Regional mechanical properties and stress analysis of the human anterior lens capsule

The lens capsule of the eye functions, in part, as a deformable support through which the ciliary body applies tractions that can alter lens curvature and corresponding refractive power during the process of accommodation. Although it has long been recognized that characterization of the mechanical properties of the lens capsule is fundamental to understanding this physiologic process as well as clinical interventions, prior data have been limited by one-dimensional testing of excised specimens despite the existence of multiaxial loading in vivo. In this paper, we employ a novel experimental approach to study in situ the regional, multiaxial mechanical behavior of both normal and diabetic human anterior lens capsules. Furthermore, we use these data to calculate material parameters in a nonlinear stress– strain relation via a custom sub-domain inverse finite element method (FEM). These parameters are then used to predict capsular stresses in response to imposed loads using a forward FEM model. Our results for both normal and diabetic human eyes show that the anterior lens capsule exhibits a nonlinear pseudoelastic behavior over finite strains that is typical of soft tissues, and that strains are principal relative to meridional and circumferential directions. Experimental data and parameter estimation suggest further that the capsule is regionally anisotropic, with the circumferential direction becoming increasingly stiffer than the meridional direction towards the equator. Although both normal and diabetic lens capsules exhibited these general characteristic behaviors, diabetic capsules were significantly stiffer at each distension. Finally, the forward FEM model predicted a nearly uniform, equibiaxial stress field during normalcy that will be perturbed by cataract surgery. Such mechanical perturbations may be an underlying modulator of the sustained errant epithelial cell behavior that is observed well after cataract surgery and may ultimately contribute to opacification of the posterior lens capsule

The role of water in the plant production intensification on light soils

К основным факторам интенсификации земледелия на легких почвах принадлежит регуляция водного режима. Улучшение водного режима песчаных почв приводит к радикальному повышению их сельскохозяйственной пригодности, возможности возделывания интенсивных видов и сортов культурных растений, повышению эффективности удобрений, уровня и качества растительной продукции. Также повышается и стабилизуется животноводческая продукция и качество глобальной продукции, равно как и эффективность средств производства, особенно удобрений. Правильный водно-удобрительной режим на легких почвах позволяет 2-3-кратно увеличить растениеводческую продукцию в сравнении с состоянием существующим до сих пор.It is the regulation of water conditions, which belongs to the basic factors of the agriculture intensification on light soils. Their agricultural utility, the possibility of cultivation of intensive species and varieties of crops, an efficient fertilization level, magnitude of yields and the quality of plant products are radically increasing owing to improved water conditions of these soils. Increasing and stabilizing are also the animal production and the value of global production as well as efficiency of production means, particularly of fertilizers. A correct water and fertilizing economy on light soils makes possible a 2-3-fold increase of the agricultural production as compared with the previous state

The effect of sprinkling irrigation and nitrogenous fertilization on field water consumption in four-course rotation depending on soil compaction

В 1981-1984 гг. в Кракове, Люблине, Щецине, Варшаве и во Вроцлаве, по унифицированной схеме, проводились опыты с дождеванием и 8-ю уровнями азотного удобрения для 4 видов растений. Полевое использование воды исследуемых растений в анализируемый период составляло в среднем: для пшеницы 215, для картофеля 263, для кукурузы 280 и для сахарной свёклы 296. Применённое дождевание вызывало повышение полевой потребности воды от 9,2% для пшеницы до 71% для сахарной свёклы. Удобрение азотом увеличивало расход воды всеми растениями, но только на лёгкой почве. Продуктивность 1 мм воды в результате дождевания понижалась и убыль воды в зависимости от растения колебалась от 12,7% (солома пшеницы) до 54,4% (корнеплоды свёклы). Удобрение азотом увеличивало продуктивность 1 мм воды только для пшеничной соломы и клубней картофеля независимо от почвы, а также для листьев и корнеплодов свёклы только на лёгкой почве.In the years 1981-1984 experiments with sprinkling irrigation and eight levels of nitrogenous fertilization of four plant species were carried out following a uniform design in Cracow, Lublin, Szczecin, Warsaw and Wrocław. In the analyzed period the field water consumption by the plants tested was on an average: wheat - 215, potatoes - 263, maize - 280, sugar beets - 296. Sprinkling irrigation applied on the treatments brought about increased field water consumption from 9.2% by wheat to 71.0% by sugar beets. Increased water consumption by all the test plants due to nitrogenous fertilization was observed merely on light soil. In result of sprinkling irrigation the productivity of 1 mm of water got decreased depending on the test plant from 12.7% (wheat straw) to 54,4% (beet roots). Now, nitrogenous fertilization increased the productivity of 1 mm of water only in case of wheat straw and potato tubers irrespective of soil, and beet leaves and roots on merely light soil

Revew of regionalization of sprinkler irrigation requirements of crops in Poland

Авторы проанализировали зависимость между уровнем урожая основных культурных растений в сортовых опытах, проводимых в 1951-80 гг. (90 станций) и величиной и распределением декадных осадков в вегетационный период в те же годы (160 осадковых станций). На этой основе были определены для 7 выделенных физиографическ- климатических районов и 2 категорий плотности почв, средние для многолетий, сезонные и декадные осадки, позволяющие получить по крайней мере следующие урожаи: кормовой свёклы 75, сахарной свёклы 45, позднего картофеля 35, раннего картофеля 25, клевера и люцерны 50, гороха и бобов 2,5 и хлеба 4 т/га. Недостаток или избыток декадных осадков для отдельных растений, почв и станций был числен как разность между величиной районных осадковых нужд и действительными осадками в среднем для многолетий и в засушливые годы. Величины нужд орошения были определены с учётом районов, почв и числом засушливых лет. Авторы прилагают примеры карт для выбранных пропашных, кормовых и хлебных культур, на которых сравнивают величины и пространственные пределы недостатка осадков на лёгких и средних почвах.The relationship between the yield level of main crops in varietal tests carried out in the period 1951-1980 (in 90 crop variety testing stations) and the magnitude and distribution of ten-day rainfalls in the growing season of this period (160 ombrometric stations) was analyzed by the authors. On this basis many-year mean, seasonal and ten-day rainfalls allowing to obtain at least the following yields: 75 t of fodder beets, 45 t of sugar beets, 35 t of late potatoes, 25 t of early potatoes, 50 t of clover and alfalfa M 2.5 t of pea and beans and 4 t of cereal grain from hectare, have been determined, deficiency or excess of ten-day rainfalls for particular crops, soils and stations were calculated as difference between the regional rainfall needs and actual rainfalls for many-year periods and dry years. The irrigation requirements have been determined for particular regions, soils and dry years. Exemplary maps for selected root, fodder and cereal crops are attached by the authors for comparing the values and spatial ranges of rainfall deficiencies on light and medium-heavy soils