环境因子对春季大棚早熟苋菜部分品质性状的影响

研究了塑料大棚内的光照强度、气温、地温、CO2浓度及氮肥施量5个环境因子5水平的处理组合对春季早熟苋菜栽培营养品质与外观品质的影响。结果表明,苋菜体内硝酸盐含量由低到高的次序为AB>C>D>E,其中VC含量后4者比处理A分别减少了11.7%,18.4%,31.3%和32.4%,在处理A、B内,随氮肥水平提高VC含量增加,其余处理氮水平间变化不大。花青素含量分别减少了18.6%,23.5%,39.2%和52.9%,在各处理内随氮水平提高而增加,变化幅度较大。不同处理粗纤维和还原糖含量变化呈现相同趋势:B>A>C>D>E,但不同氮水平间变化趋势两者相反。光照强度显著或极显著地影响各品质指标的变化,是春季大棚早熟苋菜栽培能否获得优质的首要因子。综合评判各环境因子组合,B组(0网1膜,平均光强17 800 lx,地温21.2℃,气温23.5℃和CO2浓度1 500μmol/mol)在施氮水平为N5(300 kg/hm2)时,可以实现苋菜的优质栽培。     

暴发高致病禽流感疫区鸟类禽流感的血清学调查

本研究应用血凝抑制试验(H I),2004年初H 5亚型禽流感在中国内地发生前后,于湖北、广西二疫区市县的生态系中,自健康的鹰、鸽子、野鸭和鹌鹑中采集了54份血清,对其进行了血清学检测,并将获得的血清学检测数据进行了统计学分析。分析结果显示,在总共采集的54份血清样品中,抗H 6亚型禽流感病毒(H 6)抗体、抗H 9亚型禽流感病毒(H 9)抗体、抗H 5亚型禽流感病毒(H 5)抗体阳性率分别为64.8%、75.9%、29.6%。推断,这一时期,H 6亚型禽流感病毒(H 6)、H 9亚型禽流感病毒(H 9)和H 5亚型禽流感病毒(H 5)共循环于该生态系中,其中H 9、H 6亚型禽流感病毒长期、稳定循环于该生态系中,为该生态系禽流感主要流行血清型。血凝抑制试验检测结果发现,H 5亚型禽流感病毒抗体滴度较低,最高仅为640×,其阳性率为29.6%,推断其可能为新近传入的病毒或新近重组变异出现的新病毒,可能为与该次禽流感暴发相关的新病毒,这一推断还有待于通过对病毒基因序列的分析而做进一步验证。     

TRANSFORMATION OF AGRICULTURE ON THE LOESS PLATEAU OF CHINA TOWARD GREEN DEVELOPMENT

● Agriculture on Loess Plateau has transformed from food shortage to green development. ● Terracing and check-dams are the key engineering measures to increase crop yields. ● Agronomic measures and policy support greatly increased crop production. ● Increasing non-agricultural income is a key part of increasing farmers’ income. ● Grain for Green Program had an overwhelming advantage in protecting environment. Loess Plateau of China is a typical dryland agricultural area. Agriculture there has transformed from food shortage toward green development over the past seven decades, and has achieved world-renowned achievements. During 1950–1980, the population increased from 42 to 77 million, increasing grain production to meet food demand of rapid population growth was the greatest challenge. Engineering measures such as terracing and check-dam were the crucial strategies to increase crop production. From 1981 to 2000, most of agronomic measures played a key role in increasing crops yield, and a series of policy support has benefited millions of smallholders. As expected, these measures and policies greatly increased crop production and basically achieved food security; but, low per capita GDP (only about 620 USD in 2000) was still a big challenge. During 2001–2015, the increase in agricultural and non-agricultural income together supported the increase in farmer income to 5781 USD·yr^–1. Intensive agriculture that relies heavily on chemicals increased crop productivity by 56%. Steadfast policy support such as “Grain for Green Program” had an overwhelming advantage in protecting the natural ecological environment. In the new era, the integration of science and technology innovations, policy support and positive societal factors will be the golden key to further improve food production, protect environment, and increase smallholder income.     

典型草原建群种长芒草(Stipa bungeana)在中国的潜在分布范围预测及主要影响因子分析

以广泛分布在中国北方典型草原的建群种长芒草为研究对象,利用Maxent模型对长芒草在中国当前及未来气候变化下的潜在分布区进行预测并对主要影响其分布的环境变量进行分析,结果表明,采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)对模型精度进行检验所得到的训练数据与测试数据的受试者工作特征曲线面积(areaunder ROC curve,AUC)分别为0.962和0.950,表明模型预测结果可靠,当前中国长芒草高适宜性分布区主要有5个,分别为黄土高原分布区、泰山-沂蒙山分布区、横断山分布区、藏南谷地分布区及天山分布区。在RCP2.6(representative concentration pathways 2.6)和RCP8.5(representative concentration pathways 8.5)两种气候情景模式下预测得到的2070年长芒草最适宜的潜在分布区有逐渐缩小的趋势。Jackknife检验对主导环境变量的筛选结果显示,影响长芒草分布的主要环境变量有地形粗糙度指数(terrain roughness index,tri)、9月降水量(precipitation 09,prec09)、气候湿度指数(climatic moisture index,topowi)、2月最高温度(maximum temperature 02,tmax02)、12月降水量(precipitation 12,prec12)和12月平均温度(average temperature 12,tavg12)。结果可为气候变化背景下中国典型草原的可持续管理提供科学依据。     

中国农村可再生能源技术应用对温室气体减排贡献的研究

该文以国内外温室气体减排和能源领域的相关研究为基础,根据中国农村可再生能源技术特点,研究提出了适于农村可再生能源特点的燃料燃烧温室气体排放系数和粪便管理CH₄排放系数,以及CO₂和CH₄减排量的计算公式,并分析了农村可再生能源技术对减排温室气体的贡献。     

穴盘苗吹叶补苗机构设计与试验

针对叶片遮挡穴盘苗空穴机械补苗作业时存在损伤待补空穴周围穴盘苗叶片的问题,该研究提出一种使用射流气管吹开遮挡叶片进行机械补苗的吹叶补苗方法。作业时,射流气管内通高压气流,由待补空穴底端渗水孔向上移动,吹开遮挡叶片,到达穴盘苗叶片顶部后,补苗机械手夹持待补苗使基质块底部靠近射流气管顶端,并与射流气管同步下移完成补苗作业。吹叶机构射流气管内径5 mm,顶端封闭,靠近顶端的水平截面均布开设8个直径1.2 mm的射流孔。搭建由吹叶机构与挂接于Denso机械手臂的补苗机械手组成的试验装置,对72穴穴盘培育的红掌、白掌、芥蓝、菜心、白菜和生菜6种不同叶片遮挡程度的穴盘苗进行单穴吹叶补苗性能试验。结果表明,吹叶机构与补苗机械手协同作业的补苗成功率与穴盘苗初始叶片遮挡率（穴盘待补空穴被相邻穴盘苗叶片遮挡的面积与穴孔面积的比值）、遮挡叶片倾角和射流气管压力有关。在射流气管射流孔数为8,射流孔直径1.2 mm条件下,射流气管压力为0.28 MPa时,初始叶片遮挡率59.4%的红掌穴盘苗的补苗成功率可达92%;射流气管压力为0.22 MPa时,初始叶片遮挡率56.2%的白掌穴盘苗的补苗成功率可达94%;射流气管压力为0.22～0.31 MPa时,初始叶片遮挡率35.4%的芥蓝穴盘苗的补苗成功率均可达90%;射流气管压力为0.16～0.31 MPa时,初始叶片遮挡率29.7%～35.8%的菜心、白菜和生菜穴盘苗的补苗成功率均可达90%。研究结果可为叶片遮挡穴盘苗空穴的机械补苗设备开发提供技术参考。     

火龙果周年液流特征及其对环境因子的响应

为探明火龙果蒸腾规律,采用田间大棚试验,研究了4 a生火龙果树主茎的液流速率,并同步监测相关环境因子,分析其液流特征及其与各因子间的关系。结果表明：火龙果单日液流以春季（3-5月）最高（平均值11.95 g/h）,其次是冬季,最小是夏季,呈显著性季节变化;单日液流主要呈单峰曲线,峰值出现频率最多的时段是在10:00-13:00,谷值主要出现在17:00-20:00,随后至24:00液流呈增长趋势,零点到日出前液流速率变化平缓;白天（日出-日落期间）的液流量占全天的49.60%～71.51%,夜间则降低。伴随春季火龙果新梢的大量生长,白天的液流峰值和日液流总量为四季中最高,说明生育期起主导作用,但春季的夜间液流占比（平均31.05%）显著低于其他季节（P<0.01）;夏季峰值出现的时间分散在上午或者下午,且液流量较低,说明高温和强光产生了抑制作用;其余季节峰值则集中在中午。白天与夜间液流总量呈显著正相关,相关系数为0.917（R2=0.841,n=84）。瞬时尺度下液流速率与光合有效辐射（Photosynthetically Active Radiation,PAR）呈正相关（P<0.01）,但与饱和水汽压差（Vapor Pressure Deficit,VPD）等呈负相关（P<0.01）。昼夜间液流对空气相对湿度（Relative Humidity,RH）和气温的响应相反。研究结果为火龙果水分及营养管理提供科学依据,在火龙果大棚生产的周年水肥管理中,满足春季需求是重中之重。     

冬季采暖保育猪舍送排风管道组合换气系统设计与评价

为实现保育猪舍内局部环境通风调控,该研究设计一种垂直送排风管道组合换气系统。采用CFD（Computational Fluid Dynamics）技术对垂直管道通风模式下舍内的空气流场进行模拟,并以相对湿度和CO2浓度作为输入变量建立通风模糊控制系统。模拟结果显示保育猪所在水泥地板区域风速保持在0.1～0.2 m/s。参照模拟结果,以猪栏为通风单元对保育猪舍通风系统进行改造,舍内气流不均匀性系数在0.1以下,表明采用该换气系统的保育猪舍通风均匀性较好;猪舍温度在21～25 ℃,相对湿度小于70%,NH3浓度小于5 mg/m3,CO2浓度小于1 200 mg/m3,舍内各项环境参数适宜保育猪健康生长。系统运行功耗为270～1 150 W。现场测试与分析结果表明,该垂直送排风管道组合换气系统,可以精确控制猪舍环境,兼顾冬季猪舍通风与保温问题。     

多层二次风配风对玉米秸秆颗粒燃烧降低NOx产率及结渣的影响

秸秆类生物质具有碱金属及灰分含量高的特性,燃烧时灰分容易团聚结块而影响燃烧室内的配风及燃料的燃烧。该研究设计了一种具有多层二次风配风的生物质燃烧试验装置,以玉米秸秆颗粒为燃料,研究了不同一二次风分级配比、多层二次风配比对烟气中CO、NOx等污染物浓度、燃烧效率及灰分结渣率的影响规律。结果表明：当采用一二次风分级配风时,能够显著降低烟气中NOx的浓度,烟气中CO和NOx的浓度变化趋势相反,呈现一种竞争关系。二次风位置较高或下层二次风量的减少,都易导致玉米秸秆颗粒燃烧不完全,CO浓度显著提升。与对照组相比,二次风多层配风下,燃烧室内各测点的温度和烟气中NOx浓度均有所降低,最低NOx浓度排放放生在W1工况（空气系数为1.2,一、二次风配比为60%∶40%时,下、中、上二次风按（1/2,0,1/2））,约150 mg/m3。当采用二次风多层配风时,结渣率大幅度下降,最低为4.5%。W1工况的NOx浓度和结渣率均较低,综合评价为最优工况。常用的硅比指数G、碱酸比、Na含量指数、碱性指数Alc等4种结渣指数,均不能正确预测因燃料燃烧区温度T1变化而造成的结渣倾向变化,为此在硅比指数G中引入燃料燃烧区温度T1作为变量,修正后的硅比指数Gt可以很好地对玉米秸秆颗粒因燃料燃烧区温度T1引起的结渣倾向变化进行预测。     

资源环境硬约束下中国耕地休耕优先区识别

为厘清全国耕地资源环境本底并识别中国休耕优先区,该研究从生态保护红线、土壤污染状况、地下水超采和耕地质量等级等4个维度,运用生态保护红线划定、内梅罗综合污染指数、地下水水位变幅等方法系统分析中国耕地资源环境胁迫因子空间格局及分异特征,并构建多准则休耕规则识别不同情景下中国休耕规模及优先区的空间分布。结果表明：1）中国北方划入生态保护红线范围内耕地面积远高于南方,划入一级生态保护红线范围内耕地占3.57%;2）中国耕地重、中度污染面积分别占1.23%和2.31%,南方整体污染高于北方且南方呈局部分散、北方呈点状集聚格局;3）地下水超采区集中于河北、河南、吉林和江苏,重度超采区仅占0.68%;4）耕地质量总体一般,劣等、低等耕地面积分别占3.69%和14.0%,北方明显高于南方且大范围分散分布。依据多准则休耕规则综合评判,划入休耕优先区占全部耕地的23.70%,比食品安全优先、产能损失最小和生态保护优先3种情景分别高8.40%、4.18%和3.12%,其中禁植必休区、限植休耕区和重点轮休区分别为1.95%、4.71%和6.18%。因此,必须从源头治理视角厘清耕地资源环境本底,权衡休耕的迫切性,为国家层面上休耕规划有效落地、污染休耕治理和耕地保护创新提供技术支撑。