Design and development of a geothermal temperature control system for broodstock management of channel catfish Ictalurus punctatus

A control system was designed to raise and maintain water temperatures within 0.03-ha earthen ponds to a range conducive for spawning (24–30 °C) channel catfish Ictalurus punctatus. Heating was done during February 2001 to April 2001, when temperatures would have otherwise prohibited spawning (<24 °C). Temperature was increased from 10 °C (ambient) by 2 °C per day, and maintained at 27 °C, by the addition of geothermally warmed water (36 °C). The control system substantially increased the controllability and precision of heating ponds compared to manual operation. Systems were designed to control sets of four ponds. In designing this control system, consideration of biological constraints was essential. Reproduction in channel catfish is most strongly influenced by temperature. Because cold fronts are common during the winter and early spring (January–March), it was essential to ensure that pond temperatures did not fall below the range for spawning. Constraints on the heating rate and temperature variability to maintain fish health and stimulate spawning behavior were considered. Components of the control system included temperature measurement devices (type-T thermocouples), a central electronic control unit, electronic switches and electrically actuated ball valves. In response to the temperature sensed by each thermocouple, the controller sent a message to close or open the valve. When the valve was opened, warm water was added to the pond to increase the average pond temperature. Hardware and algorithm design and initial system testing were the major components of this project. The final design incorporated information on relevant biological parameters and safety features including peak pond temperature, independent aeration and water pressure control mechanisms. Initial results indicate successful control of this biological system, and ongoing studies suggest similar mechanisms may be used for additional control objectives. In particular, this system could be used to vary pond temperatures to study biological responses and to cool ponds by addition of well water during summer months.     

温度对麦秸混合物料厌氧干发酵中糖类水解酶活性的影响

水解酶活性直接影响到秸秆厌氧干发酵的沼气产量。本文以麦秸为主要原料, 配制干物质含量(TS)35%的混合发酵物料, 设置20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃ 5种不同温度条件, 发酵周期为35 d, 测定发酵过程中料液的纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶和蔗糖酶的活性变化。结果表明, 沼气产气高峰在35 ℃左右, 20~40 ℃时, 随着温度的升高, 发酵后料液的料液干物质含量(TS)、可挥发固体含量(VS)、C/N均明显下降, 发酵产沼气后, 各处理发酵液 pH都降到7.0以下, 其中40 ℃的pH降低幅度最大。纤维素酶活性在发酵初期较低, 峰值出现也较晚, 温度升高明显有利于提高纤维素酶活性。木聚糖酶的起始活性较高, 整个发酵过程中呈先升高后降低并渐趋于平缓的变化趋势, 20~25 ℃处理的木聚糖酶活性在整个发酵过程中没有明显峰值。淀粉酶的起始活性较低, 但随后迅速升高, 30~40 ℃处理在10 d左右达到峰值后开始下降, 此后酶活力的变化幅度较前期平稳。蔗糖酶的起始酶活力较低, 随后升高迅速, 温度在30 ℃以上时酶活性增加更快, 35 ℃时15 d达到峰值后迅速下降, 下降速度明显大于30 ℃和40 ℃处理。由此可见, 温度对秸秆厌氧干发酵过程中不同水解酶活性的影响还是有所差异的。     

土壤脲酶抑制剂正丁基硫代磷酰三胺的作用基团研究

土壤脲酶抑制剂正丁基硫代磷酰三胺(nBPT)是抑制土壤中尿素水解的最有效的化合物之一。分析大连工业大学合成的土壤脲酶抑制剂nBPT抑制脲酶活性的影响因素及作用机理,结果表明:在50°C,pH=5.91时,nBPT的抑制活性达到最大值;在nBPT各结构基团中,正丁基(-NH(CH2)3CH3)、硫基(-S)对nBPT与脲酶的结合起辅助作用,胺基(-NH2)是nBPT与脲酶结合的关键基团,与脲酶活性部位巯基(-SH)结合。土壤脲酶抑制剂nBPT与脲酶的具体结合机理还有待继续研究。     

玉米生长中的土壤呼吸及其受氮肥施用的影响

运用盆栽试验研究了玉米生长和施氮水平(N 150 mg kg-1和300 mg kg-1)对土壤呼吸的影响。结果表明种植玉米的土壤呼吸速率(C)的变化范围为19. 6 ~ 762. 1 mg m-2h-1,而裸土为4. 3 ~ 36mg m-2h-1。在玉米生长的条件下,苗期土壤呼吸最低,73%的土壤呼吸分配在拔节孕穗期和成熟期。玉米生长中各阶段根际呼吸对土壤呼吸的贡献在58%~98%,苗期最小。施氮对裸土呼吸速率无显著影响;在玉米生长的条件下,施用高氮的土壤呼吸比施用低氮高28%,且两种施氮水平下土壤呼吸的差异主要发生在生长中后期。玉米生长的条件下土壤呼吸与温度的相关性不显著,而裸土下土壤呼吸速率与气温、表土温度、5 cm土壤温度均呈极显著的相关性;裸土施用高氮下的土壤呼吸与温度的相关性大于低氮。总之,玉米生长和土壤施氮不仅影响土壤呼吸速率和呼吸量,也影响土壤呼吸在各生长阶段的分配,还影响到土壤呼吸与温度的关系。     

米蛾(Corcyra cephalonice)成虫产卵及卵发育对温度的响应

明确温度与米蛾成虫生殖和卵发育的关系并进行模式化表达,为人工智能规模化繁育米蛾及利用其卵进行天敌昆虫的繁殖提供科学依据。在室内5个恒温条件下(15℃、20℃、25℃、30℃、35℃)测定米蛾卵的发育历期、孵化进度、孵化率及成虫产卵量、产卵动态、寿命等。结果显示,米蛾卵在15℃条件下停滞发育(不能孵化),在20~35℃的温度范围内,卵的发育历期与温度呈负相关,卵的发育速率总体趋势符合Logistic曲线模型V=0.25/[1+exp(5.06-0.24t)](R=0.9993,F=358.06,P=0.0373),孵化率与温度的关系符合二项式关系模型y=1/[0.0144+526644.37exp(-t)](R=0.9471,F=26.14,P=0.0145),在试验温度范围内,米蛾成虫单雌产卵量有随着温度升高呈现先增加后降低的趋势,且米蛾单雌产卵量(y)与温度(t)的关系符合二项式模型y=-2.38t2+128.42t-1383.58(R=0.9941,F=84.28,P=0.0117),成虫寿命亦随着温度的升高逐渐缩短。米蛾雌虫产卵适宜温度范围是25~30℃,最适温度为26.98℃,卵发育的适宜温度范围是20~30℃,最适温度为26.90℃。     

穗离体培养下温度对小麦蛋白质及其组分和产量性状的影响

本实验采用穗离体培养的方法研究了不同培养温度对小麦蛋白质及其组分和小麦产量性状的影响.试验表明:在扬花前3天至乳熟期间,温度对小麦籽粒总蛋白质的含量影响不大,但对蛋白质组分影响较大,低温有利于清蛋白的形成,高温有利于醇溶蛋白和谷蛋白的形成;同时试验还表明低温条件下小麦茎杆总蛋白含量高于高温培养下的茎杆含量;不同培养温度对小麦结实率和粒重也有影响,小麦1.2小花和整穗可见花结实率随温度增高而上升,到20℃时达到最大,分别为96.36%和72.11%,百粒重随温度的升高而增大,呈线性相关,相关系数为0.974013.另外本试验还对受温度影响的13个指标进行了因子分析,分析结果表明13个指标可以压缩为3个因子,因子1可以命名为产量因子,决定总变异的48.045 4%,因子2和因子3可合称为蛋白质组分和粒重因子决定总变异的51.9546%.     

空气温湿度对水稻灌浆及空壳率的影响研究

对1996—2005年10个年份的晚稻孕穗至成熟期的空气温度与相对湿度对水稻空壳率和灌浆影响进行了研究，结果表明：相对湿度对水稻的灌浆速度没有显著影响；灌浆期气温的升高对水稻灌浆速度的增加有显著影响；日最高温度大于或等于30℃的天数对水稻秕粒率的影响是不显著的；但孕穗期至抽穗开花期日最高温度大于或等于30℃的天数对水稻空壳率的影响是极显著的。最后对防御高温危害提出了建议。     

贮藏温度对蒲公英采后生理和品质的影响

研究贮藏温度对蒲公英采后生理指标和品质的影响,探索适宜的贮藏温度,为蒲公英贮运技术的发展与延长供应期提供指导。设置25,10,2,-18℃4种贮藏温度,测定了蒲公英在贮藏过程中外观、营养成分含量和采后生理指标的变化。结果表明:采后蒲公英随着贮藏天数的增加,叶片逐渐黄化,粗纤维的含量升高,维生素C和绿原酸含量下降,硝酸盐含量先升高后降低;2℃下贮藏能够使采后蒲公英具有较高的叶绿素、维生素C、绿原酸,较低的硝酸盐和粗纤维含量,较低的细胞膜渗透率、MDA含量和较高的SOD活性,显著地延缓其衰老进程,延长贮藏寿命。     

水稻不同粒位籽粒米质对花后不同时段温度胁迫的响应

为探讨花后高温胁迫对水稻籽粒米质的影响,以中熟籼稻扬稻6号和中熟粳稻扬粳9538为材料,研究了灌浆前期(花后0~10 d)和灌浆中期(花后10~20 d)的高温(35℃)对米质的影响,并进一步探讨了不同粒位间的差异。结果表明,与常温CK (25~27℃)相比,灌浆结实期高温处理对稻米品质影响较大,总体上前期(0~10 d)大于中期(10~20 d),且因供试品种和粒间位置而异。灌浆前、中期高温处理,降低了精米率、整精米率、直链淀粉含量,增加了垩白粒率、垩白度和粗蛋白含量;其中,温度对二次枝梗与同枝梗上较迟开花籽粒的碾米品质的影响大于一次枝梗与较早开花的籽粒;前期高温显著增加了一次枝梗和各枝梗上开花较早籽粒的垩白粒率和垩白度;前期高温显著降低了直链淀粉含量,对一次枝梗籽粒的影响大于二次枝梗。不同供试品种对花后不同温度处理的敏感性不同,影响程度亦受花后温度胁迫时段的不同而异。生产上通过合理安排播期、平衡施肥和合理灌溉可以减轻结实期高温胁迫对籽粒品质的影响。     

温度对棉纤维强度及超分子结构的影响

利用短季棉中棉所16号品种, 研究了温度对棉纤维断裂比强度与超分子结构的影响, 结果 表明： 纤维断裂比强度随铃龄增大而升高; 相同铃龄随温度下降断裂比强度降低。 较高 温度条件下α角随铃龄增大不断宽化(变大), 对纤维强度提高不利; 较低温度条件下α角 随纤维发育不断变小(优化), 某种程度上有利于纤维强度提高;