摘要:为解决农机产品开发周期长、工作量大和成本高等问题，研制了集设计和性能分析评价为一体的农机部件数字化设计软件平台AgriDEM（agricultural discrete element method）。该平台通过将CAD软件与自主研发的基于DEM-CFD-MBK（discrete element method，computational fluid dynamics，multi-body kinematics）耦合的分析软件集成，可在设计阶段由农机部件的CAD模型（CAD软件设计图），进行农机部件工作过程的动态仿真和工作性能的分析评价，由此实现农机部件结构方案和尺寸参数的优化。该文详细介绍了该平台的架构和关键技术实现方法，包括农机部件分析模型的建模方法、颗粒的建模方法、基于OpenMP的并行计算方法、基于DLL的模块封装及原型系统开发等，最后通过一个实例验证了该平台的可行性和有效性，可为农机部件的优化设计和数字化设计提供参考。

摘要:为使立体苗盘管理机器人的机械臂能够在植物工厂狭窄的作业环境下，灵活、高效地完成目标工作空间的所有搬运和喷洒动作任务需求，同时尽量减小机械臂的操纵空间和结构尺寸，采用理论与试验相结合的方法对机械臂结构参数进行了优化设计。首先采用D-H法建立了机器人的运动学模型，然后通过工作空间分析确定出优化参数的工作空间约束条件。在此基础上，以"距离最短"和"结构紧凑"为性能指标建立目标优化函数，并利用遗传算法求解出最优的大臂杆长648 mm、中臂杆长472 mm和小臂杆长396 mm ，最优机械臂关节转角极限值为96°、68°和126°。最后进行机器人样机的搬运和喷洒运动规划试验，并借助高速摄像系统标记机械臂末端运动轨迹坐标。试验结果表明：优化后的机械臂能够到达目标工作空间的所有极限位置及其他特征位置点，最大绝对定位误差为9.8 mm，最大相对定位误差为0.98%，在允许的误差范围内，能够满足机械臂工作空间对目标工作空间的有效包容。

摘要:负压吸附把持手具有对幼苗苗径变化适应性强、减少幼苗把持损伤的优点，但其难以实现对弯曲幼苗的自动吸附把持。针对上述问题，该研究提出了一种利用正压气流对弯曲幼苗进行导向的作业方法。以常见嫁接用黄瓜幼苗为代表进行研究，考察正压气流对纤细幼苗导向效果。首先进行了弯曲应力测定，结果表明，对于长轴平均直径为（1.82±0.07）mm、短轴平均直径为（1.47±0.02）mm的黄瓜幼苗在10 mm长度上矫正5 mm弯曲偏差时所需最大弯曲力平均值为（0.082±0.005）N；针对黄瓜幼苗进行了单管正压气流导向试验并进行高速摄影记录，结果表明，当正压气管内径为4 mm，负压把持手吸嘴口与正压气管口间距为25～30 mm，导向气压为0.3 MPa时，导向成功率为93.3%；为改善导向效果，对黄瓜幼苗进行双管正压气流导向试验，结果表明，在正压气管内径4 mm条件下，当负压把持手吸嘴口与正压气管口间距为20～25mm、导向气压为0.3 MPa时，黄瓜幼苗导向成功率为100%。该研究结果可为基于气力导向方法的幼苗把持作业提供技术参考。

摘要:由于现有鲜莲子剥壳机的机型结构复杂、价格和维护成本较高，故未能在普通莲农中推广，大多数莲农仍采用手工加工。为了减轻广大莲农劳动负担，实现新鲜莲子机械化剥壳的普及，该文研制了一种结构简单、操作方便、适合普通莲农需求的低价位鲜莲子剥壳机，其整机长×高×宽为756 mm×878 mm×412 mm，质量为37 kg，制造成本约1 500元。测试了鲜莲子外壳的切透力、仁坚实度等机械特性，切透力平均值19.63 N、最大值25.8 N，莲仁坚实度平均值19.02 N、最大值23.27 N，此数据可为莲子剥壳机结构参数和工作参数的确定提供参考依据。该机采用内充式空穴分离排料、二步滚动正位、振动切割、滚压脱壳的工作原理实现莲子剥壳。通过对4种不同切割方案的剥壳试验对比，结果表明：配置齿面防滑压板、具有滑切作用的悬挂式振动剥壳机构的剥壳率和剥壳质量均优于其他方案，其剥壳率为92%，整仁率100%，有轻微压痕的小于10%，能满足鲜莲子的剥壳要求。

摘要:为了研究果蔬的形状、大小和密度对环形射流泵输送性能的影响，该文采用喉管直径为60 mm的环形射流泵进行了马铃薯、胡萝卜、圣女果和金桔的输送试验，对入口结构、流量比、输送高度和果蔬种类4个因素对输送性能的影响进行了研究，并分析了不同工况对果蔬损伤的影响。结果表明：吸入口结构对输送性能有很大的影响；该环形射流泵输送马铃薯、胡萝卜、圣女果和金桔的最高输送能力分别为3 038.13、2 158.83、2 302.92和1 949.50 kg/h；在相同的面积比和输送高度下，输送能力随工作流体流量的增加而增大；在相同的面积比和工作流体流量下，输送能力随输送高度的升高而降低；在相同的工况下，输送椭球形的果蔬的能力要优于输送长条形果蔬的能力，输送密度较大的果蔬的能力要优于输送密度较小的果蔬的能力。输送单位质量果蔬的能耗在低流量比时变化不明显，在高流量比时有较大提升。马铃薯和胡萝卜在输送过程中损伤很小，损伤原因是与管道或泵内壁或者管道接口处碰撞，马铃薯和胡萝卜的最大质量损失率分别为0.13%和0.21%，最大表面损失率为0.68%和1.20%，圣女果和金桔在所有工况没有损伤。该研究可为今后环形射流泵输送果蔬的深入研究提供参考。

摘要:针对花生种子机械化包衣工艺参数研究严重缺失，包衣合格率差、破损率高的问题，该文利用甩盘滚筒式包衣试验台，运用单因素和中心组合试验设计理论开展种药比、种衣剂稀释比（稀释用水与药质量之比）、包衣滚筒转速对包衣合格率及破损率的影响规律研究及工艺参数优化。首先开展单因素试验确定各影响因素对包衣合格率及破损率的影响规律及各因素二次回归试验编码0水平值，随后采用二次正交旋转组合试验方法设计试验并用Design-Expert进行数据处理，建立包衣合格率、破损率回归数学模型并进行方差分析。分析得出对影响包衣合格率的主次因素依次为：种药比＞包衣滚筒转速＞种衣剂稀释比；影响破损率的主次因素依次为：包衣滚筒转速＞种衣剂稀释比＞种药比。通过响应曲面方法分析各因素交互作用对包衣合格率、破损率的影响，并对回归模型进行多目标优化，得出甩盘滚筒式包衣试验台最佳工艺参数组合为：种药比31.73 g/mL，种衣剂稀释比4.76，包衣滚筒转速18.32 r/min。此时，包衣合格率最高、破损率最低，其值分别为97.35%、0.37%。将优化参数在5BY-500-J型包衣设备上开展生产验证，包衣合格率达97.05%、破损率0.40%，达到了较为理想的效果。该研究可为甩盘式花生种子包衣机工艺参数优化提供参考。

摘要:针对泵轮轴向振动条件下高速液力耦合器特性问题，基于RNG k-ε模型、流体体积法（volume of fluid，VOF）两相流模型、动网格技术、压力隐式算子分裂（pressure-implicit with splitting of operators，PISO）算法和变时间步长法对液力耦合器泵轮在轴向振动条件下的内流场进行数值模拟，通过试验完成对模型的准确性验证。分析液力耦合器流道内部两相流动规律以及受力特性，结果表明：与径向振动相比，相同振幅条件下的轴向振动对循环圆内流量脉动和泵轮、涡轮转矩影响较大；额定转速越高，其泵轮、涡轮转矩脉动幅值、轴向力波动范围越大；振动频率越大，泵轮、涡轮转矩偏差越大；轴向振动幅值越大，泵轮涡轮转矩波动范围越大。从减小转矩波动范围和轴向力的角度控制轴向窜动值不应超过0.04 mm较为合适。

摘要:混流式水轮机综合特性曲线反映了水轮机高效率区域的特性，但不满足水轮机大范围内过渡过程仿真需求，在仿真前需要对水轮机低效率及负效率区域的特性进行拓展。目前常用的拓展方法其原理均是根据水轮机综合特性曲线中各参数的变化趋势并结合飞逸特性曲线等约束进行的拓展，没能充分考虑水轮机内在规律，拓展结果过度依赖个人经验，具有较大的随意性。该文通过分析水轮机各部件的能量损失建立了水轮机能量平衡关系式，结合流量调节方程对水轮机内特性模型进行了改进。针对改进后的内特性模型特点设计了一种遗传算法与最小二乘法相结合的参数辨识方法，采用水轮机综合特性曲线及飞逸特性曲线对模型参数进行了辨识，采用辨识后的水轮机模型绘制了较大范围的水轮机特性曲线并与实测特性曲线进行了比对，并结合实测结果对误差来源及误差对过渡过程影响进行了分析。结果表明改进后的混流式水轮机内特性模型能够正确描述水轮机特性，采用最小二乘法与遗传算法相结合的方法能够辨识模型中的参数，将该模型应用在水轮机外特性曲线拓展及过渡过程仿真中，机组过渡过程中最大转速上升率相对误差从2.11%降低到0.54%，最大压力上升率相对误差从10.70%降低到9.52%，说明该模型能够减小仿真误差、减小传统方法中对个人经验的依赖，对过渡过程计算提供了参考。

摘要:针对离心泵上叶轮平衡孔的实际液体泄漏量难以测量的问题，设计了通过调节平衡腔液体压力来测量平衡孔液体泄漏量的试验装置，在平衡孔直径4、6、8、11 mm条件下对泵性能、平衡孔液体泄漏量和平衡腔液体压力进行了测试及分析，获得了不同直径平衡孔下泵的性能曲线、平衡孔泄漏量系数和轴向力系数与比面积的关系曲线。试验结果表明：加大叶轮平衡孔直径会使泵的扬程降低、输入功率增大和效率降低；平衡孔液体泄漏量系数与比面积关系曲线有明显的规律性，其随着比面积增大而减小，且扬程系数对其有较大的影响；轴向力系数曲线是非线性曲线，在比面积小于2.5时，轴向力系数随比面积增大而急剧减小；比面积大于等于2.5小于等于4.5时，轴向力系数曲线趋于平坦，其均值为0.112；比面积大于4.5时，轴向力系数曲线几乎与横坐标平行，其均值为0.067。该研究为较精确计算平衡孔液体泄漏量与平衡腔区域的轴向力提供了参考。

摘要:目前中国南极磷虾渔业缺乏专用捕捞网具，针对现有网具与渔船匹配性差、网口扩张较小的主要问题，通过分析多种现用南极磷虾拖网结构及性能，提出了缩短南极磷虾捕捞网具总长度和网身长度的优化方案，自主设计了TN01型4片式小网目南极磷虾拖网。实船海上生产测试结果表明：当曳纲长度小于230 m时，囊网部位后翘影响导鱼效果。当曳纲大于230 m后，随着作业水深增加，囊网所处水深增加，拖网网型展开良好，建议网具浮沉比配备为1：1.1；网口垂直扩张与曳纲收放长度关系无显著相关，拖网航速为1.542m/s时试验网具网口高度为26～29 m，垂直扩张比达到0.11～0.12；随着曳纲长度由90 m放长到370 m，水平扩张也由14 m扩张到20 m，水平扩张比为0.22～0.32；渔获量对比分析表明，昼夜之间渔获量差异不大，白天平均网次产量为33 t，夜晚平均网次产量为28 t，平均每网次渔获产量为30 t，较同渔区作业渔船（平均每网次产量约20 t）提高约50%。试验网具达到设计预估性能、渔获效率理想，可为进一步自主研发南极磷虾捕捞网具提供参考依据。

摘要:植保无人机有效喷幅宽度的准确评定是农业航空精准作业的前提，对其作业航线的规划及喷施作业质量的提升均有着重要意义。该文以不同参数的单旋翼植保无人机和多旋翼植保无人机为例，分别通过12架次不同飞行参数下的航空喷施试验及目前国内常用的雾滴密度判定法和50%有效沉积量判定法来评定植保无人机的有效喷幅宽度，并根据雾滴处理软件DepositScan对水敏纸等采集卡上的图像处理原理对不同评定方法进行了深入分析。结果表明：50%有效沉积量判定法更适于雾滴粒径相对较大的3WQF120-12型植保无人机有效喷幅宽度的评定，且评定的平均有效喷幅宽度为≥4.44 m；雾滴密度判定法更适于雾滴粒径相对较小的P-20型植保无人机有效喷幅宽度的评定，且评定的平均有效喷幅宽度为≥2.58 m；评定的有效喷幅结果与实际情况相符合。另外，由分析可知，由于当前图像处理技术的限制，不同粒径大小的雾滴斑点图像，软件DepositScan所产生的相对误差不同，因此，应根据植保无人机喷施雾滴粒径的范围选择合适的有效喷幅宽度评定方法。该结果为不同参数的植保无人机选择较优的有效喷幅评定方法提供了指导，降低了航空喷施作业的重喷率和漏喷率，提高了植保无人机航空喷施作业质量，可为植保无人机精准喷施作业的实施提供参考。

摘要:为实现室内竖直土柱入渗性能的自动检测，研制了一种土柱入渗性能自动检测装置。该装置主要由传感器位置调节装置、土样盛放装置、供水装置、检测和控制模块、电源模块和上位机显示存储模块组成，采用压力应变式传感器检测入渗过程的累积入渗量，采用介电常数土壤水分传感器检测土壤含水率的变化，进而推断湿润锋的运移位置。基于这2种传感器，实现土柱入渗过程自动检测。采用水头为10 mm，容重为1.15、1.20和1.25 g/cm3的红壤土进行室内土柱入渗试验，检验该装置的性能。结果表明：1）9个试验和18个检测位置，土壤水分传感器进出土柱成功率为100%，表明该装置运行可靠；2）与烘干法相比，土壤水分传感器检测得到土壤含水率的最大相对误差为-4.4 %，检测结果比较准确；3）与人工观测湿润锋位置相比，土壤水分传感器推算出的湿润锋位置最大相对误差为-12.9 %，说明土壤水分传感器检测湿润锋的运移效果比较明显；4）压力应变式传感器检测累积入渗量与人工实测得到的数据对比，最大相对误差为2.27%。该装置可作为土柱入渗自动检测试验平台。

摘要:为探明微孔陶瓷灌水器土壤中入渗流量变化的原因，明确微孔陶瓷灌水器的出流原理，该研究基于土桶模拟试验，研究3种设计流量（0.72、1.87和4.40 L/h）的微孔陶瓷灌水器下2种土壤（黄绵土、塿土）的渗流特性。结果表明，使用不同灌水器灌溉后，短时间内入渗流量均迅速减小，而后缓慢减小趋于稳定。设计流量与土壤质地均影响灌水器的出流。灌水器周围土壤水势的变化是造成入渗流量变化的直接原因，土壤含水率的变化是入渗流量变化的根本原因。在没有淹没出流的情况下，土壤含水率越高，入渗流量越小。设计流量为1.87 L/h灌水器应用于塿土中，当土壤含水率由13%增大至40%时，入渗流量由1.4 L/h下降至0.3 L/h左右。灌水器周围土壤含水率对入渗流量具有反馈调节作用。采用微孔陶瓷灌水器作为灌溉系统的核心部件，在内部水头适宜（微压或零压）的情况下，通过灌水器入渗流量与土壤含水率的耦合作用，可实现土壤水分的自动调控，达到主动灌溉的目的。该文可为微孔陶瓷灌水器的推广应用提供参考。

摘要:旱涝灾害是制约洞庭湖区经济发展的重要因素，为预测湖区旱涝灾害变化趋势，该文选取1951－2015年洞庭湖区及其周边地区35个气象站点的逐月降水量数据，利用标准化降水指数和夏季长周期旱涝急转指数，辅以小波分析方法，分析近65 a来研究区域的旱涝演变及典型年份旱涝急转特征。结果表明：该区旱涝事件发生的频率高，不同时间尺度旱涝事件发生的平均频率为42.62%。在季节尺度上，夏季洪涝事件发生的频率最高，为33.33%，冬季干旱事件发生的频率最高，为41.54%；在年代际尺度上，20世纪70年代干旱事件发生的频率最高，为25.83%，其次是2001－2015年，频率为22.99%，90年代洪涝事件发生的频率最高，为30%。该区域旱涝变化有4个特征时间尺度，分别为4、10、25和31 a，预测湖区在未来几年降水偏多。洞庭湖区3个区域的旱涝变化大抵一致，但在不同时期仍存在一定的差异。湖区近65 a来有15 a的LDFAI绝对值大于1，旱涝急转现象较频繁，不管是旱涝变化还是旱涝急转变化，东、西洞庭湖区的变化趋于一致，南洞庭湖区与东洞庭湖区旱涝急转变化差异较大。

摘要:盆栽试验于2013年进行，在粳稻分蘖期分别设置涝-轻旱（LD）和涝-重旱（HD）2种处理（涝保持水深10 cm），以浅水勤灌（保持水深0～5 cm，CK）为对照，研究了旱涝交替胁迫对水稻叶片解剖结构的影响。结果表明，与CK相比，第1次旱5 d后（阶段I），LD处理主脉截面积减小了31.13%，LD处理侧叶大维管束面积和周长分别降低了28.87%和15.79%，HD处理则分别降低了24.74%和13.16%（P<0.05）；LD和HD处理侧叶小维管束面积和周长也显著减少。进入涝胁迫5 d后（阶段II），但LD处理小维管束周长较HD处理显著降低了0.13?102 μm；HD处理除大维管束外其余指标均超过了CK，说明涝后重旱胁迫处理叶片发育表现出了一定的补偿效应。涝结束5 d后（阶段III），LD和HD处理主脉面积分别较CK显著减小了45.47%和53.79%，侧叶器官发育也落后于CK。第2次旱5 d后（阶段IV），LD和HD处理主脉大维管束面积分别较CK显著降低了18.45%和29.13%；HD处理侧叶大维管束面积和周长则显著低于CK和LD处理，HD处理侧叶面积较CK减少了34.49%，LD和HD处理泡面积在受旱时均低于CK，阶段III，泡面积则分别显著减少了0.38?102和0.57?102 μm2。重旱处理对水稻叶片的迫害在第2次重旱后加重，而轻旱处理则减轻。研究结果可为制定水稻灌溉方案以及研究光合能力提供依据。

摘要:为研究灌溉需水量的驱动因素，该文以甘肃省武威市为研究区，基于扩展的Kaya恒等式构建灌溉需水量因素分解模型，利用对数平均迪氏指数分解法（logarithmic mean Divisia index，LMDI）对武威市1995-2012年总体及不同时段灌溉需水量驱动因子进行因素分解，并计算灌溉需水量的影响因素的效应值。结果表明：近18 a来，武威市各行政区以节水高效为目的对武威种植结构进行了大幅调整，减少了高耗水作物小麦的种植面积，增加了耐旱的玉米、棉花等作物的种植面积；在1995-2012年间，武威市灌溉需水量减少了5.023×108 m3，种植规模效应、种植结构效应、气候变化效应、节水工程效应分别为2.435×108 m3、?3.994×108 m3、?1.286×108 m3、?2.178×108 m3；不同作物对灌溉需水量增长的效应不同，其中小麦抑制灌溉需水量增长，是灌溉需水量减少的最主要影响因子；4个分解效应在不同时段对武威市各区县灌溉需水量作用不同，但除在2000-2005年对凉州区灌溉需水量增加有微弱的促进作用外，种植结构效应在不同时段均表现为抑制灌溉需水量增长的作用。研究结果为合理调控农业发展规模，制定武威市灌溉用水规划提供参考。

摘要:为了揭示砾石覆盖对农田土壤水热变化及作物产量形成的影响，2013-2015年采用小区试验法研究冬小麦-夏玉米轮作条件下土壤水分变化、温度效应以及作物生长和产量之间的相互作用关系。田间试验设置无覆盖（CK）、25%砾石覆盖（GM1）、50%砾石覆盖（GM2）、75%砾石覆盖（GM3）和100%砾石覆盖（GM4）5个处理。结果表明：砾石覆盖度与土壤水分呈显著正相关，100%砾石覆盖处理土壤贮水量最高；干旱胁迫条件下砾石覆盖度越高土壤的保水性越好，降雨条件下砾石覆盖度越高土壤截留雨水的能力越大。砾石覆盖具有明显的增温效应，4个砾石覆盖处理的土壤平均温度大于CK处理，GM4处理土壤平均温度最大；砾石覆盖处理可以认为是一种有效的温度调节方式，具体表现在低温（?5～0 ℃）条件下GM4处理较CK处理土壤温度增加5 ℃，高温（40～45 ℃）条件下GM4处理较CK处理土壤温度降低3.7℃；在寒冷气候和水分亏缺的情况下4个砾石覆盖处理增温能力均大于对照。此外，夏玉米叶面积指数随着砾石覆盖度增加而增大。100%砾石覆盖处理的2季冬小麦和夏玉米平均产量较对照处理分别增加了58.55%和22.50%。可见，砾石覆盖技术可以有效保持土壤水分、增加土壤温度、促进作物生长和提高产量，是干旱半干旱地区应对水分胁迫和气候变化、实现农业增产的有效途径。

摘要:黄土丘陵区人工林地深层土壤干层是否影响后续植物的生长是众多学者关心的热点。该文在砍伐23 a生旱作山地苹果园地后休闲4 a又栽植枣树，连续3 a观测干化土壤中枣树的生长及土壤水分变化, 研究采用节水型修剪的再植枣林的生长及耗水情况。结果表明，前期23 a生苹果园地已使0～1 000 cm深土壤干化，休闲4 a后0～300 cm土层水分得到恢复，300～500 cm范围为中度偏重亏缺，500～700 cm为中度亏缺，700～1 000 cm为轻度亏缺；3龄枣树时开始采取节水型修剪，0～300 cm土层有效水分被消耗34.97%，至4龄时0～300 cm范围内前期恢复的土壤水分已消耗殆尽；在此情况下采取节水型修剪的枣树仍可保持良好生长，产量及其水分利用效率均高于相同水分条件下的常规修剪枣树，产量可达正常水分条件下枣树的1.39倍以上，产量水分利用效率可达1.52倍以上。研究结果证明节水型修剪是半干旱区深层干化土壤中枣树克服雨量不足和土壤水分亏缺的一条有效途径。

摘要:为了解天津滨海新区盐渍土采用客土法改良后的土壤理化性质的变化情况，该研究选取滨海新区汉沽区的滨海盐渍土以及采用客土改良后历经5 a的土壤（配制客土）作为研究对象，测定分析这2种土壤0～60 cm不同土层土样的基本理化性质、土壤水分特征曲线，探讨了理化性质和土壤水分参数的差异。结果表明：客土改良后历经5 a的配制客土电导率远低于未改良的滨海盐渍土，降幅约为97%，有效含水量以及田间持水量明显低于滨海盐渍土。有机质质量分数和阳离子交换量分别增加了29.65%和8.36%，pH值和容重变化不大。综合分析后认为，滨海盐渍土经配制的客土改良后，盐渍化程度减弱，有机质增大，但持水特性和物理性质却没有明显的改善。土壤质地黏重是影响该地区土地资源开发利用的主要因素之一。

摘要:为开展奶牛精准饲喂及采食行为学研究，设计了一种集自动识别、饲喂、数据自动采集、数据分析与处理于一体的奶牛饲喂自动机电控制系统。该系统包括机械装置、电子识别系统、料槽称质量系统、中央控制系统、现场数据存贮及远程数据提取与分析系统等几部分。其中，机械装置包括料斗、支撑座、栏杆和阻挡单元等；电子识别系统包括阅读天线及料门启闭的气动装置；料槽称质量系统除支撑座外，还有嵌入的质量传感器及线路；中央控制系统包括微处理器、看门狗复位电路、读卡器电路、称质量数据采集电路、数据通信电路、数据收发器电路及外围驱动与稳压电路等。现场数据存贮电路接受来自各个饲喂系统的中央控制系统发送的采食行为数据，其主板结构与中央控制系统基本一致，预设可存贮记录数为14 000条，且采用堆栈数据存贮模式。远程PC端数据提取与分析系统实时管理采食行为数据，并提供多功能的数据挖掘分析。系统测试结果表明，对牛只低频RFID（134 kHz）电子耳标的识读率为100%，料及槽的计量范围为0.01～200 kg，最低称量精度10 g, 实际称量相对误差≤0.15%，同时满足奶牛对最大采食量及精准饲喂对计量的需求。系统的采食行为试验表明，奶牛的日均采食次数、采食时间及采食量等采食行为均差异显著（P<0.05），符合奶牛的采食行为特点。具体地，奶牛日均采食次数10～13次，日均采食时间5.38 h，而奶牛个体实际采食量与NRC(National Research Council)模型预测的采食量有?4.76%～7.83%的偏差，可能是由各种内外部因素及NRC模型的普适度造成的，有待进一步研究。总之，该系统能较好地实现奶牛个体的精细化饲喂，为研究奶牛的采食行为特点提供了在线、智能化的自动数据采集与分析平台。

摘要:准确掌握农作物的空间种植分布情况，对于国家宏观指导农业生产、制定农业政策有重要意义。针对黑龙江省玉米与大豆生育期接近、光谱特征相似，较难区分的问题，以多时相16 m空间分辨率高分一号（GF-1）卫星宽覆盖（wide field of view, WFV）影像为数据源，选择归一化植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）、增强植被指数（enhanced vegetation index, EVI）、宽动态植被指数（wide dynamic range vegetation index, WDRVI）、归一化水指数（normalized difference water index, NDWI）4个特征，结合实地调查样本点，采用随机森林分类算法，提取黑龙江省黑河市嫩江县玉米与大豆种植面积。研究表明，区分玉米与大豆的最佳时段为9月下旬至10月上旬，即大豆已收获而玉米未收获的时段，在4个待选特征中，NDVI、NDWI与WDRVI指数组合表现最佳；随机森林算法与最大似然算法、支持向量机算法相比，分类精度更高，其总体分类精度为84.82%，Kappa系数为77.42%。玉米制图精度为91.49%，用户精度为93.48%；大豆制图精度为91.14%，用户精度为82.76%。该方法为大区域农作物的分类提供重要参考和借鉴价值。

摘要:木材缺陷检测是有效进行木材分级提高木材使用率的重要途径之一，该文提出了一种基于3D激光扫描点云数据的木材缺陷探测与量化的方法。首先，使用Artec 3D Scanner扫描木材表面后获取3D点云数据，在对3D点云数据进行预处理后，通过比较当前点Z坐标值（深度值）与设置的阈值的大小关系判定读入的点云数据是否为缺陷点；其次，采用深度优先搜索算法对筛选保留的缺陷点进行分类，并且对各个缺陷使用不同的颜色进行标注；最后，再使用积分法计算各个缺陷处所占表面积和体积。试验结果表明，该方法可以比较精确的测量木材表面孔洞等凹陷的表面积和体积，相对误差在5%内，测量精度较高，可为后续的木材分级和合理定价提供定量依据。此外，该方法使用的Artec Scanner仪器质量轻体积小（标准质量为0.85 kg，尺寸为261 mm×158 mm×64 mm），它和笔记本电脑可以组成便携式的木材缺陷定量检测系统。该系统携带方便，可应用于林场、木材加工企业及木材进出口部门的现场测定。

摘要:当前中国农业可持续发展面临资源约束趋紧和环境污染加剧的双重压力。农业规划环境影响评价是从源头上控制农业污染、协调环境与农业可持续发展的重要手段，农业规划环境影响评价适用范围划分和指标体系构建是开展农业规划环境影响评价的重要基础性工作。在系统梳理现有研究成果的基础上，采用基本指标体系模式法、专家咨询法和实例验证法，确定了环境影响评价的适用范围及指标体系，提出了将占比最大、影响最直接的县级农业规划纳入到规划环境影响评价范围的建议；构建了种植业和畜牧业两大产业规划环境影响评价指标体系，大大简化了农业规划环评的指标体系，提高了农业规划环评的可操作性，将为推进中国农业规划环境影响评价工作提供有力的技术支撑。

摘要:关于日光温室合理的后屋面投影宽度、墙体高度一直存在争议。该文根据不同日期太阳直射光线在日光温室后墙上的投影高度变化，要求当室外最低温度低于0 ℃时，保证在中午前后4 h（10:00－14:00）内至少有一部分后墙能接受太阳光直射为条件，得出不同纬度地区日光温室墙体接受太阳光直射的合理时期，并据此得出日光温室后屋面投影宽度、墙体高度的计算方法。利用该方法对中国不同结构类型的日光温室后屋面投影宽度、墙体高度进行计算分析，结果显示后屋面投影宽度占跨度的比例为0.04～0.23，其中纬度位于34°～38°之间的西北地区日光温室后屋面投影宽度占跨度的比例最小，为0.04～0.11。该方法计算结果与典型日光温室结构参数吻合，具有可行性，可为中国日光温室的优化设计提供理论指导。

摘要:蛋鸡舍围护结构的保温隔热性能是影响鸡舍温度的稳定性，进而影响蛋鸡健康和生产性能的关键因素。由于蛋鸡舍一般不采暖，依靠蛋鸡的自身显热产热量来维持冬季蛋鸡舍内温度，因此如果蛋鸡舍冬季饲养密度较低、通风过度或围护结构保温性能不足，都难以满足蛋鸡舍温度环境的要求。如何确定不同气候区鸡舍围护结构必要的保温性能和饲养密度要求是解决蛋鸡舍冬季通风和保温矛盾问题的关键。该文通过建立蛋鸡舍动态热平衡理论模型，系统分析了不同气候区鸡舍围护结构的最低热阻需求，得出不同气候区鸡舍围护结构的保温性能要求与蛋鸡饲养方式（密度）的关系。结果表明：冬季舍外计算温度分别为?25 ℃（东北、内蒙古）、?15 ℃（华北、西北）、0 ℃（长江以南）的地区，蛋鸡舍墙体、屋面的最小热阻应分别不小于0.778、0.972；0.573、0.716；0.266、0.333(m2·℃)/W；对应3层全阶梯笼养、4层半阶梯笼养和4层叠层、6层叠层、8层叠层笼养等饲养模式最大饲养密度下，所能够适应的围护结构冬季室外计算温度应分别不低于?14、?17、?19、?22、?23 ℃。研究结果为不同气候地区选择适宜饲养模式以及密闭式蛋鸡舍围护结构保温系统的设计提供了理论依据。

摘要:北京市夏季高温将对猪的生产造成严重影响，夏季猪舍环境温度控制尤为重要。该试验研究比较了湿帘-风机和单纯风机在北京猪舍的降温效果，设计了风机风量测量系统并实测了猪舍通风量，每天定时分别测定两猪舍内温度、湿度、风速和舍外温、湿度并进行比较分析。结果表明：试验期间，湿帘-风机猪舍和单纯风机舍6个断面风速范围分别为0.51～0.84和0.51～0.68 m/s，整体风速差异不显著（P>0.05）。湿帘-风机舍舍内温度显著低于单纯风机舍（P<0.05），湿帘-风机舍和单纯风机舍舍内温度高于30.0 ℃的小时数占比分别为5.0%和20.2%。湿帘-风机舍同一时刻断面1(湿帘端)温度低于断面6（风机端）温度0.4～2.2 ℃，单纯风机舍各时刻不同断面的温度差异不显著（P>0.05）。单纯风机舍内的猪只呼吸频率均显著高于湿帘-风机舍内呼吸频率3.82次/min（12:00）和3.05次/min（14:00）（P<0.05）。湿帘-风机舍降温系统日用水量为1.20～6.27 m3。北京地区猪舍使用湿帘-风机系统降温效果优于单纯风机降温效果，但湿帘-风机降温将耗用一定水资源。

摘要:为分析外源加热与分段连续干馏技术工艺条件下的生物质热解特性，以玉米秸秆为原料，通过自行开发的生物质连续热解炭气油联产平台，开展了生物质连续干馏试验测试，分析了炭气油三态产物的理化性质、组分分布和受工艺参数影响的基本规律，并在此基础上进行了系统热量衡算和能量平衡分析。结果表明，连续热解条件下，玉米秸秆炭品质受物料在反应室的滞留时间影响大，滞留时间一般应不低于30 min，热解气热值可达到15～20 MJ/m3，热解油组分极其复杂；玉米秸秆炭携带热量最多，约占产物总能量的47.88%，热解气占产物总能量的36.17%，木焦油和轻油分别占13.14%和1.74%；连续热解系统能耗比为0.97，能量回收率为75.7%。该研究可为外加热分段连续式生物质炭化设备的开发和推广应用提供重要的基础支撑。

摘要:采用蒸汽气化，以松木燃料棒为试验对象，分析气化气及焦油组分变化，研究改性白云石（膨润土为载体，白云石为活性组分，并负载少量褐铁矿）催化性能随温度升高的变化规律。试验表明：750 ℃时，在改性白云石催化条件下，H2的体积分数为45.77%±0.23%，相较无催化和白云石催化条件下的富氢作用，气化所需温度下降100 ℃；富氢程度在较低温度下明显，但随温度升高而消弱；改性白云石不仅促使烃端链上碳碳长链断链，产生氢自由基，进而形成H2，同时促进芳香环开环反应，脱羧基及脱羟基反应，使得裂解后的焦油更易转化为小分子气体；催化剂中活性中心Fe3+随温度高逐渐减少，使得改性白云石的质量增加在900 ℃降低至最小值，但相比白云石，改性白云石催化剂在气化前后的色泽和形态变化较轻，反映其表面积碳及机械强度得到优化。项目研究可为生物质蒸汽催化气化及廉价高效改性白云石的应用提供参考。

摘要:探明秸秆高固厌氧发酵回流液剖面渗滤特征，对提高秸秆高固厌氧发酵产气效率十分重要。该研究以搓揉麦秸为底物，在(37±1) ℃、TS为14%的发酵条件下，通过隔板将发酵罐中物料均分成3层（T1）、2层（T2）与不分层（T3）3个处理，以氯化锂为示踪剂，分析了剖面上物料残留锂离子、物料胞外多聚物（extracellular polymeric substances, EPS）含量、各处理产气以及发酵前后物料湿容重的变化。结果表明：各处理总产气量、累积总固体产气量与甲烷含量差异不显著；不同处理纵剖面各层物料湿容重，呈现上低下高的趋势，其中T3处理物料湿容重随高度的降低先增加后基本稳定，稳定在0.6 g/cm3左右，大于初始发酵物料湿容重0.58 g/cm3；T1、T2、T3剖面残留锂离子质量分数低于2 mg/kg的区域面积占比为2.32%、12.69%、20.66%，表明3个处理回流液淋滤存在着“回流液死区”，EPS等值线图与物料残留锂离子等值线图相互印证，表明秸秆高固厌氧发酵中，回流液的淋滤在剖面上表现出非均态性特性。该研究为改善秸秆高固厌氧发酵回流液回流技术提供了科学依据。

摘要:农地整理中的权属调整是缓解耕地破碎化最有效的工具之一，对农民意愿的忽视以及调整方法的不合理却阻碍着权属调整的推广。该研究以江西省黄玲乡农地整理项目为例，采用线性规划运输模型，以满足农户意愿为目标，进行权属调整，并将其与传统调整方法进行了比较。结果显示，基于线性规划运输模型的权属调整能够使地块数量减少71.71%，使地块与农居点距离减小7.16%，使75.04%的农民调整后的地块保留在调整前集中所在的田块，并在以上3方面以及调整精度上均优于传统方法；但是在减小地块分散程度上劣于传统方法；在调整效率上则与传统方法在不同阶段各有优劣。研究认为，基于线性规划运输模型的权属调整能够在缓解耕地破碎化的同时，最大程度地满足农民的意愿，具有良好的应用价值。目前，丰富权属调整方法体系，根据项目条件和农民偏好选择合适的方法，是促进权属调整大规模推广的有效途径。

摘要:黄土高原大规模退耕还林使得该区土地利用结构发生了深刻变化，区域生态环境得到了明显改善。研究由此引起的土地利用变化及其合理性，对于加快黄土高原植被恢复、控制黄河泥沙以及实现区域经济社会可持续发展等具有十分重要的理论意义和应用价值。该文应用遥感（remote sensing, RS）和地理信息系统（geographic information system, GIS）技术对黄土高原典型流域清水河流域2000－2014年土地利用变化特征进行了分析，并通过构建判别准则体系对土地利用变化的合理性进行了评价。结果表明，该流域实施退耕还林工程以来，土地利用结构发生了重大变化，主要土地利用类型耕地、园地、林地和草地的比例由2000年的1: 0.06: 2.05: 3.95大幅度调整至2014年的1: 3.22: 12.03: 5.51，其变化经历了3个阶段：2000－2005年以退耕还林及其配套措施为主，重点突出了工程的生态效益，土地利用变化合理度为78.60%，属于低度合理；2006－2009年在继续推进荒山造林和封禁的同时，大力开展基本农田与果园建设，兼顾了生态、经济与社会效益，土地利用变化合理度为91.71%，进入高度合理状态；2010－2014年进一步加大苹果产业发展力度，重点突出了经济效益，土地利用变化合理度为95.20%，延续了高度合理态势。建议新一轮退耕还林工程应注意严格控制新的退耕，保护经营好现有林地，适当控制园地规模。

摘要:通过生态风险指数构建和碳储量服务模拟，评价土地整理对生态风险和固碳功能的影响，由于生态系统服务在生态风险研究中的缺乏，利用土地整理前后生态风险变化和碳储量服务变化之间的相关关系分析，探讨利用生态系统服务变化评价生态风险的可能。以吉林省西部重大土地整理区为研究对象，基于景观格局变化构建生态风险指数，利用InVEST模型分析碳储量服务变化，结果表明：土地整理使整理区的景观结构发生较大变化，优势景观类型由盐碱地和草地转变为耕地，耕地破碎度和分离度降低，盐碱地和草地的分离度和破碎度增加。土地整理后，耕地、建设用地和其他用地的景观损失度指数降低，其他景观类型的景观损失度指数增加。土地整理前后整理区生态风险等级以较低风险区和中等风险区为主，整理后低和较低风险区面积变化明显，其他等级风险区的面积变化不大。InVEST模拟结果表明，土地整理前后整理区总碳储量分别为990.82、1 145.22万t，总碳储量增加154.40万t，土地整理导致固碳功能的增加。相关分析结果表明整理区碳储量服务变化与生态风险变化呈显著负相关关系，表明生态系统服务变化在生态风险评价中应用的可能。

摘要:为了提高鲜枣机器视觉分级机的分级精度和速度，该文研究设计基于电磁式同步执行机构的鲜枣机器视觉分级机，整机由辊轮输送链、拨板链条、电磁铁、同步传动链轮、STM32F407图像处理器和STM32F103控制动作执行的协处理器等组成。执行机构单元拨板与辊轮输送同步，采用灵敏度高的电磁铁吸附硅钢开关扣板执行动作。图像处理流程为图像颜色分量、Sobel算子滤波、大津法二值化、椭圆拟合提取颜色和大小特征值。样机试验结果：拨板链同步位差为0.413 mm，单元拨板击撞力为2.57 N，红枣表皮瞬间承受最大力为12.69 N；每帧图像处理时间为50 ms，执行机构动作时间为40 ms，辊轮输送速度为320 mm/s，红枣分级速度达20个/s，实现鲜枣5个大小等级和1个绿色等级的分级，分级准确率为93.7%，无损率为100%，最大产能达1 400 kg/h。设计的基于电磁式同步执行机构的鲜枣机器视觉分级机实现了鲜枣的高准确率、高速度、无损分级要求，为机器视觉红枣快速分级设备的发展提供重要的技术支撑和理论参考。

摘要:为探究分段间歇微波耦合热风干燥红枣最佳工艺，分析不同预处理对红枣品质的影响。该文采用响应面法，优化出最佳干燥工艺为：第一段间歇比为4、水分转换点为1g/g、第二段间歇比为6。此条件下，干燥时间为625.27 min，能耗为5 128 kJ，维生素C质量分数为419 mg/(100g)，经验证，模型预测误差小于5%。基于最佳工艺，探究热烫、油酸乙酯结合预冻和高压二氧化碳3种预处理方式对红枣干燥速率、单位耗能及品质的影响。结果显示，油酸乙酯结合预冻处理组干燥时间最短(P<0.05)、能耗最低(P<0.05)；高压二氧化碳处理组干燥后维生素C、总酮、总酚质量分数，抗氧化能力均最高(P<0.05)；热烫预处理组褐变程度最低(P<0.05)，组间色泽无明显差异(P>0.05)。试验证实，高压二氧化碳联合分段间歇微波耦合热风干燥是一种高效干燥技术，能保证红枣的营养品质，研究为该项技术的推广提供基础数据。

摘要:为了探究激光散斑技术检测冷鲜猪肉新鲜度的可行性，用660和465 nm 2种波长的激光对宰后24 h的猪肉样本在7 d内的激光散斑图像进行采集。以时间序列散斑（time history of speckle pattern，THSP）图像的惯性矩（inertia moment，IM）作为散斑活性，研究冷鲜猪肉散斑活性随货架期的变化规律。通过分析2种波长不同行的选取对IM值的影响，发现不同波长其奇偶行IM的规律不同，并针对传统IM算法容易出现异常值、稳定性差等缺点提出3点改进：设计排序算法动态选择散斑活性最高峰及周围2个相邻行，依此计算样本IM值；改进共生矩阵的修正矩阵计算方法；改进非零元素偏离对角线距离的计算方法。结果显示，改进方法可以有效地抑制异常值干扰，冷鲜猪肉散斑活性随货架期呈现先上升后下降的变化趋势。根据测得的挥发性盐基氮值（total volatile basic nitrogen，TVB-N）和散斑活性IM值建立猪肉新鲜度等级预测模型，结果显示465 nm波长的激光判别效果要好于660 nm激光，其训练集和预测集的识别率能达到87.5%和89.29%。试验结果表明利用激光散斑技术检测冷鲜猪肉新鲜度的具有可行性。

摘要:为了快速检测生鲜肉中的瘦肉精，该研究利用表面增强拉曼光谱技术，以沙丁胺醇为检测目标物，建立了一种快速检测肌肉组织和肝脏中瘦肉精含量的方法。在碱性环境下利用乙酸乙酯对样品中沙丁胺醇进行提取，采用Savitzky-Golay 5点平滑法和自适应迭代重加权惩罚最小二乘法消除光谱噪声以及荧光背景对分析建模的影响。为检测方法的重复性，对50个相同沙丁胺醇质量分数（1 mg/kg）的肌肉组织样品进行信号采集，对沙丁胺醇特征峰强度进行分析，621、814、1 253、1 489、1 609 cm-1 5个特征峰强度的相对标准偏差（RSD）为6.54%、6.07%、8.65%、7.44%、6.81%，说明该方法具有较好的重复性。建立沙丁胺醇标准溶液的预测模型，沙丁胺醇浓度与其特征峰强度相关性较好，决定系数R2为0.968。对肌肉组织和肝脏中沙丁胺醇含量进行检测，检测范围分别为0.01～5和0.02～5 mg/kg，检出限分别为0.01和0.02 mg/kg，其含量与预测实测值决定系数为0.912和0.921。研究表明，该方法可以实现肌肉组织和肝脏中沙丁胺醇含量的定量预测。

摘要:蛋白质变性能够较广泛地表征烹饪加热品质变化，因而寻找到一种z值为7.36 ℃的耐高温α-淀粉酶，与蛋白质热变性z值5～10 ℃相近。以该酶溶液为指示剂，在玻璃毛细管中封装后置入烹饪耐受性高的、特定形状的魔芋凝胶（g-KGM）载体，从而构建了烹饪研究用时间温度积分器（time temperature integrators，TTIs）装置。随后，在模拟烹饪过程而设定的对流传热条件下，通过传热学试验结合非稳态传热以及酶失活动力学数学模型计算得到剩余酶活，与TTIs装置指示剂酶活实测值比较，两者误差小于2.24%。进一步，应用该TTIs装置测定了实际烹饪爆炒过程的表面换热系数。所构建的TTIs装置，结合数值模拟，可以分析测量常规试验传热学方法无法应用的激烈烹饪中流体-颗粒的传热过程，也可应用于其他领域的移动颗粒传热学研究。

摘要:为了满足扇贝闭壳肌剥离的安全性、经济性和高效性要求，该文将水射流技术应用于海湾扇贝闭壳肌剥离中并进行试验研究。为了保证闭壳肌的剥离质量和效率，优化水射流喷射路径，对水射流喷射路径进行拟合，得到闭壳肌剥离时水射流的初始入射角。以闭壳肌剥离效果的感官评分为考核目标进行了剥离试验，通过单因素分析，确定了射流压力、入射角度和喷射距离的取值范围。应用Box-Behnken design进行试验设计，并应用响应面法对试验数据进行分析处理，建立了剥离效果评价标准和数学模型。通过对响应面图的分析，得出了适用于水射流剥离闭壳肌的优化工作参数组合。结果表明：射流压力应控制在2～4 MPa、射流入射角度控制在23°～33°、射流喷射距离控制在30～40 mm。当射流压力为3 MPa、射流入射角为23°、喷射距离控制在30 mm时，扇贝闭壳肌剥离效果最好。该文可为扇贝剥离设备的设计及优化提供借鉴和参考。

摘要:为了探讨高密度CO2（dense phase carbon dioxide，DPCD）诱导蛋白质形成凝胶的机制，以凡纳滨对虾肌球蛋白为研究对象，研究了DPCD处理压强、温度和时间对虾肌球蛋白形成凝胶的临界浓度和对虾肉糜凝胶强度的影响。研究结果表明：DPCD处理压强和温度对虾肌球蛋白溶液形成凝胶的临界浓度有显著影响，处理时间对肌球蛋白溶液形成凝胶的临界浓度无显著影响，但增加处理时间，可以形成更加紧实的凝胶。在40 ℃和5～30 MPa时虾肌球蛋白溶液形成凝胶的临界质量浓度为14 mg/mL，在50 ℃和5、10 MPa时虾肌球蛋白溶液形成凝胶的临界质量浓度为12 mg/mL，在50 ℃和15～30 MPa时虾肌球蛋白溶液形成凝胶的临界质量浓度为11 mg/mL，在60 ℃和5～30 MPa时虾肌球蛋白溶液形成凝胶的临界质量浓度为10 mg/mL。DPCD处理压强和温度对虾肉糜的凝胶强度也具有显著影响（P<0.05），且随着压强增加和温度升高，虾肉糜凝胶强度呈增加趋势（P<0.05）；在50 ℃和25 MPa下处理虾肉糜20 min，形成的凝胶强度较好，达到了（14.28±0.57）N·mm。DPCD处理温度越高，虾肌球蛋白形成凝胶的临界浓度就越低，而虾肉糜形成凝胶的强度越高；DPCD处理压强越高，虽然对虾肌球蛋白形成凝胶的临界浓度影响较小，但能使虾肌球蛋白和虾肉糜形成凝胶的强度增加。从分析中还可以推断，DPCD低压（5～10 MPa）诱导虾肉糜形成凝胶主要是热效应的作用，DPCD较高压强（>10 MPa）诱导虾肉糜形成凝胶是热和CO2分子效应的共同作用。研究结果为进一步阐明DPCD诱导蛋白质形成凝胶的机制提供了基础数据。

摘要:为开发利用菜籽蛋白加工废液中的生理活性物质，该研究在单因素试验基础上，采用Box-Behnken响应面试验设计法，对菜籽蛋白加工废液中多酚和多糖提取工艺条件进行优化，同时探究两种物质的体外抗氧化活性。结果表明，影响菜籽蛋白加工废液中多酚和多糖得率的因素大小顺序为：乙醇体积分数>浸提温度>浸提时间，最佳提取工艺为：浸提温度60 ℃、乙醇体积分数65%、浸提时间31 min，在此条件下多酚得率为2.19%，多糖得率为8.14%；多酚提取物对DPPH?具有较强清除能力，其半抑制质量浓度为0.20 mg/mL，多糖提取物对DPPH?和?OH均具有较强的清除能力，其半抑制质量浓度分别为1.45、2.38 mg/mL；高效液相色谱法初步检测表明，菜籽蛋白加工废液中含有香豆酸、丁香酸、对香豆酸、芥子酸和苯甲酸。研究结果为菜籽蛋白加工废液的再利用提供参考。

摘要:为考察声频助长技术对黄豆芽小盒栽培产量和质量的影响，该试验根据黄豆芽生产工艺特点，结合黄豆芽自身的生理特性以及试验点的环境和设备要求，选择温度、湿度等条件相同的5个车间作为试验点；再选择5种不同的音乐种类、音乐播放时间和音量作为影响因素分别对黄豆芽在小盒栽培种植中声频助长的情况进行了单因素试验。然后根据单因素试验结果，选择三因素三水平进行正交试验，从正交试验数据的结果中得出较优方案为：每天播放钢琴独奏5 h、音量控制在70～80 dB对黄豆芽助长效果最佳。优化方案验证表明声频助长技术能使黄豆芽增产26.25%。研究结果可作为声频助长技术在黄豆芽生产中推广应用的理论基础。