基于WHCNS模型的黄河流域麦田氮淋失与氨挥发模拟

【目的】探究WHCNS模型对黄河流域麦田土壤氮淋失与氨挥发模拟的适用性以及不同水氮处理对土壤氮淋失和氨挥发的影响。【方法】利用田间实测数据对WHCNS模型进行率定与验证,基于校验后的模型对冬小麦返青—成熟期土壤氮淋失、氨挥发进行模拟,采用CRITIC-TOPSIS法进行水氮优选。【结果】0~100 cm土层土壤含水率、硝态氮量和0~60 cm土层土壤氨态氮量的模拟值与实测值之间的一致性指数(d)和决定系数(R2)分别介于0.84~0.97和0.67~0.99。单次施氮后7 d内的土壤硝态氮累积淋失量随着灌水次数的增加呈先增加后降低的变化趋势。不同处理施氮后7 d内的氨挥发量占氨挥发总量的93.0%~98.2%。【结论】黄河流域冬小麦最优的水氮处理为施氮量220 kg/hm^(2),灌水下限70%θf;最优水氮处理下的冬小麦产量为8185.30 kg/hm^(2),土壤硝态氮淋失量为12 kg/hm^(2),氨挥发量为1.97 kg/hm^(2)。

电刺激控制释放地塞米松导电生物膜的制备与性能

为了降低神经电极植入机体产生的炎症反应,构建了一种纳米微结构复合电极。先将多壁碳纳米管(MWCNTs)和地塞米松磷酸钠(Dex)超声混匀后滴涂到电极上,再通过电化学聚合法将一层聚吡咯/聚苯乙烯磺酸钠(PPy/PSS)沉积到MWCNTs覆盖的电极表面,获得一种功能化导电生物膜MWCNTs/Dex@PPy/PSS。采用场发射扫描电镜和傅里叶变换红外光谱对导电生物膜的形貌和成分进行表征,并采用循环伏安法和阻抗扫描对修饰电极的电化学性能进行分析。结果表明,与PPy/Dex导电生物膜相比,所制备的MWCNTs/Dex@PPy/PSS生物膜表现出三维结构表面形貌和更高的电荷存储容量、更低的阻抗及更高的药物释放能力。

基于HYDRUS-2D的宽垄沟灌冬小麦水氮运移模拟

针对宽垄沟灌冬小麦水氮施用的问题,该研究选定60%田间持水率(W_(1))、70%田间持水率(W_(2))和80%田间持水率(W_(3))三个土壤水分控制下限,以及120 kg/hm^(2)(F_(1))、220 kg/hm^(2)(F_(2))和320 kg/hm^(2)(F_(3))三个施氮量水平进行不同水氮处理下田间水氮运移实验,并基于田间试验实测数据,通过HYDRUS-2D构建宽垄沟灌土壤水氮运移数值模型,分析数值模拟不同水氮处理下土壤水氮分布与运移的可行性。结果表明:土壤含水率、铵态氮和硝态氮实测值与模拟值具有很好的一致性,研究结果可为引黄灌区不同水氮处理宽垄沟灌冬小麦土壤水氮运移机理研究提供依据。

基于碳纳米管和导电聚合物电刺激释放地塞米松导电生物膜的制备

为了降低植入式神经电极引起的炎性组织反应,通过层叠法构建可电刺激释放抗炎药物地塞米松的碳纳米管与聚吡咯双层导电生物膜(MWCNTs/Dex@PPy/Dex)。并采用场发射扫描电镜(FESEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外分光光度法(UV)、循环伏安扫描(CV)和交流阻抗(EIS)对生物膜表面形貌、成分组成、药物释放特性和电化学性能进行考察。FESEM结果显示,MWCNTs/Dex@PPy/Dex生物膜呈现纤维状纳米结构,FT-IR光谱中含有与地塞米松类似的特征吸收峰。经过循环伏安电刺激释放地塞米松后,与PPy/Dex生物膜相比,MWCNTs/Dex@PPy/Dex导电生物膜阻抗更低,释放Dex总量更多,且释放时间更久。此外,PPy/Dex膜在205个循环发生脱落,而经过300个循环后,MWCNTs/Dex@PPy/Dex生物膜无明显肉眼可见变化,稳定性好,为提高电极的使用性能提供了思路。