摘要:中国农业工程为农业农村现代化筑牢基石、立梁架柱。农业工程管理创新，推动乡村产业兴旺，促进农民生活富裕，提升生态宜居水平，是实施乡村振兴战略的重要路径。但目前中国农业工程管理尚未成体系，工程管理落后于技术管理，经营主体的主体作用与积极性发挥不够等问题突出，农业工程管理方法亟待改进、管理效率亟待提高。新时代农业工程管理关键要在理念与方法上全面创新。该文基于系统论和工程管理理论，创新提出了农业工程全系统整合、全要素集成、全环节优化、全方位协同的“四全”管理方法体系，利用该方法体系分析了目标管理、过程管理、动态控制3个农业工程管理的关键环节，并提出了强化农业工程顶层设计、部门分工、立法建设、监督评价的具体建议。该方法体系可为农业工程管理提供参考。

摘要:为研究振动时间、振动频率和振动激励点振幅等不同振动特性参数对杏树振动的影响，该文利用ANSYS软件对杏树进行了有限元建模分析；通过三因素三水平试验分析不同振动特性参数对杏树振动检测点的影响，利用Design Expert软件进行优化分析，并进行实验室验证试验。杏树自由模态振动响应分析表明最佳杏树振动采收响应频率范围为0～20 Hz；谐振动响应分析可知在最佳频率范围内，杏树振动激励点振幅为5、10和15 mm时，同一频率下，随着激励振幅的增大，相同位置加速度增大，但振动曲线整体变化规律和趋势一致。试验分析可知，各因素影响检测点1和2加速度的强弱顺序一致：激励点振幅>振动频率>振动时间；各因素影响检测点3加速度的强弱顺序为：振动时间>激励点振幅>振动频率；建立3个检测点的响应方程，由下至上3个检测点的回归方程决定系数分别为0.906 7、0.879 3和0.973 3；多目标参数优化结果为：振动时间7.207 s，振动频率15 Hz，激振点振幅10 mm，通过验证试验可知由下至上各检测点加速度为10.4g、10.2g和9.3 g，与优化值相近。该研究可为杏振动采收机械参数设计提供参考。

摘要:为实现农业设施内车辆自动导航，提出了一种基于超宽带（ultra wideband, UWB）无线定位的路径跟踪方法。运用4个基站组建UWB无线定位系统，采用加权最小二乘法（weighted least squares, WLS）法解超静定方程组，提高了移动标签的定位精度。重新定义前视距离，根据车体航向与前视直线的夹角界定车体偏差程度，并提出基于动态前视距离的改进型纯追踪模型。在MATLAB 2016a软件环境下的仿真说明该文算法优于采用固定视距的传统纯追踪算法，并进行实车试验。结果显示，在UWB定位系统的引导下，车体在不同初始状态下均能很好地收敛到期望直线，当速度为0.5 m/s时，在4种初始状态下进行直线跟踪，稳态偏差为5.4～8.4 cm，稳态偏差均值为6.3 cm。在矩形路径跟踪时，当横向偏差和航向偏差均为0的初始状态下，全程平均偏差为20.6 cm，跟踪偏差主要出现在90°转向处，最大偏差为85.5 cm，说明改进后的纯追踪算法的路径追踪质量均优于采用固定视距的传统纯追踪模型，能满足农业设施内移动平台自动导航的需求。该方法可为农业设施内车辆导航提供新思路。

摘要:针对双叶片泵存在水力性能比相同比转速的多叶片离心泵低的缺陷，该文以一台型号为80QW50-15-4的双叶片污水泵作为研究对象，将其设计流量点的扬程和效率定为优化目标，运用ANSYS CFX（computational fluid dynamics x）进行数值模拟获得性能数据，采用径向基（radial basis function，RBF）神经网络建立结构参数与扬程、效率性能间的预测模型，并将其用作粒子群算法的适应值评价模型，在样本空间内进行最优值求解，获得扬程和效率的Pareto解。选取扬程最优个体和效率最优个体进行数值模拟，研究其在输运不同介质时的性能与内流场差异，并与初始模型的数值模拟数据相比较。经试验验证，清水介质中设计流量点扬程最优个体的扬程较初始个体增加0.96 m，增幅达到5.5%；效率最优个体的效率较初始个体提升了10.11个百分点。该优化方法改善了叶轮水力特性，使双叶片泵性能得到提高。

摘要:平衡鼓的轴向力平衡能力是多级离心泵发生故障并影响其寿命的关键因素。该文采用数值模拟方法，在多级泵的外特性、平衡管内压力和泄漏量的数值计算结果与试验结果基本一致的基础上，研究了平衡鼓间隙泄漏量变化对首级叶轮前泵腔的压力分布、首级叶轮及整个叶轮轴向力的影响。研究结果表明：首级叶轮前泵腔中的漩涡区是腔体内压力变化的主要原因。当平衡鼓间隙由0增大到0.5 mm时，首级叶轮的轴向力在间隙为0时最大，在间隙为0.3 mm时最小，其最小值为最大值的20.6%；整个叶轮所受轴向力随着平衡鼓间隙增大呈先减小后增大的趋势。无量纲化的平衡鼓间隙面积大于6.6×10-3时，由于平衡鼓前后压差较小，已无法有效平衡轴向力，在此范围轴承发生断轴的风险较大。该研究可为多级泵平衡鼓设计提供参考。

摘要:空化引起不同程度振动、冲击和噪声，加剧物体表面空蚀，使结构提早发生疲劳。为有效抑制和延缓空化发生和空泡脱落，该文提出了在水翼吸力面布置凹槽的方法，旨在通过水翼表面结构的改变来实现空化流动的调节。在数值模拟研究中，采用Realizable k-ε湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型，围绕8°攻角下NACA66 (MOD)水翼，开展不同空化数、凹槽尺度和凹槽位置对二维水翼空化流场的动力学特性研究，并进一步分析了水翼表面特殊结构抑制空化的机理。结果表明：当片空化发生时，凹槽布置在距水翼前缘0.32弦长位置时，能降低空泡振荡频率，提高水翼水动力性能；当云空化发生时，适当的凹槽表面构型能够使水翼吸力面边界层变薄，边界层分离点滞后，水翼尾缘回流区减薄，吸力面低压区减小，证明了凹槽表面构型对空化抑制的适用性。然而，在水翼吸力面布置凹槽，虽然可以降低水翼表面边界层的厚度，增强抗逆压能力，但却触发了凹槽附近区域回射流的加速。因此，只有当抗逆压梯度能力大于回射流冲击时，才可以实现对空化流动的抑制。该研究成果扩大了空化流动的被动控制方法研究范围，为水力机械空化抑制技术提供了参考。

摘要:双向贯流式水轮机在潮汐能开发中的应用广泛。在海洋波流条件影响下，潮汐能机组在反向运行过程中的水动力性能变化是潮汐能机组研发过程中需要考虑的重要问题。该文采用二阶斯托克斯非线性潮波对海洋潮波来流进行了模拟，建立了二阶斯托克斯非线性潮波边界下的潮汐贯流式水轮机性能分析模型并验证了模型的可靠性。以该模型为基础，采用CFD方法，对某一潮汐贯流式水轮机在反向运行时的内部流动进行数值仿真，重点研究了动态波流边界对贯流式水轮机反向运行时水力特性的影响。研究结果表明：1）考虑波流耦合作用时，潮波与坝体发生碰撞后损失了大部的动能，形成的反射波流，覆盖下一个波峰前的气体形成大气泡进入海洋内部；2）来流潮波与坝体壁面反射潮波的相互作用是形成潮汐贯流式水轮机取水口处夹气涡的原因，形成的夹气涡在液面下旋转前进流入内流场黏附于流道上侧，压缩流场过流面积，形成了一个低压低速的夹气涡流动带，从而改变内流场流动分布和贯流机组的特性；3）动态波流的作用使得潮汐贯流式水轮机转轮叶片上的受力呈现较大幅度波动，叶片受力的低频幅值会随着夹气涡的发展而逐渐增大。同时，在波流影响下机组出力的波动幅度达到3.86%，远高于无波流作用下的不足1%，从而导致电能质量下降。

摘要:鱼类在通过混流式水轮机流道时会遭遇最低压强及压强梯度引发的压强损伤以及剪切应力引发的剪切损伤。为了辨识混流式转轮中压强损伤和剪切损伤的主次关系，进而有针对性的开展混流式转轮的鱼类生态友好性能优化，该文基于计算流体动力学分析方法研究了不同水头条件下混流式转轮内超出压强以及剪切损伤阈值的体积分布规律，并获得了不同工况下混流式转轮内压强、压强梯度以及剪切应力引发鱼类受损的概率。结果表明：鱼类受压强及剪切损伤的概率与流量成正相关关系，对于该文分析的混流式转轮，鱼类受最低压强损伤的概率在最小水头的最大流量工况下达到最大值9.1%，剪切损伤及高压强梯度损伤的概率在额定工况下达到最大，分别为0.823%和8.31%。在相同工况下进行3种损伤概率的对比后发现，在大流量工况下，鱼类受最低压强和高压强梯度损伤的概率更大，在小流量工况下则是压强梯度损伤概率相对较高，所以综合分析结果可知最低压强和高压强梯度是开展亲鱼型混流式转轮优化时需要考虑的主要因素，而剪切应变率则是次要因素。

摘要:为在棉花发生倒伏灾害后快速获取田块尺度下的受灾信息，该文以2017年8月21日强风暴雨导致大面积棉花倒伏的新疆生产建设兵团第八师135团的部分田块作为研究区，由无人机遥感试验获取倒伏后的多光谱影像，通过分析倒伏和正常棉花的光谱反射率差异提取了多种植被指数和主成分纹理特征，结合地面调查样本建立了3种花铃期倒伏棉花的Logistic二分类模型并进行了精度评价和验证。结果表明：棉花倒伏前后在可见光波段的反射率差异微小，而在红边和近红外波段的反射率明显降低0.12～0.20；以第一主成分均值（PCA1_mean）建立的Logistic二分类纹理模型效果最优，在测试集上分类结果的准确率为91.30%，ROC（receiver operating characteristic）曲线距左上角点最近，AUC（area under the roc curve）值为0.80。通过将该模型应用于试验区影像，分类制图效果良好且符合棉田倒伏症状特点。该研究可为无人机多光谱遥感棉花灾损评估提供参考。

摘要:针对圆形喷洒域摇臂式喷头喷洒重叠多和超喷漏喷普遍，现行方形喷洒域摇臂式喷头机构复杂、旋转能耗大、局部水头损失大、喷洒形状与标准正方形偏差大等问题，该文通过对流量调节器喉口断面菱形化和流道流线化，对方形喷洒域摇臂式喷头流量调节器的形体进行优化，减少了不利的水头损失，实现了精准方形喷洒的目标。根据水动力学的能量方程及动量方程推出了流量调节器局部水头损失的计算公式；并运用三维软件Pro/E建立流量调节器及喷头的三维内流道几何模型，利用CFD软件建立其流体力学RNG k-ε湍流数值模型，对流量调节器及喷头的内流场进行数值模拟，获得了压强、流速的动态分布规律，进而求得优化前后方形喷洒域喷头不同旋转姿态时的水头损失及流量，结合同型号喷头的出口流量与射程关系计算出优化前后的射程，进而对优化前后方形喷洒域喷头不同旋转姿态时的水头损失、流量、射程及喷洒形状等性能进行全面评价，验证方形喷洒域摇臂式喷头流道优化成果的可靠性。结果表明：优化后的方形喷洒域摇臂式喷头结构简单、水力自控、节能耐久、喷洒形状标准、水头损失小；在额定工作压力范围内优化后的摇臂式喷头水头损失降低25.8%，流量增大12.87%，喷洒形状系数提高15.6个百分点，为方形喷洒域摇臂式喷头的设计制造及应用推广提供理论参考。

摘要:干旱区人工绿洲的土壤盐渍化产生和演化过程是一个多要素参与、多层次驱动、多过程耦合的复杂过程。为揭示干旱扬水灌区区域尺度的水盐时空分异特征，以地处腾格里沙漠边缘的甘肃省景泰川电力提灌工程一期灌区为研究区，选取1994、2001、2008、2015年的直接参与驱动区域土壤水盐分异过程的地表盐分、土壤含盐量、地下水矿化度、地表灌水量、地下水埋深等5个指标因子。运用可拓层次分析法确定各指标因子权重，借助ArcGIS软件中监督分类以及空间分析技术，获取各指标因子的空间分布栅格图件，将各栅格图件进行标准化处理后按照指标权重进行空间嵌套并叠加，定量化地分析了研究区区域尺度的水盐时空分异特征。结果表明：研究区次生盐碱地主要分布在东部的封闭型水文地质单元，总体看，研究区内轻度盐碱地面积最大，中度盐碱地次之，重度盐碱地面积最小；从解译的进程发展态势可知，研究区盐碱地还处于发展过程中，并呈现出加速增长趋势；由可拓层次分析法分析各指标因子权重排序为地下水埋深（0.3190）＞地下水矿化度（0.2710）＞土壤含盐量＞地表盐分＞地表灌水量，可见，区域内的地下水埋深和地下水矿化度是影响区域尺度水盐时空分异进程的主要驱动因素；研究区水盐时空分布态势与总体地势相关，呈现出西低东高的总体分布特征，由西南向东北以弧线状递增的发展趋势，灌区内东北部封闭型水文地质单元地下水位抬升明显，土壤盐渍化发展迅速。

摘要:利用新疆地区及外延200 km范围内173个气象站点1960－2015年逐日气温资料和ANUSPLIN插值软件，综合分析了气候变暖背景下新疆≥10 ℃的有效积温、无霜冻期和7月平均温度的时空变化特征，并结合地膜增温效应机制，探讨了气候变暖和覆膜对不同熟性棉区种植界限及可种植面积的影响。结果表明：新疆热量资源总体呈增加的趋势，空间分布呈平原和盆地高（多）于山地。气候变暖背景下，中熟棉区、早中熟棉区的种植面积增加，早熟棉区的可种植面积变化不明显，特早熟棉区和不适宜区均减少。地膜增温机制对中熟、特早熟棉区和不宜棉区的种植界限基本无影响，但对准噶尔盆地区域各棉区的种植界限影响显著，其中准噶尔盆地内早中熟棉区东扩65 km，早熟棉区东扩范围在0～300 km；地膜增温机制下早中熟Ⅱ叶塔次亚棉区可种植区域增加了5.47×104 km2，早熟和特早熟棉区分别减少1.4%和1.6%，但对中熟棉区种植面积基本无影响。研究能为新疆不同熟性棉花的区划和高产提供科学依据。

摘要:建立基于便携式作物生长监测诊断仪的江西双季稻氮肥调控模型，利用模型推荐穗肥追氮量，实现江西双季稻氮肥追施的精确管理。基于不同株型品种和氮肥处理的田间试验资料，构建了双季稻叶面积指数光谱监测模型，利用拔节期的差值植被指数实时估测叶面积指数，进而结合江西双季稻高产栽培经验和建立的氮肥调控模型，对双季稻穗肥追氮量进行实时推荐，并和当地农户施肥方案和产量进行比较。双季稻关键生育期（分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期和灌浆期）的冠层差值植被指数DVI (810，720)与叶面积指数均呈显著正相关，线性函数拟合效果优于其他函数。利用独立试验资料对所建模型进行了检验，单生育期的模型预测效果优于全生育期模型；其中，拔节期的光谱监测模型表现最佳，早稻和晚稻叶面积指数的光谱监测模型的R2分别为0.880 6和0.878 8，模型预测早稻和晚稻叶面积指数的均方根误差、相对均方根误差、相关系数分别为0.30和0.25、7.28%和6.18%、0.923 2和0.926 9。氮肥调控模型推荐施肥应用表明，紧凑型品种的穗肥用量高于松散型品种；与农户方案相比，氮肥调控模型推荐施肥的调控方案在产量不降低的情况下减少氮肥用量6.58 kg/hm2，提高氮肥农学利用率0.82个百分点、净收益103元/hm2和产投比0.9，而产量比农户方案略高或持平。与传统非定量农户施肥法相比，基于便携式作物生长监测诊断仪的双季稻氮肥调控方法可在保证产量的情况下，减少施氮量，提高氮肥农学利用率，获得更高经济效益，在江西双季稻生产中具有推广应用价值。

摘要:松嫩平原西部土壤盐渍化现象普遍，严重制约着农业的发展。施用有机肥能够提高土壤有机碳的含量，这是改良盐碱土的核心。该研究依托盐碱土改良长期定位试验，依据施用有机肥的年限，共设置4个处理，分别为：施用有机肥5a、9a和16a的处理，以未施肥的盐碱土壤作为对照处理。试验通过对土壤δ13C值、土壤有机碳组分、玉米产量、土壤pH和电导率等多项指标的测定，量化玉米源及有机肥源有机碳对土壤总有机碳的贡献，明确各有机碳组分的分配比例，探讨长期施用有机肥对盐碱土壤有机碳来源、组分、玉米产量及盐碱程度的影响。结果表明：长期施用有机肥与种植玉米的方式显著增加盐碱土壤的δ13CSOC值（P<0.01），且δ13CSOC值随培肥年限的增加而增加；同时以植物及土壤的δ13CSOC值为基础，借助二元方程计算得出盐碱土壤有机培肥9a后土壤有机碳中来源于玉米残茬的比例为14.36%，来源于有机肥的比例为25.92%，盐碱土壤原有有机碳所占的比例为59.72%；长期施用有机肥显著增加玉米产量，降低土壤pH和电导率，并且随有机肥施用年限的增加玉米产量提高，土壤pH和电导率呈下降趋势；长期施用有机肥显著增加有机碳各组分的碳密度，0～40 cm土层的活性I、活性II和惰性有机碳的密度，随有机肥施用年限的增加均呈现出递增的变化趋势；土壤有机碳总量的增加来自于各组分含量的增加，0～40 cm土层有机碳含量的增加主要源于惰性和活性II有机碳，其次是活性I有机碳。综上所述，有机培肥是土壤有机碳及玉米产量提升的双赢措施，且有机肥源有机碳对有机碳的贡献大于玉米源碳的输入。长期有机培肥可以丰富植物的直接碳源，亦可促进碳素的长期固存，增强盐碱土的碳汇功能。

摘要:为了探明不同耕作措施对甘肃引黄灌区耕地土壤有机碳的影响，2014－2017年在连续翻耕8 a的玉米地上设置翻耕（CT）、旋耕（RT）、深松（ST）、免耕（NT）4个单一耕作处理和翻耕-免耕（CT-NT）、深松-免耕（ST-NT）2个轮耕处理开展了研究。结果表明，连续免耕（NT）显著增加了0～40 cm土层有机碳含量和有机碳储量（P<0.05），平均比CT增加4.45%和5.27%，比RT增加7.23%和8.50%；连续深松（ST）也有较好的固碳效果，在4个单一耕作措施中仅次于NT；连续翻耕（CT）和旋耕（RT）显著降低了土壤有机碳含量和有机碳储量（P<0.05），RT的降低幅度大于CT。CT-NT和ST-NT 2个轮耕处理既有较好的固碳效果，又符合当地农民操作习惯，有机碳含量分别比CT增加2.44%和4.82%，比RT增加5.12%和7.55%；有机碳储量比CT增加2.50%和5.47%，比RT增加5.64%和8.70%。不同耕作制度会使土壤有机碳发生层化，但有机碳含量的层化更多表现在不同土层之间，相同层次各处理之间变化不大；而有机碳储量只在耕层以下发生了层化，相同土层各处理之间也表现出比较明显的层化特征。因此，综合分析认为，任何一个单一耕作措施都有其局限性，CT-NT和ST-NT是比较理想的耕作模式，在该区域农业可持续发展中具有一定的应用价值。

摘要:土壤碳酸盐对现代大气CO2的截存与土壤中的硅酸盐矿物组成、盐基元素供给、有机碳含量等因子密切相关。该文结合土壤理化性质和碳同位素分馏特性，以新疆艾比湖为例，探讨了干旱区尾闾盐湖滨岸盐碱土中碳酸盐的固碳效应和影响因素，研究结果表明：1）土壤碳酸盐是干旱区最重要的碳库，艾比湖滨岸土壤碳酸盐的平均碳密度是有机碳的4.05倍；2）艾比湖滨岸盐碱土中的δ13CSCC介于-7.9‰～0.3‰之间，δ13CSCC与HCO3-存在良好的线性负相关关系，决定系数高达0.669 9，大气碳以重碳酸盐形式存在是次生碳酸盐淀积的关键环节之一；3）土壤δ13CSCC值与硅酸盐矿物阳起石、绿泥石、伊利石存在着良好的线性负相关关系，δ13CSCC值随着富Ca、Mg、Fe矿物的含量增加明显向负向漂移；4）土壤中有机碳含量越高，生物风化过程越强烈时，δ13CSCC负向漂移越大，土壤碳酸盐截存较多大气中的轻碳；当土壤含盐量超过一定程度时，有机过程受到抑制，土壤碳酸盐则截存较多大气中的重碳。因此，干旱区存在着有机-无机耦合固碳效应，提高干旱区植被覆盖，可以增加有机碳库储量，同时，经有机过程分馏转移到土壤中的CO2可进一步促进土壤硅酸盐矿物风化，使这部分CO2不再返回大气，而是以碳酸盐形式被长久固存。

摘要:针对土壤断层扫描图像中存在部分容积效应及因孔隙成分复杂、结构不规则等引起的分割精度低的问题，该文提出一种全卷积网络（fully convolutional network，FCN）土壤孔隙分割方法，为土壤科学研究提供技术支持。该文以黑土土壤断层扫描图像为研究对象，通过卷积和池化运算输出不同尺度的孔隙特征图；将孔隙的深层特征和浅层特征相融合，采用上采样算子对融合特征进行插值操作，从而输出孔隙的二值图。与大津法、分水岭法、区域生长法和模糊C均值聚类法（Fuzzy C-means，FCM）4种常用孔隙分割方法的对比结果表明，FCN法在低，中，高3种孔隙密度的土壤图像中优于其他4种方法。FCN法的平均分割正确率为98.1%，比4种常用方法分别高25.6%，48.3%，55.7%和9.5%；FCN法的平均过分割率和欠分割率分别为2.2%和1.3%，仅为次优方法（FCM法）的33.8%和23.6%。通过融合土壤孔隙结构的多重特征，FCN法能够实现土壤孔隙整体和局部信息的精准判断，为土壤学的研究提供了一种更加智能化的技术手段。

摘要:为量化不同区域堆积体坡面水流分离土壤能力，评价植被恢复模式、恢复年限和削坡分级治理对堆积体土壤抗冲刷侵蚀的调控作用。选取秦巴山区、关中平原、黄土丘陵沟壑区（陕西省境内）高速公路不同工程堆积体，通过在堆积体坡面原位采集土壤样品，室内水槽冲刷试验进行系统研究土壤分离能力大小。结果表明，秦巴山区、关中平原、黄土丘陵沟壑区典型堆积体土壤分离能力变化范围分别为0.034～1.659、0.311～0.816、0.346～1.042 kg/(m2·s)。相比冰草，堆积体坡面自然恢复植被为小冠花可以显著降低土壤分离能力，其降低幅度高达94.97%。相比未复垦，在石渣土堆积体坡面短期人为复垦种植玉米和黄豆对土壤分离能力均无显著调控效益。相比恢复1 a，恢复2 a未能显著降低堆积体土壤分离能力，恢复5 a可以显著降低堆积体土壤分离能力，其降低幅度为57.35%，相比耕地，恢复5 a土壤分离能力降低60.41%。黑垆土堆积体短坡长（<60 m）坡面土壤分离能力空间变异不显著。相比未治理坡面，削坡分级治理可以显著降低堆积体坡面土壤分离能力，治理后堆积体平台和坡面土壤分离能力显著降低66.79%和49.04%。根重密度、粘结力、含水量、中值粒径、黏粒含量与土壤分离能力之间存在极显著负相关关系，可用指数函数关系表达，并建立了基于根重密度和水流剪切力土壤分离能力预测模型。该研究不仅可为堆积体水土流失预测提供基础数据支撑，也可为堆积体坡面治理措施配置提供指导。

摘要:河道水位水文年内的动态变化使得河岸土体处于干湿交替的状态。为研究干湿交替对粘性岸滩土体力学性能及河岸稳定性的影响，以长江荆江段8个典型崩岸断面岸滩的粘性土体为研究对象。采用历史资料分析、实地勘察取样、室内土工试验、BSTEM模型模拟相结合的方法，分析了上、下荆江河岸土体组成及力学特性，并且定量研究了干湿交替条件下粘性岸滩土体力学性能的变化；运用BSTEM模型对荆61和北门口断面在2013水文年内的崩岸过程进行了模拟，并分析了干、湿条件下土体抗剪强度指标对河岸稳定性的影响。结果表明：随着土体含水率的增加，粘聚力先增大后减小，而内摩擦角呈指数关系减小，并得出含水率与粘聚力和内摩擦角的定量关系式；2个断面计算崩塌宽度与实际一致，误差分别为1.69%和3.74%；干湿交替情况下安全系数值主要受土体粘聚力值的影响，并分别得到了2个典型断面粘聚力和内摩擦角与安全系数的一元线性关系。这样已知河岸土体含水率时，就可以通过关系式计算得出土体的粘聚力和内摩擦角，从而得出安全系数，判断河岸稳定性。

摘要:再生骨料透水混凝土是利用再生骨料制备透水混凝土，具备再生混凝土和透水混凝土的功能优势，但导致强度、耐磨性变差，故该文进行再生骨料透水混凝土改性研究。将聚丙烯纤维和碳纤维以不同的体积分数（其中聚丙烯纤维掺量分别为0.3%、0.6%、0.9%、1.2%，碳纤维掺量分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%）掺入再生透水混凝土中，采用WAW-1000电液伺服万能试验机测定力学强度，自制透水装置测定透水系数，洛杉矶磨耗试验机测定耐磨性，获取不同种类和掺量纤维对透水性、力学性能和耐磨性的影响。试验结果表明，聚丙烯纤维和碳纤维的掺入对混凝土的孔隙率和透水系数影响不大，但可提高强度和耐磨性。随着纤维掺量的增加，抗压强度和劈裂抗拉强度呈先增大后减少的趋势；质量损失率也先减少后增大趋势。经优化分析可知聚丙烯纤维最优掺量为0.6%，碳纤维最优掺量为0.4%。该成果可为纤维改性混凝土以及再生骨料透水混凝土的推广应用提供参考。

摘要:针对寒区农业水利工程中混凝土的实际服役环境，利用风积沙等质量替代部分天然河砂制备不同风积沙替代率的混凝土为研究对象进行冻融循环-碳化耦合试验。分析冻融循环-碳化耦合作用下风积沙混凝土的损伤过程，借助核磁共振仪探讨了混凝土的孔隙结构演变与其耐久性之间的联系。试验结果表明，每个试验周期中，经历相同冻融循环次数和碳化时间，但作用顺序不同的情况下，冻融循环-碳化作用对混凝土造成的损伤大于碳化-冻融循环作用；当风积沙替代率由0增加至40%时，混凝土的初始孔隙度降低，同时试验中的质量损失率和相对动弹性模量变化减小；混凝土内部凝胶孔和少害孔占比对其孔隙度和相对动弹性模量具有主导作用，当凝胶孔和少害孔占比之比在5～25之间时相对动弹性模量和孔隙度变化不超过1%，在0～5之间减小时相对动弹性模量和孔隙度变化明显；风积沙的加入改善了混凝土的孔隙分布，风积沙替代率为40%的风积沙混凝土表现出良好的抗冻融、抗碳化能力。该研究可为风积沙混凝土在寒区农业水利工程中的研究与应用提供依据。

摘要:为了能在早期发现禽流感并进行预防，该文提出了一种基于音频特征和模糊神经网络的禽流感病鸡检测方法。依据获取的家禽音频和环境及其他噪声的谱熵差别大的特点，在复杂环境中分析并提取出鸡声，丢弃非鸡声段，对提取的鸡声进行分析及处理，计算短时过零率、短时能量以及短时过零率与短时能量混合特征，用作判别患禽流感的病鸡和健康鸡的依据。利用T-S模糊神经网络，对提取出来的家禽音频特征进行训练和识别，试验表明隶属度函数为钟形函数、隶属度个数为2时模糊神经网络对试验提取的3个鸡声特征组成的3组测试集的敏感性分别为75.47%、80.39%和76.92%，特异性分别为80.85%、79.59%和72.92%，正确识别率分别为78%、80%和75%。该研究为规模化家禽养殖场及大型家禽流通市场的禽流感病禽识别提供一套快速、高效检测方法。

摘要:为了实现无人植保车在棉田全覆盖视觉导航，该文提出了一种基于视频的棉花行动态计数方法，将棉花行数作为植保车直线植保作业行驶到田端后，判断2个直线作业区间隔距离的依据，以适应实际作业环境中不同的棉花种植行距。通过2G-R-B将彩色图像转化为灰度图像，强调了棉花行信息；通过在坐标系中设置固定位置和大小的关注区域，在减小计算量的同时，有效避免了田端缺苗、棉花行不规则等现象对检测结果造成的影响；通过对关注区域内各列灰度累计曲线的波峰筛选，适应3个生长期的棉花行的定位，识别正确率高于85%；通过设置浮动窗口并求其灰度质心为跟踪目标，提高了不同生长期和不同农田环境下的目标识别和跟踪适应性；通过对质心构建目标窗口，并计算前后帧目标窗口在图像坐标系中所在位置的重叠率，将后一帧目标窗口遍历前一帧图像中的目标窗口，关联重叠率>0.1的目标窗口，实现了视频图像中多个棉花行的跟踪。结果表明：该算法对于不同生长期的棉花行有较好的跟踪效果，对田端缺苗、杂草等农田环境有较好的鲁棒性。每帧图像的平均处理时间为150 ms，能够满足实时处理要求。

摘要:设施园艺智能化是实现园艺产品播种移栽、栽培管理、环境调控、监测预警、作物采收、内部物流等全过程数字化、精细化、自主化的高级生产形态，是当前包括中国在内的世界农业智能化装备的研发热点和产业升级重点。为在全球设施园艺智能化装备发展的大格局下科学定位中国的发展路径，指导中国设施园艺智能化装备的研发和推广，需要对世界各国在该领域的发展现状和趋势进行研究分析。该文以全球设施园艺领域个人、企业和科研机构在智能化方面的主要研究内容和装备开发重点为基础，从全产业链的角度，分析世界设施园艺智能化装备的发展现状。籽种生产在播种、移栽等环节上已初步实现了智能化应用；作物生产在植株调整、授粉、植保和收获等环节正加快研发，剪叶、巡检等部分智能化装备已经进入商业化试用；仓储物流在内部运输、分级分选、清洗、包装等智能化方面不断完善，智能苗床输送、运输机器人已大量应用，高速分选、包装机器人等在加快研发。分析发现，世界设施园艺智能化装备需求增长快、研发方向逐步聚焦、更加注重绿色安全、单机商业化速度加快、系统集成的全智能化生产设施开始出现。研究分析成果对中国设施园艺智能化的科技战略和产业政策制订、科研立项、成果评价、国际合作、装备研发及推广等工作提供参考和借鉴。

摘要:为提高水蓄能型地下水源热泵自然光植物工厂供热系统节能性，供热系统必须能够很好地预测热负荷变化。针对自然光植物工厂热环境系统非线性特点，利用具有很强非线性映射能力的BP神经网络（back propagation，BP），选取室内外空气干球温度、太阳辐射强度、室内相对湿度和绝对湿度、室内风速等输入参数，确定算法步骤和评价指标，构建神经网络模型预测植物工厂次日负荷。采用Matlab神经网络工具箱对崇明试验基地水蓄能型地源热泵自然光植物工厂的样本集进行训练，训练后误差函数值为0.002 999 94，神经网络收敛。通过对比热负荷预测值与实际值，证明了神经网络预测热负荷值与实际值趋势一致，基本误差在±6%以内，结果表明神经网络法可以用于植物工厂次日热负荷预测。通过热负荷预测能够更加科学地调整供热系统运行模式，更好地匹配植物工厂需求热量与热泵的输出能量，实现运行节能和降低供能成本的目的。

摘要:在规模化养殖中猪舍环境日益重要的背景下，为了便于研究猪舍内不同环境对猪健康的影响，该文设计了基于多环境参数控制的猪养殖箱。养殖箱采用气流自循环的通风模式，通过ANSYS对该养殖试验箱的气流场走向、模式以及风速适宜性进行模拟仿真。该养殖箱利用环境因子检测模块中的传感器集成节点和激光NH3传感器实时获取养殖箱内的温度、相对湿度、NH3浓度、CO2浓度、风速等环境数据，并通过通信中转节点STM32发送至主控制器可编程逻辑控制器（programmable logical controller，PLC），PLC对环境数据进行处理，并根据已处理的环境数据进行环境调控，实现箱内环境的自动控制。与此同时，PLC将环境数据上发至上位机PC，通过WinCC监控软件实现了环境数据动态显示，通过VB脚本实现了历史数据自动定时导出至Excel文件功能。养殖箱气流烟雾试验、空箱试验以及保育猪养殖试验结果表明：养殖箱内气流走向形成大循环，且通风无死角，养殖箱环境控制系统的温度控制精度为±1℃，相对湿度可以控制在50%～80%的适宜范围内，NH3浓度控制精度小于±3(10-6，CO2浓度可以控制在1540(10-6以下，养殖箱能够在较长时间稳定运行的同时，实现了箱内温度、相对湿度、NH3浓度、CO2浓度等环境因子精确控制，为不同环境的养殖试验提供试验平台。

摘要:氧化亚氮（N2O）是一种重要的痕量温室气体，对全球气温升高和酸雨形成起着重要作用，并对臭氧层造成严重损害。水产养殖是N2O的潜在释放源，该研究以中国东南沿海的闽江河口湿地围垦养虾塘为研究对象，采用过程抑制法，通过室内培养试验区分N2O不同产生过程及其对沉积物N2O总产生速率的贡献，在此基础上分析沉积物理化性质对N2O产生的影响。结果表明：养虾塘沉积物N2O总产生速率在养殖初期、中期和末期的均值分别为1.80、5.95和8.70 nmol/(kg·h)，其中硝化作用、反硝化作用、硝化细菌反硝化作用和非生物作用的贡献率均值分别为?162.04%、327.52%、?239.45%和90.27%，从而得出结论：反硝化作用和非生物作用是产生沉积物N2O的主要来源，硝化作用和硝化细菌反硝化作用则对沉积物N2O的产生有所削弱；养虾塘沉积物N2O总产生速率在高温低盐条件下最大，在低温高盐条件下出现最小值，总体呈现随着温度升高而增加，随着盐度升高而降低的趋势；相关分析表明N2O总产生速率与总碳（total carbon，TC）、土壤有机碳（soil organic carbon，SOC）、NH4+-N含量和C∶N比均呈显著正相关关系，而在其不同产生过程中仅有非生物过程受到TC、SOC含量的显著影响。

摘要:为探究米渣蛋白对水溶液中镉的吸附效果及米渣对土壤中镉活性的钝化效果，该研究首先用米渣蛋白在水溶液中对镉进行吸附、用盐酸解吸，并用Langmuir、Freundlich等温吸附方程来拟合米渣蛋白在水溶液中对镉的吸附过程，用动力学方程研究米渣蛋白与镉结合的机理，并根据线性关系从准一级、准二级吸附动力学方程中筛选更接近吸附动力的拟合方程。其次，通过周期取样，用Tessier分步连续提取法测定并探究米渣对土壤中镉的钝化能力。研究结果表明：在不同初始质量分数的镉溶液中米渣对镉的最大吸附量13.28 mg/g，用盐酸解吸各初始质量分数下结合的镉，解吸率均达到90%以上。同时，Langmuir和Freundlich等温方程均能拟合米渣蛋白在水溶液中对镉的吸附过程，且R2达到0.99以上；准一级动力学、准二级动力学方程拟合结果是，拟合出的准二级动力学方程线性更好，米渣蛋白对镉的吸附动力更符合准二级动力学方程。土壤中镉钝化试验表明：加入米渣后，28 d内土壤中镉的钝化效果较好，可能是由于米渣中的蛋白改变了土壤中镉的存在状态并降低镉的活性所致。该研究结果为米渣的应用提供新的思路，可为其在废水除镉、镉污染土壤的修复等方面应用提供理论依据。

摘要:利用农业废弃物稻壳粉能有效提高污泥的脱水性能。该文研究了稻壳粉投加量对污泥脱水性能的影响及调理机理，同时分析稻壳粉调理对污泥滤液和脱水后污泥主要性质的影响，并进行技术经济分析。试验结果表明，稻壳粉的最佳投加量为70%污泥干质量（DS）；在最佳调理条件下，与单独投加三氯化铁（FeCl3，138.09 g/kg）相比，污泥比阻降低了59.73%，污泥净产率提高了45.27%，污泥泥饼的含固率从13.99%提高到23.97%；扫描电镜结果表明，稻壳粉调理后的污泥泥饼具有不可压缩性和可渗透性，有利于污泥中水分的脱出；同时，稻壳粉的投加可有效降低滤液浊度和溶解性化学需氧量。因此，利用稻壳粉来调理污泥具有较大的潜力。

摘要:基于活性炭作为催化剂载体及其良好微波吸收性能的优势，该文提出了微波条件下活性炭载铁催化剂催化热解竹材的研究思路，通过对物料升温特性、热解产物特性的研究，揭示催化剂对竹材微波热解的影响规律，为生物质资源化利用提供科学参考。结果表明，活性炭载铁催化剂对竹材微波热解过程有一定影响。催化剂具有良好的微波吸收性能，能够提高竹材升温速率和最高热解温度，当活性组分负载量为7.49%时，最高热解温度高达699.8 ℃，与纯竹材相比增加了54.38%。活性炭及催化剂的添加提高了气体产率而降低生物油的产率，而且随着活性组分负载量的增加，液体产率逐渐降低，气体产率逐渐增加，热解得到的气体产率最大为69.11%。催化剂对环类化合物开环裂解生成直链类化合物以及合成气（H2+CO）的生成有一定催化作用，活性组分负载量的增加使得这种催化作用得到加强，当活性组分负载量为7.49%时，气体产物中合成气的产率及体积分数分别为17.5 mmol/g和77.24%。

摘要:盲目施用粪肥导致农田土壤磷素（P）积累和产生的面源污染等环境风险已引起人们的重视。该文通过在牛粪秸秆堆肥过程中，添加质量分数2.5%的化学物质或黏土矿物2类磷素钝化剂，研究其对磷素形态转化的影响。结果显示，和对照相比，添加氧化钙、氧化镁、硫酸亚铁和明矾可明显降低堆肥产品中磷素的活性，水溶性磷（water extract phosphorus，WEP）占总磷（total phosphorus，TP）百分比分别为：38.0%、60.2%、58.8%、28.9%；添加蛭石和沸石使堆肥产品中WEP占TP百分比分别下降11.7%、17.3%。第35天堆肥样品的Hedley磷分组结果显示，添加氧化钙和氧化镁主要促进了H2O-Pi向更稳定态的NaHCO3-Pi、HCl-P（Pi和Po）、残余态-P转化；添加硫酸亚铁和明矾主要促进了H2O-Pi向更稳定态的NaOH-P（Pi和Po）、残余态-P转化。添加黏土矿物钝化剂均略微促进了不稳定态磷H2O-Pi和NaHCO3-Pi向稳定态磷HCl-Pi转化。堆肥结束时添加MgO明显提高了堆体的pH值，其他处理均对pH值影响较小。综合来看硫酸亚铁、明矾、沸石和蛭石依次为较好的磷素钝化材料。

摘要:科学合理划定县域永久基本农田是当前中国为提高国家粮食安全保障能力、保障农民切实利益和实施藏粮于地作出的重大战略举措。针对现行各规划间由于期限错配、标准各异、边界冲突和管理混乱造成永久基本农田"划不下、管不住、建不好、守不牢"等问题，基于"多规合一"视角和顺序递进式划定思路，论文提出了一套县域永久基本农田划定的方法体系。首先，在核实地类利用状态和协调各规划冲突的基础上，将城镇周边利用等指数高于区域平均值的耕地优先划定为城镇周边永久基本农田；而后，从耕地质量条件、交通区位条件、农业生产条件和地块空间形态等方面构建多因素综合评价指标体系，在其他耕地区内利用综合得分最优法划定永久基本农田保护区域。研究结果表明：1）扣除耕地中不符合基本农田划定利用状态准则、用途管制规则和预留的开发用地，进一步提高了基本农田的稳定性和科学性；2）分步骤划定城镇周边和其他耕地区内永久基本农田，有利于合理控制城镇规模，构筑城镇绿色生态空间；3）永久基本农田方案落实了"总体稳定、局部微调、应保尽保、量质并重"的划定原则，在约束指标上满足了国家相关政策要求，在质量控制指标上也优于调整前。

摘要:在对流域可持续发展评估的研究中，生态系统服务价值的时空评估具有重要意义。以新疆艾比湖流域为研究区，基于1996－2016年的3期遥感影像和社会统计数据，对艾比湖流域土地利用和生态系统服务价值时空动态变化进行分析，并借鉴生态服务价值当量估算法定量探讨生态系统服务价值的变化特征，采用多元回归模型对流域土地利用和生态系统服务价值变化的驱动力进行分析。结果表明：1）1996－2016年，艾比湖流域耕地和建设用地面积变化最大，其占比分别从1996年的8.47%和0.42%，增加到2016年的15.28%和2.07%；林地、草地、湿地和水域的较少，但幅度较剧烈。2）近21a来，研究区生态系统服务价值总量呈持续减少的趋势，共减少了约85.863×108元，耕地、建设用地、盐碱地和沙地等土地利用类型的生态系统服务价值（ecosystem service value, ESV）值呈增加趋势；林地、草地、水域、湿地和未利用地等类型均呈减少趋势。3）空间上，21 a间艾比湖流域ESV较高区面积逐渐减少，ESV较低区域面积逐渐增加，ESV中等区域呈现先减小后增大。4）回归分析表明影响艾比湖流域ESV变化的主要驱动因素是综合城镇化率、人口密度、气温和降水等指标，在未来的经济发展中，艾比湖流域要合理优化调整土地利用格局，保证生态系统的稳定-协调发展，实现经济-社会-生态的可持续发展。

摘要:脱贫稳定性研究可为增强扶贫成效的可持续性与扶贫政策的针对性提供重要的理论依据。该文以湖南省山区贫困县安化县为案例地，基于可持续生计视角界定了"脱贫稳定性"的概念，从自然、经济、能力和生活条件4个维度构建脱贫稳定性评价指标体系，运用模糊计算方法划分农户脱贫稳定性等级，并进一步揭示脱贫稳定性的空间分布特征、影响因素及作用机理，提出提高脱贫稳定性的科学路径。结果表明：1）坡度和收入水平指标的权重分别为24.88%和14.61%，是影响安化县脱贫稳定性的主导因素，而义务教育保障和营养状况指标权重分别为13.60%和10.91%，故发展能力不足是脱贫不稳的根本原因；2）安化县脱贫稳定性整体较好，脱贫较不稳定的农户主要集中分布在高山陡坡地区，脱贫稳定性与地理环境密切相关；3）提高脱贫稳定性的建议包括：依托自然资源优势发展特色产业，进一步改善区域性基础设施条件，进一步提升乡村公共服务设施水平，进一步提高农村居民的知识和技能水平，结合易地扶贫搬迁、空心村整治等优化乡村聚落布局。

摘要:稻米籽粒在收获后干燥、仓储和碾米加工过程中受到不同程度压缩载荷，过大压缩载荷将造成籽粒发生破裂（爆腰），从而降低稻米整米率和经济价值。籽粒压缩破裂载荷是稻谷加工1个重要物性参数，该文从统计学角度对稻米籽粒压缩破裂载荷进行试验研究。通过机械压缩测量试验及大样本分析，得到稻米籽粒在同一温度、含水率下，其压缩破裂载荷存在统计分布特性。定义并采用稻米籽粒中值F50和大端破裂载荷F90表征稻米压缩破裂载荷；在低温低含水率（16℃，14%）时，稻米籽粒的中值F50为63 N，F90为80 N。研究了稻米加工过程两大重要工艺参数-温度和含水率对籽粒破裂载荷的影响，发现破裂载荷随温度升高而下降，随含水率下降而增大；相比温度，含水率对破裂载荷影响更大。当稻米从高温高含水率（60℃，21%）到低温低含水率（16℃，14%）时，其由橡胶态转变为玻璃态，相应地破裂载荷从35增加到80 N。统计学意义下稻米压缩破裂载荷数值接近生产实际，更能精确指导稻米加工过程优化和产品品质提高。

摘要:为研究超高压（ultra-high pressure，HHP）处理对苦荞淀粉理化性质及功能性的影响，该文以6个不同压力处理后的苦荞淀粉为材料，利用扫描电镜、X射线衍射仪等分析了其淀粉颗粒大小、晶体结构、溶解度、透光率、冻融稳定性等特性，并通过建立体外模型模拟人体消化以及肠道发酵过程，利用气相色谱质谱联用技术和平板计数法，对小鼠粪便发酵液短链脂肪酸（short chain fatty acid、SCFAs）含量及主要菌群进行了测定。试验结果表明：超高压处理后苦荞淀粉颗粒出现凹陷与粘连状态，并逐渐失去原有形态，但其结晶类型仍为典型的A型，其结晶度在200 MPa时达到最大值41.8%；溶解度和膨胀度均随着压力的增加呈先减小后增大的趋势，并且其透光率会下降，其中在200 MPa时，溶解度和膨胀度都达到了最低0.83%和171%，而冻融稳定性会有一定的改善。此外，超高压处理后苦荞淀粉使肠道中双歧杆菌、乳酸杆菌的数量显著增加（P<0.05），而大肠杆菌、肠球菌的生长受到显著抑制（P<0.05）。同时，肠道内的pH值显著下降（P<0.05），SCFAs中乙酸、丙酸、丁酸显著增加（P<0.05），综上所述，超高压处理后苦荞可作为一种良好的天然改善肠道菌群的食物来源。

摘要:为研究反式-2-己烯醛对扩展青霉生长及展青霉素产生的抑制作用。选取反式-2-己烯醛和研究报道的8种具有抑菌效果的物质对5株扩展青霉进行体外抑菌试验，研究反式-2-己烯醛的抑菌效果并测定其最小抑菌浓度，然后进行猕猴桃活体试验，通过测定硬度、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C、pH值等指标研究反式-2-己烯醛对猕猴桃品质的影响，并采用高效液相检测抑菌试验前后猕猴桃活体中展青霉素含量，最终通过扫面电子显微镜观察反式-2-己烯醛对5株扩展青霉形态的影响。结果反式-2-己烯醛与8种抑菌物质相比，反式-2-己烯醛抑菌效果最好，能够完全抑制5株扩展青霉生长且得到对5株试验菌的最小抑菌浓度（MIC，minimum inhibitory concentration）；反式-2-己烯醛能够极显著降低扩展青霉对猕猴桃果实硬度、可滴定酸、维生素C的的影响（P<0.01），并且对猕猴桃硬度、可溶性固形物、pH值和还原糖及维生素C含量等没有极显著影响（P>0.01），极显著降低了染菌猕猴桃果实的腐烂率（P<0.01），较好的保持了猕猴桃品质，经反式-2-己烯醛处理的染菌猕猴桃均没有展青霉素检出；扫面电子显微镜显示5株试验菌出现菌丝皱缩、折叠、干瘪，孢子生成减少现象。研究反式-2-己烯醛对扩展青霉生长及展青霉素产生均具有很好的抑制作用，可为开发具有抑菌作用可替代农药的天然产物提供理论基础。

摘要:小麦粉加工中原辅料来源多样、追溯信息复杂，已有追溯信息的确定或依靠经验判别或根据信息获取难易程度确定。该研究基于原国家食品药品监督管理总局公布的2014年1月1日-2018年3月31日的共15 518批次小麦粉抽检数据，分析其不合格率状况，得到影响小麦粉质量安全的主要因素为脱氧雪腐镰刀菌烯醇、过氧化苯甲酰、铝、铅、镉、苯并芘、脱氢乙酸等7种物质；采用LD50值、致癌性等不同的危害程度指标，对7种风险进行了风险赋值；构建了以风险发生可能性和风险危害程度为核心的风险二维矩阵图，通过识别得到，脱氧雪腐镰刀菌烯醇风险最高，为四级；苯并芘风险为三级；过氧化苯甲酰、铝、铅、镉风险均为二级；脱氢乙酸风险最低，为一级。通过对小麦加工流程分析，对危害物质进行了定位，得到小麦粉追溯的关键节点是原料入库、原粮储藏、物质添加、检化验等4个动态环节以及设备状态、包装材料特性等2个静态特征；以此为基础，从批次编码关联和追溯关键点信息采集角度构建了小麦粉追溯系统；与已有系统相比，该研究在扩展追溯链、优化追溯信息采集内容方面具有优势；为追溯系统研究中质量安全信息的挖掘与分析提供了有益方法。