基于便携式生物传感器设备的转基因现场快速分析研究

现场快速检验(point of care test,POCT)是实现转基因基层监管必要的技术手段,在转基因成分检测中发挥着重要作用.生物传感器为转基因成分简单、快速和低成本定量分析提供了一个可行的技术方案.目前大量的生物传感器研究还处于方法学研究阶段,研究者需要着重将生物传感器技术与分析设备集成,开发小型化的便携式检测...     

不同位置秸秆覆盖条件下土壤水盐运动实验研究

以地下水与土壤水动力学理论为基础,通过对不同地下水埋深不同位置秸秆覆盖试验资料分析,建立了土壤水分运动数学模型,并进行了数值模拟,试验实测数据与模型计算值吻合较好,说明所建立的模型是可行的。并以此为基础,分析了不同地下水埋深不同位置秸秆覆盖土壤含盐量,得出地表以下30 cm处秸秆覆盖的土壤含盐量大于地表表层秸秆覆盖的土壤含盐量,这为新疆地区控制潜水蒸发改良盐碱地研究提供了可靠的基础依据。     

不同秸秆覆盖耕种模式对半干旱区玉米生长发育及水分利用的影响

研究合理的秸秆覆盖耕种模式是实现半干旱区秸秆覆盖条件下玉米绿色高效生产的重要途径。开展2 a大田试验,设置传统耕作模式(CK)、秸秆覆盖模式(T1)、秸秆覆盖+深松模式(T2)、秸秆覆盖+碎混模式(T3)4个处理,研究不同秸秆覆盖耕种模式对玉米根系伤流特性、光合特性、碳氮代谢相关酶活性、生长发育、产量及其构成因素和水分利用特性的影响。结果表明：不同处理玉米根系伤流强度、伤流液中细胞分裂素(CTK)和生长素(IAA)含量均表现为T3>T2>CK>T1,脱落酸(ABA)含量表现为T1>CK>T2>T3;与CK和T1处理相比,T2与T3处理的CTK和IAA含量显著增加、ABA含量显著下降。玉米叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间二氧化碳浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、表观叶肉导度(AMC)和叶片水分利用效率(WUEL)均表现为T3>T2>CK>T1,气孔限制百分率(L_s)表现为T3相似文献   

四川省秸秆和畜禽粪便县域分布特征和资源化利用潜力

为明晰四川省近年秸秆和畜禽粪便分布格局和特征,基于2018年四川省县域尺度主要粮油作物产量和畜禽出栏量,通过空间分析明确四川主要粮油作物秸秆(水稻、小麦、玉米、油菜)和畜禽粪便(牛、羊、猪、家禽)资源分布状况及聚集区,探讨各县秸秆和畜禽粪便循环利用潜力和途径。结果表明：四川省2018年秸秆可收集总量为2 808.55万t,呈现“一个中心,东密西疏”的分布规律,秸秆种类以玉米和水稻秸秆为主;畜禽粪便总量为8 162.02万t,呈现“三个中心,外密内疏”的分布规律,猪粪占绝对优势,占比高达57.8%。2018年四川省秸秆肥料化理论上可节约当年全省7.4%氮肥和5.0%磷肥投入,可全量替代当年全省钾肥用量,秸秆能源化可替代1 422.71万t标准煤或6.22×10⁹m³沼气。2018年四川省畜禽粪便全部肥料化可节约当年全省42.6%氮肥投入,可全量替代当年全省磷肥和钾肥用量,畜禽粪便能源化利用可折算成835.19万t标准煤或4.15×10⁹m³沼气。99%、95%和90%置信区间秸秆热点县分别有30、40...     

松嫩平原黑土区施肥与土壤速效钾累积关系的研究

为研究在固定施肥模式下速效钾的累积量的变化,采用回归旋转组合设计实施试验,建立了松嫩平原黑土区土壤速效钾与农肥,化肥和秸秆为实验因子的数学模型,结果表明,要使每667m2速效钾保持在适宜的230～270mg/kg水平上,应在5年中施用农肥832～1121kg,化肥34～947.8kg,秸杆93～122kg。     

不同氮素水平下有机物料添加对陇中黄土高原旱作农田N2O排放特征的影响

为了探究不同用量氮肥配施生物质炭或小麦秸秆对旱作农田N₂O排放通量的影响,在陇中黄土高原半干旱区连续进行4年不同氮素水平配施不同有机物料的田间定位试验,试验以3种施氮用量（不施氮肥、50 kg（N）·hm^-2氮肥、100 kg（N）·hm^-2氮肥）配施2种有机物料（小麦秸秆S、生物质炭B）及无有机物料 (C)共组成9个处理,于2016年11月—2017年10月,采用静态箱-气相色谱法,对N₂O通量进行全年内连续观测。研究结果表明：观测期内,各处理N₂O年平均通量大小排序SN100>CN100>SN50>CN50>BN100>SNO>BN50>CN0>BN0,各处理N₂O排放通量变化趋势一致;相较N0处理（CN0、SN0、BN0）的年平均排放通量,N50（CN50、SN50、BN50）和N100（CN100、SN100、BN100）处理分别增加了6.92%和10.03%。相较CN0、CN50和CN100,与其相同氮素水平配施生物质炭后,N₂O年平均排放通量分别降低了0.49%、3.15%和4.67%;配施秸秆后,N₂O年平均排放通量分别增加了6.37%、3.44%和2.73%。单施氮肥或小麦秸秆配施氮肥均增加了N₂O排放的增温潜势,生物质炭配施氮肥减少了N₂O排放的增温潜势。主效应分析表明,氮素、秸秆均对提升N₂O排放通量发挥显著效应,而生物质炭具有降低效应。相关分析表明,土壤温度与N₂O通量表现为显著正相关关系,土壤含水量与N₂O通量表现为显著负相关关系（P<5%）。通径分析表明,土壤温度对N₂O通量的增大作用远大于土壤含水量对N₂O通量的减小作用。秸秆或生物质炭与氮素无交互效应,N₂O排放通量随氮素水平的增加而增大,秸秆还田促进了N₂O排放而生物质炭抑制了N₂O排放。因此,添加生物质炭对旱作农田固氮减排具有较大的潜力。     

填闲作物腐解过程及其对后茬冬小麦产量的影响

研究了渭北旱塬地区不同填闲作物（长武怀豆（S）、黑麦草（R）及两者1∶1混合（M））翻压和氮肥水平（0、60、120 kg N·hm^-2）双因素处理下,填闲作物的腐解规律、碳氮释放动态及对后茬冬小麦产量的影响,并对腐解速率与Olsen模型进行了拟合。结果表明：各填闲作物翻压后腐解规律及碳氮释放特征均表现为“前期快-中期慢-后期加快”,填闲作物腐解规律符合Olsen模型,在第276天各处理累积腐解率均达70%以上。在第0~35天,同一施氮处理下,累积腐解率和腐解速率均表现为S>M>R（P<0.05）;第35天,S、M和R各处理干物质累积腐解率分别达到61.9%、55.5%和47.5%;在0~35 d,施氮对S、M的腐解影响不显著,对R影响显著,35 d后氮肥效应逐渐减弱;填闲作物的腐解同时伴随其碳、氮的快速释放,在第21天,S、M和R碳氮残留率分别达到40%、50%和60%左右。平均来看,S的碳氮释放速率显著高于R,与M无显著差异。与裸地对照相比,翻压填闲作物能够显著提高后茬冬小麦产量,其籽粒产量增加10%~35% （P<0.05）,其中翻压长武怀豆低氮处理和混合翻压低氮处理效果最佳。     

耕作方式及秸秆还田对土壤性质、微生物碳源代谢及小麦产量的影响

以小麦品种济麦22为试验材料,采用裂区试验设计,耕作方式为主区,分别设常规翻耕(C)、深松(S)、旋耕(R)处理,副区为秸秆还田量,分别设秸秆全还田(P)和秸秆不还田(A)处理,采用Biolog Eco技术测定土壤微生物碳源代谢功能,并分析土壤基本理化性质和作物产量。结果显示:深松与秸秆还田均有利于土壤含水量和有机碳含量的提高,0～15 cm土层分别提高了9.78%和24.00%,15～30 cm土层分别提高了7.08%和15.81%;深松提高了15～30 cm土层的pH值6.67%,秸秆还田提高了0～15 cm土层的pH值4.32%。深松和秸秆还田均有利于代谢多样性(丰富度指数、香浓多样性指数)、碳源代谢强度的提高,0～15 cm土层分别提高了26.84%、3.84%和38.02%,15～30 cm土层分别提高了11.87%、 3.63%和14.74%。主成分分析表明常规翻耕秸秆不还田和旋耕耕作秸秆不还田碳源代谢功能相近,15～30 cm层次内常规翻耕秸秆全还田碳源代谢功能和深松耕作秸秆全还田处理相近。深松和秸秆还田平均提高了小麦产量5.82%,微生物碳源代谢功能与小麦产量具有极显著的相关性。     

基于离散元法的深松作业玉米秸秆运动规律

东北垄作区玉米秸秆还田条件下,针对垄台播种带秸秆残茬易导致深松铲以及后续机具缠草堵塞和阻力增加等问题,建立深松铲-土壤-秸秆-根茬的离散元模型,分析仿真因素秸秆距垄台中心距离、秸秆与机具前进方向夹角、根茬状态（根茬中间切割、根茬一侧切割、根茬挑起和无根茬）和秸秆之间相互影响对深松作业过程中秸秆拨离垄台的影响。进一步探究深松铲作用下垄上秸秆运动规律并分析其扰动比阻（秸秆扰动力矩与深松铲阻力之比）。仿真结果表明：秸秆距垄台中心距离对秸秆位移中的水平侧向运动的影响最大;秸秆水平侧向位移随着秸秆与机具前进方向夹角增大呈减小趋势;根茬状态影响秸秆位移的主次顺序依次为：根茬挑起、根茬一侧切割、无根茬、根茬中间切割;当秸秆距垄台中心距离为60 mm时,秸秆之间相互影响对秸秆位移中的前进方向运动的影响最大;当秸秆距垄台中心距离大于60 mm,秸秆前进方向位移呈增大趋势。秸秆运动的力矩变化趋势为平稳变化,后产生峰值,最后又趋于平稳;影响秸秆力矩的主次顺序依次为：根茬状态、秸秆之间相互影响、秸秆距垄台中心距离、秸秆与机具前进方向夹角。深松过程中,秸秆扰动比阻在切割根茬一侧时达到最大值0.152 mm。田间对比试验结果表明,仿真模型得到的秸秆总位移、水平侧向、前进方向和垂直方向位移与田间试验值的误差分别为0.36%～9.67%、0.16%～12.31%、0.56%～10.11%和0.43%～4.63%,秸秆力矩的误差为0.16%～11.06%。研究结果可为深松铲设计以及优化提供一定的理论依据。     

连续式秸秆捆烧锅炉设计与供暖工程减排潜力分析

针对连续式捆烧设备在连续进料过程中,秸秆捆连续稳定燃烧性能差、挥发分气体燃烧不充分、秸秆捆难燃尽,而导致热效率低、排放高的问题,该研究基于分级燃烧原理与秸秆捆燃烧特性,在设计计算过程中,对燃烧、换热、配风系统等较为重要设计参数给出了合理的参考值,并通过烟气预热干燥秸秆捆、增加挥发分二次燃尽的三级风、往复炉排增加捆间间隙等方式提高秸秆捆的燃烧性能。设备试制后,利用玉米秸秆捆为燃料开展了热工与排放性能试验。试验结果表明,连续式秸秆捆烧锅炉的平均热效率为80.37%,颗粒物、NOx、SO2平均排放质量浓度分别为48、197、7 mg/m3,环保与能效指标均符合设计要求与国家标准。并对建立的采暖示范工程进行排放、污染物等测算,结果表明采用秸秆捆烧供暖单位面积可减少标煤使用量23.1 kg/m2,CO2当量排放量58 kg/m2。该研究能为秸秆能源化利用与北方清洁区域供暖提供技术支撑,助力农业农村领域碳达峰、碳中和的目标实现。