2009, 25(12):1-5.
摘要:为了解决旱情紧急情况下关中西部各灌区和各用水部门之间的用水矛盾,该文以大系统递阶理论为基础,采用动态规划方法建立了以总用水量最大为目标的区域水量优化调配模型,根据需水与来水的不同频率组合,拟定了3种一级备选配水方案(第3方案有27种二级备选配水方案),通过对各方案调度结果分析,并考虑实际调度运行的可操作性,推荐采用第3种方案以夏灌调水量作为主要控制因素进行归类合并后形成4灌区11种调水方案。该调水方案在2005-2007年的实际使用中,取得了很好的效果,对该区域的抗旱应急调水提供了科学依据。
2009, 25(12):6-12.
摘要:作物需水量和灌溉需水量的时空分布是科学地制定不同地区灌溉用水定额的依据。该文基于全国范围200多个气象站近30 a逐日的气象资料和不同地区作物生育阶段的调查统计资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith方法和作物系数法,计算了30种作物的需水量和净灌溉需水量,并用各地灌溉试验站的实测资料进行了检验。利用GIS的空间分析功能,采用反距离加权插值法得到主要作物多年平均作物需水量与净灌溉需水量的等值线图。选择种植面积最广的小麦、玉米、棉花和水稻4种作物,分析其作物需水量与净灌溉需水量的空间分布特征,得到不同地区主要作物的灌溉需求指数。研究表明:中国东北区、长江中下游区、华南区、川渝区和云贵区平均灌溉需求指数小于0.5,作物对灌溉的需求比较低;华北区、蒙宁区和晋陕甘区旱作物30%~50%的需水靠灌溉补充,水稻55%~80%的需水依靠灌溉;新疆地区主要作物的灌溉需求指数均在0.7以上,农业的发展完全依赖于灌溉。
2009, 25(12):13-21.
摘要:作物需水量是确定节水高效灌溉制度、制定灌溉排水规划和水资源合理配置必不可少的重要参数。当前模拟计算作物需水量的主要方法有FAO-56双作物系数法、双涌源能量守恒模型、根系层水量平衡模型和SWAP模型,而各种方法均有利弊和使用条件。不论采用哪种方法模拟计算作物需水量,其结果必须进行有效性检验,否则不能用于上述工程项目。该文用FAO-56双作物系数法基于灌溉试验数据模拟计算了人工牧草——老芒麦、冰草的需水量,并对模拟计算的需水量采用拟合相关图法、回归分析法和残差估计误差指示法进行了有效性检验。拟合相关图法属定性检验,给出了统计相关趋势;回归分析法和残差估计误差指示法为定量检验,给出了模拟计算值与实测值间的拟合优度和残差估计误差的范围。这种定性定量相结合的方法有效地检验了需水量模拟值与其实测值间的一致性,其结果可用于工程项目中。
吴文勇 , 刘洪禄 , 陈鸿汉 , 郝仲勇 , 师彦武 , 马福生
2009, 25(12):22-25.
摘要:为了对再生水灌区调蓄工程选址提供依据,该文通过建立5个不同深度监测井研究了再生水灌区调蓄工程对地下水盐分的影响,再生水经包气带入渗后渗滤液氯离子、全盐、总硬度含量有所增加,12 m包气带厚度对总氮、总磷去除率达到97.3%和99.0%以上,但是渗滤液中全盐、总氮、氮磷、总硬度等含量指标接近地下水背景值,未发现再生水调蓄工程蓄水导致地下水水质发生明显变化,说明研究区域再生水渗滤进入地下水对盐分的影响与其他补给水源的影响效果无显著差异。再生水灌区调蓄工程应建设在具有包气带岩性粗细相间、防污性能较好的区域。
2009, 25(12):26-31.
摘要:精确农业使得农田土壤水分和养分的时空变异与产量关系的研究显得尤为重要,这就要求在其研究方法上取得新的进展,以加快精确农业的进程。该文运用传统统计理论和地质统计学理论结合分析了冬小麦苗期、灌浆期的土壤水分和养分变异与产量变异之间的关系。提出用“综合指示率”综合评价土壤的水分和养分状况,并分析了综合指示率的变异与作物产量变异之间的关系。结果表明在67.8 m范围内综合指示率与产量之间存在很强的空间相关性,综合指示率越大,产量越高。Kriging估计的空间分布图也表明综合指示率与产量有较好的对应关系,综合指示率能解释产量变异的58.4%,比多元回归结果提高17.4%。多元逐步回归分析和综合指示率与产量的两变量回归分析结果都表明,同时考虑土壤水分和养分的变异能解释产量变异的33.3%~58.4%,比只考虑土壤养分变异时提高0~5.2%,同时考虑苗期和灌浆期土壤水分和养分变异能解释产量变异的41.0%~58.4%,比只考虑其中1个时期提高4.3%~16.5%。综合指示率为表达农田土壤水分和养分时空变异性及其与作物产量的关系提供了一种思路和方法,其分布图不仅是管理者综合评价土壤水分和养分状况的有利工具,而且把它与产量分布图对比,可以为精确农业的实施提供一定参考。
2009, 25(12):32-37.
摘要:为了揭示ASCE和FAO56两种Penman-Monteith公式在计算小时参考作物腾发量(ET0)时的差异,开展了充分供水草坪草腾发量观测试验。基于自动气象站的小时气象数据和蒸渗仪试验结果,在对比两公式计算结果差异基础上,以实测的日草坪腾发量为标准评价了2种计算公式小时ET0的日累积结果及以日的计算结果。结果表明:2种Penman-Monteith公式计算的小时ET0结果存在一定差异,ET0较高的时段差异也比较大。白天FAO56 Penman-Monteith公式的计算结果低于ASCE Penman-Monteith公式的计算结果,夜晚则正好相反,原因在于Cd取值的差异。与实测日ET0结果相比2种公式小时时段的ET0结果的累积值误差均比较大,ASCE的改进并没有使Penman-Monteith在计算结果上取得实质性的改进,相比之下以日为时段的Penman- Monteith公式(ASCE同FAO56)取得了与实测结果最为一致的效果。进一步根据实测的小时ET0数据以及更长序列的日ET0实测结果,评价FAO56 Penman-Monteith和ASCE Penman-Monteith结果的地区适用性将是今后研究内容之一。
2009, 25(12):38-44.
摘要:该文旨在研究不同土质、灌水量和灌水方法情况下入渗模式、灌水效率,并探讨不同灌水条件下溶质分布和水流运动模式之间的关系。根据碘-淀粉显色原理示踪水流运动和溶质迁移,分别在壤土和黏土条件下、开展了重力灌溉和微灌方式下的12组入渗试验,采用适用效率、深层渗漏损失率、有效储水率和均匀度对灌水效率进行综合评价。结果表明,入渗水再分布主要受到湿润模式的影响,有效储水率和均匀度随着灌水量的增加而提高,然而深层渗漏损失率也明显增大。溶质分布的均匀程度和深层渗漏损失率均小于水量分布的均匀程度和损失率,根据入渗后水分和溶质的再分布情况对灌水效率进行评价更为直接和全面。
2009, 25(12):45-50.
摘要:不同滴灌布设方式下,土壤含水率不尽相同,作物的长势和产量也因此受到影响。为探究滴灌管道布置方式和系统技术参数对葡萄植株生长发育特性和产量的影响,并优选出适合吐哈盆地的葡萄滴灌技术参数,该文对不同滴灌技术下土壤含水率以及成熟期葡萄植株生理指标进行观测和分析,结果表明:地面滴灌3管布置、滴头流量2.7 L/h、滴头间距30 cm的处理达到了最优效果,该处理下的土壤含水率、葡萄水分生理指标和产量均处于较高水平。
2009, 25(12):51-57.
摘要:灌水均匀度是评价灌水质量的重要指标,灌水后的土壤水分分布均匀度是灌水均匀与否的最终体现。选择最佳的土壤水分取样点数是进行经济、准确评价灌水后土壤水分分布均匀度的基础。在新疆地下滴灌棉田中,灌水后2 d(土壤水分相对稳定)进行取样,实测田间土壤水分分布,抽样分析了样本数与土壤水分分布特征及均匀度之间的关系。结果表明,随样本数的增加,对应的土壤水分布均匀系数(克里斯琴森均匀系数Cu)的变幅缩小,并向其均值集中。从样本数量上分析,样本数在15到60之间,其Cu的均值变化并不明显;在试验条件下,进行大田土壤水分监测评价时,均匀分布的取样点个数应不少于24个。Cu和配水均匀度(Du)之间存在较好的相关性,但用实测结果得出的系数与相关手册的推荐值之间存在一定的偏差,互算时需加以考虑。采用均匀25点取样,对大田棉花地下滴灌的土壤水分分布状况进行了评价。结果表明,地下滴灌条件下,毛管附近的土层土壤含水率变幅最大;与上、下土层相比,灌水前毛管附近(20~40 cm)处的土壤水分均匀度较低,灌水后其均匀度大幅提高。
2009, 25(12):58-62.
摘要:为了提高膜孔灌氮肥利用率,减少氮肥损失,通过室内膜孔灌灌施尿素模拟试验,研究了膜孔灌灌施尿素条件下氮素转化和分布规律,结果表明:灌施600 mg/L尿素溶液后,转化生成的铵态氮主要分布在膜孔中心附近,随着距离膜孔中心的增大而减小,0~5 d时铵态氮含量逐渐增大,5 d后逐渐减小。在7 d前,硝化作用微弱,上层土壤硝态氮含量低于本底值,7 d后,硝化作用增强,上层土壤硝态氮含量明显增大,远高于本底值,且水平方向转化生成的硝态氮含量大于垂直方向。在尿素转化过程中,铵态氮减少量远大于硝态氮增加量,表明尿素转化过程中氮素损失较大。以上成果为进一步研究膜孔灌灌溉施肥技术提供了参考。
夏江宝 , 刘 庆 , 谢文军 , 孙景宽 , 刘 擎 , 陆兆华
2009, 25(12):63-68.
摘要:为研究造纸废水灌溉对黄河三角洲内陆盐碱芦苇地土壤水文特征的影响,通过设置芦苇地不同废水灌溉次数下的随机区组试验,采用田间测量土壤入渗过程和实验室内测定水文物理参数相结合的方法,分析造纸废水灌溉前后土壤pH值、含盐率及土壤水文物理参数的变化。结果表明:1)废水灌溉后,土壤pH均值降低6.0%;废水灌溉1~2次,土壤含盐率降低11.7%,废水灌溉3~4次后,增壤含盐率增加12.6%。2)废水灌溉后土壤体积质量均值减小6.5%,总孔隙度均值增大18.1%;随着废水灌溉次数的增多,土壤体积质量和总孔隙度分别有减小和增大的趋势。3)Horton模型比较适合描述废水灌溉后芦苇群落的土壤入渗过程,废水灌溉降低了初渗率,但随着废水灌溉次数的增多,稳渗率增加明显。4)废水灌溉增强了土壤贮蓄水分的能力,废水灌溉3次吸持贮水量达到最高(90.15 mm),灌水4次滞留贮水量达到最高(4.51 mm)。与未灌溉相比,废水灌溉具有明显的压碱抑盐、改良土壤水文物理性状、提高土壤入渗和贮水能力的作用,但不同灌溉次数处理间差异性显著。该研究为黄河三角洲内陆盐碱地区芦苇群落在造纸废水灌溉下的适宜灌溉次数和灌溉水量的确定提供了科学依据,有利于造纸废水资源的合理化开发利用。
2009, 25(12):69-73.
摘要:为探讨降雨侵蚀力空间分布对土壤流失的影响效应,该文以黄土丘陵沟壑区子长集水区为例,将区域重心概念应用到降雨侵蚀力的空间分布研究中,基于GIS探讨了降雨侵蚀力重心在不同年份间的变迁对土壤流失的影响。研究结果表明:降雨侵蚀力重心与水文站点、大于15°坡度重心的距离会显著影响土壤流失;当降雨侵蚀力重心位于水文站点和较陡坡度重心中间位置时,也会产生较多土壤流失;降雨侵蚀力重心在南北方向上变化对土壤流失影响不大,但在东西方向上的移动能够明显改变土壤流失。在集水区尺度上,随着降雨侵蚀力空间分布的变化,降雨侵蚀力与坡度、土地利用、水文站点的空间耦合关系将发生改变,从而导致土壤流失量的增加或减少。
于国强 , 李占斌 , 李 鹏 , 张 霞 , 邹兵华 , 赵洪彬
2009, 25(12):74-79.
摘要:为研究黄土高原小流域重力侵蚀机理,采用fish语言编写多层复杂地形建模的前处理程序,对多层复杂地形建模进行了二次开发。从力学稳定性角度,采用有限差分FLAC3D软件对黄土高原小流域概化模型进行重力侵蚀机理研究,分析了流域重力侵蚀的发育过程,并对小流域位移场和应力场进行了数值模拟。结果表明:建立的三维模型能真实地表现小流域地形、地貌,仿真效果良好。小流域重力侵蚀过程分为发育期、成熟期和稳定期3个阶段,沟头溯源区是小流域侵蚀最强烈的部位;凹形的边坡整体几何形态利于边坡稳定,减缓了重力侵蚀的发生程度。建模方法和数值模拟结果可应用到重力侵蚀研究中,为推动流域侵蚀产沙时空规律研究的深入发展和小流域水土流失综合治理以及生态环境建设提供科学依据。
2009, 25(12):80-87.
摘要:概念性土壤侵蚀模型在描述流域基本过程的同时对参数要求较低,现有概念性模型中计算产沙所需参数主要靠律定或借鉴经验值。该文介绍了1个无需流域出口产沙量长序列观测资料来律定且能适用于研究流域的概念性土壤侵蚀模型。模型中引入了分布式水文模型WetSpa Extension作为水文模块,结合流域内试验小区上建立的流量—产沙量经验关系计算侵蚀量,再结合泥沙输移比构建起产沙模块。通过在紫色土地区小流域的应用表明,模型能够得到较合理的流域出口产流量、产沙量以及侵蚀率的空间分布等模拟结果,在没有试验小区的邻近流域地区也具有推广性,且能作为评价水保措施效益的有力工具。该概念性模型对于流域出口泥沙资料稀少的地区具有很高的应用价值和协助流域管理的 潜力。
2009, 25(12):88-92.
摘要:为了提高插秧机自动导航系统的可靠性,设计了一种基于CAN总线的分布式控制系统。系统由1个主控节点和3个从节点组成。主控节点采用AT91SAM9261 ARM处理器,负责根据RTK GPS数据和电子罗盘数据决策适当的控制指令;3个从节点选用C8051F040单片机,分别实现转向控制、变速控制以及插秧机具升降控制;并根据CAN2.0总线协议,制定了插秧机自动导航系统主从节点数据传输通信协议。控制系统在久保田SPU-68型插秧机上进行了道路跟踪试验和田间作业试验,结果表明,采用基于CAN总线的嵌入式分布式导航控制系统保证了数据实时传输,插秧机能够自主完成路径跟踪、转向、变速以及插秧等操作。其中道路直线跟踪误差小于0.05 m,田间作业试验直线跟踪误差不大于0.2 m,插秧行距为30 cm,能基本满足水田插秧作业要求。
2009, 25(12):93-96.
摘要:为了分析纵轴流联合收割机切流脱粒分离装置的脱粒分离性能,在自行研制的纵轴流脱粒分离清选试验台上,对钉齿和刀形齿切流脱粒分离装置进行了台架试验,测定了切流脱粒滚筒、强制喂入轮以及纵轴流复脱滚筒的功耗,分析切流脱粒分离装置的结构和运动参数对籽粒脱粒性能的影响。试验结果表明,切流脱粒分离装置的籽粒脱净率范围约为67.19%~82.37%,功耗约占脱粒总功耗的20%,刀形齿式切流脱粒滚筒消耗的功率较少,采用切流与纵轴流组合式脱粒分离装置的小麦脱净率均能达到99.90%以上,夹带损失率小于0.25%,配置刀形齿式切流脱粒滚筒的切流与纵轴流脱粒分离装置的总功耗较少,强制喂入轮和纵轴流复脱滚筒的功耗分别约占脱粒总功耗的14%和66%,研究结果对纵轴流联合收割机的研制具有指导意义。
2009, 25(12):97-101.
摘要:对节水灌溉产品质量评价指标进行定量筛选,可实现借助测定有代表性的指标就能开展质量评价的目的。该文依据室内性能测试数据,借助聚类分析法和主成分分析法对旋转式喷头质量评价指标进行定量筛选,对比分析了两种方法的筛选效果和适用性。结果表明,采用两种方法对旋转式喷头质量评价指标进行定量筛选得出的结论基本相近,在常用的旋转式喷头质量评价的7个指标当中,射程与喷射高度的相关性最强,对农业灌溉中常见的中、低射程旋转式喷头应保留射程而筛除喷射高度指标。考虑聚类分析法着重于每对指标间的相关性,而主成分分析法则注重所有指标间的相关程度,因此利用后者对旋转式喷头及其节水灌溉产品质量评价指标进行定量筛选更为有效。
2009, 25(12):102-106.
摘要:为优化差速式玉米种子脱粒机脱粒系统的有关参数,进而降低玉米种子在脱粒过程中的损伤,该文采用二次回归正交旋转组合设计的方法,以籽粒破碎率为主要性能指标,选取直辊转速、喂入量、籽粒含水率为试验因素,对差速式玉米种子脱粒机进行了性能试验。分析结果表明:籽粒含水率对破碎率的影响呈二次函数关系,籽粒含水率太大或太小,对籽粒破碎率的影响都很大;喂入量越小,籽粒破碎率就越小,当喂入量低于0.9 kg/s时,籽粒破碎率稳定,基本不受喂入量的影响;直辊转速越小,籽粒破碎率就越小;直辊转速、籽粒含水率和喂入量对籽粒破碎率的交互影响也很显著,当籽粒含水率在18%,喂入量在0.9 kg/s,直辊转速在200 r/min时,籽粒破碎率取得最小值。研究成果对进一步研究玉米种子的差速脱粒原理、优化脱粒系统参数、开发低损伤脱粒工艺具有重要的意义。
2009, 25(12):107-113.
摘要:为有效快速地识别农田多条垄线以实现农业机器人视觉导航与定位,提出一种基于机器视觉的田间多垄线识别与定位方法。使用VC++ 6.0开发了农业机器人视觉导航定位图像处理软件。该方法通过图像预处理获得各垄行所在区域,使用垂直投影法提取出导航定位点。根据摄像机标定原理与透视变换原理,计算出各导航定位点世界坐标。然后结合垄线基本平行的特征,使用改进的基于Hough变换的农田多垄线识别算法,实现多垄线的识别与定位。使用多幅农田图像进行试验并在室内进行了模拟试验。处理一幅320×240的农田图像约耗时219.4 ms,室内试验各垄线导航距与导航角的平均误差分别为2.33 mm与0.3°。结果表明,该方法能有效识别与定位农田的多条垄线,同时算法的实时性也能满足 要求。
2009, 25(12):114-118.
摘要:考虑到配流副在高压条件下的弹性变形量已与油膜厚度同一量级,该文应用弹性流体动力润滑理论,建立了弹性变形条件下配流副的润滑数学模型,采用有限差分法求解了模型的控制方程,进行了弹性变形对配流副润滑特性的影响分析。结果表明,在油膜厚度较小时,配流副的弹性变形使平均油膜厚度相比增大了14.48%,但最大油膜压力却减小了18.60%,且配流副的油膜承载力和泄漏量明显增大,而摩擦转矩明显减小;但油膜厚度大于15 mm时,可以忽略弹性变形对配流副润滑特性的影响。研究为高压化轴向柱塞泵配流副的设计与研究打下了基础。
2009, 25(12):119-123.
摘要:为掌握永磁式涡流缓速器与排气制动的联合制动在车辆上的实际制动能力,对永磁式涡流缓速器和排气制动特点进行了分析,采用道路试验和理论分析相结合的方法,从平路减速距离和坡道稳定持续下坡车速与坡度关系两个方面考察永磁式涡流缓速器与排气制动联合制动的制动能力。结果表明:在平路上,使用联合制动能在更短时间内减低车速,有效缩短减速距离;在坡道上,使用联合制动可以保证车辆在更大坡度坡道上(5.5%~9.0%)以安全、经济的车速稳定下坡行驶。上述研究对于促进永磁式涡流缓速器和排气制动装置在国内车辆上的装用具有参考作用。
2009, 25(12):124-127.
摘要:为了实现发动机电子控制系统对空燃比的精确反馈控制和方便对发动机进行诊断等用途,在熟悉宽域氧传感器工作原理的基础上,设计了空燃比采集显示系统和PC监控系统。并对测试系统的输出电压和混合气的过量空气系数的对应关系进行了试验标定,最后在发动机试验台架上该测试系统进行了试验验证。结果表明该系统灵敏度高、响应时间短(100 ms),采集数据显示直观,可用于发动机空燃比闭环控制和车载自动诊断系统(OBD)等的开发。
2009, 25(12):128-132.
摘要:以茄子果实为例,提出一种基于改进型广义Hough变换的空间物体位置和姿态的识别方法。在已知图形的参数表制作阶段添加缩放和旋转运算,扩大样本的代表范围;采用“形状相似度”的方法初选待识图形的缩放索引和旋转索引,缩小了搜索范围;适当提高梯度索引步长,避免参考点在累加器中的排布过于分散,便于确定最终参考点坐标。试验表明:改进型广义Hough变换对茄子大、小目标的深度恢复误差分别减小了4.0和7.9个百分点,说明该方法对空间不同位姿、部分遮挡情况下茄子果实的识别具有良好的效果。
2009, 25(12):133-137.
摘要:缺陷检测一直是利用计算机视觉技术进行水果自动分级的难点。为了解决带有缺陷的水果在图像分割时部分缺陷容易被误分割为背景这一问题,以脐橙为研究对象,首先提取B分量,利用B分量构建掩模图像,然后对R分量图像进行掩模,从而在不损伤缺陷的情况下实现了水果与背景100%分割。考虑到水果呈球状,检测时边缘灰度较低,在缺陷分割时容易出现误分割,提出快速水果图像边缘灰度补偿算法,利用此算法,对6种常见脐橙缺陷,共计220幅图像,设定分割阈值为165,使不同灰度等级的缺陷一次性分割成功,分割率最高为100%,最低为79.5%。试验结果表明由于单阈值的使用,提高了缺陷分割效率。
丁 强 , 王忠义 , 黄 岚 , 何建昕 , 张根伟 , 高 健 , 万 青
2009, 25(12):138-144.
摘要:基于生物阻抗谱检测原理,设计并实现了一个非破坏性的便携式肉品阻抗谱检测系统,主要包括信号发生单元和检测单元,信号源能够在0.1~250 kHz范围内自动扫频,检测单元由检测电极和增益、相位检测器构成。探讨了检测电极设计方案,比较分析了六钢针电极和四针石墨电极的性能,同时通过试验证明了系统的稳定性,1 kHz以上系统的变异系数CV<6%;以组内相关系数ICC来评定在不同温度下系统的可靠性,系统模型中Ri、Re、C的ICC均大于65%,系统稳定可靠。选取猪肉样品进行了新鲜度指标与阻抗谱关系的初步研究,结果表明随着猪肉新鲜程度改变,猪肉复阻抗值、复阻抗实部值、复阻抗虚部值以及特征频率都表现出减小的趋势。
2009, 25(12):145-150.
摘要:为建立快速、全面、精确的粮食质量安全追溯信息系统,研究了射频识别(RFID)中间件技术应用在粮食质量追溯中的业务流程及使用方式,结合江苏省粮食流通特点完成了基于射频识别中间件技术的粮食供应链的系统流程分析,进而确定了符合粮食质量安全中间件的软硬件配置。在此基础上采用结构化设计方法(SM)进行粮食质量安全追溯RFID中间件应用体系的系统架构。最后分别应用VC++方法和AutoRunner工具对系统进行集成和测试。单标签和动态应用测试结果表明:系统识别准确率、识读工作周期和系统连续正常运行时间分别达到95.3%、8.6 s和1 000 h。该系统具有应用于粮食质量安全追溯的前景。
邰书静 , 张仁和 , 史俊通 , 薛吉全 , 张兴华 , 马国胜 , 路海东
2009, 25(12):151-155.
摘要:为了对玉米秸秆的饲用品质进行可靠、便捷、快速的分析和评价,该研究以不同品种、密度、氮肥和水分处理的不同发育时期和不同部位玉米秸秆为试验材料,应用近红外光谱(NIRS)技术和偏最小二乘法(PLS),采用一阶导数+中心化+多元散射校正的光谱数据预处理方法,构建了玉米秸秆体外干物质消化率(IVDMD)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF) 和可溶性糖(WSC)含量的NIRS分析模型。所建立的IVDMD、ADF、NDF和WSC含量的NIRS校正模型决定系数(R2cal)分别为0.9906、0.9870、0.9931和0.9802,交叉验证决定系数(R2cv)分别为0.9593、0.9413 、0.9678和0.9342,外部验证决定系数(R2val)分别为0.9549、0.9353、0.9519和0.9191,各项标准差(SEC、SECV和SEP)为0.935~1.904,相对分析误差(RPD)均大于3。结果表明,各参数的NIRS分析模型可用于玉米秸秆饲用品质的分析和品种选育的快速鉴定。
2009, 25(12):156-160.
摘要:为了解决人员误入工作中的灭菌室被紫外线照射的问题,设计了一种基于多普勒频移原理的紫外线灭菌室智能监控系统。根据生物的生命体行为特征,提出一种新的生物识别方法,并建立了多普勒频移数学模型。制作了生物识别模块,采用SPCE061A单片机为控制核心搭建验证平台,进行了生物识别试验。试验结果表明,系统最高识别率为99.58%,紫外线灭菌室智能监控系统满足工作要求。
2009, 25(12):161-166.
摘要:土壤盐渍化是干旱、半干旱农业区主要的土地退化问题,及时、精准、动态地监测盐渍土盐分,对于治理、防治盐渍土和进行农业可持续发展至关重要。以松嫩平原西部长岭县为例,利用盐渍土高光谱数据构建盐渍土盐分遥感预测模型。电导法测得土壤盐量,用ASD高光谱仪野外采集高光谱数据,利用光谱导数变换选择能够表征盐渍土盐分信息的最佳波段,即550、720、760、820和940 nm。通过比较3层和4层72种不同神经网络结构,最终选择5-6-1 结构的3层神经网络预测盐渍土盐分(R2 = 0.895,RMSE = 0.089)。与传统回归相比(R2 = 0.81,RMSE = 0.25),运用高光谱数据与人工神经网络方法相结合,能够提高盐渍土的预测精度,说明人工神经网络在构建光谱反射率与土壤参数关系研究中具有突出优势。
吴文斌 , 杨 鹏 , 张 莉 , 唐华俊 , 周清波 , Shibasaki Ryosuke
2009, 25(12):167-173.
摘要:该研究以中国耕地类别为研究对象,选择2000年中国土地利用数据(NLCD-2000)为参考数据,利用比较分析法,从面积数量精度和空间位置精度两方面对目前4类全球土地覆盖数据(UMD、IGBP-DISCover、MODIS和GLC2000)产品进行了精度验证,并分析研究了4类数据精度的异同性。结果表明,4类全球数据对中国耕地数量特征和空间位置特征的估测具有明显的区域差异性。MODIS数据集和GLC2000数据集对中国耕地制图的总体精度要高于UMD数据集和IGBP-DISCover数据集。4类数据制图精度高的区域主要分布在中国的农业主产区,而误差大的区域主要分布在中国山区或耕地比例低的区域。低空间分辨率的信息源、基于像元的分类方法,以及中国复杂地形特征是4类全球土地覆盖数据精度差异的主要原因。
2009, 25(12):180-186.
摘要:苹果花期是果树生产与管理的关键阶段,对冠层反射光谱特征研究具有重要的理论和现实意义。该文以山东省栖霞市为研究区,通过实测的120棵苹果花期冠层反射光谱数据,在分析不同累计样本容量冠层反射光谱特征的基础上,用方差分析和相关分析的方法,系统地研究了苹果树有花与无花、不同花量、花期不同阶段、不同树龄及不同品种的冠层反射光谱特征。研究结果表明,随着累计样本容量的增加,冠层反射光谱曲线趋于稳定、平滑。有花与无花冠层光谱反射率在431~500、591~680、761~1 300 nm波段方差分析结果极显著(α=0.01);不同花量的冠层与391~513、598~687、711~1 193 nm波段的反射率显著相关(p<0.05);在670 nm“红谷”附近,反射率随花量的增加而增大,在近红外761~1 300 nm波段,反射率随花量的增加而减小;不同品种之间,除嘎啦外,红富士、金帅和新红星之间不易区分。研究结果揭示了高光谱遥感在苹果花期信息获取方面的巨大潜力,为今后遥感反演模型的构建提供了依据。
2009, 25(12):187-192.
摘要:实践中,大尺度上测量叶面积指数(LAI)很难实现,利用遥感技术进行LAI的定量反演成为当前研究的重点。该文应用MODIS地表反射率数据反演冬小麦叶面积指数,假设MODIS像元由作物和土壤混合,建立了SAILH模型与裸土反射率组成的线性光谱混合模型,基于人工神经网络的方法进行LAI反演,获得了北京顺义冬小麦种植区在2001年4月1个时间序列的LAI。研究表明,此方法能够较好的获取大区域尺度上的LAI,对冬小麦长势监测具有重要意义。
李新虎 , 张展羽 , 杨 洁 , 张国华 , 王 斌 , 王 超
2009, 25(12):193-197.
摘要:该文应用基于自由搜索算法的BP(backpropagation)网络模型对自然降雨条件下不同处理措施的红壤坡地入渗规律进行了预测,选择降雨量、最大降雨强度、降雨历时、土壤初始含水率、土壤体积质量、通气孔度和下垫面状况7项指标作为网络输入,土壤入渗量单项指标作为网络输出,结果表明:基于自由搜索算法的BP网络模型可以有效地预测自然降雨条件下不同处理措施坡地入渗规律,预测的平均相对误差为11.08%,经t检验和回归分析表明预测值和实测值相差不大,具有较好的一致性,决定系数为0.9715,并和传统的BP网络进行了比较,结果显示基于自由搜索算法的BP网络预测优于传统的BP网络,模型具有较高的精度和稳定性。
张 浩 , 席 磊 , 许 鑫 , 高 瑞 , 马新明 , 尹 钧
2009, 25(12):198-205.
摘要:为对县域小麦生产管理和潜力挖掘提供技术支撑和辅助决策,该文在小麦自然生产潜力评价流程的基础上,收集和整理了河南省8个县域的属性数据(气象、土壤和小麦资源数据)和空间数据,创建空间-属性一体化数据库,利用UML2.0、SQL Server 2000和SuperMap GIS 2008组件技术设计实现了基于GIS的小麦自然生产潜力评价系统,系统应用基于“经验-统计法”的光、温、水、土逐级衰减机制模型,定量计算了河南省8个县域的小麦自然生产潜力,通过分类统计和分级制图,分析了县域小麦自然生产潜力的空间分布规律。研究结果表明,光合、温度、水分和土壤生产潜力空间分布规律依次为:根据纬度的增加而减少,豫西>豫南>豫东南>豫北>豫中,豫南>豫东南>豫西>豫中>豫北,豫南>豫中>豫北>豫东南>豫西;小麦自然生产潜力的关键因子影响大小为土壤>温度>水分,小麦自然生产潜力相对可挖掘空间大小为水分>温度>土壤。该系统具有普适性强、独立性好等特点,为县域小麦生产管理和潜力挖掘提供技术支撑和辅助决策。
2009, 25(12):206-210.
摘要:农村配电网无功优化方面的理论研究及单台补偿设备研究的在相关文献报道较多,而针对农村配电网10 kV线路的无功优化智能控制系统的研究尚属空白。论文立足于目前农村配电网无功补偿的现状,10 kV线路集成了远程通信技术和网络技术直接在调度室进行远程监视、管理及自动控制,通过上下位机数字化技术真正实现了无功优化智能系统。通过实施表明,变电站的每个出口功率因数总是在0.95~0.98之间波动,基本上是一条直线。该系统的实施为智能电网的实现探索了一条新思路。
2009, 25(12):211-217.
摘要:中国秸秆资源估算存在着统计不完全、草谷比取值不当等问题。该文采用草谷比法,选取经过订正的秸秆草谷比,对中国秸秆资源进行了全面系统的估算。估算结果表明:随着农业综合生产能力的提高,中国秸秆总产量总体上呈不断增长之势;目前中国是世界第一秸秆大国,2005年全国秸秆总产量达到84 183.12万t;稻草、玉米秸、麦秸依然是中国的主要作物秸秆类型;稻壳、玉米芯、蔗渣、甜菜渣等农产品初级加工副产品具有可观的新能源开发前景。
孟海波 , 赵立欣 , 高新星 , 田宜水 , Rocco De Miglio , Evasio Lavagno
2009, 25(12):218-223.
摘要:该文分析了国内外生物液体燃料能量平衡研究现状。在综合考虑能量平衡、污染物排放、土地、水资源成本等各种因素的基础上,基于线性规划法和电子数据表工具(SPREADSHEET),利用生命周期理论研究开发了生物液体燃料可持续评价系统(BSAS),该系统主要有基础数据库、分析模块和优化模块3部分组成,以中国内蒙古和黑龙江两地发展甜高粱茎秆燃料乙醇为案例,利用该系统进行了可持续性评价。研究表明,利用该系统可实现国家、省以及特定地区等多个层面对发展生物液体燃料的可持续性进行优化分析和综合评价,得出选定地区在满足设定情景条件下优化的生物液体燃料产业发展规划,为政府部门科学决策提供技术支撑。
2009, 25(12):224-227.
摘要:生物质直燃CDM(清洁发展机制)项目的可持续发展评价需要对系统的经济、社会和环境效益等方面进行定量分析。该文应用能值理论,对生物质直燃发电CDM项目进行了能值分析,建立了能表明其功能特征的能值可持续性评价指标,并以华中某地25 MW生物质直燃发电CDM项目为案例,评价了系统的可持续发展性能。结果表明:该CDM项目每年获得的2.51×106美元温室气体减排效益,不仅可有效增大系统的能值产出率,降低环境负荷,使生物质直燃发电系统更具有竞争力;还能使系统能值可持续指标提高到6.45,使之富有活力和发展潜力,可维持较长时间内的可持续发展。
牛艳青 , 王学斌 , 谭厚章 , 徐通模 , 惠世恩 , 赵钦新 , 周屈兰
2009, 25(12):228-233.
摘要:采用傅立叶红外光谱(FTIR)分析,以木屑为研究对象,在管式炉中研究了Al/Ca/Fe/K/Na/Zn金属元素对生物质快速热解过程中热解速率以及CO和CH4析出规律的影响。FTIR分析表明:加入含金属元素添加剂抑制了CO和CH4的产量,添加剂对CO产量和CH4产量的抑制能力依次为Fe2O3>ZnO>NaCl>CaO>KCl>Al2O3;Al2O3/ Fe2O3/ ZnO作为添加剂可缩短CO和CH4的析出时间,其中Fe2O3作用最为显著,其他添加剂对析出时间的影响相对较小。对热解速率的统计分析表明:加入金属元素降低了生物质的快速热解速率,热解反应速率大小依次为:不加添加剂>Al2O3> Fe2O3>ZnO>KCl>CaO>NaCl。
2009, 25(12):234-239.
摘要:以碱催化剂为媒介的转酯化反应制备生物柴油方法因其转化率高而倍受重视。该文以菜籽油为原料,在小型试验装置上,采用均相碱催化法,研究了菜籽油在碱性催化剂NaOH的作用下与甲醇经酯交换反应制备生物柴油的工艺条件。考察了醇油摩尔比(4︰1~8︰1)、催化剂用量(0.5%~2%)、反应温度(30~60℃)和反应时间(30~150 min)等工艺参数对酯交换反应的影响,对生物柴油的组成成分进行了气相色谱/质谱联用(GC-MS)分析。结果表明,在醇油摩尔比6︰1,催化剂用量为油质量的1%,反应温度为50~60℃,反应时间为60 min时,酯交换反应转化率最高可达到96.7%。该生物柴油主要由油酸甲酯、芥子酸甲酯、9,12-十八碳二烯酸甲酯、11-二十碳烯酸甲酯、亚麻酸甲酯等脂肪酸甲酯组成,其中油酸甲酯含量最高,相对质量分数高达50.30%。
2009, 25(12):240-244.
摘要:柴油机燃烧过程直接决定了柴油机的动力性、经济性和排放性能,而燃油雾化的质量又是影响燃烧过程最重要的因素。该文研究了生物柴油及其调和油的雾化特性,在模拟气缸中,运用相位多普勒粒子分析仪(phase Doppler particle analyzer,PDPA)测量系统对生物柴油及矿物柴油不同比例调和油的喷雾场进行了测量,得到了喷雾场中油滴的速度矢量和油滴直径。结果表明:在油束的核心区过后,喷孔直径对雾化影响比较大,小孔径的雾化效果好;喷油器不同的较小启喷压力(在常用启喷压力范围内)对生物柴油没有很大的影响;生物柴油的雾化效果不如柴油好,直观表现就是索特平均直径较大;油泵转速高,油滴的脉动速度就大,索特平均直径就小。
2009, 25(12):245-249.
摘要:生产性温室通常采用矩形钢管作为立柱,在受力最不利的边柱外侧连接规格更小的钢管作为墙檩。实践中,该墙檩对提高边柱的侧向稳定起到了一定作用,但却缺乏必要的设计理论支持。该文分析了这种小钢管对矩形钢管立柱的侧向支撑作用,分析表明,虽然这种小钢管相对立柱的形心有偏心,但是仍然能够对立柱提供有效的侧向支撑,可以减小立柱的平面外计算长度。按照这个结论,立柱在进行稳定性验算时,平面外的计算长度可以取侧向支撑点之间的距离,从而在保证边柱强度和稳定性、减少边柱用材的基础上,提高边柱计算的科学性。
2009, 25(12):250-253.
摘要:玉米秸基质是一种新开发的替代草炭的基质,研究其在园艺作物栽培和育苗中的配套应用技术有重要意义。该文以番茄为试材,采用正交试验设计,研究了蛭石与发酵玉米秸基质的复配比例、烘干鸡粪添加量及基质相对含水率对玉米秸基质穴盘育苗的影响。结果表明:3因素对番茄幼苗地上部生长影响的主次顺序是鸡粪添加量>基质相对含水率>基质配比,对地下部生长影响的主次顺序是基质相对含水率>基质配比>鸡粪添加量;通过验证试验,综合考虑育苗效果及经济性得出最优组合处理为:基质相对含水率85%;玉米秸基质︰蛭石(V︰V)=1︰1;鸡粪添加量为每穴盘15 g。该试验结果为玉米秸基质应用及新基质开发提供了参考。
2009, 25(12):254-258.
摘要:根据石英砂粒径与颗粒密度的关系,研究砂滤罐处理工厂化养鱼循环水效果,该试验采用了2组并联的3层滤料普通砂滤罐,根据几何、物理原理,以石英砂最大颗粒密度,粒径3 mm作为中层,粒径2 mm和5 mm作为上下层,且颗粒密度均小于中层的设计。进行砂滤罐工厂化循环水处理效果和反冲洗再生效果的试验,结果表明:悬浮物去除效果极为显著(P<0.01),去除率达99.83%,达到了去除悬浮物的要求。砂滤罐经过反冲洗后,能够再生使用。
2009, 25(12):259-264.
摘要:针对传统猪舍污水产生量大、处理费用高问题,该文设计并建造了一种基于减少育肥猪生产过程中污水排放的猪舍,为了检验少污水排放猪舍的饲养和环境控制效果,以规模化猪场常规育肥猪舍为对照舍,对其春季和夏季的生产效果和环境效果进行了研究。结果表明:试验舍与对照舍夏季平均温度分别为26.6℃、27.0℃,相对湿度分别为77%、71%,春季平均温度分别为18.9℃、21.0℃,相对湿度分别为50%,49%,试验舍和对照舍内育肥猪的平均日增质量、料质量比基本相同;但少污水排放型猪舍具有明显的节水效果,单头猪夏季减少用水量13.2 L/d,春季减少用水量1.4 L/d,夏季减少污水量16.5 L/d,春季减少污水量4.7 L/d,,少污水排放型猪舍不影响育肥猪生长性能,但能较大的减少生产过程中的用水量和污水排放量。
2009, 25(12):265-269.
摘要:选用鸡粪和玉米秸秆为堆肥原料,进行高温好氧堆肥试验,研究了堆肥处理对六六六(HCH)和滴滴涕(DDT)挥发和降解的影响。研究表明,30 d内,堆肥过程的高温和通气条件导致HCH和DDT的挥发比例分别为20.6%、13.8%;扣除堆肥过程中高温和通气等因素对有机氯挥发的影响后,未添加菌剂处理HCH和DDT的降解率分别为37.2%和14.9%,添加菌剂处理HCH和DDT的降解率分别为42.1%和24.2%,与未添加菌剂处理差异显著;α-HCH、δ-HCH的降解率高于β-HCH、γ-HCH,pp'-DDT、op'-DDT的降解率高于pp'-DDD、pp'-DDE。试验结果说明,堆肥过程中高温和通气促使了HCH和DDT向气相中挥发,而该过程的生化反应有助于HCH和DDT等有机氯农药的降解。
2009, 25(12):270-277.
摘要:针对当前耕地入选基本农田评价缺乏系统性和基本农田指标分解决策导向性不强等问题,该文在系统考虑耕地土壤生态质量、生产能力、利用状况以及地区经济发展等因素基础上,构建了耕地入选基本农田综合评价指标体系,并以粮食安全为导向,基于组合评价法及其组合评价结果进行基本农田指标分解决策。江苏省耕地入选基本农田评价结果表明,社会经济发展对耕地入选基本农田的影响远大于土壤质量与粮食产量等;同时,基本农田分解决策表明,江苏省大部分县市城市化、工业化侵占耕地已基本达到极限,亟需尽快转型为集约化内涵挖潜发展模式。该文研究成果对于省域尺度新一轮土地利用总体规划的基本农田划定研究,具有重要的理论和实践意义。
2009, 25(12):278-284.
摘要:客观评估干旱过程对耕地自然生产功能的影响有利于耕地保护中的科学决策。该文评价了干旱过程对北京耕地自然生产功能的影响。首先利用地表湿润指数来表征地表干湿程度,经Mann-Kendall方法检验出1951-2006年北京典型的干旱过程;其次利用气象数据和桑斯维特纪念模型计算了干旱过程起始和中止年份的自然生产潜力;最后分析了干旱过程对耕地自然生产潜力的影响。主要结论如下:1951-2006年,北京总体呈变干趋势,1979-1984年和1998-2006年干旱过程比较明显;1979、1984、1998和2006年北京平均自然生产潜力分别约为1 043、912、1 085和872 g/(m2·a),其中通州区的单位自然生产潜力最大,延庆最小;干旱过程对耕地自然生产潜力影响较大,自然生产潜力总量减少量在1979-1984年超过了10%,到1998-2006年即将达到20%。因此,在耕地管理过程中,不仅要注重耕地的数量和分布,还要考虑气候波动尤其是干旱过程对耕地生产功能的影响。
敖子强 , 严重玲 , 林文杰 , 瞿丽雅 , 刘景春 , 关昕昕 , 吴桂容
2009, 25(12):285-290.
摘要:黔西北赫章县炼锌造成大量的废弃地,土地复垦成为当地面临的主要问题。为大面积的土地复垦提供基础数据,在平整的废渣堆上用0、25和50 kg/m2的碱石灰做隔离层,然后在隔离层上覆以30、45和60 cm的非污染区土壤,共9个处理;选用当地的主要农作物红豆、白菜、玉米和马铃薯进行试验。通过近2 a对红豆、白菜、玉米和马铃薯可食部分和复垦土壤的重金属进行One-Way ANOVA (LSD)分析和富集系数比较得出碱石灰隔离层降低了农作物可食部分的重金属含量;玉米是对重金属富集系数最小的农作物,适合作为土地复垦的首选农作物,而白菜对重金属的富集系数最大,不适合在炼锌区复垦土壤种植;经济有效的碱石灰隔离层厚度为25 kg/m,复垦土壤的厚度为30 cm。
2009, 25(12):291-298.
摘要:为了研究人类活动对农牧交错带土地利用类型的空间分布、转化及对生态环境的影响,该文以内蒙古农牧交错带太仆寺旗为例,运用RS和GIS技术对该区域近30 a土地利用/覆被变化及景观格局空间变化进行分析,并在此基础上运用马尔可夫(Markov)模型对未来20 a土地利用变化进行预测。结果表明,近30 a来,草地和农业用地面积在该研究区占居主导地位,并且它们之间发生着明显的相互转化。1975-1990年,草地主要向农业用地转移,1990-2004年农业用地主要转化为草地,草地面积增加;1975-2000年,研究区景观多样性升高,蔓延度指数下降,破碎化程度加剧;2000-2004年景观内优势斑块具有了很好的连接性,聚集度增大,整体景观格局破碎化程度降低;人为干扰强度的变化对土地利用结构的变化具有重要作用,土地利用强度主要受人口数量以及国家土地利用政策的影响;在未来20 a间农业用地面积会继续减小,草地、未利用土地面积将有小幅度降低,林地面积会显著增加。实行合理的土地利用政策,利用生态系统自身的修复功能进行生态环境治理是该地区生态恢复的基本途径。
钱育蓉 , 李建龙 , 王卫源 , 杨 峰 , 杨 齐 , 张 洁
2009, 25(12):299-305.
摘要:近年来城市用地大量侵占农业用地,不断威胁到城市的粮食安全问题,利用遥感快速准确地监测土地利用覆盖变化和城市扩张对保护耕地意义重大。运用BP人工神经网络,结合广义蒙特卡罗思想,利用多年的张家港市TM遥感影像、土地利用图和年鉴,对耕地、道路、城市扩张、GDP及产业经济结构之间的关系进行了深入的分析。研究结果表明:张家港市10 a来耕地面积以每年约2.5%的幅度减少,但在2002年后农业总产值有小幅回升,这与该市落实土地优化政策、农业结构和产业结构调整息息相关。城市扩张主要方式为多核心蔓延式扩展,距主要道路和已建城区2 km内的农业用地最有可能在4 a内转变为城镇用地,并且道路和城区附近500 m内是转化高峰,而且间隔年限越长,道路和已建城区对其缓冲区的影响范围越广、辐射强度越大。经济的快速发展使得耕地大量被占用,导致了农转非概率升高,但随着城市用地与耕地数量逐渐达到平衡,农转非概率降低,使得GDP与非农转化率呈现倒“U”曲线;BP-MC网络通过在图像中采集大量像素点进行训练,有效地避免了人工神经网络陷入局部极小点,是一种定量研究城市扩张驱动力的有效途径。
张盼盼 , 胡远满 , 李秀珍 , 肖笃宁 , 殷 洁 , 李阳兵
2009, 25(12):306-311.
摘要:石漠化是广泛存在于中国西南地区的一种生态-地质灾害,目前已成为备受关注的研究热点和难点。为了解喀斯特高原山区石漠化景观的时空变化,以贵州省普定县南部的典型喀斯特高原山区后寨河流域为例,以3期遥感影像(1987年和1995年的TM影像与2004年的SPOT-5影像)作为数据源,借助于ArcGIS9.0等软件和数理统计分析方法,从石漠化强度分级的角度对近18 a来石漠化的动态变化进行了研究。结果表明:从整体上来看,整个流域的石漠化出现扩展的趋势,其中前期(1987-1995年)的扩展速度为6.55 hm2/a,后期(1995-2004年)的扩展速度为29.64 hm2/a,扩展速度呈现增加的趋势。其中,轻度石漠化的面积呈现出先减少后增加的趋势;而中度石漠化和强度石漠化的面积均呈现出逐渐增加的趋势。
白艳红 , 赵电波 , 毛多斌 , 贾春晓 , 钱学梅 , 杨公明
2009, 25(12):312-317.
摘要:该研究采用响应曲面法,以辐照剂量和束流能量为变量,以菌落总数、红度值和亮度值为试验指标,优化电子束辐照对冷却肉(肉块的长度约为14~15 cm,宽度约为7~8 cm,厚度约为2~2.5 cm)既达到杀菌保鲜效果又最大限度不影响色泽的最佳参数范围。结果表明,在辐照剂量为3.09~3.63 kGy,束流能量为2.37~3.51 MeV的参数范围内,冷却肉菌落总数下降2个对数单位;束流能量与辐照剂量之间存在协同增效作用,但束流能量在杀菌过程中发挥的作用是最主要的。辐照剂量为2.38 kGy,束流能量为2.64 MeV时,红度值最小,在辐照剂量2.24~2.99 kGy,束流能量2.28~2.91 MeV的参数范围,肉色保持鲜红,与对照接近。辐照剂量为2.67 kGy,束流能量为2.55 MeV时,亮度值有最大值且与对照值接近;在辐照剂量为2.05~2.92 kGy,束流能量为2.09~2.80 MeV参数范围,肉的色泽保持鲜艳。电子束辐照对冷却肉既达到杀菌保鲜效果又不显著影响色泽的最优参数为:束流能量为2.80 MeV,辐照剂量为3.09 kGy。研究结果能够为电子束辐照技术应用于肉类工业和在线辐照设备的研制提供技术支持。
2009, 25(12):324-330.
摘要:中国是世界苹果第一生产大国,但中国苹果出口仅占世界贸易量的不足10%,其主要制约因素是安全性,其中农药残留是主要原因之一。论文采用响应曲面法对超声波去除苹果中有机氯农药残留的工艺条件(功率、时间、温度)及其交互作用进行了优化,并就超声波处理对苹果主要品质指标的影响进行了分析。结果表明:超声波去除苹果中有机氯农药残留的适宜工艺参数为:超声波功率为609.16 W,时间为70.46 min,温度为15.45℃,去除率可达到64.32%;超声波处理对苹果的硬度没有显著性影响;对苹果的总糖、总酸具有一定的显著性影响,但没有超出国家标准及主要出口国苹果标准的要求。超声波处理简单快速,能有效去除苹果中有机氯农药的残留,极大提高苹果的安全性,很容易和现有鲜果清洗、分级、打蜡生产线耦合链接,其产业化应用前景极为广阔。
2009, 25(12):331-334.
摘要:研究了多菌种分步降解玉米秸秆产蛋白饲料的工艺条件,选用黄孢原毛平革菌固体发酵去除部分木质素,接入木霉菌进一步降解木质纤维素,加入酵母发酵产蛋白饲料。木霉菌最佳接种时间为第10 天,经12 d的共发酵,按秸秆与麸皮配比3.0∶1加入麸皮、酵母接种量8%、固液比1∶3.0、硫酸铵用量2.5%,继续共发酵72 h,粗蛋白质量分数可达25.3%。结果表明,多菌种分步降解产蛋白饲料工艺为玉米秸秆生物利用提供了一种新途径。
2009, 25(12):339-344.
摘要:论文研究了喀什甜石榴采后生理,并用6种处理探讨了贮藏保鲜技术。对不同处理的石榴,贮期测定了可溶性固形物含量、还原糖含量、可滴定酸含量、抗坏血酸含量。以鲜切石榴皮为材料,测定了单宁含量、抗坏血酸氧化酶活性、过氧化物酶活性,并对不同保藏期石榴果皮褐变指数﹑商品果率进行了测定。结果表明,喀什甜石榴采后用质量分数为4.5% 的TBZ(噻苯咪唑)粉剂用量5 g/m3熏蒸1.5 h,然后用厚度为0.02 mm的塑料袋单果包装,在温度为(2±1)℃、相对湿度为85%~90%的冷库中贮藏120 d,商品果率90%以上,贮后果皮色泽鲜艳,酸甜适口,具有较高的商品价值。
李 梅 , 王贵禧 , 梁丽松 , 祝美云 , 李振茹 , 亓丽萍
2009, 25(12):345-350.
摘要:为了探索西洋梨采后的常温保鲜方法,以“早红考密斯”为试材,研究了1-甲基环丙烯处理对西洋梨果实在20℃条件下生理代谢的影响。结果表明,在20℃贮藏条件下,1-MCP处理能明显延缓果实硬度的下降和色度的改变;抑制果实乙烯的合成,降低果实的呼吸速率,推迟乙烯、呼吸峰出现,并降低峰值。1-MCP处理与对照相比,乙烯释放高峰和呼吸高峰推迟6 d出现,同时降低了峰值,乙烯释放高峰和呼吸高峰分别仅为对照的69.6%和79.8%;1-MCP处理抑制了可溶性固形物含量和丙二醛含量的快速上升;在贮藏12 d时,果实的过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性分别为对照的 144.7%、113.5%、141.4%;另外,1-MCP还可以抑制果实的腐烂,降低果实腐烂率。因此,1-MCP处理可抑制西洋梨货架期的后熟衰老进程,有利于保持果实品质,提高贮藏效果。
2009, 25(12):351-356.
摘要:为了研究纳他霉素与维生素C(Vc)复配处理对采后甜樱桃果实生理代谢与品质的影响及其作用机理,该试验采用10 mg/L纳他霉素溶液、100 mg/L Vc溶液以及10 mg/L纳他霉素+100 mg/L Vc溶液中浸泡处理甜樱桃10 min,然后将果实置于5℃下贮藏,在贮藏期间,分析测定了呼吸速率以及与抗病性有关的多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)等酶活性,同时,测定了果实颜色、硬度、Vc含量、酚类物质含量以及腐烂率等品质指标。结果表明,单独的纳他霉素处理或与Vc复配处理均可有效延长贮藏期达10 d以上,尤其是复配处理还可显著提高PPO、POD、PAL酶活性并使酚类物质含量增加,降低果实呼吸速率与腐烂率,保持较高的Vc含量和硬度,单独的纳他霉素处理也具有一定的调节生理代谢与防腐作用,而单独的Vc处理作用不明显。研究结果认为纳他霉素与Vc复配溶液可作为天然保鲜剂在采后甜樱桃果实的实际贮运中应用。