2006, 22(11):1-5.
摘要:在模拟土柱中,利用圆盘入渗仪对碎石对土壤饱和水力传导度的影响进行了分析。结果表明:含碎石土壤饱和水力传导度可以通过对不同负压下土壤稳定入渗速率进行非线性回归获得。含碎石土壤饱和水力传导度与去除碎石后的土壤饱和水力传导度及碎石形状指数密切相关。试验中含碎石土壤的饱和水力传导度随碎石含量的增加而呈指数降低趋势。
2006, 22(11):6-9.
摘要:为了从土壤力学方面探索防治水土流失的途径与措施,该文采用直剪仪对重庆缙云山5种典型植被的原状土和重塑土抗剪强度进行试验测定。通过比较相同植被同干密度、同含水率的原状土与重塑土在同一垂直荷载下的剪切差异,分析了根(极细根)在土壤-根系复合体(原状土)中的作用。研究结果表明:原状土剪切位移小于重塑土;在相同垂直荷载作用下,同一植被原状土的抗剪强度大于与其同干密度、同含水率的重塑土。原状土的剪切破坏近似于塑性破坏,而重塑土则属于弹性破坏;原状土的抗剪强度与含根量呈正相关,并以此建立关于原状土的抗剪强度回归模型。
何绪生 , 黄培钊 , 廖宗文 , 段继贤 , 葛仁山 , 李洪波
2006, 22(11):10-15.
摘要:保水肥料的水分有效性不但取决于保水肥料的吸水倍率,还取决于水分在保水肥料中的存在状态及吸持特征。首次用差示扫描量热仪(DSC)和水分特征曲线方法对实验合成的保水缓释氮肥水分状态及吸持特征进行了研究。发现保水缓释氮肥的自由水+束缚水含量随着平衡含水量增大而提高,保水缓释氮肥平衡含水量中94%以上为自由水+束缚水,其与普通水具有相同或相近的热力学性质,其相当于土壤重力水,毛管水和薄膜水之和,保水缓释氮肥所持水分90%以上是植物有效水。保水缓释氮肥的结合水占5%以下,其相当于土壤吸湿水,是植物难利用水。DSC测定的有效水(94%)和水分特征曲线测定的有效水(91%)十分接近,因此,DSC可作为评价吸水保水缓释肥料有效性快速方法。保水缓释肥料可增加土壤持水量,降低土壤水分蒸发,提高土壤保水和释水量。保水缓释氮肥合成过程中待聚液保温时间是一个重要工艺参数。
2006, 22(11):16-21.
摘要:NOAA气象卫星的两个热红外通道可以用来反演地球表面温度,而地球表面温度可用于监测土壤含水率。该研究于2002年冬小麦主要生育期,应用9种裂窗算法反演了邯郸地区的地表温度,并用这一时期冬小麦地面观测的冠层表面温度进行验证,结果表明:9种方法中,UL92法比较适合邯郸平原区地表温度的反演,平均误差为-0.27℃,标准误差为2.66℃;并建议:对于山区和丘陵地带,如能使裂窗算法结合数字高程模型(DEM),也能使山区和丘陵地带的地表温度反演精度提高,最后以地面试验基础上所建立的冬小麦地表温度与土壤含水率间的回归拟合经验方程为基础,用UL92法反演的地表温度监测不同土层的土壤含水率,这是一种利用热红外遥感监测区域剖面土壤含水率的新方法的尝试,证明地面基础试验所建立的经验方程与遥感数据结合能监测区域土壤剖面的土壤含水率。
2006, 22(11):22-26.
摘要:冬小麦、棉花套种共生期包括小麦灌浆期和棉花的苗期,这一时期对冬小麦生长及产量和品质形成具有重要意义。该文在3-1式和4-2式两种麦棉套种配置方式条件下,研究了麦棉共生期土壤水分条件对小麦生理特性以及产量和品质的影响。试验结果表明,土壤水分显著影响了小麦的光合蒸腾日变化动态。共生期较高的土壤水分不利于干物质向籽粒的运输和分配,其产量以70%土壤含水率处理最高。较低的土壤水分有利于小麦籽粒蛋白质和湿面筋含量以及沉降值的提高。3-1式小麦更容易受到土壤水分亏缺的抑制。
2006, 22(11):27-29.
摘要:中国微灌行业规范规定滴灌系统设计中的流量偏差率,只考虑水力偏差一个因素,导致设计偏离实际。随着生产发展与技术进步,为提高设计精度,有必要研究考虑再计入滴头制造偏差及滴头高程偏差的影响。鉴于已有文献[4]在推导过程中有诸多问题,结论不可信,再次研究了考虑三偏差因素的流量总偏差率。该文在已有高差流量偏差率的基础上,定义了滴头的制造流量偏差率、导出了3个流量偏差率最不利组合——流量总偏差率计算式,并提出了流量总偏差率允许值的建议。
2006, 22(11):30-34.
摘要:利用贝叶斯准则,结合气候年型及作物减产率定量统计方法,就内蒙古东部农牧交错带种植决策进行了分析,得到初步结论:如果气象部门预报有干旱发生,即扩大玉米种植面积,没有干旱灾害,即扩大大豆种植面积;如果气象部门预报有洪涝发生,即适当扩大大豆种植面积,没有洪涝灾害,即扩大大豆种植面积;如果气象部门预报有低温冷害发生,即适当扩大大豆种植面积,没有低温冷害灾害,即扩大大豆种植面积。经方法验证,1998、2000、2002年,若按调整最优方案Ⅰ种植比例调整产值可分别增加0.539亿元、0.67亿元和0.356亿元;若按调整最优方案Ⅱ种植比例调整产值可分别增加0.724亿元、0.664亿元和0.549亿元。贝叶斯准则方法不要求所选因子样本总体分布为正态分布,选择的因子状态可以用等级描述,因而可以较好地概括非线性或非数量的一些因子。实践表明,利用贝叶斯准则作内蒙古东部农牧交错带种植决策是可行的。
2006, 22(11):35-39.
摘要:植物侧根对土壤增强和斜坡稳定具有重要作用,探讨根土作用的机械效应,建立侧根对土壤牵引效应模型为定量分析植被生态护坡奠定了基础。但多侧根对土壤的牵引效应较复杂且难于分析求解,使计算机仿真成为有效研究方法。该文分析了多侧根对土壤牵引效应的力学过程,建立了可用于计算机仿真的多侧根土壤牵引效应模型,并以MATLAB为工具,建立了仿真系统。通过计算机仿真,为复杂的多侧根土壤牵引效应的分析提供仿真平台,不仅可以求解计算模型,而且还能通过改变模型的输入变量和模型参数对模型的系统行为进行观察和预测。最后,以云南松侧根为例进行了仿真和试验测试,结果表明仿真模型具有一定的精度,所建立的仿真系统是有效的。
2006, 22(11):39-39.
摘要:
谭小力 , 张洁夫 , 杨莉 , 张志燕 , 周佳 , 姜松 , 戚存扣
2006, 22(11):40-43.
摘要:油菜的角果容易开裂,造成产量损失,同时也不利于油菜的机械化收获。定量测定油菜角果的开裂力对油菜裂角性的研究和选育耐裂角油菜十分必要。采用了拉裂法定量测定油菜角果的开裂力。为了保持不同测定值的可比性,收获的油菜角果在25℃,50%湿度的环境下平衡2周,使测定材料含水量保持相对一致;测定时,在离角果基部2.5 cm处,用金属线缠绕固定角果,使不同的测定,都拉裂2.5 cm长的角果。使用物性仪,拉裂角果,角果开裂时,物性仪探头受到的最大力即为角果开裂的力。用拉裂法,测定了47个甘蓝型油菜品种,结果表明甘蓝型油菜角果的开裂力在0.77~3.7 N之间,裂角性存在很大的遗传变异,因此,在甘蓝型油菜中选育适宜于机械化收获的耐裂角油菜品种是可行的。
2006, 22(11):43-43.
摘要:
2006, 22(11):47-52.
摘要:根据现场试验资料,分析了晚稻叶片水平的水分利用效率的日变化与全生育期变化,叶片的水分利用效率与气孔导度及外界影响因子包括光合有效辐射、土壤水分、叶气温差等的相互关系。结果表明:控制灌溉水稻叶片的水分利用效率在较高土壤水分时与对照处理差别不明显,适度土壤水分调控可以获得较高的水分利用效率;全生育期水稻叶片的水分利用效率随土壤水分变化而波动,过高过低的土壤水分均不利于水分利用效率的提高;叶片的光合速率、蒸腾速率与水分利用效率均随气孔导度的增加表现出先增后减的变化规律。水稻叶片的水分利用效率影响因素分析显示:水分利用效率随叶气温差、二氧化碳浓度和空气湿度的增加而增加;有利于获得较高水分利用效率的气孔导度、光合有效辐射、空气温度和土壤水分范围分别是200~350 μmol·m-2·s-1、400~900 μmol·m-2·s-1、28~34℃和85%~90%的土壤饱和含水率。
2006, 22(11):53-57.
摘要:针对冀西北高原砂质栗钙土干旱、粗骨、土层薄等限制农业稳产和高产的障碍因子,该文通过田间试验,以稀植经济作物小南瓜为试材,研究了沟、垄不同覆膜方式和积聚不同厚度熟土(聚土)措施的聚水保墒与增产作用。结果表明:沟覆膜方式聚集降水和保蓄土壤水分的作用好于垄膜处理,收获后1 m土体贮水量比播前盈余56.79 mm。与垄膜处理相比,沟膜平均少耗水51.61 mm,水分利用效率平均高16.42 kg·mm-1·hm-2。垄膜条件下,聚土处理的产量差异达显著水平;沟膜条件下,聚土40 cm与60 cm处理产量差异不显著,以沟膜+积聚40 cm厚度熟土+N60P45处理产量最高,达到9812.5 kg/hm2。该技术可作为冀西北高原旱砂地农田提高作物产量和水分利用效率的一种种植模式。
2006, 22(11):58-63.
摘要:采用地统计学和GIS相结合的方法,研究了甘蔗连作19年(1980~1999年)的低丘陵红壤蔗区土壤有机质含量的时空变异特征。研究结果表明:由于土壤侵蚀和土地利用格局的影响,1980年的土壤有机质与地形坡度为极显著负相关。在长期甘蔗连作下,地形坡度对1999年的土壤有机质空间分布已没有影响,而有机肥施用的侧重方向使得土壤有机质与经纬度、海拔高度都有相关性。土壤有机质的时空变异与蔗区耕作管理的精细化程度有关,精细化程度高的高产蔗区的土壤有机质平均降幅为11%,而精细化程度低的低产蔗区土壤有机质则平均增幅为50%。大量施用源自甘蔗的有机肥已造成蔗区土壤养分的不平衡。
2006, 22(11):63-63.
摘要:
2006, 22(11):64-68.
摘要:鉴于常用填料吸附能力的理化再生方法存在运行费高以及不利于植物生长和微生物活性的缺点,探索低价且生态友好的填料吸附位的再生方法非常重要。该文研究了处理农业污水的人工湿地中的沸石和土壤的氮的解吸附性能、沸石的动态吸附和曝气再生。结果表明:填料的氨氮吸附量受填料的种类、使用时间、填充方式和填充位置的影响。土壤的氨氮吸附量为沸石的3倍以上;沸石使用时间越长,氨氮吸附量越低;前置沸石的氨氮吸附量大于表铺沸石。使用22个月的前置沸石带在0~90 cm深度范围内的氨氮吸附量相近;浅层(0~10 cm)土壤的氨氮吸附量为中层(10~20 cm)和深层(20~40 cm)土壤的2倍以上。植物的供氧作用利于土壤的氨氮转化,停留时间的增长利于沸石对氨氮的动态吸附,曝气对已吸附一定量氨氮的沸石有再生作用。
李怀恩 , 同新奇 , 张康 , 杨方社 , 毕慈芬 , 杨晓东
2006, 22(11):69-73.
摘要:沙棘植物“柔性坝”拦沙淤积效果明显,为了探求沙棘“柔性坝”对土壤水分的调控作用,在内蒙古准格尔旗西召沟东一支沟小流域内对5座沙棘“柔性坝”开展了野外试验研究,同时在东一支沟左岸一未种植沙棘“柔性坝”的小支沟进行了对比试验。沿沟道及“柔性坝”坝体纵向设置若干断面,每个断面设2~3个采样点,每个采样点在1 m深度范围内分9层采集土样测定土壤含水率。试验结果表明:降雨后,沙棘“柔性坝”坝体土壤水分的垂向分布呈现降低型(土壤含水率随土层深度的增加而降低);而对比沟各断面的土壤含水率的垂向分布则为增长型或波动型。这表明沙棘“柔性坝”有利于雨水下渗和增加土壤含水率,进而起到保水固土和促进植被生长的作用。从“柔性坝”坝体中部至上游淤积体,平均土壤含水率呈现纵向递增趋势;并基于达西定律探讨了断面平均土壤含水率与纵向距离之间的关系。
2006, 22(11):74-78.
摘要:水资源短缺,城市用水紧张,使得草坪灌溉用水管理受到极大关注。为了研究草坪修剪管理的节水效果,采用小型排水式蒸渗仪,通过田间实验研究了充分供水条件下3种草坪草(早熟禾、高羊茅、黑麦)不同修剪高度(留茬高度:5、10、15 cm和不修剪)处理对耗水量的影响,并根据水量平衡原理计算得到了3种草坪草的耗水量。研究结果表明:草坪草的耗水量均随修剪留茬高度增加而增加,不同草种间存在差异。3种草坪草修剪留茬高度为5 cm时较不修剪耗水量减少36.78%(早熟禾)、34.02%(高羊茅)、33.54%(黑麦),平均减少耗水量34.78%。所得参数可以为类似地区3种草坪草灌溉系统的规划设计和节水管理提供基础理论依据。
2006, 22(11):79-84.
摘要:依据风险原理,利用北方冬麦区近40年冬小麦水分供需的相关资料,基于灌水定额为675 m3/hm2,估算了冬小麦全生育期无灌溉、灌1~5水条件下不同水分供需率等级出现的风险概率。结果表明:北方冬麦区不同水分供需率等级出现的风险概率,呈由北向南逐渐减少的趋势;其中中南部地区呈由中部向沿海、由中部向西部逐渐减少的趋势。以冬小麦全生育期水分供需率≥70%的风险概率≥90%、水分供需率≥80%的风险概率≥75%为主导指标,确定了基于风险的不同地区的冬小麦全生育期适宜补充灌溉次数。北方冬麦区在补充灌溉1~4水后,即可基本满足冬小麦稳产增产的水分需求;在适宜补充灌溉3~4水的地区,传统方式灌5~6水,过量灌溉严重,目前可至少减少灌溉1~2次,节水675~1350 m3/hm2。
2006, 22(11):85-92.
摘要:当前农村居民点整理工作应加强对社会经济转型条件下农村居民点内在演化规律的研究。该文应用GIS空间分析以及景观指数的定量分析方法,以北京山区为研究区域,分析研究了山区不同地域层次上农村居民点分布及其变化与该区自然环境、生产环境和社会经济三方面环境要素间的相互关系。结果表明北京山区农村居民点分布格局受坡度、高程、农用地以及城镇和交通道路等自然环境、生产环境和社会经济环境的综合影响,但其分布变化则更多地与农用地距城镇的距离和交通条件紧密相关。该文还对农村居民点分布的变化趋势进行了分析,为科学指导农村居民点整理提供依据。
2006, 22(11):92-92.
摘要:
2006, 22(11):93-97.
摘要:为使黄土退耕坡地植被快速恢复,减少水土流失,根据不同植物的生性特点,结合坡地不同的工程治理措施,研究提出了以草为主,草、树间作的治理模式,解决了退耕坡地当年裸露地表水土流失严重的问题。指出对于15°~20°的坡地,以大台田+艹律草+经济林治理模式最好,当年植被盖度可达47.2%,4年后可达75.9%,土壤侵蚀量较对照下降34.30%;对于20°~25°坡地,以隔坡梯田+艹律草+乔木生态林的治理模式最好,当年植被盖度可达33.9%,4年后达49.4%,土壤侵蚀量比对照下降67.04%;对于25°以上坡地宜采用大鱼鳞坑+冰草+灌木组合治理模式,当年植被盖度可达28.7%,4年后达36.3%,土壤侵蚀量比对照下降68.17%。三种模式均能有效地减轻雨滴对疏松表土的溅蚀,提高了土壤含水率和植被覆盖度,利于形成林草和谐共生的稳定群落。
2006, 22(11):98-103.
摘要:在矿区废弃地的恢复中,格局变化的研究将对矿区生态系统的变化起着至关重要的作用。其中,农业用地格局演变的过程及覆被类型的变化,对矿区的生态安全、耕地保护及土地资源可持续利用具有重要的现实意义。该文以山西平朔矿区为例,基于GIS平台,在分析矿区土地动态变化的基础上,运用景观生态学理论与方法,对平朔矿区景观动态变化过程、特征及覆被类型的变化进行了研究,特别对矿区农用地的变化做了重要分析,结果表明:大型露天矿区生态系统景观动态变化过程包括生态破坏过程的景观变化(土地挖损、土地压占、土地占用)和生态重建过程的景观变化(地貌重塑、土壤重构、植被重建);经过20年的人工控制的生态重建后,矿区土地利用空间格局由以旱地—疏林地格局演变为以林地—建设用地为主的重建生态格局;矿区生态重建已经改变了原脆弱生态系统的生态环境,其中农业用地增加了50%,但由于管理制度等原因,复垦的农用地目前大部分尚不能转换为耕地使用。
2006, 22(11):104-107.
摘要:多块钕铁硼永磁材料由极靴通过非导磁螺钉固定在钕铁硼永磁发电装置转子铁芯上,相邻的钕铁硼永磁材料极性相反,即N极S极间隔排列,组成钕铁硼永磁转子,当转子转动时,磁场旋转,线圈切割磁力线,产生电动势。研发出了三相半控桥式整流稳压器,当钕铁硼永磁发电装置的输出电压低于目标稳压值时,整流稳压器为三相全波桥式整流输出,当钕铁硼永磁发电装置的输出电压高于目标稳压值时,电压信号采样比较电路自动使三相全波整流桥桥臂瞬时断开,降低输出电压,当钕铁硼永磁发电装置的输出电压再低于目标稳压值时,三相全波整流桥再恢复工作,周而复始,整流稳压器通过移相、削波、整流,使输出电压稳定在一定范围内,解决了车辆用永磁发电装置在宽转速、宽负载范围内输出电压保持稳定的问题以及给蓄电池充电的问题。
2006, 22(11):108-111.
摘要:近年关于农业用车轮型移动机器人的研究很多,但主要集中在直线行走方面。该研究进行了沿给定的曲线路径跟踪控制的研究。首先由给定的曲线路径生成四元状态空间,其次在利用预见控制求得车辆的未来值和目标值的基础上,利用最优控制理论设计跟踪控制器。最后在牧草地上对正弦路径和圆形路径进行了跟踪实验。试验结果为:车辆以1.5 m/s的速度行驶时,在很小转弯半径时最大误差可控制在35 cm以内。
2006, 22(11):112-116.
摘要:在研究电磁制动器结构和控制原理的基础上,遵照国家法规对拖挂式车辆制动力的要求,建立了采用电磁制动器的单轴挂车制动力模型,利用效能因数法得到了电磁体控制电流与挂车制动力大小的对应关系,并找出了满足法规要求的电磁体控制电流的范围。通过试验验证表明,理论分析正确,挂车制动力模型可靠。为进一步研究主、挂车制动力大小的匹配,提高拖挂式车辆的制动稳定性,提供了重要依据。
2006, 22(11):117-120.
摘要:用发动机缸盖的振动信号进行了发动机功率检测试验。基于LabVIEW建立的虚拟仪器系统,运用加速度传感器测定了发动机从怠速急加速到高速过程中的缸盖振动信号,对发动机怠速段、高速段的振动信号进行了频谱分析,同时对比分析了低频振动信号与发动机转动时测得的脉冲信号。结果表明,发动机缸盖振动加速度信号中低频振动信号的周期与发动机转动周期有确定的对应关系,用低频振动信号峰值点可以分离出发动机的转速,从而可根据无负荷测功角加速度原理得出发动机不同转速下的有效功率值,因此利用发动机缸盖振动信号进行功率检测的方法是有效可行的。
2006, 22(11):121-125.
摘要:该文通过节流阀片力学模型建立了节流阀片弯曲变形微分方程,对节流阀片弯曲变形的研究,得到了弯曲变形系数、弯曲变形计算公式和当量厚度计算公式。研究了叠加阀片所受最大应力与当量厚度阀片所受最大应力之间的关系,得到叠加阀片的应力系数和厚度系数。利用当量厚度计算公式和叠加阀片应力系数、厚度系数,给出了设计厚度阀片拆分为n片的原则。并对叠加阀片应力进行了仿真研究和叠加阀片减振器的阻尼特性试验。结果表明,叠加节流阀片的拆分设计计算方法是准确有效的。
2006, 22(11):126-130.
摘要:为了有效地控制干燥机的温度、水分等因素,提高干燥效率,针对国内干燥机控制系统存在的不足,设计出基于单片机和复杂可编程逻辑器件CPLD技术的一体化控制系统,采用了温度、水分、仓位等多个传感器来检测有关信息,进行干燥机的智能控制。该系统可完成温度传感器的设定,水分传感器的校准和修正,干燥机15项运行参数的设置,能进行水分、温度和故障的自动检测与报警,燃烧机的自动控制等。也可实时将测量的谷物水分值传送给计算机,便于多台干燥机的集中监控,及进行统计分析。该系统经实践检验,实现了干燥机正常可靠的各项操作和多种干燥作业,达到了高效干燥的智能化控制,且系统易于扩展,谷物品质好。
张无敌 , 刘士清 , 尹芳 , 官会林 , 李建昌 , 高旭红 , 毛羽
2006, 22(11):131-134.
摘要:为提高生物柴油的转化率和纯度,以菜籽油为原料,研究在KOH催化剂作用下与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油的工艺,考察了甲醇用量、催化剂用量、反应温度和反应时间等操作条件对酯交换反应的影响。结果表明,该反应最适宜的工艺条件为:甲醇用量为菜籽油质量的20%,催化剂用量为菜籽油质量的1.2%,反应温度为65℃,反应时间为90~120 min;菜籽油制备的生物柴油品质达到美国ASTM和德国DINE生物柴油标准,其生物柴油的转化率为94.89%。若充分开发中国南方可利用的冬闲田和边际土地约1000万hm2种植油菜,按照此工艺条件加工菜籽油,则每年可加工生产生物柴油740万t,具有广阔的发展前景。
2006, 22(11):135-140.
摘要:考虑植物油料的可变形和流变,植物油料的压榨过程是一个渗流场和流变场耦合渗流问题。基于流固耦合渗流理论建立植物油料压榨过程的模拟模型,采用有限差分法和有限元法交替求解渗流场和流变场。数值模拟了压榨过程中菜籽和菜籽仁油料的位移、菜籽仁孔隙流体压力分布与消散、有效应力分布与变化。菜籽和菜籽仁的位移数值解和实测值比较吻合,尤其在中、后时段。
2006, 22(11):141-146.
摘要:建立了大豆、油菜籽、光皮树和麻疯树4种原料制生物柴油生命周期能源消耗和排放评价模型,并对其进行了生命周期能源消耗和排放评价。结果表明:与石化柴油比较,大豆和油菜籽制生物柴油生命周期整体能源消耗与石化柴油基本相当;光皮树和麻疯树制生物柴油的生命周期整体能源消耗比石化柴油低约10%;所有原料制生物柴油生命周期化石能源消耗显著降低,生命周期HC、CO、PM10、SOx和CO2排放降低,NOx排放升高。
2006, 22(11):147-151.
摘要:采用挤压和碾磨原理以及风筛复合分离原理设计开发出了油茶籽脱壳机。油茶籽含水率和辊筒线速度是影响脱壳分离效果的主要因素。适宜的脱壳工艺条件为油茶籽含水率5%~20%,辊筒线速度8.90~10.00 m/s,在此工艺条件下,油茶籽脱壳率≥98.5%,仁中含壳≤4%、壳中含仁≤1%。油茶籽脱壳机成功投入了生产实践应用,获得了质量优良的油茶籽油和脱壳油茶籽饼粕,提高了油茶籽加工的经济效益。
何勇 , 张勤 , Alan Hansen , Noboru Noguchi , Beom-soo Shin
2006, 22(11):152-159.
摘要:介绍了一项适用于精细农业机械化的新技术:计算机集成作物生产技术(CCP)。该技术融合信息采集、网络通讯、数据处理、过程决策、自动执行等功能,能有效地完成作物生产的精确机械化作业。计算机集成作物生产技术的3个主要功能是先根据需要实时采集传感数据,然后根据传感信息构建合理的行动决策,最后将传递上述决策并付诸实施。为了说明CCP的工作原理和结构设计,介绍了由伊利诺依大学机械电子系统实验室设计开发的CCP技术系统的关键功能。研究结果表明,在车辆自动导航,主从机械控制,在线式变量作业等利用农业机械实施田间作物生产作业的领域,有必要在农业机械上集成CCP技术,使机械自动地完成各项最优化项目作业。最后,根据以往工作中的经验,简要讨论了目前CPP技术发展所面临的问题和挑战。
2006, 22(11):160-164.
摘要:基于生长模型的作物管理决策支持系统是数字化农作技术研究的重要内容。在气象因子、土壤条件、品种特征和栽培管理数据库的支持下,利用作物生长模拟技术、计算机软构件技术,构建了基于生长模型的油菜管理决策支持系统(GMDSSRSM),包括单机版(GMDSSRSMA)和网络版(GMDSSRSMW),其中单机版系统利用VB和VC++语言编程实现,网络版系统在.net平台上用C#语言开发。该系统实现了数据管理、模拟预测、方案评估、因苗预测、时空分析、敏感性分析、专家咨询和系统帮助等功能,具有机理性强、预测性好、通用性强、功能全面等特点。该研究为油菜生长与生产系统的动态预测和管理决策提供了定量化和数字化工具,可为数字化油菜农作系统的构建奠定技术基础。
2006, 22(11):165-169.
摘要:为了解决“数字农业”中对野外农田数据采集传输的机动性,跨平台与经济性,在分析当前农田数据野外采集现状的基础上,提出基于Java手机平台野外农田数据采集与传输系统的设计方案。在B/S网络构架下,详细分析客户端与服务端系统设计:客户端设计主要包括农田数据采集、数据传输、信息查询、定位导航;服务端设计主要包括数据接收与传输,数据存取,数据检索以及地图服务等。通过试验,结果表明基于Java手机的野外农田数据采集与传输系统设计切实可行,在野外数据采集方面具有良好的移植性,数据传输较快,费用较低,具有较大的研究与实用价值。
2006, 22(11):170-174.
摘要:植被指数—地表温度特征空间已被应用于多方面的研究。该文从区域旱情监测的角度分析了该特征空间的生态学内涵,指出地表温度是地表蒸散的函数,推导出了温度蒸散旱情指数(TEDI)的计算方法。利用NOAA数据,以河北省南部平原为研究区域,分别计算出了温度植被旱情指数(TVDI)与温度蒸散旱情指数(TEDI),通过地面实测土壤相对湿度指数(SHI)验证,结果表明温度蒸散旱情指数(TEDI)可以更准确地反映下垫面的土壤墒情状况。
2006, 22(11):175-178.
摘要:介绍了分形维数的理论计算公式和试验公式,分析了计盒维数的计算方法,运用Matlab软件设计了图像的处理和基于图像的计盒维数的计算程序。随机地选择了4种双子叶杂草和两种单子叶杂草共6种杂草作为研究对象,运用自行设计的程序分别计算了杂草叶的RGB三色图像的分形维数并以其平均值作为杂草叶的分形维数。研究结果表明该文给出的分形维数的计算方法可靠;研究结果也验证了杂草叶具有分形特征;研究结果还说明不同种类的杂草 ,其叶的分形维数明显不同,可以用分形维数为特征参数识别杂草。
2006, 22(11):179-182.
摘要:为寻找荔枝冠层光合有效辐射模拟中合适的叶片旋转算法,实验针对树叶灰度图像,将双线性插值算法引入图像旋转中,并与采用最邻近插值算法的结果进行对比分析,着重比较了树叶与背景之间边缘的过渡情况和二值化后树叶所占面积的变化情况。结果表明,采用双线性插值算法目标与背景之间的过渡平滑,边界清晰,旋转后的图像清晰度较高;采用最邻近插值算法目标与背景之间的过渡不平滑,有比较严重的方块效应,图像整体清晰度较差,二值化后图像的平均变形达到20个像素。
2006, 22(11):183-186.
摘要:由于农业数据具有地理分布、异构和动态等特性,网络环境下农业数据的分发组织和高效能处理是一个非常复杂且具有挑战性的问题。该文设计了层次式的农业数据网格系统软件体系结构;研究了基于时空本体的农业元数据建模、农业数据空间聚类与映射、多系统信息协同和层次访问控制机制等关键技术;构建了农业数据网格节点应用环境。测试检验结果表明,所设计的农业数据网格体系具有良好的网络高性能传输能力。
2006, 22(11):187-191.
摘要:温室加温控制目标的设定合理与否,直接影响温室作物生长及温室环境调控的能耗。本研究以温室作物生长模拟模型和温室加温能耗预测模型为基础,建立了基于模型的温室加温控制目标计算机优化系统。系统包括一个数据库(温室、作物以及气象资料)和三个模型(作物生长模拟模型、温室加温能耗预测模型以及加温控制目标优化模型)。系统的输入主要为温室类型、温室结构、覆盖材料、作物信息以及室外气象资料,系统输出主要为作物干物质生产量、温室加温能耗量以及干物质生产能耗量利用效率最高和生物量最高的温室白天和夜间的加温控制目标(温度设置点)。以2003年1月20日~2月20日上海孙桥现代农业开发区Venlo型自控玻璃温室水果型黄瓜生产为实例进行分析,结果表明,在上海地区冬季进行温室水果型黄瓜生产时,在开花至果实采收初期将白天和夜间加温控制目标分别设为23℃和17℃时可以获得最高的干物质生产量;将白天和夜间的温室加温的温度分别设为20℃和15℃能够使黄瓜干物质生产的能耗量利用效率达最大,并能够使黄瓜干物质产量也处于较高的水平。本研究建立的基于模型的温室加温控制目标优化系统为中国温室气候控制中温度的优化调控提供了理论依据和决策支持。
2006, 22(11):192-196.
摘要:聚碳酸酯中空板质量轻、保温好、抗冲击、寿命长,在温室中得到了广泛的应用。但由于其透光性能比玻璃的差,有时造成种植者生产受损,甚至与材料生产企业发生纠纷。为了分析和了解这种材料的辐射透过性能,该文对聚碳酸酯(PC)中空板辐射透过率进行了测定和计算,并以玻璃为参照,分析了聚碳酸酯中空板对紫外线、可见光和红外线的透过率,结果表明聚碳酸酯中空板基本不透过紫外线,在可见光范围内的透光率较玻璃约低10%,在2~5 μm红外线波段的辐射透过率仅为玻璃的40%左右,在5~25 μm波段有两个小峰值透过率波段,但透过率都低于5%,虽较玻璃差,但从总量值上看仍然具有非常优异的保温性能。
2006, 22(11):197-202.
摘要:为区分不同地区气候条件对温室生产影响的差异性,明确在不同地区对温室的基本要求,针对中国连栋温室生产进行了气候区划。区划方法采用综合因子法和主导指标法相结合的原则。首先根据中国气候特点,划分出北方区和南方区,然后在南、北方区内再划分出一级区和二级区。一级区划采用综合因子原则,利用系统聚类和判别分析方法将北方区划分为4个一级区,南方区划分为5个一级区;二级区划采用主导指标原则,利用主导指标的等值线走势将北方区和南方区各划分为9个二级区。通过分区评述各一级区的气候特点,指出在该区内发展温室生产的气候资源优势和不利气象条件,提出各区的温室发展方向,为从总体上做到合理利用气候资源,防止气候对温室生产的不利影响提出建议;给出各二级区内连栋温室的采暖期及采暖能耗量,指出连栋温室在本区的适应性,为连栋温室合理布局提供依据。
2006, 22(11):203-208.
摘要:为了探讨甜瓜幼苗形态变化与环境温度及水分的关系,该文利用分期播种法和灌溉上限法,采用线性回归和logistic函数式,根据积温学原理,建立了甜瓜幼苗株高、茎粗、主根长度,子叶、真叶1、真叶2、真叶3的长度、宽度及叶面积受有效温度与水分双因素驱动的机理模型,同时对模型参数进行了估算,对器官形态变化过程进行了分析。结果表明:幼苗株高和茎粗与有效积温成直线相关关系,主根长度及子叶、真叶1、真叶2、真叶3的长度、宽度、面积的温度效应模型为logstic函数式,水分影响参数为指数函数式。通过验证,模型能较为真实、客观的模拟实际植株形态变化。
2006, 22(11):209-212.
摘要:基于C8051F005芯片设计开发一种新型组培气体微环境控制系统,采用高纯度CO2定压定量供给和自动箱内循环在线监测技术,成功解决了CO2气体难以自动精确施放和传感器检测精度及其稳定性的问题,实现了组培微环境CO2浓度的按需设定和自动控制。该系统能够同时记录CO2浓度的下降量和时长,既可用于研究不同组培微环境因子对组培苗同化CO2速率的影响,又能用于规模化组培育苗生产。以驱蚊香草、冬青、大花蕙兰组培苗为实验材料,验证系统可靠性与可行性。结果表明该系统运行可靠,控制精度高,能够满足规模化组培育苗对气体微环境调控的需求和组培微环境建模的科研要求。
2006, 22(11):213-216.
摘要:采用五因子二次正交旋转设计,研究酸浓度、料液比、提取时间、提取温度、提取次数等5个因素对酸提取菜籽饼粕中多糖的得率的影响,用SAS8.0中响应面分析程序RSREG建立并分析了5个因素对得率的函数模型。结果表明,所得回归方程达显著水平,拟合情况良好;5个因素对得率的影响大小依次为提取温度>提取次数>提取时间>酸浓度>料液比,最佳提取温度为100℃,提取次数4~5次,提取时间(每次)1.4~1.8 h,酸浓度0.10~0.14 mol/L,料液比1∶18~1∶22,菜籽饼粕多糖得率在3.1%以上。
2006, 22(11):217-222.
摘要:为了改善燕麦蛋白的功能性质以扩大其在食品工业中的应用,该文以燕麦麸为原料制备了燕麦麸分离蛋白(OBPI),并利用胰蛋白酶对其进行水解,得到了3种不同水解度(4.1%、6.4%、8.3%)的酶解产物。SDS-PAGE分析结果表明OBPI中的主要蛋白成分是球蛋白,其经过胰蛋白酶处理后,球蛋白酸性亚基被部分水解而碱性亚基相对保持完整。胰蛋白酶水解显著改变了OBPI的功能性质。在所考察的水解度范围内,随着水解度的升高,酶解产物的溶解性、持水性、乳化活性及起泡能力等方面均逐渐增加;但持油性、乳化及泡沫稳定性有不同程度的降低。
2006, 22(11):223-227.
摘要:以商品低酯果胶为研究对象,以AR-500型动态流变仪为主要设备,考察低酯果胶溶液的流变学基本特性,以及温度、剪切速率、体系pH值、金属离子、糖等因素对其流体性能的影响。结果表明,低酯果胶溶液是典型的剪切稀化型非牛顿流体,果胶浓度越高,溶液剪切稀化现象越严重。同时其溶液流体行为受温度、剪切速率、pH值等因素的影响。体系温度和pH值的升高均可导致溶液黏度降低;剪切速率的影响与果胶浓度有关,在低浓度条件下(0.3%),低速率时(0~200 s-1)剪切稀化现象越严重,高速率(400~700 s-1)时转变为胀塑性流体;在高浓度(1%、2%)条件下,随着剪切速率增高,溶液流体逐渐趋向于理想状态的牛顿流体。金属二价离子对低酯果胶溶液有显著的增稠效应,其增稠效果与离子浓度呈正相关。
李万芬 , 汪超 , 李红斌 , 詹小卉 , 黄静 , 姜发堂 , 张声华
2006, 22(11):228-231.
摘要:该文研究了魔芋葡甘聚糖-丙烯酸接枝共聚物(KSAP)和通用干燥剂硅胶、蒙脱石在几种环境湿度下的吸湿特性,并分析它们吸湿后在干燥环境(RH(10±1)%,(25±1)℃)中的解吸性能。结果表明:在RH(30±1)%,(25±1)℃下,硅胶和蒙脱石在9 d时的吸湿率为15%,KSAP为12%,而在RH(75±1)%,(25±1)℃和RH(90±1)%,(25±1)℃的环境中,KSAP在9 d时吸湿率分别达到70%和120%,且干燥环境中的保水能力强。同时运用红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)对KSAP进行结构分析,IR结果表明KSAP富含-OH和-COO-亲水基团,SEM图说明KSAP为多网格物理结构。
2006, 22(11):232-237.
摘要:以福建省主栽龙眼品种“福眼”果实为材料,研究果实采前套袋对龙眼果实品质和采后耐贮性的影响。结果表明:果实采前套袋可明显改善龙眼果实的外观品质;但降低了果肉可溶性固形物、可滴定酸、维生素C和总糖等营养物质含量,导致龙眼果实甜度下降、风味变淡。果实采前套袋降低了与龙眼果皮褐变密切相关的酚类物质(包括花色素苷、类黄酮和总酚)含量和多酚氧化酶、过氧化物酶的活性,减少了龙眼果实在贮藏期间果皮褐变的发生;同时,果实采前套袋明显减轻由采前病原菌潜伏侵染所致的采后龙眼果实病害,提高果实耐贮性,延长果实贮藏期。
2006, 22(11):238-243.
摘要:研究了高压脉冲电场(pulsed electric field, PEF)对接种于苹果汁中植物乳杆菌(Lactobacillu plantarum)的杀菌效果并应用三种模型进行了分析。结果表明,随电场强度和脉冲时间增加,PEF对植物乳杆菌的杀灭效果增强,34 kV/cm、1050 μs时植物乳杆菌最大降低了4.135个数量级。Hülsheger 模型、Weibull模型和Log-Logistic模型均能很好地拟合PEF处理植物乳杆菌的失活曲线,五个模型评价参数,精确因子(Af),偏差因子(Bf),根平方和(SS),根平方方差(RMSE)和决定系数(R2)分析表明三个模型中,Log-Logistic模型最好地拟合了PEF处理下植物乳杆菌失活动力学变化。
徐志龙 , 王忠义 , 黄岚 , 刘志存 , 侯瑞锋 , 王成
2006, 22(11):244-249.
摘要:为了得到农产品生物组织光学参数,设计了一套双积分球系统实验测量装置。文中描述了其测量原理、系统组成和测量技术,采用650 nm的半导体激光器作为光源,对Intralipid溶液和Evans Blue溶液进行了实际测量,验证了该测量系统的准确性。通过实测,纯牛奶的散射系数为27.719±0.836,吸收系数为0.014±0.001,各向异性因子g=0.846±0.002。通过与其它测量方法对照,相对误差小于5%,该装置能够较准确地获得样品的散射与吸收系数,使之适用于农产品(如果品蔬菜、动物肉、牛奶等)光学参数的测量。
2006, 22(11):250-253.
摘要:为获得温和的制油工艺,该文采用了多种细胞壁多糖酶制剂对湿磨菜籽浆进行水相酶解法提油。同时对菜籽内源硫苷酶的湿热灭活条件及硫苷的湿热稳定性进行了研究,并优化了酶解的工艺条件。结果表明:沸水处理5 min可以有效钝化菜籽内源硫苷酶,此时硫苷的降解率为11.28%;果胶酶、纤维素酶和β-葡聚糖酶经复配(4∶1∶1)后处理菜籽比单一酶制剂的作用效果好,复合酶解最适工艺条件为:固液比1∶5,加酶量3%,酶解时间5 h,在此条件下乳化油得率为92.45%。
2006, 22(11):254-256.
摘要:为考察大孔吸附树脂对蜂蜜中羟甲基糠醛(HMF)的吸附可行性,该文采用静态吸附法研究了LSA-800B型大孔树脂对HMF吸附过程的热力学性质。结果表明,在298,308,318 K和研究的浓度范围内,蜂蜜中的HMF在LSA-800B型树脂上的吸附等温线均符合Freundlich等温吸附方程,Freundlich吸附等温线和等量吸附焓表明LSA-800B型树脂对蜂蜜中HMF吸附是放热过程。吸附自由能ΔG<0表明吸附的自发性,吸附熵变ΔS<0说明吸附质分子在吸附树脂表面上的运动比在溶液中受到更大的限制。
徐怀德 , 殷金莲 , 孙卉 , 谢顺虎 , 杨阳 , 张红勇
2006, 22(11):257-260.
摘要:该文对鲤鱼酶解发酵制饮料的加工技术进行了研究。结果表明:枯草杆菌蛋白酶酶解鲤鱼蛋白的最佳酶解条件是酶用量(酶与底物浓度比,E/S)0.12 g/kg,温度45℃,pH值8.0,在此条件下酶解鲤鱼4 h,氨基态氮含量由0.0017 g/L增加到0.0414 g/L,增加了23倍;游离氨基酸由19.943 mg/(100 mL)增加到78.001 mg/(100 mL),增加了291%。经保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵后,酶解液风味得到明显改善,并产生了特殊的乳酸发酵香味。鲤鱼高压水煮液体外·OH清除率为0.97%,经枯草杆菌蛋白酶酶解后酶解液体外·OH清除率为80.21%,酶解发酵液体外·OH清除率为78.74%。鲤鱼蛋白经酶解和发酵后体外·OH清除能力都得到明显的提高。鲤鱼饮料的配方组成是:鲤鱼酶解发酵过滤液80 g/kg,麦芽糖30 g/kg,蔗糖45 g/kg,乳化稳定剂3 g/kg,浓缩苹果汁15 g/kg,酸味剂和香精适量。
2006, 22(11):261-263.
摘要:通过三因素二次正交旋转回归实验设计,考察了发酵温度、接种量、发酵液初始pH值对酵母菌PA4酿造苹果酒品质的影响,得出苹果酒质量与影响因素的回归模型。结果表明:发酵温度和接种量对苹果酒质量的影响极显著(p<0.01),发酵液初始pH值对苹果酒质量的影响显著(p<0.05);菌株PA4酿造苹果酒的最佳工艺参数是发酵温度为24℃,接种量为10%,pH值为3.4。
2006, 22(11):264-268.
摘要:近红外光谱分析技术是饲料质量安全控制中不可或缺的一种技术,它不仅能够较准确的测定饲料产品营养价值的各相关参数指标,而且能科学的分析配合饲料的原料组成和来源,应用于饲料安全溯源管理;同时,利用近红外光谱分析技术获取强特异性的个性特征信息,可用于完善饲料产品注册系统。本文综述了近红外光谱分析技术在饲料质量安全评价方面的应用研究成果,以便使该技术更好的为饲料行业质量安全控制服务。
2006, 22(11):269-272.
摘要:农用地膜良好的增温保墒效果已对中国农业产生了重大的、积极的作用,但同时随着地膜覆盖技术的普及,残留农用地膜也已经带来了一系列的负面影响,大量的残留地膜破坏土壤结构、危害作物正常生长发育并造成农作物减产,进而影响到农业环境,通过对中国有关地膜残留研究文献的综述,对农用地膜的应用现状、残留地膜的分布特征及影响因素,以及残留地膜的危害特点进行了综合分析,并针对目前存在的实际情况,提出了农用地膜残留污染的防治技术措施。