水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置设计与试验

为解决南方水稻工厂化田间育秧水肥药人工管理作业中存在的灌溉均匀性差、化肥和农药浪费以及劳动强度大等问题,该研究设计了一种水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置,阐述了水肥药变量喷灌装置总体结构和工作原理,进行了关键部件设计与试验;以可编程逻辑控制器（programmable logic controller,PLC）为控制核心,构建了注肥量在线调控及整机变量喷灌控制系统。采用Box-Behnken试验设计方法,对装置喷灌均匀性与主要影响因素进行试验研究,应用单目标优化方法对喷灌关键参数进行优化,并通过验证试验,得到最优参数组合为：干管入口水压0.20 MPa、球阀开度90°、喷头喷角80°,此时装置的喷灌均匀性为92.69%;构建了氯化钾肥液质量浓度与电导率（electrical conductance,EC）值的线性模型,开展了装置变量灌溉施肥性能试验,3种喷灌等级下各作业区的肥液EC值分别为1.65、1.66和1.68 mS/cm,平均喷灌强度分别为900.85、1092.04和1263.67 mm/h,施肥均匀系数分别为85.21%、87.86%和91.62%。采用水肥药变量喷灌装置开展水稻育秧田间管理试验,华航51常规稻和广8优165杂交稻的秧苗长势均匀度均高于95%,成毯性良好,各项素质指标满足机插作业要求。所设计的水肥药变量喷灌装置能够满足水稻田间育秧水肥药变量喷灌作业要求,对提高水稻工厂化田间育秧机械化水平、保证秧苗质量具有实际应用价值。     

进水流速对圆形循环水养殖池流场特性影响的数值模拟

通过对工厂化循环水养殖进水流速的智能调控,可降低饵料残留,避免水质恶化。为此,本研究采用数值模拟方法探究了进水流速对工厂化循环水养殖池流场特性的影响,并基于该研究设计出一套确定进水流速调控的实验方法。首先,通过对比Standard k-ε、RNG k-ε和Realizable k-ε 3种湍流模型及多种壁面函数的仿真效果,确定RNG k-ε模型和标准壁面函数作为仿真配置。同时,针对多相流模型,对欧拉多相流模型和DPM离散相模型进行对比,为提高计算准确性选用DPM离散相模型,并基于上述模型进行网格无关性验证、制定网格划分方案。其次,以大菱鲆(Scophthalmus maximus)养殖为例,模拟不同进水流速下养殖池流场、排污和水温调节的效果。最后,针对仿真结果提出进水流速调控方案。结果显示,日常采用1.0 m/s的进水流速,可有效提高适宜流速区面积并控制水处理成本;投饵前,采用0.2 m/s的进水流速可以解决循环水养殖中存在的饵料浪费问题;进食结束后,采用1.2 m/s的进水流速可快速排出残饵避免水质恶化;水温异常时,采用15 ℃的水、以1.2 m/s的进水流速注水230 s,可使20 ℃的水下降到正常水平,精准化控制水温。采用本研究提出的方法,可针对不同养殖生物和养殖环境设计进水流速智能调控策略,可用于解决循环水养殖过程中饵料浪费、水质变差和水温异常等问题。     

通辽市暴雨特征分析及区域性暴雨定量评估方法

基于通辽市 1960—2020 年的日降水量资料,分析暴雨站次及区域性暴雨过程时空变化特征,并利用国家标准 GB-T 42075-2022 对区域性暴雨过程进行定量评估。结果表明:(1)暴雨极值呈明显的南部地区大于北部,暴雨站次分布整体上北部和中西部少,南部和中东部多。年平均暴雨日数 0.8 d。7～8月为发生暴雨主要月份。(2)区域性暴雨过程共45次,年平均 0.7 d,年际变化呈减少趋势。单日区域性暴雨占78%。主要出现在7月下旬达11次。(3)利用国家标准定量评估,得出有 3 次特强区域性暴雨过程,依次为 2017 年 8月3日、1994年7月12～14日、1984年8月10～11日。结合本地情况,定义综合强度Z值在100以上为特强区域性暴雨,Z值在40以上为强区域性暴雨,Z值在30以上为较强区域性暴雨。区域性暴雨等级评估方法适用性较好,利于区域性暴雨过程强度的划分。     

不同药剂对水稻细菌性条斑病的防治效果评价

为有效控制水稻细菌性条斑病病害,科学合理选用防治正安县地区水稻菌性条斑病的杀菌剂,本研究以当地主要栽培水稻品种“宜香优2115”为试验材料,测定了60%唑醚·代森联、6%春雷霉素、20%吡唑醚菌酯、40%稻瘟灵对水稻菌性条斑病防治效果及生长发育和产量的影响。结果表明:不同药剂防治下水稻细菌性条斑病病情指数和防治效果间存在差异性显著(p＜0.05),20%吡唑醚菌酯对水稻细菌性条斑病的病情指数最低和防治效果最优;较喷施清水对照处理相比,60%唑醚·代森联、6%春雷霉素、20%吡唑醚菌酯和40%稻瘟灵施用时水稻叶面积指数和干物质积累量增幅分别为10.29%、13.48%、15.17%、12.92%和15.15%、16.77%、18.92%、17.31%;20%吡唑醚菌酯施用时的水稻穗粒数和产量最高,分别为61.76穗/粒和627.75kg/亩。本研究可为遵义市正安县地区水稻生产中细菌性条斑病的防治提供理论依据和数据支撑     

天山北坡经济带人口分布与经济发展研究

人口分布是影响经济发展的重要因素。人口分布与经济分布的最基本属性是不均衡性,人口与经济的空间集中化是区域发展的内在规律。本文从人口与经济发展的关系出发,通过对天山北坡经济带人口数量、人口密度、人口分布等因素与经济发展相关关系及动态演进的多方面分析,为天山北坡经济带进一步实施人口与经济空间集中化战略,建立起人口、经济与环境协调发展的区域格局提供一些理论依据与对策。     

曲靖市马龙区荒野格局分析

以马龙区荒野为研究对象,选取距聚居点的遥远度、距可达道路的遥远度、人口分布密度、生物物理自然度4项指标进行叠加分析,绘制了马龙区荒野的分布图,并对荒野面积的水平分布、垂直分布、景观格局以及荒野保护空间进行了分析评价。结果表明：马龙区荒野在水平空间上呈环带分布格局,中部区域荒野面积相对较大、荒野质量相对较高;其外围环带区域荒野面积较小、质量较低、“孤岛化”、“碎片化”较为严重;最外围环带荒野质量又显明提高,面积较为完整。马龙区高质量荒野的储量占比较大,主要集中分布于海拔1 957～2 178 m,面积占比52.92 %。其中一级荒野斑块连通性最好,二、三级荒野斑块的破碎程度较大,四级荒野的斑块形状最复杂;现有保护形式未能对高质荒野形成全面覆盖。马龙区应加强荒野保护区建设,提高对荒野的保护覆盖率,同时通过人工手段恢复和提高低质荒野质量。研究结果可为马龙区荒野保护工作的展开提供参考。     

基于LF-NMR及MRI 的2种速生材干燥过程中水分分布状态研究

为了解太阳能干燥过程中速生材内部水分状态及迁移规律,采用低场核磁共振及核磁共振成像检测桉、杨木干燥过程中水分分布、含量变化及迁移过程,借助扫描电镜在微观层面进行分析。结果表明：核磁共振信号强度与称重法所测含水率相关性系数高达0.99以上,因此低场核磁共振可准确测定木材中的水分含量;桉木和杨木饱水试样的核磁共振信号中均存在3种峰,桉木弛豫时间分别为1.32、32.75、403.70 ms,杨木为2.66、32.75、352.12 ms,对应着结合水及两种状态的自由水;随着干燥进行,不同状态水分的横向弛豫时间逐渐减小,木材对水分的束缚增加。当桉木含水率为27.28%,杨木含水率为35.71%左右时,水分散失转为以结合水为主。通过核磁共振成像中氢质子密度的不同可对水分含量进行区分,进而可观测干燥过程中木材内部水分移动状态。因此,通过低场核磁共振及核磁共振成像可研究速生材干燥过程中的内部水分状态及分布。     

基于广义混合效应模型的云冷杉林天然更新计数方法研究

天然更新是森林恢复较好的办法,对未来林分结构和生物多样性具有深远的影响。更新模型能够模拟天然更新的现实和未来状况,为森林经营者提供准确的森林计划。以吉林省汪清林业局2013年设置的12块云冷杉针阔混交林为例,选择泊松和负二项分布形式,考虑样地间的随机效应,构建基于林分因子的云冷杉针阔混交林天然更新模型。结果表明：各个树种对林分因子的反应不一,白桦更新株数与林分每公顷株数和平均直径均呈负相关;红松和水曲柳更新株数不受各个林分因子的影响,更新株数是随机的;冷杉更新株数与林分每公顷断面积呈负相关;色木槭和云杉更新株数均与林分平均直径呈负相关。在考虑样地的随机截距效应后,模型的模拟效果显著提高。在构建天然更新模型时,林分密度是十分重要的因子,如果要人工促进天然更新,就要科学合理的采取经营措施,以确保合理的林分密度。另外样地间的差异是不容忽略的因素,需要利用混合效应模型方法来降低预测误差。     

2012年7月腾格里沙漠2次暴雨过程诊断分析

利用降水实况资料、单站地面资料、FY2E云顶亮温和NCEP、ECMWF格点资料,对2012年7月20日(7·20)、29日(7·29)腾格里沙漠发生的2次暴雨过程进行了诊断分析.结果表明:20:00局地热力环流在抬升、水汽动量辐合等方面为暴雨提供了有利条件,但它们必须得到天气系统的加强和优化,才能触发中尺度对流天气;沙漠的北边界为持续的水汽输入,南、东边界在暴雨前后由输入转为输出,西边界则由输出转输入,水汽源地在南海、孟加拉湾以及高纬地区;2次暴雨过程都在有利的大尺度环流背景和高低层天气系统相互作用下产生,垂直方向上形成抽吸结构;7·29过程前期为强不稳定层结,引发暴雨的中尺度系统是MCC,而7·20过程层结相对较稳定,观测点降水主要由中β尺度对流系统引起,这是7·29过程降雨大于7·20过程的原因.     

稻渔综合种养的科学范式

探讨不同养殖模式下金背鲤 (Cyprinus carpio var. Jinbei) 肠道菌群和鱼肉风味品质差异,对金背鲤的繁殖优化具有重要意义。采用高通量测序技术对稻田放养和池塘养殖模式下金背鲤的肠道微生物进行测序,利用液相色谱和顶空固相微萃取-气相色谱-离子迁移谱联用 (HS-SPME-GC-IMS) 技术测定其滋味物质、挥发性风味化合物,结合感觉阈值计算滋味活性值和相对气味活度值。结果显示：两种养殖模式的金背鲤肠道细菌群落结构差异显著,稻田放养 (FGF) 组以弧菌 (Vibrio)、拟杆菌 (Bacteroides)、交替单胞菌 (Alteromonadales)、希瓦氏菌 (Shewanella)、嗜冷假单胞菌 (Pseudomonas psychrophile) 和Brevinema属为主,池塘养殖 (FGP) 组以莫拉克斯氏菌 (Moraxella) 和克雷伯菌属 (Klebsiella) 为主;FGF组中鲜味肌苷酸含量及其滋味活性值 (1.676 g·kg⁻¹, 6.705) 远高于FGP组 (0.246 g·kg⁻¹, 0.985),FGF组鲜味氨基酸和甜味氨基酸含量 (0.143和2.052 g·kg⁻¹) 高于FGP组 (0.109和2.001 g·kg⁻¹),而其苦味氨基酸 (3.193 g·kg⁻¹) 却低于FGP组 (3.836 g·kg⁻¹);金背鲤的挥发性化合物组分复杂,其关键气味化合物 (ROAV≥1) 和对整体风味有修饰作用的化合物 (0.1≤ROAV<1) 的种类存在差异。菌属与风味物质的相关性分析显示弧菌属、拟杆菌属、克雷伯菌属和摩根菌属 (Morganella) 与风味物质呈显著相关 (0.01≤P<0.05 & 0.001≤P<0.01 & P<0.001)。研究表明,养殖模式影响了金背鲤的肠道微生物,并间接影响了其风味品质。