柠条缩合单宁提取工艺优化

[目的] 确定柠条缩合单宁最佳提取工艺。[方法] 以从内蒙古四子王旗采集的柠条为试验材料,利用超声辅助溶剂浸提法提取缩合单宁,利用磷钨钼酸显色法测定缩合单宁含量;应用单因素试验研究提取温度、提取时间、液料比、丙酮体积分数对柠条中缩合单宁提取量的影响。[结果] 随提取温度的增加,柠条缩合单宁提取量呈先升高后降低的趋势,当提取温度为60 ℃时,提取量最大,为34.24 mg/g;随提取时间的增加,柠条缩合单宁提取量呈先升高后降低的趋势,当提取时间为80 min时,提取量最大,为26.38 mg/g;随液料比的增加,柠条缩合单宁提取量呈先升高后降低的趋势,当液料比为30:1时,提取量最大,为25.34 mg/g;随丙酮体积分数的增加,柠条缩合单宁提取量呈先升高后降低的趋势,当丙酮体积分数为70%时,提取量最大,为30.61 mg/g。[结论] 提取柠条缩合单宁的最适温度为60 ℃,最适时间为80 min,最适液料比为30:1,最适丙酮体积分数为70%。     

柱塞式压辊生物质成型机成型模具的设计

【目的】对柱塞式压辊生物质成型机成型模具的设计方法进行改进，在此基础上探究成型孔入口结构和柱塞与成型孔啮合深度对成型效果的影响，为成型模具的设计与成型品质的提高提供支持。【方法】建立压辊柱塞相对于环模成型孔的运动轨迹数学模型，根据数学模型提出设计成型孔入口与柱塞结构尺寸的理论方法。利用理论方法设计柱塞与成型套筒并进行加工,以用于后续生物质成型试验。采用自主研制的液压驱动单柱塞生物质成型机，以柠条粉为原料，成型孔入口结构为变量设计单因素试验，探究成型孔入口结构对成型效果的影响，进而采用改进后的成型孔入口结构，以原料含水率、柱塞与成型孔啮合深度以及成型孔长径比为变量设计三因素三水平正交试验，探究啮合深度对提高成型块松弛密度和抗跌碎性的影响，并确定最佳成型工艺参数。最后在柱塞式压辊生物质成型机上进行验证试验，对单因素试验和正交试验结果进行检验。【结果】通过改进方法设计的柱塞与成型孔间不发生干涉，无需建模仿真验证，简化了设计步骤。采用阶梯形成型孔入口，并适当增加柱塞与成型孔啮合深度有利于改善成型过程，提高成型品质。正交试验确定的最佳成型工艺参数为：生物质含水率22%，啮合深度1 mm，成型孔长径比为4.2。【结论】改进的理论方法使成型模具的设计更加简便快捷，对成型孔入口结构和柱塞与成型孔啮合深度的分析和改进为生物质成型品质的提高提供了技术支持。     

基于立地因子及其交互作用的柠条生物量模型研究

森林碳汇是实现碳中和目标的重要路径之一，精确计算森林碳储量具有十分重要的意义。生物量模型是估测森林生物量、计算森林碳储量的重要手段。以宁夏白芨滩林场的典型灌木树种柠条为研究对象，通过样地调查及样本采集，利用非参数双因素方差分析坡向、坡度2个立地因子及其交互作用对柠条各类(总、地上、茎、叶、根)生物量的影响，并基于哑变量模型，构建了立地因子及其交互作用的生物量模型。结果表明，除坡向与坡度的交互作用对柠条叶生物量影响不显著外(P=0.399)，坡向、坡度及其交互作用对柠条其余各类生物量影响均显著(P<0.01)；在柠条各类生物量模型中，以总基径(D)平方和与平均高(H)的乘积(D_t²H)为自变量、以f_i(x)=a+bx_i为基本形式建立的生物量模型拟合精度较高(总、地上、茎、叶、根生物量模型的adj-R²分别为0.645 2、0.671 0、0.623 2、0.600 0、0.502 0)；以坡向、坡度及其交互作用作为哑变量能够显著提高模型的预估能力，其中，对于叶生物量，以坡度...     

Characteristics of root pullout resistance of Caragana korshinskii Kom. in the loess area of northeastern Qinghai-Tibet Plateau,China

Roots exert pullout resistance under pullout force, allowing plants to resist uprooting. However, the pullout resistance characteristics of taproot-type shrub species of different ages remain unclear. In this study, in order to improve our knowledge of pullout resistance characteristics of taproot systems of shrub species, we selected the shrub species Caragana korshinskii Kom. in different growth periods as the research plant and conducted in situ root pullout test. The relationships among the maximum pullout resistance, peak root displacement, shrub growth period, and aboveground growth indices (plant height and plant crown breadth) were analyzed, as well as the mechanical process of uprooting. Pullout resistance of 4-15 year-old C. korshinskii ranged from 2.49 (±0.25) to 14.71 (±4.96) kN, and the peak displacement ranged from 11.77 (±8.61) to 26.50 (±16.09) cm. The maximum pullout resistance and the peak displacement of roots increased as a power function (R²=0.9038) and a linear function (R²=0.8242) with increasing age, respectively. The maximum pullout resistance and the peak displacement increased with increasing plant height; however, this relationship was not significant. The maximum pullout resistance increased exponentially (R²=0.5522) as the crown breadth increased. There was no significant relationship between the peak displacement and crown breadth. The pullout resistance and displacement curve were divided into three stages: the initial nonlinear growth, linear growth, and nonlinear stages. Two modes of failure of a single root occurred when the roots were subjected to vertical loading forces: the synchronous breakage mode and the periderm preferential breakage mode. These findings provide a foundation for further investigation of the soil reinforcement and slope protection mechanisms of this shrub species in the loess area of northeastern Qinghai-Tibet Plateau, China.     

黄土丘陵区柠条人工林土壤水分动态变化特征及降雨特征对其影响

明确黄土丘陵区降雨对土壤水分影响，对准确评估降雨格局变化对生态系统结构和功能的影响具有重要意义。以陕北黄土丘陵区退耕地栽植后自然撂荒23年的柠条人工纯林为研究对象，通过土壤湿度传感器监测不同土层土壤体积含水量，探讨不同土层土壤水分补充增量对降雨特征(降雨量、降雨历时和降雨强度)的响应。结果表明：(1)土壤水分消耗和补充主要集中于0-500 cm土层，其月变化在垂直剖面呈“双峰”(4—5月)、“单峰”(6月)和“双峰”(7—10月),随土层深度增加变化率减弱；(2)当降雨量>4 mm时表层土壤水分得到有效补充，当其超过142.8 mm时补充深度可到达200 cm土层，其中长历时强降雨较短历时强降雨对土壤水分补充增量小，但其补充深度较深，达到峰值时间长，但小降雨长历时则土壤水分补充增量较小；(3)降雨特征对土壤水分影响随土层深度增加而减弱，其中降雨量和降雨历时对土壤水分影响主要在0—50 cm土层，而降雨强度对其影响主要在0—30 cm土层。降雨量(降雨历时)和土壤水分补充增量对数拟合最优，而降雨强度与其则表现为幂函数拟合最优，其可分别解释土壤水分补充增量的39%～76%(降雨量)、...