摘要:2020年新冠肺炎在全球蔓延、自然灾害频发、国际形势复杂多变，全球粮食安全面临诸多风险。“仓廪实，天下安”，确保国家粮食安全，把中国饭碗牢牢端在自己手中是事关国家长治久安的重大战略。保障国家粮食安全的根本在耕地，耕地是粮食生产的命根子。因此，开展耕地质量保护与提升行动具有战略性、重要性和紧迫性。 为更好地宣传报道“藏粮于地、藏粮于技”战略，提高农业生产能力，保障国家粮食安全方面的研究成果，本刊特策划“耕地保护与粮食安全”专题。东北黑土区是我国重要的粮食生产优势区，保护黑土地是保障国家粮食安全、促进农业绿色发展的迫切需要。本专题刊发的5篇文章中有3篇是分别关于东北黑土区种植业生产结构调整、保护性耕作技术和农田土壤养分平衡的研究。其中，宋戈等在国家出台的一系列关于统筹调整种植业生产结构政策背景下，研究种植结构调整政策实施期间东北粮食主产区典型地域种植主要粮食作物的耕地利用分化特征，研究结果对于松嫩平原粮食主产区粮食种植结构调整具有一定的参考借鉴意义；邹文秀等通过6年的田间定位试验，较为系统地研究了黑土区耕翻深度和秸秆混合还田深度对土壤物理性质的影响，以及改善黑土物理性质效果最优的农艺措施，研究可为东北黑土区建立以“土壤质量提升、秸秆高效利用”为核心的秸秆还田模式提供理论依据；楚天舒等采用农田土壤养分平衡法从宏观角度对黑龙江垦区2000－2018年农田土壤氮、磷、钾养分资源收支平衡情况进行分析，研究结果对指导当地农田养分管理和面源污染的控制具有重要意义。此外，另外2篇是关于陕西地区耕地细碎化整治和土壤性质空间变异研究。张蚌蚌等系统剖析了陕北榆林市榆阳区的“一户一田”和“一组一田”两种耕地细碎化整治创新模式，通过整合农户土地，对改善农地细碎化问题、提升农地经营效率、推动小农户和现代农业有机衔接具有重要的理论意义和实践价值；王捷等研究了不同田块表层土壤养分的空间变异特征及其原因，结合生产实践进一步明确了表征土壤养分变异度的合理采样方法，研究结果可为田间养分监测设施布设以及农业生产精细化提供重要的科学理论依据。 本专题集中刊发的5篇系列文章，分别来自东北大学、中国科学院东北地理与农业生态研究所、中国农业大学、西北农林科技大学等机构，源于国家重点研发计划专项、国家自然科学基金项目、国家社会科学基金重大项目等的研究成果，研究具有创新性、系统性、实用性等特点，对统筹调整农业生产结构、提升土壤质量、优化土壤养分管理、破解耕地细碎化难题等具有重要参考价值，对促进农业现代化发展、提高农业生产能力，农业绿色发展、保障国家粮食安全等具有重要的理论意义和现实意义。

摘要:作物种植是耕地最直接的利用方式。基于粮食作物种植视角研究耕地利用问题，是耕地利用领域研究的进一步细化，也是粮食安全的基础。该研究以东北粮食主产区典型地域为研究区，基于主要粮食作物大豆、玉米和水稻的不同耕地利用方式，以乡镇为单元，综合运用标准差椭圆、重心模型及探索性空间数据分析法，阐明2016—2019年研究区粮食作物的耕地利用空间分化特征。结果表明：1）研究区主要粮食作物的耕地利用结构变化明显，大豆与玉米的耕地种植面积出现明显“剪刀差”变化特征，水稻的耕地种植面积基本保持稳定。2）研究区主要粮食作物的耕地利用空间分布呈现“西北-东南”动态格局，种植大豆和玉米的耕地利用重心位于研究区的中东部地区，分别向东偏南和西偏南方向迁移。3）研究区种植主要粮食作物的耕地利用结构具有较强的正负空间关联性，正相关类型聚集性较强，表现出明显的区域一致性；负相关类型无明显聚集区域，面积较小，且零星分布。研究结果较好地反映了种植结构调整政策实施阶段研究区种植主要粮食作物的耕地区域空间布局分化和耕地种植结构的空间关系，为区域种植结构调整及保障粮食结构性安全提供科学依据。

摘要:为了明确耕翻和秸秆还田深度对土壤物理性质的影响，在东北黑土区中部进行了6 a的耕翻和秸秆还田定位试验，设置了免耕（D0）、浅耕翻（0～20 cm）（D20）、浅耕翻+秸秆（D20S）、深耕翻（0～35 cm）（D35）、深耕翻+秸秆（D35S）、超深耕翻（0～50 cm）（D50）和超深耕翻+秸秆（D50S）7个处理开展研究，秸秆还田处理将10 000 kg/hm2秸秆均匀地还入相应的耕翻土层。结果表明，耕翻和秸秆还田深度是影响土壤物理性质的重要农艺措施。与初始土壤相比，免耕显著增加了0～20 cm土层土壤容重，减少了孔隙度、持水量、饱和导水率和>0.25 mm水稳性团聚体的含量（WAS>0.25）（P<0.05），而对20～50 cm土层没有显著影响（P>0.05）。在0～20 cm土层，除了D50处理显著降低了WAS>0.25含量以外，D20，D35和D50处理对各项土壤物理指标均没有显著影响；而D20S和D35S处理则显著改善了该层各项土壤物理指标。在>20～35 cm土层，D35、D35S、D50和D50S处理显著改善了该土层各项土壤物理指标（除了2014年的容重）。在>35～50 cm土层，D50和D50S处理对各项土壤物理指标改善效果显著，特别是相应土层通气孔隙度和饱和导水率显著增加。研究结果表明耕翻配合秸秆对土壤物理指标的改善效果优于仅耕翻处理。综合评分结果也表明D35S和D50S处理分别对>20～35 cm和>35～50 cm土层土壤物理性质的改善效果最好，说明在质地黏重的黑土上深翻耕或者超深翻耕配合秸秆还田通过土层翻转秸秆全层混合施用能够显著改善全耕作层土壤的物理性质，增加耕层厚度，扩充土壤的水分库容，提高黑土的水分调节能力。

摘要:养分资源高效利用是农业绿色发展的重要环节。黑龙江垦区是中国粮食主产区之一，对其进行农田土壤养分平衡评价至关重要。该研究以黑龙江垦区为研究对象，采用农田土壤养分平衡方法，分析与评价其2000－2018年农田土壤氮、磷、钾养分输入与输出情况。结果表明：1）2000－2018年黑龙江垦区农田土壤氮、磷、钾输入与输出整体呈现"平稳-增长-下降后平稳"的趋势，养分输入以化肥为主，养分输出以籽粒和秸秆为主。2）黑龙江垦区农田土壤单位面积养分输入量较为稳定，并且所带来的经济效益在增加。3）2017年以来黑龙江垦区农田土壤氮和钾处于养分平衡状态，而磷处于养分盈余状态。2018年黑龙江垦区氮、磷、钾利用效率分别为51.03%、27.98%、10.04%。建议黑龙江垦区大力推广有机无机肥配施，开展农田土壤养分平衡长期调查与监测，促进区域农业绿色发展。

摘要:耕地细碎化是当前制约中国农业现代化发展的重要因素，如何解决耕地细碎化问题已经成为推动小农户和现代农业有机衔接的必然路径。该研究基于实地农户调研数据和半结构访谈内容，对陕北榆林市榆阳区首创的“一户一田”和“一组一田”2种耕地细碎化整治模式进行系统剖析，并采用双重差分（Difference-in-difference, DID）模型定量分析2种模式的绩效差异。研究发现：1）“一户一田”模式是农民自发的产权重组和分散流转，并与政府支持的土地整治项目叠加与综合；“一组一田”模式是一种“以家庭承包经营为基础、统分收放自如的双层经营体制”创新模式，也是产权改革、统分流转、土地整治与统分经营管理的有机结合。2）“一户一田”和“一组一田”两种模式均能有效解决耕地细碎化问题，显著增加耕地面积，实施后耕地面积增加率分别为6.02%和57.58%；同时也使得农业机械化水平有所提高，显著提升农业生产效率与作物产量，作物产量增加率分别为12.54%和19.87%，“一组一田”提升更为明显。3）2种模式均有利于提高农户收入，“一户一田”主要是通过增加农业种植收入来提高总收入；“一组一田”对农户收入提升更加显著，除增加农业收入外，也通过产业转型增加了务工收入。与“一户一田”模式相比，“一组一田”模式更能够促进集中连片、规模扩大、设施完善、经营现代化的高标准农田建设。为解决耕地细碎化问题，应加强政策引导和支持，挖掘村内能人价值，明晰合作社、分社和农民的责、权、利关系等，促进小农户和现代农业发展有机衔接。

摘要:为给田间养分监测设施布设方法提供依据，在陕西杨凌选取2块农田，采用12 m×12 m嵌套6 m×6 m的采样方法，采集表层土壤（0～20 cm）养分数据，运用经典统计、地统计学结合Kriging插值方法，分析农田土壤养分空间变异特征。结果表明：冬小麦抽穗期与成熟期农田表层土壤全氮（TN）变异系数<10%，为弱变异，土壤有机质（SOM）、有效磷（AP）变异系数介于10%与100%之间，为中等变异，有效钾（AK）和铵态氮（NH4+-N）变异系数>100%，为强变异，成熟期硝态氮（NO3--N）由强变异转为中等变异。土壤养分最优半方差模型为球状模型，作物不同生育阶段，土壤养分空间相关性存在一定的差异，土壤SOM、TN块金系数<25%，空间相关性强烈，以结构性因素为主导；冬小麦抽穗期速效态养分块金系数介于25%与75%之间，空间相关性中等，随机性因素主导，成熟期<25%，空间相关性增强。采样密度由6 m×6 m变为12 m×12 m时，变异程度保持不变，土壤养分空间变异系数差值在0.04%～59.48%范围内，成熟期2号样地的AK除外，块金系数差值在0.065%～34.177%范围内，2种采样间距获得的土壤养分空间变异特征基本一致，建议选用12 m×12 m网格。

摘要:针对犁耕作业时大马力拖拉机驱动轮易产生过度滑转的问题，该研究以大马力拖拉机电液悬挂机组为研究对象，考虑“拖拉机-农具-土壤”系统的强非线性特征，在建立大马力拖拉机犁耕作业机组非线性系统动力学模型的基础上，提出基于滑模变结构控制的大马力拖拉机驱动轮滑转非线性控制方法；并以模糊PID控制为对比，采用Matlab/Simulink验证本文动力学模型的正确性和控制算法的有效性；以Lovol-TG1254型大马力拖拉机为载体，搭建犁耕作业大马力拖拉机驱动轮滑转控制平台，开展田间对比试验，并分析不同控制方法下的滑转控制效果，验证滑模变结构控制算法的控制精度和稳定性。试验结果表明：在2.17 m/s的犁耕作业工况下，与模糊PID控制算法相比，滑模变结构控制算法将拖拉机驱动轮滑转率有效控制在最优值0.2，平均绝对值偏差为0.008，减小了约27%，最大偏差为0.028，减小了约49%；耕深、液压缸位移和水平牵引力调节变化量分别减小了27%、36%、42%。该研究提出的基于滑模变结构的大马力拖拉机驱动轮滑转控制方法可实现犁耕作业驱动轮滑转最优目标控制。

摘要:针对山地果园单轨运输机作业环境受限、定位精度较低等问题，该研究基于高频RFID（Radio Frequency Identification）混合测速定位方法，设计了一套果园单轨运输机在轨状态精准感知系统。感知系统以STM32F103RCT6芯片为主控单元，利用双RFID阅读器读取基准定位标签组的时间差，使用混合测速定位方法，实时计算运输机的作业状态信息；设计了移动端监测软件，通过LoRa通信模块远程获取运输机实时作业状态信息。试验结果表明，运输机在平地路况中运行稳定，感知系统计算的全程平均行驶速度为0.49 m/s，依据秒表记录计算的全程平均行驶速度为0.48 m/s，二者速度相差2%；基准定位标签组间距为3.42 m时，运输机全程平均定位误差为6.18±0.60 cm；基准定位标签组间距为6.84 m时，运输机全程平均定位误差为6.46±1.14 cm。该研究验证了基于高频RFID精准感知单轨运输机在轨状态的可行性，提升了运输机作业安全性和智能性，可为实现果园生产精准作业提供可靠数据支持。

摘要:为了优化移栽机补栽作业时的移钵路径，该研究基于免疫算法构建了克隆选择算法和免疫遗传算法2种适合求解移钵路径优化问题的模型，并与固定顺序法和遗传算法对比，进行移钵路径规划仿真试验和验证试验。结果表明：克隆选择算法模型和免疫遗传算法模型均能有效优化移钵路径，免疫遗传算法模型的路径规划效率较高，而克隆选择算法模型的路径规划效率较低。验证试验条件下，该研究2种模型的路径规划长度分别为48 977和48 945 mm，相比固定顺序法分别缩短7.59%和7.65%，相比遗传算法模型分别缩短3.60%和3.66%；2种模型的计算时间分别为5.86和2.72 s，免疫遗传算法模型的计算时间相对遗传算法减少15.79%。免疫遗传算法模型可作为温室穴盘苗后续机械化批量补栽的路径规划控制基础。

摘要:怠速是非道路用柴油机重要的运行工况之一。为了深入探究大气压力对小型农用柴油机怠速工况下燃烧与排放性能的影响，利用大气压力模拟装置，研究了满足非道路国III排放标准的小型农用柴油机在怠速工况下燃烧特性与排放性能随大气压力（80、90、100 kPa）的变化规律。试验结果表明：在怠速工况下，小型农用柴油机匹配的涡轮增压器不起作用，并且在高原地区涡轮增压系统不具备自补偿能力；最高缸内压力、压力升高率峰值以及放热率峰值均随着大气压力的升高而升高，大气压力每升高10 kPa，上述燃烧参数分别平均升高13.33%、37.24%以及6.76%；而最高缸内燃烧温度随着大气压力的升高而降低，大气压力每升高10 kPa，平均降低11.18%；大气压力对CO排放与HC排放影响较大，大气压力每升高10 kPa，CO排放与HC排放分别平均降低47.47%与55.77%；大气压力对NOx排放与烟度的影响相对较小，大气压力每升高10 kPa，NOx排放平均升高18.93%，而烟度平均降低11.90%。该研究可为高原地区小型农用柴油机怠速工况的排放控制提供参考依据。

摘要:安全轮胎零压力学特性是提升轮胎续驶性能、实现车辆爆胎稳定性控制的基础。为研究内支撑安全轮胎的零压力学特性，通过零压工况负荷特性、侧向力学特性及接地特性试验，研究了不同负荷作用下内支撑安全轮胎的径向刚度、侧向刚度及接地特征参数的变化规律，并与额定胎压工况进行了对比。研究表明内支撑安全轮胎失压后，径向刚度表现为分段近似线性，在负荷小于负荷6 000 N时，其平均径向刚度较额定胎压工况降低了84.76%，在负荷大于拐点负荷时，其平均径向刚度较额定胎压工况增加283.34%；内支撑安全轮胎在无明显侧滑区侧向力与侧向位移近似为线性，零压侧向刚度较额定胎压工况增大9.92%，最大侧向附着力降低24.41%；当负荷达到一定数值时接地印痕面积基本保持不变，在胎肩和胎冠中心区域出现应力集中现象，胎面翘曲严重，接地压力分布均匀性变差。研究结果为掌握零压工况下内支撑安全轮胎的力学特性，进行车辆爆胎稳定性控制提供理论基础和参考。

摘要:针对目前专为生鲜饵料设计的投饵机种类较少，且凶猛肉食性水产生物生鲜饵料喂养过程中密集投喂易引起夺食致伤致死的现象，该研究以虎斑乌贼为例，基于离心式投饵原理，提出生鲜饵料离散式投饵机设计思路，设计以西门子PLC为控制核心，MCGS触摸屏为人机交互界面的自动投饵机。该投饵机设计了适用于生鲜饵料的振动分筛盘实现生鲜饵料逐条抛投，拥有饵料抛投速度、方向、仰角的实时可控的子系统以及多段程投饵模式，实现离散式投饵。投饵机基础性能测试和投饵模式验证试验结果表明，多段程投饵模式可实现纵向抛投距离1.8～8.0 m，横向抛投距离0～3.9 m，抛投面积约26 m2范围内的饵料离散抛投，覆盖81.2 %的8 m×4 m室内养殖池；该投饵机转盘转速小于900 r/min时，平均饵料破碎率低于3.3 %，转速高于900 r/min时饵料破碎率激增，最大有效抛投距离10.5 m。该研究可为今后生鲜饵料投饵机和离散式投喂提供参考。

摘要:为准确快速获得畜禽粪便的接触参数，该研究通过物理堆积试验与仿真方法对猪粪接触参数进行了标定。测定了不同含水率下猪粪的堆积角，建立了含水率与堆积角的回归方程；基于Hertz-Mindlin with JKR球体粘结模型，进行了离散元仿真模拟；采用筛选试验设计（Plackett-Burman Design，P-BD）对10个初始参数进行了筛选，发现JKR（Johnso-Kendall-Roberts）表面能、颗粒间滚动摩擦系数、颗粒间碰撞恢复系数对猪粪堆积角影响显著；并根据响应曲面试验设计（Box-Behnken Design，B-BD）建立了堆积角与显著性参数的二阶回归模型，得到了3个显著性参数值分别为JKR表面能0.03 J/m2、颗粒间滚动摩擦系数0.27、颗粒间碰撞恢复系数0.54；将仿真所得堆积角与物理试验值进行对比验证，相对误差为4.27%。结果表明，该研究提出的标定方法能准确模拟物理堆积试验，可为畜禽粪便接触参数的标定提供参考。

摘要:分蘖期根外追肥是水稻生产的重要田间管理环节，也是水稻生长中的第一个需肥高峰期，追肥效果直接影响分蘖数以及中后期长势。为了探究利用无人机遥感构建施肥量处方图指导农用无人机对分蘖期水稻精准追肥，在保障水稻产量的前提下降低化肥施用量，该研究在水稻分蘖期追肥窗口期，利用无人机遥感诊断与农用无人机精准作业相结合，采用无人机高光谱技术建立水稻分蘖期施肥量处方图，结合农用无人机作业参数对待施肥地块进行栅格划分，确定精准施肥量，并通过农用无人机进行精准施肥。结果表明：利用特征波段选择与特征提取的方式在450～950 nm范围内共提取5个水稻高光谱特征变量用于水稻氮素含量的反演；利用粒子群优化的极限学习机（Particle Swarm Optimization-Extreme Learning Machine，PSO-ELM）构建的水稻氮素含量反演模型效果要好于极限学习机（Extreme Learning Machine，ELM）反演效果，模型决定系数为0.838；结合待追肥区域反演氮素含量（Nr），标准田氮素含量（Nstd）、氮肥浓度（p）、水稻地上生物量（Bstd）、水稻覆盖度（Cstd）、化肥利用率（k）及转化率（u）等构建了农用无人机追肥量决策模型，与对照组相比，利用该研究构建的处方图变量施肥方法使氮肥追施量减少27.34%。研究结果可为寒地水稻分蘖期农用无人机精准变量追肥提供数据与模型基础。

摘要:生物结皮是一种广泛分布于干旱半干旱地区土壤表层的特殊复合体，为揭示其对土壤水汽吸附与凝结过程的影响，该研究通过室内定量水汽吸附试验和野外对水汽凝结的连续观测，对黄土高原典型生物结皮（藻结皮、藻藓混生结皮、藓结皮）与裸沙的水汽吸附和凝结特征进行对比研究。结果表明：生物结皮的覆盖显著提升了表层土壤的水汽吸附能力，其平均水汽吸附量比裸沙高66.7%。不同类型生物结皮水汽吸附能力差异显著，表现为藓结皮最高，混生结皮次之，而藻结皮最低。GAB（Guggenheim-Anderson-de Boer）吸附模型能较好的描述生物结皮土壤水汽吸附与解吸附过程，模拟结果决定系数R2>0.99、均方根误差RMSE<0.001 2 g/g及平均相对偏差百分比E<16.0%；此外，生物结皮加剧了土壤水汽吸附与解吸附曲线之间的滞后效应，其滞后指数平均是裸沙的2.0～2.9倍。水汽凝结结果显示，水汽凝结过程均受气温与相对湿度等气象因子制约，且生物结皮覆盖下表层土壤的水汽凝结和蒸发过程相较于裸沙更为迅速。同时，生物结皮的日均水汽凝结量是裸沙的1.6～1.8倍。综上，干旱和半干旱地区生物结皮覆盖显著提高了表层土壤的水汽吸附能力、并增加了水汽凝结量，对区域表层土壤的水分运动过程产生了重要影响。

摘要:土壤呼吸是全球碳循环的主要流通途径，但半干旱草地土壤呼吸对全球变化和人类干扰的响应机制尚不清楚。该研究以科尔沁沙质草地为研究对象，研究氮沉降增加、人类干扰（火烧、刈割）及其交互作用对沙质草地整个植物生长季（2017年5－9月）土壤呼吸的影响。结果表明，土壤呼吸呈明显的季节动态变化，在7月最高。氮沉降增加使根呼吸显著提高42%，土壤呼吸显著增加17%（P<0.001），但对微生物呼吸无显著影响。火烧使根呼吸显著提高25%（P<0.01），但使微生物呼吸降低13%（P<0.001），从而导致土壤呼吸未显著增加（P>0.05）。刈割显著降低了土壤温度，诱导微生物呼吸和根呼吸分别降低13%（P<0.001）和20%（P<0.05），从而显著抑制土壤呼吸（P<0.001）。氮沉降增强了火烧对土壤呼吸的促进作用，但未显著影响刈割对土壤呼吸的抑制作用。氮沉降、火烧和刈割对土壤呼吸的不同影响可对全球变化背景下沙质草地土壤碳循环的预测和天然草地的科学管理提供参考。

摘要:为了提升规模化农田不同管理分区的玉米产量，实现精准管理，该研究使用相关成分回归法（Correlated Component Regression，CCR），考虑地形因素（高程）、土壤理化性质（砂粒、粉粒、黏粒、容重、土壤含水率、土壤有机碳、全氮、全磷、速效氮、电导率）11个因子，评估规模化农田和聚类分析得到的3个管理区（M1、M2和M3）内产量的限制因子，并在不同分区内建立产量估算模型。模型验证结果表明：未分区的情况下，产量限制因子为土壤粉粒、砂粒、土壤有机碳、土壤含水率、速效氮和全氮，经验证，产量估算模型的决定系数（R2）为0.70，标准均方根误差（Normalized Root Mean Square Error，nRMSE）为0.21。分区后，M1的产量限制因子为土壤粉粒、砂粒、黏粒、速效氮、电导率、全氮和全磷，M2的产量限制因子为土壤粉粒、砂粒和土壤含水率，M3的产量限制因子为高程、土壤砂粒、黏粒和电导率，产量估算模型的精度高（经验证，0.71

摘要:科学合理的灌溉制度是提高灌水利用效率的主要因素。该研究采用HYDRUS-2D模型结合寻优模型相结合的方法，研究新疆核桃滴灌优化制度。利用2018年和2019年定点观测土壤水分数据进行模型率定与验证；利用模型设定128种情景进行模拟研究，分析南疆干旱区滴灌成龄核桃不同灌溉制度下的深层渗漏和水分胁迫。应用模型结合灌溉制度寻优函数探求滴灌条件下成龄核桃各灌溉制度土壤水分通量。结果表明：HYDRUS-2D模型模拟土壤含水率精度较高，R2为83.03%～83.73%，均方根误差在0.016～0.017 cm3/cm3范围。根据模型模拟结果，推荐新疆干旱区核桃滴灌制度为灌水定额35 mm，灌溉11次，灌水周期9 d，灌溉定额385 mm或者灌水定额50 mm，灌溉7次，灌水周期14 d，灌溉定额350 mm，在以上滴灌制度下，可最大限度减少农田水分损失和提高灌水利用效率。该研究可为制定南疆滴灌条件下成龄核桃适宜灌溉制度提供参考。

摘要:生物炭具有比表面积大，吸附力强等特点，该研究尝试在地膜覆盖基础上引入生物炭技术，利用生物炭的保水保肥效应以及固碳培肥效果，解决地膜覆膜带来的土壤地力下降及后期减产问题。2019年通过设置施炭（B）、覆膜（M）、施炭+覆膜（M+B）和对照（CK）共4个处理的大田试验，探究覆膜和生物炭对青海省东部农业区马铃薯生长、耗水特征和产量的影响。结果表明：块茎膨大期和淀粉积累期是植株干物质量增加的主要时期，覆膜在块茎膨大期即有显著的促进效果，生物炭仅在淀粉积累后期和成熟期促进效果显著。施炭和覆膜均能显著提高收获期植株总干物质量，施炭比覆膜的根冠比显著提高。马铃薯苗期耗水量最高，在块茎膨大期以前日均耗水量在3 mm/d以上。覆膜显著增加了作物总耗水量和土壤储水消耗量，总耗水量比对照多出35 mm，施炭和覆膜均显著提高了水分利用效率。施炭和覆膜均能显著提高马铃薯块茎产量（P<0.05），覆膜显著增加了大薯的数量和产量。无论施炭与否，覆膜均显著增产，而施炭仅在不覆膜下显著增产，覆膜增产效应是施炭的2.2倍。覆膜能显著提高马铃薯净收益，但施炭降低了净收益，主要是由于生物炭的成本较高。该研究为青藏高原东部农区马铃薯高产栽培提供科学依据。

摘要:为了探明旱地秋覆膜对春玉米水分和氮肥利用效率的影响，2013-2015年在国家农业环境阜新观测实验站设置了秋覆膜（秋季收获后开始覆膜，AM）、春覆膜（传统生育期覆膜，SM）和不覆膜（NM）3个处理，利用田间观测结合15N同位素示踪的方法，分析秋覆膜栽培春玉米的水分与氮肥利用特征。结果表明，在连续2个较干旱的年份，AM促进了玉米干物质积累，2 a的玉米籽粒产量分别较SM提高了19%和11%，较NM提高了14%和75%，但玉米生物产量与SM无显著差异（P>0.05）；AM在休闲期减少了水分消耗，在播种期土体蓄水量较SM和NM平均多35 mm，并在玉米生育期耗水量较SM和NM多，主要体现在玉米的抽雄期和灌浆期作物耗水量的显著增加（P<0.05）；在2014年，3个处理的玉米籽粒产量和生物产量水分利用效率无显著差异（P>0.05）；在2015年，AM与SM的玉米籽粒产量和生物产量水分利用效率无显著差异（P>0.05），但均显著高于NM（P<0.05），较NM平均提高了60%和65%；AM减少了氮肥损失，同时也较SM减少了土壤中氮肥的残留，显著提高了当季和翌年氮肥利用效率（P<0.05），2 a累计氮肥利用效率达到了50.5%，高于SM和NM，但AM在当季0～100 cm土层中残留的肥料氮显著高于NM（P<0.05）。综合分析认为，在较干旱的年型下，旱地秋覆膜是辽宁西部半干旱区提高春玉米产量和水肥利用效率的一项有效技术措施，如进行氮肥优化施用，可进一步提升该技术在区域农业发展的应用价值。

摘要:为探究生物炭粉包膜处理对尿素缓释效果的影响，该研究以不同粒径稻壳生物炭粉为包膜材料，对尿素颗粒进行不同层数包膜处理，分别制备了3种生物炭包膜尿素缓释肥C_1（0.15 mm生物炭粉包膜）、C_2（内层0.15 mm，外层0.25 mm生物炭粉包膜）和C_3（内层0.15 mm，中层0.25 mm，外层0.425 mm生物炭粉包膜），并对生物炭包膜尿素缓释肥性能及缓释效果进行了分析研究。研究结果表明3种生物炭包膜缓释肥粒径主要分布在2.90～4.80 mm，随着包膜层数的增加，包膜缓释肥粒径随之增大，C_2和C_3粒径显著高于C_1(P<0.05)。C_1、C_2和C_3的抗压强度为20.40～48.00 N，满足工业生产需求。与C_1和C_2相比，C_3颗粒表面较光滑，切面具有致密且孔隙结构丰富的层状结构，吸水倍率最小（1.69），耐水性也显著优于C_1与C_2(P<0.05)，氮元素缓释效果优于C_1与C_2。综上可以看出，3层包膜尿素缓释肥膜壳强度高于单层和双层包膜尿素缓释肥，通过控制不同膜层生物炭的孔隙结构和孔径，减缓水分的渗入及养分的流出过程，缓释效果突出，为生物炭包膜缓释肥的开发应用提供一个新技术路径。

摘要:利用作物生长模型模拟小麦区域生产力，分析气候变化对农业生产的影响是研究粮食安全的热点问题之一。拥有操作方便、计算快速特点的小麦区域生产力模拟系统，可有效提高作物生长模型区域应用能力。该研究在分解小麦生长模型WheatGrow算法基础上，利用Python语言构建了格网化小麦生长模型，实现了基于空间格网数据的小麦区域生产力模拟。验证试验结果表明：模拟产量的均方根误差为1 070 kg/hm2，标准均方根误差小于20%，系统所集成的WheatGrow模型具有较好的预测性；同时，结合格网数据分块构建区域模拟的并行计算策略，优化了区域模拟的性能。在此基础上，采用GIS组件式开发模式，在.NET平台下开发格网化小麦生长模拟预测系统，实现作物生长模型与GIS耦合，为研究区域小麦产量潜力，评估气候变化对小麦生长影响，制定农业决策提供软件工具。

摘要:正确地进行棉花行数的动态计数是保证视觉植保车在田端横移过程中实现准确定位的前提。该研究以植保期间的棉花作物为研究对象，提出通过方向梯度直方图（Histogram of Oriented Gradient，HOG）和支持向量机（Support Vector Machine，SVM）实现棉田的棉花行动态计数方法。为了减少棉花行之间的粘连，以及缺苗和倒伏对棉花行识别造成的影响，设置图像的感兴趣区域（Region of Interest，ROI）；为了减小相机抖动、光照变化以及刮风对动态数行造成的影响，使用HOG-SVM模型在视频序列图像ROI区域内窗口滑动检测，将棉花行和行间背景分别设置正、负样本，通过提取二者HOG特征、多次训练获得SVM分类器参数，固化HOG-SVM模型，再使用非极大值抑制（Non-Maximum Suppression，NMS）进行窗口的归一，通过归一化互相关（Normalized Cross Correlation，NCC）模板匹配实现棉花行的动态跟踪和计数。结果表明，该方法可以准确地对棉花行实现动态计数，有很好的泛化能力，识别率高于90%，平均每帧检测时间为32 ms，满足实际田间作业要求，可作为视觉植保车在地头横移的距离依据。

摘要:中国现行的水稻冠层害虫为害状田间调查方法需要测报人员下田目测为害状发生情况，此种人工调查方法存在客观性差、效率低与劳动强度大等问题。近几年，诸多学者开始利用深度学习方法来识别植物病虫为害状，但大多针对单株或单个叶片上病虫害种类进行识别研究。该研究采集了水稻冠层多丛植株上稻纵卷叶螟和二化螟为害状图像，提出一种改进RetinaNet的水稻冠层害虫为害状自动检测模型。模型中采用ResNeXt101作为特征提取网络，组归一化（Group Normalization，GN）作为归一化方法，改进了特征金字塔网络（Feature Pyramid Network，FPN）结构。改进后的RetinaNet模型对2种害虫为害状区域检测的平均精度均值达到93.76%，为实现水稻害虫为害状智能监测提供了理论依据和技术支持。

摘要:自然通风畜舍通常为大开口建筑，由于开口处的风速和压力分布不均匀，受外界环境影响大，难以确定进风口和出风口的位置，因此，自然通风畜舍通风量的估算值存在很大的不确定度。该研究通过分析通风量关键影响因素、对比不同估算方法结果差异、归纳提高估算准确度的方法，对自然通风畜舍通风理论与通风量估算研究进展进行综述，提出了现有研究的不足和需要进一步完善的内容。自然通风量可以通过压差法、风速法和CFD数值模拟法等直接估算或通过热平衡法、水汽平衡法、CO2平衡法和示踪气体法间接估算。不同通风量测算方法之间的结果差异在10%～300%之间，估算准确度受开口流量系数、风压系数、动物产热量和产湿量、传感器布置位置等因素的影响，同时使用多种方法进行通风量测算有助于评估测算结果的准确度。CO2平衡法在实测中应用最为广泛，测算结果相对稳定，但需要规范测试布点和计算取值方法，提高舍内CO2产生量测算的准确度。水汽平衡法在实测中有一定的应用潜力，也需要提高畜舍水汽产生量的测算准确度，建立动态估算方法。自然通风量尚无准确又无争议的测算方法，现有通风量测算方法更适用于畜舍建筑通风设计，缺乏可以实时、动态调节畜舍通风量或通风口面积的测算方法，生产应用中还需要完善现有方法或建立新的测算方法用以直接、有效地指导自然通风量的调控。

摘要:环境是影响蛋鸡健康与生产性能的关键因素，为对蛋鸡舍环境进行综合性的舒适度评价，该研究将除湿热环境之外的空气环境质量也纳入评价指标体系中，采用模糊数学方法，研究了重要环境参数在规模化蛋鸡舍环境舒适度综合评价中的权重，对舍内温度、湿度、CO2浓度、氨气（NH3）浓度、风速等关键环境参数进行归一化处理，建立了基于多元环境参数的鸡舍综合环境舒适度评价指数（Comprehensive Environmental Index, CEI），并基于LabVIEW软件开发了一套评价系统，可将上述环境参数在雷达图中进行可视化展示，以及对单因素环境参数和环境舒适度进行预警。通过实际使用中鸡舍环境监测数据的分析验证，CEI能够体现舍内整体环境舒适度的变化，对各个时段环境因素间的相互作用做出应答，尤其是温度降低导致空气环境质量影响上升的时段。该研究对于综合评价蛋鸡舍环境条件并进行精准控制，提高环境舒适度，提供了方法支撑。

摘要:为探索低换水量的对虾养殖生产方式，该研究构建了一种简易式工厂化对虾养殖系统，试验组利用自行研发的蛋白分离器和新型集污盘去除系统总悬浮颗粒物和老化微藻，对照组不设置蛋白分离器和集污盘，进行对虾养殖和水质调控试验，结果表明：试验组平均总氨氮浓度、平均亚硝氮浓度、平均TSS（Total Suspended Solids）浓度、平均副溶血弧菌数量分别为（0.4±0.16）、（0.53±0.23）、（68.33±39.72）mg/L和（140±113.83）cfu/mL，显著低于对照组（0.96±0.62）、（1.17±0.59）、（147.14±94.18）mg/L和（661.34±473.96）cfu/mL(P<0.05)；试验组成活率及单位产量分别为82.62%±5.64%和（3.44±0.85）kg/m3，显著高于对照组18.29%±4.63%和（1.09±0.23）kg/m3（P<0.05）。该研究构建的简易式循环水工厂化系统，设置蛋白分离器流量10 m3/h且不间断运行，养殖前45 d不换水、后55 d利用集污盘进行强排污保持日换水量5%的情况下能够有效调控对虾养殖水质。

摘要:容量优化对提高风电-光伏-电池混合发电系统的经济性和可靠性具有重要意义。为进一步提高容量优化的精度，本研究提出了一种基于改进蜂群算法的容量优化方法。首先，在建立组件模型、设计能源管理规则库的基础上，以最小化单位度电成本为目标，以系统缺电率为约束，建立了混合发电系统容量优化模型；其次，通过在蜂群算法雇佣蜂阶段中引入差分进化算子，提出了一种改进蜂群算法的模型求解方法，并通过与蜂群、差分进化算法对比，验证了改进蜂群算法的有效性；最后，分别在不同缺电率要求下优化混合系统容量，得出了单位度电发电成本与缺电率的关系，并通过灵敏度分析，研究了设备价格，气象等因素对单位度电成本的影响。结果表明，在缺电率为3%时，混合系统总投资成本为779 564.26 美元（$）, 其中，光伏、风电、电池及变换器成本分别占总成本的33%、29%、34%和3%，单位度电成本为0.349 447 $/kWh；单位度电成本随缺电率增加而下降且下降速率逐渐降低；单位度电成本在组件价格方面受光伏组件价格影响更明显，在气象方面，受风速均值影响更明显。该研究成果可为科学设计混合系统容量，促进风、光资源互补利用提供科学依据。

摘要:以玉米秸秆炭和玉米秸秆、苹果枝、沼渣、菌渣为原料，在成型压力为6 MPa的条件下，研究了不同混配比例混合燃料的成型特性，并在此基础上探讨了特定混配比例下的混合样品燃烧特性。研究结果表明：农业废弃物质量分数、种类对混合成型燃料稳定性均有影响，农业废弃物占70%比例时混合成型燃料的抗跌碎强度均大于99.50%；玉米秸秆对成型燃料的稳定性影响最为明显，其质量分数大于30%时，成型燃料抗跌碎强度达到99.68%以上，而沼渣和菌渣质量分数大于50%时，其成型燃料的抗跌碎强度分别超过99.11%和99.71%；苹果枝质量分数大于60%，其成型燃料抗跌碎强度超过99.34%；4种成型燃料的能量密度与原料相比分别提高14.93、11.36、11.74、14.53 GJ/m3；堆积密度分别提高792.99、596.92、605.63、820.12 kg/m3。该研究为农业废弃物新型成型燃料的开发提供了基础支撑。

摘要:利用青贮原理将白酒糟和菊芋渣混合进行固态发酵，二者按照不同鲜质量比发酵10、30、60 d时，分别考察营养成分、木质纤维含量和发酵特性的动态变化，并通过高通量测序技术解析发酵微生物菌群多样性。结果表明，当白酒糟和菊芋渣以1.2:1和1:1.5比例发酵时，可溶性碳水化合物含量显著高于其他处理组（P<0.05），中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和木质素含量均显著低于其他处理组（P<0.05），相对饲用价值和生物降解潜力较高。发酵过程中pH值、乳酸和氨氮含量等特性参数均处于优良青贮品质范围，V-score评分均为优等。白酒糟或菊芋渣单独发酵期间主要以变形菌和厚壁菌门细菌为主，混合发酵时则演变为以厚壁菌门、乳杆菌属细菌为主。总之，白酒糟与菊芋渣能通过生化互补特性发挥协同效应实现优质青贮，综合考虑糟渣生物质资源的利用价值和处理效率等因素，实际生产中建议以1.2:1比例混合青贮发酵30 d为宜，可获得良好发酵品质。

摘要:为探索酸化储存粪水对农田的施用效果，采用浓硫酸（H2SO4）酸化前后的粪水和长期储存前后粪水，开展盆栽试验研究酸化储存粪水对土壤养分和作物产量的影响。试验分别设置2个对照组：储存前和储存后的粪水，H2SO4酸化前和酸化后的粪水，每个处理分别设置4组施加量水平（5%、25%、50%和100%稀释比例的粪水）。试验结果表明：对于养殖粪水还田，应严格控制粪水还田比例，不宜施加浓度过高的粪水，宜控制在25%~50%施加量。粪水储存有利于土壤总氮（Total Nitrogen, TN）和总磷（Total Phosphate，TP）的固持，储存后土壤总养分（总氮、总磷和总钾（Total Potassium，TK））增加了11.32%～73.16%，SMS（储存60 d的粪水）（100%）处理产量提高了21.22%；粪水经过H2SO4酸化处理后，对土壤总养分影响变化较大，TN、TP和TK部分处理呈增加的趋势，HMS（25%）处理产量显著提高了27.94%；在H2SO4酸化的基础上储存粪水，土壤TN含量增加十分显著（P<0.05），酸化与储存联合处理减少了粪水TN的损失，对于土壤速效养分的增加有促进作用，尤其对速效N的影响较显著（P<0.05），SHMS（粪水+H2SO4储存60 d）（25%）处理产量提高了13.63%。该研究通过对比分析新鲜粪水、储存粪水、酸化粪水和酸化储存粪水的特性，探讨了畜禽养殖场粪水经酸化储存后的还田应用效果，为粪水还田提供技术支撑。

摘要:为探讨添加不同外源添加剂对黄贮小麦秸秆产甲烷潜力和微生物群落结构的影响，该研究以小麦秸秆为黄贮原料，添加乙酸（3‰ ACE组）和异型发酵乳酸菌复合系（3‰ MI1组，6‰ MI2组），调整含水率至50%，黄贮65 d后，以黄贮小麦秸秆为厌氧发酵原料，探究发酵过程中的指标性质和微生物群落结构。研究发现黄贮预处理后，发酵系统中的初始挥发性有机酸中的乳酸和乙酸增加、甲烷含量增加、可溶性化学需氧量（sCOD）增加。添加了外源添加剂的ACE组、MI1组、MI2组的累积甲烷产量较干黄小麦秸秆（WS组）提高了4.7%～10.6%，而未添加添加剂的CK组的累积甲烷产量较WS组降低了9%。发酵系统中的主要优势细菌为Bacteroidetes、Firmicutes和Proteobacteria，优势古菌为甲烷鬃菌属Methanosaeta，黄贮预处理改变了发酵系统微生物的群落结构，促进了小麦秸秆的甲烷转化，为木质纤维素的沼气转化提供参考。

摘要:国土空间规划是统筹区域资源开发利用和生态保护格局、促进空间治理体系现代化、服务生态文明建设和国家现代化战略的重大举措，国土生态修复是针对区域空间格局失调、资源利用低效、生态功能受损的国土空间进行综合整治与生态修复的活动和过程，是编制和实施国土空间规划的重点内容，生态修复分区则是合理编制国土空间生态修复规划和科学高效开展生态修复的重要前提。通过分析区域国土、生态、经济等主导功能的分区定位与内涵特征，依据“生命共同体理论”、“三生协调理论”、“适宜性管理”等国土空间规划与生态文明建设的基本理论，基于“自上而下”和“自下而上”相结合，提出了基于主导功能型区划的国土空间生态修复分区的思路与方法：1）摸清自然资源本底，完成一级生态功能基础分区；2）评价区域生态功能状况，完成二级生态修复格局分区；3）明确生态修复重点区域，完成三级生态修复模式分区。通过在江西省国土空间生态修复分区进行实践应用，可将江西省生态修复区划分为5个大区，以及24个亚区、70个修复小区，研究可为江西实施生态修复工程和国土空间管治提供决策依据。该方法归纳起来有以下4点特征：一是突出主导功能；二是遵循生态规律；三是适配空间尺度；四是强化上下衔接。研究对于国土空间生态修复规划编制、实施和生态管控具有积极的意义，可为国土空间整体保护、系统修复、综合整治与推进美丽中国建设提供科技支撑。

摘要:研究长时间序列的土地利用时空演变规律，对科学推进黄河流域生态保护和社会经济高质量发展具有重要意义。该研究基于1990、2000、2010和2018年土地利用遥感数据，以具有中游和下游双重属性的黄河流域（河南段）为研究对象，利用土地利用变化指数、弦图（Chord Diagram）可视化模型及重心迁移模型，探讨了近30年黄河流域（河南段）土地覆被变化的流量、流向、多样性程度及政策启示。结果表明：1）粮食保障用地（约55%）和生产生活用地（约10%）主要分布在平原地带，生态保育用地（约35%）主要集中在海拔较高的山地。2）1990－2018年间旱地的流出和流入行为均体现出显著的主导性，水田、水域和草地以流出行为为主导，城镇用地、农村居民点和其他建设用地以流入行为为主导。3）中心城市的土地利用变化在整个时期内具有明显的区域带动效应。4）粮食保障用地和生态保育用地的重心均向西迁移且面积呈减少趋势，说明下游平原地带的优质耕地减少且生态系统服务功能在逐步减弱；生产生活用地面积逐年增加，城镇用地重心向东迁移表明下游各城镇的社会经济发展逐渐活跃，农村居民点和其他建设用地重心向西迁移表明中游的人口规模逐渐增大。

摘要:草莓果实柔软，采收贮运过程中极易腐烂变质，贮藏保鲜效果很差。为延长草莓贮藏保鲜期，该文研究了冷藏条件下不同压力氮气对草莓采后生理及贮藏品质的影响。以"甜查理"草莓为试材，分别在200 kPa空气、150 kPa氮气（14%O2+85.3%N2+0.021%CO2）、200 kPa氮气（10.5%O2+89%N2+0.016%CO2）、250 kPa氮气（8.4%O2+91.2%N2+ 0.012%CO2）和常压氮气（10.5%O2+89%N2+0.016%CO2）条件下贮藏，以未充氮气未加压作对照，所有处理均在0～1 ℃、相对湿度85%～90%的冷库中贮藏。定期测定相关品质和生理指标，探讨不同压力氮气处理对草莓采后生理及贮藏品质的影响。结果表明：加压氮气处理可以不同程度减缓失重率的上升，减缓果实硬度、可滴定酸含量、原果胶含量的下降，维持低水平的呼吸强度。与其他处理相比，200 kPa氮气处理可以保持草莓较高的可溶性固形物、还原糖、抗坏血酸和总酚含量，对DPPH自由基有较好的清除力，延缓丙二醛累积，降低果实细胞膜相对渗透率上升，维持较高的超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, SOD）和过氧化氢酶（Catalase, CAT）活性。研究结果：温度为0~1℃、相对湿度为85%～90%结合200 kPa氮气加压处理草莓，可以延缓果实衰老，保持良好品质，草莓贮藏期可达25 d，好果率为80%，贮后色香味形俱佳，为延长草莓保鲜期，提高贮藏品质提供参考。

摘要:为评价超微粉碎对青稞麸皮多酚、体外抗氧化活性和淀粉消化酶抑制活性的影响。该研究制备了3种粒径分别为335.94、72.52、22.69 µm的青稞麸皮粉体，对3种粉体的多酚、黄酮含量及其组成、体外抗氧化活性与淀粉消化酶活性抑制率进行测定。结果表明：与粗粉相比，2种微粉的多酚（游离酚、结合酚）、黄酮和总酚含量均显著高于粗粉（P<0.05）且粒径越小，含量越高；青稞麸皮粉共检出19种酚酸，其中游离酚以阿魏酸和藜芦酸为主，结合酚以阿魏酸和苯甲酸为主；随着粒径的减小，粉体多酚提取物的抗氧化活性（DPPH•自由基清除能力、FRAP还原能力、ABTS+•自由基清除能力）及对α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制率均显著增强（P<0.05）；粉体多酚组成及含量与体外抗氧化活性及淀粉消化酶活性抑制率存在一定的相关性。相关分析结果表明：青稞麸皮游离酚提取物中2,4-二羟基苯甲酸、藜芦酸是清除DPPH•自由基、抑制α-葡萄糖苷酶活性的主要贡献物质，阿魏酸是抑制α-葡萄糖苷酶及α-淀粉酶活性的主要物质；结合酚提取物中2,4-二羟基苯甲酸是抑制α-淀粉酶活性的主要物质。该结果显示超微粉碎一定程度上可提高青稞麸皮中多酚含量、体外抗氧化活性及淀粉消化酶抑制率，可作为青稞麸皮食品的一种有效前处理加工手段。

摘要:为揭示小麦粉面团形成过程水分状态和比例、面团结构的变化，以及这种变化与粉质仪和拉伸仪表征的质量特性之间的关系；认识面团形成过程表征筋力强弱的物质基础和变化机理。选用中筋（宁春4号）和强筋（师栾02-1）小麦品种为试验材料，利用低场核磁共振技术测定粉质仪和面过程、拉伸仪醒发拉伸过程不同时间点面团水分状态和比例的变化；利用红外显微成像技术分析面团形成过程不同取样点蛋白质和淀粉的分布及结构变化。结果表明，面粉原料中主要为弱结合水。面粉在粉质仪加水搅拌形成面团后，水分状态和比例发生显著变化，面团中的水可以分为强结合水（T21）、弱结合水（T22）和自由水（T23）。面团搅拌形成过程中，中筋小麦品种宁春4号面团中的强结合水比例显著降低；师栾02-1的强结合水的弛豫时间在和面终点消失，弱结合水的弛豫时间显著延长，而自由水的比例显著增加（P＜0.05）。强筋小麦粉强结合水的保持时间较长。拉伸过程加盐和不加盐对同一取样点、同一种水分状态之间的水分弛豫时间和比例无显著影响；宁春4号自由水的弛豫时间在加盐和不加盐处理时都显著缩短（P＜0.05）。湿面筋含量高、筋力较强面团的蛋白质网络结构致密。粉质仪和面过程强结合水和弱结合水弛豫时间和比例的变化，与面筋含量和强度有关。该结论可为面制品加工过程和面工艺选择与优化等方面提供一定的理论参考。

摘要:筒仓储料的特征高度是Janssen公式中影响筒仓储料压力计算准确性的重要参数，为了进一步缩小筒仓储料压力的理论值与真实值之间的偏差，该研究对筒仓储料的特征高度进行试验研究。该研究利用筒仓储料压力综合试验装置，对小麦储料堆的底部竖向压力和仓壁总摩擦力进行测量，并根据储料堆的底部竖向压力和仓壁总摩擦力与特征高度之间的关系计算得到特征高度的值。研究了整个储料堆的特征高度与储料填充高度的关系，探讨了储料堆内部的特征高度与填充高度的关系以及储料堆内部的特征高度的分布规律。得到如下结论： 1）筒仓储料堆的特征高度的试验值大于Janssen理论值。2）储料堆的底部竖向压力的测试值大于Janssen理论值，筒仓仓壁总摩擦力的测试值小于Janssen理论值。3）对于筒仓整个储料堆的特征高度λ，当高径比H/D < 0.9时，随着储料填充高度的增加而逐渐减小；当高径比H/D≥0.9时，特征高度λ值几乎保持不变。4）对于储料堆中不同半径实心圆柱的特征高度，当高径比H/D<0.9时，均随着储料填充高度的增加而逐渐减小；当高径比H/D≥0.9时，随着储料填充高度的增加，半径最大的圆柱（即整个储料堆）的特征高度几乎保持不变，其余圆柱的特征高度以不同速率呈非线性逐渐减小并趋于相等。5）储料堆中不同半径实心圆柱的特征高度基本随着圆柱半径的增大而减小。该研究为Janssen公式中储料特征高度的确定提供一种试验方法，使Janssen公式能够用于筒仓储料压力的精确计算。

摘要:随着科学技术的发展，低场核磁共振（Low Field Nuclear Magnetic Resonance, LF-NMR）横向弛豫时间（Transverse Relaxation Time, T2）反演谱检测技术越来越多的被应用于农业，但当前对T2反演谱的解译尚停留在水分相态分布层面。为探索从物质成分角度对种子T2反演谱进行解译的新方法，该研究以银杏种子为对象，利用低场核磁共振技术检测并对比银杏鲜种、种子粉末及其主要成分试样的T2反演谱，分析各信号峰的形成机理，并以此为依据对其在种子萌发过程中的变化进行解译。研究结果表明：淀粉与蛋白质混合试样T2反演谱的峰T21、T22、T23以及淀粉与油脂混合试样的峰T24在峰顶时间上和种子粉末试样相对应信号峰完全一致；在物质成分及配比完全相同的情况下，种子粉末试样T2反演谱的峰T21～T24的峰顶时间较鲜种分别相差12.98%、32.21%、13.02%、0%，T21、T22峰比例较鲜种分别偏少41.72%、29.33%，T23峰比例偏多92.26%，T24峰比例偏少91.71%，说明种子组织结构会对其内部水分的弛豫时间和相态分布比例造成一定影响。仅从物质成分角度考虑，种子内水分的弛豫时间主要在淀粉、蛋白质的影响下表现为T21、T22、T23，在淀粉和油脂的影响下表现为T24。由此认为峰T21、T22主要为吸附在淀粉和蛋白质上相态不同的结合水的信号，峰T23为主要被淀粉和蛋白质束缚后产生的半结合水的信号，峰T24主要为种子中自由水的信号（少量源自油脂）。此外，种子即将裂壳时将形成T2a（峰顶时间在10 ms左右）、T2b（峰顶时间＞1 000 ms）2个新信号峰，可作为预示种子萌发状态即将发生重要变化的"预兆峰"。提出的从化学组分及核磁检测原理角度对银杏种子萌发过程T2反演谱进行解译的新途径，可为基于LF-NMR方法对种子萌发过程中化学组分变化进行活体分析提供参考。