摘要:农业机器人是一种新型的多功能农业机械。农业机器人的广泛应用，改变了传统的农业生产方式，提高了劳动生产率，促进了现代农业的发展，具有先进人工智能（AI）技能和内置分析体系的农业机器人正被广泛应用于各种场合，如耕作机器人、嫁接机器人、农药喷洒机器人、采摘机器人、温室作业机器人等。为全面、深入了解中国农业机器人的发展现状和趋势，反映农业机器人发展过程中存在的问题及技术难点，明确行业未来发展趋势，本刊特策划“农业智能机器人”专题，共刊发6篇相关研究成果报道。 赵春江院士团队对存在重叠访问域的多臂协同采摘机器人任务规划进行分析，将多机械臂协同作业任务规划问题归纳为异步重叠访问域的多旅行商问题，并给出了基于遗传算法的优化求解方法。该方法能够协调规划多臂采摘机器人系统的作业任务，确保各个机械臂避免发生冲突，以较短时间遍历所有目标果实，作业效率大幅提高，可为其他多机械臂采摘机器人任务规划提供参考。兰玉彬院士团队基于分区思想，自适应改变交叉概率与变异概率增强了算法的寻优能力，应用混合粒子群算法的交叉操作提高了算法的收敛速度，通过改进路径搜索规则，实现了异质机器人群的全区域覆盖，对农业机器人群协同作业具有重要参考意义。靳航嘉等设计了可行驶灵活的螺旋驱动式粮面行走机构，通过对螺旋驱动轮与粮面相互作用关系分析，确定其行驶控制方法并开发了控制系统，可实现机器人在粮面上前进、后退、旋转和差速转向行驶，对开发该领域机器人有一定参考价值。陈子文等设计了一种气动吸-夹一体式类球形果实无损采摘机械手，实现了吸盘回拉和夹持爪闭合两个动作由单一主动气缸驱动并完成顺序运动，获得了机械手的相关结构参数，具有较好的采摘效果，对实现水果自动化采摘具有重要参考。蔡舒平等对已有目标检测网络进行改进，提出一种基于改进型YOLOv4的果园障碍物实时检测方法，分别对检测速度和密集目标的检测能力进行优化，提升了模型的现实表现，增强了果园作业机器人障碍物识别的准确性与实时性，具有一定的实际应用价值和参考意义。高可可等提出一种采用高分子材料制作的固定式割胶机器人，提出一种先扫描后切割的割胶控制方式。利用超声波传感器预先扫描树围，通过建立测量误差控制模型得到刀尖与树皮的距离，利用PID控制算法控制刀具进给量。论文研究结果对控制割胶机器人的割胶误差及节省电能、促进橡胶割胶作业自动化有一定的借鉴价值。 本专题集中刊发的6篇系列文章，分别来自北京市农林科学院北京农业智能装备技术研究中心、山东理工大学、吉林大学、江苏大学、西南大学、北京信息科技大学等机构，源于国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省重点研发计划项目、重庆市技术创新与应用发展专项重点项目、江苏省重点研发计划、江苏省自然科学基金等的研究成果，从理论研究到实用技术，具有创新性和实用性，对促进国内农业机器人事业发展和未来智慧农业的发展与实现具有重要的理论和现实意义。

摘要:为提高矮化密植果园多机械臂采摘机器人的协同作业效率，该研究对存在重叠访问域的多臂协同采摘机器人任务规划进行分析，将多臂协同任务规划问题归纳为异步重叠访问域的多旅行商问题，给出了基于遗传算法的优化求解方法。试验结果表明：该研究所提任务规划算法在求解4个机械臂采摘43和90颗果实的任务规划问题时，分别在500和2 000次迭代后收敛，相比于随机遍历算法，作业遍历时长可缩短40.97%和54.98%；采摘90颗果实，单机械臂的遍历时长约为该方法的4.28倍；采摘3种不同分布条件下的28颗果实，相比于顺序规划法和随机遍历法，该方法的作业遍历时长分别缩短10.69%和27.18%、20.45%和23.33%以及12.94%和21.69%。综上，基于遗传算法的任务规划方法能够协调规划多臂采摘机器人系统的作业任务，确保各个机械臂避免发生冲突，以较短时间遍历所有目标果实，提升作业效率。研究结果可为其他多机械臂采摘机器人任务规划提供参考。

摘要:为合理分配农业机器人群协同作业中各机器人的工作量与工作区域，提高机器人群协同作业的整体效能与工作效率，该研究提出一种复杂环境下异质农业机器人群的任务分配及全区域覆盖策略。在考虑农业机器人异质性的基础上，以机器人团队整体效能最优为目标进行任务分配并确定各机器人的工作量。根据农场实际工作环境建立一级分区的概念，在栅格化环境建模与障碍物膨胀处理的基础上，在一级分区内部建立二级分区的栅格分区和分区合并规则，简化农田中的复杂工作环境；将遗传算法与混合粒子群算法相结合改进遗传算法交叉操作，建立遗传算法染色体种群多样性的概念，并综合考虑遗传算法染色体适应度值的差异以及种群多样性阶段设置自适应交叉变异概率，继而利用改进的遗传算法解决深度优先搜索算法在一级分区与二级分区间的遍历顺序问题；设置深度优先搜索算法在二级分区内的路径搜索规则，并在栅格图内遍历的同时根据各机器人的工作量分配其工作区域，设置机器人在其工作区域中的遍历规则，实现机器人群对农田的全区域覆盖。仿真试验结果表明，改进的遗传算法所得到的遍历各分区的路径长度与收敛迭代次数较传统遗传算法分别减少了2.8%与69.5%，较模拟退火算法分别减少了9.3%与19.0%；包含3、5、7、9和11个障碍物的5幅环境地图中，机器人群遍历工作区域的总面积重复率分别为6.3%、8.9%、16.7%、21.7%和23.4%。在4种面积相等的异形农田中设置相同数量的障碍物进行验证试验，结果表明，机器人群总遍历面积重复率分别为16.7%、13.1%、11.9%和6.7%。机器人群协同作业场地试验结果表明，4个试验机器人均可在规定的时间要求（25 min）内完成各自工作量，遍历面积重复率分别为5.77%、4.14%、6.75%和4.85%。研究结果可为复杂环境下农业机器人群协同作业策略提供理论支撑。

摘要:目前粮仓管理中的粮面平整、施药、翻倒等作业主要靠人工完成，存在成本高、费时费力、工作环境差等缺点，且因粮面松软，现有粮面行驶机构存在易下陷、易倾覆和行驶不便的问题，亟需开发粮面行驶能力较强的机构为粮面作业提供移动平台。为此，该研究设计了一种螺旋驱动式粮仓粮面行走机构，主要由2个旋向相反的螺旋驱动轮组成。通过对螺旋驱动轮与粮面相互作用关系的分析，确定了机构的行驶控制方法并开发了相应的控制系统，可实现在粮面上前进、后退、旋转和差速转向行驶。试制了小型样机并对机构在不同驱动轮转速和转向组合下进行粮面行驶试验，试验结果表明：该行走机构粮面通行能力较强，行驶过程平稳；螺旋驱动轮转速为0.33、1.06、1.72和1.92 r/s时，行走机构的直线行驶速度分别为0.07、0.22、0.34和0.37 m/s，旋转行驶转速分别为0.10、0.24、0.39和0.53 r/s；直线行驶速度和旋转行驶速度均与驱动轮转速成正比例关系，比例系数分别约为0.197和0.251，拟合决定系数分别为0.999 5和0.993 3，线性相关性较高；在试验转速范围内，直线行驶时随着驱动轮转速的增大，滑转率逐渐增大，下陷深度逐渐减小；直线行驶速度越低，沉陷量越大，最大沉陷量70 mm，为浮筒直径的63.64%，滑转率均较小，最大滑转率约为2.49%，说明该机器人具有较好的粮面通行性。结果可为螺旋驱动式粮面行驶机器人的结构设计及其控制系统研发提供参考。

摘要:为实现类球形果实采收过程中稳定夹持和无损采摘，该研究以番茄为研究对象，设计了一款全气动吸-夹一体式无损采摘末端执行器。首先设计空间多连杆三爪机构，采用3个夹持爪单元空间轴向均布的方式构成空间多连杆末端执行器主体机构，实现中心吸盘回拉果实和夹持爪夹持果实两个动作由单一主动气缸驱动并实现顺序动作；其次，建立末端执行器夹持爪单元的数学模型，并确定满足夹持爪尖端张开最大范围156 mm和吸盘回拉移动最大距离38.7 mm条件下的末端执行器结构参数，通过ADAMS软件对其进行运动学和动力学仿真分析，获得各部件间运动速度和加速度的相对关系，以及夹持力与气动系统压力和果实尺寸的关系。最后，设计并搭建具有压力负反馈和气压连续调节功能的电气伺服控制系统，通过分析果实在拉动和转动两种情况的滑移试验，提出基于动态标准差波动上升节点的双阈值滑移判别算法和基于滑移判据及损伤极限压力的无损采摘控制策略。204个不同尺寸番茄果实的实地采摘试验表明，末端执行器采摘成功率为96.03%，采摘过程耗时5 s，采摘过程中的直接损伤率为1.58%，72 h褐变率为1.76%。结果表明该采摘末端执行器具有较好的采摘效果，可满足实际工作需求。

摘要:针对农业机器人在复杂的果园环境中作业时需要精确快速识别障碍物的问题，该研究提出了一种改进型的YOLOv4目标检测模型对果园障碍物进行分类和识别。为了减少改进后模型的参数数量并提升检测速度，该研究使用了深度可分离卷积代替模型中原有的标准卷积，并将主干网络CSP-Darknet中的残差组件（Residual Unit）改进为逆残差组件（Inverted Residual Unit）。此外，为了进一步增强模型对目标密集区域的检测能力，使用了软性非极大值抑制（Soft DIoU-Non-Maximum Suppression，Soft-DIoU-NMS）算法。为了验证该研究所提方法的有效性，选取果园中常见的3种障碍物作为检测对象制作图像数据集，在Tensorflow深度学习框架上训练模型。然后将测试图片输入训练好的模型中检测不同距离下的目标障碍物，并在同一评价指标下，将该模型的测试结果与改进前YOLOv4模型的测试结果进行评价对比。试验结果表明，改进后的YOLOv4果园障碍物检测模型的平均准确率和召回率分别为96.92%和91.43%，视频流检测速度为58.5帧/s，相比于原模型，改进后的模型在不损失精度的情况下，将模型大小压缩了75%，检测速度提高了29.4%。且改进后的模型具有鲁棒性强、实时性更好、轻量化的优点，能够更好地实现果园环境下障碍物的检测，为果园智能机器人的避障提供了有力的保障。

摘要:针对固定式自动割胶设备成本高、质量大和割胶精度低等问题，该研究提出一种采用高分子材料制作的固定式割胶机器人，提出一种先扫描后切割的割胶控制方式。利用超声波传感器预先扫描树围，通过建立测量误差控制模型得到刀尖与树皮的距离，利用PID控制算法控制刀具进给量。为减少进退刀次数和降低电机功率损耗，根据橡胶树皮结构和割胶技术规程，将切割深度从5.5 mm调整为5.2～5.8 mm，并进行试验验证。结果表明：固定式割胶机器人割胶时螺旋角为25°～30°，其控制方式可保证刀尖到达目标位置，且1次走刀即可完成割胶工作，有效切割时间仅为22 s，相比于传统人工割胶（需多次走刀，有效切割时间为1 min），该割胶机器人的割胶效率提高了63%，可实现快速精准割胶。在固定的切割深度范围内作业时，进退刀次数减少36%；刀具电流变化幅度最大减小4.11%。该研究设计的固定式割胶机器人及控制方式不损伤橡胶树，可替代人工作业，提高割胶效率，具有一定的推广应用价值。

摘要:为满足油菜穴盘育苗移栽作业要求，解决油菜机械化种植茬口紧张难题，该研究设计了一种气吸滚筒式穴盘育苗精密排种器，利用光电传感器和正压投种机构实现同步整排投种。阐述了排种器基本结构与工作原理，对关键部件结构进行设计，应用Fluent软件模拟分析了3种不同正压进气孔间距条件下滚筒内壁和吸种孔与正压气室的流场特征；采用二次旋转正交组合试验方法，对排种器作业性能的主要影响因素（吸种负压、投种正压和吸种孔直径）与播种指标（单粒合格指数、漏播指数和重播指数）的关系进行研究，分析了各因素及其交互作用对各指标的影响规律，并采用多目标优化方法进行参数优化；在优化参数条件下，设定排种器生产率分别为600、700和800盘/h时，对3个品种油菜种子和1个蔬菜种子（茄子）进行排种性能试验。结果表明：当正压进气孔间距为144 mm时，整个正压气室无回流情况，各吸种孔处气流速度相对均匀；影响单粒合格指数的因素主次顺序为投种正压、吸种孔直径和吸种负压，最优参数组合为吸种负压3.73 kPa，投种正压0.23 MPa，吸种孔直径1.28 mm，此时单粒合格指数、漏播指数和重播指数分别为95.13%、2.80%和2.07%。生产率为600～800盘/h时，油菜种子的单粒合格指数均高于93%，漏播指数和重播指数均小于5%；茄子的单粒合格指数高于90%，漏播指数和重播指数均低于5%。该排种器的排种性能适应性较好且精准高效，能够满足油菜及部分蔬菜穴盘育苗播种作业要求。研究结果可为油菜等穴盘育苗播种机研发提供参考。

摘要:在饲料生产过程中，目前主要依靠人工获取粉碎原料样本，通过感官或标准筛识别样本的粒度，从而判定粉碎机筛网是否破损。为了实现粉碎机筛网破损在线自动识别，该研究设计了一种自动取样机构，应用机器视觉技术，搭建了粉碎机筛网破损在线自动识别系统。该系统主要由取样机构、筛分机构及图像采集机构等组成，采用西门子S7-200PLC可编程控制器实现装置的自动控制，其中取样机构用于在线自动获取饲料样本，筛分机构实现样本中细粉的剔除，图像采集机构采集剔除细粉后的颗粒图像，建立样本图像数据集。使用Python进行图像处理，以样本图像中大颗粒的平均等效投影圆直径和平均最小外接矩形面积作为特征参数，分别运用阈值法、K近邻法和径向基函数支持向量机建立筛网破损识别模型。结果表明，当将2个特征参数同时输入K近邻法模型且临近值个数k为3时，模型对孔径1.0和2.0 mm的筛网是否破损的测试集识别正确率最高分别为94%和96%。该研究设计的粉碎机筛网破损在线自动识别装置可以实现粉碎机筛网破损在线自动识别，为粉碎机筛网破损在线自动识别提供了新的方法和技术支撑。

摘要:为探究牵引式山地果园运输机驱动绳轮系统的摩擦磨损机理，该研究首先利用Adams软件建立绳轮系统模型，在各因素水平允许范围内进行单因素试验，再进行台架试验分析不同因素对绳轮接触处摩擦磨损的影响。仿真模型计算结果表明，从连接负载端开始，各完整缠绕圈所在槽道受到的摩擦力沿钢丝绳方向呈现逐渐减小趋势，与多槽轮的磨损形貌分析结果一致，且槽道上容易发生的失效形式为塑性变形和微动磨损。单因素试验结果显示，圈数从2/3增加到4/5，受力最大处摩擦力减小48.66 %，各槽道受力标准差由102.97 N减小到46.53 N，受力更加均衡；多槽轮中心距越小或轮径越大，各完整缠绕圈的槽道受力越均衡；同一多槽轮上的槽距和槽壁角度对摩擦的影响很小。台架正交试验的多槽轮磨损率分析结果表明，较大的中心距，较小的预紧力，较多的圈数可以缓解磨损。研究结果可为后续对驱动绳轮系统的优化提供参考。

摘要:中耕培土作业质量对防旱保墒、促进玉米植株生长有重要影响，合理的结构及作业参数可有效改善玉米的生长环境。针对传统中耕培土器碎土率较低、培土高度不佳的问题，该研究对曲翼中耕培土装置（以下简称曲翼培土装置）曲翼结构及其关键作业参数进行优化。首先对阻力监测系统进行改进并通过土槽试验对其可靠性进行验证；再基于装置关键部件与结构理论分析，以工作速度、曲翼夹角和入土深度为因素，培土高度和碎土率为指标进行Box-Behnken试验设计，利用Design-Expert 8.0.6软件对数据进行方差与响应面分析，建立试验因素与指标之间的回归模型，采用多指标优化法确定因素最优参数组合并进行试验验证。田间试验表明，曲翼培土装置的最优参数组合：工作速度为7.64 km/h、曲翼夹角为61°、入土深度为152 mm。在最优参数条件下进行验证试验，结果表明培土高度及碎土率分别为62.13 mm、86.78%，与预测值对比分析表明，回归模型可靠性良好。研究结果可为中耕培土装置优化、培土作业质量提高提供理论参考与技术支撑。

摘要:当前残膜回收机作业后的膜杂混合物因地膜与棉秆缠绕打结严重，含杂率高，造成回收后的地膜再利用率低和环境二次污染。该研究在分析物料属性和水洗分离理论的基础上，提出了以液相水为介质实现固相地膜和固相杂质分离方案，在二维平面内以地膜与棉秆驰豫时间差和最大垂向位移差为响应指标，录像分析为载体，在自制的地膜与棉秆悬浮水力特性试验台采用控制变量法开展外部流场和地膜与棉秆物料属性的单因素试验和正交试验，建立影响因素与响应指标之间的多元拟合回归方程，获得最优参数组合并进行试验验证。结果表明：影响地膜与棉秆分离显著性因素为叶轮转速、地膜面积和棉秆长径比；最优参数组合为叶轮转速202 r/min，地膜面积为1 271.4 mm2，棉秆长径比为13，相对应的地膜与棉秆驰豫时间差和最大垂向位移差预测值分别为4.20 s和22.1 cm，最优组合参数试验下的平均值分别为4.34 s和21.2 cm，与预测值的相对误差为3.23%和4.25%，寻优参数可信。试验录像分析表明，地膜与棉秆沉降聚集行为是水平稳定取向姿态和竖直运动取向姿态相互转换的过程，且运动轨迹都是以叶轮轴为中心的一组同心圆；相较于棉秆，地膜对水介质作用力响应周期更长，且在三维空间内有明显翻转现象。该研究结果可为膜杂分离技术的改进和机械装置的研制提供理论基础和科学依据，亦可为秸秆粉碎和薄膜撕碎工艺参数优化提供参考。

摘要:为探究施肥多因子耦合对黄瓜产量、品质、肥料利用率等方面的综合调控，获取适宜的基质栽培营养液配方。以'博耐526'黄瓜为试材，通过四因素（N、K、Ca、Mg）五水平（1/2）二次正交旋转组合设计，共23个处理，利用四元二次回归分析建立了N、K、Ca、Mg对黄瓜产量品质综合评分的回归模型，分析了双因素与三因素耦合效应对黄瓜产量品质综合评分的影响。结果表明，各因素对黄瓜产量品质综合评分的影响程度由大到小依次为氮、钾、钙、镁，黄瓜产量品质综合评分随各因素的增加均呈现先增加后减小的趋势。N-K和N-Ca的耦合效应显著（P<0.05），而其余因素耦合效应不显著（P>0.05）；N-K耦合效应对黄瓜产量和品质综合得分的影响为负，而N-Ca耦合效应为正。同时建立了黄瓜产量品质综合评分、氮、钾和钙利用率的多目标优化模型，利用遗传算法对该模型进行模拟寻优，得到优化的氮，钾，钙和镁浓度分别为14.83、6.89、3.55和4.17 mmol/L。在此条件下，黄瓜的单株产量、可溶性蛋白、维生素C和可溶性总糖含量分别比山崎黄瓜专用配方处理显着提高了21.07%，40.91%，53.33%和11.48%，有机酸和硝酸盐含量比山崎黄瓜专用配方处理显著降低，此结果可为基质栽培黄瓜高产优质和营养液科学管理提供指导依据。

摘要:不同土壤类型的理化性质和光谱性质存在差异，以往研究多以高光谱反射率或光谱吸收特征建立模型，输入变量类型结构单一，往往导致土壤有机质（Soil Organic Matter，SOM）预测模型的精度不高。为提高SOM高光谱预测模型精度，该研究以黑龙江省海伦市为研究区，将不同类型土壤分别以竞争自适应重加权采样（Competitive Adaptive Reweighted Sampling，CARS）筛选的特征波段、数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）数据和光谱指数作为输入变量，结合随机森林（Random Forest，RF）算法建立SOM预测模型。结果表明：1）通过CARS算法筛选后，各土壤类型特征波段压缩至全波段数目的16%以下，在很大程度上降低土壤高光谱变量维度和计算复杂程度，从而提高了模型的预测能力，说明CARS算法在提取特征关键波段变量、优化模型结构方面起到重要作用；2）不同类型土壤的SOM预测精度存在差异，沼泽土的预测精度最高为0.768，性能与四分位间隔距离的比率（Ratio of Performance to InterQuartile distance，RPIQ）为3.568；黑土次之，草甸土的预测精度最低，仅0.674，RPIQ为1.848。3类土壤的RPIQ均达到1.8以上，模型具有较好的预测能力；3）局部回归预测精度最优，验证集的调整后决定系数为0.777，均方根误差（Root Mean Square Error，RMSE）为0.581%，模型验证RPIQ为2.689，模型稳定性高。该试验筛选的预测因子通过RF模型可实现SOM含量的快速预测，简化了传统复杂的程序，可为中尺度区域不同类型土壤的SOM预测提供依据，为输入量的选择提供参考。

摘要:骤发干旱是近年来全球不同地区频繁发生的极端事件，与缓慢干旱相比，其爆发异常迅速，严重威胁粮食农业安全和生态环境健康。为探究骤发与缓慢干旱的时空特征，该研究基于再分析产品土壤含水率数据，提取中国1979－2018年干旱事件及旱情开始阶段历时，分析骤发干旱与缓慢干旱在发生频次、影响范围上的差异，并以典型干旱事件为例，探讨二者的联系。结果表明：1）总体上，中国干旱事件呈长历时、大范围的发展趋势；2）旱情开始阶段的分析表明，中国南方地区开始历时总体比北方偏短，典型骤旱事件主要集中在内蒙古中东部、西南地区、珠江上游以及长江下游；缓慢干旱则主要集中在西北、新疆地区，并且其覆盖范围在2005年以后增幅明显；3）近10年2场典型干旱事件的时空演变轨迹表明，骤发干旱与缓慢干旱在旱情演进过程中无明显界限，二者既可以独立存在，也可能相伴发生。该研究可为认识干旱形成机理以及旱情监测技术的发展提供参考。

摘要:开采利用可再生能源，是未来区域可持续发展的重要支撑途径。风能作为一种有活力且经济效益更高的可再生能源，具有多种利用方式，风力提水技术便是其中之一。该研究通过对2000～2014年南疆地区风速及降水数据进行分析，采用两参数威布尔分布模型对南疆的风能资源进行评估。通过作物的蒸散发及有效降雨量计算南疆灌溉需水量，以探寻风能资源和灌溉需水量的时空分布及其变化规律。南疆地区平均风功率密度4月最大（25.14 W/m2），灌溉需水量与风功率的季节分布不匹配，最大出现在8月（9.02亿m3）。通过统计南疆5个地（州）的风力提水总量，计算其占非自流灌溉区内灌溉需水量的比例，进而得出克州最适宜建设风力提水工程，其风力提水满足率达68% 以上。相应的风力提水潜力评估结果，为南疆农业节水灌溉和可持续发展提供一定的决策参考。

摘要:为研究膜下滴灌暗管排水条件下棉田土壤盐分变化规律，该研究基于新疆122团盐碱地暗管排水试验，通过膜下滴灌淋洗，监测0～200 cm土层土壤盐分变化，并应用HYDRUS-2D数值模型，模拟分析了暗管排水条件下，盐渍化棉田在2013和2014年生育周期内和秋季返盐阶段土壤盐分变化情况。结果表明：模拟值与实测值之间吻合度较高，模型可用于预测盐碱地土壤层剖面盐分含量变化。模拟结果显示，棉花生育期内滴灌条件下，盐分持续下降；棉花收获后土壤表层开始返盐；2013和2014年棉花吐絮期土壤含盐量与初始含盐量相比，在膜下，0～80 cm土层平均脱盐率分别达到了41.11%和55.56%；膜下及膜间，0～80 cm土层平均脱盐率分别达到了14.05%和17.88%；棉花收获后，土壤表层返盐明显，但与初始含盐量相比仍较低，0～80 cm土体盐分分别平均下降了5.55%和10.15%，0～200 cm土体盐分分别平均下降了2.58%和4.96%，说明暗管控制条件下，使用滴灌淋洗和暗管排盐的模式，土体内的盐分总量呈现降低趋势。研究可为西北内陆干旱区暗管排盐技术和膜下滴灌的推广和应用提供理论支撑和科学指导。

摘要:为探讨西宁盆地黄土区边坡在荷载条件下植物根系对边坡稳定性的影响，该项研究以西宁盆地西山长岭沟流域为试验区，在自建边坡上种植草本植物垂穗披碱草（Elymus nutans）和灌木植物柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii），通过在边坡坡顶施加载荷，边坡坡面布设位移计与土压力盒的方式，监测荷载条件下边坡坡面土体位移与土压力变化；在此基础上，对边坡植被根-土复合体开展剪切试验，分析荷载条件下边坡坡面不同位置处根-土复合体抗剪强度及其变化特征。试验结果表明：在坡顶荷载条件下，在边坡相同位置处的根-土复合体粘聚力c值均大于施加载荷前；3种植物边坡的根-土复合体粘聚力c值均大于相同条件的未种植素土边坡；在荷载条件下，组合植被边坡的坡面土体位移量显著小于单一植被边坡和素土边坡，组合植被边坡在竖直和水平方向的位移量与草本植被边坡相比减小1.60～1.77 mm，与灌木植被边坡相比减小3.78和4.11 mm，与素土边坡相比减小7.39和6.29 mm。研究结果对防治高寒半干旱地区坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害，具有参考价值和指导意义。

摘要:中国西北荒漠地区极端天气事件频发，探究荒漠植物适应环境波动的调节过程和机制，可帮助预测未来气候变化背景下荒漠生态系统群落的演替和发展。该研究选取宁夏盐池毛乌素沙地优势物种油蒿（Artemisia ordosica）为研究对象，进行叶绿素荧光的长期原位连续观测。运用小波分析方法探究油蒿光系统II（Photosystem II，PSII）能量分配参数与光合有效辐射（Photosynthetically Active Radiation，PAR）、空气温度、饱和水汽压差（Vapor Pressure Difference，VPD）和土壤含水率（Soil Water Content，SWC）在多时间尺度上的动态格局。结果表明：日尺度下，PSII能量分配参数滞后PAR 43 min，分别滞后空气温度、VPD和SWC 3.3、4.6和10.72 h（P<0.05），油蒿可能通过叶黄素循环等热耗散机制和改变气孔导度等途径调节PSII能量分配。在季节尺度下，PSII能量分配参数分别滞后于空气温度、VPD和PAR 7.2、8.8和14.7 d，滞后于SWC长达21.6 d（P<0.05），油蒿可能通过提高PSII修复能力、增加特定蛋白数量和叶绿素浓度等方式调节PSII能量分配。油蒿PSII能量分配参数和最大光化学效率的波动符合其物候期规律，最大光化学效率和实际光化学效率在7和8月降低，调节性热耗散和非调节性热耗散增高。5和9月，非调节性热耗散增高且伴随最大光化学效率低值出现。研究认为，不同时间尺度PSII能量分配调控机制存在差异，油蒿通过修复损伤最大光化学效率维持在0.78附近使PSII生理状态恢复正常生理水平，对水分亏缺、极端温度和高辐射有一定适应能力。该研究可为农作物生长实时监测与保护农业生态平衡提供科学参考。

摘要:GPM（Global Precipitation Measurement）时代，高时空分辨率的IMERG（Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM）是最主流的卫星遥感反演降水产品。该研究以地面网格CPAP（China Gauge-based Monthly Precipitation Analysis Product）数据为基准资料，选用标准化降水指数（Standardized Precipitation Index，SPI）、标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index，SPEI）和综合气象干旱指数（Composite Index of Meteorological Drought，CI），评价了最新版回顾性IMERG降水产品在干旱监测方面的应用能力及比较了其计算的干旱指数间的差异性。结果表明：1）IMERG能较好地捕捉中国月均降水量的空间格局；其与CPAP数据具有较高的一致性，相关系数高于0.9的区域占大陆面积的73.7%。2）基于IMERG的干旱指数具有良好的可靠性，它与CPAP计算结果的区域平均相关系数在大部分地区超过0.8。总体上，SPEI较SPI和CI的适用性更好。3）在西南地区，IMERG可准确再现干旱随时间的变化过程并捕获典型干旱事件的空间特征，同样SPEI表现优于SPI和CI。总之，回顾性IMERG降水产品在中国干旱监测中表现出很好的应用潜力，但不同干旱指数会影响它的精度。在全球变暖条件下，基于IMERG的SPEI指数应用于干旱监测与评估整体上优于仅考虑降水因子的SPI指数，以及考虑降水和气温因子的CI指数。

摘要:针对当前果树智能化剪枝决策研究尚不完善的问题，以树形分析和人工智能剪枝决策为基础，建立苹果树剪枝决策系统。提出基于局部点云的树枝三维骨骼提取方法，该方法采用Harris角点检测、凝聚层次、深度层次分析算法提取三维骨骼关键点，并基于线覆盖法建立树枝的空间向量，获取苹果树枝的三维空间形态特征数据，从而生成树枝的三维骨骼图，实现真实树枝的数字化模拟；提出基于BP神经网络的剪枝决策方法，以三维骨骼图为特征，实现根据输入的果树数据自动分析并生成剪枝方案。结果表明，剪枝决策方案对于背上枝和向心枝的辨别程度较好，准确率均达到90%以上，对干扰枝的总检出率85.71%，整体符合要求。该系统实现了苹果树剪枝环节的数字化处理和智能化剪枝，为果树科学剪枝提供可靠的工具。

摘要:缺陷检测是胡萝卜上市销售前的重要环节，开裂缺陷区域的分割提取是开裂胡萝卜修整的必要条件。基于图像处理的传统的胡萝卜表面缺陷识别算法复杂，通用性、鲁棒性较差。该研究提出一种集胡萝卜缺陷种类识别（C-Net）和开裂缺陷分割（S-Net）为一体的深度多分支模型融合网络（CS-Net）。C-Net将预训练的ResNet-50作为胡萝卜图像特征提取器，分别输出ResNet-50不同卷积层特征，将其作为支持向量机（Support Vector Machine, SVM）的输入训练不同的分类模型，并利用不同策略将其融合以获取最终的分类模型；S-Net将预训练的ResNet-50作为分割网络的编码器，根据不同的分割网络构造思想设计解码器，构造胡萝卜开裂区域分割提取网络。结果表明，C-Net中，ResNet-50第49层输出模型在测试集上的准确率为94.71%，利用Stacking融合方法得到的模型性能最好，在测试集上的准确率为98.40%；S-Net中，根据U-net构造思想构造的网络分割效果最好，分割像素准确率（Pixel Accuracy，PA）、类别平均像素准确率（Mean Pixel Accuracy, MPA）和平均交互比（Mean Intersection over Union, MIoU）分别为98.31%、96.05%和92.81%。该研究构建的胡萝卜缺陷识别分割网络对胡萝卜外观品质的量化评价和表面缺陷的修整具有重要意义。

摘要:为实现作物叶片病害的准确识别，该研究以PlantVillage工程开源数据库中14种作物38类叶片为研究对象，从网络规模小型化和计算过程轻量化需求的角度出发，对经典轻量级卷积神经网络SqueezeNet提出改进措施，包括修改最后一层卷积层的输出、删除经典模型中的后3个fire模块并修改fire模块5的参数、调节fire模块中expand层中1×1和3×3的卷积核数目的比例、移动部分fire模块在模型中的位置等措施，共获取5种改进的病害叶片检测模型，并运用迁移学习和随机梯度下降算法进行训练。试验结果表明，在不过多损失网络性能的前提下，改进后5种模型的参数内存需求及模型计算量均呈现大幅减小，模型收敛迅速，其中最优模型参数内存需求仅为0.62 MB，模型运算量仅为111 MFLOPs，其平均准确率达到98.13%，平均查全率达到98.09%，平均查准率达到97.62%，在与已有相关研究的对比中表现出较高的性价比。该研究提出的改进模型在大幅减少参数内存要求和计算量的同时使模型性能保持在一个较高的水平，较好地平衡了这3项指标，适合将模型部署在移动终端等嵌入式资源受限设备上，有助于实现对作物病害的实时准确识别。

摘要:为解决设施农业的降雨监测系统难以精准检测降雨起止信号的问题，研制了一种降雨起止时间远程监测装置。该装置主要由雨水感应模块、雨水检测电路、单片机、通用分组无线电系统数据传输单元模块（General Packet Radio System Data Transmission Unit，GPRS DTU）、串口通信电路和手机端APP组成。通过自行设计的雨水感应模块检测降雨过程，利用卡尔曼滤波器降低雨水检测信号的电阻热噪声干扰，根据滤波后的信号差值建立降雨起止信号判别模型，判定的降雨起止信号经通用分组无线电系统（General Packet Radio System，GPRS）远程无线传输至云服务器，并以云服务器的同步时间作为基准时间，实现了手机远程监测降雨起止时间。开展装置性能测试试验，研究其稳定性、准确性与可靠性，结果表明：1）降雨起止信号判别模型的判别周期取10 s最优；2）室内测试时的降雨起止信号错报率为1.2%，手机接收成功率为100%；3）雨水感应模块的导线末端间距为2 mm、基板间夹角为120°是能检测小雨及以上等级的最优参数组合。将装置安装于开阔的楼顶天台开展实测验证试验，结果表明：装置对降雨开始与停止时间的检测误差范围分别为7～34、9～29 s，室外仅出现1次错报，信号错报率为5.9%，符合对自然降雨过程的检测要求。该装置能远程监测降雨起止时间，可为今后进一步研究农业智能感雨监测系统提供技术支持和理论依据。

摘要:应用卷积神经网络语义分割模型（Image Semantic Segmentation based on Convolutional Neural Network，CNN-ISS）进行遥感影像分类时，需将大幅影像分解为特定大小瓦片影像，并将其作为CNN-ISS处理对象，这一过程破坏了位于瓦片边缘处地物的完整几何及纹理特征，从而影响瓦片边缘处地物的识别效果，即瓦片边缘效应。该研究以DeepLab V3为CNN-ISS核心模型，对唐山农村地物进行语义分割，定量分析了分类结果的瓦片边缘效应，并提出了5个消除此效应的后处理方案。结果表明：像素分类精度与像素到瓦片边缘距离正相关，瓦片边缘处错误率最高达6.93%，中央处错误率最低为3.52%，存在瓦片边缘效应；采用该研究提出的瓦片边缘效应消除方案后，整幅影像的总精度（Pixel Accuracy，PA）、均交并比（Mean Intersection over Union，mIoU）和Kappa系数均有提升，最高分别提升0.40、1.97个百分点和0.012 2。在不改变CNN-ISS核心模型条件下，通过该研究的瓦片边缘效应消除后处理方案，可有效提升遥感影像分类精度，尤其针对复杂异构体和线状地物精度提升效果更好。

摘要:屋顶绿化可有效减少城市径流，减缓热岛效应和温室效应。为了解决屋顶绿化散体基质施工难度大、成本高等问题，该研究以生物质灰为主要原材料，辅以小麦秸秆和污泥，压缩为屋顶绿化基质底部加强层，并分别从粘结剂优选、配合比优化和压缩工艺参数优化3个方面对基质加强层的抗破坏强度进行了研究。结果表明：1）添加比例为4%的黄原胶对生物质灰成型块的抗破坏能力提升较高，抗弯强度和抗剪强度较对照分别提升了360.9（27.98倍）和355.8 N（32.94倍）。2）当生物质灰、小麦秸秆和污泥体积比为4∶1∶1（干物质量之比12.42∶1∶2.14）时，基质加强层抗弯强度和抗剪强度的试验观测数值达到最大值，分别为93.1和38.4 N；Scheffe三元二次多项式模拟结果显示，松弛密度的主要影响成分为秸秆（系数4.2），抗弯强度主要由生物质灰和秸秆共同影响（系数451），抗剪强度主要由秸秆和污泥共同影响（系数197.2），优化配比结果为生物质灰、小麦秸秆和污泥体积比3∶1∶1（干物质量之比9.31∶1∶2.14）。3）正交试验的分析结果表明，基质加强层的最优压缩工艺参数为混合原材料含水率25%、成型温度80℃、成型压力120 kN、保压时间5 min、105 ℃恒温加热烘干，此时抗弯强度和抗剪强度分别为184.6和162.7 N。该研究可为屋顶绿化加强层的机械化装配施工奠定配合比和压缩工艺基础，并为生物质灰等农业废弃物的资源化利用提供新思路。

摘要:为有效控制水体富营养化和实现农业废弃物资源化利用，以生物炭作为类水滑石（Layered Double Hydroxide，LDHs）的载体，采用共沉淀法制备出生物炭镁铝水滑石复合材料（Mg/Al-LDHs@BC），并研究其对水中磷酸盐的吸附特性。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、Zeta电位仪、傅立叶红外光谱仪和X射线光电子能谱对其进行表征。结果表明，花瓣状Mg/Al-LDHs成功负载到生物炭表面上。Mg/Al-LDHs@BC对磷酸盐的吸附动力学过程更符合准二级动力学模型，等温吸附过程更适合Langmuir模型来描述，拟合得到的最大吸附量达71.37 mg/g，高于Mg/Al-LDHs，同时较生物炭提升约9倍。Mg/Al-LDHs@BC的零点电荷为5.39，在酸性条件下对磷酸盐的吸附性能优于碱性条件。Cl-和NO3-对Mg/Al-LDHs@BC吸附磷酸盐干扰较小，吸附量仅分别下降3.66和5.93 mg/g；CO32-和SO42-对其干扰较大，吸附量分别下降了19.64和15.93 mg/g。Mg/Al-LDHs@BC对磷酸盐的吸附机理主要涉及阴离子交换、静电吸引和配体交换。研究结果可为农业废弃物资源化利用及水体富营养化防治提供理论依据。

摘要:对高含灰浮萍进行酸洗脱矿处理，然后使用固定床反应装置在400～900 ℃下进行热解试验，研究酸洗脱矿处理对固、液、气三相产物产率及组成的影响。结果表明，酸洗处理可以有效的脱除生物质中绝大部分碱和碱土金属以及大部分的磷，并大幅提高浮萍C含量和热值，显著提升了样品的燃料特性。热解试验结果表明酸洗后浮萍固体和气体产率分别降低了1.43%～8.02%和2.81%～19.89%，液体产率提高了1.63%～16.72%，且液体产率和固体产率变化趋势在700～900 ℃更为显著。酸洗减少了主要气体CO、CO2、CH4、H2的产率，但对CO2减幅更为显著，因此气体中可燃组分比例增加且气体热值相比原样增加5%～155%；酸洗显著提升了热解炭中固定碳和C含量且灰分和O含量显著降低，焦炭品质得到了极大地改善；此外，酸洗使得热解油中酚类、呋喃类和羰基化合物含量有所降低，但在400～600 ℃时使醇醚含量显著增加。

摘要:为探究玉米秸秆与市政污泥的混合热解特性，基于热重分析法，在不同升温速率（10、20和30 ℃/min）下对玉米秸秆、市政污泥及混样进行热重试验，同时采用Coats-Redfern积分法进行了动力学分析。结果表明：玉米秸秆与市政污泥相比热解特性差异大，残余率相差18.57%，综合热解指数相差35.73×10-5，活化能E相差35.31～46.88 kJ/mol。随市政污泥的从10%到90%，热解起始温度由277.7 ℃下降至256.1 ℃，残余率由33.69%增加至45.83%，最大失质量速率由7.88%/min下降至3.11%/min，综合热解指数由8.5×10-5下降至1.7×10-5。表明市政污泥虽改善了混样的热解起始温度，但同时也使残余率增加，失质量速率变缓，综合热解指数降低。混样综合热解指数显示二者共热解整体存在抑制作用。动力学参数显示，升温速率升高使活化能增加，玉米秸秆单独热解过程所需活化能E大于市政污泥，市政污泥的质量分数从10%提高到90%，热解活化能由66.01～46.16 kJ/mol降低至44.47～17.04 kJ/mol。该研究可为玉米秸秆和市政污泥的利用提供基础支撑。

摘要:为解决中小散种养户农业废弃物污染环境、属地化利用率低问题，提出一种因地制宜利用属地秸秆和畜禽粪便进行微贮腐熟工艺生产有机肥或土壤改良剂。以玉米秸秆和牛粪为肥源物料，以种子发芽指数为腐熟效果的检测指标，试验确定肥源物料配比、物料含水率、压缩比、微生物菌剂施用量、腐熟时间关键工艺参数的适宜取值范围，结果表明，肥源物料配比为15%～35%、物料含水率为45%～60%、压缩比为25%～50%，且微生物菌剂施用量临界值为0.5‰、腐熟时间达到24 d时，微贮肥料的腐熟效果较好。通过三元二次回归正交旋转组合试验，分析关键工艺参数对腐熟效果的影响并对参数进行优化，建立了微贮制肥腐熟效果特性参数与各因素之间的回归模型，分析表明，各因素对种子发芽指数的影响主次顺序为：物料含水率>压缩比>肥源物料配比。对优化后工艺参数进行试验验证，确定出最优工艺参数：在施用1.5‰微生物菌剂量、腐熟32 d，物料含水率为60%、压缩比为39.50%、肥源物料配比为23%，微贮肥料种子发芽指数达到96.52%，此条件下生产的腐熟肥料可以达到有机肥国家标准，实现就地、就近、就便利用秸秆和畜禽粪便。该研究结论为属地规模化微贮生产有机肥及配套装备设计提供了理论基础。

摘要:深入探究农田排水沟水体与底泥界面微环境对界面间物质交换和迁移转化具有重要意义，为了明确不同水力联系的排水沟界面微环境特征，该研究利用微电极测量系统对陕西卤泊滩盐碱化改良区和盐荒地2种水力条件差异较大的排水沟水体与底泥界面微环境进行了研究。结果表明：改良区与盐荒地排水沟水体水质指标和底泥含水率、有机质、硫酸盐含量等方面均存在不同程度的差异，底泥含水率自表层向下逐渐减小；改良区与盐荒地底泥氧气最大渗透深度分别为10.2和2.6 mm，扩散边界层厚度分别为0.4~0.8 mm和0.2~0.4 mm；改良区排水沟底泥硫化氢浓度小于10 μmol/L，而盐荒地高至178 μmol/L。研究结果可为研究区及类似地区利用排水沟渠湿地控制和治理农业面源污染、改善农田生态环境提供参考。

摘要:为了获得热力耦合作用下相变混凝土能量桩的热-力学特性，建立了其三维数值模型，比较了传统和相变混凝土能量桩热-力学特性的差异，分析了埋管管腿间距及桩体长径比对相变混凝土能量桩热-力学特性的影响规律。结果表明，相变材料（Phase Change Material，PCM）的固液相变可使单位桩深换热量提高10.3%，且可降低桩身温度变化幅度，由温度变化所引起的桩身位移、轴力及侧摩阻力变化量也相应减小。随桩基埋管管腿间距增加，能量桩的换热量和土壤热影响范围增大，桩身轴力减小，桩身位移呈现先增大后减小趋势；加大桩体长径比会增加总换热量，但会导致单位桩深换热量降低及桩顶位移的增加，不利于桩基结构的稳定性。试验验证表明：所建能量桩数值模型可用于模拟相变混凝土能量桩的热-力学特性，其桩壁中点温度与桩顶位移的预测最大相对误差分别在5.1%与12%以内，平均相对误差分别为4.2%、9.9%。研究结论对于相变混凝土能量桩的优化设计与运行具有重要指导意义。

摘要:水土资源平衡是耕地合理开发与利用的前提，为定量评估粮食主产区水土资源平衡关系，促进耕地可持续利用，该研究提出"以水定地"的耕地配置模式，并以三江平原腹地的挠力河流域为研究区，在多源水土信息数据支持下，依据农田土壤水分平衡原理构建水土资源平衡模型，以评估水土资源平衡态势，进而揭示该流域耕地合理利用规模特征。结果表明：1）2000年以来，挠力河流域水田持续扩张，旱地轻度萎缩，至2018年其水田化系数已达37.33%，垦殖率为62.61%。旱地和水田的水分胁迫蒸散能力处于同一水平，但水田的水分亏缺量显著高于旱地；2）当前，挠力河流域的灌溉供水量范围为21.23～211.91 mm，富锦市、友谊县和集贤县处于水资源超载状态，且水田均呈"土多水少"状态，饶河县、宝清县、七台河市和双鸭山市辖区则"土少水多"；3）依据"以水定地"耕地配置模式，该流域水田面积可增加11.02 万hm2，对应的水田化系数控制在44.76%以下。富锦市、友谊县和集贤县应适度控制或减小水田利用规模，宝清县应成为未来"旱改水"的重点备选区。研究结果对挠力河流域乃至三江平原的耕地有序开发及保障农业可持续发展具有重要现实意义。

摘要:农业可持续发展和土地利用转型是学术研究的前沿，而中国的"菜篮子"工程可将两者联系起来实现可持续集约化的食物生产。该研究基于政策梳理、遥感数据解译和农户实地调查，选取南京市6个大棚主要种植区作为研究区域，采用Tobit模型定量分析"菜篮子"工程对南京市大棚扩张的影响，同时定性分析农业、农民、农地政策在推动农用地大棚化转型中的作用。结果表明："菜篮子"工程有效地推动了郊区农业设施化进程，使南京市大棚面积从1995年的23.58 hm2增至2017年的10 248.89 hm2；随着城市化进程加快，距建成区1 km缓冲区内耕地占比从1995年的37.96%降至2015年的11.34%，蔬菜产地不断远郊化，因此市场和交通等区位因素对大棚扩张有重要影响，经分析大棚面积发生改变的比例随着与菜市场和道路的距离的增大而变小；大棚面积变化具有区域差异，但政策依旧是影响各区大棚扩张的显著因素；大城市郊区农地大棚化转型是农业、农民、农地政策和"菜篮子"政策协同作用的结果。

摘要:为探究超高压对仙人掌有孢汉逊酵母的损伤机理，该研究利用流式细胞仪、圆二色谱、扫描电镜与透射电镜等多种方法测定超高压处理（100、200、300、400、500 MPa）对菌体细胞膜、形态结构、胞内物质的影响。试验结果表明：选择300 MPa和300 s作为处理条件，超高压处理后仙人掌有孢汉逊酵母的死亡数为4.36 lg(CFU/mL)，拥有较好的灭活效果。处理后细胞膜被破坏，70.50%的菌体可被碘化丙啶染色，核酸、蛋白、离子大量外泄，紫外260与280 nm吸光度分别达1.132及0.374，电导率升至26 μS/cm，说明大部分菌体细胞膜通透性提高。同时胞内Na+/K+-ATP酶、Ca2+/Mg2+-ATP酶和总ATP酶的活力降低，抑制率分别达到31.13%，16.01%和20.06%，核酸、蛋白结构均发生改变，表明超高压可以影响胞内物质。扫描电镜及透射电镜图像显示，细胞膜穿孔，形态结构改变。以上结果表明，超高压处理对仙人掌有孢汉逊酵母菌体的损伤主要在于破坏细胞膜，并使得胞内物质失活。研究结果为超高压对非酿酒酵母的损伤机理提供参考。

摘要:为建立稳健、适用范围更广的哈密瓜片含水率预测模型，采用不同干燥方法（热风干燥（Hot Air drying，HA）和红外辐射干燥（Infrared drying，IR）），在相同温度水平下（50、60、70℃）对哈密瓜片进行干燥，采用低场核磁共振技术（Low-Field Nuclear Magnetic Resonance，LF-NMR）对比分析干燥过程的水分迁移规律及2种干燥方法间的差异，并结合化学计量学方法建立含水率预测模型。结果表明：无论HA还是IR，一定温度范围内高温有利于提高干燥速率，缩短干燥时间；且IR与HA相比干燥时间缩短20.0%～37.5%。经LF-NMR分析，在HA和IR过程中，自由水峰面积逐渐降低，不易流动水峰面积及结合水峰面积呈波动变化；自由水峰顶横向弛豫时间不断降低，不易流动水峰顶横向弛豫时间因干燥方式和干燥温度的差异呈不同的变化趋势；与HA过程中结合水峰顶横向弛豫时间逐渐降低不同，其在IR干燥初期短暂上升，后呈下降趋势。基于HA、IR数据集结合化学计量学方法建立的哈密瓜片含水率预测模型中，偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression，PLSR）模型具有更好的性能，模型预测决定系数R2P大于0.99，表明PLSR结合LF-NMR可实现哈密瓜片含水率的快速检测，且不受干燥方法不同引起水分状态差异的影响。研究结果为基于LF-NMR和多加工手段的果蔬含水率预测模型的建立提供参考。

摘要:为了提高蜂花粉体外抗氧化活性及其对质粒DNA氧化损伤的保护作用，该研究以荷花、枣花、茶花、油菜、玫瑰、五味子6种蜂花粉为对象，研究纤维素酶酶解结合高剪切破壁技术对蜂花粉酚类物质溶出的影响。破壁试验结果表明，采用质量分数1%~4%纤维素酶（荷花1%；枣花4%；茶花2%；油菜1%；玫瑰4%；五味子3%）结合30 s 10 000～15 000 r/min高剪切，6种蜂花粉均可达到90%以上破壁率。高效液相色谱-二极管阵列检测法（High Performance Liquid Chromatography-Diode Array Detection，HPLC-DAD）分析结果表明6种蜂花粉破壁后酚类物质的溶出量和种类均有不同程度增加，荷花蜂花粉没食子酸含量较破壁前增加6倍，枣花蜂花粉经破壁后山奈酚溶出，且含量较高，为10.31 mg/g，破壁后油菜蜂花粉没食子酸含量为11.59 mg/g，较破壁前提高59%。油菜蜂花粉总黄酮含量为29.6mg/g（以芦丁当量计），相较破壁前提高6.4倍，总酚含量为21.60 mg/g（以没食子酸当量计），相较未破壁提高1.5倍；体外抗氧化试验表明，破壁能够将枣花蜂花粉Fe2+络合力提高2.2倍，油菜蜂花粉Fe3+还原力提高8倍。破壁后荷花、枣花、茶花、油菜、玫瑰、五味子6种蜂花粉对pBR322质粒DNA氧化损伤的保护作用分别提高了60.5%、12.4%、287.7%、442.1%、82.5%、4.8%。结果表明，纤维素酶酶解结合高剪切破壁方法，能够促进蜂花粉酚类物质的溶出，增强体外抗氧化活性，有效预防DNA氧化损伤。研究结果为蜂花粉资源的开发与利用提供理论依据。

摘要:针对目前石墨烯价格昂贵的缺点，该研究用高温炭化和氧化还原法以玉米粉为原料制备了生物质石墨烯。通过X射线光电子能谱对生物质石墨烯的组成元素进行分析，通过拉曼光谱、X射线衍射、原子力显微镜和透射电镜分析其结构和形貌。结果显示，生物质石墨烯的碳质量分数达95.1%；在衍射角为23.1°的（002）晶面处具有石墨烯的衍射峰，与商品石墨烯的位置24.1°相近；生物质石墨烯拉曼光谱D峰与G峰位置与商品石墨烯一致；生物质石墨烯样品的表面呈现的条形薄片状，其最大厚度1.53 nm为三层石墨烯薄片，而商品石墨烯样品的原子力图呈树枝状，较为无序，其最大厚度为2.25 nm，生物质石墨烯厚度要薄于商品石墨烯。所制备的生物质石墨烯结构与商品石墨烯的结构相同。研究结果为生物质石墨烯的研究提供参考。

摘要:推进农村一二三产业融合发展对于实现产业兴旺、增加农民收入、助力乡村振兴具有重要意义。该研究基于产业延伸、功能拓展、业态丰富、利益联结、城乡融合等5个维度构建了农村一二三产业融合评价指标体系，测度了省际农村一二三产业融合水平。研究发现：1）2013至2018年间，中国农村一二三产业融合度波动上升，由0.481增至0.516，且总体呈现"东高西低"特征，地理梯度特征明显。2）各地区农村一二三产业融合的优势维度和潜力维度均表现出较大差异，且5个维度中未见绝对优势维度，不同路径均能有效推动融合。3）从各地区维度间贡献率发展来看，东、西部地带维度分散，中部地带维度收敛，差异化发展趋势已然呈现。基于研究结果，建议进一步跟踪中国各地区农村一二三产业融合进程；改进"三农"统计方式，实现部门数据对接和定期公开；结合该研究提出的评价体系找准比较优势，发展优势维度，培育潜力维度，因势利导、因地制宜选准符合地方实际的融合路径。