县域棉花信息遥感提取与棉田精确化管理分区研究

棉田信息化的精确管理是提高棉花生产管理水平及我国数字农业发展的客观需求。论文以山东省夏津县为研究区,选取棉花4个不同生长期的HJ-1卫星遥感影像,通过物候历分析和主要农作物的光谱特征,确定棉花识别最佳时相,建立提取模型,获取棉花种植区信息。建立棉花花铃期遥感影像的特征光谱指数,并与实测的5种主要土壤养分数据结合,运用相关分析、 主成分分析和K均值聚类分析方法,划分棉花管理区,并对分区结果的合理性进行差异显著性评价分析。结果显示:棉花种植区提取的最佳时相为蕾期,提取精度达到93%以上;优化土壤调节植被指数(OSAVI)能够较好地反映棉花的长势信息,同时与土壤养分具有显著的相关性;利用主成分分区指标将研究区棉田划分为3个管理区:管理一区占总棉田面积的24.67%,土壤有机质和氮磷钾含量最高,棉花长势旺盛;管理二区占47.02%,土壤养分含量中等,棉花长势一般;管理三区占28.31%,土壤肥力最低,棉花长势较差;各管理分区内土壤养分的变异系数都显著减小,分区间土壤养分和光谱指数均值差异显著,显示了分区的合理性。该研究可为实时准确的棉花栽培管理与决策提供科学依据。     

小麦秸秆生物碳质吸附剂从水中吸附硝基苯的机理

在炭化温度为300℃下,以小麦秸秆为材料制备生物碳质吸附剂,采用批量平衡试验,研究了其对水中硝基苯的吸附特性,并从动力学及热力学角度探讨其吸附硝基苯的作用机理.结果表明,硝基苯在生物碳质上的吸附过程符合拉格朗日假二级动力学方程,反应活化能为12.2 kJ/mol;吸附行为可用Freundlich吸附等温方程描述,饱和吸附容量为91.58 mg/g.由吸附热力学方程计算得到的等量吸附焓变(ΔH)<0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)>0,表明生物碳质对硝基苯的吸附为放热和熵减少的自发过程.      

稻草及其燃烧烟尘中正构烷烃的研究

利用气质联用仪测定了中国6种稻草及其明火和闷火燃烧烟尘中正构烷烃的含量.结果表明,稻草中正构烷烃的平均含量为73.0μg/g.碳数分布范围为C12~C37,呈以C29为主峰的单峰型分布.高碳数正构烷烃(>C23)具有明显的奇碳数优势,其平均碳优势指数是2.9.在明火焚烧和闷烧烟尘中正构烷烃的含量均值分别是 1633.1,5458.5μg/g.碳数分布范围为C14~C35,呈以C29或C31为主峰的单峰型分布.碳数在C27以上的正构烷烃具有明显的奇碳数优势,其平均碳优势指数分别是1.5和1.9.稻草烟尘中正构烷烃的组成与原秸秆存在显著的差别.     

秸秆还田对江西农田土壤固碳影响的模拟分析

秸秆还田等农田管理措施能有效地增加土壤碳储量,从而有利于减缓大气CO₂浓度的上升趋势。论文基于环境政策综合气候模型(EPIC),采用千烟洲生态试验站和鹰潭生态试验站农田监测场长期观测数据,验证和优化了EPIC模型参数,同时利用1990-2010年江西省气象资料以及土壤清查资料,模拟分析了4种秸秆还田(CR)比例情景下2010-2030年江西省水稻田土壤的固碳潜力。研究结果表明,无秸秆还田 (CR0%)和秸秆还田25%(CR25%)两种处理下耕作层土壤有机碳储量分别下降21.3%和6.5%,秸秆还田50%(CR50%)和100%(CR100%)处理下土壤有机碳储量分别增加5.4%和11.9%;相对CR0%情景而言,CR25%、CR50%、CR100% 情景下江西省水稻田土壤总固碳潜力分别为6.43、14.92和25.26 TgC(1 Tg = 10⁶ t)。研究结果表明,通过合理的调控措施,采用保护性耕作(秸秆还田)是提高水稻田土壤固碳能力的一种有效途径。     

Suitability of various chemically prepared activated carbons for the removal of copper(II) ions

Studies on the suitability of various chemically prepared activated carbons (CPACs) like straw carbon (SC), sawdust carbon (SDC), dates nut carbon (DNC) and commercial activated carbon (CAC) for the removal of copper(II) ions by adsorption from simulated wastewater have been carried out under batch mode at 30?±?1°C and the results are compared. The percentage removal of Cu(II) ions increased with a decrease in initial concentration, particle size and added electrolytes (ionic strength) and increased with an increase in contact time, dose of adsorbent and initial pH of the solution. The adsorption data were fitted with the Langmuir isotherm. The applicability of the first order kinetic equation viz. Lagergren equation was tested by correlation analysis. The adsorption process is concluded to be a spontaneous, first order reaction, occurring with increased randomness at the solid–liquid interface. Studies on the desorption of Cu²⁺-loaded activated carbons (ACs) were carried out with nitric acid (0.2–1?N). The possibility of reuse of the regenerated ACs in cycle (in cue-one after another) was tested. SC was found to be a suitable adsorbent alternative to CAC among CPACs for the removal of metal ions, in general, and Cu²⁺ ions, in particular.     

河西绿洲灌区玉米秸秆带膜还田腐解特征研究

为探讨河西绿洲灌区玉米秸秆带膜还田时的腐解规律,采用尼龙网袋法,对不同带膜还田模式下玉米秸秆的腐解特征进行研究,旨为当地玉米秸秆还田提供理论依据和技术指导。结果表明：土壤温度是影响当地玉米秸秆腐解的主要因素,经过180 d腐解后,各还田处理秸秆的腐解率均在50%以上,其中翻压处理的腐解率（67.5%～76.0%）高于覆盖处理（50.5%～59.0%）,而且腐解主要发生在还田后的30～120 d。秸秆在还田前期（前60 d）会与作物争夺土壤氮素,但是在还田后期会释放一定氮素,而且翻压和粉碎还田释放的氮素要高于覆盖和整株还田。从秸秆完全腐解的预测时间看,整株半量翻压、整株半量覆盖、粉碎半量翻压、粉碎全量翻压、粉碎半量覆盖和粉碎全量覆盖处理分别需要247、326、212、227、277和299 d才能完全腐解,可见,在河西绿洲灌区实行带膜还田前景广阔,而且翻压优于覆盖,粉碎优于整株,半量优于全量。     

江苏省水稻秸秆资源量及其可收集量估算

以江苏省23个主要水稻品种为研究对象,对不同品种类型、种植方式和单产水平的水稻进行取样调查,分析不同生产条件下的水稻草谷比及不同留茬高度下的秸秆可收集量,结合相关统计资料估算江苏省水稻秸秆资源量及其可收集量。结果表明,水稻草谷比在不同品种类型间差异较小（0.98～1.03）,不同种植方式（0.80～1.19）和不同单产水平（0.83～1.12）间差异较大;当留茬高度为5、15、20和25 cm时,水稻秸秆可收集系数分别为0.815～0.868、0.668～0.732、0.600～0.669和0.533～0.618,水稻秸秆可收集量分别为1 352.16×104～1 458.09×104、1 145.70×104～1 228.13×104、1 043.20×104～1 121.52×104和951.37×104～1 021.30×104 t。估算得到2009年江苏省水稻秸秆资源量（以干质量计）为1 585.93×104～1 704.92×104 t,比传统方法的估算结果高2.45%～10.14%。江苏省水稻秸秆资源丰富,可收集量主要受留茬高度和种植方式的影响。     

棉垛早期阴燃火灾特性及棉花仓库主动吸气式复合探测研究

以棉花仓库消防安全为背景,在火灾探测标准燃烧室内开展了棉花垛早期阴燃特性试验和吸气式复合探测试验研究。分析棉花垛早期阴燃过程中的质量损失、烟气浓度以及图像特征变化,以棉花垛顶部着火为例,归纳了阴燃过程大致包括水平蔓延及竖直蔓延两个阶段,并分析了各阶段特性。利用吸气式复合烟气诊断,分别记录了吸气管道出口的CO体积分数变化以及吸气式探测器的输出信号。结果表明,CO的响应时间明显快于吸气式探测器且几乎不受采样孔位置的影响。由于阴燃温度低,羽流湍浮力相对较弱,而CO气体密度远小于烟颗粒密度,在吸气管道中表现出更好的迁移性。因此,针对大空间棉储仓库,可以采用吸气式感烟火灾探测器与CO气体探测器相结合的复合探测手段,也可以考虑在传统吸气式探测器内部整合CO探测部件以提高探测报警速度,同时有效降低误报、漏报率。     

秸杆焚烧对大气环境质量的影响

对泰兴市秸杆焚烧的状况及造成大气污染的结果进行了调查统计分析,焚烧秸杆产生的PM10对大气环境质量污染影响大,成为首要污染物,其受重力影响较大,自净较快;产生的SO2和NO2受风力的影响大,但自净速度慢,停止焚烧后,仍对大气质量有较大影响。同时根据焚烧现状及污染特点,提出了预防焚烧污染的措施及建议。     

草粉担载Na2CO3可逆脱硫吸附剂的制备及脱硫活性

通过浸渍方法,制备了5%～90%(质量分数)担载量Na₂CO₃/草粉脱硫剂.实验结果表明,较小的草粉粒度(≤0.28mm)和较低的气体流量(40mL/min)有利于SO₂脱除,但是脱硫温度(70℃～300℃)对脱硫效果影响不大.利用XRD,SEM,ATR-IR等分析手段,研究了草粉改性Na₂CO₃脱硫吸附剂的机理.实验证明:改性Na₂CO₃吸附剂高效脱硫的机理主要在于吸附剂表面结构的无定形态,因而具有比较大的比表面积(12.14m²/g)和孔体积(0.093cm³/g).