好氧堆肥对生物炭理化性质及吸附Cd^(2+)稳定性的影响

生物炭可作为畜禽粪污好氧堆肥中去除重金属的功能材料,但堆体内部复杂的环境变化会影响生物炭的理化性质,从而影响其对重金属吸附的稳定性。将普通秸秆生物炭(BC)和磁性秸秆生物炭(FBC)置于牛粪中进行30 d好氧堆肥试验,研究两种生物炭基本理化性质及对Cd^(2+)吸附稳定性的影响。结果表明:堆肥处理使BC和FBC的比表面积分别增加20.56%和76.64%,总孔容分别下降2.36%和3.70%,平均孔径分别下降19.17%和46.54%,表面官能团发生变化,FBC的饱和磁化强度下降43.67%。堆肥后,饱和吸附Cd^(2+)的两种生物炭BC和FBC的TCLP提取态Cd(TCLP-Cd)占比和TCLP提取液pH(TCLP-pH)均呈下降趋势,其中TCLP-Cd占比分别从28.31%和22.85%显著下降至26.76%和13.85%(P<0.05),TCLP-pH分别从3.66和3.29显著下降至3.51和3.14。综上,堆肥老化改变了两种生物炭的理化性质,降低了其酸可提取态Cd的含量,提高了其吸附Cd 2+的稳定性,且FBC中Cd^(2+)的稳定性更强。

气体吸附对硅锗异质结纳米线电子结构与光学性质的影响

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),采用第一性原理方法探讨了沿[112]晶向的硅锗异质结纳米线作为气体传感器检测CO,CO_(2)和Cl2的能力,着重计算了其吸附气体分子前后的吸附能、能带结构与光学性质.几何结构优化计算表明:不同硅锗组分的[112]晶向的硅锗纳米线对CO,CO_(2)和Cl_(2)分子的吸附能的绝对值在0.001 eV至1.36 eV之间,其中Si_(24)Ge_(36)H_(32)对CO_(2)气体的吸附能最大,气敏性能最好.能带结构计算表明:吸附CO和CO_(2)分子的[112]晶向硅锗纳米线能带的简并度明显减小,带隙变化较小;而吸附Cl2分子后的价带顶与导带底之间产生了杂质能级使其带隙减小.光学性质计算表明:Si_(24)Ge_(36)H_(32)纳米线吸附CO, CO_(2)和Cl_(2)分子后的光学性质差异明显,主要体现在吸收谱的范围及吸收峰的峰值上,上述研究结果为[112]晶向Si_(24)Ge_(36)H_(32)纳米线可作为气体传感器敏感材料提供了一定的理论依据.

稻虾共作模式下利于水稻产量稻米品质协同的适宜栽插密度

为了探究稻虾共作模式下水稻产量、稻米品质协同发展的适宜栽插密度,以虾优100、南粳3908为试验材料,设置如下4个移栽密度处理:(33.0+27.0)cm×14.7 cm、(33.0+27.0)cm×20.7 cm、(33.0+27.0)cm×24.9 cm、(33.0+27.0)cm×28.2 cm,分别记作D1、D2、D3、D4处理。结果表明,随着移栽密度的降低,2个水稻品种的产量、单位面积穗数降低,每穗粒数、结实率、千粒质量上升。生长特性分析结果表明,随着移栽密度的降低,2个水稻品种的植株在不同生育期的群体茎蘖数、叶面积指数、干物质质量呈下降趋势,但单茎干物质质量、茎蘖成穗率表现为上升趋势。稻米品质性状分析结果表明,随着移栽密度的降低,2个水稻品种稻米的加工指标、外观指标均变优,2个水稻品种的直链淀粉含量、蛋白质含量总体呈下降趋势,胶稠度、食味值及食味指标(外观、口感、黏度、平衡度)呈上升趋势,2个水稻品种的峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、崩解值呈上升趋势,消减值整体呈下降趋势。小龙虾产量结果表明,随着水稻移栽密度的降低,小龙虾均质量、产量上升,均质量变异系数的变化趋势则相反。综合分析认为,为了促进稻虾共作模式下水稻稳产与优质协同及小龙虾的良好生长,虾优100宜采用D4处理的栽插密度,南粳3908宜采用D2处理的栽插密度。

饥饿再投喂对宽体金线蛭的生长、消化酶及抗氧化酶活性的影响

目的:研究不同饥饿再投喂方式对宽体金线蛭幼蛭生长、消化酶及抗氧化酶活性的影响,为其适宜养殖投喂策略提供参考。方法:选用平均体重为(0.094±0.01)g的幼蛭为研究对象,处理方式为饥饿7、14、21 d,再分别恢复投喂23、16、9 d,养殖周期均为30 d。结果:宽体金线蛭幼蛭饥饿7 d恢复投喂后,除增重率外,其他生长指标与对照组无显著差异,随着饥饿时间的延长,幼蛭补偿生长现象逐渐消失。饥饿14 d,幼蛭淀粉酶活性显著高于对照组(P<0.05)。饥饿7 d,幼蛭脂肪酶活性显著高于对照组(P<0.05)。经恢复投喂,各组幼蛭消化酶活性与对照组均无显著差异。饥饿7 d,幼蛭各抗氧化酶活性(SOD、CAT、MDA、GPx)与对照组之间无显著差异。长期饥饿对幼蛭的抗氧化酶活性存在显著影响(P<0.05),幼蛭饥饿21 d,经短期再投喂,其抗氧化酶活性(SOD、CAT、GPx、T-AOC)仍显著高于对照组(P<0.05)。结论:在该实验条件下,幼蛭饥饿7 d后恢复投喂,其具有完全补偿生长效应,但随着饥饿时间的延长,其补偿生长效应逐渐消失,且幼蛭体内强烈氧化还原反应短时间内无法消除。

基于高光谱成像技术的高粱农药残留种类检测研究

目的基于高光谱成像技术实现对高粱农药残留种类的鉴别。方法利用近红外高光谱成像系统采集高粱农药残留样品的高光谱数据,建立基于BP神经网络自适应增强算法(back propagation neural network with adaptive boosting,BP-AdaBoost)、轻量梯度提升机(light gradient boosting algorithm,LGBM)、极度梯度提升(eXtreme gradient boosting,XGBoost)、支持向量机(support vector machine,SVM)的高粱农药残留分类模型;采用了3种预处理方法和4种特征波长选择方法,并构建基于特征波长信息的农药残留分类模型,对比分析结果。结果标准正态变换(standard normal variate,SNV)为最佳的预处理方法,类型提升算法(type boosting algorithm,CatBoost)相比于梯度提升树(gradient boosting decision tree,GBDT)、竞争性自适应重加权采样法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)和主成分分析法(principal component analysis,PCA)选择的特征波长更具有代表性;在所有分类模型中,SNV-CatBoost-BP-AdaBoost模型农药残留鉴别效果最好,测试集平均分类正确率为95.17%。结论高光谱成像技术结合BP-AdaBoost算法可以识别出高粱中农药残留的种类,为检测高粱农药残留类别提供了一种新的方法。

优质高产粳稻新品种安粳1580的选育及栽培技术要点

安粳1580是安顺市农业科学院用申优1号杂种后代系选而成的迟熟粳稻新品种,于2020年通过贵州省农作物品种审定委员会审定。该品种表现出丰产性好、食味性好等优点,适合在贵州中高海拔粳稻区种植,生产上应注意合理安排播期、适时早栽、科学管理肥水、加强病虫害防治等。

沼液替代化肥氮对冬小麦产量、品质及生长发育的影响

研究了沼液替代不同比例化肥氮对冬小麦产量、生长发育特征(生育进程、株高动态、群体动态和干物质积累动态)、品质和重金属含量的影响。结果表明:随着沼液施用量的增加,小麦产量显著增加(P<0.05),以沼液替代50%化肥氮(50%Nbs)处理产量最高,为7.75 t·hm^(-2),比全施化肥(Ncf)处理增产18.14%;以沼液替代100%化肥氮(100%Nbs)处理与Ncf处理产量差异不显著(P>0.05);籽粒千粒重呈显著下降趋势(P<0.05);穗粒数和收获指数呈先上升后下降趋势。随着沼液替代化肥氮比例的增加,小麦各生育期株高、分蘖数和干物质积累量都呈现逐渐增加的趋势;成熟期,100%Nbs处理地上部干物质积累量显著高于Ncf处理(P<0.05);以沼液替代200%化肥氮(200%Nbs)处理的小麦株高、分蘖数和地上部干物质积累量都显著高于Ncf处理(P<0.05)。施用沼液可改善小麦品质;提高小麦籽粒的Cu和Zn含量,显著降低Cd和Cr含量(P<0.05),对Pb和As含量影响不显著(P>0.05)。各处理籽粒重金属含量均低于相应的污染物限量标准。当沼液替代化肥氮比例达到50%以上,由于贪青晚熟,以及基部节间长度显著增长等原因可能导致倒伏、减产,施入大量沼液也可能导致二次污染风险。因此,本研究初步认为,在本试验条件下,麦田灌溉沼液替代化肥氮最佳比例为50%。

基施沼渣替代化肥氮对葡萄生长发育及品质的影响

研究基施沼渣替代不同比例化肥氮对葡萄生长发育和品质的影响,以期为大面积生产上葡萄园基肥施用沼渣技术的推广和应用提供一定的理论参考。以氮元素含量为定量指标,设计1个全施化肥处理和5个基施沼渣替代化肥氮处理。研究结果表明,随着基施沼渣替代化肥氮比例的增加,葡萄产量呈现先增加后下降的趋势,70%NZ(沼渣氮替代70%化肥氮)处理产量最高,为19684.0kg/hm2;粒重和穗重呈现同样的变化趋势。随着基施沼渣替代化肥氮比例的增加,萌芽至成熟天数、叶片SPAD值、新梢节间长、粗度、百叶鲜重及单叶面积等生长指标都呈现逐渐增加的趋势,其中以150%NZ处理最高,表现出成熟期延迟,贪青晚熟,从而影响产量。基施沼渣替代化肥氮可改善葡萄果粒品质。可溶性固形物、Vc和固酸比,以50%NZ和70%NZ处理较高;有机酸含量则以50%NZ处理最低。随着基施沼渣替代化肥氮比例的增加,葡萄果粒重金属Cu、Zn、Cd、Pb和As含量都有所增加,以150%NZ处理含量最高,而重金属Cr含量则有所下降。各处理中葡萄果粒重金属含量均低于相应的污染物限量标准(GB2762—2005)。因此,本研究认为,综合葡萄产量和品质指标,沼渣替代70%化肥氮可作为葡萄园定量化基施沼渣的参考。

添加剂对好氧堆肥过程氮素固持和重金属钝化过程的影响

为提升堆肥品质及安全性,采用不同添加剂以促进氮素固持及重金属钝化效果。选择以鸡粪为主原料,采用发酵桶好氧堆肥的形式,探究4种添加剂[生物炭(BC)、聚天冬氨酸(PA)、土壤改良液(TG)、水果垃圾发酵液(FW)]对堆肥过程中氮素、重金属含量和形态变化的影响。结果表明,好氧堆肥方式不同程度促进了堆体氮素和Cu、Zn、Cr的“浓缩效应”,但对不同重金属的钝化效果存在差异性。好氧堆肥方式显著促使Cu的其他形态向可还原态转化11.42%(P<0.05)的同时,促使Zn由残渣态、可氧化态向可还原态转化10.21%(P<0.05),Cd由残渣态向酸可溶态转化2.52%(P<0.05);添加剂的使用则有效促进了好氧堆肥过程中氮素固持和重金属钝化效果,其中PA处理通过官能团螯合作用和促腐功能,促使腐熟堆体中全氮含量增幅为CK处理的3.91倍(P<0.05),BC和TG处理亦具有一定氮素固持效果,但与CK处理间的差异并未达到显著水平(P>0.05),FW处理氮素固持效果弱于其他添加剂处理组,可能源自其添加量不足,未能实现堆体pH的有效控制所致;PA、BC处理对重金属钝化过程的促进作用优于其他处理,且PA处理可显著促进Cu、Cd分别向残渣态转化0.98%、4.87%(P<0.05);此外,堆肥前后重金属的形态变化分析结果表明,4种添加剂对堆体重金属的钝化效果可能均与促腐作用相关。PA处理对堆肥过程氮素固持和重金属钝化的综合作用效果最佳,且其可完全分解,是一种绿色安全的堆肥添加剂。

中医非药物治疗类风湿关节炎相关机制的研究进展

随着中医药在类风湿性关节炎中的应用研究不断深入,副作用小、疗效确切等中医优势日益凸显,其中中医非药物治疗在类风湿性关节炎的治疗中发挥了重要作用,包括针灸、艾灸、穴位贴敷、针刀、穴位埋线等,涉及的起效机制有抗炎、抑制滑膜过度增生、调节机体免疫、保护关节软骨等,本文就这些中医非药物治疗类风湿性关节炎的相关机制进行总结综述。

江淮地区“一稻三虾”综合种养绿色生产技术

阐述了"一稻三虾"生态种养绿色生产的"三大、两水、两网"的配套工程建设方案,"一稻三虾"中稻前虾、稻中虾和稻后虾绿色种养时空耦合技术,以及绿色营养、绿色防控等技术规范,为发展稻田综合种养,实现一水两用、一田多收绿色生产提供技术操作规范。

掺杂与应力对ZrO2薄膜电子结构和光学性质的影响

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法系统地研究了掺杂和应力对ZrO2薄膜的电子结构与光学性质的影响.本文首先研究了Hf原子替代掺杂对ZrO2薄膜物性的影响,研究结果表明,Hf原子掺杂减小了ZrO2薄膜的带隙和态密度大小,可在一定程度上降低其表面缺陷电荷和漏电流.掺杂Hf原子后介电峰和吸收峰的值明显下降,同时介电峰和吸收峰的波形均出现了窄化现象,半高宽显著减小.本文也着重研究了不同应力下四方晶相ZrO2薄膜物理性质变化及规律.研究发现压应力显著调控了ZrO2薄膜的带隙以及价带顶和导带底附近的能带结构.施加应力后吸收峰的吸收范围和强度均显著增大,峰值对应的光子能量蓝移则表明对紫外光的吸收随着应力的增加有所增强.在低能量红外和可见光区域,施加压应力后ZrO2薄膜的折射率变大,但在紫外线区域,压应力使ZrO2薄膜的折射率呈现出先增大后减小的波动特性.上述研究结果为ZrO2薄膜材料的设计与应用提供了理论依据.

基于田口方法的草菇渣堆肥育秧基质配方筛选研究

为保证草菇渣堆肥为主的水稻育秧基质配方筛选结果的稳定性和准确性,采用变异系数法赋予秧苗指标权重,通过单因素试验与田口方法相结合的方式,客观有效地筛选基质配方。结果表明:壮苗指数可单独作为简单功能组分筛选中机插秧苗长势的有效评价指标,而茎基宽因机插秧秧龄要求较短,其评价能力相对较弱;草菇渣堆肥、速效肥及锌肥的添加对秧苗生长的影响均达到显著水平(P<0.05),而最佳配方仅包括60%(w/w)草菇渣堆肥和1‰(w/w)锌肥;速效肥的添加在育秧前期显著增加基质盐度(P<0.05),后期由于水分淋洗,而无法有效供养;锌肥则兼具调酸和促根生长功能,而使得生根粉作用并不显著(P>0.05);草菇渣堆肥保水能力和育秧水分的严格管理可能是导致保水剂并非配方组分的主要原因;此外,Nash-Sutcliffe效率系数的计算结果(NSE=0.943),证明基质筛选模型的稳定性和准确性。

基于生物炭性能提升技术的稻田重金属污染修复策略研究展望

通过对生物炭吸附重金属机理相关文献的综合分析,并借鉴生物炭在水体及土壤环境中对重金属吸附性能的提升途径,初步探讨了在修复稻田土壤重金属污染中提升生物炭吸附性能的策略。就生物炭的制备过程而言,宜选择秸秆类、木质类作为制备源,这样可以降低二次污染风险;较高的制备温度有利于实现污染钝化效果的稳定性,较低的热解速率则可构造生物炭良好的孔隙结构,有助于污染修复效果的提升。就生物炭的改性策略而言,官能团修饰方法不仅可以增加修复效果的稳定性,还可实现对特定重金属污染的专性修复;磁性加载方法可实现土壤与重金属分离,有助于污染彻底修复,但亦须考虑过高过低载Fe量存在增加植物富集重金属的风险;酸改性技术存在活化土壤重金属的风险,但可选择磷酸类等具备多角度改性功能的酸类,以保证修复效果。

分子动力学研究表面缺陷对硅纳米线杨氏模量的影响

硅纳米线因受量子尺寸效应与表面效应的影响而具有奇特的力、电及其耦合特性,成为了纳米电子器件的核心构件.然而在硅纳米线的制备过程中,表面产生缺陷不可避免.因此本文采用分子动力学方法着重研究了表面缺陷浓度对不同横截面形状(正方形、六角形和三角形)的[110]晶向和[111]晶向硅纳米线杨氏模量的影响.研究结果表明,当硅纳米线仅有单一表面缺陷时,不同晶向硅纳米线的杨氏模量均随表面缺陷浓度增加而迅速单调减小.当表面缺陷浓度为10%时,杨氏模量的减小幅度在10%-20%之间,减小幅度的差异与硅纳米线的晶向以及横截面形状密切相关.当存在多个表面缺陷时,杨氏模量随着缺陷浓度的增加表现出了不同程度的波动趋势.三角形截面硅纳米线的杨氏模量波动幅度最大,正方形截面的波动较小,即表面缺陷分布的不同对正方形截面硅纳米线的杨氏模量影响较小,这表明表面缺陷的影响与其分布及硅纳米线的横截面形状密切相关.通过与实验结果对比,本文的研究结果揭示了表面缺陷是导致硅纳米线杨氏模量实验值变小的重要因素,因此在表征硅纳米线的力学性能时,需要考虑表面缺陷的影响.

牛粪好氧发酵添加聚天冬氨酸固持氮素的机理

【目的】为有效控制堆肥过程中氮素流失,采用聚天冬氨酸(PASP)作为氮素固持材料,分步研究牛粪好氧发酵添加聚天冬氨酸固持氮素的效果及机理。【方法】首先,采用干湿分离牛粪为原料,设置不同PASP添加量处理[0 g/t(CK)、120 g/t(A)、240 g/t(B)]进行堆肥试验,并针对堆体理化性质、氮素含量及腐熟度指标进行定期监测;其次,依据后期制备生物炭中PASP的担载量,设置堆肥过程空白生物炭(BC-80 g/kg)、生物炭担载PASP(BP-80 g/kg)添加处理,堆肥初始时(第1天)及高温期结束时(第22天)时,采用扫描电镜(SEM)观察PASP形貌、傅里叶红外变换光谱(FTIR)表征官能团变化,X射线光电子能谱(XPS)表征氮素结合形态。【结果】堆肥初始时,相较于BC,BP表面出现颗粒化特征形貌;高温堆肥22天处理后,BP表面该形貌特征进一步被强化,且结合PASP添加组的堆体pH持续高于CK,表明堆肥过程中PASP未被完全分解;综合堆体理化指标、氮素含量变化及微观表征结果分析发现,PASP通过侧链—COOH与铵态氮形成络合结构,增加高温期堆体特别是堆肥第5~10天铵态氮含量(P<0.05)的同时,增加了微生物对铵态氮的利用难度,导致其高温期积温较CK降低40.0℃~91.9℃,并促使其提前4.0~4.6天进入后腐阶段(P<0.05),有效控制了高温期氮素的流失风险;堆体DOM(水溶性有机物)红外光谱分析结果表明,PASP促使堆体相对芳香化程度增强(P<0.05),且基于其在高温期对氮素的固持作用,提升降温期微生物水溶性总氮供应能力,间接降低矿化作用强度,促进含氮有机物与芳香物质合成腐殖质,控制降温期的氮素损失风险;并最终表现为堆肥第39天时,PASP处理氨气累积挥发量显著降低26.62%~37.02%(P<0.05),其全氮含量较堆前增加7.09%~13.64%(CK下降1.23%,P>0.05)。【结论】PASP通过侧链—COOH与铵态氮络合作用及对堆体腐殖化程度的提升作用,综合控制氮素损失风险。同时,添加PASP可降低高温期积温,促使堆体提前4.0~4.6天进入后腐阶段,这也是其控制高温堆肥氮素流失的主要机制。对干湿分离牛粪好氧堆肥而言,PASP在120 g/t低用量时可获得较为理想的氮素截留效果。

掺杂和应变对硅纳米线电子结构与光学性质的调制影响

为了研究掺杂和应变对[111]晶向硅纳米线(silicon nanowires,SiNWs)的电子结构与光学性质的调制影响,基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(general gradient approximation,GGA),采用第一性原理方法开展了相关计算。能带计算表明:空位掺杂和元素掺杂均引入杂质能级,形成了N型和P型半导体材料。单轴应变则进一步减小了带隙,增强了掺杂硅纳米线的导电性,但由于应变也修饰了费米面附近能级的形貌,能带曲率突变影响了体系的导电性能。光学性质计算表明:相比于空位掺杂,元素掺杂更有效地改变了SiNWs的介电函数、吸收系数、折射率与反射率等光学参数,而单轴应变则削弱了元素掺杂的影响。拉应变提升了光吸收的范围和强度,尤其是可见光波段,使掺杂硅纳米线成为优质光伏材料,压应变则降低了对紫外光波段的吸收效率。在紫外区域,拉应变和压应变对掺杂硅纳米线的折射率与反射率的影响相反,在红外和可见光区域影响则一致。研究结果为基于应变和掺杂硅纳米线的光电器件设计与应用提供一定的理论参考。

小龙虾综合种养存在的问题及标准化战略实施对策——以江苏省为例

本文简述了小龙虾产业的发展现状,提出了小龙虾综合种养存在的优质苗种不保供、主推模式不鲜明、技术体系未集成、配套产品很匮乏、标准体系未建立五大问题。阐明了小龙虾综合种养标准化战略实施的"三步走"策略:一是加快关键品种与技术的成熟化研究,二是强化核心技术规程的制定与实施,三是构建小龙虾全产业链的技术标准体系。

江淮平原“一藕两虾”生态种养模式的绿色生产技术

构建了江淮平原"一藕两虾"生态种养模式的绿色生产技术体系,集成了绿色种养、绿色营养、绿色防控技术于一体的"三绿"生产技术;并从荷藕种植、小龙虾养殖的生产实际出发,阐释了"三绿"生产技术的田间工程建设、时空耦合、苗种选择、水质调控、投饵施肥、病虫草害防控等关键技术要点,为"一藕两虾"生态种养模式的推广应用提供可操作的技术规范。

基于信噪比的MEMS压力传感器设计与分析

为了研制高精度MEMS压阻式压力传感器,基于信噪比对其压敏结构进行了设计与分析。首先运用ANSYS有限元模拟仿真获得了不同压敏电阻结构芯片的应力分布,并对其噪声和信噪比进行了理论分析,发现在低频区闪烁噪声是传感器噪声的主要来源。仿真结果表明,芯片结构对其噪声、输出信号和信噪比均存在影响,增加压敏电阻折叠条数通常有助于获得更低的噪声和更高的输出信号和信噪比,获得最大输出信号和信噪比最优的电阻长度分别出现在75μm和125μm左右。然后通过MEMS工艺制作部分传感器芯片并封装测试,实测信噪比与理论分析基本吻合。