逼近水力机械特性的一种新方法

针对现有曲线逼近方法的不足，本文给出一种基于元胞自动机原理的曲线逼近方法，并对应用这种方法逼近水力机械特性的计算过程进行了研究。研究结果表明，使用基于元胞自动机的曲线逼近方法逼近水力机械的特性，与整体的曲线逼近方法相比，所得到的逼近结果，具有计算精度高，能够真实反映水力机械特性的特点，可以用于水力机械的控制和优化运行等方面。     

不同降雨状况下渭北旱地春玉米临界氮稀释曲线与氮素营养诊断

过量施氮、降雨变率大和水氮耦合差是渭北旱地春玉米生产中氮肥高效利用的主要难题。构建渭北旱地不同降雨状况下春玉米临界氮稀释曲线,分析采用氮营养指数NNI诊断和评价旱地玉米氮素营养状况的可行性,为实现旱地玉米因雨合理施氮提供理论依据。以郑单958和陕单8806为试验材料,设置5个施氮量处理, 2016—2017年5个施氮量处理分别为0、75、150、270和360 kg hm-2, 2018—2019年施氮量调整为0、90、180、270和360 kg hm–2,文中依次用N0、N1、N2、N3、N4表示。其中2016年和2018年降水状况表现为穗期多雨,花粒期干旱; 2017年和2019年降水状况表现为穗期干旱,花粒期多雨,利用4年田间定位施氮试验数据构建并验证2种降雨状况下旱地春玉米临界氮稀释曲线模型。结果表明:(1)增施氮肥显著提高了旱地春玉米地上部生物量和植株含氮量,不同施氮量处理间差异显著。2种降雨状况下春玉米临界氮浓度和地上部生物量均符合幂指数关系,但模型参数之间存在差异(a.穗期多雨:Nc=35.98DM–0.35;b.穗期干旱:Nc=35.04DM–0.23)。模型拟合的植株氮浓度和实际氮浓度线性相关,穗期多雨年RMSE和n–RMSE分别为1.03、5.75%,穗期干旱年分别为1.53、6.78%,模型均具有较好稳定性。(2)在试验施氮量范围内,不同生育时期NNI随氮肥用量增加而增大,不同降雨状况下最佳施氮量存在差异。渭北旱地玉米最适施氮方案为基施氮肥150～180kghm–2,穗期多雨年追施氮肥45～75kghm–2。(3)氮营养指数NNI与相对吸氮量(RNupt)、相对地上部生物量(RDW)和相对产量(RY)均极显著相关,穗期多雨年NNI为1.02时, RY获得最大值,为0.95;穗期干旱年NNI为1.08时, RY获得最大值,为0.92。本研究建立的旱地玉米临界氮稀释曲线和氮营养指数,能够精准预测2种降雨状况下旱地春玉米拔节期至完熟期的氮素营养状况,对玉米生育季氮诊断及指导精确施氮具有重要意义。     

长期施肥处理对双季晚稻叶绿素荧光特征及籽粒产量的影响

研究施肥模式对水稻叶绿素含量及荧光参数的调节作用,对提高水稻光能利用效率及籽粒产量具有重要意义。本研究以水稻品种赣929为试验材料,比较长期定位施磷钾肥(PK)、施氮磷钾肥(NPK)、等养分条件下70%氮磷钾肥配合施用30%有机肥(70F+30M)、50%氮磷钾肥配合施用50%有机肥(50F+50M)、30%氮磷钾肥配合施用70%有机肥(30F+70M)条件下水稻叶绿素荧光参数和产量变化特征。结果表明,水稻旗叶叶绿素含量从齐穗期到成熟期呈下降趋势,且表现为30F+70M50F+50M70F+30MNPKPK。水稻叶绿素荧光参数Fv/Fm随水稻生育期的推进呈降低趋势,其中PK处理Fv/Fm值最低,而施氮处理比不施氮处理Fv/Fm值增加了2.85%～4.18%。叶绿素荧光参数qL、ΦPSII在NPK处理中表现为齐穗期较高, 20 d之后显著降低;在50F+50M、30F+70M处理中表现为齐穗期较低, 20 d以后显著增加;在PK处理、70F+30M处理中一直处于较高水平。NPQ变化趋势与qL基本相反。ETR-PAR光响应曲线拟合结果表明, 70F+30M处理ETRmax、?和Ek值在齐穗期和20 d后值均最高。综合看来,等养分条件下配施30%有机肥具有最优的叶绿素荧光指标组合及籽粒产量;而配施超过50%有机肥由于前期热耗散增大使得用于光合作用的光能份额减少,而施用氮磷钾肥处理则由于后期的衰老使得光能利用效率下降。     

生物炭添加对矿区压实土壤水力特性的影响

中国黄土高原大型露天煤矿开采导致土壤质量下降,生物炭作为环境友好型土壤改良剂,在改善农田土壤质量中应用广泛,但在有关矿区压实土壤改良的研究中不够深入。为此,该研究通过室内试验分析不同粒径的生物炭在不同添加量下对矿区排土场压实土壤水力特性的影响。试验采用4种粒径（>1～2、>0.25～1、0.10～0.25、<0.10 mm）与4种添加量（0、4、8、16 g/kg）的生物炭,设计5种压实条件（容重分别为1.3、1.4、1.5、1.6、1.7 g/cm3）,并利用van Genuchten模型（VG模型）拟合土壤水分特征曲线。结果表明,添加生物炭后土壤水分特征曲线的相关系数均在0.960以上,标准差均小于0.015,说明VG模型适用于拟合添加生物炭后的土壤水分特征曲线。随着生物炭添加量的增加,土壤孔隙分布明显改变,形成了大量大孔隙和中孔隙,土壤的持水能力提高。在低容重（1.3、1.4 g/cm3）条件下,生物炭粒径越大（0.25～2 mm）添加量越高（8、16 g/kg）,土壤持水、保水效果越明显;在高容重（1.5、1.6、1.7 g/cm3）条件下,小粒径（<0.25 mm）和较低的生物炭添加量（4、8 g/kg）则表现出较好的持水能力。对于不同压实条件的排土场土壤,有针对性地施用生物炭,将有效提高土壤持水保水能力,提高土壤中植物的有效利用水分。     

几种乡土树种光合生理特性研究

采用美国LI—COR公司生产的LI—6400便携式光合测定系统对几种乡土树种的光合生理特性进行了研究。结果表明:①椿叶花椒、构树、臭椿和翅荚木的光补偿点分别为45.8、40.5、36.4和17.8μmol/(m2.s),光饱和点分别为607.3、624.9、573.4和373.8μmol/(m2.s),表观量子利用效率分别为0.055 7、0.046 6、0.044 1和0.047 0;②CO2补偿点分别为91.3、77.3、83.1和81.5μmol/mol,CO2饱和点分别为1 668.2、1 077.9、1 518.1和1 251.7μmol/mol,羧化效率分别为0.071 2、0.081 9、0.087 2和0.072 7;③4个树种的光合能力为椿叶花椒>构树>臭椿>翅荚木。     

Fitting growth with the von Bertalanffy growth function: a comparison of three approaches of multivariate analysis of fish growth in aquaculture experiments

Three approaches for multivariate analysis of fish growth in aquaculture experiments with Nile tilapia (Oreochromis niloticus niloticus L.) based on the von Bertalanffy growth curve are presented and compared. The approaches are: an extended Gulland‐and‐Holt (GH) plot, a forced extended GH plot and a multilinear regression analysis for the growth parameter K. All three models provide valuable insight into the major environmental factors influencing the daily growth rate and explain 28–46% of the variance of the observed daily growth rate of the used data set. For all three methods, the modelled parameter is significantly related to the net yield of Nile tilapia and can, therefore, be used for the predictive modelling of management scenarios. The extended GH plot loads the influence of environmental parameters upon L_∞, while the forced extended GH plot and Direct fitting of K load the influence on the growth parameter K. The latter is more in the tradition of aquaculture research. But the forced extended GH plot and Direct fitting of K can only be applied if L_∞ of the cultured species is known, as the selected L_∞ influences the variance in the regression variables.     

胶州湾鱼类生物量粒径谱特征

为了解胶州湾海域鱼类群落粒径结构特征,本研究根据2016-2017年4次底拖网调查数据构建了胶州湾鱼类生物量粒径谱,比较分析了各季节鱼类生物量粒径谱特征参数的异质性。结果显示,胶州湾Sheldon型鱼类生物量粒径谱呈现单峰模式,鱼类粒径范围为-3~10粒径级,粒径分布相对均匀,且峰值位于5~6粒径级,主要由大泷六线鱼和褐菖鲉等小型鱼类构成。各季节鱼类标准化生物量粒径谱曲率和曲度差异显著,其中春季曲率最大且曲线较平缓,夏季曲率最小且曲线相对陡峭。谱线曲度和曲率的季节变化主要与粒径小的细纹狮子鱼、大泷六线鱼、玉筋鱼及长丝虾虎鱼等地方常栖性种类和赤鼻棱鳀、白姑鱼等季节洄游性种类的出现有关。Abundance-biomass comparison(ABC)曲线表明,春季处于未干扰状态,冬季处于中度干扰状态,夏秋季处于严重干扰状态。研究表明,胶州湾鱼类群落总体处于严重干扰状态,鱼类生物量谱呈现单峰型,粒径结构以小型粒径鱼类为主,且地方常栖性和季节洄游性鱼类等补充群体的数量和粒径大小影响鱼类生物量粒径谱的峰型和曲率。     

一品红不同品种叶片叶绿素荧光特性比较

 利用叶绿素荧光技术测定了一品红4个品种‘金多利’、‘圣诞天使’、‘索诺拉飞雪’、‘旗帜’叶片光强依赖的叶绿素荧光特性。结果表明: ‘金多利’初始荧光( F_o ) 、最大荧光( F_m ) 和可变荧光( F_v ) 值极显著高于其它3个品种。在各个光强( PAR, 0～2 171μmol·m^{- 2} ·s^{- 1} ) 下, 表观电子传递速率( rETR) 、实际光化学效率(Yield) 和光化学淬灭( q_P ) 的变化趋势一致, 均为‘金多利’ > ‘圣诞天使’ > ‘索诺拉飞雪’ > ‘旗帜’, 在高PAR下这种差异更明显。拟合参数最大潜在相对电子传递速率( rETR_max ) 、半饱和光强( Ik) 和光抑制参数(β) 也同rETR等具有一致变化。说明‘金多利’有较高的PSⅡ活性, 耐强光; 而‘旗帜’则光化学效率较弱, 高光强下易受光抑制。     

利用随机网络模型和CT数字图像预测近饱和土壤水分特征曲线

通过对连续土壤切片CT图像的分析,定量获取了土壤孔隙的大小分布情况。在此基础上建立了基于土壤孔隙形态学特征的随机网络模型,在孔隙尺度模拟了土壤中的水分运动过程,并预测了近饱和土壤水分特征曲线。结果表明,通过选取合适的模型参数,基于土壤孔隙形态学特征建立的随机网络模型可以模拟出与土壤样本实测值非常接近的水分特征曲线,可以作为一种快速测量的方法。     

基于临界氮浓度稀释曲线的小麦氮肥需求量估测研究

为探究基于临界氮浓度稀释曲线估测小麦氮素需求量的可行性,基于不同生态区开展的不同品种及氮肥水平的小麦试验,结合小麦临界氮浓度曲线(N_c=4.16W~(-0.41)),构建了拔节期、孕穗期、抽穗期和开花期四个关键生育时期下,小麦氮营养指数(NNI)、氮素需求量(NR)及相对产量(RY)三者间的关系模型,并进行了验证。结果表明,在江苏地区,当总施氮量在120～180kg·hm~(-2)时,小麦的氮素需求量最接近于0,氮营养指数最接近于1,为最优的氮素施用量。氮营养指数与氮素需求量(NNI-NR)在小麦生长的各关键阶段存在极强的线性关系(R~2=0.93～0.97);相对产量与氮营养指数(RY-NNI)在各生育时期呈现线性加平台关系,在开花期表现最好,R~2=0.86;相对产量与氮素需求量(RY-NR)的拟合关系在抽穗期表现最好,R~2值为0.72。NNI-NR验证结果与建模结果一致,即在各时期均表现良好,其中拔节期相关关系最强;但RY-NNI和RY-NR验证结果显示两模型分别在开花期和抽穗期预测效果表现最佳。综上,所构建的NNI-NR、RY-NNI和RY-NR三种模型均具有良好的拟合优度和稳定性,运用基于临界氮浓度曲线的小麦氮营养指数和确立的相对产量水平,可以较好地估测当季的小麦氮素需求量,并进行小麦田间氮素精确管理。