基于SLMD的生物质热解动力学预测模型

采用单纯形格子混合设计法(SLMD)对纤维素、半纤维素和木质素3种生物质组分进行复配优化设计,并在综合热分析仪上进行了热解试验。分析了3组分混合热解特性,建立了由生物质3组分比例直接计算动力学参数的预测模型,对模型进行了试验验证。结果表明:纤维素热解反应级数较低(1.20),活化能较高(134.50 k J/mol),指前因子较大(3.49×1012s-1),热解较为迅速与剧烈;半纤维素和木质素热解的反应级数较高(1.30、1.32),活化能较低(33.51、19.98 k J/mol),指前因子较小(9.43×103、107 s-1),热解较为缓慢;3组分在混合热解中对动力学参数存在交互影响,纤维素对活化能和指前因子的影响较为显著,而半纤维素与木质素对反应级数的影响较大;动力学参数预测模型精度较高,可有效预测生物质热解动力学参数。     

玉米芯挥发特性的实验研究

为了更好地控制玉米芯汽化器的产气质量，有必要研究玉米芯的挥发特性。通过实验，研究了玉米芯的挥发份析出过程和特性，提出了在高温下玉米芯的挥发过程满足Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ定律的假定，并由实验证是可行的，并且得出了相应的热化学动力学参考。     

复合农林业系统碳贮量研究进展

CO2作为一种主要温室气体,其固存与排放对全球气候变化有重要影响。本文以复合农林业系统为研究对象,介绍了农林复合类型中林木、农作物、凋落物、土壤碳贮量的估算方法,并指出目前碳贮量研究方面的问题和发展方向,为碳循环研究提供部分基础研究数据和理论支持。     

农膜残留对大豆光生理特征及生物量累积的影响

农膜覆盖技术的应用及推广极大地提高了干旱半干旱地区的农业产量,促进了当地农业发展及社会经济效益。然而,由于农膜碎片化程度高、回收难度大、降解周期长,使得残留在土壤中的农膜日益增多,严重威胁着作物生长、土壤健康以及农业可持续发展。尽管农膜残留对土壤质量影响的研究较多,但对于其种类(可降解或不可降解)及残留累积量对作物光生理特征的研究还相对较少。本试验以大豆为研究对象,对比普通聚乙烯(PE)和生物降解(BP)两种农膜(残片大小为0.5～2 cm),研究不同农膜残留累积量(土壤重量的0、0.1%、0.5%、1.0%)下大豆花期及初荚期叶片光合作用光、CO_2响应曲线特征及花期、收获期的植株生物量,探讨塑料类型及残留量对大豆光生理特征及生物量累积的影响。结果表明:PE残留导致大豆叶片光补偿点在花期降低23.96%,而初荚期升高51.38%,说明PE残留导致大豆叶片弱光利用能力在花期提升,但在初荚期被抑制。在初荚期,BP残留使光补偿点降低54.82%,且光饱合点升高58.12%,从而提高了叶片强光适应能力,增大了叶片光能利用范围。同时, PE和BP添加使暗呼吸速率分别增长30.56%和22.28%,从而导致干物质消耗增加。土壤中PE、BP残留量的增加,最大光合力分别降低36.49%和23.56%,表明大豆叶片CO_2利用能力减弱; CO_2补偿点分别降低67.96%和38.91%,从而提高了叶片低浓度CO_2的利用能力,并降低光呼吸速率,从而减少了干物质的消耗。此外,不同农膜及残留量处理下,仅在花期0.1%与0.5%残留量的BP处理中,地下生物量随农膜残留量的增加显著降低,其他各处理间地上及地下生物量无明显变化。光响应及CO_2响应曲线各拟合参数与生物量的Pearson相关性分析结果表明,收获期PE处理下,地上生物量与光补偿点呈显著负相关,而光呼吸速率、CO_2补偿点、初始羧化效率与生物量(地上+地下)的积累有较强相关性。因此,PE农膜残留量增加提高了大豆花期叶片对于弱光的利用能力而减弱初荚期对弱光的利用能力,BP农膜残留量增加则会增强初荚期叶片对弱光的利用,也对大豆叶片适应强光的能力有所提升。     

Growth and development of Cirsium arvense in relation to herbicide dose,timing of herbicide application and crop presence

The aim of this study is to assess control effects of 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic acid (MCPA) dosage, application timing and crop presence on the weed Cirsium arvense. Swedish farmers are recommended to control C. arvense chemically when most shoots are 10-20 cm tall, and mechanically at the compensation point (CP). Recent studies have shown that the CP occurs before shoots reach the three-leaf stage. We hypothesised that (i) herbicide application near the three-leaf stage gives the strongest control, (ii) crop presence increases herbicide effects, and (iii) a 50% herbicide dose gives the same effect as 100%. Treatments of the pot experiment consisted of MCPA 750; 0%, 50% and 100% of the recommended dose applied at leaf stages 3-8, with and without barley. The strongest control was obtained at four leaves and a maximum shoot height of 13 cm, using the recommended dose and with spring barley. In a field population, a maximum shoot height of 13 cm corresponded to a medium height of 6 cm. The 50% dose gave poorer control. Spraying with the recommended dose at the four-leaf stage reduced the development of C. arvense most effectively. Based on this, we recommend that herbicide spraying should be performed at earlier leaf stages/median heights than previously recommended.     

我国生物质能源发展现状与思考

分析了我国生物质能源技术的现状、发展趋势和存在问题,提出了发展对策和建议.我国生物质资源开发以有机废弃物和利用边际性土地种植的能源植物作为主要原料来源,从长远看,能源农业和能源林业是未来发展生物质能源的基础.我国生物质能现代技术研究和应用起步较晚,目前的开发利用总体水平较低,各种技术的成熟度和商业化水平极不均衡,必须坚持自主开发与引进消化吸收相结合的技术路线,充分掌握相关的核心技术,在一些关键性技术上取得突破.发展生物质能产业,我国应当走原料与产品多元化的道路,针对不同的技术路线和工艺过程,加强多学科交叉研究.     

内燃加热式生物质气化炉设

根据生物质气化原理,针对目前气化炉产气热值低和存在焦油的问题,设计了一种内燃加热式气化炉.内燃加热式气化炉优于已有的固定床气化炉、流化床气化炉;类似于下吸式固定床气化炉,热解气中焦油含量低;设置以热解气为燃料的内加热系统,减少了空气入炉量,提高了热解气热值.内燃加热式气化炉是将生物质气化与焦油的催化裂解集于一体,不需要再为催化裂解提供热源.     

混合接种菌根真菌对喜树幼苗生长及喜树碱含量的影响

通过温室盆栽接种试验,研究了蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea)、弯丝硬囊霉(Sclerocystic sinosa)及二者混合接种(分别记为Am、Ss和Am-Ss)对喜树幼苗生长及喜树碱含量的影响.结果表明:丛枝菌根的形成促进了喜树幼苗的生长,菌根幼苗的生物量优于无菌根幼苗,混合接种Am-Ss的菌根幼苗显著高于无菌根幼苗和单接种的菌根幼苗.丛枝菌根形成影响了喜树幼苗的喜树碱代谢,菌根幼苗根、叶片和全株的喜树碱含量均显著高于无菌根幼苗,并且混合接种处理的喜树幼苗喜树碱含量最高.     

Outdoor mass microalgae production in Bahia Kino, Sonora, NW Mexico

The diatom Chaetoceros muelleri was grown in outdoor mass cultures under the winter, spring and summer conditions of Bahia Kino, Sonora, NW Mexico. The solar irradiance in winter was close to 60% of that available in spring and summer, but the cell concentrations and the harvestable biomass were one order of magnitude higher in spring and summer than in winter. There was no difference between the biomass harvested after 2 and 3 days in winter and summer, whereas in spring it was higher after 3 days. The protein content was significantly lower in winter, and carbohydrates and lipids were higher in winter and spring. The number of cells and the amount of harvestable biomass of outdoor cultures of C. muelleri depend on the temperature prevailing in each season, which causes significant differences in growth rates and in biochemical composition.     

基于多载荷无人机遥感的大豆地上鲜生物量反演

以多载荷无人机获取数据和地面实测的数据为基础,将大豆生殖生长期分段建模,采用植被指数和光谱参数相结合再加上农学参数株高,通过最小二乘法建立多元线性回规模型的方法,来估算大豆开花期和结荚期的鲜生物量,采用高光谱植被指数法估算大豆鼓粒期和成熟期的鲜生物量。结果表明:在大豆开花期和结荚期内,采用混合法构建生物量反演模型利用交叉验证法,验证结果的R~2和RMSE分别为0.714和0.393;在大豆鼓粒期和成熟期内,采用高光谱植被指数法构建生物量反演模型,利用交叉验证法,验证结果的R~2和RMSE分别为0.697和0.386;大豆开花结荚期构建的模型和鼓粒成熟期构建的模型都有比较高的精度和可靠性,利用这两种模型完成了高光谱影像鲜生物量的遥感空间制图,能反映当地当时大豆的真实长势情况。