熵产生原理和耗散结构

本文讨论了熵产生原理和耗散结构理论的基本概念和有关问题,以及上述理论在生物学中的应用。     

梨三主枝开心形对光合及果实品质的影响

对丰水梨三主枝开心形生长表现及光照分布、光合速率等指标的测定,结果表明,三主枝开心形通风受光条件好,相对光强大于35%,净光合速率大于10.0μmol/(m2.s),果实主要分布在外围上层。果实外观亮泽,平均单果重达270 g,果实均匀整齐;肉质细、脆而多汁,每100 g鲜果中石细胞含量0.071 8 g;风味酸甜适口,可溶性固形物含量为12.93%,可滴定酸含量为0.14%,硬度6.7 kg/cm2,优质商品果实达95%以上。     

秸秆还田深度对土壤温室气体排放及玉米产量的影响

【目的】秸秆还田是培肥地力、增加土壤有机质和改善土壤结构的重要技术手段,但以往的研究表明秸秆还田会加速土壤温室气体的排放。本研究通过对秸秆不同还田深度下农田土壤温室气体排放特征和产量的研究,明确降低温室气体排放量的最佳还田深度,以期为合理利用秸秆、提高作物产量,实现农业可持续发展提供科学依据。【方法】采用大田微区试验,以玉米为供试作物,设置4个还田深度,采用静态箱-气相色谱法测定整个玉米生长季不同还田深度下温室气体(CO₂、CH₄、N₂O)的排放特征,产量及产量构成因素。试验共设5个处理,还田深度分别为0—10 cm(T1)、10—20 cm(T2)、20—30 cm(T3)和30—40 cm(T4),同时以不还田处理作为对照(CK)。【结果】(1)在整个玉米生长季CO₂和N₂O均表现为排放,CH₄表现为吸收。CO₂累积排放量为T3处理最高,较CK显著增加了28.6%,T4处理增加最少,较CK显著增加了17.1%(P<0.05)...     

Identification,Characteristics and Function of Phosphoglucomutase (PGM) in the Agar Biosynthesis and Carbon Flux in the Agarophyte Gracilariopsis lemaneiformis (Rhodophyta)

Agar is widely applied across the food, pharmaceutical and biotechnology industries, owing to its various bioactive functions. To better understand the agar biosynthesis in commercial seaweed Gracilariopsis lemaneiformis, the activities of four enzymes participating in the agar biosynthesis were detected, and phosphoglucomutase (PGM) was confirmed as highly correlated with agar accumulation. Three genes of PGM (GlPGM1, GlPGM2 and GlPGM3) were identified from the G. lemaneiformis genome. The subcellular localization analysis validated that GlPGM1 was located in the chloroplast and GlPGM3 was not significantly distributed in the organelles. Both the GlPGM1 and GlPGM3 protein levels showed a remarkable consistency with the agar variations, and GlPGM3 may participate in the carbon flux between (iso)floridoside, floridean starch and agar synthesis. After treatment with the PGM inhibitor, the agar and floridean starch contents and the activities of floridean starch synthase were significantly decreased; products identified in the Calvin cycle, the pentose phosphate pathway, the Embden-Meyerhof-Parnas pathway and the tricarboxylic acid cycle were depressed; however, lipids, phenolic acids and the intermediate metabolites, fructose-1,6-phosphate were upregulated. These findings reveal the essential role of PGM in regulating the carbon flux between agar and other carbohydrates in G. lemaneiformis, providing a guide for the artificial regulation of agar accumulation.     

硝、铵态氮肥对旱地土壤氧化亚氮排放的影响

用静态箱法在田间研究了黄土性土壤不同水分条件下施用硝态氮肥和铵态氮肥后土壤N2O的排放特点,并对包括温度、pH、水分等因子的影响进行了探讨.结果表明:在水分含量为田间持水量的90%和70%的条件下,铵态氮肥处理土壤的平均N2O排放量分别为233.6±165.4 μg/(m2·h)和166.4±153.3 μg/(m2·h);而施用硝态氮肥时则仅为75±40.2 μg/(m2·h)和49.27±17.0 μg/(m2·h).施肥后短期内,铵态氮肥排放的N2O量显著高于硝态氮肥处理,由此可说明黄土性土壤表层土壤N2O的主要来源是土壤氮的硝化过程.在自然矿化条件下黄土性土壤N2O的排放量约为17.0 μg/(m2·h).如果把两个水分处理相比较,土壤水分对铵态氮肥处理土壤N2O的排放影响不明显,而对施用硝态氮肥的土壤有明显影响,高水分处理更利于土壤反硝化作用的进行从而增加了土壤N2O的排放量.施用不同肥料种类在施肥后短期内影响土壤的pH值和有效NO-3-N、NH 4-N含量,而反过来土壤水分含量、土壤pH以及土壤温度均不同程度地影响着土壤N2O的产生和排放.     

主动蓄热体内部空气热交换系统的传热性能及参数调控

利用日光温室提供主动蓄热体参数研究所需的环境条件,测试了不同风速、空气温度以及空气-土壤温度差对主动蓄热体内空气-土壤热交换系统的管道内部温度、进出口温差以及蓄放热能力的影响规律,以期获得主动蓄热体内部管道通风系统的传热效率及优化调控参数。结果表明:同一风速条件下,进出口温差随室内空气温度增加而增加。放热阶段,当进风口以风速0.5～4.0m·s^-1运行时,系统放热量随着风速增加而增加,平均放热流量为9.8～73.9 W;蓄热阶段,当进风口以风速0.5～2.0m·s^-1运行时,系统蓄热量随风速增加而增加,平均蓄热流量为21.4～70.2 W,当进风口以风速2.0、4.0m·s^-1运行时,平均蓄热流量仅相差2.7 W,性能系数COP相差不大。同一风速条件下,随着室内空气-土壤温度差值不断增大,进出风口温差也不断增加,同时建议白天风机开启蓄热时设定的室内空气温度最少应该比蓄热体内土壤温度高4.5℃。     

应用EOS-MODIS卫星资料推算西北雨养农业区能量通量

应用定西地区的气象资料和4次EOS-MODIS卫星资料,对典型的西北半干旱雨养农业区的基本地表特征参数进行反演,并在此基础上对各能量通量进行估算,进而分析了各通量的季节变化。结果表明,应用卫星数据估算的通量与净辐射之比与实际观测值基本接近,绝对误差在10%以内,其空间分布基本反映了当地的实际情况;土壤热通量、显热通量以及潜热通量的季节变化基本表现为冬季最小,其次是秋季,夏春两季最大;通量四季变化也呈现出不均匀的分布特性,频率分布范围较宽,体现了该区域的地形、地貌以及下垫面复杂的特征。     

六盘山北侧生长季内华北落叶松树干液流速率研究

2006年5～10月在宁夏六盘山北侧叠叠沟林场,运用德国Ecomatik公司生产的SF-L树干液流仪研究了9株华北落叶松的树干液流变化过程及其对环境因子(气象条件、土壤水分)的响应.结果表明:华北落叶松的树干液流昼夜变化明显,呈不太典型双峰型曲线,晴天变化幅度大(0.087～0.348cm/min),阴天变化幅度小(0.087～0.281cm/min).树干液流速率在生长季内呈现逐渐降低的趋势.对环境因子影响树干液流速率的偏相关分析表明:日液流速率(SFV)与太阳辐射(ESR)、土壤水分(Ps)各影响因子均存在显著正相关,而与温度因子(Tamean)的相关系数较低.经回归分析,建立了日液流速率与各环境因子的线性回归模型:SFV=0.106 0.000141Ps 0.00214ESR 0.00218Tamcan-00043P(R=0.883).     

开沟起垄穴直播方式对水稻分蘖前期甲烷排放的影响

【目的】研究开沟起垄式水稻精量穴直播技术对甲烷气体排放的影响.【方法】选取同步深施肥精量穴直播(30 cm)、宽窄行(35 cm+15 cm)精量穴直播和25cm固定行距精量穴直播3种直播方式,以人工撒直播、机插秧、手抛秧和人工移栽为对照,利用静态箱法测定水稻分蘖前期甲烷的排放通量.【结果和结论】对2010和2011年2年采集的数据分析结果显示,与非精量直播对照组相比,精量穴直播可以降低田间54.55%甲烷气体排放(P=0.011);不同栽种方式的甲烷平均排放通量顺序为:深施肥精量穴直播[(1.48±0.44)mg·m-2·h-1]宽窄行精量穴直播[(1.65±0.30)mg·m-2·h-1]固定行距精量穴直播[(2.57±0.56)mg·m-2·h-1]人工撒直播[(2.89±0.61)mg·m-2·h-1]机插秧[(3.77±0.64)mg·m-2·h-1]人工移栽[(4.76±0.90)mg·m-2·h-1]手抛秧[(5.33±0.84)mg·m-2·h-1].研究结果表明开沟起垄穴直播技术可以有效降低水稻分蘖前期甲烷气体的排放.     

大气干湿沉降向城市系统输入重金属元素通量特征研究——以沈阳市为例

[目的]探讨大气干湿沉降向城市系统输入重金属元素通量特征.[方法]根据沈阳市不同行政区采样点重金属元素沉降通量,分析沈阳市不同行政区重金属大气干湿沉降污染的空间分布特征.[结果]在不同的采样点,大气干湿沉降中元素的年沉降通量差异较大,但其在沈阳市不同行政区分布规律大致相同.Cd、Pb、Hg的年沉降通量在各地区的分布分别表现为：铁西区＞皇姑区＞沈河区＞和平区＞大东区＞东陵（浑南）区＞于洪区,铁西区＞沈河区＞皇姑区＞和平区＞东陵区＞于洪区＞大东区＞浑南区,铁西区＞沈河区＞皇姑区＞和平区＞大东（东陵）区＞于洪（浑南）区.大气降尘污染的空间分布与污染源地域分布具有一致性,即工业区＞商业区或交通区＞文化区＞居民区＞郊区.[结论]该研究为大气干湿沉降污染的控制与治理提供了理论参考.