论频振灯在玉米地中对金龟子的诱集作用.docx
- 文档编号:20141172
- 上传时间:2023-04-25
- 格式:DOCX
- 页数:46
- 大小:79.35KB
论频振灯在玉米地中对金龟子的诱集作用.docx
《论频振灯在玉米地中对金龟子的诱集作用.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《论频振灯在玉米地中对金龟子的诱集作用.docx(46页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
论频振灯在玉米地中对金龟子的诱集作用
论频振灯在玉米地中对金龟子的诱集作用
1、相关定义
1.1、用户自定义函数UDF
UDF是UserDefinedFunction的简写,表示用户自定义函数。
用户在编写UDF程序时可以在任何C语言的编辑器中进行,但需要注意的是要将其扩展名保存为.c的形式。
或者根据其特定函数编写。
在UDF程序的开头部分要求必须带有包含udf.h的文件,此文件位于FLUENT安装目录下面。
但必须通过EDFINE宏来定义用户函数,访问FLUENT求解器也必须通过预定义宏来进行访问。
51吉林大学硕士学位论文
1.2、玉米抗旱性概念
作物避旱性的能力与其种植地区的环境条件关系密切,即作物能够避开干旱发生时段让其生育期不受或减轻干旱的影响。
在育种工作中作物耐早性是指当土壤干旱或大气干燥时,作物仍然能够保持高产、稳产及其品质不受影响(李运朝2004)。
作物耐旱机制一般可以划分为三大类:
在干旱条件下植株依然能够保持在一个较高水势中,它主要原因在于作物具有较强的根系吸收系统,能够从土壤深层吸收足够的水分,当植株水势降低时,植物为了维持正常的生理活动而发生一些生理结构变化,表现在气孔迅速关闭和提高水分利用效率等;这样在干旱胁迫过后,植株水势和其他各项生理结构及功能也可以快速恢复(万毅成1998)。
1.3、玉米全程机械化的概念界定
玉米全程机械化是指玉米田间生产各环节,全部采用机械化作业方式的一项以机械化为主导的玉米高效生产技术。
主要包括:
机械化耕整地、机械播种施肥、按需灌溉、机械中耕、除草、施药和机械化收获等。
玉米生产全程机械化是促进玉米产业健康发展的重要举措。
这项技术的应用,不仅可大幅度减轻农民的劳动强度,降低生产成本,解放劳动力,而且还可最大限度地为玉米生长创造最佳的生育条件,发挥良种、水肥等生产要素增产作用。
可显著提高玉米产量。
同时还将有利于实现玉米种植的标准化、规模化,进而大幅度提高我国玉米的市场竞争力。
1.4、玉米群体改良的概念
玉米群体改良是人工对基础的群体不断的进行优良单株选择,将这些优株杂交,实现基因重组,从而提高群体中有利基因和基因组合的频率,最终使群体的农艺性状得以改善,保持了群体遗传变异的同时对优良基因进行固定。
经过改良后的群体可以用于自交系的选育,也可以继续进行改良。
群体改良包括对群体的农艺性状和配合力改良两方面。
农艺性状改良是通过选择目标优良性状,使后代该性状得以改进。
而配合力改良则是为了选择高配合力的自交系,用于制杂交种。
群体改良通过人工选择和杂交等措施实现,提高了基因重组的概率,打破了有利基因与不利基因原有的连锁关系(张祖新等,1997)。
群体改良可以结合起来不同的种质资源,形成遗传基础更广泛的种质资源,丰富了群体的遗传多样性。
群体改良对改善农艺性状、提高产量和增强适应性都发挥了重要的作用。
2、相关背景
2.1、研究背景与意义
o-air-vehicle,MAV)这一概念最早是在20世纪90年代初期,由美国召开的高级军事技术研讨会上被提出。
由于其优于传统飞行器的多种特性,如体积小、重量轻、隐蔽性好、机动灵活、成本低且便于携带等,逐渐受到各国关注。
目前主要有固定翼、旋翼和扑翼三种飞行方式[1]。
随着实际要求不断微小化,模仿鸟类和昆虫飞行原理的微型扑翼飞行器逐渐成为研究重点,在微小尺寸下扑翼飞行产生的升力远远大于固定翼和旋翼飞行所产生的升力[2]。
昆虫拥有非凡的飞行特性和能力,远远优于人类模仿它们飞行能力制造出的拥有低雷诺数的微型飞行器。
金龟子为保持其飞行能力,后翅必须比前翅大(见图1.1)。
后翅膜质,起飞前展开,静止时折叠于前翅(鞘翅)之下(见图1.2)[3]。
在后翅端部存在按一定方式分布的折叠线,允许后翅向某一方向折叠,折叠线交于一点且折叠线间的角度决定了其折叠模式[4]。
建立的这些折叠的作用包括:
扇动翅膀可以改变昆虫膜翅的外形使其具有更好的空气动力特性;相比于平面结构,折叠结构具有更高的刚度[5][6];而且当昆虫不飞行时,折叠结构可以使后翅容易收拢,处于前翅的保护作用之下[7]。
昆虫膜翅除了在靠近翅根的地方有肌肉组织可以控制几条翅脉外,其上没有骨骼和肌肉的支撑,而折叠区位于膜翅端部,金龟子如何实现后翅的展开/折叠?
一般认为是外部作用力(翅根、胸部等部位肌肉)和翅脉特性(翅脉的不连续、脉序改变以及翅脉表皮的弹性等)的综合作用[3]。
昆虫的膜翅是由体节的背板向两侧扩展而成的。
尽管昆虫膜翅很薄,质量很轻,但它是由双层体壁合并而成[8]。
膜翅由翅脉和翅膜组成,翅脉呈管状,其内一般均包含有血管和气管,是贯穿着几丁质的液压管道。
昆虫的血液在体腔内即体壁与身体各器官形成的空腔内自由流动,循环至附肢、腿、翅膀和触角,血管中的血液可传递身体内某一部位收缩而产生的机械压力,有助于昆虫脱皮、羽化等[7],而该力在展开/折叠动作过程中的作用目前缺乏足够的研究。
1吉林大学硕士学位论文图1.1鞘翅目金龟子Xylotrupes后翅展开飞行照片图1.2金龟子后翅展开/折叠示意图[3]a)后翅在飞行姿态展开;b)后翅折叠隐藏于前翅(鞘翅)之下本论文以扁锯颚锹甲(Dorcustitanusplatymelus)、臭蜣螂(CoprisochusMotschulsky)和黄边大龙虱(CybisterjaponicusSharp)三种鞘翅目金龟子后翅为主要研究对象,将流体力学理论用于金龟子后翅展开机制分析,探索其展开微流液压控制作用机理,为仿生可折叠飞行器的设计提供仿生学基础。
通过对金龟子后翅张开折叠机理的研究,应用工程仿生技术,可为仿生可折叠微型飞行器的可变机翼与智能展开系统的设计提供灵感。
2.2、研究进展及背景
1.2.1绿僵菌的分类与寄主范围1.2.1绿僵菌的分类与寄主范围绿僵菌(Metarhizium(Metsch.)Sorokin)是一种有效的杀虫真菌,绿僵菌属(MetarhiziumSorokin)是Sorokin于1883年建立的,它录属于真菌门(Eumycota)、子囊菌亚门(Ascomycotina)、核菌纲(Pyreno-mycetes)、球壳菌目(Sphaeriales)、麦角菌科(Clavicipitetaceae)[11]。
目前,按照Tulloch和Rombach的观点,绿僵菌属定为3个种,即金龟子绿僵菌、黄绿绿僵菌和白色绿僵菌,其中金龟子绿僵菌包括小孢变种和大孢变种[12,13]。
由于传统的分类方法难以区分绿僵菌属内各群间的差异,因此DNA水平上研究遗传差异的技术被广泛应用于绿僵菌属的分类。
黄勃等介绍了利用同功酶、血清学、RAPD、RFLP和rDNA序列测定等现代生物技术对绿僵菌属系统分类的研究进展[11]。
3绿僵菌的寄主范围比较广,它能寄生约200种昆虫,主要害虫有:
马尾松毛虫、松褐天牛、白杨透翅蛾、稻水象甲、白蚁、德国小蠊、桃小食心虫、不同种类金龟子幼虫、飞蝗等[14]。
由于绿僵菌的致病力较强,防效好,对人畜和环境安全,使人们对其寄予了厚望。
多年来,国内外学者对绿僵菌的生物学特性及致病机理进行了大量研究,并广泛应用于农林害虫的防治。
2.3、天然产物出现的背景
天然产物(Naturalproduct)这个概念严格来说指的是生物体产生的各种生物分子,但是在实际研究当中,它的范围被缩小了,通常是指有机体产生的次级代谢产物,即分子量小于1500的各种化合物[1]。
对于机体生命来说,它们不是生存所必需的物质。
次级代谢是相对于初级代谢的概念,初级代谢是生物体从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢和合成代谢产生出维持生命活动的物质和能量,如单糖或单糖衍生物、核苷酸、脂肪酸等单体以及由它们组成的各种大分子聚合物,蛋白质、核酸、多糖、脂类等通常都是机体生存必不可少的物质。
次级代谢是指生物体在一定的生长时期以初级代谢为前体,合成一些对其生命活动没有明确功能的物质的过程,这一过程的产物即为次级代谢产物,有时也把初级代谢产物的非生理量的积累,看成是次级代谢产物,如微生物发酵产生的维生素,柠檬酸,谷氨酸等。
次级代谢产物通常都分泌到胞外,有些与机体的分化有一定的关系,并在同其它生物的生存竞争中起着重要的作用。
初级代谢的生理意义是确定的,它为机体提供能量和中间产物,并利用它们来合成复杂的细胞物质。
这是维持生命活动所必须的代谢过程,若某一环节发生障碍,轻则引起生长停止、重则导致机体发生突变或死亡。
而次级代谢的生理意义不如初级代谢那样明确,一般说,次级代谢产物不是生长、繁殖所必需的物质。
次级代谢途径中某个环节发生障碍,也只是不能合成某个次级代谢产物,但不影响机体正常的生长、繁殖[2]。
2.4、生物质能源背景下的我国玉米供需特征
3.2.1玉米产量与播种面积快速增长3.2.1玉米产量与播种面积快速增长燃料乙醇生产为玉米转化及利用提供了新的途径,尽管玉米燃料乙醇项目已被叫停,但其显著的经济效益与环保效益已经显现,对玉米生产产生了一定的影响。
2000年以来,我国玉米经济效益显著提高。
2006年每亩净收益353.25元,较2002年增长了3.5倍;每亩产值556.53元,较2002年增长了45.5%。
我国玉米播种面积及产量迅速增长。
2007年玉米播种面积增加至29477.5千公顷,首次超过水稻,成为我国播种面积最大的粮食作物,占粮食播种面积的28%。
2008年玉米播种面积进一步扩大,达到29863.7千公顷,但增速放缓,年增长1.31%。
同期,玉米产量连创新高,2008年玉米产量达到1.66亿吨,较2007年增幅达9%。
2.5、生物质能源背景下国外典型国家的玉米供需特征
3.1.1美国玉米供需特征分析3.1.1美国玉米供需特征分析3.1.1.1燃料乙醇产业迅速扩张美国是世界上最大的燃料乙醇生产国和使用国,生产原料主要是玉米。
早在20世纪30年代,就开展了燃料乙醇的研究及应用工作,但进入实质性的发展阶段始于20世纪70年代,主要目的是应对当时的世界石油危机,保障国家能源安全。
随后由于国际原油价格回落,美国燃料乙醇产业进入缓慢发展状态。
直至21世纪,国际原油价格再次走高,美国制定了新的能源发展计划,美国国内燃料乙醇产业迅速发展,产量快速提高。
2008年美国生物燃料乙醇产量创历史新高,达到90亿加仑,占世界燃料乙醇总量的51.86%,与2000年相比增长了4.5倍,年均增长率26%(具体见图3.1)。
与此同时,美国国内燃料乙醇需求也进一步增加,据F.O.Licht预测,2009年全22球生物燃料乙醇消费量约为191亿加仑,其中美国国内消费量为101亿加仑,约占世界总消费量的53%,2015年,美国生物燃料掺混量将增至150亿加仑。
截至2009年1月,美国已运作170座乙醇生物炼油厂,生产能力为106亿加仑/年。
至今,还有24套装置在建设中,潜在产能为21亿加仑/年,2009年燃料乙醇产量将超过120亿加仑。
根据《2007年美国新能源法》,到2020年,国内乙醇使用量达到1362.76亿L。
为鼓励其国内燃料乙醇生产与消费,美国出台了一系列积极的政策措施。
如,从1990年开始,对年生产能力小于3000万加仑的小规模生物乙醇生产者,实施每加仑10美分的收入税减免措施,2005年《能源政策法案》中将企业生产能力上限进一步提高到了6000万加仑;《2004美国创造就业机会法案》规定对混合乙醇的汽油燃料课税实行减免措施,每升减免13.47美分;对国内生产汽油—乙醇混合燃料的公司提供每加仑51美分的补贴;对购置可以使用燃料乙醇的交通工具进行补贴等。
3.1.1.2燃料乙醇玉米需求及播种面积持续增长美国不仅是世界上第一大玉米生产国,同时也是使用玉米生产燃料乙醇规模最大的国家。
21世纪以来,美国国内燃料乙醇产业的蓬勃发展拉动了玉米原料需求的快速增加,对玉米价格及生产带来了很大的影响2。
001-2008年,美国燃料乙醇产业的玉米需求快速增加,年均增长率为24%。
2001年燃料乙醇玉米需求量2017.37万吨,仅占当期玉米产量的8%,2008年乙醇玉米需求量增加至9339.95万吨,占产量的比重突破30%,具体见图3.2。
0500010000150002000025000300003500020012002200320042005200620072008单位:
万吨0102030405060708090100单位:
亿加仑美国玉米产量美国乙醇玉米消费量美国乙醇产量图3.22001-2008年美国玉米、燃料乙醇产量及乙醇玉米需求量Fig.3.2ProductionofCornandEthanolandCornConsumptionforEthanolinU.S.(2001-2008)数据来源:
USDAAgriculturalProjectionsto2019与其他农作物相比,燃料乙醇产业的迅速发展使玉米获得较高的比较效益,促使美国玉米播种面积与产量持续、快速增长。
2001-2008年,美国玉米产量由24139万吨增长到30715万吨,增长了6576万吨,增幅27%,年均增长率3.5%。
同期,美国国内玉米播种面积由75.8百万英亩增加至86百万英亩,增加了10.2百万英亩,年均增长率2%(详见图3.3)。
据美国农业部资料显示,目前美国国内大豆与棉花改种玉米的现象比较普遍,小麦和稻谷的耕地被改种玉米的还比较少。
从2006年开始,美国农业部决定将玉米种植带玉米与大豆轮作的部分耕地由原来的”隔年轮23换种植”方式改为”连续两年种植玉米,第三年种植大豆”,以满足国内燃料乙醇的玉米需求。
这项政策直接导致了2007年美国大豆面积及产量较上年度明显下降,2007年美国大豆播种面积为64.7百万英亩,较2006年下降了17%,大豆产量2677百万蒲式耳,较2006年下降了19%。
此外,2007年美国大约有300万英亩的棉花耕地被改种玉米或大豆。
据美国农业部《USDAAgriculturalProjectionsto2019》报告预测,未来10年,美国燃料乙醇玉米需求及播种面积将持续增长。
图3.32001-2008年美国玉米、大豆及棉花的播种面积Fig.3.3AcreageofU.S.Corn,SoybeanandCotton(2001-2008)数据来源:
USDAAgriculturalProjectionsto2019
2.6、气候变化背景下东北地区玉米气候适宜度分析评价
气候适宜度反映了在作物某一生育阶段或整个生育期内气候条件对作物生长的适宜程度。
当气候条件非常适宜作物生长时,表示为1,当气候条件不适宜作物生长或者对作物生长造成伤害时,表示为0。
4.2.1玉米品种熟型布局的调整随着热量资源的增加,东北地区玉米的种植布局也将发生变化。
因此,根据研究[97]东北地区玉米的熟型变化如下图(图4-14)。
随着东北地区热量资源的增加,适宜种植晚熟玉米的区域面积不断增加,且热量资源不足的区域逐渐可以种植早熟品种、中早熟品种。
后面玉米气候适宜度的分析也将根据玉米品种布局调整做相应的变化。
30图4-14东北地区玉米熟型Fig.4-14MaturetypeofmaizeinNortheastChinaa:
1951-1980b:
1981-2010c:
2011-2040d:
2041-2070e:
2071-21004.2.2不同发育期温度适宜度分析31
(1)播种-出苗期图4-15是1951-2100年玉米播种-出苗期的温度适宜度,玉米播种-出苗期温度适宜度基本在0.41-0.6之间;1951-1980年适宜度较低,1981-2010年与前一时段相比,辽宁省西部部分地区有所升高,其他地区无明显变化。
相对于1981-2010年,2011-2040年,辽宁省朝阳、葫芦岛、锦州以及吉林省西部的小部分地区温度适宜度有所升高;2041-2070年,整个东北地区除丹东、大连地区以及黑龙江伊春北部地区外,其他地区均有所升高;2071-2100年,东北大部分地区均有所升高,而三江平原地区无明显变化趋势。
播种-出苗期温度适宜度的升高说明该阶段的日平均气温逐步升高,温度条件更适宜玉米播种和幼苗生长。
32图4-15播种-出苗期温度适宜度Fig.4-15Temperaturesuitabilityofmaizefromseedingtoemergenceperiodsa:
1951-1980b:
1981-2010c:
2011-2040d:
2041-2070e:
2071-2100
(2)出苗-抽雄期随着东北地区玉米生长季内热量资源的增加,玉米出苗-抽雄阶段的温度适宜度逐渐升高,温度适宜度在0.91-1.0之间的区域呈现北抬东扩的趋势,2011-2040年,东北大部分地区玉米出苗-抽雄阶段温度适宜度较高,整体而言,西部高于东部;2041-2100年温度适宜度在0.91-1.0之间的区域面积进一步扩大。
(图4-16)。
33图4-16出苗-抽雄期温度适宜度Fig.4-16Temperaturesuitabilityofmaizefromemergencetotasselingperiodsa:
1951-1980b:
1981-2010c:
2011-2040d:
2041-2070e:
2071-2100(3)抽雄-成熟期玉米抽雄-成熟阶段的温度适宜度在1951-2010年中首先表现为由西南向东北逐渐减小,辽宁南部沿海地区温度适宜度最好,达到0.81以上,由此说明,在当前情况下,辽宁南部沿海地区温度条件非常适宜春玉米生长。
但随着东北地区热量资源的不断增加,温度条件最适宜玉米生长的区域逐渐向北抬升,2011-2040年辽宁大部分地区、吉林省西部及松嫩平原南部地区玉米温度适宜度达到最高,温度适宜度向北向东逐渐减小;2041-2100年,随着热量资源的继续增加,辽宁地区、吉林省西部地区的玉米温度适宜度开始呈现下降的趋势,说明该阶段的平均温度已对该区域内玉米后期生长产生了不利的影响。
而吉林省中东部、黑龙江地区玉米温度适宜度开始升高,逐渐达到0.7以上,即该地区的热量资源开始非常适宜玉米生长。
(图4-17)34图4-17抽雄-成熟温度适宜度Fig.4-17Temperaturesuitabilityofmaizefromtasselingtomatureperiodsa:
1951-1980b:
1981-2010c:
2011-2040d:
2041-2070e:
2071-2100(4)全生育期温度适宜度玉米全生育期温度适宜度的变化规律与抽雄-成熟阶段的温度适宜度变化规律基35本一致,1951-2040年,辽宁地区温度适宜度最好,温度条件最适宜玉米的生长,温度适宜度逐渐向吉林省中西部、黑龙江地区减小,而2041年以后辽宁地区、吉林西部地区玉米全生育期温度适宜度逐渐低于0.91,适宜度的高值区逐渐向北向东移动;2071-2100年,辽宁省除辽东地区外,温度适宜度均低于0.81;吉林省中西部地区的温度适宜度也低于0.81,而吉林省东部地区、黑龙江三江平原地区玉米温度适宜度高,温度条件适宜玉米生长(图4-18)。
36图4-18全生育期温度适宜度Fig.4-18Temperaturesuitabilityofmaizeinwholegrowthperiodsa:
1951-1980b:
1981-2010c:
2011-2040d:
2041-2070e:
2071-21004.2.3不同发育期水分适宜度分析
(1)播种-出苗期东北玉米播种-出苗期水分适宜度在各个时段间的变化不大,大部分地区在0.91-1.0之间,在不可种植区域的边界、黑龙江哈尔滨及牡丹江大部分地区水分适宜度较低,但整体而言,玉米播种-出苗阶段的降水量及土壤含水量能够较好地满足玉米出苗对水分的需求(图4-19)。
37图4-19播种-出苗期水分适宜度Fig.4-19Watersuitabilityofmaizefromseedingtoemergenceperiodsa:
1951-1980b:
1981-2010c:
2011-2040d:
2041-2070e:
2071-2100
(2)出苗-抽雄期出苗-抽雄阶段水分适宜度的空间分布与降水量的空间分布特征类似,东南地区水分适宜度较高,而西北地区水分适宜度较小。
38图4-20出苗-抽雄期水分适宜度Fig.4-20Watersuitabilityofmaizefromemergencetotasselingperiodsa:
1951-1980b:
1981-2010c:
2011-2040d:
2041-2070e:
2071-2100相对于1951-1980年,1981-2010年玉米出苗-抽雄期水分适宜度黑龙江东南部、松嫩平原南部、长白山地区水分适宜度在0.6以下的区域面积有所减小;2011-210039年,整个东北地区玉米水分适宜度均有所降低,尤其在吉林省西部、松嫩平原、辽西地区水分适宜度低于0.6的区域面积持续扩大,前期水分适宜度较高的东南部地区水分适宜度也有所降低,但总体的趋势仍是东部地区高于西部(图4-20)。
(3)抽雄-成熟期图4-21为东北地区玉米不同时段内抽雄-成熟阶段水分适宜度,通过对比分析,就整体而言,水分适宜度随时间呈现降低的趋势,2011-2100年水分适宜度低于1951-2010年,吉林省西部及松嫩平原南部的水分适宜度相对较低,东部地区水分适宜度高于西部;黑龙江北部及中部地区水分适宜度呈增加的趋势,辽宁省降低趋势较为明显,吉林省西部水分适宜度低于中东部,且水分适宜度有较明显的降低。
40图4-21抽雄-成熟期水分适宜度Fig.4-21Watersuitabilityofmaizefromtasselingtomatureperiodsa:
1951-1980b:
1981-2010c:
2011-2040d:
2041-2070e:
2071-2100(4)全生育期水分适宜度图4-22为东北地区玉米全生育期内水分适宜度,其变化趋势与抽雄-成熟阶段水分适宜度的分布及变化趋势相近。
对不同时段玉米全生育期水分适宜度进行对比分析,结果表明:
东北地区东部高于西部;除不可种植区域边界水分适宜度较低外,其他地区水分适宜度基本在0.7以上;相对于1951-1980年,1981-2010年,辽宁西部水分适宜度有所下降,在0.81-0.90之间,其他地区无明显变化;2011-2040年,辽宁西部、吉林省西部、黑龙江三江平原、松嫩平原西南部地区水分适宜度有所下降,水分适宜度在0.61-0.8之间的区域面积有所增加;204
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 论频振灯 玉米 金龟子 作用
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)