• 2010年第26卷第11期文章目次
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    • >综合研究
    • 农业水管理面临的问题及发展策略

      2010, 26(11):1-7.

      摘要 (33700) HTML (0) PDF 0.00 Byte (10990) 评论 (0) 收藏

      摘要:当今农业水管理所面临的问题和挑战与50年前有着显著差别。当前发展农业水管理的目的是在水资源稀缺状况下,在满足全球不断增长的食物需求的同时,达到增加农民收入、发展农村经济、减少贫困、应对气候变化、保护生态环境等。为此,应从跨学科、跨部门的角度出发,审视和改善与农业水管理发展相关的策略与对策,其中包括加快发展节水农业、维系生态系统服务功能、加大灌溉投入、提升雨养农业、提高农业水分生产率、减少农业贫困人口、减轻或预防土地和水环境质量下降、降低废水灌溉风险、加强政策和制度建设等。改善农业水管理、增加农业生产力的各种努力取决于对上述发展策略与对策的合理选择及其彼此间的利益权衡。

    • >农业水土工程
    • 基于热交换和集水仿生原理的作物蒸散凝结灌溉技术

      2010, 26(11):8-12.

      摘要 (1963) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1596) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据作物蒸散、热交换、水气凝结、集水仿生学和节水灌溉的原理,系统提出一项农业节水新途径——作物蒸散凝结灌溉。通过创造低温凝结条件,聚集、冷凝作物蒸散发的湿热水气并高效收集,最后回灌到土壤中供根系吸收,如此循环往复,形成闭合的土壤-植物-大气连续体(SPAC)水分微循环。蒸散水气凝结和收集效率,水气回收率、能耗效率是衡量该项技术的关键参数。该技术适合严重缺水但新能源丰富的干旱、半干旱地区,实施方式分温室地源热泵型、空调除湿型和大田仿生集水型3种类型。未来技术研发重点在于高效集水仿生材料的突破和系统结构与运行流程的优化。

    • 基于太阳能的无线土壤水分传感器的研制

      2010, 26(11):13-18.

      摘要 (1519) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1251) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现土壤水分的自动检测与无线传输,采用电场法检测土壤质量含水率,利用Zigbee技术构建无线传感网络实现数据传送。利用太阳能电池收集太阳能并存储于锂电池中,实现对系统供电。通过合理的充放电管理,能有效地延长锂电池寿命。试验结果表明,该传感器能够实现0~30%间的土壤质量含水率的测量,相对误差小于10%。利用Zigbee模块及MiWi(TM)协议栈构建星形网络能实现数据无线传输。当节点发射功率为1 mW时,在无阻挡条件下可靠传输距离为30 m,在有农作物遮挡时,可靠传输距离为10 m左右。在1 h采集发送

    • 时域反射仪对水分非均匀分布土壤含水率的测定

      2010, 26(11):19-23.

      摘要 (1343) HTML (0) PDF 0.00 Byte (870) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了评估时域反射仪测定水分非均匀分布土壤的含水率的性能,该研究在室内试验中将土柱纵向分为上下2层,设置土壤水分差为0.05、0.10和0.15 cm3/cm3 3种情况,进行不同含水率梯度下水分非均匀分布对该仪器测定土壤含水率的影响试验,并在田间试验中进行了实地测试。结果表明,在室内新型时域反射仪随着上下2层土壤含水率梯度差的增加,测定土壤含水率的均方根误差略有增大,在水分分布相对均匀的土壤中测定土壤含水率的均方根误差小于 0.028 cm3/cm3。在田间竖直埋设探头,上湿下干和上干下湿的土壤含水率差异范围分别在0.011~0.026和 0.026~ 0.064 cm3/cm3时,仪器测定含水率的均方根误差分别是0.037和0.027 cm3/cm3。时域反射仪测定水分不均匀分布情况下的土壤含水率是可行的。

    • 裸露地表土壤水分的L波段被动微波最佳角度反演算法

      2010, 26(11):24-29.

      摘要 (1456) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1008) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文阐述了中纬度地区春季裸露耕地土壤水分监测的重要性,对比分析了目前几种主要的土壤水分反演方法。为提高裸露耕地土壤水分的监测精度,在分析AIEM土壤发射率模拟数据库的基础上,提出了一种基于L波段单角度双极化被动微波遥感数据的土壤湿度和土壤粗糙度的反演算法,并对新反演算法的创新性和可行性进行了基于仿真数据的论证。该反演算法以地表温度作为辅助数据,利用L波段47°双极化的微波亮温数据进行土壤湿度和粗糙度的反演。仿真数据的验证结果表明,在充分考虑土壤温度、土壤质地等辅助数据测量误差的条件下,算法对土壤湿度和土壤粗糙度的反演结果与AIEM模型输入值的均方根误差分别为0.0148和0.0461。

    • 不同畦面结构下地面灌溉效果的对比分析

      2010, 26(11):30-36.

      摘要 (1260) HTML (0) PDF 0.00 Byte (728) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究畦面结构变化对地面灌溉效果的影响,在4种不同畦面结构的大田灌溉试验基础上,用WinSRFR3.1模型对平作畦灌、细沟灌、畦作浅沟灌和微垄沟灌的田面土壤特性参数和灌水效果进行估算和模拟,比较了不同灌溉方式由于畦面结构改变引起的田面土壤特性和灌水效果差异,并提出不同畦面结构的适宜畦田规格。研究认为,不同畦面结构的田面糙率系数和土壤入渗特性差异明显,微垄沟灌糙率系数最大而平作畦灌糙率系数最小,平作畦灌入渗速率最快而畦作浅沟灌入渗速率最慢;对长畦田来说,畦作浅沟灌灌水效果最好,微垄沟灌次之,平作畦灌最差;在单宽流量为4.5 L/(m·s)条件下,畦作浅沟灌灌水效率达到80%的最大优化畦长为200~220 m,微垄沟灌为170~190 m,细沟灌为150~170 m,平作畦灌为150~170 m。畦面结构是影响地面灌溉效果的重要因素,在地面灌溉研究和实践中都需考虑进去。

    • 基于稳健设计理论的畦灌质量敏感性分析

      2010, 26(11):37-42.

      摘要 (1300) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1044) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对畦灌系统运行管理水平和灌水质量较低的问题,该文应用稳健设计的基本理论,结合地面灌溉SRFR模拟模型,评价了畦田的灌水质量,模拟了单宽流量和入渗参数对灌水质量的影响,分析了灌水质量对各因素的敏感性。结果表明,对某一固定的畦田,单宽流量并非越大越好,单宽流量在4~7 L/(s·m)时,畦灌可以获得较高的灌水效率和灌水均匀度。灌水均匀度对入渗参数的敏感程度要大于灌水效率,灌水质量对入渗指数的敏感性大于入渗系数,增加单宽流量能够降低灌水质量对入渗参数的敏感程度。对灌水质量影响较大的因素依次为单宽流量、入渗指数和入渗系数,贡献率分别为23.81%、20.74%和13.91%。因此,在地面灌溉的设计和管理中,应充分重视单宽流量及土壤特性参数对灌水质量的影响。

    • 喷灌条件下液膜覆盖对玉米干物质积累及水分利用效率的影响

      2010, 26(11):43-48.

      摘要 (1182) HTML (0) PDF 0.00 Byte (996) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨喷灌和液膜覆盖对玉米生产的调控作用,在大田喷灌条件下,分析了3个土壤水分灌溉下限对液膜覆盖玉米生长发育过程的影响。通过对比试验,研究了液体地膜盖对玉米产量结构和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,高、中、低水分处理(灌水量分别为51.8、35.0、31.4 mm)生物累积量分别达到16 699.99、14 216.38和 13 239.14 kg/hm2,液膜覆盖高水分处理有利于干物质的累积,玉米的干物质累积曲线呈“慢-快-慢”趋势。液膜覆盖显著提高了玉米的百粒质量,在玉米籽粒产量方面,液膜覆盖高、中、低水分处理分别较对照提高了3.48%、1.48%和3.79%,在水分利用效率方面,液膜覆盖高、中、低水分处理分别较对照提高了6.59%、7.30%和9.17%。研究认为,喷灌条件下液膜覆盖具有明显的节水增产效果。

    • 考虑环境效益的塔里木灌区棉花最优灌溉量

      2010, 26(11):49-53.

      摘要 (1103) HTML (0) PDF 0.00 Byte (874) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确定塔里木灌区棉田合理的灌溉量提供依据,通过田间小区试验,定量研究了不同灌溉量(8 100、6 600、5 100、3 600 m3/hm2)与棉花产量、渗漏水量及总氮淋失量之间的关系,应用费用-效益法分析,得出经济效益和环境效益最优的棉花灌溉量。结果表明:该试验条件下,总氮淋失量为3.3~28.4 kg/hm2;渗漏量与灌水量成线性正相关,渗漏量为670~2 201 m3/hm2。棉花产量与灌水量呈现二次相关关系,当棉花产量最大为1 765 kg/hm2时,相应的灌水量为 6 937 m3/hm2。因此得出,当灌溉量达到一定值时,再增加灌溉量不会增加棉花产量,而加大了氮素淋失量。该试验条件下,考虑经济效益与环境效益,塔里木灌区棉田推荐灌溉量为6 651 m3/hm2。

    • 岔巴沟流域次暴雨产流无量纲模型

      2010, 26(11):54-60.

      摘要 (1271) HTML (0) PDF 0.00 Byte (972) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了建立小流域次暴雨产流预报模型,在岔巴沟流域选取大小不同的4个小流域10 a水文资料,分析降雨、地貌等因素对流域产流的影响,选取主要因素最大30 min雨量、最大30 min雨强、流域沟道比降、流域面积和流域狭长度。用无量纲参数和逐步回归分析的方法估计模型参数,得到了岔巴沟流域次暴雨产流无量纲模型,用模型预报结果与实测结果对比,模型预报精度为70%。结果表明,所建立的模型具有参数少、结构简单、量纲和谐、物理意义明确的特点,可为流域产流模型进一步研究提供参考。

    • 层状夹砂土柱室内积水入渗试验及模拟

      2010, 26(11):61-67.

      摘要 (1722) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1242) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究夹砂层对入渗强度、湿润锋行进和沿程土壤含水率变化的影响,进行了室内层状夹砂土柱一维薄层积水入渗试验和相应情况下均质土柱的对照试验。结果表明,当湿润锋到达夹砂层上界面后,层状夹砂土柱的入渗过程与均质土入渗表现出明显不同。在湿润峰穿过夹砂层上界面时入渗率有较大波动,且最终进入稳渗阶段,其稳渗率明显小于同时刻均质土柱入渗率;当湿润锋穿过夹砂层后,夹砂层内的土壤含水率明显小于其饱和含水率。根据试验和分析,建立了针对层状夹砂土入渗的S-Green-Ampt模型,该模型可以较准确地反映层状夹砂土柱积水入渗的机理和更好地模拟其入渗过程。

    • 参考作物蒸发蒸腾量计算方法在海河流域的适用性

      2010, 26(11):68-72.

      摘要 (1687) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1065) 评论 (0) 收藏

      摘要:参考作物蒸发蒸腾量(ET0)的计算公式很多,各公式所需参数各异,为寻找一种所需资料少而又精度较高的替代方法,选用1998年FAO-56分册推荐的Penman-Monteith(PM)、Hargreaves、Irmark-Allen等6种方法分别计算海河流域10个典型气象站30 a的参考作物蒸发蒸腾量,并以PM公式为标准,对其他方法进行评价。结果表明,10个站点中除了五台山地区,Hargreaves与FAO-24 Radiation 这2种方法更接近于PM方法的计算结果,其误差较小,在海河流域缺少辐射和风速资料的站点,可以利用Hargreaves方法来代替PM方法;在五台山地区,可以考虑在Hargreaves基础上对其参数进行适当调整。

    • 珠江流域蒸发皿蒸发量的变化特征及其原因分析

      2010, 26(11):73-77.

      摘要 (1519) HTML (0) PDF 0.00 Byte (941) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨珠江流域蒸发皿蒸发量的时空变化特征,该文利用1960-2001年65个气象站的小型蒸发皿观测资料,采用Mann-Kendall趋势检验方法、完全相关系数法以及GIS 空间分析技术分析了蒸发皿蒸发量的变化趋势及其可能原因。结果表明:近42 a来整个珠江流域年蒸发皿蒸发量呈显著的减少趋势,减少速率为2.79 mm/a。四季中,夏季(6-8月)与秋季(9-11月)蒸发皿蒸发量变化趋势不显著,冬季(12月-次年2月)和春季(3-5月)均呈现明显下降趋势,其中春季下降最为显著;就各月份而言,除6、11、12月3个月份呈不显著增加趋势外,其余9个月份均呈不同程度的下降趋势。蒸发皿蒸发量的变化趋势存在区域差异性,全流域仅有少数区域显示为增加趋势,其他大部分地区均以显著减少为主,减少速率最大的区域集中在西江中游、北江与东江下游。珠江流域蒸发皿蒸发量的减少主要是由热力因子日照时数、气温日较差和动力因子平均风速的减少引起的,该结果可以为流域气候变化及水文循环研究提供参考。

    • 植被群落演替对土壤饱和导水率的影响

      2010, 26(11):78-84.

      摘要 (1278) HTML (0) PDF 0.00 Byte (890) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤饱和导水率是表征土壤入渗能力的重要参数,对不同土地利用类型反应敏感。为了揭示植被演替对土壤剖面上饱和导水率的影响规律,采用恒定水头法测定了天童林区155 a植物群落演替序列60 cm深土壤剖面上的饱和导水率。结果表明,不同演替阶段饱和导水率均随土壤深度增加迅速降低,在0~20 cm土层内,各演替阶段饱和导水率均存在极显著差异,0~60 cm土层内饱和导水率的平均值从裸地、石栎+檵木灌丛、马尾松林、木荷+马尾松林、木荷林到栲树林升高极为显著,植物群落演替到灌丛阶段,平均饱和导水率已与裸地存在显著差异,演替到栲树顶极群落达到最高3.28 mm/min;土壤体积质量、非毛管孔隙度和粉粒含量为影响饱和导水率的主要因子;土壤有机质随演替进展而增加,与饱和导水率呈极显著正相关。植被演替能显著提高土壤饱和导水率,天童常绿阔叶林区土壤高的饱和导水率是坡面径流少见的主要原因。

    • 耕层厚度对华北高产灌溉农田土壤有机碳储量的影响

      2010, 26(11):85-90.

      摘要 (1647) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1287) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对华北平原长期少免耕可能导致的耕层变浅、变紧的问题,通过人为设置不同耕层厚度试验,采用等质量土壤有机碳库储量和层化比的研究方法,研究了4种耕层厚度(10、20、30、40 cm)水平下0~50 cm土壤有机碳的变化。2 a的田间试验结果表明,不同耕层厚度对土壤有机碳含量有显著差异,与2007年试验开始时相比,土壤有机碳质量分数都不同程度下降,下降幅度为22%~48%。利用等质量计算方法表明20 cm耕层厚度的处理土壤有机碳储量最高。通过层化比的研究表明,随着时间的推移,20 cm的耕层厚度层化比最高,其土壤质量较好。总之,不同耕层厚度对耕层有机碳的影响不同,短期内耕层厚度为20 cm的土壤有机碳含量和储量最高,过厚或过薄都不利于土壤有机碳储量的增加。

    • 沿海滩涂土壤盐分空间分布的三维随机模拟与不确定性评价

      2010, 26(11):91-97.

      摘要 (1404) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1049) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示滨海滩涂地区土壤盐分三维空间分布特点并提供相关技术方法与思路,以苏北海涂围垦区典型地块为例,综合采用三维克里格和随机模拟方法对土体盐分含量的三维空间分布进行估值、模拟与对比分析,并对土体盐分三维分布的空间不确定性进行评价。结果显示,由克里格法得到的土壤盐分空间分布具有明显平滑效应,减小了数据间的空间差异并改变了数据的空间结构;序贯高斯模拟结果整体分布相对离散,突出了原始数据分布的波动性;研究区土壤盐分随深度增加而升高,存在一定次生盐渍化风险;围垦后研究区土壤盐渍化的发生概率已有所降低,轻度盐化土和中度盐化土的高概率区是改良利用的重点区域。该研究表明随机模拟方法能真实地反映土壤属性的三维空间变异特点,其结果亦为围垦区盐渍障碍耕地的治理利用提供了技术对策。

    • >农业装备工程与机械化
    • 轻小型喷灌机组技术评价主成分模型及应用

      2010, 26(11):98-102.

      摘要 (1445) HTML (0) PDF 0.00 Byte (894) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决轻小型喷灌机组喷洒运行、效果检测和能耗分析中涉及到的技术指标综合评价问题,提出采用主成分分析法对喷灌机组进行综合评价的数学模型。总结了喷灌机组喷灌面积、喷灌强度、组合均匀度和能耗等多种单技术评价指标,增加了综合评价的过程。选取评价其技术特性的5个单重要指标,应用所建的评价模型对4套喷灌机组进行综合评价。结果表明:前2个主成分包含了5个指标全部信息的98.75%,最终利用综合主成分公式得到4套喷灌机组综合技术评价指标的排名。该模型可对喷灌机组技术指标进行综合评价,也可为喷灌机组的设计优劣提供评判依据。

    • 离心泵网格划分中Sliver单元的消除

      2010, 26(11):103-107.

      摘要 (1399) HTML (0) PDF 0.00 Byte (977) 评论 (0) 收藏

      摘要:Sliver单元的存在严重影响着离心泵网格的质量。针对这一问题研究了离心泵网格划分中可能出现Sliver单元的位置。介绍了目前两种主要Sliver单元消除方法并总结了这两种方法的优缺点,重点分析了通过加密消除Sliver单元算法的原理,指出现有算法并不能完全消除Sliver单元。对一种现有较优的消除算法进行了改进,优化了其判断Sliver单元的准则,从而使其能在加密后完全消除Sliver单元,进而显著地提高了网格的总体质量,并将该改进算法应用于离心泵网格划分中。实例验证,改进后的算法严密有效、执行效率高,且易于实现。

    • 低比转速离心泵内部流场分析及试验

      2010, 26(11):108-113.

      摘要 (1390) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1062) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究低比转速离心泵内部流动特性,对10种不同设计方案的低比转速离心泵进行了数值模拟和性能预测,讨论了叶轮和蜗壳的关键几何参数对内部流场和外特性的影响,分析了不同设计方案下泵内的静压、流线、速度和湍动能等分布,并针对复合式叶轮短叶片的分布位置和蜗壳喉部面积进行了对比试验。试验结果表明,该文优选的方案D,通过增加偏置短叶片后,扬程提高了5.5 m,效率提高了3.23%;增大蜗壳内部和喉部面积后,5种设计方案的额定点扬程均提高了约10 m,效率提高了约5%,且扩大了高效区范围。该研究将为低比转速离心泵的性能优化提供一定的科学依据。

    • 变量喷雾流量阀的变论域自适应模糊PID控制

      2010, 26(11):114-118.

      摘要 (1595) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1013) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决变量喷雾过程中实时混药时农药微小流量的控制问题,采用小型针阀、直流电动机及减速器设计了机电流量控制阀。构建了机电流量控制阀传递函数的数学模型,并为之设计了变论域自适应模糊PID控制算法。对该流量控制阀进行了变论域自适应模糊PID控制和PID控制的MATLAB仿真,比较结果表明:PID控制的响应时间为3.5 s,最大超调量约为39.0%,变论域自适应模糊PID的响应时间为0.93 s,超调量最大不超过2.9%。系统稳定性,准确性和快速性等指标完全满足农业技术要求。

    • 发动机液压自由活塞下止点运动机理

      2010, 26(11):119-123.

      摘要 (1220) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1020) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现对单活塞液压自由活塞发动机工作频率的精确控制,掌握液压自由活塞下止点运动规律是基础,基于系统基本原理,研究了活塞下止点运动规律的数学模型。通过建立数学仿真模型和试验系统,研究了液压自由活塞在下止点的运动规律及其影响因素。结果表明,活塞下止点运动过程包括反向加速和正向减速过程,活塞到达下止点后的反弹距离主要由该过程决定,活塞下止点运动过程中的反向加速力来自泵腔和压缩腔压力。系统压缩腔压力变化规律可控是工作频率精确控制的基础,压力变化规律控制要考虑活塞运动状态和单向阀的阀芯动作规律的影响。

    • 基于压力升高率的氢燃料发动机异常燃烧分析与控制

      2010, 26(11):124-129.

      摘要 (1251) HTML (0) PDF 0.00 Byte (790) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了消除氢燃料发动机的异常燃烧,并且为解决异常燃烧与提高氢发动机功率的矛盾提供参考,本文阐述了氢燃料发动机异常燃烧的发生机理。分析了氢发动机压力升高率与早燃的关系,研究了早燃的诊断方法,试验指出:运用小波分析方法可以诊断氢发动机在不同压力升高率下发生早燃的时间和严重程度。通过试验得出了影响氢发动机压力升高率的最主要运转因素是点火提前角和过量空气系数。在进一步分析这2个运转参数与压力升高率之间关系的基础上,得出了氢发动机关于压力升高率的控制规律。为消除氢发动机异常燃烧提供了一种定量的控制方法。

    • 基于特征融合技术的发动机故障诊断

      2010, 26(11):130-135.

      摘要 (1190) HTML (0) PDF 0.00 Byte (863) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高发动机的故障识别率,设计了一种将B&B算法与广义辨别分析(GDA)相结合的多类特征融合方法。从发动机转子的振动信号中提取出频谱特征集和纹理特征集,用B&B算法删去2类特征集中信息量少的特征,并用GDA和支持向量机(SVM)分类器进行特征融合和分类识别。发动机的转子故障试验结果表明,该方法获得的融合特征包含有更多的类别信息,用于转子故障获得的识别率为98.21%,且不受分类器核参数的影响;而频谱特征、纹理特征输入SVM分类器后获得的故障识别率仅为92.86%和89.29%。该研究为发动机的故障诊断提供了一种有效、实用的特征提取方法。

    • 2BYD-6型油菜浅耕直播施肥联合播种机设计与试验

      2010, 26(11):136-140.

      摘要 (1473) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1841) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决南方冬油菜产区田间前茬作物留茬高及杂草丛生对油菜苗期生长的影响,有必要在播种同时对土壤进行浅耕除草、灭茬。2BYD-6型油菜浅耕直播施肥联合播种机,将浅耕工作部件和旋转开沟部件安装在同一根刀轴上,采用地轮传动提供排种、排肥系统动力。设计了用于改变排种、排肥轴转速从而达到调节和控制播种量和排肥量的变速机构。可以实现浅耕、灭茬、开排水沟、播种和施肥等联合作业。试验表明:该播种机工作安全可靠,灭茬率大于95%,漏耕率小于5%。该机能够满足南方冬油菜的直播技术及农艺措施要求。

    • 窝眼窄缝式气吸滚筒排种装置的试验

      2010, 26(11):141-144.

      摘要 (1262) HTML (0) PDF 0.00 Byte (865) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现超级稻工厂化育秧,保证作业质量,研制了窝眼窄缝式气吸滚筒排种试验装置。以超级稻“培杂泰丰”为研究对象,采用4因素3水平正交试验设计方法,研究了窝眼半径、窄缝宽度、真空度和滚筒转速对播种空穴率、重播率和合格率的影响规律。通过对试验结果的分析,得出了影响空穴率和合格率的主次顺序为窝眼半径>真空度>滚筒转速>窄缝宽度;影响重播率的主次顺序为窝眼半径>滚筒转速>窄缝宽度>真空度;最佳参数组合为窝眼半径5.5 mm、真空度4 kPa、滚筒转速为0.82 rad/s和窄缝宽度1 mm。经验证,在最佳参数下,播种空穴率、重播率和合格率分别为4.88%、9.78%和85.34%。尽管性能有待提高,但窄缝不发生堵塞,表明这是一种具有应用前景的精密播种装置。

    • 基于间歇非稳态方法的溶氧装置增氧能力检测

      2010, 26(11):145-150.

      摘要 (1038) HTML (0) PDF 0.00 Byte (731) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对常用溶氧装置增氧能力试验操作随意性和试验误差较大的缺点,通过试验研究,提出了一种基于间歇非稳态法的试验方法。从所需设施、设备,试验过程和计算方法几个方面进行了具体的说明。使用该方法对DP18-Y型多腔喷淋式溶氧装置进行了验证试验:在气液比(G/L)1︰100和1.5︰100两种条件下,系统稳定运行约130和220 min,池内的平均溶解氧质量浓度达到17 mg/L(接近理论饱和溶解氧浓度),3个测量点示值误差在±0.78 mg/L范围内;在两种气液比条件下重复进行3次试验,增氧能力计算结果分别为(206.1±5.7)和(248.5±11.3) kg/h;不同区间段计算结果表明,试验起始点以越接近0 mg/L越好,结束点应大于理论饱和浓度的70%。该试验方法的稳定性和重现性良好,可为检验溶氧装置的工作性能提供一种切实可行的试验方法。

    • 砾石覆盖对抑制旱作农田土壤风蚀效果的风洞模拟

      2010, 26(11):151-155.

      摘要 (1221) HTML (0) PDF 0.00 Byte (894) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对中国阴山北麓旱作农田风蚀比较严重的现实,将旱作农田地表铺设不同覆盖度和粒径的砾石后进行风洞试验,针对中国阴山北麓旱作农田风蚀比较严重的现实,将旱作农田地表铺设不同覆盖度和粒径的砾石后进行风洞试验,旨在探索砾石覆盖度和粒径在抑制旱作农田土壤风蚀效果方面的作用,为采取合理的防风蚀措施提供技术依据。利用野外风洞原位测试方法,完成了6种风速下对应净风和挟沙风时的不同砾石粒径和覆盖度下的旱作农田土壤风蚀测试。结果表明:无论净风还是挟沙风,增加砾石覆盖度,旱作农田抗风蚀效率均提高,但当砾石覆盖度超过28%后,其对提升抗风蚀效率作用不大;在相同覆盖度下,随砾石粒径的增加,输沙量、抗风蚀效率略有变化,但不明显;将耕作农田地表铺设砾石,不仅能获得较好的防风蚀效果,同时利于农业耕作,该方法成本低,简单可行,是适合阴山北麓地区气候环境特点的防治旱作农田土壤风蚀的有效方法。

    • 玉米不同耐密植品种茎秆穿刺强度的变化特征

      2010, 26(11):156-162.

      摘要 (1952) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1333) 评论 (0) 收藏

      摘要:以耐密抗倒性不同的品种(稀植大穗品种JK 518和JK 519、耐密抗倒品种XY335和CS 1;中等耐密品种ND 108)为材料,设5个密度处理,研究玉米茎秆的穿刺强度(RPS)的变化特点及其对群体种植密度的响应。结果表明玉米茎秆穿刺强度随生育期递进而增强,不同耐密性品种间随种植密度变化有较大差异。茎秆基部节间的穿刺强度随群体密度增加呈线性递减。茎秆节间RPS随着节位的上升而呈二次函数递减;不同耐密性品种间RPS以抽雄-吐丝期差异明显,以穗位以下节间,尤其第3~6节间表现差异较大。玉米抽雄前茎壁增厚早、茎皮较厚,则RPS高;吐丝期茎秆基部节间充实良好、穗位以下节间较短的群体,有利于提高品种茎秆抗倒伏能力。因此,以玉米抽雄前7 d至吐丝期、基部第3~6节间作为茎秆抗倒鉴定的关键时期和敏感部位,能够客观评价植株的抗倒伏能力,有效提高抗倒品种筛选效率。

    • 保护性耕作模式对黑土有机碳含量和密度的影响

      2010, 26(11):163-169.

      摘要 (1760) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1148) 评论 (0) 收藏

      摘要:以公主岭市长期(10 a)保护性耕作定位试验为研究对象,分析与传统耕作模式相比的几种保护性耕作模式对黑土固碳效应的影响。共设4种耕作模式,即秋翻秋耙匀垄、秋灭茬匀垄、全面旋耕深松和宽窄行交替休闲(又叫松带、苗带交替休闲)(后3种视为保护性耕作)。结果表明,经过10 a的耕作试验,不同的耕作模式对土壤有机碳有显著的影响。表层0~20 cm秋翻秋耙匀垄和秋灭茬匀垄模式的土壤有机碳含量最低,深层30~50 cm全面旋耕深松模式的土壤有机碳质量分数显著低于其他耕作模式13.49%~25.14%;0~50 cm耕层中宽窄行交替休闲的土壤有机碳质量分数高于其他耕作处理0~33.58%。宽窄行交替休闲模式下的宽窄行松带活性有机碳质量分数及缓性有机碳质量分数分别高于其他模式8.06%~48.87%和0~33.83%。全面旋耕深松模式与宽窄行交替休闲模式下的宽窄行苗带土壤有机碳密度分别低于和高于秋翻秋耙10.95%、17.13%;>20~50 cm宽窄行苗带的活性有机碳密度及缓性有机碳密度分别高于其他耕作模式2.20%~18.85%和17.00%~29.19%,不同耕作模式的土壤惰性有机碳密度没有显著性差异。相对秋翻秋耙的传统模式,不同的保护性耕作模式能够增加土壤有机碳密度也能够降低土壤有机碳密度,宽窄行交替休闲主要通过增加土壤活性有机碳及缓性有机碳密度来增加其土壤有机碳密度,是东北地区固定土壤有机碳、提高土壤有机碳质量的有效耕作方式。

    • >农业信息与电气技术
    • 基于无线传感器网络的精细农业智能节水灌溉系统(英)

      2010, 26(11):170-175.

      摘要 (2017) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1232) 评论 (0) 收藏

      摘要:在精细农业相关应用和理论研究基础上,自行设计用于监测农田水分含量和水层高度的无线传感器,构建农田水分无线传感器网络体系结构,设计基于水分无线传感器网络的智能节水灌溉控制系统,通过实时农田水分数据和农作物水分需求专家数据形成灌溉决策,由灌溉控制系统实施定量灌溉。实际应用表明,该系统体现出可行性和高效性,有利于精细农业的发展和水资源的可持续利用。

    • 基于HJ-1卫星影像的三大农作物估产最佳时相选择

      2010, 26(11):176-182.

      摘要 (1693) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1280) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于农作物遥感估产,精确选择最佳估产时相是关键环节。该文利用中国自行研发的HJ-1卫星CCD影像对黑龙江八五二农场3大作物(水稻、玉米、大豆)进行遥感估产的最佳时相选择,通过构建小波变换滤波方法和移动平均法的时序NDVI曲线数据,并依据平滑后的时序NDVI曲线分别确定3大作物的遥感估产最佳时相。研究结果表明,从平滑后的时序NDVI曲线中识别出来的3大作物的关键生长期与当地作物的物候期相对比,水稻生长期拟合误差为-0.003356508,玉米生长期拟合误差为-0.001687117,大豆生长期拟合误差为-0.002530646。拟合结果与当地物候期基本吻合,即可从拟合曲线中确定各作物的最佳遥感估产时相。

    • 基于遥感数据和气象数据的水旱地冬小麦产量估测

      2010, 26(11):183-188.

      摘要 (1581) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1072) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究利用遥感数据进行了运城地区冬小麦不同生育时期归一化差值植被指数和产量关系的研究,利用气象数据和光谱数据构建了冬小麦光谱产量模型、气象产量模型以及光谱气象产量模型。结果表明:运城地区水旱地冬小麦均以5月8日左右的NDVI值与产量相关性最好,且达极显著水平,因此该时期为建立冬小麦遥感估产模型的最佳时相。通过对冬小麦光谱产量模型、气象产量模型以及光谱气象产量模型预测效果进行的F检验,表明各模型均达到极显著水平。与其他两种模型相比,光谱气象产量模型的决定系数(R2)有明显的提高,并且相对均方根误差(RRMSE)和相对误差(RE)降低,且降低幅度较大。说明光谱气象产量模型比气象产量模型和光谱产量模型有较好的预测效果。平均单产的遥感估产值略高于统计数据值,旱地估产精度为80.91%,水地估产精度为87.72%;总产量的估算值略高于统计值,旱地精度为99.20%,水地精度为80.54%。因此,利用遥感和气象数据建立模型进行单产和总产估测是可行的,且精度更高。

    • 玉米冠层平行多目图像匹配方法

      2010, 26(11):189-193.

      摘要 (1227) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1000) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对一种四通道矩形排列的多光谱相机,开发了一种平行多目成像匹配模型。利用相机拍摄了田间玉米冠层图像,相机的4个通道分别为R(红)、G(绿)、B(蓝)和NIR(近红外),拍摄距离为0.5 m左右。分析了玉米冠层图像的特点,提出了一种图像匹配方法。该方法首先选择某一通道图像作为源图像,其他通道图像作为目标图像,源图像中叶片边缘作为源特征点,由该点18个方向的导数作分量构成特征向量。其次在目标图像中搜索相应的目标特征点,若在其中某一区域内的点与源特征点所在边缘方向夹角小于某阈值,将特征向量与源特征向量的距离为最小的点视为匹配的目标特征点,构成特征点对集合。对于该点对集合中每5对不共线特征点构造1个仿射变换,对所有仿射变换取平均值,构成从目标图像到源图像的仿射变换,完成图像匹配。该方法适用于不规则目标物,复杂背景,且目标物在不同通道中变化较大的情况,算法原理简单,实现容易。

    • 基于GIS和RS的中国西北NDVI变化特征及其与气候变化的耦合性

      2010, 26(11):194-203.

      摘要 (1715) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1113) 评论 (0) 收藏

      摘要:整合遥感和地理信息技术,对中国西北地区近25 a来NDVI时空变化特征及其与气候变化的耦合关系进行了研究,结果表明:高寒草甸和落叶针叶林的NDVI增加趋势较明显,线性倾向率p=0.2%/10 a。枯黄期推后导致NDVI明显增加,线性倾向率达0.27%/10 a;青藏高原、天山南脉的春季气温和北疆、汉中地区的秋季气温上升较明显,半湿润和半干旱过渡地区降水变幅较大;江河源地区NDVI和气温的相关系数达到0.6,河西-阿拉善、南疆等干旱地区NDVI和降水的相关性较高,相关系数为0.65。夏、秋季汉中、祁连和天山等地区,持续降水会导致NDVI值下降;寒区NDVI对气温变化较敏感,月均温度达到8℃,NDVI值出现快速上升。旱区温度超过22℃,植被NDVI值出现明显的回落。非寒旱区,月气温在19~20℃左右,NDVI达到峰值。寒区当温度条件满足植被生长需要时,NDVI随降水线性增加。旱区月均降水超过60 mm后NDVI开始快速上升,直到植被需水的饱和点。生长季内西北地区NDVI随气温、降水的变化存在明显滞后现象。

    • 基于超声波的果树冠层三维重构与体积测量

      2010, 26(11):204-208.

      摘要 (1794) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1230) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了克服地面不平整和拖拉机非线性行驶对果树冠层参数测量的影响,该文在超声波传感器阵列测量果树冠层体积技术的基础上,使用RTK-DGPS空间定位技术和姿态航向参考系统,通过空间坐标的平移和旋转转换,直接获得以大地坐标表示的果树冠层的三维点阵云图数据,通过PC机后台处理重构果树冠层三维轮廓和计算果树冠层体积,并详细介绍了系统的结构与工作原理。以果园荔枝树为试验对象,采用该系统对15棵不同高度和体积的果树进行了3次重复试验,另对56棵树的测量结果与人工测量结果进行了对比分析,试验结果表明该方法具有较好的重复性(R2>0.9341,RMSE<1.22 m3),并与人工测量结果相一致(R2 = 0.8972,RMSE = 1.766 m3),能够用于果树冠层三维重构和体积测量。

    • 基于元数据的农田信息存储、管理和共享

      2010, 26(11):209-214.

      摘要 (1971) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1109) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现基于元数据的农田信息的存储、管理和共享,在建立农田信息数据元的基础上,采用空间数据库技术,构建了农田信息的分级存储与管理模型;利用元数据服务和组件技术,在SuperMap GIS平台上构建了农田信息共享服务与互操作模型。通过对“基于WebGIS的小麦生产精准施肥决策系统”和“基于GIS的河南省作物生产潜力评价系统”数据元的提取和封装,实现了两个系统数据的无损共享,结果表明,在建立农田信息标准元数据的基础上,利用元数据和元数据服务技术来解决农田信息一体化存储、管理和共享是可行和有效的。

    • 畜禽健康养殖预警体系研究与应用

      2010, 26(11):215-220.

      摘要 (6798) HTML (0) PDF 0.00 Byte (3293) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现动物健康、人健康、环境健康的畜禽健康养殖目标,提出了畜禽健康养殖预警体系内容。以猪肉为例,建立了基于BP神经网络的猪肉价格预警模型并采用C#与Matlab混合编程实现了猪肉价格预警;以肉鸡为例,采用Java EE架构设计实现了肉鸡产品质量和养殖疫情预警;用C#语言设计实现了给定区域畜禽养殖自然环境承载量预警;嵌入式编程设计实现了集约化畜禽养殖环境参数预警。当猪肉价格波动幅度超过15%,肉鸡日死亡率与产品投诉率超过设定的限值,养殖数量超过自然环境理论承载量,养殖环境参数超过设定的阈值范围均会给出预警信息。价格与自然环境承载预警能为管理部门引导畜禽生产提供依据,避免价格波动与过量养殖所带来的经济缺失与环境破坏;产品质量、疫情与养殖环境参数预警能从生产管理各环节保证畜禽产品安全,提高动物福利。

    • 基于振动信号的活体禽蛋胚胎发育中的胎动检测

      2010, 26(11):221-224.

      摘要 (1247) HTML (0) PDF 0.00 Byte (809) 评论 (0) 收藏

      摘要:在禽蛋孵化过程中的胚胎监控对家禽行业的发展具有非常重要的意义。该文设计了一套能获取孵化期活体禽蛋胚胎胎动信号的监测系统,提出一种半侵入法测量禽蛋胚胎胎动的新方法。先在禽蛋气室的顶部用针扎一个小洞,使活体胚胎的胎动信号经气室放大后传出来,然后带动贴在小孔上的铝箔运动,再通过位移传感器对其进行测量。本系统在不影响胚胎发育情况下,能对禽蛋胚胎进行识别,具有操作简单、可靠性高等特点,为进一步研发禽蛋发育过程的自动监控系统奠定了基础。

    • >农业生物环境与能源工程
    • 太阳能平板集热器件纵横比与板间距优化

      2010, 26(11):225-230.

      摘要 (1056) HTML (0) PDF 0.00 Byte (912) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减小平板集热器件边框对吸热板的遮光损失,该文应用几何光学基本原理建立了平板型集热器件平均有效吸热面积系数的数学模型。利用此模型对年均有效面积系数随集热器件纵横比、板间距、倾角、纬度的变化进行了详细分析。结果表明,年均有效面积系数随板间距的增大而减小,纵横比越大越明显;倾角小于15°或大于75°对集热器件平均有效面积系数都是不利的。为便于应用,文中给出了年均有效面积系数不小于0.90的临界板间距。鉴于对流热损失较小的合理板间距为4~6 cm,该文拟推荐合理纵横比≤2/1,北纬20°、30°、40°、50°使用的平板集热器件最大板间距分别约为5.8、5.4、4.7、4.2 cm,相应年均有效面积系数均大于0.90。在设计平板集热器件时,可参照该文研究结果,尽量达到对流热损失和遮光损失最小化。

    • 四种填料滤器处理养鱼废水的硝化性能

      2010, 26(11):231-236.

      摘要 (1404) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1066) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究不同填料对海水养殖废水处理的硝化效能,并为生物滤器硝化动力学模型的构建、生物滤器的设计与管理提供基础数据支持,本文在5个化学耗氧量/总氨氮比0、0.8、2、6、12条件下,研究了竹制空心生化球、麦饭石、陶粒和生物滤球等4种填料的生物滤器去除模拟海水养殖废水中化学需氧量和总氨氮,以及生物膜微生物种群结构和数量的变化。结果表明:在低化学需氧量/总氨氮(<6)条件下麦饭石填料的生物滤器具有最高的化学需氧量和总氨氮去除效能,最高分别可达850和21 g/(m3·d)(化学需氧量/总氨氮=0.8);竹制空心

    • 生态工程化循环水池塘养殖系统

      2010, 26(11):237-244.

      摘要 (1910) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1718) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究解决池塘养殖污染、水资源浪费和水产品安全等问题,针对传统淡水鱼类池塘养殖特点,设计了一种生态工程化循环水池塘养殖系统,系统由生态沟渠、生态塘、潜流湿地和养殖池塘组成,面积比为1︰5︰3︰30,系统中池塘呈串联结构排列,池塘对角方向建设有水层交换过水设施,系统利用1级动力提升形成循环水流。在池塘养殖密度0.20~0.82 kg/m3和系统水体日交换量10%~15%的情况下,水质检测结果表明,池塘养殖水体中的铵氮、亚硝态氮、硝态氮、总氮、总磷、化学需氧量(COD)等水质指标分别低于1.89、0.20、1.50、3.27、0.59、9.0 mg/L,均低于对照池塘, 并符合淡水池塘养殖用水标准。生态工程化设施水体净化效果研究表明,潜流湿地对养殖排放水体中总氮、总磷和COD的去除率分别高于52%、39%和17%;生态沟渠对养殖水体中总氮、总磷和COD的平均去除率超过18.35%、17.39%和18.18%;生态塘对养殖水体中总氮、总磷和COD的平均去除率分别为24.72%、26.32%和5.86%。与传统池塘养殖模式相比,生态工程化循环水池塘养殖系统可节约养殖用水63.6%,减少COD排放81.9%,有明显的节水、减排效果。

    • 农村户用沼气工程生命周期节能减排效益

      2010, 26(11):245-250.

      摘要 (1767) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1081) 评论 (0) 收藏

      摘要:评估农村户用沼气工程及其上下游环节的节能减排效益,可为农村户用沼气工程生命周期全过程环境管理和农村可再生能源发展提供决策参考。以8 m3典型农村户用沼气工程为例,应用生命周期评价方法进行了清单分析和节能减排效益评价。结果表明,1个典型8 m3户用沼气工程生命周期对富营养化、环境酸化、能源耗竭、温室效应、人体毒性和光化学氧化6类环境影响类型的减缓作用分别相当于2000年世界人均环境影响潜力的84.84%、54.37%、39.16%、26.67%、19.35%和5.55%,生命周期净节能减排效益显著。因此,发展农村户用沼气工程对缓解中国化石能源紧缺的局面和控制农村面源污染均具有重要的促进作用。

    • 玉米秸秆颗粒燃料抗结渣剂效果的比较

      2010, 26(11):251-255.

      摘要 (1518) HTML (0) PDF 0.00 Byte (910) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决秸秆类生物质颗粒燃料的结渣问题,通过在玉米秸秆中分别添加4种添加剂,对其结渣率、灰熔融特性、燃料特性等开展试验研究,并进行验证试验。结果表明,添加质量分数3%的MgCO3、CaCO3、Al2O3添加剂均可有效改善结渣效果,其中MgCO3的抗结渣效果最好,结渣率近似为零;CaCO3添加剂结渣率低于10%,抗结渣效果性价比最高。同时,添加添加剂对燃料的燃烧性能无明显影响。这为解决玉米秸秆等生物质固体成型燃料的结渣问题提供了技术依据。

    • 微氧预处理对有机废水厌氧消化产甲烷的影响

      2010, 26(11):256-259.

      摘要 (1337) HTML (0) PDF 0.00 Byte (829) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了考察微氧预处理对有机废物厌氧消化产甲烷过程的影响,论文以合成废水为试验材料进行了试验研究。结果表明,在厌氧消化反应前进行一定时间的微氧预处理,可以强化水解产酸菌的作用,促进有机底物的水解酸化,从而有效促进甲烷的产生。微氧预处理4 h可以提高甲烷产量28%,提高最大产甲烷速率57.5%。10 h的预处理则对产甲烷菌具有毒害作用,甲烷产量显著降低,预处理时间过短,促进效果不明显。最佳的预处理时间为4~6 h。微氧预处理在控制好处理时间时可促进有机物水解酸化,因此可应用于复杂有机物如厨余垃圾等的厌氧发酵。

    • 玉米芯半焦CO2等温气化特性及动力学

      2010, 26(11):260-264.

      摘要 (1029) HTML (0) PDF 0.00 Byte (913) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究玉米芯半焦在CO2气氛中的气化特性,采用等温热重法考察了5、40、100℃/min热解升温速率和800~1 000℃反应温度对气化反应活性影响的程度。结果表明,随着热解升温速率的提高,半焦气化的总反应速率有所提高,完成反应所需要的时间相应减少。反应温度对整个气化过程有着重要的影响。随着温度的升高,反应速率明显加快,反应时间显著缩短。通过扫描电镜观察了不同热解升温速率下半焦的表面形态,表明热解升温速率越高,半焦表面的孔径越大,孔结构越发达。对比分析可知,反应温度比热解升温速率对气化过程有着更加重要的影响。最后用混合反应模型求取了动力学参数,玉米芯半焦CO2等温气化的平均表观活化能为98.7 kJ/mol,指前因子为519 176 min-1。该研究结果将有助于深入理解生物质气化的反应机理,为气化装置的设计提供参考依据。

    • 膨化预处理玉米秸秆提高还原糖酶解产率的效果

      2010, 26(11):265-269.

      摘要 (1463) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1044) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高玉米秸秆的可发酵还原糖转化率,采用膨化技术对玉米秸秆木质纤维素进行预处理。扫描电镜观察,玉米秸秆的纤维束受到破坏,木质素包裹作用减弱,纤维素酶的空间作用面积提高。红外光谱分析表明有部分半纤维素和少量木质素水解;X射线衍射测定纤维素结晶度降低了12.68%。通过进一步纤维素酶解试验,与未处理的相比膨化处理后原料酶解时间可缩短16 h,未经膨化处理原料还原糖的酶解产率为13.48%,膨化处理后原料还原糖的酶解产率可达24.91%。结果表明,膨化预处理技术可明显提高玉米秸秆木质纤维素的能源化利用效率。该试验为膨化玉米秸秆酶解工艺的进一步研究提供依据。

    • 棕榈油基可生物降解润滑剂的制备

      2010, 26(11):270-274.

      摘要 (1448) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1005) 评论 (0) 收藏

      摘要:为制备可生物降解的润滑剂,该文以棕榈油为原料制备三羟甲基丙烷三酯,用气相内标法测定三酯的生成率。通过响应面优化后,三酯的生成率最高为88.75%,经分子蒸馏后,三酯的纯度为98.6%,结构经红外光谱和质谱表征。以分子蒸馏后的产品为基础油,PB-1300(聚异丁烯)、T803B(聚α-烯烃)、BHT(2,6-二叔丁基对甲酚)和司苯-80(山梨糖醇单甘油酯)为添加剂,复配得到成品润滑剂。该润滑剂除低温性能与抗氧化能力较差外,具有很好的黏温性能和安全稳定性、无毒且易生物降解。

    • 风障对茶园的减风增温效果及对茶树冠层叶片含水率影响

      2010, 26(11):275-282.

      摘要 (1296) HTML (0) PDF 0.00 Byte (907) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决冬季茶园风寒冻害问题,于2008年1月在安徽农业大学茶场建立塑料薄膜风障,测定风障对茶园的减风增温作用及其对茶树冠层叶片含水率的影响。风障的高度为2.0 m,以5×7网格点测定2.8、2.0 m风障高和1.2 m茶树冠层高度3个层次的风速,以4×4网格点测定地表温度、茶树冠层叶片含水率。结果表明,2.8 m高度,风障上方的风速比环境风速增加30%左右,下风方向的减风作用随风速增大而减小,距离风障7 m区域是风速减弱最强的区域,环境风速2.6 m/s时中轴线风速减小13.5%,环境风速1.0 m/s时的减小幅度达40.0%,在15 m位置基本恢复环境风速。风障高度(2.0 m)最大减风距离出现的位置介于距离风障7~10 m之间。由于薄膜风障不透风,在冠层高度(1.2 m)形成约2倍风障高度宽的准静风区。风障的有效减风作用区域大约相当于风障高度的7.5倍。风障的保温作用与日照条件关系密切,日照较强则可提高保护区的温度,夜间与阴天保温作用较不明显。大风作用下,茶树叶片含水率呈一定程度下降,下降幅度与风速正相关,风速大区域含水率下降幅度也大。在风障有效保护区域,大风结束后叶片含水率可较迅速地恢复,风障有效保护区域外的叶片含水率降幅较小,但恢复较慢。综合减风、增温及叶片含水率恢复情况,薄膜风障对于减轻冬季大风降温的危害具有较好的作用。

    • 稻鸭共作系统中稻纵卷叶螟种群控制的模拟

      2010, 26(11):283-289.

      摘要 (1100) HTML (0) PDF 0.00 Byte (721) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究系统动力学方法在害虫种群的优化管理和预测等研究中的应用,以稻纵卷叶螟第二代种群为研究对象,分析了稻鸭共作系统中捕食性天敌蜘蛛及鸭对稻纵卷叶螟生长发育的影响,构建了相应的系统动力学框架模型,并利用STELLA软件对稻纵卷叶螟种群的数量动态进行了模拟和预测。结果表明,当第二代稻纵卷叶螟初始的百穴卵量为100粒,稻田蜘蛛密度为每百穴12.623头,如果同时考虑鸭对3龄幼虫期稻纵卷叶螟卷苞60%的捕食率,稻纵卷叶螟成虫的密度可降至每百穴9.129头,鸭的捕食可使稻纵卷叶螟第三代卵期末的百穴卵量减少约6.7%。稻田蜘蛛和鸭的共同作用对稻纵卷叶螟的控制效果优于仅受同等数量蜘蛛控制时的情况。研究结果可迅速、便捷地为害虫的优化管理等提供丰富的信息和参考。

    • >土地整理工程
    • 基于生态位的农村居民点用地适宜性评价与分区调控

      2010, 26(11):290-296.

      摘要 (1983) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1407) 评论 (0) 收藏

      摘要:在剖析农村居民点用地生态位特征的基础上,按照新农村建设的要求,从生态条件、生产条件和生活条件3个方面选取相关指标,利用生态位适宜度模型与GIS栅格技术进行评价指标的单因素量化分析和多因素综合评价,将北京市平谷区划分为农村居民点用地高度适宜、中度适宜、低度适宜和不适宜4个等级。在此基础上,使用聚类分析法将平谷区现状的275个行政村划分为重点发展区、适度挖潜区、限制扩建区和优先整治区,进而分析了各区域用地特征,并提出相应的用地调控模式。研究结果体现了土地利用的适宜性和现势性,符合当地实际,对农村居民点整理和乡村土地规划具有指导意义。

    • 基于CA-Markov模型的黄土丘陵区土地利用变化

      2010, 26(11):297-303.

      摘要 (1644) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1303) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨黄土丘陵区的土地利用变化规律以及驱动机制,以罗玉沟流域作为典型流域,基于1986、2001年的TM影像为数据源,对土地利用格局分布进行分析,并运用CA-Markov模型,以2001年的土地利用格局为基础,预测了2016年流域的土地利用的空间格局分布。结果表明,罗玉沟流域土地利用格局在1986年以前,以坡耕地为主,面积占59.67%,其次为梯田、草地和林地。从1986年到2001年林地和梯田的面积均有显著增加,坡耕地面积则显著减少,其余土地利用类型面积变化不大。从单一土地利用类型动态度来看,面积增加大的土地类型同时具有较高的动态度,梯田的动态度最大达到了15.09,林地的动态度次之。CA-Markov模型预测结果表明2001-2016年期间土地利用变化继续保持 1986-2001年间的变化趋势,总体上表现为坡耕地减少,林地和梯田增加,但坡耕地的减少速率却明显小于1986-2001年,这主要是由于剩余的坡耕地受立地条件、政策措施等一系列的因素的影响。其他土地类型之间的相互转化,面积较小,基本处于比较稳定的动态变化之中。根据模拟结果可调整各类土地利用/覆被格局,为该区土地利用规划、管理和生态恢复提供科学依据。

    • 沂蒙山区土壤侵蚀垂直景观格局的分形特征

      2010, 26(11):304-309.

      摘要 (1530) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1042) 评论 (0) 收藏

      摘要:以北方土石山区的典型代表沂蒙山区为研究区,以TM影像和地形图为源数据,根据全国土壤侵蚀分类分级标准,综合运用GIS和RS技术,获取以50 m为带宽的土壤侵蚀强度垂直分带数据。在Fragstats3.3中提取周长面积分维数(D),计算稳定性指数(SI),旨在揭示沂蒙山区土壤侵蚀分形的垂直变化特征。结果表明,土壤侵蚀景观在垂直维度上具有明显的分异性。在景观水平上,土壤侵蚀景观周长面积分维数(D)随高程呈先迅速增大后缓慢增大趋势,稳定性指数(SI)则呈先急剧减小后缓慢减小趋势。在缀块类型水平上,对于研究区,D值在土壤侵蚀等级上由大到小顺序为中度>轻度>强烈>极强烈>剧烈>微度,SI值由小到大的顺序为轻度<强烈<中度<极强烈<剧烈<微度;随着高程的增加,微度、强烈、极强烈和在较低高程带(≤200带)上的轻度侵蚀景观,D值增大,SI值减小;剧烈和较高高程带上的轻度侵蚀景观,D值与SI值呈减小趋势;较高高程带(>200带)上的中度侵蚀景观,D值与SI值呈增大趋势;表明,人类活动对较高强度(强烈和极强烈)侵蚀景观的格局及其稳定性相比自然因素具有较高的决定性;在较高海拔带,较低级别(中度和轻度)的侵蚀景观格局及其稳定性受自然因素影响较大。

    • 干旱荒漠区土地利用变化对地表温度的影响

      2010, 26(11):310-316.

      摘要 (1215) HTML (0) PDF 0.00 Byte (922) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文以Landsat TM 遥感影像为主要数据源,获取了宁夏中卫市沙坡头区1992年和2007年的土地利用信息;利用单窗算法反演了对应时期该区域的地表温度(LST);据此分析了土地利用变化与地表温度变化之间的关系。结果显示:1)不同利用方式的土地的LST有显著差异,流动沙地的LST最高,其次是固沙用地、草原化荒漠等;2)过去15 a间,研究区内最为明显的土地利用变化方向是“草原化荒漠转变为农田”和“流动沙地转变为固沙用地”;3)“草原化荒漠转变为可灌溉农田”会导致LST明显下降,“草原化荒漠转变为压砂田”则会导致LST稍上升;4)“农田转变为城乡建设用地”会导致LST明显上升。

    • 基于GIS的坡耕地数字高程模型的建立与应用

      2010, 26(11):317-322.

      摘要 (1541) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1244) 评论 (0) 收藏

      摘要:微地形是描述地表起伏状态的重要指标,也是地表径流和土壤侵蚀过程的重要影响因子。在微尺度上建立了不同耕作措施下黄土坡耕地的数字高程模型(DEM),并对其空间特征进行了分析。结果表明,利用反距离加权插值法建立的微DEM模型能正确地再现坡耕地地表形态,利用其派生的微坡度、微坡向数据可作为研究土壤侵蚀空间差异的重要因子;微坡度分布特征与耕作措施密切相关,对于人工锄耕(CH)和人工掏挖(TW)措施,微坡度栅格统计数随着微坡度的增大呈先增大,后减小的变化趋势,而等高耕作(DG)措施下微坡度栅格统计数随着微坡度的增大而增大;TW,CH和DG坡面微坡向的栅格统计数具有明显的差异,坡度对微坡向的分布影响明显;利用微DEM计算的地表侵蚀量能够反映出坡面侵蚀的大小。为研究微地形条件下土壤侵蚀过程提供了数据资料,也为进一步研究微地形条件下土壤侵蚀机理的特征提供了参考。

    • 经济快速发展地区耕地生产能力空间格局

      2010, 26(11):323-331.

      摘要 (1622) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1060) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确把握区域经济快速发展地区耕地生产能力空间格局,基于农用地分等成果,通过抽样补充调查,建立耕地生产能力核算模型,在此基础上分析3个层次产能(理论产能、可实现产能和实际产能)的空间分布得到:较高的理论单产和可实现单产主要分布在以唐山市为中心向四周延伸的各个乡镇;而较高的实际单产主要分布在唐山市南部地区和东北部地区的乡镇;处在北部山地丘陵区的迁西县和迁安市等地区的一些乡镇的3个层次的产能单产都比较低;以唐山市为中心的西部和东部及东南部地区的一些乡镇的3个层次产能的总产都比较高,北部的山地丘陵区的产能总产比较低。基于探索性空间数据分析(ESDA)的空间自相关分析产能结果表明,3个层次产能单产的空间聚集程度顺序是理论单产>可实现单产>实际单产;3个层次产能的局部空间自相关集中在H-H型(高-高关联)和L-L型(低-低关联)的乡镇占到了全部的50%以上。进行产能和经济发展的空间耦合性分析表明,可实现单产和人均GDP及农村人均纯收入空间耦合关系较好,实际产能和地均农产值空间耦合关系较好。认清区域耕地生产能力空间格局及其与经济发展关系,可以为经济发展与耕地保护提供决策支持,对于土地可持续利用具有指导意义。

    • >农产品加工工程
    • 基于计算机视觉和声学响应信息融合的鸡蛋裂纹检测

      2010, 26(11):332-337.

      摘要 (1944) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1315) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高对鸡蛋裂纹识别的准确性,建立利用计算机视觉和声学响应信息融合技术检测鸡蛋裂纹的系统,首先采集和分析鸡蛋被敲击后的声音信号,提取了4个特征频率、偏斜度平均值和崤度平均值共6个特征参数,作为人工神经网络的输入量,创建了结构为6-15-1的3层BP神经网络模型判别鸡蛋裂纹。其次,利用计算机视觉系统获取鸡蛋表面图像,提取了区域面积、圆形度、区域长径、短径和长短径之比共5个特征参数,作为BP人工神经网络的输入量,创建了结构为5-10-1的3层BP神经网络模型识别鸡蛋裂纹。最后,根据计算机视觉与声学响应技术检测鸡蛋裂纹结果的差异,融合二者的信息进行最终判断。结果表明:单独利用声学响应技术对裂纹鸡蛋判别准确率达92%,计算机视觉对裂纹鸡蛋的判别准确率只有68%。而将2种技术进行信息融合,对裂纹鸡蛋判别准确率可达98%,优于单一技术,能够发挥计算机视觉技术和声学技术检测的优势,充分保证鸡蛋的质量和安全。

    • 基于LED组合光源的水晶梨可溶性固形物和大小在线检测

      2010, 26(11):338-343.

      摘要 (1671) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1163) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文探讨了近红外光谱技术结合发光二极管(LED)组合光源探头在线检测水晶梨的可溶性固形物和大小的可行性。试验中采用850、880和940 nm 3盏LED组成组合光源探头,每个水晶梨在均匀成单列的输送线上以每秒5个梨的速度运动,采用漫反射方式采集水晶梨的漫反射光谱。应用偏最小二乘(PLS)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)方法建立了可溶性固形物和大小2个理化参数的校正模型,同时对不同光谱预处理方法(平滑、一阶微分、二阶微分)建立的模型的预测性能进行了对比分析,并通过外部验证来检验模型预测的准确性。利用平滑处理光谱建立偏最小二乘(PLS)模型的预测效果最优,可溶性固形物和大小的相关系数分别为0.86和0.90,预测均方根误差分别为0.58%和 1.93 mm。试验研究表明:应用近红外光谱技术结合LED组合光源探头在线检测水晶梨可溶性固形物和大小具有可行性。

    • 果蔬热处理传热过程的数值模拟及验证

      2010, 26(11):344-348.

      摘要 (1688) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1169) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究果蔬采后热处理过程的传热机理,建立了柱状与球状果蔬热处理的普适传热模型,对模型进行了数值模拟及试验验证。结果表明:所建模型能够准确预测多种边界条件下柱状与球状果蔬热处理时的组织温度变化及动态响应,柱状及球状果蔬的模型预测值与实测值的平均相对误差及均方根误差均低于5%。热水浸泡法与热空气法的对比试验表明:达到相同的热处理效果,伊丽莎白香瓜热水浸泡法的处理时间仅为热空气法的35%~50%;热水浸泡法中香瓜果实的表面换热系数为190~250 W/(m2·℃),而在热空气法中仅为10~30 W/(m2·℃)。所建普适传热模型及相关试验结论可为采后果蔬热处理工艺参数的确定及优化提供参考。

    • 胡萝卜超声波预干燥热湿耦合迁移过程的数值模拟

      2010, 26(11):349-354.

      摘要 (1618) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1031) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨超声波对含湿多孔物料内部水分迁移过程的影响,对超声波作用下胡萝卜片预干燥过程进行了试验观测,建立了食品含湿多孔介质超声波预干燥过程热湿耦合传递的数学模型, 推导了超声波作用下含湿多孔介质中水分的有效扩散系数,对胡萝卜超声波预干燥的热湿耦合迁移过程进行了数值模拟,分析讨论了超声声强对样品干燥速率及温度的影响。研究结果表明, 超声波能有效加速胡萝卜的预干燥过程,且样品内水分扩散系数及干燥速率均随超声强度的增加而逐渐增大。当超声强度为 1.5 W/cm2 时,样品干燥速率与无超声波作用时相比提高了约 3.9 倍。当声强为1.0 W/cm2时,干燥5400 s后由超声热效应引起的样品温升小于4℃。因此,超声波可以作为一种以非热因素强化含湿多孔物料内部水分迁移的有效方式。

    • 柑桔湿冷通风贮藏库的设计及效果分析

      2010, 26(11):355-360.

      摘要 (1516) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1005) 评论 (0) 收藏

      摘要:为开发节能高效的柑桔贮藏保鲜库,通过设计、性能测试、贮藏试验,研制出湿冷通风库。库体总热阻为 5.07 m2·℃/W,耗能为2.27 kW·h/100 m3·h,比普通冷库减少能耗50%;温度可降至-5℃以下,自动控制精度±0.1℃;相对湿度可升到99%,自动控制精度±2%。锦橙、椪柑在湿冷通风库中贮藏的呼吸强度分别为4.29、2.34 mg/kg·h,锦橙湿冷通风贮藏150 d腐烂率为6.32%,椪柑湿冷通风贮藏120 d腐烂率为5.38%,腐烂率明显低于在改良通风库贮藏(锦橙10.67%、椪柑12.04%)。锦橙湿冷通风库贮藏150 d,有机酸质量浓度0.58 g/100 mL、总糖质量浓度8.33 g/100 mL、维生素C质量浓度41.11 mg/100 mL,椪柑湿冷通风库贮藏120 d,有机酸质量浓度0.22 g/100 mL、总糖质量浓度 6.41 g/100 mL、维生素C质量浓度15.62 mg/100 mL,品质和风味也优于通风库贮藏。结果表明,湿冷通风贮藏是具自然冷源降温、机械制冷、加湿功能节能的贮藏设施,柑桔贮藏效果良好。

    • 气流膨化甘薯片的工艺优化

      2010, 26(11):361-367.

      摘要 (1633) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1015) 评论 (0) 收藏

      摘要::为了对甘薯片气流膨化工艺进行优化,在单因素试验的基础上,采用三因子二次正交旋转组合设计,分析了膨化温度、抽空干燥温度和抽空干燥时间对产品的硬度、脆度和色泽的影响,并对变量进行了响应曲面分析。研究结果表明,膨化温度、抽空干燥温度和抽空干燥时间对甘薯片的品质指标有显著影响;得出的较佳气流膨化甘薯片工艺参数组合为:膨化温度91℃,抽空干燥温度75℃,抽空干燥时间47 min。研究结果可以为气流膨化甘薯片的工业化生产提供参考。

    • 板栗气体射流冲击干燥特性和工艺优化

      2010, 26(11):368-373.

      摘要 (1755) HTML (0) PDF 0.00 Byte (1233) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决板栗深加工中的干燥问题,将气体射流冲击干燥技术应用于板栗干燥,研究了板栗仁在不同风温(70、75、80和85℃)和风速(10、12、14和16 m/s)下的干燥特性;根据单因素试验结果进行了风温、风速和预处理(不烫漂、100℃热水烫漂和100℃蒸汽烫漂)的正交试验。试验结果表明:板栗的整个干燥过程属于降速干燥,风温和风速对板栗的干燥速率均有显著影响,但风温对其的影响比风速更为突出;正交试验各因素对明亮度、蓝黄值和感官评分的影响顺序为:预处理>风温>风速,对缩短板栗干燥时间的影响顺序为:风温>风速>预处理,正交试验最佳优化工艺参数为风温80℃,风速14 m/s,100℃蒸汽烫漂。该研究为气体射流冲击干燥技术应用于板栗的干燥提供了技术依据。

    • 两级泡沫分离废水中大豆蛋白的工艺

      2010, 26(11):374-378.

      摘要 (1549) HTML (0) PDF 0.00 Byte (966) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了有效处理高浓度大豆蛋白废水,在研究初始pH值、表观气速和温度特别是在较高温度(60℃)对泡沫分离大豆蛋白废水效果影响的基础上,建立了可同时提高富集比和回收率的两级泡沫分离工艺。在60℃时,对大豆蛋白质量浓度为4.0 g/L的废水泡沫分离,富集比比常温时提高4倍多。两级泡沫分离工艺中,第一级分离在大豆蛋白质量浓度为4.0 g/L,初始pH值为7.0,表观气速0.133 cm/s,60℃下操作,富集比为7.71,残液作为第二级泡沫分离的进料;第二级分离先在20℃,表观气速0.133 cm/s下进行,待塔顶无泡沫溢出时,再将表观气速升到0.398 cm/s,富集比为2.63,消泡液加入到废液中作为第一级泡沫分离的进料;总回收率为82.75%。在不同温度和气速下进行的两级泡沫分离工艺可以有效的处理大豆蛋白废水,回收其中的蛋白质。

    • 60Co-γ射线辐照处理后马铃薯淀粉糊的流变特性

      2010, 26(11):379-383.

      摘要 (1405) HTML (0) PDF 0.00 Byte (891) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入了解辐照处理对淀粉糊流变特性的影响,采用60Co-γ射线对马铃薯淀粉进行0~400 kGy辐照处理后制成淀粉糊,使用流变仪研究了不同剂量处理辐照后马铃薯淀粉糊的流变特性。静态流变特性测定结果表明,不同辐照剂量处理后马铃薯淀粉糊均呈假塑性流体特征,符合幂定律;辐照剂量越大,马铃薯淀粉糊的表观黏度和剪切稀化程度越低,并逐渐偏近牛顿流体。动态流变特性测定结果表明,马铃薯淀粉糊的弹性模量峰值及其相应的峰值系统温度和20℃弹性模量均随辐照剂量的增加而降低。研究结果可为辐照处理后淀粉的应用提供基础数据。

    • >会讯
    • 农村清洁能源开发学术研讨会通知及征文启事(第一轮)

      2010, 26(11):384-384.

      摘要 (896) HTML (0) PDF 0.00 Byte (34) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,面对能源需求与资源环境保护的突出矛盾,发展可再生、清洁、环保的新能源已经成为我国节能减排、实现可持续发展的重要战略任务。农业和农村作为我国清洁能源生产与消费的重要领域,对国家节能减排目标的实现举足轻重。开发利用太阳能、生物质能、水能、风能、地热能等,已经成为农业工程领域的研究热点。为了加强学术交流,提升我国清洁能源开发和利用的水平,展示相关科研成果,推动技术进步和产业的发展,《农业工程学报》、中国农业工程学会农村能源工程专业委员会将共同组织召开“农村清洁能源开发学术研讨会”。会议将围绕太阳能

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