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技術研究范文1
目前的現代溫室蔬菜超高產只有無土栽培1年生(含1年)以上的蔬菜(番茄、黃瓜、甜椒等)可實現。根據無土栽培科學施肥作用的啟迪,以創新裝備和工程引入應用改變有土栽培傳統施肥和耕作方式,探討普通設施有土栽培蔬菜(1年及以上生)種植實現超高產高效生產模式的可能性。2009年我國設施面積達到335萬hm2,設施蔬菜種植絕大多數為有土栽培,播種面積占2009年度蔬菜總播種面積(1841萬hm2)的30%以上,實現超高產有重要意義。國家中長期科學和技術發展規劃(2006—2020年)中有關農業的重點領域及其優先主題發展思路(4)明確指出:積極發展工廠化農業,提高農業勞動生產率。重點研究農業環境調控、超高產高效栽培等設施農業技術,開發現代多功能復式農業機械,加快農業信息技術集成應用。
1發展設施農業技術意義重大
國家科學和技術發展規劃以現代農業發展理念,從前瞻的戰略高度審視設施農業的發展。所謂現展理念的前瞻性,就是從未來發展考慮問題。要實現小康社會,人民生活提高,同時應對我國人口逐年增加的形式,就必須提高現有各種資源利用率,特別是在我國人均耕地資源逐年下降的情況下,耕地資源又不像其他資源可以通過進口或替代等措施彌補,所以提高現有耕地資源利用效率十分重要。當前現代溫室的無土栽培技術能實現超高產,以荷蘭無土栽培番茄種植為例,年均產量為52.5萬~67.5萬kghm2,是我國大田番茄種植產量的8~10倍,是一般溫室有土栽培番茄種植年產量(兩茬產量)的3倍左右。因此,超高產高效設施栽培技術的發展,特別是設施蔬菜超高產高效有土栽培技術的發展,對提高耕地利用效率,挖掘土地資源潛力有著巨大作用,它是一個國家現代化、高度工業化和城市化發展的重要標志,它的發展是必然趨勢。
2現代溫室無土栽培技術
現代溫室無土栽培具有高產出、高品質、高效益,勞動條件和環境好的優勢,它是現代農業的典范。設施有土栽培蔬菜種植距現代農業目標有多大差距,通過與現代溫室無土栽培對比,分析無土栽培高產出、高品質和高效益生產模式的機理,可探索出設施有土栽培蔬菜超高產高效的生產方法。荷蘭無土栽培番茄超高產的根本原因,是對水肥、溫光(光合作用和溫度影響)、時間、土地和空氣各類資源利用率高。利用率高意味著單位時間內資源利用多,也就是單位時間生產的產品多,它體現了時間就是金錢,具體體現是番茄在1個(或以上)生長期(定植—拉秧)內,結果生產期(首次上市起始)占整個生長期的80%以上,讓更多各類資源(含人為調控資源)轉化為番茄果實。為了單位時間生產的產品多,無土栽培把現代科學技術、現代裝備和工程盡可能多地引入應用,建立4大保證措施,即科學施肥、合理溫度控制、適當增加光照和現代農藝管理。
(1)無土栽培科學施肥。無土栽培是把具有各種營養元素的營養液放到槽或池子內,作物根系置于營養液中,根系從營養液里吸取水和營養元素。營養液的營養元素按作物需要進行配制,營養液按需可定期補充。由于營養元素全面,水和營養元素保證及時供給;番茄秧苗可養活更多枝杈,保證番茄1年或更長生長期的正常生長,提高自然資源利用效率。
(2)合理溫度控制。番茄開花結果最適宜溫度,白天25~32℃,夜間15~20℃。番茄果實成熟一般50~60d,在最適溫度下50d內成熟,溫度不適宜時需60d以上,甚至100d成熟。總有效積溫高和零度以上無效積溫利用率高。荷蘭現代溫室無土栽培一年中適宜番茄開花結果的連續總積溫可達8000℃左右;據測算北京地區日光溫室實施合理溫度控制,在340d的番茄種植中,總有效連續積溫達7500℃以上(最適宜的溫度),其中有2500℃左右的零度以上無效積溫調整為有效積溫,它占總有效積溫的30%以上。有效積溫不連續,番茄果實成熟時停時長,果實成熟時間加長,從停到長總有起動過程,使有效積溫利用效率降低??傆行Хe溫連續,提高有效積溫和其他資源利用率,可使番茄成熟期不超過50d,使結果批次大大增加,達到提高產量的目的。
(3)適當增加光照。荷蘭在北緯49°~53°,冬季太陽照射高度低,強度弱,陰天多,日照1484h年,光照不足,必需適當增加光照,自然資源利用效率才會高,不致影響產量。
(4)現代農藝管理。有了科學施肥和開花結果最適宜的溫度環境等,沒有好的管理,番茄只瘋長,同樣不能高產。所以加強管理,合理換頭,使結果批次達到合理數值,才會取得超高產。這說明現代農藝管理是番茄超高產不可缺的重要條件之一。4大措施中,有一項不足就影響各類資源利用率,各類資源轉化為果實的程度降低,就沒有超高產而言。就是說只靠大自然恩賜的資源不可能取得超高產的。
3現代溫室無土栽培在我國的應用啟示
現代溫室無土栽培番茄等超高產和類似工廠工作環境的生產模式,是現代農業的典范,是學習榜樣。設施有土栽培蔬菜要實現超高產,也必須建立4大保證措施。實際上無土栽培超高產并不是深不可測,關鍵是它用4大措施保證了番茄各生長階段的生理機能最適宜需求,從而實現超高產。4大措施中的溫度控制、增加光照和現代農藝管理水平,我國并不落后于發達國家,其最大差距是有土栽培施肥不科學———營養不能及時供給,營養元素不全面。施肥不科學嚴重影響各類資源利用率。只要在科學施肥上另辟新路,建立與無土栽培科學作用相同的有土栽培新的施肥方法,并使投入處于較低水平,普通設施有土栽培蔬菜超高產高效就能實現。
4普通設施有土蔬菜栽培
4.1種植模式
有土栽培大多為畦(臺)田種植模式,它包括種(栽)前土地準備、種(栽)、管理和收獲4大環節。在4大環節中,種前土地準備農活量最大、最重。有土栽培蔬菜種植現代農業建設中,土地準備環節全部機械化顯得十分重要。
4.2種前土地準備機械化狀況
傳統機械作業必須通過轉彎完成,而傳統機械體積大,轉彎半徑大,即使小型微耕機作業轉彎半徑通常也在3~4m,機械作業時經常與設施擦碰,這就是傳統機械與設施之間存在的作業障礙,這種障礙使設施邊角地帶不能翻耕,造成邊角漏耕;傳統機械作業,存在入土行程和出土行程,造成地頭漏耕;傳統機械作業地面不得有任何障礙物,故不能為工程應用提供支撐。因此地頭、地角、做畦和畦面土壤細化平整全部人工完成。據測算土地準備環節,用傳統微耕機翻地,人工挖翻地頭地角,人工做畦和畦面土壤細化平整等,人工成本占87%。雖然也用機械,因機械作業項目少,機械化程度低,人工成本居高不下。特別是工資逐年提高的情況下,人工成本還要高。要提高機械化程度,減輕勞動強度,改善勞動條件,提高勞動生產率,研發新型機械裝備勢在必行。
4.3有土栽培蔬菜施肥狀況
施肥量及施肥方法不僅決定蔬菜產量,而且影響產品質量,這說明了科學施肥的重要性。傳統有土栽培蔬菜作物的施肥存在以下問題。4.3.1不能按需供肥,肥料利用率低一般是在種前一次性施入一定量有機底肥和適當化肥做底肥,底肥與土壤混合儲存在土壤耕作層內,此時土壤的肥力達到峰值。作物各不同生長階段所需要營養元素的量也不同,作物幼苗生長期所需營養量并不大,但此時土壤肥力處于峰值,幼苗仍按自己需要量吸取部分營養,土壤儲存的剩余部分將隨著灌溉等因素流失一部分,特別是土壤中的化肥流失比例會高一些。
4.3.2追肥受限不能做到及時提供營養
作物生長到中后期需要營養元素最多時,土壤的肥力已經下降,不能滿足作物生長的旺盛需求,因而人們常給作物實施追肥,這種追肥大多為無機化肥。特別追肥時畦面秧苗較高,設施內氣溫高,在根附近挖坑,投入化肥,再掩埋,作業條件差,十分繁鎖,費工、費時、費力;追肥次數多,用工多,勞動成本提高,因而追肥次數受到限制,所以不能做到及時提供營養給作物。
4.3.3營養元素不全面
追肥大多為化肥,只補充N、P、K元素,微量元素無法補充,營養元素不全面。
4.3.4施肥不科學使番茄生長期縮短
番茄雖然是多年生作物,但因有土栽培下傳統施肥方式不能滿足其更長生長期的需要,造成番茄一般只有幾個月生長期。若在營養保證的情況下,采收期(生產期)增加2個月,就意味著番茄產量增加1倍。
5設施蔬菜超高產有土栽培技術內容及作用
設施蔬菜超高產高效有土栽培技術研究的切入點主要是通過引入新型耕作機械和工程手段,取得兩個方面突破:①機械裝備與設施內畦田種植模式之間相適應,并建立全新的有固定畦埂的耕作模式;②按照無土栽培科學施肥作用的啟迪,建立相應的有土栽培科學施肥方法,并使其固定資產投入降低到較低水平。
5.1縱橫行走微耕機為核心的機械化
縱橫行走微耕機前面裝有平碎土機具,后面裝有旋轉深耕機,兩輪縱向走于兩畦埂。作業從日光溫室后墻處畦端開始,平碎土機具抬起,旋轉深耕機落下,進行畦面翻耕作業,到畦的另一端,返回時旋轉深耕機抬起,平碎機具落下進行畦面碎土和平土作業,直到后墻處畦端,然后輪子在橫向畦埂行走,使機組到下一畦作業,如此返復實現不轉彎的翻整地作業。使用效果如下:
(1)土地準備環節全部機械化作業。機組作業不用轉彎,沒有入土行程和出土行程,翻耕時無地頭地角漏耕,不用做畦,土地準備環節可全部機械化。提高勞動生產率,降低成本。
(2)為各項工程應用提供支承點。傳統機械翻耕土地,地面不允許存在任何永久性固定物體??v橫行走微耕機作業畦埂不翻耕,因此畦埂就可以改為永久性畦埂,如用混凝土或其他材料做成予制件,然后組裝成固定畦埂。這種固定畦埂相比于傳統土堆積的畦埂有許多優勢:①它為工業工程應用提供了固定支承點;②為探索和深入發展現代農業提供支持。
(3)節能減排??v橫行走微耕機動力為低壓直流電動機,蓄電池提供能源,特別是設施內空氣流動差,沒有尾氣排放有利于環保;蓄電池可以在電網負荷最低時充電,在大環境內有利于節能。傳統微耕機由于驅動軸分配質量有一定限制,沒有條件使用低壓直流電動機,所以傳統微耕機只能使用汽油機或柴油機,因有尾氣排放造成污染,在設施內應用不利于人的健康。
技術研究范文2
關鍵詞:性能化設計;處方式設計;消防設計;火災模型
1前言
如果說納米技術使新材料的研究起到了革命性飛躍,那么也可以說性能化設計方法將開創消防科技的新局面。
消防設計目前有兩種設計思想,一種是傳統的“處方式設計方法”,其基于場所類型進行設計考慮;另一種是“性能化設計方法”,它立足于危害分析及火災假想,對于解決超越法規或現行法規無法解決的復雜建筑的消防設計具有很大意義。
由于性能化防火設計的方法與傳統的設計方法相比具有許多優越性,所以很快成為建筑防火的一種新理念,并將發展成為建筑防火技術領域里一個全球性發展潮流,受到許多發達國家和發展中國家的高度重視,得到越來越廣泛的應用。
2性能化消防設計的概念
性能化消防設計是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法,它運用消防安全工程學的原理與方法,根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況,由設計者根據建筑的各個不同空間條件、功能條件及其它相關條件,自由選擇為達到消防安全目的而應采取的各種防火措施,并將其有機地組合起來,構成該建筑物的總體防火安全設計方案,然后用已開發出的工程學方法,對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估,從而得到最優化的防火設計方案,為建筑結構提供最合理的防火保護。
與“處方式”設計相比較,性能化設計方案更關注是否能夠實現“保證人員疏散和滅火救援不受火災煙氣影響”這一“目的”,而不是拘泥于滿足規范要求的最低排煙量。性能化的消防設計方案通過科學的論證,能夠提供比之處方式的消防規范更為安全的設計表現效果,比較起來,性能化設計方案具有設計成本有效性,設計選擇多樣性及設計效果更為優化性的特點。
性能化消防設計的兩個關鍵點,第一是確認危害,第二是明確設計目標。具體來說,它針對建筑物的特點,建筑物內人員特點,建筑物內部操作方式,建筑物外部特征,消防滅火組織特點等。從而針對每種危害或者每個設計區域選擇設計方法及評估方法。這種設計方法突破了傳統設計針對建筑物結構類型、相應的層高及面積的限制,同時提供了更加靈活而有效的設計選擇性。
性能化消防設計包括確立消防安全目標,建立可量化的性能要求,分析建筑物及內部情況,設定性能設計指標,建立火災場景和設計火災,選擇工程分析計算方法和工具,對設計方案進行安全評估,制定設計方案并編寫設計報告等步驟。在設計過程中,需要對建筑物可能發生的火災進行量化分析,并對典型火災場景下火災及煙氣的發展蔓延過程進行模擬計算,因此計算的工作量以及各類基礎數據的需要量非常大,往往需要采用計算機火災模擬軟件等分析和計算工具。建筑物性能化消防設計方法及其應用情況澳大利亞于1996年頒布了性能化防火設計規范的《澳大利亞建筑設計規范》(《BuildingCodeofAustralia》,簡稱"BCA"),并自1997年7月1日起,在各州政府陸續推行。
巴西于1999年頒布了新的《鋼結構防火設計》和《對建筑構件耐火極限的要求》兩部標準。這是南美首次制定的建筑標準,由SaoPaulo大學、Mi—nasGerais大學和OuroPreto大學編制。標準中引入了如時間計算方法與風險評估方法以及其他消防安全工程設計方法等性能化的新概念,允許建筑物的火災安全根據其火災荷載、建筑物高度、建筑總面積以及滅火設備的安裝與否等條件確定,而對建筑物的耐火等級不做要求。
日本政府于1998年6月對《建筑基準法》進行了修訂,引入了一些有關性能化設計的內容,并于2000年6月施行;另外,還于2003年8月開始對《消防法》進行修訂,計劃于2005年施行。
加拿大于2001年了性能化的建筑規范和防火規范,其要求將以不同層次的目標形式表述。
美國也于2001年了《國際建筑性能規范》和《國際防火性能規范》。
目前,已有不少于13個國家(澳大利亞、加拿大、芬蘭、法國、英國、日本、荷蘭、新西蘭、挪威、波蘭、西班牙、瑞典和美國)采用或積極發展性能化規范和基于規范結構形式下建筑防火設計方法,并取得了一定成果。中國也正在加緊性能化設計方法的研究和性能化設計規范的制定。公安部所屬消防研究所承擔了幾項有關性能化設計的國家十五科技攻關課題,如公安部天津消防研究所承擔的“建筑物性能化防火設計技術導則”的研究和制定,公安部四川消防研究所承擔的“高層建筑性能化防火設計安全評估技術研究”等。
6推行性能化設計方法是一個逐步過程
盡管建筑物消防性能化設計方法有很多優點,作為性能化設計技術的基礎一“火災模型”在性能化設計中起著舉足輕重的作用,但它們作為一種新生事物,還不為人們所理解和接受,特別是建筑設計師和建筑管理部門的人員都不太了解這種新的設計方法。
有人曾對美國、中國香港和澳大利亞的建筑管理人員在對待性能化設計和處方式設計在能否保證建筑消防安全,以及火災模型是否足以支持性能化設計的態度進行了一個調查,并進行了比較。發現半數以上的管理人員認為性能化設計不能保證建筑的安全,三分之二以上的管理人員認為處方式設計能保證建筑的安全,以及三分之二以上的人認為火災模型不足以支持性能化設計。調查結果參見表1。建筑物性能化消防設計方法及其應用情況性能化設計利用火災科學和消防安全工程建立設計指標,評估設計方案;并利用火災危害分析和火災風險評估建立從總體目標和功能目標到火災場景等領域內所需要的參數。性能化的消防安全設計是一種可以對諸如非工程參數(如人在火災中的行為和反應)進行定義的工程過程。
4建筑物性能化消防設計的內容
建筑物的性能化消防設計主要包括兩個方面的設計內容:一是保證建筑內人員安全疏散的性能設計,二是保證建筑構件耐火的性能設計。
人員安全疏散的性能設計是從建筑內人員安全方面進行考慮的,通過綜合考慮各種火災因素對人員逃生的影響,采用性能化的設計方法來保證建筑物內人員的火災安全性,從而防止人員傷亡。其性能化的設計準則是:煙層下降高度和煙氣濃度達到人不能忍耐的時間大于人員安全疏散所需的時間。
構件耐火的性能化設計是從建筑物的穩定性方面進行考慮的,通過分析建筑構件在火災中的反應,采用性能化的設計方法來保證建筑物結構的火災穩定性,從而防止建筑物的倒塌。其性能化設計準則是:火災持續時間小于構件的耐火時間。
5國內外性能化設計應用概況
自20世紀80年代英國提出了“以性能為基礎的消防安全設計方法”(performance——basedfiresafetydesignmethod,以下簡稱性能化防火設計)的概念以來,日本、澳大利亞、美國、加拿大、新西蘭以及北歐等發達國家政府先后投入大量研究經費積極開展了消防性能化設計技術和方法的研究,南非、埃及、巴西等發展中國家也都紛紛開展了這方面研究工作。世界各國都在積極推行性能化設計方法的應用,并取得了巨大成就。
英國于1985年頒布了第一部性能化防火規范,包括防火規范的性能化修改,新規范規定“必須建造一座安全的建筑”,但不詳細確定應如何實現這一目標。
新西蘭1991年的建筑法案對建筑監督立法體系進了徹底調整,于1992年了性能化的《新西蘭建筑規范》,新規范中保留了處方式的要求,并作為可接受的設計方法,于1993年強制執行。1993~1998年,繼續開展了“消防安全性能評估方法的研究”,制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火災的發生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基礎設施和通道要求以及防止火災相互蔓延五部分。
瑞典于1994年了新的包含有性能化設計內容的建筑防火設計規范。建筑物性能化消防設計方法及其應用情況世界各國幾乎都存在著類似這樣的情況。在很長一段時期內,建筑設計師和建筑管理人員對性能化設計技術還存在一個從初步認識、深入了解到最終肯定的意識轉變過程。
另外,對于采用性能化方法設計的建筑,如何正確地評估其消防安全性方面也存在很多技術上的難題有待解決。
7展望
性能化消防設計已成為世界性建筑消防設計發展的必然趨勢,它的發展將大大促進消防安全設計的科學化、合理化和成本效益的最優化,并將產生十分重大的社會效益和經濟效益。盡管目前還有許多人不太理解和排斥使用它,但我們堅信隨著時間的推移,將會有越來越多的人加入到肯定性能化設計方法的行列中來。據日本方面的統計,采用性能化方法進行消防設計的建筑正在逐年增加。
我國也應該加快性能化規范及配套技術的研究步伐,充分發揮性能設計的優越性。今后應從以下幾個方面人手,促進性能化設計技術的發展:
(1)加強各種火災預測模型和火災風險評估模型的研究,拓展性能化設計方法的應用空間。
(2)加強新材料、新技術研究,規范材料性能參數,建立和完善消防數據庫,提供準確的性能化指標,為性能化應用積累基礎性數據。
(3)深入研究火災規律、火災情況下建筑內人員逃生規律和構件變化規律,為各種火災模型的建立提供堅實的理論依據,并拓展計算機技術在消防中的應用。
(4)積極向建筑設計師和建筑管理人員介紹性能化設計方法,使他們從認識、理解并自覺接受性能化設計方法。
技術研究范文3
關鍵詞板栗;穩產豐產;技術措施
中圖分類號 S664.2 文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2011)03-0114-02
安徽省廣德縣是板栗主要產區之一,現種植板栗逾1.33萬hm2,其中絕大部分為低產林,平均產量不足375 kg/hm2,平均株產只有1 kg,果實蟲害率高,直接影響板栗生產的發展和栗果銷售。經調查分析,造成板栗產量低而不穩的主要原因,除了立地條件差,品種良莠不齊及品種搭配不合理外;栗園管理粗放,集約化程度不高,土壤嚴重缺磷,造成樹勢生長差,病蟲為害嚴重。為了開發山區,富山富民,改變板栗生產現狀,采用葉面噴施板栗增產靈等高新技術,加強栗園管理,使板栗產量大幅度提高。廣德縣邱村林業站于1994年承包下寺村林場6.67 hm2板栗,開展板栗穩產豐產技術研究[1-3],經過4年的試驗研究,使該園板栗產量由承包前1993年的700 kg,增加到12.5 t,凈增16.9倍。
1材料與方法
1.1試驗地概況
下寺村林場建于1974年,屬村辦集體林場,現有板栗1 666.67 hm2,試驗地設在下寺村林場牛毛山,坡向東,海拔267 m,該栗園地處東經119°,北緯31°,年平均氣溫15.4 ℃,極端高溫40.4 ℃,極端低溫-14.6 ℃,年降雨量1 299 mm,無霜期218 d。該栗園是利用天然野生茅栗,通過人工逐年嫁接而成,林齡14年,林相參差不齊,分布不均勻,林間空地較多,管理粗放,灌木叢生,通風透光性能差,最高產量為309 kg/hm2。試驗地為坡地,地勢平緩,土壤為山地黃棕壤,土壤板結,土層淺,石質含量高,通透性能差,嚴重缺磷,無灌溉設施。土壤各層中主要養分的含量見表1。
1.2試驗方法
1.2.1結果母枝的觀察。1994―1997年設點觀察,每株觀察20個結果母技,每年4月測量母枝的長度和粗度,并標號。9月再觀察母枝抽出的枝數量及其粗度、長度,統計結果數量,調查數據分母枝粗度和長度進行統計分析。
1.2.2改善栗園整體通風透光條件。1994年進行砍灌,1995―1997年采用疏枝和縮剪方法,促進樹體膛內多發枝條立體結果,在2―3月修剪,疏枝強度設10%、20%、30%和40%等處理,以未疏枝為對照(CK1);縮剪強度以樹冠保留結果母枝數為依據分為12、10、8、6條/m2等處理,以未縮剪為對照(CK2),采用單因子對比排列法,各重復5次,同年9月調查不同修剪強度的效果。
1.2.3施肥。1995―1997年按不同施肥量、不同施肥種類和不同施肥季節進行試驗,施肥量設施復合肥0.5、1.0、1.5 kg/株等處理,施肥種類設尿素、復合肥、過磷酸鈣等處理,施肥季節設春、夏、秋、冬等處理,均以不施肥為對照(CK3),重復5次,上述試驗皆為單因子隨機排列。
1.2.4噴施板栗增產靈及病蟲害的防治。根據板栗病蟲害發生規律,結合板栗病蟲害的防治,進行板栗葉面噴施板栗增產靈;以不噴增產靈為對照(CK4)。同時,加強病蟲情報的監測,防止害蟲突發;以自然生長、不進行病蟲害防治為對照(CK5)。
2結果與分析
2.1板栗結果習性
經對板栗結果母枝的觀察,發現母枝長度與其抽生結果枝率沒有明顯的相關關系(表2),母枝長度對其抽生結果枝率的影響都不甚顯著,相反母枝粗度與抽生果枝率則存在著極明顯的線性關系。經方差分析,F=24.72,F0.01=9.33,說明母枝粗度與抽生果枝率有極顯著的回歸關系,建立方程Y=15.4+9.5X(3.5≤X≤9.5)。結果枝率與其著生母枝的部分有著密切關系,據調查,結果枝著生第1節的最多,第2~3節次之。1~3節著生的結果枝占總數的95%左右,結果枝率與母枝節位呈負相關。因此,板栗修剪不宜采用短截法,以免剪去混合芽而影響板栗產量。
2.2板栗修剪效應
2.2.1疏枝強度。著重疏大骨干 枝和多年生枝,骨干枝是多頭掌形枝,見三去一,見五去二,輪生或對生枝去一留一。去留對象應根據空間角度和生長情況綜合考慮。不同疏枝強度的試驗表明,多年生枝的疏除強度對形成枝的影響有明顯的差異。采用10%、20%、30%的不同強度疏除,所有母枝的雌花數均比CK1增加50%左右,而疏除強度為40%的,雌花量只比CK1增加22.5%,說明疏除強度在30%以內為好。
2.2.2縮剪強度。縮剪主要回縮密集的枝組,縮剪量按1 m2樹冠保留結果枝數為依據,試驗證明,結果母枝留量與枝栗實際產量有直接關系(表3)。從表3可以看出,結果母枝1 m2留量過多或少都會影響產量,以保留結果母枝8條/m2的產量最高,單粒重也大。
2.3施肥效應
施肥是板栗增產的關鍵,它是根據栗樹的營養理論進行栗園現代化綜合管理的一項重要措施,但施肥量、施肥種類和施肥季節的不同,其效果也有差別。
2.3.1施肥量。從表4可以看出,施肥1.5 kg/株處理雖然產量最高,但成本也高,因此以施1.0 kg/株較為適宜。
2.3.2施肥種類。不同化肥種類,是按相同經濟價值購買量進行試驗(即尿素、復合肥、過磷酸鈣),其結果見表5。將試驗結果進行差異顯著性測驗,說明3種化肥施肥量與CK3有極顯著差異,而且以施復合肥效果最好,其次是過磷酸鈣和尿素。
2.3.3施肥季節。在肥料相同的情況下(每年每次施過磷酸鈣1.0 kg/株),不同季節施肥效果不同。從表6可以看出,以春季施肥效果最好,比CK3增產35.8%,秋季次之,比CK3增產26.67%。
2.4噴施板栗增產靈和病蟲害防治效果
2.4.1噴施增產靈效果。從表7可以看出,噴施板栗增產靈可使栗苞數增加3~6倍,其增產機理為:原基分化期前,施用板栗增產靈1號,可以增加雌花量2~3倍(提高增產的物質基礎),授粉受精期施用,可以減少自然落果達2~3倍;果實膨大期前施用板栗增產靈2號,可以促進光合作用,降低栗實含水量,提高單果重及改良其品質。同時可以看出,噴施板栗增產靈可以有效降低板栗空蓬率??张钪饕怯捎陔p受精作用完成,初生胚乳細胞分裂一圈游離核后,不再繼續分裂,合子(受精卵)發育所需有機質未從胚乳細胞中得到,因此栗子不能發育成胚。據調查,安徽廣德板栗空蓬率一般在30%左右,1995年、1996年、1997年噴施增產靈處理空蓬率比CK4下降82.25%、89.83%、93.99%。
2.4.2病蟲害防治效果。板栗病蟲害的防治非常重要,它是板栗穩產豐產的保證。板栗黑大蚜、球堅蚧是板栗生產中主要的兩大吸食害蟲,輕者板栗減產,重者形成禿板,甚至整枝枯死;板栗剪枝象鼻蟲是板栗的主要害蟲之一,一般危害輕的減產30%,重的減產50%~90%,1997年該園暴發板栗紅蜘蛛,引起早期落葉、落果,影響樹勢和產量。從表8可以看出,病蟲害防治對板栗的產量影響很大。
2.5經濟效益分析
1994年開始改造,當年產量達到2 600 kg,是改造前1993年產量的3.7倍,比改造前最高年份的1992年2 060 kg增產26%,1995年改用穩產豐產綜合技術產量猛增到9 130 kg,是1994年產量的3.5倍,凈增2.5倍。
3結論與討論
試驗結果表明,板栗穩產豐產綜合技術的增產效益是顯著的。其主要技術措施如下:一是冬季翻挖栗園、刮皮、涂白保護栗樹。栗園墾復深度15~20 cm,內淺外深,改良土壤通透性能,提高保水保肥能力,增強抗旱力,同時刮皮、涂白,破壞害蟲的越冬場所,降低翌年害蟲危害率[4-6]。二是合理修剪。栗樹大枝疏除強度不能超過同類枝總數的30%,結果母枝疏除以保留8~10條為好,小于3.5 mm粗的枝條一律疏除,壯齡樹的結果母枝需要短截的,可采取輕短截,而老齡樹的結果母枝不宜短截。三是適時、適量施肥。春、秋季分別施氮磷復合肥1 kg/株。四是噴施板栗增產靈和加強病蟲害防治。
4參考文獻
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技術研究范文4
關鍵詞:杜仲;植物生長調節劑;扦插繁殖
中圖分類號:Q949.751.5文獻標識號:A文章編號:1001-4942(2013)02-0059-03
杜仲(Eucommia ulmoides Oliver)屬杜仲科(Eucommiaceae)杜仲屬(Eucommia) ,落葉喬木,單科、單屬、單種,是我國特有的經濟和藥用樹種[1,2]。杜仲適應性很強,對土壤要求不嚴,不但在平地生長良好,而且可綠化荒山、保持水土、改善生態環境[3,4]。杜仲樹形美觀,葉色濃綠,病蟲害少,是優良的園林綠化樹種。因此,各地均在發展、開發利用。
扦插育苗是進行優樹快繁的最主要途徑,能保持母樹優良性狀,具有成本低、操作技術簡單、繁殖速度快等優勢[5,6]。
杜仲主要采用播種育苗繁殖方法,但由于雌雄異株,定植10年以上才能開花結果,雌株約占5%[7]。因此開展杜仲扦插育苗技術研究,對于生產中定向搭配雌雄株比例具有重要意義。1材料與方法
1.1材料
材料采自洛陽,選取生長良好、性狀優良、無病蟲害的健康母株,剪取1~2年生的枝條。采集應在早晨或傍晚進行,以防插條大量失水。采下后立即用濕布包好,或把接穗基部浸在清水中,放在陰涼處,隨采隨用,帶回溫室備用。
插穗長度7~15 cm,保留2~3片小葉,具3~5個節間,上端切口平滑,下切口距芽0.5 cm處切成45°斜面。
1.2方法
1.2.1插穗木質化程度對生根的影響 分別選用幼嫩、木質化和半木質化三種類型的插穗,30根插條為一組,3次重復,60天后調查統計生根率、生根數和根長。
1.2.2植物生長調節劑對生根的影響以半木質化莖段為材料,三種植物生長調節劑ABT、IBA、NAA均設50、100、150、200、250 mg/L 5個濃度處理,以清水處理為對照(CK),30根插條為一組,重復3次,處理時間為2 h,60天后調查統計生根情況。
1.2.3不同季節扦插對生根的影響分別在5、6、7、8、9月進行扦插試驗。
1.2.4扦插及扦插后的管理扦插深度3 cm左右,溫度保持在25℃左右,濕度在80%左右。根據情況及時噴水,保持苗床濕潤。
2結果與分析
技術研究范文5
【關鍵詞】 石油 生物脫硫 節能降耗 技術研究
1 前言
隨著最近幾年來我國經濟的快速發展,社會對石油的需求越來越多,這在很大程度上帶動了我國石油化工業的發展。石油產品中存在部分硫化物,這部分雜質不僅會嚴重影響石油的品質,還可能對煉廠設備產生嚴重的腐蝕作用。所以,人們對石油煉制程序中的脫硫問題十分重視,目前已經成為石油行業的重要攻關課題。本文通過對生物催化石油脫硫技術的主要特點、降解原理和基本研究現狀進行了分析,對石油生物脫硫技術進行了研究。
2 石油脫硫技術的研究
2.1 石油中硫的存在形式
世界上可開發的含硫較低的原油逐漸減少,因此石油企業不得不提高對石油脫硫技術的研究。石油中的含硫化合物的分析研究也越來越多。目前已知的主要石油含硫化合物包括四種。而石油硫醇中的碳含量較低,一般不會超過8個,因此加工過程中只要保證溫度高于200℃就可以去除。而硫醚主要分布在沸點200℃以上的燃料油和柴油中。在較重的餾分中,芳基硫醚的含量比較少。高含硫原油中,苯并和二苯并噻吩硫化合物的含量最高,另一個比較常見的衍生物是2-甲基苯并噻吩。傳統的加氫脫硫技術無法很好的去除苯并噻吩類的硫化合物。
2.2 生物催化脫硫技術
生物催化脫硫技術(BDS)是一項以生物工程技術為基礎的新型技術,該技術主要通過生物生物體內的各種催化酶對石油中的含硫組份形成氧化和催化作用,進而使其轉換為水溶性化合物,然后就可以經過油水分離實現脫硫的目的。
自然條件下,石油企業廢水和焦油污染土壤中的部分硫會出現生物降解,這主要是由自然界中的細菌造成的,例如硫化亞鐵硫桿菌,它能夠對無機硫進行降解,提取硫化合物降解時的能力進行自身的新陳代謝。但是,自然界這種細菌較少,大部分需要人工的培養。人工培養過程中通過改變細菌生存的環境,例如pH值、金屬離子類型、溫度和培養基濃度等,促使細菌的性質和酶活性出現變化,這樣就能夠導致細菌出現變異體。細菌經過了一定的變異,能夠具有超強的脫硫能力。
2.3 生物催化脫硫技術的基本原理
生物脫硫技術是指在化學反應中,通過細菌酶的催化反應來提取硫。這種方式首先要混合培養能夠對硫化合物中C-S鍵產生分解作用的多種細菌,然后化學誘變,使其能夠選擇性斷裂二苯并噻吩中的C-S鍵,進而提取出硫的培養物。
生物脫硫技術的有效性就是使用二苯并噻吩為模型進行表征的。該模型的脫硫機理主要分為兩種:即基于硫代謝的4-S方式和基于碳代謝的Kodama方式。4-S要求二苯并噻吩中存在的硫要經過4個步驟的氧化過程,并最終以SO2-4的形式除去,分解過程中不會對烴產生降解;而Kodama中的微生物主要代謝二苯并噻吩中的碳化合物,斷開分子中的C-C鏈并脫去3或4個碳,然后形成較小的有機硫化合物,這樣的化合物溶于水,因此能夠從石油中去除,但是會損失部分有機烴。
2.4 石油生物脫硫技術的發展
自從誘變混合細菌培養物,并通過一系列氧化途徑從二苯并噻吩中有選擇的釋放硫群體和玫瑰色紅球菌以來,使用現代化的生物技術改變細菌的生物特性,以產出更高活性、更高穩定性和更低成本的催化劑取得了快速的發展。尤其是重組DNA技術的發展很大程度上簡化了生物催化劑的提純和生產過程。隨著近幾年生物技術的快速發展,使得對有機體的DNA順序進行調整成為可能,例如調整改善和控制生物系統,使其迅速提純并且定性酶,進而有效的辨認和分離此類蛋白酶基因。人們目前已經不再需要使用細菌培養物誘變法生產催化劑,只需要使用核酸探針對生物中制得的DNA中篩選出具有生物催化功能的合適基因,再使用聚合酶反應進行復制和編碼,就能夠得到大量的合適生物催化劑。
2.5 生物脫硫技術的優勢
生物催化脫硫技術與加氫還原脫硫相比,生物催化脫硫具有很多優勢。首先,該工藝能夠在低溫、常壓下進行,因此不需要氫的參與,從而大大節省了制氫的費用和催化設備的費用;另外,生物催化脫硫得到的硫主要以硫酸根離子的形式存在,這種離子具有水溶性,對企業施工的環境保護具有積極意義;第三,生物催化脫硫能夠有效去除噻吩類硫化物,從而保證油品質量符合生產的規定;最后,生物催化脫硫和HDS的催化劑相比,不容易出現重金屬中毒的情況。所以說,生物催化脫硫是一項具有節能環保特性的石油脫硫技術,具有廣闊的發展空間。
3 結語
石油生物脫硫是新世紀綠色化學的重要內容,經濟效益和社會效益顯著,最近幾年來,很多國家都在這一領域展開了研究和探討。美國將建成生物脫硫的工業化裝置,日本也在相關領域的研究方面提供了巨額的投資。生物脫硫技術雖然已經得到了快速的發展,但是和大規模工業作業相比,仍然存在一定的差距。因此,提高生物脫硫技術在實際工程中的穩定性和脫硫活性,是石油脫硫專家面臨的重要問題,這需要更多企業的關注以及更多資金和技術的支持。我國的生物脫硫技術起步較晚,和發達國家相比還有很大的差距。但是,隨著我國經濟的快速發展和研究隊伍的迅速壯大,我國的石油脫硫節能降耗技術的產業化必將實現。
參考文獻
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技術研究范文6
關鍵詞: Xen; 虛擬機; 調度; 存儲; 通信
中圖分類號:TP31 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)25-5887-03
Research on Xen Virtual Technology
LI Zhong-long,YANG Bin ,SUN Lin-hua
(Gansu Meteorological Information & Technique Support & Equipment Centre, Lanzhou 730020, China)
Abstract:The paper focus on Xen’s architecture, domain management and control, virtual machine communication mechanism, vcpu scheduling, virtual memory system,etc. and build a test environment for the conduct of the test and simulation.
Key words:Xen; Virtualization machine; Scheduling; Storage; Communication
Xen是一個開源的虛擬化管理軟件,即VMM,起源于英國的劍橋大學計算機實驗室,支持X86平臺,目前正在向x86_64、IA64、PPC等平臺移植。Xen通過硬件虛擬化抽象出多個虛擬機(VM)。原來運行于物理主機上的操作系統(OS)可以直接運行在Xen上(稱為客戶操作系統,即GOS),多個VM透明地復用物理主機資源且在邏輯上嚴格分離。見圖1。
Xen在初始化完成后會運行一個指定的虛擬機,這一般稱之為Domain 0.其它虛擬機統稱為DomU。Domain 0 一般運行Linux kernel,直接在Xen hypervisor之上運行,可以訪問物理I/O資源。其它DOM U通過與Domain 0的交互訪問硬件資源。Domain 0通過網絡后端驅動(Network Backend Driver)和塊設備后端驅動(block backend driver)為其它Dom U提供網絡和磁盤服務。所有半虛擬化(paravirtualized)的VM被稱為半虛擬化域(DOM U PV Guests),而全虛擬化的VM稱為硬件虛擬化域(DOM U HVM Guests),其上一般運行非開源OS,如Windows。
半虛擬化域內核不直接訪問物理硬件,而硬件虛擬化域直接訪問物理硬件。硬件虛擬化域通過Domain 0里的一個特殊守護進程,由其負責客戶操作系統的網絡和磁盤請求。硬件虛擬化域必須初始化為某類確定的機器,所以需要附加Xen固件以模擬bios。
3 Xen運行機制
3.1 Xen初始化
由于Xen是VM和硬件交互的中介,所以其運行在X86架構的特權層(Ring0)。Domain 0可以根據需要選擇運行在Ring0或者Ring1層,其它域運行在Ring3層。設備加電后,Xen首先開始引導,然后Linux內核作為模塊也被引導入內存。x86_32.S是從Grub進入Xen的入口文件,Grub根據鏡像頭信息獲得入口地址,然后讀入整個鏡像,最后把控制權交給Xen。__startxen()函數中會從啟動信息中獲取物理內存分配情況,初始化內存。之后是分頁初始化、IRQ中斷初始化、調度程序初始化、異常處理程序表初始化、時間設置、安全機制設置等初始化工作。并且Xen會初始化一個空閑虛擬域(Idle Domain),當沒有合適的虛擬域可以運行的時候,Xen會選擇空閑虛擬域來運行,這類似于Linux中的init進程。當Xen初始化工作結束后,便開始設置Domain0的數據結構。然后Xen將控制權交給Domain0中的Linux,而自己進入idle_loop。Domain0得到控制權后,開始自己的引導過程。
3.2 域管理
Xen用vcpu結構來代表一個虛擬機,vcpu是物理處理器的虛擬。創建好一個VM之后,就會調用超級調用設置VM的各種狀態參數。這個DOM U都運行在vcpu0上,其占有的vcpu個數可以由用戶設定。在處理器的初始化階段,默認為每個物理處理器分配一個空閑vcpu,這個空閑vcpu稱為空閑域。
在Xen半虛擬化環境中,Xend是一個守護進程,是Xen的系統管理員。它使用Libxenctrl類庫向Xen Hypervisor發送請求,并接收由Xm通過Xml RPC接口發送過來的請求。
Xen對各個域的管理見圖3。
在Xen全虛擬化環境中,HVM客戶的所有網絡和磁盤請求都由Qemu-Dm守護進程處理,Qemu-dm在Domain 0中。Xenstored進程保存著客戶注冊信息,包括內存和事件通道信息等。Domain 0通過這些注冊信息與其他Dom U建立設備通道并訪問硬件資源。Libxenctrl庫為Xend提供與Xen Hypervisor通信的能力。Domain 0中的privcmd驅動負責提交請求到xen hypervisor。HVM客戶中的虛擬化固件是一個虛擬bios,以保證HVM客戶在啟動時具有兼容標準PC的軟件環境。
4 Xen通信機制
事件通道是一種異步事件通知機制,Xen支持事件通道。Xen虛擬機中的每個中斷都是一個事件,分別對應一條事件通道,中斷時消息通過事件通道傳遞。事件通道主要完成中斷和控制信息的傳遞。事件通道是Domain 0與DOM U之間交換信息的通道,這種信息交換一般采用共享內存方式。圖4是PV客戶機與Domain 0及Hypervisor層之間通信的示意。
5 Xen vcpu調度
Xen最常用的vcpu調度算法是Credit調度算法。Credit調度算法是Xen3.0版本以來的缺省的vcpu調度算法。Credit按照非搶占方式共享處理器資源。Credit算法的關鍵是credit值的確定。一般每個物理cpu都和一個vcpu隊列相關聯,這個隊列中的每個vcpu都有一個credit值,某個vcpu個credit值代表了這個vcpu占用物理處理器的優先級,也是Xen選擇vcpu的依據。在Credit算法中,將vcpu劃分成兩個隊列,分別稱為under隊列和over隊列。首先調度的最早入隊的under隊列中的vcpu,隨著時間片輪轉,被調度選中的vcpu占用物理處理器。一旦某個vcpu被調度,其credit值會減小,當變成負數時,該vcpu入over隊列,將不再繼續調度并重算credit值。為保證公平,over隊列中的vcpu隨著等待時間的增加會增大器credit值以利于再次被調度。
在Credit調度算法中,Xen管理系統中的所有物理CPU,這種集中管理的好處可以實現公平。Credit算法只是盡量保證公平地對vcpu實現調度。但對實時性的應用來說,這種調度算法的響應時間往往難以滿足。
6 Xen虛擬化存儲
Xen虛擬化平臺可以使用諸如DAS、NAS、SAN和 iSCSI等各種物理存儲設備上的存儲空間。Xen虛擬化平臺支持的存儲方式如下:
直連式存儲(Direct-Attached Storage, DAS ),如直接連接物理硬盤。
存域網(Storage Area Network ,SAN ),如FC SAN。
網絡存儲(Network Attached Storage, NAS),如CFS、GPFS等并行文件系統。
互聯網小型計算機系統接口( Internet Small Computer System Interface, ISCSI)
基于邏輯卷(LogicalVolumn Manager,LVM);
虛擬磁盤鏡像(Virtual Disk Image)。
上述各種存儲方案中最簡單的是磁盤文件鏡像,這個磁盤文件鏡像是通過宿主操作系統創建的,也是虛擬機安裝的位置。其它的存儲方案都是使用一個物理設備或邏輯設備作為一個后端存儲設備,這個設備可以是一個邏輯卷、一個分區或者是SAN上的邏輯單元號(Logic Unit Numbers,即LUN)。本質上可以使用任何存儲設備來完成Xen的虛擬化存儲,由于SAN在性能上比較高效,所以這個方案現在用得比較廣泛。但在實際的工程設計中,使用何種虛擬化存儲技術決定于價格等多種因素。
7 結束語
本文在SUSE 11sp2平臺上搭建了Xen試驗環境,研究了Xen虛擬化平臺的系統結構、運行機制、通信機制、vcpu調度和虛擬化存儲等技術。研究結果可以作為虛擬化數據中心建設的基礎。Xen作為開源的虛擬化平臺,應用前景廣闊,后續會進一步檢驗Xen虛擬化平臺業務化能力。
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