基于PEST的土壤-作物系统模型参数优化及灵敏度分析

农业生产管理系统模型输入参数多,参数率定过程十分耗时费力,大大限制了其推广应用。该研究以华北平原2 a的冬小麦-夏玉米田间试验观测数据为基础,使用PEST(parameter estimation)参数自动优化工具对土壤-作物-大气系统水热碳氮过程藕合模型(soil water heat carbon and nitrogen simulator,WHCNS)的土壤水力学参数、氮素转化参数和作物遗传参数进行自动寻优,同时计算分析模型参数的相对综合敏感度,并将优化结果与土壤实测水力学参数和试错法的模拟结果进行比较。参数敏感度分析结果表明,18个模型参数的相对综合敏感度较高,其中土壤水力学参数普遍具有较高的敏感度,以饱和含水率敏感度最高;作物参数中,作物生长发育总积温和最大比叶面积具有较高的综合敏感度;而氮素转化参数的敏感度远低于土壤水力学参数和作物参数。评价模型模拟效果的统计性指标(均方根误差、模型效率系数和一致性指数)表明,PEST法比实测水力学参数的模拟精度有所提高,其中土壤含水率、土壤硝态氮含量、作物产量和叶面积指数的均方根误差分别降低了61.8%、23.5%、73.6%和23.3%。同时PEST法比试错法对土壤水分和作物产量的模拟精度也有较大提高,但对土壤氮素和叶面积指数的模拟精度提高不明显。由于该方法大大节约了模型校准时间,在较短的时间内获得了明显高于试错法的模拟精度,因此PEST软件在WHCNS模型参数自动优化中是一个值得推广的工具。     

芦花鸡生长期呼吸产热代谢特点的研究

对吉林省地方优良鸡种——芦花鸡,饲料营养代谢研究过程中,应用呼吸测热装置,对该品种鸡的呼吸和气体交换代谢进行了全面测试.结果表明:芦花鸡各期的生长代谢期间,白天的耗O2量和CO2产生量均高于夜间,而绝食代谢的耗O2和CO2产生量均低于生长代谢各期;不同代谢条件的耗O2代谢率,呈白天高夜间低的趋势,随着体质量增加,耗O2代谢率逐步下降;试验鸡绝食代谢的呼吸商(R.Q.)为0.73 ～ 0.75,为体脂肪分解代谢,生长期的R.Q.为0.87 ～ 0.88,以体蛋白代谢为主;各期的产热随体质量增加而增加,绝食代谢产热也呈相同的规律.     

反光膜可提高设施栽培葡萄品质

在葡萄日光温室内,顺行（东西行）铺设1．2m宽的反光膜,并留30cm作业道,结果表明,在葡萄生长期内铺设蓝色和红色反光膜可提高棚室内的光照强度,增加葡萄叶幕下方蓝光、红光和远红光比率,有利于提高浆果品质和产量。     

副猪嗜血杆菌的实验室检测技术

副猪嗜血杆菌病发病率和死亡率较高,给养猪业造成了严重损失。为及时确诊该病,本文从细菌分离鉴定、血清学检测和分子生物学检测3个方面,对副猪嗜血杆菌实验室诊断方法的研究进展及其优缺点进行了综述。细菌分离鉴定特异性较强,但操作复杂、用时长、所需仪器多,无法满足快速检测需求;酶联免疫吸附试验(ELISA)、间接血凝试验(IHA)和补体结合试验(CF)3种血清学检测方法操作简便、快速,但特异性和敏感性不高,主要适用于早期诊断和筛查。近年来,分子生物技术快速发展,已建立了PCR、荧光定量PCR、数字PCR和环介导等温扩增(LAMP)等多种分子生物学检测方法。这些分子生物学检测方法敏感、快速、特异和稳定,其中PCR、荧光定量PCR已广泛应用于实践中,而数字PCR和LAMP检测技术尚需进一步优化。多种特异性好、灵敏度高、重复性好、检测快速的实验室检测方法的建立和改进,为副猪嗜血杆菌病检测和流行病学调查提供了有效的技术支撑。     

不同施肥管理模式下农田氮素淋失及水氮利用效率模拟分析

通过分析定量化不同肥料管理模式下的农田水氮利用效率和氮素平衡状况,为推荐合理的肥料管理模式提供依据。以连续6年(1992年9月—1998年7月)不同肥料管理模式(传统化肥,T1;有机肥,T2;有机无机配施,T3)的田间试验数据为基础,对土壤-作物系统碳氮水循环过程模型WHCNS进行了校验,应用校验后的模型定量化分析了不同肥料管理模式下的农田氮素淋失、水氮利用效率及氮素平衡。结果表明:3个处理6年的总渗漏量均很大,在1230 mm左右,占总降雨量(无灌溉)的35%～38%,与试验地土壤质地偏砂性有关。3个处理的水分利用效率大小顺序为T3>T1>T2,作物产量的差异是其主要原因,T3处理的作物产量最高而T2处理的作物产量最低。3个处理的氮素利用效率大小顺序为T3>T2>T1,氮素的主要去向是作物吸收和硝态氮淋洗,其中只施化肥处理的氮素淋洗率最大,占氮肥总量的33.6%,有机无机配施处理的氮素淋洗率最低,仅占氮肥总量的23.5%。经过6年轮作后的土壤与初始条件相比,只施用化肥的土壤氮素亏缺严重,达到144 kg N·hm^-2,而加入有机肥模式土壤氮素亏缺较小,T2和T3处理分别为55、79 kg N·hm^-2。有机无机配施模式在保证作物较高产量的情况下,不仅减小了硝态氮的淋洗,提高了水氮利用效率,而且有利于保持土壤氮素平衡,是3种肥料管理模式中最好的。     

武汉市排水污泥特性及其农用可行性分析

对武汉市3个主要污水处理厂污泥的化学组成进行了两个月的连续监测,结果表明,污泥中有机质和N、P、K等养分含量丰富,重金属含量远低于国家规定的控制标准范围,可作为有机肥资源加以利用;同时对利用污泥开发商品有机肥的可行性及其应用前景进行了分析,提出了污泥农用资源化的相应措施.     

稻田土壤-作物系统模型参数敏感性分析与模型验证

为提高稻田土壤-作物模型校准过程的效率和精度,以长江中游地区两年的稻田试验数据为基础,采用Morris和Sobol’两种方法对WHCNS_Rice模型参数进行了全局敏感性分析,并在此基础上进行模型校准和验证。结果表明,两种方法得到的模型主要敏感性参数基本一致,与Sobol’方法相比,Morris方法具有计算量小和筛选快速的优势。土壤水力学参数和作物参数对模型输出项均有较大的影响,尤其是土壤水力学参数中的饱和含水率、田间持水率以及犁底层饱和导水率;作物参数中生育期总有效积温、最大比叶面积和作物系数对作物生长过程影响较大;氮素转化参数中仅氨挥发一阶动力学系数和反硝化经验系数分别对氨挥发和氮反硝化有一定的影响,其余参数均不敏感。在此基础上,固定非敏感参数,重点校准上述敏感参数。模型校验结果表明,模型模拟的地上部干物质质量、作物吸氮量、蒸散量和田面水高度均与实测值吻合较好,模拟值与实测值线性回归方程的斜率和相关系数均接近于1,P小于0. 01,说明校验后的模型可用于模拟该地区的水稻生长过程及稻田水分动态和氮素去向。采用Morris方法对筛选出的模型敏感性参数进行模型校准和验证,可以大大提高模型校验的效率和精度。本研究可为稻田土壤-作物系统WHCNS_Rice模型参数的校准和模型的推广应用提供技术支持。     

日光温室冬季基质加温效果及对番茄生长和品质的影响

采用控温电伴热加热系统对根系直接进行加温,设置基质加热温度分别为22、28、34 ℃,研究不同加热温度下根系温度场的分布以及对无土栽培番茄生长和品质的影响。结果表明,当使用椰糠作基质时,22、28、34 ℃的加热温度可在夜间使基质内中心位置平均温度分别提高到22.4、29.8、35.2 ℃; 与不加温对照相比,22 ℃和28 ℃加温处理能显著提高番茄单株产量,株高、茎粗、叶片数、根系干质量和鲜质量以及可溶性糖、可溶性固形物、可溶性蛋白、可滴定酸等品质指标显著提高;22 ℃加温处理中番茄植株的单株能耗为11.33 kWh,明显低于28 ℃处理的14.86 kWh,节能效果最优。     

锌钾营养对温室无土栽培番茄生理和品质的影响

以番茄品种丰收为试材,在封闭式循环无土栽培系统下研究锌肥和钾肥对番茄植株生长、光合特性、产量和品质的影响。结果表明,增施锌肥、钾肥均能提高番茄植株的株高、茎粗、叶片数;提高番茄净光合速率、蒸腾速率等光合指标;番茄果实VC、可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸含量及糖酸比均增加,单果质量和单株产量显著提高,其中钾肥对番茄生长、产量和品质的影响高于锌肥,锌肥和钾肥同施的效果优于单独施用。     

小鼠精子冷冻及冻融精子体外受精研究

为了探索一种高效的小鼠精子冷冻方法,试验利用棉籽糖和脱脂奶粉作为冷冻保护剂进行精子冷冻保存,然后再通过精子复苏、体外受精试验,比较冷冻保存复苏后的精子与新鲜精液中精子在受精卵率、2-细胞率、囊胚率方面的差异。结果表明:本方法冻存的精子受精率为70.3%,2-细胞率为58.3%,囊胚率为41.7%,与新鲜精液相比差异不显著(P0.05)。说明本方法适用于小鼠精子冻存。