摘要:该文从为什么要灌溉、灌溉水的来源、作物的需水（耗水）规律、土壤在灌溉中的作用、灌溉系统的任务这五个问题出发，谈及对"痕量灌溉"的思考。笔者认为痕量灌水器无法满足大田作物高峰需水期的需水要求，在大田作物需水高峰期痕量灌溉系统无法将水输送到植物根区，而在大田作物非需水量高峰期又有可能供水过量。哈密痕量灌溉试验本质上是小流量地下滴灌。哈密痕量灌溉试验的初步结论可以看出：痕量灌溉灌水器流量太小不能满足枣树需求且不具备自适应能力；水分利用率的算法及试验设计不科学。理论和实践都证明：痕量灌溉的"超低流量供水"实现不了"与植物自然需水规律相匹配"。对痕量灌溉不能实现"自适应灌溉"原因进行了分析。

摘要:自新疆生产建设兵团（以下简称新疆兵团）成立以来，棉花种植面积和总产量有了非常明显的增长。为了揭示其快速增长的原因，该文运用观察法、文献研究法、系统科学方法等研究方法，分析和回顾了新疆兵团棉花生产机械化发展的历史，总结了新疆兵团棉花生产机械化的创新技术。由分析总结显示，新疆兵团棉花生产在自治区和中国处于领先和引领作用的原因，是新疆兵团棉花生产机械化起了关键作用，新疆兵团棉花生产基本实现了全程机械化，并逐步向规模化、信息化、智能化和社会服务化方向发展。也充分说明，农业装备水平的提高，是现代农业发展的坚实基础。该文也梳理了新疆兵团棉花生产机械化过程中遇到或出现的一些问题，根据农艺和农机技术发展的趋势，提出未来新疆兵团棉花生产机械化发展的对策。

摘要:针对往复式切割器切割图分析过程中传统方法存在的操作不方便等问题，该文基于Visual Studio可视化应用程序开发平台开发了往复式切割器工作特性分析系统。在对动刀片进行运动分析的基础上，推导出了3个特征区域面积的计算方法，对面积计算过程可能出现的特殊情况进行了分析。提出了一种基于步进运算的工作特性分析方法，可进行连续计算分析。对标准普通I型切割器分析的结果表明，当进距小于44 mm时无漏割区域，大于94 mm时无重割区域，等于61 mm时，一次切割区所占的面积比例达到最高值为88%。该研究为优化往复式切割器工作参数提供了一种高效的工具，为往复式切割器结构的优化设计提供了参考。

摘要:为提高油菜精量气压式集排器的排种性能，该文通过对充种和清种2个基础过程解析，明确了影响排种性能的主要因素，确定了相关试验因素的范围，并以华油杂62种子为对象，采用L27(313)正交试验设计研究了清种气嘴口截面形状、充填高度、清种气流流速和排种滚筒转速对集排器排种性能的影响。结果表明，清种气嘴口截面形状、充填高度、清种气流流速和排种滚筒转速对排种均匀性影响显著，清种气嘴口截面形状、充填高度和排种滚筒转速对各行排量一致性有显著影响，并确定了其较优参数组合。优化组合试验得出选择矩形截面形状的清种气嘴，充填高度27 mm，清种气流流速10 m/s，排种滚筒转速20 r/min的最佳参数条件下，排种均匀性变异系数为8.07%，各行排量一致性变异系数为1.95%，种子破损率低于0.1%。该研究为油菜精量气压式集排器结构优化与排种性能的提升提供了参考。

摘要:针对自行研制的稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机所存在的行走直线稳定性差、脱粒质量较低等问题。依据横向轴流式滚筒对稻麦秸秆的传递导流作用和二次复脱的原则，通过增设辅助滚筒的方法既改变出草口位置使开沟总成中移，消除整机偏向力，又延长秸秆在滚筒内的作用时间，提高谷物脱粒质量。其中：辅助滚筒总长为855 mm，导流角为18°，滚筒直径为452 mm，转速为1 350 r/min。性能测试表明：改进后自研一体机在0.27、0.58、0.85 m/s 3种不同工况下行走偏移度分别降低了93.9%、94.4%、93.3%，行走直线稳定性显著提高；小麦和水稻总损失率分别降低20.9%和11.8%，含杂率分别降低45.7%和21.4%。尽管水稻破碎率增加了7.4%，但脱粒的综合质量有较大提高。该研究增进了多功能一体机的适用性，为稻麦秸秆机械化集沟还田提供了参考。

摘要:在先离散后脱粒工艺基础上，为探究玉米果穗的低损伤离散，该文利用玉米离散试验系统对鸡喙啄取玉米籽粒的过程进行试验研究。结果表明，鸡喙接触玉米籽粒后，籽粒离鸡喙越近，推力的水平分力越大，籽粒运动越明显，越容易从果穗上分离下来，籽粒离鸡喙越远，推力的水平分力越小，籽粒越难与果穗分离；离散过程中，籽粒遵循"组砌规律"进行力的传递，传递的范围近似为"塔形"，脱离果穗的籽粒的运动类似于斜抛运动；玉米果穗在果穗切线方向上的受力最大，其次是玉米果穗轴线方向上的受力，垂直于试验台方向上的受力最小；验证试验结果：玉米果穗的平均离散率为67.53%，平均离散损伤率为0.16%，表明模仿鸡喙的离散辊对玉米果穗有较好的离散效果，且损伤率低。该研究对低损伤玉米脱粒系统的设计提供了仿生学思路。

摘要:针对目前甘蔗种植机切种伤芽率高的难题，该文设计了一种基于感应计数的甘蔗种切割防伤芽系统。在甘蔗种输送过程中，该系统利用自行设计的电阻式感应计数装置将相对于甘蔗茎秆凸起的甘蔗种芽信号转换为可识别的电信号后，利用单片机对其执行种芽计数操作；根据农艺要求及其计数结果，进而控制甘蔗种切断刀切断甘蔗种。为优化该系统性能，以保证蔗种和种芽的完好性为前提，对系统的切割过程进行受力及防伤芽分析，进而确定感应计数装置与切刀的最佳安装距离，以确保计数达到要求后切刀完全避开种芽，从而实现蔗种切割防伤芽功能。试验表明：该系统对种芽的计数准确率达98.87%，平均伤芽率为1.57%，较无防伤芽系统的2Cz-2甘蔗种植机的伤芽率低6.3%，系统的防伤芽性能显著，满足设计要求。该研究为甘蔗种植机械的设计提供了参考。

摘要:针对马铃薯等作物收获后的残膜所造成的"白色污染"难题，改进现有残膜回收机存在的捡膜能力低、漏膜、膜土分离难、缠膜、卸膜不净等问题，提出了一种链条导轨式地膜回收方案。链条上相邻两排错位排列的捡膜齿与起膜铲合理配置，提高残膜捡拾率；分列结构的地膜托板具有漏土功能，较好实现膜土分离；托板弹簧可实现捡膜齿与托板之间的间隙大小随捡膜输送量的多少而自动调整，有效防止输送过程中的丢膜和堵塞现象，保证残膜输送到集膜箱上方；捡膜齿在环形导轨之间向后上方滑动到卸膜端时逐渐后缩至退出环形导轨而实现膜齿分离，卸膜叶轮与卸膜导轨协调配合完成卸膜作业，有效解决卸膜过程中不易脱膜和缠膜的难题；起膜机构、捡膜机构和卸膜机构固联在固定架上，通过角度调节杆来对固定架的角度进行调节实现松土起膜铲入土角度的要求。设计制作了捡膜、卸膜、集膜于一体的链条导轨式地膜回收机。试验结果表明：机器能够一次完成松土起膜、残膜捡拾输送、卸膜和残膜收集作业，马铃薯收获后的残膜捡拾回收率在92%以上。该设计较好解决了马铃薯地膜机械化回收难题，并为其他作物地膜回收机械设计提供参考。

摘要:由于传统的内燃机拖拉机污染严重，噪音大，不适合工作在温室大棚等空间封闭狭窄的场合，开发小型电动拖拉机的需求变得日益迫切。设计了一种小型电动拖拉机用的永磁直流无刷电动机控制器，该控制器以myRIO为控制核心，智能化程度高，满足电动拖拉机运输、作业时多种动力工况要求。控制器外围电路包括MOSFET（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管）功率放大、栅极驱动、电流保护、低电压保护和温度保护等电路。运用LabVIEW/FPGA图形化编程环境，编写了ARM实时处理器控制流程和FPGA（field－programmable gate array，现场可编程门阵列）I/O驱动程序，软件由启动、驱动、欠压保护、过流保护、过热保护等子VI程序组成。通过样机试验表明，电动拖拉机工作正常，空载时启动电流为120 A，带载时启动电流为164 A，驱动时序符合直流无刷电动机要求。该设计方案解决了驱动控制器开发困难的问题，为电动拖拉机智能化的发展提供了参考。

摘要:针对一般农用轮式机器人转向方式单一、难以适应田间复杂作业环境以及推广应用成本较高等问题，该文设计了一种农用轮式机器人四轮独立转向驱动控制系统，采用模块化设计方法构建了该控制系统的底层硬件部分，结合控制器局域网络（controller area network, CAN）总线、串口通讯和传感器技术实现了该机器人移动轮转角、转速等数据的采集功能且应用了有效的硬件电路隔离保护方案；基于低速阿克曼四轮转向模型与比例积分微分（proportion, integration, differentiation, PID）控制算法分析并验证了该机器人四轮独立转向驱动控制策略的有效性。试验结果表明：该机器人能够通过上位机或遥控器实现其四轮独立转向与转速控制功能，移动轮在0～360°转向过程中，控制效果鲁棒性强、稳定且转角控制的最大平均绝对误差为0.10°，通过上位机设定转速后经0.5～1 s左右，移动轮转速达到稳态，并具有较高转速控制精度。该研究为农用轮式机器人的四轮独立转向驱动控制方法提供了参考。

摘要:为降低小型装载机负荷传感液压转向系统在流量方面的能量损失，提出用伺服电机独立驱动定量泵的电液流量匹配转向控制方法。该文首先在SimulationX中建立了装载机整机联合仿真模型，对采用负荷传感转向系统的装载机在原地转向工况下进行仿真。构建了装载机试验测试系统，通过对比仿真与试验结果，验证了仿真模型的准确性。进一步将电液流量匹配转向方法应运于此仿真模型。维持与负荷传感系统相同转向特性的条件下，该系统在低速空载工况下使液压泵能量消耗相对负荷传感系统降低36%，高速空载为37%，中速正载为39%，中速偏载为28%，电液流量系统平均降低了转向过程中泵输出能耗约30%。该文提出的研究方法对装载机转向节能研究提供了参考。

摘要:为了了解不同粒径的柴油机排放颗粒物中石墨烯结构，利用激光拉曼光谱仪和软X射线谱学显微光束线站分析了不同粒径的柴油机排放颗粒物中石墨烯结构和碳原子价态信息。结果表明，排放颗粒的D1峰与D2峰的相对强度在3.34～4.01之间，石墨烯缺陷类型主要为边缘缺陷。随着排放颗粒粒径的增加，D1峰的半高宽分别增加了2.8和6.7 cm-1，化学异相性增加；D1峰与G峰的相对强度分别降低了14.67%和27.17%，石墨化程度提高；D3峰的相对强度R3分别降低了13.73%和39.22%，无定形碳含量降低。石墨烯晶格内部C-C键长与粒径关系不大，晶格内部C-C键长约为0.142 nm；随着排放颗粒粒径的增加，石墨烯微晶尺寸分别增加了约0.412和0.821 nm，相邻石墨烯间距降低，排放颗粒活性增加；脂肪族C=C化学键、脂肪族C-H和羧基C=O化学键含量降低，"石墨烯性"C=C、酚类C-OH和酮类C=O化学键含量增加。该研究可为不同粒径柴油机排放颗粒形成机理的完善和排放颗粒净化装置的优化提供参考。

摘要:摇臂式喷头（impact sprinkler，PY）出口流体为单相水，全射流喷头（complete fluidic sprinkler，PXH）出口流体为气液两相流，为了深入探索2种类型喷头水滴分布的存在规律及差别，该文采用激光雨滴谱仪测量技术对PY及PXH喷头的水滴分布进行试验研究，采用体积加权法分析了这2种喷头在工作压力为150、200、250、300和350 kPa情况下，距喷头不同距离处的水滴频率分布、水滴累计频率及中数直径的变化规律。结果表明：1）PXH喷头水滴频率普遍小于PY喷头。PXH喷头和PY喷头水滴频率分布分别符合对数正态分布和正态分布；2）PXH喷头水滴累计频率变化更加均匀，2种喷头的水滴直径分布均符合指数函数分布规律，在距离喷头距离较小时，PXH喷头比PY喷头的拟合精度更高，在距喷头距离为4 m下，PXH喷头拟合函数的R2值较PY喷头高3.5%；3）在低压条件下距喷头不同距离时，PXH喷头的水滴分布更加连续及均匀。建立了2种喷头中数直径与工作压力及距喷头距离的函数。该结果完善了多类型喷头喷洒水力学特性，对研究射流运动模型及喷洒的外特性提供了参考。

摘要:胸径和树高测量是评价立地质量和林木生长状况的重要依据，该文以图像自动识别原理、摄影测量原理、相似三角形几何原理和三角函数原理为理论基础，研制了可测量胸径和树高的多功能便携式微型超站仪，该设备集成电荷藕合器件图像传感器、倾角传感器、激光测距传感器、中央处理器、存储器、液晶显示屏，测量时可获取测站点到待测点的倾角和距离2个参数值，并记录存储测量时的图像信息，通过仪器的嵌入式操作程序，实现胸径的自动测量、树高测量、任意处直径自动测量、基本测量等4项基本功能。通过试验验证，215株立木的单次胸径测量的平均绝对误差为0.369 cm，平均相对误差为2.08%。101株立木的单次树高测量的平均相对误差为1.44%。胸径测量精度达到97.92%，树高测量精度达到98.56%，符合国家森林资源连续清查中的测量精度要求。该设备为森林资源调查提供了参考。

摘要:为进一步探索优化高比转速混流泵水力性能的方法，该文选用比转速为803的高比转速混流泵为研究对象，运用商用软件ANSYS CFX 15.0，选取剪切应力传输（shear stress transport，SST）湍流模型对其内部流动进行计算。以高比转速混流泵的水力效率、扬程为优化目标，采用给定沿叶轮叶片轴面流线的速度矩的分布规律来实现对叶片的间接参数化，以描述该速度矩分布的四次多项式的3个参数为优化变量。采用均匀试验设计安排样本空间，利用径向基函数（radial basis function，RBF）神经网络拟合优化变量与优化目标间的映射关联，最后结合NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标寻优，取效率最优个体和扬程最优个体与初始模型进行分析：得到了上述3个个体的速度矩分布规律与各微元段包角沿轴面流线的变化趋势，效率最优与扬程最优时叶片包角，即各微元段包角之和，分别为75.15°、67.85°。给出了0.5倍叶高处叶轮导叶的相对流线、速度、静压分布以及0.2倍、0.5倍、0.8倍叶高处叶片相对弦长的静压分布。试验证明，效率最优个体的效率较初始个体提高了1.12%，与CFD（计算流体动力学，computational fluid dynamics）计算结果1.33%接近。该优化方法改善了叶轮的水力特性，提高了高比转速混流泵的性能，为高比转速混流泵的优化设计提供了参考。

摘要:为了实现燃气机热泵的容量调节和稳定运行，提高燃气机热泵的能源利用效率，该文根据燃气机转速知识库和控制规则，设计了专家比例-积分-微分（proportion-integration-differentiation，PID）转速控制器，对燃气机变容量调节进行试验研究；利用转速控制器对燃气机转速进行有效控制，分析测试了燃气机热泵变容量调节的制冷性能规律。试验结果表明：变容量调节过程中转速没有出现超调，表现出了良好的动态响应特性；对于干扰引起的燃气机转速波动，专家PID控制器表现出良好的抗干扰性能，转速波动小于±50 r/min；燃气机热泵系统制冷量随着燃气机转速的提高而增加，制冷性能系数和一次能源利用率随着燃气机转速的增加而减少；利用燃气机余热提供生活热水，燃气机热泵的一次能源利用率在1.23～1.66之间。该研究可为优化设计燃气机热泵提供参考。

摘要:为了明确渠道冬季输水时防渗衬砌层结构的抵抗渠床基土冻胀破坏作用的能力，该文理论分析了大气负温下，介入刚性防渗面层对渠基土冻胀的约束，得到作用于坡板上冻胀力的作用形式为法向冻胀力和指向坡顶的切向冻胀力，对被视为底端简支、板内无接缝、受冻胀作用的构件受力进行理论分析，得到冬季输水渠道边坡板的冻胀问题属于非垂直非全周的冻拔问题的结果，并进一步根据力学基本原理研究了刚性面层（衬砌层）承受荷载力的求解方法。依据桩的抗冻拔验算和拉弯构件的强度验算可实现冬季输水渠道抗冻胀力的计算，建立了适用于防渗渠道刚性衬砌结构设计的方法，为冬季输水梯形混凝土防渗抗冻胀渠道衬砌层厚度的准确确定提供了计算方法。

摘要:针对龟裂碱地土质坚硬、渗透性差和改良利用难等问题，该文研究水盐调控措施对宁夏龟裂碱土改良效果及种植油葵的产量影响。在统一施用脱硫石膏28 t/hm2、糠醛渣22.5 t/hm2和淋洗定额4500 m3/hm2的基础上，通过3 a的田间对比试验，研究了添加黄沙、深松、土槽、黄沙+深松、黄沙+土槽、深松+土槽和黄沙+深松+土槽7个不同处理对龟裂碱土的土壤理化性能及种植油葵生长的影响，并与不添加脱硫石膏和糠醛渣只采取淋洗措施（淋洗定额4500 m3/hm2，CK）的改良效果进行比较。试验结果表明：在黄沙+深松+土槽的条件下，第1年土壤0～40 cm的pH值、电导率及碱化度比CK pH值、电导率和碱化度分别下降了22%、95%和71%，第3年分别下降了36.6%、98.2%和88.7%；0～40 cm土层的渗透率、pH值、电导率和碱化度降低程度：黄沙+深松+土槽>深松+土槽>黄沙+深松>深松>黄沙+土槽>土槽>黄沙，各处理与CK相比效果显著（P<0.01）。黄沙+深松+土槽处理的油葵产量比深松+土槽、黄沙+深松、黄沙+土槽、深松、土槽和黄沙处理分别增加16%、19%、15%、28%、20%和21%。综上，黄沙+深松+土槽措施可显著改良龟裂碱土，为龟裂碱地荒地开发利用水盐调控提供高效的技术支撑和可持续发展具有指导意义。

摘要:为探明苗期淹水夏玉米对不同种植方式的响应规律，在大田条件下，以先玉335为材料，设置传统平作和宽行垄作两种种植方式，分别进行正常水分处理（模拟不淹水年型）和淹水处理（模拟淹水年型），分析了传统平作和宽行垄作两种种植方式对苗期淹水夏玉米光合特性和抗倒性能以及产量的影响。结果表明：淹水年型下，宽行垄作功能叶SPAD值和光合速率恢复至不淹水年型水平与传统平作相比提前了10 d，宽行垄作与传统平作相比在淹水年型下可以快速改善夏玉米功能叶光合能力。淹水年型下，宽行垄作叶面积在淹水后15 d即可恢复至不淹水年型水平，而传统平作至淹水后30 d仍不能恢复至不淹水年型水平，宽行垄作与传统平作相比在淹水年型下提供了更大的绿色光合面积。淹水年型下，传统平作第3节间茎粗、刺穿强度和弯折强度等抗倒指标显著变差，两年平均值比不淹水年型分别降低了20.1%、16.1%和20.0%；宽行垄作第3节间抗倒指标在两种水分年型下差异不显著；同一水分年型下，两种种植方式抗倒性能差异不显著。淹水年型下，宽行垄作空秆率和千粒质量显著低于传统平作，两年平均值分别降低了21.5%和5.7%。传统平作淹水年型下穗粒数显著低于不淹水年型（P<0.05），两年平均值降低了11.3%；宽行垄作在两种水分年型下穗粒数差异不显著，宽行垄作较传统平作可以获得相对稳定的穗粒数。与不淹水年型相比，淹水年型下传统平作和宽行垄作均显著减产（P<0.05），两年减产平均值分别为1 349.6和547.3 kg/hm2，但无论淹水与否，宽行垄作产量均不低于传统平作；淹水年型下，传统平作减产率显著高于宽行垄作（P<0.05），两年分别高14.1%和6.8%，宽行垄作稳产性更好。研究结果可以为涝害易发生地区夏玉米高产稳产栽培提供理论依据和技术支持。

摘要:为探究麦秸还田量与不同氮素基蘖肥比例配施对机插超级稻分蘖形成、成穗及产量的影响，在2013年、2014年通过田间小区试验，以超级稻南粳9108为试验材料，在总施氮量300 kg/hm2、氮素穗肥120 kg/hm2的条件下，设计5个氮素基蘖肥比例（基肥：分蘖肥为0∶180 kg/hm2、45 kg/hm2∶135 kg/hm2、90 kg/hm2∶90 kg/hm2、135 kg/hm2∶45 kg/hm2、180 kg/hm2∶0）和3个麦秸还田量（麦秸还田量分别为0、3 000、6 000 kg/hm2），试验分析各处理机插超级稻的分蘖发生和成穗特性，并在成熟期测定产量结构。结果表明，无秸秆还田处理的机插超级稻主茎一次分蘖发生的起始蘖位为3/0，分蘖发生的主要蘖位为4/0、5/0、6/0、7/0，发生率在73.17%以上；秸秆还田处理的机插超级稻主茎一次分蘖发生的起始蘖位为4/0，分蘖发生的主要蘖位为5/0、6/0、7/0，麦秸还田处理降低了机插超级稻低位分蘖发生率；机插超级稻5/0和6/0蘖位分蘖发生率为100%，不受氮素基蘖肥比例的影响，其他蘖位的分蘖发生率则随着氮素基肥比例增加、蘖肥比例下降而下降；麦秸还田处理降低了机插水稻的分蘖发生率，进而使得成熟期有效穗数减少，但穗粒数、结实率、千粒质量、穗质量及实际产量增加；氮素基肥比例增加促进了单个分蘖每穗粒数和穗质量提高；该试验条件下，氮素基肥45 kg/hm2、分蘖肥135 kg/hm2处理产量最高。该研究揭示了超级粳稻分蘖成穗规律及合理氮素管理，为大面积机插超级粳稻高产高效种植提供技术依据。

摘要:干旱作为一种典型的气象灾害事件，对人类生产生活带来了极大影响。近几十年来，随着气候变化不断加剧，干旱的变化规律及对作物生长影响的变化趋势已成为气候变化影响研究的重要组成部分。该文选择中国陕甘宁农区为研究区，利用帕默尔干旱指数（palmer drought severity index, PDSI）分析了1961－2010年干旱强度及频率的变化趋势，并研究了不同月份干旱的变化趋势；在此基础上，依托EPIC（environmental policy integrated climate）模型分别模拟了冬小麦、春小麦在雨养和充足灌溉条件下的作物生长过程，通过两种模拟情景的差异研究降水亏缺所导致干旱对作物潜在产量影响的变化趋势。研究发现：1961－2010年，中国陕甘宁农区年均PDSI呈现明显的下降趋势，并且年内重度干旱月份数（PDSI

摘要:为了方便快速地评估单次径流条件下植被过滤带对污染物氮、磷的净化效果，该文设计了地表径流的模拟放水试验，分析了泥沙与颗粒态污染物的相关性，依据土壤混合层概念简化了土壤污染物的输移，建立了植被过滤带对污染物作用效果的估算模型。结果表明：径流中颗粒态氮、磷含量与泥沙含量有显著相关性（P<0.05），据此建立线性相关方程，估算出植被过滤带对颗粒态污染物的净化效果，其86%以上样本的颗粒态氮、磷质量浓度模拟偏差均在±20%之内；溶解态氮、磷的迁移分两部分，即发生于坡面地表径流中和土壤混合层中，分别根据质量平衡原理建立方程对溶解态污染物的迁移进行了模拟，验证得到83%以上样本的溶解态氮质量浓度模拟偏差在±20%之内，67%以上样本的溶解态磷质量浓度模拟偏差也在±20%之内，研究表明，可以基于土壤混合层概念和水文及土壤侵蚀模型对植被过滤带净化效果进行评估。

摘要:干旱半干旱地区湿地土壤中的有机碳是影响土壤质量，制约植物生长的重要因素之一，其含量的变化会影响生态系统的安全和稳定。为快速估测湿地土壤有机碳含量，在新疆艾比湖湿地保护区采集140个荒漠土壤样品，利用土壤可见/近红外光谱数据以及化学分析获取的土壤有机碳数据，在对土壤原始光谱反射率进行卷积平滑的基础上，获取了一阶微分、倒数对数一阶微分2种光谱预处理指标，采用蚁群-区间偏最小二乘法、基于支持向量机的回归特征消去法，选择土壤有机碳含量近红外光谱特征波长，在此基础上构建土壤有机碳含量偏最小二乘回归、支持向量回归模型。结果表明：1）利用原始一阶微分建立的模型，预测能力优于倒数对数一阶微分建立的模型。2）4种建模结果比较显示，利用原始一阶微分经基于支持向量机的回归特征消去法进行特征变量选择后建立的土壤有机碳含量模型，预测精度最高。训练集的相关系数以及均方根误差分别为0.9687、0.158%；测试集的相关系数和均方根误差分别为0.9091以及0.268%。因此，经过卷积平滑以及一阶微分预处理、并利用基于支持向量机的回归特征消去法建立的模型具有较高的预测精度和较好的稳健性，可以作为有效手段估算荒漠湿地土壤有机碳含量。

摘要:为提高温室环境控制系统的有效性，针对作物生长量的变化与环境因子的变化存在时间尺度不统一的问题，该文基于集合经验模态分解（ensemble empirical mode decomposition，EEMD）与Elman神经网络建模，提出一种线椒株高生长量预测方法。以8819线椒为试验对象，分别对线椒株高及其环境因子进行EEMD分解，对各尺度下的时间序列建立EEMD-Elman预测模型。结果表明：应用EEMD-Elman神经网络建立线椒株高生长量预测模型，模型预测值与实测值的平均绝对误差为1.69 cm，相关决定系数为0.996，标准误为1.104，模型预测结果与实测值呈极显著性相关。研究结果可以解决作物生长变化与环境变化时间尺度不统一的问题，为温室环境控制系统的控制目标的优化提供有效参数。

摘要:为进一步提升苹果果实的识别精度和速度，从而提高苹果采摘机器人的采摘效率。提出一种基于K-means聚类分割和基于遗传算法（genetic algorithm, GA）、最小均方差算法（least mean square, LMS）优化的径向基（radial basis function, RBF）神经网络相结合的苹果识别方法。首先将采集到的苹果图像在Lab颜色空间下利用K-means聚类算法对其进行分割，分别提取分割图像的RGB、HSI颜色特征分量和圆方差、致密度、周长平方面积比、Hu不变矩形状特征分量。将提取的16个特征作为神经网络的输入，对RBF神经网络进行训练，以得到苹果果实的识别模型。针对RBF神经网络学习率低、过拟合等不足，引入遗传算法对RBF隐层神经元个数和连接权值进行优化，采取二者混合编码同时进化的优化方式，最后再利用LMS对连接权值进一步学习，建立新的神经网络优化模型（GA-RBF-LMS），以提高神经网络的运行效率和识别精度。为了获得更精确的网络模型，在训练过程中，苹果果实连同树枝、树叶一块训练；得到的模型在识别过程中，可一定程度上避免枝叶遮挡对果实识别的影响。为了更好地验证新方法，分别与传统的BP（back propagation）和RBF神经网络、GA-RBF优化模型比较，结果表明，该文算法对于遮挡、重叠果实的识别率达95.38%、96.17%，总体识别率达96.95%；从训练时间看，该文算法虽耗时较长，用150个样本进行训练平均耗时4.412 s，但训练成功率可达100%，且节省了人工尝试构造网络结构造成的时间浪费；从识别时间看，该文算法识别179个苹果的时间为1.75 s。可见GA-RBF-LMS网络模型在运行效率和识别精度较优。研究结果为苹果采摘机器人快速、精准识别果实提供参考。

摘要:为优化挡流板形式以提高营养液循环利用前的杀菌效率，该文提出了2孔-圆环、2孔、4孔-圆环、4孔、4孔-4孔交错单一布置型和组合型5种不同的消毒仪内部挡流板改进方案，并利用计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）进行数值模拟和分析，结合径向辐射模型计算得出病菌在不同消毒仪内运动过程中受到的辐射剂量值。结果表明加装4孔型挡流板时，颗粒在消毒仪内绕流过程中受到的辐射剂量最小值、平均值比改进前的截去挡流板顶端或底端部分型挡流板分别提高33.4%、4.2%，变异系数减小0.07。与其他改进方案相比，4孔型对应的颗粒辐射剂量最低值最大，变异系数最小，分布更加集中合理，表明4孔型挡流板优于改进前和其他几种改进方案。该文结果可为优化消毒仪内部结构和提高杀菌效果提供理论依据。

摘要:根际高温是影响夏季蔬菜集约化育苗主要障碍因子之一，水冷苗床是根际降温的一种有效方式。为了科学利用水冷苗床这一根际降温装置，该文以水冷苗床作为根际降温方式，设置了5个不同的降温时段，依次为M1（07:00－11:00）、M2（11:00－15:00）、M3（07:00－19:00）、M4（19:00－07:00）和M5（全天降温），以根际不降温的苗床为对照。研究了水冷苗床不同时段的根际降温效果及对番茄幼苗生长的影响。结果表明：水冷苗床任一时段根际降温均降低了番茄幼苗根际日均温和最高温度，其中处理M3（07:00－19:00）和处理M5（全天降温）降温效果最为显著，番茄幼苗根际日均温分别为23.6和22.6℃，比对照苗床依次降低了3.3和4.3℃。根际温度变化幅度受冷水循环时间及时段的影响，M4（夜间降温）处理番茄幼苗根际温度日变化曲线波动大于其他处理，番茄幼苗根际温度日较差达到10.3℃，而M3（白天降温）处理番茄幼苗根际温度日较差仅有1.7℃。所有降温处理均提高了番茄幼苗干物质积累和单株叶面积，其中M5（全天降温）和M3（07:00－19:00）这两个处理番茄幼苗单株干质量和叶面积均显著高于对照（P<0.05）。与对照相比，M3处理番茄幼苗的茎粗与壮苗指数分别增加了35.1%和39.5%。所有根际降温处理增加了根系总长和根系表面积，提高了叶片叶绿素含量和根系活力。从节能和培育壮苗的效果综合考虑，水冷苗床M3（07:00－19:00）白天降温是一种科学的降温方法。

摘要:随着碳捕集与封存技术在中国的逐步发展，封存CO2泄漏对农田生态系统的潜在威胁日益引起关注，而目前对CO2泄漏时作物的适应能力认识仍不足。选择分布广、耐酸性强的三叶草作为研究对象，设对照（不通CO2）和采用栽培箱底部通入500、1 000、1 500和2 000 g/(m2·d) CO2 5个处理，系统评估三叶草对封存CO2泄露的响应。结果发现：在500 g/(m2·d)的CO2泄露情景下，三叶草的生物量、根系活力、营养成分等主要生理指标略有增加或保持稳定，表现出较好的适应能力。随着CO2泄漏量增加到1000 g/(m2·d)以上，三叶草的生物量、根系活力下降，逐步表现出受环境胁迫的特征。在CO2通量处理下土壤pH值在6.80～7.04之间，高于三叶草适宜生长的pH值下限。研究表明，三叶草对封存CO2泄露具有较好的适应能力，为封存CO2泄露应对技术研究提供参考。

摘要:利用单元调查方法对苹果产业面源污染进行核算，并将苹果生产带来的面源污染作为苹果的"坏"产出纳入苹果全要素生产率分析框架，进而运用曼奎斯特-卢恩伯格（Malmquist-Luenberger）生产率指数测算1994－2013年环境约束下中国21个省份的苹果全要素生产率及其成分分解，并采用莫兰（Moran's I）指数分析生产率的空间自相关性。结果表明：环境约束下苹果全要素生产率、技术效率及技术进步率明显小于未考虑环境约束的测算结果，苹果产业发展已经呈现出以污染环境为代价的粗放式增长；中西部地区的苹果产业发展与环境不协调，而东部沿海地区的苹果产业发展与环境较为协调；中国苹果全要素生产率在全域及局域均表现出显著的正向空间相关性，但不同省份苹果全要素生产率在样本期内的空间关联类型变化较为明显。该研究可以为促进中国苹果产业实现环境和产业增长相协调的可持续发展提供意见参考。

摘要:耕地集约利用关系到粮食安全、生态安全、农产品供给保障乃至经济社会的可持续发展。深入了解耕地集约利用状况及其变化过程、格局、机理、效应与调控等具有重要的理论与现实意义。该文采用文献分析法和系统归纳法，对近30 a来中国耕地集约利用研究的概况进行了总结，认为现有研究表现出了研究视角与分析尺度的多元化、研究内容的广泛化以及研究方法的实证化等主要特点，并结合现有研究的不足提出了新形势下耕地集约利用研究的重点领域和方向，旨在为进一步深化耕地集约利用研究提供科学依据。

摘要:保障高标准基本农田建设的永久稳定是在土地整治战略背景下持续提升粮食产能的重要举措。该文以沈阳市沈北新区为例，以美国重要农地保护的LESA（land evaluation and site assessment）体系思想为指导，构建耕地质量与立地条件综合分析体系，采取多因素综合对比分析法，开展高标准基本农田建设的适宜性评价和非适宜性评价，该研究区划定高标准基本农田优先建设区的面积为11 212.42 hm2，该建设区基本农田质量较优，经济社会发展压力较小；划定有条件建设区的面积为18 714.36 hm2，该建设区有良好的基本农田质量条件，但需要对高标准基本农田建设的影响因素和限制条件采取一定的整治技术和措施；划定限制建设区的面积为7 491.30 hm2，该建设区耕地质量及立地条件差异显著，城区周边受立地环境条件影响较大，远离城区基本农田质量条件较差。

摘要:脂肪酸含量是表征稻谷霉变信息的重要指标。为了解决传统化学分析法测定稻谷脂肪酸含量有损、费时、低效等问题，该文研究应用高光谱技术实施霉变稻谷脂肪酸含量无损检测的方法。研究选取人工制备的不同霉变时期的稻谷样本作为研究对象，利用高光谱仪结合理化试验方法测定其相应的光谱信息和脂肪酸含量，运用移动窗口平滑法（savitzky-golay, SG）和一阶微分（first derivation, FD）对光谱数据进行预处理，采用连续投影算法（successive projections algorithm, SPA）提取反映稻谷脂肪酸含量变化的光谱特征波段，应用回归分析法建立基于特征波段光谱反射值的稻谷脂肪酸含量预测模型，对比分析不同光谱预处理方法的模型预测效果。研究结果显示，原始光谱数据通过SG平滑和一阶微分处理后，分别经SPA方法优选出了14和10个光谱特征波段；采用SG-SPA-MLR（multivariable linear regression）方法构建的模型质量和稻谷脂肪酸含量预测效果均优于FD-SPA-MLR模型，校正时其内部交叉验证的相关系数RCV和均方根误差RMSECV分别为0.9419、11.9646 mg/100g；预测时其外部验证的相关系数RP和均方根误差RMSEP分别为0.9366、12.3550 mg/100g，模型对不同霉变时期的稻谷脂肪酸含量均具有较强的预测能力。研究表明，利用高光谱技术对稻谷脂肪酸含量实施无损检测具有可行性，可为将来快速检测稻谷霉变提供参考依据。

摘要:为了无损快速监测荔枝成熟阶段，该文提出了一种基于电子鼻技术的果园荔枝成熟阶段监测方法，采用PEN3电子鼻获取挂果约25 d到果实成熟过程中6个成熟阶段荔枝样本的仿生嗅觉信息并同步获取了各成熟阶段荔枝的3项物理特征（果实直径、果实质量与果实可溶性固形物含量）。根据不同成熟阶段荔枝物理特征变化可知，荔枝果实直径与果实质量2项物理指标在挂果约32 d～39 d，以及53 d～60 d增长较快，可溶性固形物含量在挂果约32 d前无法测量，53 d～60 d阶段增长速度较慢。提取各样本电子鼻采样数据75 s时刻的各传感器响应值作为特征值后，采用载荷分析（loadings）进行传感器阵列优化，优选了传感器R2、R4、R6、R7、R8、R9和R10的响应数据进行后续分析。将优化后的传感器响应数据进行归一化处理。采用线性判别分析（linear discriminant analysis，LDA）进一步提取特征信息，降低数据中包含的冗余信息。LDA对荔枝成熟阶段的分类识别效果不佳。为进一步探究电子鼻监测果园荔枝成熟阶段的可行性，采用模糊C均值聚类分析（fuzzy C means clustering，FCM）、k最近邻函数分析（k nearest neighbor，KNN）和概率神经网络（probabilistic neural network，PNN）进行模式识别。研究结果表明，FCM对果园荔枝成熟阶段识别的正确率为89.17%。采用KNN与PNN建立识别模型后，KNN与PNN识别模型对训练集的回判正确率均为100%，对测试集的识别率均为96.67%，具有较好的分类识别效果。试验证明了采用电子鼻进行果园荔枝成熟度监测的可行性，为果园水果品质的实时监测提供参考。

摘要:为研究咖啡香气与焙烤条件的联系，进一步提供合理的加工条件生产特定香气的咖啡，减少咖啡多样化的生产成本。以海南阿拉比卡咖啡豆为试材，利用固相微萃取的气质联用（solid phase microextraction-gas chromatographic-mass spectrometric，SPME-GC-MS）结合电子鼻对不同焙烤温度处理6 min的咖啡挥发性化合物和特征性香气进行检测。结果表明：咖啡中总共检测出43种化合物，咖啡在30（室温）、80、100℃时挥发性组分主要为醇类、醚类与胺类以致香气不足，随着温度继续升高，逐渐热解生成芳香化合物，咖啡在120℃时开始出现糠醛、吡嗪与吡咯等，呋喃、醛类、吡嗪和吡咯的含量均在140℃时达到峰值，吡唑和咪唑只在160℃时产生且质量分数为2%～3%；电子鼻传感器T30/1、70/2、PA/2、P30/2与LY2/AA能有效地分析咖啡香气变化，主成分分析（principal component analysis，PCA）与判别因子分析（discriminant factorial analysis，DFA）有效地区分了不同焙烤程度的咖啡香气，层序聚类分析（hierarchical cluster analysis，HCA）成功将咖啡分为未焙烤、浅度焙烤、中度焙烤和深度焙烤四类。结果表明，随着焙烤温度的上升，咖啡中芳香醛、酚类、呋喃、吡嗪、吡咯和咪唑等挥发性化合物不断增加，进而改变咖啡的特征性香气，SPME-GC-MS结合电子鼻技术能实现咖啡挥发性组分、香气表型和焙烤程度三者之间有机地结合，以用于对咖啡焙烤程度的区别，该研究结果为生产某些特定香气咖啡的工艺提供科学依据和技术支持。

摘要:为了能在线精准测量猪胴体背膘厚度，解决人工测量过程中效率低、人为因素影响大及结缔组织易被误测量为背膘的问题。该文基于机器视觉及图像处理技术提出一种图像采集并自动测量背膘厚度的算法。在双边滤波、大律法、形态学变换的基础上，通过轮廓面积分割提取出背膘区域及其边缘轮廓，利用拟合线对轮廓边框进行拟合，判断是否包含结缔组织。若包含则针对原始图像目标测量区域像素点特征进行具体分析，去除结缔组织。然后通过直线映射，确定背膘厚度检测线，测量猪胴体背膘厚度。测试结果表明：检测方法能适应在线检测速度需求，检测正确率为93.5%，平均检测时间为0.3 s。研究结果为生猪屠宰生产线上准确、快速测量背膘厚度提供参考。

摘要:为了实现对牛肉嫩度品质的快速无损检测和评价。该文选取60头牛的眼肌部位作为试验样本，经在75～80℃的水浴中加热并煮至肉的内部温度达到70℃后取出，冷却至室温（20℃）。利用质构仪测得牛肉黏力、黏性、弹力、弹性长度、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性等质构特性参数，并分析各参数与牛肉嫩度等级之间的相关性，黏力和黏性与牛肉嫩度的相关性较低，相关系数为0.246和0.096；弹力、弹性长度、内聚性、弹性、胶着性和咀嚼性与牛肉嫩度相关性较大，且成负相关，说明上述流变学参数值会随着牛肉嫩度等级的增大而下降，相关系数为?0.92、?0.939、?0.771、?0.776、?0.815、?0.882。结合感官评定法构建BP网络模型、RBF网络模型和自组织竞争神经网络模型，用其预测牛肉嫩度等级，3种模型训练误差均为1×10-6。另选取20头牛的背最长肌中间部位作为测试样本，对3种网络模型进行比较分析。研究结果证明，自组织竞争神经网络预测模型较为准确，预测牛肉嫩度等级的准确率达到90%，说明此方法能够准确地对牛肉嫩度等级进行评定，研究结果为未来牛肉嫩度评定方法提供参考。

摘要:为研究松花蛋的涂膜保鲜，该文采用纳米SiO2和TiO2分别对聚偏二氯乙烯（polyvinylidene chloride，PVDC）和聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）基蜂蜡石蜡复合涂膜材料进行功能改性并涂膜松花蛋，测定并分析贮藏过程中松花蛋失重率、含水率、菌落总数、质构和颜色等感官品质指标的变化，研究其对松花蛋的保鲜效果及感官品质的影响。结果表明：在温度22℃，相对湿度75%±2%条件下贮藏12周后，与未涂膜组相比，2种膜液均显著抑制水分的散失（P<0.05），纳米改性PVDC基复合膜使失重率降低29.9%，纳米改性PVA基复合材料使失重率降低32.1%；未涂膜组松花蛋的菌落总数为涂膜组的9～10倍；2种膜液均增强松花蛋的质构（降低硬度和咀嚼性，提高黏度），显著提高质地感官评分值（P<0.05），同时显著抑制pH值和游离碱度的降低（P<0.05）；涂膜组松花蛋的颜色较深，风味和滋味感官评价值较高（P<0.05），还原糖和游离氨基的含量较低（P<0.05），褐变强度较强且美拉德反应中间产物的量较多（P<0.05），表明不同复合涂膜材料可增强美拉德反应，促进风味物质的产生，研究结果为松花蛋涂膜保鲜技术的应用提供理论参考。

摘要:为进一步提高咸鸭蛋品质，以鸭蛋为原料，分析不同腌制条件对蛋黄中脂质存在形式、脂质氧化速率的影响。结果表明，在腌制过程中，随着腌制温度的升高、腌制时间的延长，蛋黄指数、脂质含量、蛋黄皂化值均显著增加（P<0.05）；腌制用盐量对蛋黄中脂质的皂化值有显著的促进作用（P<0.05）。在腌制液食盐质量分数为20%～30%时，升高腌制温度对蛋黄中脂质二次氧化（硫代巴比妥酸值thiobarbituric acid, TBARS）有显著促进作用（P<0.05），在腌制30 d后，TBARS无显著变化；并且在试验条件下，提高腌制用盐量能显著提高蛋黄中的TBARS（P<0.05）；动力学分析表明，增加食盐用量能够降低蛋黄中脂质初始氧化反应的活化能，从而促进脂质氧化。因此，通过调整腌制用盐量及腌制温度能够实现对咸鸭蛋蛋黄中脂质氧化的调控，由此得出咸鸭蛋较好的腌制条件为腌制温度25℃、腌制用盐量25 g/100 g、腌制时间为25 d，该研究结果可以为咸鸭蛋的腌制生产提供技术参考。

摘要:为了解以活性炭纤维（activated carbon fiber，ACF）为载体负载Ag沉积TiO2的光电极膜材料（(Ag+TiO2)/ACF）在方波脉冲电压（pulsed direct current DC square-wave，PDCSW）下光催化降解冷藏环境中乙烯的效率，该文以自行研制的乙烯反应器为研究对象，该反应器的电压源以数字信号处理器（digital signal processor，DSP）为核心，控制输出方波的幅值、占空比和频率等高精确参数值。试验对催化后的光电极膜材料进行X射线能谱分析（energy dispersive x-ray spectroscopy，EDS）表征，结果表明，方波脉冲作用后对光电极破坏较小，Ag的脱落情况不明显。试验展开直流电压源（direct-current power，DC）和方波脉冲电压源下光电催化降解乙烯效率的比较。结果表明，方波脉冲下乙烯降解速率常数K值2.296×10-4 min-1较直流下K值1.715×10-4 min-1更大，有较高的催化效率。研究了方波电压、占空比和频率对降解乙烯效率的影响，采用二次旋转组合试验和回归拟合，建立了乙烯降解速率常数（K）与参数关系的二次多项式数学模型，验证了模型的有效性，结果表明，随着方波电压不断增大，乙烯的降解速率呈现先增大后减小的趋势，占空比和频率对降解乙烯的影响呈现出与电压同样的变化趋势。利用数学模型找出最优参数组合，电压25.5 V，占空比23%，频率310 Hz，最优K值为0.0002783 min-1。该研究为方波脉冲电压辅助光催化技术的应用和进一步的研究提供科学依据。

摘要:为了探讨不同压力对杏鲍菇减压贮藏品质的影响，以杏鲍菇为试材，采用0.07 mm的低密度聚乙烯袋抽真空减压包装，置于4℃下贮藏，研究杏鲍菇在0.10、0.06、0.04、0.02 MPa 4个压力条件下生理生化及品质的变化规律。结果表明：相对于常压（0.10 MPa），0.06、0.04 MPa在不同程度上可降低杏鲍菇子实体的呼吸强度，保持超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）活性，抑制膜脂过氧化产物丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的升高，延缓杏鲍菇子实体的衰老进程，抑制多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性，保持杏鲍菇的色泽，以及杏鲍菇的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性等质地品质。其中0.04MPa相对于其他压力贮藏效果较佳。0.02 MPa使杏鲍菇的生理生化及品质变化出现了异常。由此可得，适当压力范围内减压贮藏可以有效延缓杏鲍菇的成熟与衰老进程，较好地保持其品质，有效延长其贮藏期。

摘要:为探讨燕麦β-葡聚糖在强化面粉中应用的可行性，该文利用粉质仪、拉伸仪和糊化仪分析质量分数为0.5%～5.0%燕麦β-葡聚糖的添加对低筋面粉、中筋面粉、高筋面粉及馒头专用粉的流变学特性的影响。结果表明，随着β-葡聚糖添加量的增加，4种面粉面团的的吸水率、形成时间和稳定时间均增大；0.5%～2.0%添加量增强了4种面粉面团的最大拉伸阻力，0.5%～1.0%添加量能够使低筋面粉的拉伸特性接近馒头专用面粉的拉伸特性；燕麦β-葡聚糖能够使中筋面粉的糊化温度稍有升高，但亦能降低馒头专用粉的糊化温度及4种面粉（2.0%～4.0%添加量的低筋面粉及4.0%添加量的高筋面粉除外）的最高黏度、保持黏度、最终黏度、衰减值和回生值。研究表明适量的燕麦β-葡聚糖能够改善面团的流变学特性，研究结果为燕麦β-葡聚糖在强化面粉中的应用提供参考。

摘要:科技论文体现科研成果的价值，其产出成本由文献、实验设备购置以及科研人员的人力成本投入等方面组成。该文针对外流论文的发表与回购环节引起的经济损失，即外流文献经济损失进行研究。为了解我国科技论文外流造成的文献经济损失，该文提出了论文外流造成的文献经济损失估算模型，先估算单篇论文损失当量，包括发表费、外流论文回购费和翻译费3部分，总损失量等于单篇论文损失当量乘以论文外流总数。通过经济损失估算模型计算得出：单篇论文外流损失当量为3348元；选2012年农业工程领域论文外流为案例，分析论文外流造成的文献经济损失，该年农业工程领域论文外流总数为1991篇，造成的文献经济损失总计为667万元。粗略估计，仅考虑文献，2012年一年，我国110个学科论文外流造成的文献经济总损失量为7.33亿元，其经济损失主要来源于国家科研项目资金，造成国有资产外流。因此，鼓励适当的国际学术交流，但不能盲目地追求SCI论文。