壤和秸秆因素对养分释放的贡献率30%,说明土壤生物因素可能起了主导作用。     

基于横向力系数的汽车急转防侧翻车速计算模型与仿真

针对汽车转向行驶时常因车速过快而引发侧翻事故这一问题,通过建立车辆转向行驶的力学模型,分别对刚性车体和考虑悬架作用车体在急转工况下的受力状况进行分析;在分析车辆转向时横向载荷转移、悬架运动等因素对横向力系数影响的基础上,将横向力系数的计算方法进行改进;根据横向力系数与车速间的关系,建立了基于横向力系数的汽车急转工况防侧翻临界安全车速计算模型;选用某型商用车结构参数为例,通过Matlab软件仿真的方法将所建立模型与其他4种弯道安全车速计算模型进行对比分析,该模型所得临界安全车速处于其他4种车速模型所得结果的区间内;同时,采用车辆动力学软件Truck Sim进行不同转弯半径下的车辆转向侧翻仿真对该模型进行验证,模型所得安全车速值比Truck Sim软件仿真所得侧翻临界车速值约小10%。该研究为急转工况下车辆的侧翻评价以及车辆转向行驶的主动安全控制提供了参考。     

紫外分光光度法测定啤酒大麦籽粒脂氧合酶活力的研究

为了明确影响啤酒大麦籽粒脂氧合酶(LOX-1)活力的参数,以甘啤4号啤酒大麦籽粒为研究对象,采用紫外分光光度法探究底物浓度、提取缓冲液p H、反应体系缓冲液p H、提取时间、粗酶加入量∶底物加入量等对LOX-1活力的影响。结果表明,LOX-1活力随底物浓度的增加表现为先增加后减小的趋势,当底物浓度达到0.30mmol·L~(-1)时,LOX-1活力显著高于其它处理;随提取缓冲液p H的增加,LOX-1活力表现为双峰变化趋势,且在p H值5.0处,酶活力为9.85U·g~(-1),显著高于其它处理;粗酶提取时间为30min时,LOX-1活力显著高于其它处理,低于或者高于30min,酶活力均呈现降低趋势;LOX-1活力随反应体系p H的增加,表现为双峰变化趋势,当p H值为6.4时,酶活力最大,且与其它处理间存在显著差异;在其它条件不变,粗酶加入量为50μL的情况下,增加底物加入量,LOX-1活力表现为先增加后减小的趋势,且底物加入量为200μL时,酶活力显著高于其它处理。最终确定紫外分光光度法的测定参数:粗酶提取时间为30min,底物浓度为0.25mmol·L~(-1),提取液和反应体系缓冲液分别为p H值5.0醋酸盐缓冲液与p H值6.4磷酸盐缓冲液,粗酶加入酶量∶底物加入量为1∶4。研究结果为紫外分光光度法在啤酒大麦籽粒LOX-1活力测定中的应用提供了参考。     

黄土高原刺槐林对土壤养分时空分布的影响

以不同树龄刺槐纯林林地和撂荒地作对比,研究了黄土高原刺槐人工林对土壤养分时空分布特征的影响。结果表明,刺槐林地土壤有机质、pH值、全氮、有效氮、有效磷、速效钾、交换性钙和交换性盐基总量随刺槐树龄增加无明确变化规律,土壤全磷和交换性镁含量则呈现波动性变化;刺槐林地土壤有机质、全氮、有效氮含量随土壤深度增加按幂函数衰减,有效磷含量有递减趋势,土壤全磷、速效钾、交换性钙、交换性镁和交换性盐基总量随土壤深度增加无明显变化规律,而土壤pH随深度呈波动性变化;与撂荒地相比,刺槐林地土壤有机质、全氮、有效氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁含量及交换性盐基总量分别增加21.6%~96.8%,34.3%~160.1%,191.5%~238.4%,2.1%~24.1%,19.82%~92.71%,64.2%~80.0%,25.0%~46.5%和67.2%~89.5%,表明刺槐林对改善土壤养分状况具有重要作用。     

贮藏方式对4种药食两用植物种子萌发的影响

为探明4种药用植物种子萌发特性和解除休眠的最佳贮藏条件,4种药食两用植物包括野甘草(Scoparia dulcis)、车前(Plantago asiatica)、土人参(Talinum paniculatum)和鳢肠(Eclipta prostrata)种子进行30天的室温干燥贮藏、15℃暖层积、4℃低温层积和0℃冰冻贮藏,测定其萌发率和萌发速度。结果显示,4种植物种子扩散时活性极高(＞96%),土人参和鳢肠种子扩散时的萌发率分别为94%和98%,野甘草和车前种子扩散时萌发率不足30%。野甘草种子经过室温干燥贮藏(25℃：70.67%;25/15℃:26%)和15℃暖层积(25℃：82%;25/15℃:31.33%)其萌发率显著高于贮藏前(24-26%)、4℃低温层积(0.67-12%)和0℃冰冻贮藏(0-8%)的种子。经过4℃层积的车前种子萌发率(34%)显著大于贮藏前(29%)、室温干燥贮藏(16.7-18.7%)、15℃暖层积(11.3-13.3%)和0℃冰冻贮藏(0-0.6%)的种子。野甘草和车前种子在成熟时有较低萌发率,具有一定程度休眠;土人参和鳢肠为非休眠种子;室温干燥储藏和15℃暖温层积有效破除野甘草部分种子休眠、4℃低温层积可破除车前部分种子休眠,提高萌发率、加快萌发速度。     

秸秆还田机鞭式刀具原理及运动特性分析

针对现有秸秆还田机刀具性能的不足,研制了鞭式刀具.同时,在阐述鞭式刀具的结构与工作特点的基础上,着重对该刀具破茬瞬时的加速性能进行了计算分析.计算和田间试验结果表明,该刀具作用于根茬时刀头速度大,采用该刀具的还田机既可切碎秸秆,又可以同时入土破茬,并实现了碎茬与土壤的均匀混拌.     

遥控蔗叶切断还田机设计研究

根据蔗叶还田现状,设计研究了一种蔗叶还田机。该机采用遥控方式控制其行走,利用柔性刀高速旋转切断蔗叶,实现蔗叶还田。利用ANSYS软件对遥控蔗叶切断还田机机架进行了结构强度分析,表明其强度足够。初步试验表明:该机行走灵活稳定,蔗叶切断效果良好,结构简单,功耗小,具有一定的实用价值。     

运城盆地不同播期小麦干热风发生风险评价

为明确当前气候情境下不同类型小麦在不同播期干热风的发生风险,以半冬性偏冬性品种济麦22、半冬性偏春性品种周麦18以及弱春性品种西农529为材料,通过3年的试验,研究小麦的物候期和产量及其构成因素的变化。分析2年的籽粒灌浆规律,并结合近30年本地区干热风发生分布,讨论不同播期籽粒灌浆95%时的干热风发生概率。结果表明,推迟播期,小麦冬前分蘖减少,但春季分蘖增多,适度增加播量可以保证群体成穗数;籽粒灌浆时长缩短、灌浆速率加快,播期在一定范围内干热风发生概率没有明显提升。济麦22在380℃~680℃、周麦18和西农529在250℃~680℃冬前积温范围播种,干热风发生风险保持一致,继续降低冬前积温,干热风发生风险明显增加。本试验条件下,适度推迟播期,降低冬前积温,增加播量,灌浆速率增加,干热风发生风险没有显著变化,同时不同类型小麦产量稳定。在当前气候条件下,小麦最适冬前积温可由先前的约600℃降低到当前的约380℃,冬前分蘖2~4个,是小麦稳产的有效途径。     

立式甩刀茎秆切碎装置虚拟设计与动态仿真分析

采用UG软件虚拟设计了玉米收获机中立轴式甩刀三维实体。并应用机械系统动力学分析软件ADAMS构建了三维运动仿真模型,实现了在ADAMS环境下甩刀运动仿真分析和甩刀切割玉米茎秆仿真分析。仿真结果表明,甩刀运动初期刀片运动不稳定,切割玉米茎秆时切割力大小真实可靠。