长三角地区耕地非农化研究

长三角地区越来越多的耕地被建设所占用,耕地保护面临着巨大的压力。为有效保护有限的耕地资源,探讨耕地非农化的动力机制就显得尤为必要。而当今的研究主要集中在对土地利用方式变化的驱动力分析上。因此,利用经济学的制度分析方法和均衡分析方法,初步探讨了耕地非农化的内在机制,并根据其转换的内在机制提出了4点建议。     

生物质炭对橡胶园土壤酸度及交换性能的影响

为合理运用热带农业废弃物改良酸性土壤,采用室内培养试验研究了加入15 g/kg和45 g/kg的椰炭、蔗炭、胶炭和蕉炭对橡胶园土壤酸度及交换性能的影响。结果表明:除加入蔗炭15 g/kg在培养第9 d、30~60 d和蔗炭45 g/kg的处理在培养第45 d外,四种生物质炭在两种添加量下在各培养时间内土壤pH均显著高于对照,土壤p H提升效果为蕉炭胶炭椰炭蔗炭,且不同生物质炭处理之间土壤p H提升效果差异显著;除添加蔗炭15 g/kg的处理外,其余三种生物质炭两种加入量均显著降低了土壤交换性酸和交换性铝含量,而土壤交换性氢仅在加入蔗炭45 g/kg和蕉炭15 g/kg、45 g/kg的处理上显著低于对照;此外,蕉炭、椰炭、蔗炭显著提高了土壤阳离子交换量和土壤盐基饱和度,但胶炭仅提高了土壤盐基饱和度。上述结果表明,蕉炭、胶炭、椰炭和蔗炭等热带农业废弃物生物质炭能提高橡胶园土壤p H,降低土壤交换性酸和交换性铝含量,从而改善橡胶园土壤酸度条件。同时,以上生物质炭也能提高土壤阳离子交换量和土壤盐基饱和度。可见,蕉炭、胶炭、椰炭和蔗炭等热带农业废弃物生物质炭可用于改良热带橡胶园酸性土壤,但不同种类生物质炭及其用量在土壤改良效果上存在差异。     

小型无人直升机航向线性自抗扰控制

针对小型无人直升机航向系统存在内部不确定性和外部扰动大的问题,提出了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)算法来实现航向通道高性能控制方法。首先,分析和推导了Trex-600型无人直升机的航向模型,并引入阵风模型模拟实际飞行环境。然后,根据LADRC的控制原理设计了基于二阶LADRC的航向控制系统,并利用人工蜂群算法对控制器参数进行了整定。最后,对所设计的控制策略进行了仿真分析与实验验证,实现了无人直升机航向通道的轨迹跟踪控制,并与常见的PID控制进行了比较。结果表明:设计的LADRC控制器鲁棒性好、响应时间快、控制精度高,能够使Trex-600型无人直升机的航向角快速、精确地跟踪参考轨迹。     

崩岗崩积体坡面产沙与坡面形态的耦合影响

为了探究崩岗崩积体长时间序列的侵蚀变化,在崩积体典型坡度(30°)及研究区强降雨(3.33mm/min)条件下,进行了持续20场次降雨的崩积体侵蚀过程模拟试验。结果表明,在本试验条件下降雨溅蚀和径流冲刷对崩积体产沙的平均贡献率分别为47.6%和52.4%,在崩积体侵蚀过程中,其产沙量呈幂函数减小;弗劳德数、径流功率、达西-韦斯巴赫阻力系数与崩积体产沙量具有较好的相关关系,在沙源充足时,其参数可用于定量描述坡面径流产沙效能;崩积体侵蚀过程可分为4个阶段:(1)含沙量为0.099kg/L,以片蚀为主,坡面未见粗化;(2)含沙量为0.052~0.101kg/L,以细沟侵蚀为主,坡面粗化不明显;(3)含沙量为0.011~0.064kg/L,以细沟侵蚀为主,坡面粗化显现;(4)含沙量为0.008~0.036kg/L,无明显的主导侵蚀方式,坡面持续粗化。降雨及其径流对崩积体的分选性搬运,致使崩积体坡面粗化,而崩积体坡面粗化,反过来又使得降雨及其径流产沙效能降低。     

干旱胁迫对5个种源沙柳(Salix psammophila)气体交换及水分利用效率的影响

在盆栽条件下,对5个种源沙柳进行了水分胁迫处理,在不同干旱阶段对苗木叶水势、土壤含水率、蒸腾速率、光合速率等气体交换特性及水分利用效率进行了研究.结果表明:沙柳属于亚低水势忍耐脱水耐旱树种,叶水势随土壤含水量的下降而下降,变化趋势可用双曲线方程y=a b/x(0.389 0＜a＜0.520 3,8.906 6＜b＜11.466 9)拟合,其中民勤种源沙柳的双曲线方程中b值最低,为8.91,表现出较强的耐旱特性.在正常水分供应条件下,榆林种源沙柳的光合速率为23.89 μmol/(m2·s),水分利用效率为3.44 μmol/mmol,表现出很强的光合生产能力.随着干旱胁迫的加剧,各种源沙柳苗木的水分利用效率均有不同程度增加,民勤种源沙柳的增加值最大,为0.75 μmol/mmol,表现出了较强的抵抗干旱的能力,而榆林种源沙柳对水分亏缺则非常敏感,光合速率、蒸腾速率都急剧下降.这充分表明在水分供应充足的条件下,榆林种源沙柳具有最大的光合生产潜力;而当遇到干旱胁迫时,民勤种源沙柳则表现出极强的维持体内水分平衡的能力,是5个种源中最耐旱的种源.     

平作区棉秆粉碎与残膜回收联合作业机设计与试验

针对新疆平作区残膜回收作业过程中秸秆粉碎合格率低、残膜回收率低的问题,设计了一种秸秆粉碎与残膜回收联合作业机。对甩刀秸秆粉碎过程进行受力分析,确定了刀轴最佳转速为2 000 r·min-1。对起膜铲起膜机理和残膜捡拾过程进行分析,确定了导曲面参数方程和残膜捡拾装置主要工作参数。以机具作业速度v、起膜铲入土倾角α和残膜输送链转速n为影响因素,以秸秆粉碎合格率Y1和残膜回收率Y2为评价指标进行田间试验。结果表明:当起膜铲入土角为30°,机具前进速度为5.5 km·h-1,残膜输送链转速为120 r·min-1时,秸秆粉碎合格率为91.5%,残膜回收率为85.7%,整机运行状态良好,满足秸秆粉碎还田与残膜回收的技术要求。     

基于粒子群算法优化光谱指数的甜菜叶片氮含量估测研究

为对甜菜叶片氮含量进行快速估测,利用高光谱成像仪获取甜菜冠层叶片高光谱图像数据,通过凯氏定氮法测定叶片氮含量。基于精细采样法在全波段范围内构建归一化光谱指数(Normalized difference spectral index,NDSI)和土壤调节光谱指数(Soil-adjusted spectral index,SASI),并提出了基于粒子群算法的植被冠层调节参数L优化方法,探寻任意波段组合下SASI的最佳L值及其变化规律。在筛选出特征光谱指数基础上,开展甜菜叶片氮含量的定量估测和可视化研究。结果表明,各生育期SASI对甜菜冠层叶片氮含量(Canopy leaf nitrogen content,CLNC)的敏感度高于NDSI,尤其在NDSI易发生饱和现象的近红外区域。相比常规光谱指数,叶丛快速生长期基于SASI1(R430. 20,R896. 76)和SASI2(R433. 03,R896. 01)建立的CLNC估测模型预测效果最优,2015年验证集R~2为0. 78,RMSE为2. 48 g/kg,RE为4. 18%;糖分增长期以SASI3(R952. 09,R946. 11)和SASI4(R760. 37,R803. 48)的建模效果最佳,2015年验证集R~2为0. 67,RMSE为2. 71 g/kg,RE为4. 72%;糖分积累期的最优建模参数为SASI5(R883. 30,R887. 79),2015年模型R~2为0. 72,RMSE为2. 54 g/kg,RE为4. 49%。为直观显示甜菜CLNC在时间和空间尺度上的变化规律,基于上述估测模型计算并生成甜菜CLNC的预测分布图,实现了甜菜CLNC的可视化。研究结果表明,提出的甜菜CLNC估测方法具有可行性,可为及时了解作物长势及营养估测提供技术支持。     

Design and performance of recirculating aquaculture system for marine finfish broodstock development

Tropical and subtropical climatic conditions in India present an ideal and unique opportunity for being the leader in tropical marine finfish aquaculture. However, the problem persist due to non-availability of marine finfish seed for the culture. In response to this problem, broodstock development of different tropical marine finfishes for seed production was started. The present study was undertaken to design a recirculating aquaculture system (RAS) and studying their performance in managing the various water quality required for the marine finfish broodstock development and breeding. The design of RAS, developed in the present study, included a broodstock tank, egg collection chamber, electrical pump, rapid sand filter, venturi type protein skimmer and biological filter. Two RAS were designed, one was stocked with a demersal fish species, orange spotted grouper (Epinephelus coioides) and the other was stocked with a pelagic fish species, Indian pompano (Trachinotus mookalee) at the rate 1 and 0.5 kg/m³ with a sex ratio of 1:1 and 1:2 (female: male) respectively. Various physio-chemical parameters, viz, total ammonia nitrogen (TAN), nitrite, nitrate, pH, alkalinity, temperature, free carbon dioxide (CO₂) and dissolved oxygen (DO) of both tank water were analyzed to assess the performance of recirculating aquaculture system in maintaining the water quality. Gonadal development of the fishes was assessed and the spawning performance was recorded and finally, economic performance of the system was also evaluated. During the entire experimental period, mean monthly total ammonia nitrogen was less than 0.07 and 0.06 mg L⁻¹ and mean monthly nitrite was less than 0.02 and 0.01 mg L⁻¹ in orange spotted grouper and Indian pompano RAS tanks respectively. The pH (7.8–8.2), DO (>4 mg/L) and alkalinity (100–120 mg/L) were found to be in optimum range in both recirculating aquaculture systems. Carbon dioxide was found to be nil during the entire experimental period in both the systems. In fact these levels were comparable or less than that is reported as the permissible limits for broodstock development. Indian pompano and Orange spotted grouper matured and spawning was obtained with production of fertilized eggs round the year. Economic evaluation showed the price of 10,000 fertilized eggs of orange spotted grouper to be US $ 1.33. The design of RAS devised in the present study is efficient in controlling and maintaining optimum water quality for broodstock development of both demersal and pelagic finfishes. The fishes stocked in RAS attained final maturation and round the year spawning was obtained.     

一种高产L-赖氨酸枯草芽孢杆菌的构建研究

为了选育一种非抗性、高产出、遗传稳定性好、低生产成本的L-赖氨酸生产菌株,以辣椒花药和枯草芽孢杆菌为试验材料,以穿梭表达载体pHT43和基因敲除载体pK18mobsacB为媒介,将辣椒花药中的高赖氨酸基因CFLR转化到枯草芽孢杆菌中。经过2次细胞内同源交换和培养基筛选,最终获得不带质粒抗性标记的高产L-赖氨酸枯草芽孢杆菌株CMCC(B)63501/pK18mobsacB-ΔALA::CFLR,该菌株连续传代20次后仍具有明显高于野生型的CFLR基因拷贝数,经HPLC验证,重组菌株L-赖氨酸含量比野生菌株提高了64.89%。结果表明,本研究所构建的非抗性高产L-赖氨酸枯草芽孢杆菌株产量高、遗传稳定性好、低纯化成本,具有良好的应用潜力。     

南方稻区迟熟中籼品种主要经济性状遗传参数估计

应用方差和协方差分析方法对1989年南方区试中籼迟熟组的8个品种的13个性状进行了遗传参数估计,结果表明,参试品种的着粒密度、有效穗和千粒重的遗传基础较丰富,抽穗日数和小区产量的遗传差异则较小;千粒重、着粒密度、穗长和抽穗日数的广义遗传率较高,日产量和小区产量则较低,结实率的遗传变异系数和广义遗传率最低;产量与着粒数的相关较微弱,与有效穗,着粒密度等性状的遗传相关显著,与每穗实粒数、结实率和千粒重的环境相关值较大,有效穗、着粒数和千粒重三个产量构成因素两两之间的三种相关值均为负值,其遗传相关达显著或极显著标准;同一遗传型在不同环境条件中,穗粒数和有效穗与产量的关系较大。