2016年第6期文章目次
2016(6):1.
摘要:
基于湖南省323份农户调查数据，从个人特征、农户家庭特征、农户参与特征及外部环境特征方面选取变量，运用Logistic 模型实证分析了农田水利产权治理的农户满意度及其影响因素。结果表明：农户对农田水利产权治理满意者占35.6%，而不满意者占64.4%。农户年龄、兼业情况、务农收入比重、投资农田水利设施意愿、农田水利维护状况、政府组织动员力度对农田水利产权治理农户满意度有显著的正向影响；性别、土地经营规模、农田水利治理决策参与度对农田水利产权治理农户满意度有显著的负向影响；文化水平、劳动人口、村社凝聚力、对政府的信任度等因素的影响不显著。
基于湖南省323份农户调查数据，从个人特征、农户家庭特征、农户参与特征及外部环境特征方面选取变量，运用Logistic 模型实证分析了农田水利产权治理的农户满意度及其影响因素。结果表明：农户对农田水利产权治理满意者占35.6%，而不满意者占64.4%。农户年龄、兼业情况、务农收入比重、投资农田水利设施意愿、农田水利维护状况、政府组织动员力度对农田水利产权治理农户满意度有显著的正向影响；性别、土地经营规模、农田水利治理决策参与度对农田水利产权治理农户满意度有显著的负向影响；文化水平、劳动人口、村社凝聚力、对政府的信任度等因素的影响不显著。
2016(6):1-10.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.001
摘要:
优先流是土壤中常见的和重要的水流运动和溶质运移形式。由于土壤优先流的形成和影响因素众多、表现形式多样,加之土壤优先流的快速非平衡特征明显以及土壤高度的空间变异性,准确描述和模拟土壤优先流的时空变化特征一直以来都是土壤水文学界的热点问题和难点问题。该文从优先流的定义、表现类型、形成和影响因素、模型理论与观测技术等5个方面综述了土壤优先流的研究进展,指出该领域今后的主要研究方向为建立土壤优先流的统一判别标准、提升优先流模型理论的有效性、发展优先流的专用观测技术设备。文章对深入研究土壤优先流具有参考价值。
优先流是土壤中常见的和重要的水流运动和溶质运移形式。由于土壤优先流的形成和影响因素众多、表现形式多样,加之土壤优先流的快速非平衡特征明显以及土壤高度的空间变异性,准确描述和模拟土壤优先流的时空变化特征一直以来都是土壤水文学界的热点问题和难点问题。该文从优先流的定义、表现类型、形成和影响因素、模型理论与观测技术等5个方面综述了土壤优先流的研究进展,指出该领域今后的主要研究方向为建立土壤优先流的统一判别标准、提升优先流模型理论的有效性、发展优先流的专用观测技术设备。文章对深入研究土壤优先流具有参考价值。
2016(6):7-13.
摘要:
基于全国22个省的2 460份农户粮食补贴政策满意度调研数据，运用Probit模型分析了粮食补贴发放时间、方式、标准对农户尤其是规模经营户粮食补贴政策满意度的影响，结果表明：农户对当前粮食补贴政策的满意度较高，但是，规模农户对补贴政策较不满意；对于规模农户而言，补贴发放时间、方式、标准对其粮食补贴政策满意度有显著正向影响，春耕前发放补贴、挂钩补贴、补贴标准高会使其产生更高的满意度，并且还会促使其扩大规模。具体情况，补贴标准每上升1%，规模农户“满意”的概率上升3.14%；采用挂钩补贴，规模农户“满意”的概率上升40%；春耕前发放补贴，规模农户“满意”的概率上升36%。
基于全国22个省的2 460份农户粮食补贴政策满意度调研数据，运用Probit模型分析了粮食补贴发放时间、方式、标准对农户尤其是规模经营户粮食补贴政策满意度的影响，结果表明：农户对当前粮食补贴政策的满意度较高，但是，规模农户对补贴政策较不满意；对于规模农户而言，补贴发放时间、方式、标准对其粮食补贴政策满意度有显著正向影响，春耕前发放补贴、挂钩补贴、补贴标准高会使其产生更高的满意度，并且还会促使其扩大规模。具体情况，补贴标准每上升1%，规模农户“满意”的概率上升3.14%；采用挂钩补贴，规模农户“满意”的概率上升40%；春耕前发放补贴，规模农户“满意”的概率上升36%。
2016(6):11-19.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.002
摘要:
为研究种层厚度对油麦兼用集排器供种装置充种性能的影响,该文运用EDEM(engineering discrete element method)软件和高速摄像技术,对不同种层调节板倾角和种层厚度的种群运动与供种性能进行了仿真与试验研究。EDEM仿真分析了种层厚度与转速对种群压力、种群与供种机构切向力和充种数量的影响；台架试验研究了种层厚度对充填角和供种性能的影响。结果表明:倾角为60°种层调节板的种群压力较大,充填角和充种性能均较优；种群压力和切向力随纵向距离增加而增加,随横向距离增加而降低；随转速增加,种群压力趋于稳定,切向力随之增加,单个型孔充种数量降低5%。转速为10～50 r/min时,初始充填角、充填角和供种速率均随纵向距离增加和横向距离降低而增加,但充种数量变异系数呈先降后升的趋势。种群压力、切向力、初始充填角、充填角与供种速率均呈极显著正相关,种群压力和切向力与初始充填角和充填角均呈极显著正相关,种层厚度和转速影响充填角分别源于种群压力和切向力。在纵向距离分别为15和20 mm,横向距离为46 mm条件下,油菜、小麦供种速率变异系数和破损率分别均低于1.0%和0.1%。田间试验表明该优化种层厚度条件下的集排器油菜种植密度满足农艺种植要求。该研究明确了种层厚度影响油麦兼用集排器供种装置充种性能的原因,为油麦兼用集排器供种装置种层厚度调节和结构改进提供了参考。
为研究种层厚度对油麦兼用集排器供种装置充种性能的影响,该文运用EDEM(engineering discrete element method)软件和高速摄像技术,对不同种层调节板倾角和种层厚度的种群运动与供种性能进行了仿真与试验研究。EDEM仿真分析了种层厚度与转速对种群压力、种群与供种机构切向力和充种数量的影响；台架试验研究了种层厚度对充填角和供种性能的影响。结果表明:倾角为60°种层调节板的种群压力较大,充填角和充种性能均较优；种群压力和切向力随纵向距离增加而增加,随横向距离增加而降低；随转速增加,种群压力趋于稳定,切向力随之增加,单个型孔充种数量降低5%。转速为10～50 r/min时,初始充填角、充填角和供种速率均随纵向距离增加和横向距离降低而增加,但充种数量变异系数呈先降后升的趋势。种群压力、切向力、初始充填角、充填角与供种速率均呈极显著正相关,种群压力和切向力与初始充填角和充填角均呈极显著正相关,种层厚度和转速影响充填角分别源于种群压力和切向力。在纵向距离分别为15和20 mm,横向距离为46 mm条件下,油菜、小麦供种速率变异系数和破损率分别均低于1.0%和0.1%。田间试验表明该优化种层厚度条件下的集排器油菜种植密度满足农艺种植要求。该研究明确了种层厚度影响油麦兼用集排器供种装置充种性能的原因,为油麦兼用集排器供种装置种层厚度调节和结构改进提供了参考。
2016(6):14-20.
摘要:
基于吉林省703份农户问卷调查数据，从村级和农户两个层面选取5个社会资本变量，运用Logit模型实证分析社会资本对农户采纳测土配方施肥技术的影响。结果显示：从综合效应来看，社会资本显著促进农业采纳测土配施肥技术的意愿；从交互效应来看，社会资本的作用呈现非线性变化特征，对于户主为初中及以上受教育水平的农户具有正向促进作用，并随着受教育程度的提高，效果愈发明显，其他则相反；户主的年龄、科学施肥观念、参与农技培训以及风险偏好都能够提高该施肥技术的采纳水平。
基于吉林省703份农户问卷调查数据，从村级和农户两个层面选取5个社会资本变量，运用Logit模型实证分析社会资本对农户采纳测土配方施肥技术的影响。结果显示：从综合效应来看，社会资本显著促进农业采纳测土配施肥技术的意愿；从交互效应来看，社会资本的作用呈现非线性变化特征，对于户主为初中及以上受教育水平的农户具有正向促进作用，并随着受教育程度的提高，效果愈发明显，其他则相反；户主的年龄、科学施肥观念、参与农技培训以及风险偏好都能够提高该施肥技术的采纳水平。
2016(6):20-26.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.003
摘要:
目前在水稻的机械追肥作业中以离心圆盘式撒肥机为主,该方式在作业幅宽方向上的撒施均匀性不稳定,且难以实现作业幅宽方向上的变量施肥。为了满足水稻变量追肥作业的需要,达到化肥减施增收的目的,设计了一种外槽轮式排肥、以空气流为肥料输送和撒播动力的稻田气力式变量施肥机。文章对该机器的关键部件进行了仿真和测试试验,研究了排肥轮转速与排肥量之间的相关关系,并对排肥管道长度对排肥出口风速与排肥滞后时间的影响、排肥管出口相对高差对排肥滞后时间的影响进行了试验。试验结果表明:排肥轮转速与排肥量之间存在极显著的线性相关关系,相关系数R2=0.998,调节排肥轮转速可以较精确的调节施肥量的大小,在变量作业时,结合施肥量的需求及施肥机具的前进速度,对排肥轮的转速进行实时调节,从而达到变量施肥的目的。当机具前进速度为1 m/s,排肥轮转速在10～40 r/min之间变化时,单凭转速调节可实现每公顷施肥量在40～200 kg范围内的变量调节,此外,各排肥口的排肥量误差小于±5%,基本上达到了施肥均匀性的要求。文章还研究了排肥管道长度及安装高差对排肥滞后时间的影响,结果表明:排肥管道长度对排肥出口风速有显著影响,排肥管长度和出口安装的高差对排肥滞后性亦有显著的影响,因此,为了尽可能减小因排肥滞后对排肥均匀性的影响,应避免排肥管过长,并尽量使排肥管出口不高于入口。该研究为进一步的样机制造和优化提供了依据。
目前在水稻的机械追肥作业中以离心圆盘式撒肥机为主,该方式在作业幅宽方向上的撒施均匀性不稳定,且难以实现作业幅宽方向上的变量施肥。为了满足水稻变量追肥作业的需要,达到化肥减施增收的目的,设计了一种外槽轮式排肥、以空气流为肥料输送和撒播动力的稻田气力式变量施肥机。文章对该机器的关键部件进行了仿真和测试试验,研究了排肥轮转速与排肥量之间的相关关系,并对排肥管道长度对排肥出口风速与排肥滞后时间的影响、排肥管出口相对高差对排肥滞后时间的影响进行了试验。试验结果表明:排肥轮转速与排肥量之间存在极显著的线性相关关系,相关系数R2=0.998,调节排肥轮转速可以较精确的调节施肥量的大小,在变量作业时,结合施肥量的需求及施肥机具的前进速度,对排肥轮的转速进行实时调节,从而达到变量施肥的目的。当机具前进速度为1 m/s,排肥轮转速在10～40 r/min之间变化时,单凭转速调节可实现每公顷施肥量在40～200 kg范围内的变量调节,此外,各排肥口的排肥量误差小于±5%,基本上达到了施肥均匀性的要求。文章还研究了排肥管道长度及安装高差对排肥滞后时间的影响,结果表明:排肥管道长度对排肥出口风速有显著影响,排肥管长度和出口安装的高差对排肥滞后性亦有显著的影响,因此,为了尽可能减小因排肥滞后对排肥均匀性的影响,应避免排肥管过长,并尽量使排肥管出口不高于入口。该研究为进一步的样机制造和优化提供了依据。
2016(6):21-27.
摘要:
基于2016年新疆7县(市)农户金融调查数据，从4个方面设置问题测度农户的金融认知水平，根据农户是否获得贷款、贷款规模以及贷款金额占申请额的比值测度信贷可得性，并采用IV-Probit模型分析少数民族地区农户金融认知对信贷可得性的影响。研究表明：金融认知能够显著促进农户获得贷款，提高信贷规模以及贷款额/申请额的比例；除此以外，户主的年龄、民族、教育程度和政治资本对农户信贷可得性影响显著为正；户主的风险态度和南疆地域虚拟变量对农户信贷可得性影响显著为负。
基于2016年新疆7县(市)农户金融调查数据，从4个方面设置问题测度农户的金融认知水平，根据农户是否获得贷款、贷款规模以及贷款金额占申请额的比值测度信贷可得性，并采用IV-Probit模型分析少数民族地区农户金融认知对信贷可得性的影响。研究表明：金融认知能够显著促进农户获得贷款，提高信贷规模以及贷款额/申请额的比例；除此以外，户主的年龄、民族、教育程度和政治资本对农户信贷可得性影响显著为正；户主的风险态度和南疆地域虚拟变量对农户信贷可得性影响显著为负。
2016(6):27-33.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.004
摘要:
研究根据心土培肥的改土技术要求研制出心土培肥犁,并分别在瘠薄黑土和碳酸盐草甸黑钙土上开展大面积机械改土试验,明确自主研发的心土培肥犁改土后对土壤理化性质影响及对作物产量的效果,为其广泛应用到低产土壤改良提供机械及技术支持。试验设深松、心土培肥和常规对照耕作,采用大田对比方法。研究结果表明:心土培肥和深松在不同类型土壤上对土壤理、化性质,对作物产量及产量性状影响后效不完全一致；心土培肥降低土壤抗剪强度后效明显,碳酸盐草甸黑钙土>10～30 cm土层土壤抗剪强度比对照降低6.65~12.16 kPa,黑土比对照降低8.20~11.31 kPa,碳酸盐草甸黑钙土改土后效果明显,黑土改土后效长,心土培肥改土效果优于深松；土壤容质量和硬度趋势同上；心土培肥提高土壤透气系数为2.78~14.28倍,饱和导水率为2.38~11.62倍；深松和心土培肥可提高下层土水分消耗比例,>30~60 cm土层耗水量为心土培肥区> 深松区>对照区,心土培肥耗水量比照高10%；心土培肥处理可提高土壤磷含量和供磷强度,>20～30 cm和>30~40 cm土层土壤供磷强度比对照分别提高4.19~5.17倍和4.96~17倍,碳酸盐草甸黑钙土高于黑土；心土培肥可提高玉米产量,碳酸盐草甸黑钙土上心土培肥增产幅度为6.82%~18.01%,黑土增产幅度为6.45%~11.18%,平均增产效果碳酸盐草甸黑钙土>薄层黑土,但黑土持续增产效果好。
研究根据心土培肥的改土技术要求研制出心土培肥犁,并分别在瘠薄黑土和碳酸盐草甸黑钙土上开展大面积机械改土试验,明确自主研发的心土培肥犁改土后对土壤理化性质影响及对作物产量的效果,为其广泛应用到低产土壤改良提供机械及技术支持。试验设深松、心土培肥和常规对照耕作,采用大田对比方法。研究结果表明:心土培肥和深松在不同类型土壤上对土壤理、化性质,对作物产量及产量性状影响后效不完全一致；心土培肥降低土壤抗剪强度后效明显,碳酸盐草甸黑钙土>10～30 cm土层土壤抗剪强度比对照降低6.65~12.16 kPa,黑土比对照降低8.20~11.31 kPa,碳酸盐草甸黑钙土改土后效果明显,黑土改土后效长,心土培肥改土效果优于深松；土壤容质量和硬度趋势同上；心土培肥提高土壤透气系数为2.78~14.28倍,饱和导水率为2.38~11.62倍；深松和心土培肥可提高下层土水分消耗比例,>30~60 cm土层耗水量为心土培肥区> 深松区>对照区,心土培肥耗水量比照高10%；心土培肥处理可提高土壤磷含量和供磷强度,>20～30 cm和>30~40 cm土层土壤供磷强度比对照分别提高4.19~5.17倍和4.96~17倍,碳酸盐草甸黑钙土高于黑土；心土培肥可提高玉米产量,碳酸盐草甸黑钙土上心土培肥增产幅度为6.82%~18.01%,黑土增产幅度为6.45%~11.18%,平均增产效果碳酸盐草甸黑钙土>薄层黑土,但黑土持续增产效果好。
2016(6):28-34.
摘要:
基于对广东省茂名市201份罗非鱼养殖户的调查数据，运用数据包络分析(DEA)方法对农户罗非鱼养殖的成本效率进行评估，并从养殖户人力资本和生产特征方面选取16个变量，使用Tobit分析方法对罗非鱼养殖成本效率的影响因素进行分析。结果表明：罗非鱼养殖户成本效率普遍低下，主要原因是要素投入远未达到要素配比的最佳水平；人力资本水平可以通过改进技术效率帮助养殖户实现成本效率；成本效率与规模呈倒“U”型关系；不同生产技术对成本效率的影响具有明显差异；罗非鱼产业链在提升养殖成本效率方面没有发挥积极作用。
基于对广东省茂名市201份罗非鱼养殖户的调查数据，运用数据包络分析(DEA)方法对农户罗非鱼养殖的成本效率进行评估，并从养殖户人力资本和生产特征方面选取16个变量，使用Tobit分析方法对罗非鱼养殖成本效率的影响因素进行分析。结果表明：罗非鱼养殖户成本效率普遍低下，主要原因是要素投入远未达到要素配比的最佳水平；人力资本水平可以通过改进技术效率帮助养殖户实现成本效率；成本效率与规模呈倒“U”型关系；不同生产技术对成本效率的影响具有明显差异；罗非鱼产业链在提升养殖成本效率方面没有发挥积极作用。
2016(6):34-41.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.005
摘要:
该文针对钵苗栽植机构栽植直立度低的问题,设计一套凸轮摆杆式栽植机构。建立了栽植机构的运动学模型,得到机构栽植器栽植轨迹、栽植速度和栽植加速度方程。基于MATLAB/GUI开发了应用于栽植机构运动分析的图形交互界面,分析了栽植机构曲柄CD长度与初始相位角、摆杆OA长度与初始相位角以及平行杆AG长度对栽植轨迹的影响,并通过正交试验方法对移栽结构参数进行优化。根据优化所得参数加工出试验样机,以钵苗直立度为主要检测指标对该试验样机进行田间试验。试验表明:该栽植机构能够在0.556 m/s的工作速度和栽植频率60.7株/min条件下较好地满足钵苗农艺栽植要求,钵苗栽植直立度优良率为95%且其变异系数为2.03%,倒伏率为1.67%,栽植株距误差率为0.22%,无缺苗和漏栽现象。由此表明所设计栽植机构在高栽植效率的条件下,仍具有良好的栽植性能,所涉及的研究方法和试验结果可为后期样机的设计提供参考依据。
该文针对钵苗栽植机构栽植直立度低的问题,设计一套凸轮摆杆式栽植机构。建立了栽植机构的运动学模型,得到机构栽植器栽植轨迹、栽植速度和栽植加速度方程。基于MATLAB/GUI开发了应用于栽植机构运动分析的图形交互界面,分析了栽植机构曲柄CD长度与初始相位角、摆杆OA长度与初始相位角以及平行杆AG长度对栽植轨迹的影响,并通过正交试验方法对移栽结构参数进行优化。根据优化所得参数加工出试验样机,以钵苗直立度为主要检测指标对该试验样机进行田间试验。试验表明:该栽植机构能够在0.556 m/s的工作速度和栽植频率60.7株/min条件下较好地满足钵苗农艺栽植要求,钵苗栽植直立度优良率为95%且其变异系数为2.03%,倒伏率为1.67%,栽植株距误差率为0.22%,无缺苗和漏栽现象。由此表明所设计栽植机构在高栽植效率的条件下,仍具有良好的栽植性能,所涉及的研究方法和试验结果可为后期样机的设计提供参考依据。
2016(6):35-41.
摘要:
通过对华北农村以红白喜事互助为主要目的的“随姓”结合现象的考察表明：“随姓”结合关系具有多缘选择性、功能指向性、对等互惠性及代际传递性等特征；多姓聚居的历史沿革、传统文化中的族群集团意识以及村落认同的内生性力量，是“随姓”结合关系生成的主要诱因。“随姓”结合现象呈现出华北农村社会结构的“阶序性”、“文化互嵌性”及“混合性”等特征，并折射出村落社会变迁过程中村民社会关系的不稳定性和日益疏离性。
通过对华北农村以红白喜事互助为主要目的的“随姓”结合现象的考察表明：“随姓”结合关系具有多缘选择性、功能指向性、对等互惠性及代际传递性等特征；多姓聚居的历史沿革、传统文化中的族群集团意识以及村落认同的内生性力量，是“随姓”结合关系生成的主要诱因。“随姓”结合现象呈现出华北农村社会结构的“阶序性”、“文化互嵌性”及“混合性”等特征，并折射出村落社会变迁过程中村民社会关系的不稳定性和日益疏离性。
2016(6):42-48.
摘要:
利用四川、陕西、贵州、宁夏375户农民的微观数据，实证分析农民对农村医疗卫生服务满意度及其影响因素。结果表明，农民对农村医疗卫生服务满意度较高，贫困农民对农村医疗卫生服务的满意度高于富裕农民；其主要影响因素有受教育程度、患病后治疗方式、医疗费用、新农合是否减轻医疗负担。具体到富裕和贫困农民而言，虽然不同因素影响各异，但共同的关键影响因素是距县医院距离、医疗费用。
利用四川、陕西、贵州、宁夏375户农民的微观数据，实证分析农民对农村医疗卫生服务满意度及其影响因素。结果表明，农民对农村医疗卫生服务满意度较高，贫困农民对农村医疗卫生服务的满意度高于富裕农民；其主要影响因素有受教育程度、患病后治疗方式、医疗费用、新农合是否减轻医疗负担。具体到富裕和贫困农民而言，虽然不同因素影响各异，但共同的关键影响因素是距县医院距离、医疗费用。
2016(6):42-49.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.006
摘要:
针对标准型往复式切割器切割棉秆过程中动刀片磨损严重以及易出现棉花秸秆被动刀片前桥向前推倒、劈裂等问题,该文在分析往复式切割器切割图的基础上,提出了切割有效率的概念,并以切割有效率为研究目标,采用仿真技术和响应面法,研究了动刀片的结构参数(动刀片宽度、刀刃高度、前桥宽度)对切割有效率的影响,同时利用高速摄像系统观察分析了动刀片前桥形状对棉秆切割质量的影响；通过响应面分析,优化了动刀片的结构参数,建立了目标值与各影响因素之间的回归模型,并对模型进行了验证；通过高速摄像技术优化了动刀片前桥的形状,提高了棉秆切割质量。试验结果表明,动刀片宽度、刀刃高度、前桥宽度以及两两之间的交互作用对切割有效率都具有显著影响,动刀片前桥形状对棉秆切割质量有重要影响。优化设计的动刀片的结构参数是:动刀片宽度为90 mm、刀刃高度为52 mm、前桥宽度为15 mm、前桥形状为圆弧型,此时的切割有效率为96.148 2%。利用优化设计的动刀片,在棉花秸秆切割试验台上进行了棉秆切割试验,试验结果表明,新型动刀片的棉花秸秆割茬高度的平均值比标准型动刀片割茬高度的平均值低5.9 mm,棉花秸秆单位面积切割功的平均值降低了6.1%,棉花秸秆割茬截面平整率提高了12%。研究结果可为高效、低耗的棉花秸秆往复式切割器的设计提供参考。
针对标准型往复式切割器切割棉秆过程中动刀片磨损严重以及易出现棉花秸秆被动刀片前桥向前推倒、劈裂等问题,该文在分析往复式切割器切割图的基础上,提出了切割有效率的概念,并以切割有效率为研究目标,采用仿真技术和响应面法,研究了动刀片的结构参数(动刀片宽度、刀刃高度、前桥宽度)对切割有效率的影响,同时利用高速摄像系统观察分析了动刀片前桥形状对棉秆切割质量的影响；通过响应面分析,优化了动刀片的结构参数,建立了目标值与各影响因素之间的回归模型,并对模型进行了验证；通过高速摄像技术优化了动刀片前桥的形状,提高了棉秆切割质量。试验结果表明,动刀片宽度、刀刃高度、前桥宽度以及两两之间的交互作用对切割有效率都具有显著影响,动刀片前桥形状对棉秆切割质量有重要影响。优化设计的动刀片的结构参数是:动刀片宽度为90 mm、刀刃高度为52 mm、前桥宽度为15 mm、前桥形状为圆弧型,此时的切割有效率为96.148 2%。利用优化设计的动刀片,在棉花秸秆切割试验台上进行了棉秆切割试验,试验结果表明,新型动刀片的棉花秸秆割茬高度的平均值比标准型动刀片割茬高度的平均值低5.9 mm,棉花秸秆单位面积切割功的平均值降低了6.1%,棉花秸秆割茬截面平整率提高了12%。研究结果可为高效、低耗的棉花秸秆往复式切割器的设计提供参考。
2016(6):49-55.
摘要:
基于广东清远市九龙镇乡贤理事会治村实践的考察发现：在传统宗族文化浓厚的若干自然村落，其乡贤理事会作为一种非正式的社会组织，通过“长老(村长)+房头”的组织架构、“私对私”的集体行动逻辑以及民主治理机制，有效地激活了“有主体”的村民自治，从而为完善基层治理提供了一条可能的路径。
基于广东清远市九龙镇乡贤理事会治村实践的考察发现：在传统宗族文化浓厚的若干自然村落，其乡贤理事会作为一种非正式的社会组织，通过“长老(村长)+房头”的组织架构、“私对私”的集体行动逻辑以及民主治理机制，有效地激活了“有主体”的村民自治，从而为完善基层治理提供了一条可能的路径。
2016(6):50-57.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.007
摘要:
为了考察碎叶轮、剥叶轮及断尾轮转速对甘蔗剥叶断尾效果的影响规律,设计并制造了作业转速可调的甘蔗割后集成作业试验台,并进行甘蔗剥叶断尾试验。采用二次回归通用旋转组合试验设计方法,以碎叶轮转速、剥叶轮转速和断尾轮转速为试验因素,以甘蔗未剥净率、断尾率、伤皮率和未折断率为试验指标,利用SAS9.3软件进行回归分析和响应面分析,研究单因子及交互效应对响应值的影响规律；结合非线性优化的计算方法,对试验台各工作部件的工作参数进行优化计算,确立影响甘蔗剥叶断尾质量的最佳参数组合为:碎叶轮转速为512.9 r/min、剥叶轮转速为418.8 r/min、断尾轮转速为307.0 r/min,此时未剥净率为4.98%、断尾率为88.39%、伤皮率为5.19%、未折断率为96.21%,试验验证表明未剥净率为4.86%、断尾率为90%、伤皮率为4.78%、未折断率为97.50%,试验验证与理论结果一致,因此所建立的回归模型合理,对设计与提高整杆式甘蔗收获机的收获质量有重要参考价值。
为了考察碎叶轮、剥叶轮及断尾轮转速对甘蔗剥叶断尾效果的影响规律,设计并制造了作业转速可调的甘蔗割后集成作业试验台,并进行甘蔗剥叶断尾试验。采用二次回归通用旋转组合试验设计方法,以碎叶轮转速、剥叶轮转速和断尾轮转速为试验因素,以甘蔗未剥净率、断尾率、伤皮率和未折断率为试验指标,利用SAS9.3软件进行回归分析和响应面分析,研究单因子及交互效应对响应值的影响规律；结合非线性优化的计算方法,对试验台各工作部件的工作参数进行优化计算,确立影响甘蔗剥叶断尾质量的最佳参数组合为:碎叶轮转速为512.9 r/min、剥叶轮转速为418.8 r/min、断尾轮转速为307.0 r/min,此时未剥净率为4.98%、断尾率为88.39%、伤皮率为5.19%、未折断率为96.21%,试验验证表明未剥净率为4.86%、断尾率为90%、伤皮率为4.78%、未折断率为97.50%,试验验证与理论结果一致,因此所建立的回归模型合理,对设计与提高整杆式甘蔗收获机的收获质量有重要参考价值。
2016(6):56-63.
摘要:
利用2013年中国健康与养老追踪调查(CHARLS)数据，基于代际间的情感互动与经济支持视角,对农村中老年人生活满意度的影响因素进行研究。研究结果表明：代际之间的情感互动、经济支持均对农村中老年人生活满意度有显著影响，而情感互动的影响更为显著；中年人对于代际之间情感上的诉求更为强烈，而经济支持则对老年人生活满意度影响更为显著。在农村中老年人生活水平不断提高的背景下，子女除在经济方面对父母提供必要的支持外，更需重视与父母之间日常的感情联络。
利用2013年中国健康与养老追踪调查(CHARLS)数据，基于代际间的情感互动与经济支持视角,对农村中老年人生活满意度的影响因素进行研究。研究结果表明：代际之间的情感互动、经济支持均对农村中老年人生活满意度有显著影响，而情感互动的影响更为显著；中年人对于代际之间情感上的诉求更为强烈，而经济支持则对老年人生活满意度影响更为显著。在农村中老年人生活水平不断提高的背景下，子女除在经济方面对父母提供必要的支持外，更需重视与父母之间日常的感情联络。
2016(6):58-64.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.008
摘要:
为了探明木薯拔起时块根最大应力的影响规律和确定块根不被拔断的允许最大拔起力,论文采用 FEM(finite element method)和 SPH(smoothed particle hydrodynamics)的耦合方法及二次回归旋转设计方法,通过构建土壤 -块根 -茎秆系统的数值模拟计算模型,进行木薯块根拔起数值模拟试验,测定各因素组合条件下的块根最大拔起力和块根最大应力,建立块根最大应力与拔起速度、块根的大小、长短和生长深度及土壤的软硬程度的多因素耦合数学模型,研究了各影响因素及交互作用对块根最大应力的影响规律,同时,通过块根最大拔起力和块根最大应力的散点图,研究了块根最大拔起力和块根最大应力的相关性,确定了块根不被拔断的允许最大拔起力,且 2014年 12月底在广西武鸣县某木薯种植地,采用随机抽样方法,进行了木薯块根最大拔起力和块根拔断率的田间试验和统计分析,对块根不被拔断的允许最大拔起力进行了验证,最大拔起力小于 0.98 kN时,块根拔断率为 2.5%。结果表明,块根最大应力与各影响因素的多因素耦合数学模型的 F检验在 0.000 1水平上显著,精度较高,可用于块根最大应力的影响分析；块根最大应力随拔起速度的增大呈先增大,后减小的变化,随生长深度、块根长度和土壤硬度的增大而增大,随块根直径的增大而减小；块根最大应力与最大拔起力相关性不强,块根允许最大拔起力约为 0.98 kN。
为了探明木薯拔起时块根最大应力的影响规律和确定块根不被拔断的允许最大拔起力,论文采用 FEM(finite element method)和 SPH(smoothed particle hydrodynamics)的耦合方法及二次回归旋转设计方法,通过构建土壤 -块根 -茎秆系统的数值模拟计算模型,进行木薯块根拔起数值模拟试验,测定各因素组合条件下的块根最大拔起力和块根最大应力,建立块根最大应力与拔起速度、块根的大小、长短和生长深度及土壤的软硬程度的多因素耦合数学模型,研究了各影响因素及交互作用对块根最大应力的影响规律,同时,通过块根最大拔起力和块根最大应力的散点图,研究了块根最大拔起力和块根最大应力的相关性,确定了块根不被拔断的允许最大拔起力,且 2014年 12月底在广西武鸣县某木薯种植地,采用随机抽样方法,进行了木薯块根最大拔起力和块根拔断率的田间试验和统计分析,对块根不被拔断的允许最大拔起力进行了验证,最大拔起力小于 0.98 kN时,块根拔断率为 2.5%。结果表明,块根最大应力与各影响因素的多因素耦合数学模型的 F检验在 0.000 1水平上显著,精度较高,可用于块根最大应力的影响分析；块根最大应力随拔起速度的增大呈先增大,后减小的变化,随生长深度、块根长度和土壤硬度的增大而增大,随块根直径的增大而减小；块根最大应力与最大拔起力相关性不强,块根允许最大拔起力约为 0.98 kN。
2016(6):64-69.
摘要:
运用全国乡镇民主与治理调查数据库的957个样本，实证研究乡村社会信任对村民参与村委会选举投票的影响，结果表明：72.2%的受访者对村中大部分人表示信任，对村中大部分人越是信任，村民参与村委会选举投票的热情越高；村民对自己家人、亲戚和好朋友的特殊信任比率明显高于对陌生人、生意伙伴、社会上大多数人的普遍信任，而普遍信任对村民参与村委会选举投票产生显著积极影响，特殊信任不产生显著影响；此外，民族、年龄、政治面貌以及家庭年收入对村民参与村委会选举投票也产生不同程度的显著影响。
运用全国乡镇民主与治理调查数据库的957个样本，实证研究乡村社会信任对村民参与村委会选举投票的影响，结果表明：72.2%的受访者对村中大部分人表示信任，对村中大部分人越是信任，村民参与村委会选举投票的热情越高；村民对自己家人、亲戚和好朋友的特殊信任比率明显高于对陌生人、生意伙伴、社会上大多数人的普遍信任，而普遍信任对村民参与村委会选举投票产生显著积极影响，特殊信任不产生显著影响；此外，民族、年龄、政治面貌以及家庭年收入对村民参与村委会选举投票也产生不同程度的显著影响。
2016(6):65-72.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.009
摘要:
为了提高旋耕刀、犁铧等农机触土刀具表面强度,以铝热剂的放热反应提供内在热源、等离子弧作为外在热源,采用摘反应等离子熔覆技术在 Q235钢表面原位合成了 Al2O3-Ti(C,N)复合材料涂层。利用扫描电镜、能谱仪、 X射线衍射仪、显微硬度计、金相显微镜等对复合涂层的微观结构及强质硬化相的成分、组织及性能进行了分析。结果表明:涂层与基体呈冶金结合,涂层主要由网状、嵌套、球状等 3种结构组成,硬质相 Al2O3、Ti(C,N)与粘结相 Fe-Ni之间相互包裹、互相嵌套,构形成空间网状骨架结构；涂层硬度最高可达 HV0.52160,平均硬度 HV0.51870,约为基体 Q235钢的 7.7倍；涂层摩擦系数约为0.372,其磨损量约为 65Mn钢及 Q235钢的 1/7和 1/17,与基体相比,复合涂层具有较高的硬度和较好的摩擦磨损性能,可以为农机材料表面强化提供参考。
为了提高旋耕刀、犁铧等农机触土刀具表面强度,以铝热剂的放热反应提供内在热源、等离子弧作为外在热源,采用摘反应等离子熔覆技术在 Q235钢表面原位合成了 Al2O3-Ti(C,N)复合材料涂层。利用扫描电镜、能谱仪、 X射线衍射仪、显微硬度计、金相显微镜等对复合涂层的微观结构及强质硬化相的成分、组织及性能进行了分析。结果表明:涂层与基体呈冶金结合,涂层主要由网状、嵌套、球状等 3种结构组成,硬质相 Al2O3、Ti(C,N)与粘结相 Fe-Ni之间相互包裹、互相嵌套,构形成空间网状骨架结构；涂层硬度最高可达 HV0.52160,平均硬度 HV0.51870,约为基体 Q235钢的 7.7倍；涂层摩擦系数约为0.372,其磨损量约为 65Mn钢及 Q235钢的 1/7和 1/17,与基体相比,复合涂层具有较高的硬度和较好的摩擦磨损性能,可以为农机材料表面强化提供参考。
2016(6):70-75.
摘要:
有效的农业公共服务是发展现代农业、建设新农村的重要前提。基于中国农业公共服务的现实困境，借鉴三重螺旋理论模型建构了一个以政府、企业、农民合作经济组织等多主体协同合作提供农业公共服务模式，并就政府、企业、合作社等主体在公共服务中优势互补、互利共赢的合作边界、互动机制和行为规范进行分析，对多主体协同合作服务模中的合同治理开展探讨。
有效的农业公共服务是发展现代农业、建设新农村的重要前提。基于中国农业公共服务的现实困境，借鉴三重螺旋理论模型建构了一个以政府、企业、农民合作经济组织等多主体协同合作提供农业公共服务模式，并就政府、企业、合作社等主体在公共服务中优势互补、互利共赢的合作边界、互动机制和行为规范进行分析，对多主体协同合作服务模中的合同治理开展探讨。
2016(6):73-81.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.010
摘要:
针对固定翼农用飞机所搭载航空喷头施药雾滴分布研究的需要,该文依照低湍流度风洞设计原理设计了 IEA-I型高速风洞。该风洞型式为直流开口式,主要由动力段、过渡段、扩散段、稳定段、收缩段及试验段等部分组成,风洞总体尺寸为 9.8 m×1.2 m×1.8m(长 ×宽×高)；动力段选用离心风机；扩散段为小角度扩散,扩散角 5°；稳定段采用六角形蜂窝器和 9层阻尼网组合设计；收缩段缩比 10.24；试验段截面直径为 300 mm。该文采用热线风速仪,皮托管和高速 PIV系统测定了风洞试验段气流品质,试验结果表明:试验段风速 7.6～98 m/s连续可调,气流紊流度小于 1.0%,试验段风场均匀度小于 0.4%,平均气流偏角小于 0.2°,气流动压稳定系数小于 2.0%,归一化轴向静压梯度小于 0.02。该风洞能模拟固定翼农用飞行器作业飞行条件,为进一步研究航空喷头的参数优化提供试验平台。
针对固定翼农用飞机所搭载航空喷头施药雾滴分布研究的需要,该文依照低湍流度风洞设计原理设计了 IEA-I型高速风洞。该风洞型式为直流开口式,主要由动力段、过渡段、扩散段、稳定段、收缩段及试验段等部分组成,风洞总体尺寸为 9.8 m×1.2 m×1.8m(长 ×宽×高)；动力段选用离心风机；扩散段为小角度扩散,扩散角 5°；稳定段采用六角形蜂窝器和 9层阻尼网组合设计；收缩段缩比 10.24；试验段截面直径为 300 mm。该文采用热线风速仪,皮托管和高速 PIV系统测定了风洞试验段气流品质,试验结果表明:试验段风速 7.6～98 m/s连续可调,气流紊流度小于 1.0%,试验段风场均匀度小于 0.4%,平均气流偏角小于 0.2°,气流动压稳定系数小于 2.0%,归一化轴向静压梯度小于 0.02。该风洞能模拟固定翼农用飞行器作业飞行条件,为进一步研究航空喷头的参数优化提供试验平台。
2016(6):76-81.
摘要:
项目纠纷的化解模式主要有消解型、求援型、自主型三种类型，其中，消解型与求援型纠纷化解模式村庄组织程度弱，项目接应能力不强，自主型村庄组织程度强，项目接应能力也较强。基于典型案例的分析表明，村庄主体性是村庄项目接应能力与效果差异的重要诱因，加强村庄主体性，必须增进村庄自主权力，重塑村庄集体行动能力。
项目纠纷的化解模式主要有消解型、求援型、自主型三种类型，其中，消解型与求援型纠纷化解模式村庄组织程度弱，项目接应能力不强，自主型村庄组织程度强，项目接应能力也较强。基于典型案例的分析表明，村庄主体性是村庄项目接应能力与效果差异的重要诱因，加强村庄主体性，必须增进村庄自主权力，重塑村庄集体行动能力。
23 转型期财政项目制研究述评
2016(6):82-88.
摘要:
财政项目制是目前国家向农村输入财政资源以解决农村公共品需求问题的主要方式。对主流学术界关于财政项目制的内涵及其本质、形成原因、主要特征、运作方式和结果异化等方面研究成果进行梳理，发现既有的研究主要集中关注了宏观的国家体制和国家治理层面，缺乏基于村庄视角的内在机制分析，提出财政项目制研究仍然具有“重心下沉”的空间和必要性。
财政项目制是目前国家向农村输入财政资源以解决农村公共品需求问题的主要方式。对主流学术界关于财政项目制的内涵及其本质、形成原因、主要特征、运作方式和结果异化等方面研究成果进行梳理，发现既有的研究主要集中关注了宏观的国家体制和国家治理层面，缺乏基于村庄视角的内在机制分析，提出财政项目制研究仍然具有“重心下沉”的空间和必要性。
2016(6):82-88.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.011
摘要:
该文提出了一种 E类谐振逆变低频超声雾化喷头驱动电路,以基本的 E类谐振变换器为基础,结合超声喷头串联谐振时的等效电路,设计并制作了一款高功率、低成本的超声雾化驱动电路。介绍了电路结构、基本原理；分析了 E类谐振逆变电路最佳工作状态下的电路特性；给出了最佳状态时理论分析、波形说明及公式推导。在理论参数设计的基础上,结合 saber仿真软件对所求的理想参数验证,通过仿真波形图与实验波形图对比,结果表明,理论设计参数很好地符合仿真结果与实际结果。同时,详细分析了晶体管两端的并联电容的大小对电路的影响。
该文提出了一种 E类谐振逆变低频超声雾化喷头驱动电路,以基本的 E类谐振变换器为基础,结合超声喷头串联谐振时的等效电路,设计并制作了一款高功率、低成本的超声雾化驱动电路。介绍了电路结构、基本原理；分析了 E类谐振逆变电路最佳工作状态下的电路特性；给出了最佳状态时理论分析、波形说明及公式推导。在理论参数设计的基础上,结合 saber仿真软件对所求的理想参数验证,通过仿真波形图与实验波形图对比,结果表明,理论设计参数很好地符合仿真结果与实际结果。同时,详细分析了晶体管两端的并联电容的大小对电路的影响。
2016(6):89-94.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.012
摘要:
在不增加出口温度传感器的条件下,为准确预测 SCR(selective catalytic reduction)催化箱温度,该文在柴油发动机台摘架上开展 SCR系统催化箱的进出口温度特性测试。并基于 Mtalab/Simulink模块对 SCR催化箱开展仿真计算,提出了出口温度的计算模型。结果表明:稳态工况及过渡工况下,催化箱进口温度与出口温度变化并不相同；过渡工况时,催化箱出口温度改变过程滞后于入口温度改变过程；提出的计算模型在稳态和过渡工况下均对出口排气温度有良好的预测性能,可在不增加出口排温传感器前提下,获得催化箱出口温度,从而提升了 SCR温度控制精度。同时,该文将提出的算法应用到实际整车试验中,在 ESC(European steady state cycle)和 ETC(European transient cycle)标准测试中, NOx的排放量均低于国IV排放法规限值,试验测试表明该文提出的算法满足了整车的控制需求。
在不增加出口温度传感器的条件下,为准确预测 SCR(selective catalytic reduction)催化箱温度,该文在柴油发动机台摘架上开展 SCR系统催化箱的进出口温度特性测试。并基于 Mtalab/Simulink模块对 SCR催化箱开展仿真计算,提出了出口温度的计算模型。结果表明:稳态工况及过渡工况下,催化箱进口温度与出口温度变化并不相同；过渡工况时,催化箱出口温度改变过程滞后于入口温度改变过程；提出的计算模型在稳态和过渡工况下均对出口排气温度有良好的预测性能,可在不增加出口排温传感器前提下,获得催化箱出口温度,从而提升了 SCR温度控制精度。同时,该文将提出的算法应用到实际整车试验中,在 ESC(European steady state cycle)和 ETC(European transient cycle)标准测试中, NOx的排放量均低于国IV排放法规限值,试验测试表明该文提出的算法满足了整车的控制需求。
2016(6):89-93.
摘要:
基于372名南京市民的调查数据，采用条件价值评估法(CVM)和多元线性回归模型分析居民对雾霾治理的支付意愿及其影响因素。结果表明：居民支付意愿较高，占有效问卷的82.26%，最大支付意愿均值为37.67元/月；居民不愿意支付的主要原因是认为雾霾治理支付责任人应当是政府或污染源所属企业或个人；居民支付意愿与性别显著相关，女性支付意愿高于男性，与文化程度、户主年收入、对雾霾的认知度、每天户外活动时间、是否看过《穹顶之下》呈显著正相关，与年龄、家中儿童数、家中老人数、对环境的关注度不相关。
基于372名南京市民的调查数据，采用条件价值评估法(CVM)和多元线性回归模型分析居民对雾霾治理的支付意愿及其影响因素。结果表明：居民支付意愿较高，占有效问卷的82.26%，最大支付意愿均值为37.67元/月；居民不愿意支付的主要原因是认为雾霾治理支付责任人应当是政府或污染源所属企业或个人；居民支付意愿与性别显著相关，女性支付意愿高于男性，与文化程度、户主年收入、对雾霾的认知度、每天户外活动时间、是否看过《穹顶之下》呈显著正相关，与年龄、家中儿童数、家中老人数、对环境的关注度不相关。
2016(6):94-99.
摘要:
先秦神话蕴含着极其丰富的人类早期文化信息，具有独特的地位和风格。其独特风格主要体现为以适应口口相传而形成的感性言语风格，没有记录者进行“文化韵饰”的原始生态风格，适合多种场合传播的实用性风格。其教育价值和功能包括德育、智育、美育三个维度：在人的德性化育方面具有一种非凡的魔力；作为充满想象艺术的世界具有激发人的想象力和提高思维能力的功用；作为艺术佳作不乏审美教育的价值与功能。
先秦神话蕴含着极其丰富的人类早期文化信息，具有独特的地位和风格。其独特风格主要体现为以适应口口相传而形成的感性言语风格，没有记录者进行“文化韵饰”的原始生态风格，适合多种场合传播的实用性风格。其教育价值和功能包括德育、智育、美育三个维度：在人的德性化育方面具有一种非凡的魔力；作为充满想象艺术的世界具有激发人的想象力和提高思维能力的功用；作为艺术佳作不乏审美教育的价值与功能。
2016(6):95-100.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.013
摘要:
为优化直喷天然气发动机的喷射策略,在一台六缸电控直喷天然气发动机上,用试验方法研究了引燃柴油量及柴油摘/天然气喷射间隔对发动机 HC、CO和 NOx排放的影响。试验结果表明:喷射间隔一定时, HC排放随引燃柴油喷射量的增加而降低；在引燃柴油喷射量为 4.0 mg时, HC排放随喷射间隔的增加而增加；引燃柴油喷射量在 6.0～11.5 mg范围内, HC排放在喷射间隔从 0.5 ms变化到 1.1 ms时,变化较小；喷射间隔增加到 1.4 ms时, HC排放升高趋势明显。 CO排放随引燃柴油喷射量的变化规律为先降低后升高；在不同的柴油喷射量下增加喷射间隔, CO排放均降低。 NOx排放随引燃柴油喷射量的增加先降低后升高；在喷射间隔为 0.5 ms时, NOx排放相对较小,在喷射间隔为 1.4 ms时, NOx排放最高。增加引燃柴油喷射量有利于 HC的减排,对 CO排放的影响较小,但会导致 NOx排放的恶化；增加喷射间隔会促使 HC和 NOx排放的升高,但 CO排放有所降低。
为优化直喷天然气发动机的喷射策略,在一台六缸电控直喷天然气发动机上,用试验方法研究了引燃柴油量及柴油摘/天然气喷射间隔对发动机 HC、CO和 NOx排放的影响。试验结果表明:喷射间隔一定时, HC排放随引燃柴油喷射量的增加而降低；在引燃柴油喷射量为 4.0 mg时, HC排放随喷射间隔的增加而增加；引燃柴油喷射量在 6.0～11.5 mg范围内, HC排放在喷射间隔从 0.5 ms变化到 1.1 ms时,变化较小；喷射间隔增加到 1.4 ms时, HC排放升高趋势明显。 CO排放随引燃柴油喷射量的变化规律为先降低后升高；在不同的柴油喷射量下增加喷射间隔, CO排放均降低。 NOx排放随引燃柴油喷射量的增加先降低后升高；在喷射间隔为 0.5 ms时, NOx排放相对较小,在喷射间隔为 1.4 ms时, NOx排放最高。增加引燃柴油喷射量有利于 HC的减排,对 CO排放的影响较小,但会导致 NOx排放的恶化；增加喷射间隔会促使 HC和 NOx排放的升高,但 CO排放有所降低。
2016(6):101-106.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.014
摘要:
拖拉机线控液压转向系统采用的单杆液压缸具有非对称性,为了提高转向系统的控制精度,提出了双通道 PID(proportional integral derivative)控制方法,对液压缸活塞杆伸出和缩回的运动进行分通道控制。基于 SimHydraulics模块建立线控液压转向系统的物理模型,对转向轮的跟随响应、阶跃响应进行仿真试验；同时搭建了线控液压转向系统试验台,进行台架试验,从而分析双通道 PID控制对转向系统的影响。仿真试验得出双通道 PID控制的跟随误差为 0.473°、响应时间为 0.273 s,且左、右转向跟随误差基本一致,均优于单通道 PID控制,台架试验结果与仿真试验的效果一致。结果表明,线控液压转向系统在双通道 PID控制下响应快,跟随误差更小,具有良好的跟随性和较高的控制精度。
拖拉机线控液压转向系统采用的单杆液压缸具有非对称性,为了提高转向系统的控制精度,提出了双通道 PID(proportional integral derivative)控制方法,对液压缸活塞杆伸出和缩回的运动进行分通道控制。基于 SimHydraulics模块建立线控液压转向系统的物理模型,对转向轮的跟随响应、阶跃响应进行仿真试验；同时搭建了线控液压转向系统试验台,进行台架试验,从而分析双通道 PID控制对转向系统的影响。仿真试验得出双通道 PID控制的跟随误差为 0.473°、响应时间为 0.273 s,且左、右转向跟随误差基本一致,均优于单通道 PID控制,台架试验结果与仿真试验的效果一致。结果表明,线控液压转向系统在双通道 PID控制下响应快,跟随误差更小,具有良好的跟随性和较高的控制精度。
2016(6):107-114.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.015
摘要:
平顺性是汽车重要特性之一,平顺性优化分析属于组合优化问题,同时其非线性特性导致优化实质上是一个非线性多峰的优化问题,为了有效解决此类复杂优化的求解问题,近年来基于随机搜索优化算法建立了一种新型的人工鱼群算法。该文将人工鱼群算法应用到汽车平顺性优化分析研究中,以某 8×4载货车为研究对象,建立 9自由度汽车平顺性模型,对影响汽车平顺性的重要参数进行优化分析。优化结果表明,加速度均方根平均下降 16.82%,在 60 km/h时下降最大,加速度均方根下降 21.24%,有效提高了重型车的平顺性能。因此,利用该模型可对汽车平顺性进行预测或评估。
平顺性是汽车重要特性之一,平顺性优化分析属于组合优化问题,同时其非线性特性导致优化实质上是一个非线性多峰的优化问题,为了有效解决此类复杂优化的求解问题,近年来基于随机搜索优化算法建立了一种新型的人工鱼群算法。该文将人工鱼群算法应用到汽车平顺性优化分析研究中,以某 8×4载货车为研究对象,建立 9自由度汽车平顺性模型,对影响汽车平顺性的重要参数进行优化分析。优化结果表明,加速度均方根平均下降 16.82%,在 60 km/h时下降最大,加速度均方根下降 21.24%,有效提高了重型车的平顺性能。因此,利用该模型可对汽车平顺性进行预测或评估。
2016(6):115-120.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.016
摘要:
地表水和地下水联合运用于农业灌溉是中国大部分灌区主要采用的灌溉形式,但目前的优化模型对地下水的运用情况过于简化,常采用定值作为优化模型的参数,所以不能真实反映地下水随时间对灌溉面积的影响。该文基于排队理论,研究分析了地下水灌溉的农田面积随等待地表水灌溉的历时的影响,并建立灌区渠系优化配水模型,以灌水历时最短为目标,根据渠首引水、渠系供水、作物用水等方面的用水关系建立约束条件。通过河北石津灌区的实际应用,说明模型方法的可行性,并提出该灌区5条主要干渠的合理优化配水方案。结果显示最优的灌溉历时为25.6 d；干渠B1的灌水周期贯穿了大部分灌水周期,是影响整个系统灌溉效率的关键渠道；子区C5分配的地下水资源较多,该子区的地下水灌溉面积占到了43%。该模型可更加真实地反映用于灌溉的地下水水量随时间变化的不确定性,能够为中国大部分地区建立地表水和地下水联合灌溉优化模型提供方法上的借鉴。
地表水和地下水联合运用于农业灌溉是中国大部分灌区主要采用的灌溉形式,但目前的优化模型对地下水的运用情况过于简化,常采用定值作为优化模型的参数,所以不能真实反映地下水随时间对灌溉面积的影响。该文基于排队理论,研究分析了地下水灌溉的农田面积随等待地表水灌溉的历时的影响,并建立灌区渠系优化配水模型,以灌水历时最短为目标,根据渠首引水、渠系供水、作物用水等方面的用水关系建立约束条件。通过河北石津灌区的实际应用,说明模型方法的可行性,并提出该灌区5条主要干渠的合理优化配水方案。结果显示最优的灌溉历时为25.6 d；干渠B1的灌水周期贯穿了大部分灌水周期,是影响整个系统灌溉效率的关键渠道；子区C5分配的地下水资源较多,该子区的地下水灌溉面积占到了43%。该模型可更加真实地反映用于灌溉的地下水水量随时间变化的不确定性,能够为中国大部分地区建立地表水和地下水联合灌溉优化模型提供方法上的借鉴。
2016(6):121-129.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.017
摘要:
为探讨石羊河流域春小麦适宜灌水上限及不同生育期计划湿润层深度,在该地区开展田间试验。利用田间试验资料对RZWQM(root zone water quality model)模型进行率定和验证,并应用模型模拟了灌水上限及不同生育阶段计划湿润层深度对春小麦籽粒产量、灌水量、籽粒灌溉水利用效率及灌水次数的影响。结果表明:不同灌水处理间产量差异较小,但所需灌水量有较大差异,存在节水空间；灌水上限对于灌水量的影响要远远大于对产量的影响,灌水上限的降低会增加灌水次数,从而提高小麦产量；适宜的计划湿润层深度可以保证灌溉水尽可能多的分布于根系吸收范围内,避免浪费,达到节水目的；试验证明,通过调控灌水上限和各生育期计划湿润层深度可以达到节水增产的目的。综合考虑各控制因素对产量、所需灌水量及籽粒灌溉水利用效率的影响,建议该地区春小麦灌溉制度为:灌水上限选择80%田间持水量,苗期计划湿润层深度为30 cm,拔节期计划湿润层深度为60 cm,抽穗期计划湿润层深度为50 cm,灌浆期计划湿润层深度为70 cm。
为探讨石羊河流域春小麦适宜灌水上限及不同生育期计划湿润层深度,在该地区开展田间试验。利用田间试验资料对RZWQM(root zone water quality model)模型进行率定和验证,并应用模型模拟了灌水上限及不同生育阶段计划湿润层深度对春小麦籽粒产量、灌水量、籽粒灌溉水利用效率及灌水次数的影响。结果表明:不同灌水处理间产量差异较小,但所需灌水量有较大差异,存在节水空间；灌水上限对于灌水量的影响要远远大于对产量的影响,灌水上限的降低会增加灌水次数,从而提高小麦产量；适宜的计划湿润层深度可以保证灌溉水尽可能多的分布于根系吸收范围内,避免浪费,达到节水目的；试验证明,通过调控灌水上限和各生育期计划湿润层深度可以达到节水增产的目的。综合考虑各控制因素对产量、所需灌水量及籽粒灌溉水利用效率的影响,建议该地区春小麦灌溉制度为:灌水上限选择80%田间持水量,苗期计划湿润层深度为30 cm,拔节期计划湿润层深度为60 cm,抽穗期计划湿润层深度为50 cm,灌浆期计划湿润层深度为70 cm。
2016(6):130-138.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.018
摘要:
为实现大区域尺度参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)资料缺失情况下的准确计算,该文将长江流域划分为上、中、下游3个子区域,基于反距离权重法的新型空间展布方法得到3个虚拟站点分别代表每个子区域,利用长江流域102个站点1964-2013年近50a的逐日气象数据,根据FAO-56 Penman Monteith(P M)法、Hargreaves Samani(H S)法、Irmark Allen(I A)法、Priestley Taylor(P T)法、Makkink(M K)法、Penman Van Bavel(PVB)法、1948年 Penman(48-PM)法分别计算每个站点逐日ET0,并以P M法为标准,利用Nash Sutcliffe系数(CD)、逐日相对均方根误差(RMSE)、Kendall一致性系数(K)对其适用性进行评价,结果表明:在3个子区域6种ET0计算方法的日值与P M法拟合方程确定系数R2均通过了极显著水平检验(α=0.01),长江上游P T法ET0日值计算精度最高(ET0日值拟合方程斜率为1.030,RMSE=0.341 mm/d,CD=0.886,K=0.829),H S法、I A计算精度较低(ET0日值拟合方程斜率分别为1.427、1.308,RMSE=0.909、0.829 mm/d,CD=0.581、0.523,K=0.792、0.742),长江中、下游PVB法计算精度最高,P T法计算精度次之,H S法与I A法计算精度较低；长江上游6种算法ET0月值的计算精度由高到低依次为P T法、PVB法、M K法、48 PM法、H S法、I A法,与P M法的平均误差分别为0.27、0.35、0.51、0.48、0.74、0.78 mm/d；长江中、下游6种算法计算精度由高到低为PVB法、P T法、M K法、48 PM法、H S法、I A法；整个长江流域P T法、PVB法与P M法ET0计算结果相对误差均在35%以下,H S法、I A法计算精度较低,其相对误差基本高于40%；因此,PVB法与P T法在整个长江流域的计算精度较高,可作为长江流域ET0简化计算推荐方法。
为实现大区域尺度参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)资料缺失情况下的准确计算,该文将长江流域划分为上、中、下游3个子区域,基于反距离权重法的新型空间展布方法得到3个虚拟站点分别代表每个子区域,利用长江流域102个站点1964-2013年近50a的逐日气象数据,根据FAO-56 Penman Monteith(P M)法、Hargreaves Samani(H S)法、Irmark Allen(I A)法、Priestley Taylor(P T)法、Makkink(M K)法、Penman Van Bavel(PVB)法、1948年 Penman(48-PM)法分别计算每个站点逐日ET0,并以P M法为标准,利用Nash Sutcliffe系数(CD)、逐日相对均方根误差(RMSE)、Kendall一致性系数(K)对其适用性进行评价,结果表明:在3个子区域6种ET0计算方法的日值与P M法拟合方程确定系数R2均通过了极显著水平检验(α=0.01),长江上游P T法ET0日值计算精度最高(ET0日值拟合方程斜率为1.030,RMSE=0.341 mm/d,CD=0.886,K=0.829),H S法、I A计算精度较低(ET0日值拟合方程斜率分别为1.427、1.308,RMSE=0.909、0.829 mm/d,CD=0.581、0.523,K=0.792、0.742),长江中、下游PVB法计算精度最高,P T法计算精度次之,H S法与I A法计算精度较低；长江上游6种算法ET0月值的计算精度由高到低依次为P T法、PVB法、M K法、48 PM法、H S法、I A法,与P M法的平均误差分别为0.27、0.35、0.51、0.48、0.74、0.78 mm/d；长江中、下游6种算法计算精度由高到低为PVB法、P T法、M K法、48 PM法、H S法、I A法；整个长江流域P T法、PVB法与P M法ET0计算结果相对误差均在35%以下,H S法、I A法计算精度较低,其相对误差基本高于40%；因此,PVB法与P T法在整个长江流域的计算精度较高,可作为长江流域ET0简化计算推荐方法。
2016(6):139-148.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.019
摘要:
为探寻解决干旱区棉田冬季灌水问题,明晰北疆棉田不同冬灌方式及灌水定额对土壤水分、盐分分布以及翌年棉花生长及产量的影响,采用大田试验方法,以未冬灌大田作为对照(CK),设置滴灌和漫灌2种灌水方式下4个梯度的灌水定额(1 800、2 400、3 000、3 600、 3600 m3/hm2)共9个处理进行冬灌试验,分析了冬灌灌水后到播种前0~300 cm土层的水分、盐分的动态变化以及翌年各处理棉花的出苗率、群体生理指标(群体光合势、群体净同化率、叶面积指数)和产量数据。结果表明,冬灌对次年播前土壤水盐分布及含量的大小均具有一定的影响,无论漫灌还是滴灌方式进行冬灌,随灌水定额增加土壤水分和盐分的影响深度也随之加深,灌水定额达到3 000和3 600 m3/hm2时,冬灌对土壤水盐影响深度可达300 cm。冬灌可显著改变次年播前土壤盐分的自然分布状态,有效淋洗并降低上层土壤盐分含量；相对漫灌方式而言,滴灌冬灌方式土壤水分入渗更加均匀且规律明显。冬灌对次年滴灌棉花的生长发育及产量均具有重要影响,冬灌后次年棉花群体指标与未冬灌处理的差异随冬灌灌水定额的增加愈加显著,灌水定额3 000 m3/hm2滴灌冬灌处理的次年棉花群体光合势与叶面积指数较未冬灌处理分别提升34.30%和42.60%；冬灌有利于次年棉花产量的提高,滴灌冬灌灌水定额3 000、3 600 m3/hm2处理时的棉花产量相对未冬灌处理分别增产10.66%和12.36%。综合考虑冬灌方式及灌水定额对次年土壤水盐分布及棉花生长和产量的影响,研究认为滴灌条件下灌水定额3 000 m3/hm2的冬灌在试验条件下比较适宜,既可淋洗盐分至耕层以下300 cm处,亦可获得6 107.75 kg/hm2的较高产量。
为探寻解决干旱区棉田冬季灌水问题,明晰北疆棉田不同冬灌方式及灌水定额对土壤水分、盐分分布以及翌年棉花生长及产量的影响,采用大田试验方法,以未冬灌大田作为对照(CK),设置滴灌和漫灌2种灌水方式下4个梯度的灌水定额(1 800、2 400、3 000、3 600、 3600 m3/hm2)共9个处理进行冬灌试验,分析了冬灌灌水后到播种前0~300 cm土层的水分、盐分的动态变化以及翌年各处理棉花的出苗率、群体生理指标(群体光合势、群体净同化率、叶面积指数)和产量数据。结果表明,冬灌对次年播前土壤水盐分布及含量的大小均具有一定的影响,无论漫灌还是滴灌方式进行冬灌,随灌水定额增加土壤水分和盐分的影响深度也随之加深,灌水定额达到3 000和3 600 m3/hm2时,冬灌对土壤水盐影响深度可达300 cm。冬灌可显著改变次年播前土壤盐分的自然分布状态,有效淋洗并降低上层土壤盐分含量；相对漫灌方式而言,滴灌冬灌方式土壤水分入渗更加均匀且规律明显。冬灌对次年滴灌棉花的生长发育及产量均具有重要影响,冬灌后次年棉花群体指标与未冬灌处理的差异随冬灌灌水定额的增加愈加显著,灌水定额3 000 m3/hm2滴灌冬灌处理的次年棉花群体光合势与叶面积指数较未冬灌处理分别提升34.30%和42.60%；冬灌有利于次年棉花产量的提高,滴灌冬灌灌水定额3 000、3 600 m3/hm2处理时的棉花产量相对未冬灌处理分别增产10.66%和12.36%。综合考虑冬灌方式及灌水定额对次年土壤水盐分布及棉花生长和产量的影响,研究认为滴灌条件下灌水定额3 000 m3/hm2的冬灌在试验条件下比较适宜,既可淋洗盐分至耕层以下300 cm处,亦可获得6 107.75 kg/hm2的较高产量。
2016(6):149-154.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.020
摘要:
土壤湿度的遥感动态监测在农牧业生产中具有重要意义。近年来,多种基于遥感指数的土壤湿度监测方法被提出并得到广泛关注,但当前对不同深度土壤湿度的反演及植被指数反映土壤湿度滞后性的研究较少。该文针对遥感指数反演土壤湿度的精度问题,对MODIS(moderate resolutionimaging spectroradiometer)的2种植被指数产品归一化差异植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)与土壤湿度实测值进行相关分析,并利用在其中一个样点得到相关系数最高的回归模型对距离较远的其它点进行土壤湿度值估算,最后用土壤湿度实测值对模型的精度进行验证。结果表明,2种植被指数均与土壤湿度值呈现出较强的相关性,且利用植被指数估算土壤湿度的延迟天数为5～10 d。在相同气候模式、土壤类型和植被类型的条件下,高程为影响回归模型精度的主要因素。该研究可为牧区多层深度土壤湿度反演方法的选择和监测提供参考依据。
土壤湿度的遥感动态监测在农牧业生产中具有重要意义。近年来,多种基于遥感指数的土壤湿度监测方法被提出并得到广泛关注,但当前对不同深度土壤湿度的反演及植被指数反映土壤湿度滞后性的研究较少。该文针对遥感指数反演土壤湿度的精度问题,对MODIS(moderate resolutionimaging spectroradiometer)的2种植被指数产品归一化差异植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)与土壤湿度实测值进行相关分析,并利用在其中一个样点得到相关系数最高的回归模型对距离较远的其它点进行土壤湿度值估算,最后用土壤湿度实测值对模型的精度进行验证。结果表明,2种植被指数均与土壤湿度值呈现出较强的相关性,且利用植被指数估算土壤湿度的延迟天数为5～10 d。在相同气候模式、土壤类型和植被类型的条件下,高程为影响回归模型精度的主要因素。该研究可为牧区多层深度土壤湿度反演方法的选择和监测提供参考依据。
2016(6):155-161.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.021
摘要:
为探讨含盐量对盐渍土抗剪强度的影响,该研究对采自于青海柴达木盆地大柴旦盐湖地区的盐渍土进行了洗盐试验以获得素土试样；根据该区盐渍土类型及盐渍化程度,在洗盐后土体中分别加入不等量的无水硫酸钠(Na2SO4),以获得不同含盐量的人工配制硫酸盐渍土,并对上述不同含盐量的人工配制硫酸盐渍土开展室内直接剪切试验。试验结果表明,洗盐试验后土体中的易溶盐离子含量及pH值均显著低于洗盐前盐渍土；当土体密度和含水量分别为1.41 g/cm3和25.68%时,洗盐后土体粘聚力c值和内摩擦角φ值分别为14.8 kPa和26.5°,均高于洗盐前盐渍土的粘聚力值(6.7 kPa)和内摩擦角值(24.6°)；不同含盐量梯度条件下的人工配制硫酸盐渍土的粘聚力和内摩擦角,随土体含盐量增加均表现出先减小后增加的变化特征。当含盐量由0.74%增至5.17%时,人工配制硫酸盐渍土粘聚力c值和内摩擦角φ值均呈逐渐减小的变化规律,当土体含盐量由5.17%增至14.17%时,人工配制硫酸盐渍土粘聚力c值和内摩擦角φ值均表现出增加的变化规律,且当含盐量为5.17%时,其粘聚力c值和内摩擦角φ值分别为8.3 kPa和26.1°,均为最小值,即该值对应的含盐量值即为人工配制硫酸盐渍土的含盐量阈值。本项研究成果对于进一步探讨含盐量变化对盐渍土抗剪强度影响,及含盐量变化与盐渍土粘聚力和内摩擦角之间的关系等方面具有理论研究价值和实际意义。
为探讨含盐量对盐渍土抗剪强度的影响,该研究对采自于青海柴达木盆地大柴旦盐湖地区的盐渍土进行了洗盐试验以获得素土试样；根据该区盐渍土类型及盐渍化程度,在洗盐后土体中分别加入不等量的无水硫酸钠(Na2SO4),以获得不同含盐量的人工配制硫酸盐渍土,并对上述不同含盐量的人工配制硫酸盐渍土开展室内直接剪切试验。试验结果表明,洗盐试验后土体中的易溶盐离子含量及pH值均显著低于洗盐前盐渍土；当土体密度和含水量分别为1.41 g/cm3和25.68%时,洗盐后土体粘聚力c值和内摩擦角φ值分别为14.8 kPa和26.5°,均高于洗盐前盐渍土的粘聚力值(6.7 kPa)和内摩擦角值(24.6°)；不同含盐量梯度条件下的人工配制硫酸盐渍土的粘聚力和内摩擦角,随土体含盐量增加均表现出先减小后增加的变化特征。当含盐量由0.74%增至5.17%时,人工配制硫酸盐渍土粘聚力c值和内摩擦角φ值均呈逐渐减小的变化规律,当土体含盐量由5.17%增至14.17%时,人工配制硫酸盐渍土粘聚力c值和内摩擦角φ值均表现出增加的变化规律,且当含盐量为5.17%时,其粘聚力c值和内摩擦角φ值分别为8.3 kPa和26.1°,均为最小值,即该值对应的含盐量值即为人工配制硫酸盐渍土的含盐量阈值。本项研究成果对于进一步探讨含盐量变化对盐渍土抗剪强度影响,及含盐量变化与盐渍土粘聚力和内摩擦角之间的关系等方面具有理论研究价值和实际意义。
2016(6):162-168.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.022
摘要:
为了获取区域内的玉米播种质量信息并对其进行远程监测与管理,提出了基于GPS和GPRS的远程排种监测系统。该系统利用PVDF(polyvinylidene fluoride,聚偏二氟乙烯)压电传感器实时监测指夹式排种器播种质量信息并通过GPS接收器实现了播种质量信息位置的精确定位；同时,系统通过GPRS DTU模块的应用和远程服务器软件的设计,实现了播种质量信息数据的远程传输与管理。试验结果表明,该系统播种量检测精度为97.4%,漏播检测精度为96.1%,重播检测精度为 95.9%,该系统能够有效检测玉米播种质量并具有监测数据远程监管的功能。
为了获取区域内的玉米播种质量信息并对其进行远程监测与管理,提出了基于GPS和GPRS的远程排种监测系统。该系统利用PVDF(polyvinylidene fluoride,聚偏二氟乙烯)压电传感器实时监测指夹式排种器播种质量信息并通过GPS接收器实现了播种质量信息位置的精确定位；同时,系统通过GPRS DTU模块的应用和远程服务器软件的设计,实现了播种质量信息数据的远程传输与管理。试验结果表明,该系统播种量检测精度为97.4%,漏播检测精度为96.1%,重播检测精度为 95.9%,该系统能够有效检测玉米播种质量并具有监测数据远程监管的功能。
2016(6):169-174.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.023
摘要:
蛋鸡栖架系统是一种用于提高蛋鸡福利水平的新型立体散养系统,其中系统中栖架设置的位置、数量及栖杆尺寸是否符合蛋鸡需求,仍需要进一步观察。研究中发现,目前还没有好的实时统计栖杆上蛋鸡数量的方法,而常用的人工统计不仅效率低,而且易造成蛋鸡应激。为此,该文基于实时采集蛋鸡在饲养过程中上栖架的频次、所处位置等数据的需求,利用LabVIEW平台开发了一套蛋鸡栖架分布实时监测系统。针对该系统平台结构设计、系统校准原理与方法、栖杆分布数据采集与分析等问题进行了相关研究。结果表明:系统运行稳定,系统提供的蛋鸡分布数据与人工识别现场蛋鸡分布的数据相比,平均准确率为99%,可为新型栖架离地立体散养系统设计中的蛋鸡栖架布置形式、栖架优化等提供数据支持。
蛋鸡栖架系统是一种用于提高蛋鸡福利水平的新型立体散养系统,其中系统中栖架设置的位置、数量及栖杆尺寸是否符合蛋鸡需求,仍需要进一步观察。研究中发现,目前还没有好的实时统计栖杆上蛋鸡数量的方法,而常用的人工统计不仅效率低,而且易造成蛋鸡应激。为此,该文基于实时采集蛋鸡在饲养过程中上栖架的频次、所处位置等数据的需求,利用LabVIEW平台开发了一套蛋鸡栖架分布实时监测系统。针对该系统平台结构设计、系统校准原理与方法、栖杆分布数据采集与分析等问题进行了相关研究。结果表明:系统运行稳定,系统提供的蛋鸡分布数据与人工识别现场蛋鸡分布的数据相比,平均准确率为99%,可为新型栖架离地立体散养系统设计中的蛋鸡栖架布置形式、栖架优化等提供数据支持。
2016(6):175-181.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.024
摘要:
在区域尺度评价农田防护林对作物产量的影响对于农田防护林建设和经营管理具有重要意义。该文提出了一种基于遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术的农田防护林对作物产量影响的评价方法。首先利用多时相遥感影像识别农田防护林的经营阶段和和生长状态,建立农田防护林防护效应的综合判定模式；其次采用机制法,通过光、温、水、土逐级衰减,计算作物生产潜力,并基于遥感影像和光能利用率模型估算作物单产；最后构建农田防护林对作物产量影响的评价方法体系。基于该方法,在吉林省长春市北部的农田防护林重点建设区选择样区,评价了该区2009年农田防护林对玉米产量的影响。结果表明,农田防护林在一定程度上将会促进玉米增产。尤其在自然条件较差的低产区,农田防护林的增产作用更加显著,增产率达到8.85%；而在高产区,增产率约为2.4%,但是由于胁地效应的影响,在部分地区可能造成减产。因此,在农田防护林的规划建设中,应根据不同的立地条件,因地制宜,在占地面积最小的情况下,达到稳产增产的作用,实现农田防护林的最大防护效应。该研究丰富了在区域尺度研究农田防护林防护效应的技术方法,可以更加科学合理的评价区域尺度上农田防护林的增产效益,并为农田防护林的经营管理提供科学依据。
在区域尺度评价农田防护林对作物产量的影响对于农田防护林建设和经营管理具有重要意义。该文提出了一种基于遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术的农田防护林对作物产量影响的评价方法。首先利用多时相遥感影像识别农田防护林的经营阶段和和生长状态,建立农田防护林防护效应的综合判定模式；其次采用机制法,通过光、温、水、土逐级衰减,计算作物生产潜力,并基于遥感影像和光能利用率模型估算作物单产；最后构建农田防护林对作物产量影响的评价方法体系。基于该方法,在吉林省长春市北部的农田防护林重点建设区选择样区,评价了该区2009年农田防护林对玉米产量的影响。结果表明,农田防护林在一定程度上将会促进玉米增产。尤其在自然条件较差的低产区,农田防护林的增产作用更加显著,增产率达到8.85%；而在高产区,增产率约为2.4%,但是由于胁地效应的影响,在部分地区可能造成减产。因此,在农田防护林的规划建设中,应根据不同的立地条件,因地制宜,在占地面积最小的情况下,达到稳产增产的作用,实现农田防护林的最大防护效应。该研究丰富了在区域尺度研究农田防护林防护效应的技术方法,可以更加科学合理的评价区域尺度上农田防护林的增产效益,并为农田防护林的经营管理提供科学依据。
2016(6):182-188.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.025
摘要:
为了给采棉机器人提供运动参数,设计了一套双目视觉测距装置以定位棉株。对获取的左右棉株图像进行经背景分割等预处理。求取其在8个尺度下的高斯图,通过尺度不变特征转换SIFT(scale invariant feature transform)算法在相邻高斯差分图中提取出SIFT关键点；计算每个高斯图中关键点邻域内4×4个种子点的梯度模值,得到128维特征向量。分割右图关键点构成的128维空间,得到二叉树；利用最优节点优先BBF(best bin first)算法在二叉树中寻找到172个与左图对应的粗匹配点。由随机采样一致性RANSAC(random sample consensus)算法求出基础矩阵F,恢复极线约束,剔除误匹配,得到分布在11朵棉花上的151对精匹配。结合通过标定和F得到的相机内外参数,最终重建出棉花点云的三维坐标。结果表明,Z轴重建结果比较接近人工测量,平均误差为0.039 3 m,能够反映棉花间的相对位置。
为了给采棉机器人提供运动参数,设计了一套双目视觉测距装置以定位棉株。对获取的左右棉株图像进行经背景分割等预处理。求取其在8个尺度下的高斯图,通过尺度不变特征转换SIFT(scale invariant feature transform)算法在相邻高斯差分图中提取出SIFT关键点；计算每个高斯图中关键点邻域内4×4个种子点的梯度模值,得到128维特征向量。分割右图关键点构成的128维空间,得到二叉树；利用最优节点优先BBF(best bin first)算法在二叉树中寻找到172个与左图对应的粗匹配点。由随机采样一致性RANSAC(random sample consensus)算法求出基础矩阵F,恢复极线约束,剔除误匹配,得到分布在11朵棉花上的151对精匹配。结合通过标定和F得到的相机内外参数,最终重建出棉花点云的三维坐标。结果表明,Z轴重建结果比较接近人工测量,平均误差为0.039 3 m,能够反映棉花间的相对位置。
2016(6):189-196.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.026
摘要:
为了提高采摘机器人的适用性和工作效率,保证成熟苹果果实的及时采摘,需要机器人具有夜间连续识别、采摘作业的能力。针对夜间苹果图像的特点,该文提出一种基于引导滤波的具有边缘保持特性的Retinex图像增强算法。利用颜色特征分量采用具有边缘保持功能的引导滤波来估计出照度分量；进而利用单尺度Retinex算法对图像进行对数变换获得仅包含物体本身特性的反射分量图像；分别对照度分量和反射分量图像增强后,再合成为新的夜间苹果的增强图像。文中选取30幅荧光灯辅助照明下采集到的夜间苹果图像进行试验的结果显示,该文增强算法处理后的30幅图像的平均灰度值,分别比原始图像、直方图均衡算法、同态滤波算法和双边滤波Retinex算法处理后的图像平均提高230.34%、251.16%、14.56%、7.75%,标准差平均提高36.90%、-23.95%、53.37%、28.00%,信息熵平均提高65.88%、99.68%、66.85%、17.53%,平均梯度提高161.70%、64.71%、139.89%、17.70%。且该文算法较双边滤波Retinex方法的运行时间平均减少74.56%。表明该文算法在夜间图像增强效果和运行时间效率上有明显的提高,为后续夜间图像的分割和目标识别提供了保障。
为了提高采摘机器人的适用性和工作效率,保证成熟苹果果实的及时采摘,需要机器人具有夜间连续识别、采摘作业的能力。针对夜间苹果图像的特点,该文提出一种基于引导滤波的具有边缘保持特性的Retinex图像增强算法。利用颜色特征分量采用具有边缘保持功能的引导滤波来估计出照度分量；进而利用单尺度Retinex算法对图像进行对数变换获得仅包含物体本身特性的反射分量图像；分别对照度分量和反射分量图像增强后,再合成为新的夜间苹果的增强图像。文中选取30幅荧光灯辅助照明下采集到的夜间苹果图像进行试验的结果显示,该文增强算法处理后的30幅图像的平均灰度值,分别比原始图像、直方图均衡算法、同态滤波算法和双边滤波Retinex算法处理后的图像平均提高230.34%、251.16%、14.56%、7.75%,标准差平均提高36.90%、-23.95%、53.37%、28.00%,信息熵平均提高65.88%、99.68%、66.85%、17.53%,平均梯度提高161.70%、64.71%、139.89%、17.70%。且该文算法较双边滤波Retinex方法的运行时间平均减少74.56%。表明该文算法在夜间图像增强效果和运行时间效率上有明显的提高,为后续夜间图像的分割和目标识别提供了保障。
2016(6):197-203.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.027
摘要:
针对水下图像受到水下复杂光照的影响导致图像对比度差的现象,采用对比度受限自适应直方图均衡化方法(contrast limited adaptive histogram equalization, CLAHE)对水下海参图像进行增强处理,算法首先将原始图像分割成若干个子区域并且大小相同,再选取特定值对每个子区域的直方图进行截取,并将截取下的像素均匀分配到每个灰度级,最终得到限定对比度直方图。并通过研究算法中的相关参数,得到适用于水下海参图像增强的参数值,取得了更好的增强效果。通过评价函数均方差(mean squared error, MSE),峰值信噪比(peak signal to noise rate, PSNR)和信息熵(information entropy)对比CLAHE方法和其他一些方法,结果显示CLAHE算法在水下海参图像提高质量和保持图像细节方面表现出更好的性能,为以后水下机器人的识别定位提供了方便。
针对水下图像受到水下复杂光照的影响导致图像对比度差的现象,采用对比度受限自适应直方图均衡化方法(contrast limited adaptive histogram equalization, CLAHE)对水下海参图像进行增强处理,算法首先将原始图像分割成若干个子区域并且大小相同,再选取特定值对每个子区域的直方图进行截取,并将截取下的像素均匀分配到每个灰度级,最终得到限定对比度直方图。并通过研究算法中的相关参数,得到适用于水下海参图像增强的参数值,取得了更好的增强效果。通过评价函数均方差(mean squared error, MSE),峰值信噪比(peak signal to noise rate, PSNR)和信息熵(information entropy)对比CLAHE方法和其他一些方法,结果显示CLAHE算法在水下海参图像提高质量和保持图像细节方面表现出更好的性能,为以后水下机器人的识别定位提供了方便。
2016(6):204-210.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.028
摘要:
为研究水稻浸种过程中种子的水分相态及其分布特征,利用低场核磁共振快速、无损、准确的检测技术,通过硬脉冲回波序列CPMG(carr purcell meiboom gill sequence)测量水稻种子横向弛豫时间T2,根据横向弛豫时间T2的差异区分种子内部的水分相态及其变化规律。试验结果表明:通过T2反演谱横向弛豫时间T2长短的差异,发现水稻浸种过程中种子内部水分存在结合水、自由水2种水分状态,同时可区分出内层水、中层水、外层水3种水分分层；二者均能通过回归方程合理的估测水稻在浸种过程中种子的吸水率情况；通过T2反演谱信号幅值大小的差异,发现水稻浸种过程中的种子总水含量不断上升,但由于判定依据及划分方式的不同,二者在水分的流动方式上略显差异。低场核磁共振技术对水稻浸种过程中种子内部的水分变化进行了直观的揭示,提供了一种高效的种子水分检测方法。
为研究水稻浸种过程中种子的水分相态及其分布特征,利用低场核磁共振快速、无损、准确的检测技术,通过硬脉冲回波序列CPMG(carr purcell meiboom gill sequence)测量水稻种子横向弛豫时间T2,根据横向弛豫时间T2的差异区分种子内部的水分相态及其变化规律。试验结果表明:通过T2反演谱横向弛豫时间T2长短的差异,发现水稻浸种过程中种子内部水分存在结合水、自由水2种水分状态,同时可区分出内层水、中层水、外层水3种水分分层；二者均能通过回归方程合理的估测水稻在浸种过程中种子的吸水率情况；通过T2反演谱信号幅值大小的差异,发现水稻浸种过程中的种子总水含量不断上升,但由于判定依据及划分方式的不同,二者在水分的流动方式上略显差异。低场核磁共振技术对水稻浸种过程中种子内部的水分变化进行了直观的揭示,提供了一种高效的种子水分检测方法。
2016(6):211-217.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.029
摘要:
为了探索作物萌发期耐盐性评价的无损检测方法,采用100 mmol/L的 NaCl溶液形成盐胁迫,研究了NaCl胁迫下2个玉米品种万瑞168号和郑单958号种子萌发过程中超弱光子辐射的变化规律。结果发现,在正常萌发过程中,2个玉米品种的种子自发光子辐射强度与鲜质量都呈现逐渐增长的趋势,相关系数r分别为0.962 51和0.982 27；在NaCl胁迫下,2个玉米品种的自发光子辐射强度与种子鲜质量的变化也呈现正相关,相关系数r分别为0.983 57和0.991 06, NaCl胁迫对萌发过程中2个玉米品种自发光子辐射和种子鲜质量的升高都有抑制作用。研究还发现,2个玉米品种在LED诱导下的延迟光子辐射也随着萌发进程逐渐增长,NaCl胁迫对2个玉米品种LED诱导下的延迟光子辐射的增长有不同的抑制作用。采用NaCl胁迫下萌发种子自发光子辐射的相对抑制率和延迟光子辐射的相对抑制率评价2个玉米品种萌发期耐盐性的强弱,评价结果与采用NaCl胁迫下种子萌发耐盐指数和储藏物质转运率的评价结果是相同的,表明根据NaCl胁迫下萌发种子自发光子辐射或者延迟光子辐射相对抑制率的大小可以无损伤的诊断与评价玉米萌发期耐盐性的强弱。
为了探索作物萌发期耐盐性评价的无损检测方法,采用100 mmol/L的 NaCl溶液形成盐胁迫,研究了NaCl胁迫下2个玉米品种万瑞168号和郑单958号种子萌发过程中超弱光子辐射的变化规律。结果发现,在正常萌发过程中,2个玉米品种的种子自发光子辐射强度与鲜质量都呈现逐渐增长的趋势,相关系数r分别为0.962 51和0.982 27；在NaCl胁迫下,2个玉米品种的自发光子辐射强度与种子鲜质量的变化也呈现正相关,相关系数r分别为0.983 57和0.991 06, NaCl胁迫对萌发过程中2个玉米品种自发光子辐射和种子鲜质量的升高都有抑制作用。研究还发现,2个玉米品种在LED诱导下的延迟光子辐射也随着萌发进程逐渐增长,NaCl胁迫对2个玉米品种LED诱导下的延迟光子辐射的增长有不同的抑制作用。采用NaCl胁迫下萌发种子自发光子辐射的相对抑制率和延迟光子辐射的相对抑制率评价2个玉米品种萌发期耐盐性的强弱,评价结果与采用NaCl胁迫下种子萌发耐盐指数和储藏物质转运率的评价结果是相同的,表明根据NaCl胁迫下萌发种子自发光子辐射或者延迟光子辐射相对抑制率的大小可以无损伤的诊断与评价玉米萌发期耐盐性的强弱。
2016(6):218-225.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.030
摘要:
针对日光温室土地利用率低,单体小不能进行立体栽培果树种植,不利于机械化操作等问题。该文提出一种大跨度主动蓄能型温室,该温室南北走向,双屋面拱形钢骨架结构,并采用主动蓄放热系统进行能量的蓄积与释放。该试验以传统砖墙日光温室作为对照,对大跨度主动蓄能型温室室内外温湿度以及主动蓄放热系统的能量收支进行分析,并对比2种温室的建造成本,综合分析了试验温室保温节能效果及经济效益。结果表明:大跨度主动蓄能型温室土地利用率高达87.4%。温室夜间平均气温高于10 ℃,无极端低温,晴天夜间平均气温比对照温室高1.5~3.1 ℃,比室外高13.9~19.3 ℃；阴天夜间平均气温比对照温室高1.2~2.8 ℃,比室外高12.5~18.9 ℃。夜间室内相对湿度平均比对照温室低7%~10%。主动蓄放热系统性能系数COP(coefficient of performance)为3.4~4.2,平均每天能耗0.013 kWh/m2,与传统燃煤锅炉加温系统相比,平均节能率为47%。大跨度主动蓄能型温室建造成本每平米307.2元,比传统砖墙日光温室低144.5元。大跨度主动蓄能型温室是一种土地利用率高,单体大,保温性能良好,能进行冬季果菜生产的新型温室类型,且投入少,综合其经济环境效益,值得推广应用。
针对日光温室土地利用率低,单体小不能进行立体栽培果树种植,不利于机械化操作等问题。该文提出一种大跨度主动蓄能型温室,该温室南北走向,双屋面拱形钢骨架结构,并采用主动蓄放热系统进行能量的蓄积与释放。该试验以传统砖墙日光温室作为对照,对大跨度主动蓄能型温室室内外温湿度以及主动蓄放热系统的能量收支进行分析,并对比2种温室的建造成本,综合分析了试验温室保温节能效果及经济效益。结果表明:大跨度主动蓄能型温室土地利用率高达87.4%。温室夜间平均气温高于10 ℃,无极端低温,晴天夜间平均气温比对照温室高1.5~3.1 ℃,比室外高13.9~19.3 ℃；阴天夜间平均气温比对照温室高1.2~2.8 ℃,比室外高12.5~18.9 ℃。夜间室内相对湿度平均比对照温室低7%~10%。主动蓄放热系统性能系数COP(coefficient of performance)为3.4~4.2,平均每天能耗0.013 kWh/m2,与传统燃煤锅炉加温系统相比,平均节能率为47%。大跨度主动蓄能型温室建造成本每平米307.2元,比传统砖墙日光温室低144.5元。大跨度主动蓄能型温室是一种土地利用率高,单体大,保温性能良好,能进行冬季果菜生产的新型温室类型,且投入少,综合其经济环境效益,值得推广应用。
2016(6):226-231.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.031
摘要:
该文对比不同温度下强酸处理多壁碳纳米管(multi walled carbon nanotubes,MWCNTs)对其表面结构改性,并以物理分散制备出含MWCNTs的十水硫酸钠基复合相变储能材料。探讨不同酸化温度下MWCNTs对十水硫酸钠基复合相变储能材料的过冷和相分层影响。并对其比热,导热系数及相变潜热特征进行分析。结果表明:酸化处理后MWCNTs产生羧基；添加质量分数1%的120 ℃酸化后的MWCNTs的A、B两种十水硫酸钠基复合相变储能材料过冷度降低最大；添加酸化处理后的MWCNTs的十水硫酸钠基复合相变储能材料相容性较好；含120 ℃酸化后的1%的MWCNTs的A、B两种十水硫酸钠基复合相变储能材料比热及导热系数在相变温度点附近都达到最大,分别为5.095 mm2/s和0.932 5 w/mk、4.235 6 mm2/s和0.941 3 w/mk；含质量分数1%的120 ℃酸化处理的MWCNTs的B类复合相变储能材料较A类的潜热值大,其分别为143.6 J/g,97.42 J/g；该试验表明含1%MWCNTs B相变储能材料更适合应用于温室。
该文对比不同温度下强酸处理多壁碳纳米管(multi walled carbon nanotubes,MWCNTs)对其表面结构改性,并以物理分散制备出含MWCNTs的十水硫酸钠基复合相变储能材料。探讨不同酸化温度下MWCNTs对十水硫酸钠基复合相变储能材料的过冷和相分层影响。并对其比热,导热系数及相变潜热特征进行分析。结果表明:酸化处理后MWCNTs产生羧基；添加质量分数1%的120 ℃酸化后的MWCNTs的A、B两种十水硫酸钠基复合相变储能材料过冷度降低最大；添加酸化处理后的MWCNTs的十水硫酸钠基复合相变储能材料相容性较好；含120 ℃酸化后的1%的MWCNTs的A、B两种十水硫酸钠基复合相变储能材料比热及导热系数在相变温度点附近都达到最大,分别为5.095 mm2/s和0.932 5 w/mk、4.235 6 mm2/s和0.941 3 w/mk；含质量分数1%的120 ℃酸化处理的MWCNTs的B类复合相变储能材料较A类的潜热值大,其分别为143.6 J/g,97.42 J/g；该试验表明含1%MWCNTs B相变储能材料更适合应用于温室。
2016(6):232-241.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.032
摘要:
为探明不同覆膜滴灌条件下,大棚甜瓜土壤水、热等环境因素变化对脲酶及甜瓜产量的影响,该文采用正交试验设计,研究了日光温室内不同覆膜方式(全覆膜、半覆膜、无膜)、灌水下限(田间持水量的60%、70%、80%)、滴灌毛管密度(1管1行、3管4行、1管2行)以及3种因素的交互作用下的土壤水、热、pH值等的变化,以及对甜瓜土壤脲酶活性及甜瓜产量的影响。结果发现,半膜覆盖、80%田间持水量的灌水下限、1管2行滴灌毛管密度等的甜瓜根区土壤水分分布均匀、土壤温度较高、pH值较低,可显著提高土壤脲酶活性；60%田间持水量下限处理脲酶活性在果实膨大期和成熟期高,70%田间持水量下限处理在苗期高,80%田间持水量下限处理在各个生育阶段都最高；半膜覆盖、1管2行和80% 田间持水量下限组合和半膜覆盖、3管4行和70%田间持水量下限组合的甜瓜产量分别为34.46、31.27 t/hm2,显著高于全膜覆盖、1管1行和80% 田间持水量下限组合的28.02 t/hm2；半膜覆盖、1管2行和80% 田间持水量下限组合甜瓜的可溶性糖和可溶性固形物含量高,有机酸含量低。在陕西关中地区的日光温室栽培甜瓜,建议采取半膜覆盖,1管2行的滴灌管密度,灌水量下限分别为苗期70%、开花坐果期80%、果实膨大期80%和成熟期60%田间持水量。
为探明不同覆膜滴灌条件下,大棚甜瓜土壤水、热等环境因素变化对脲酶及甜瓜产量的影响,该文采用正交试验设计,研究了日光温室内不同覆膜方式(全覆膜、半覆膜、无膜)、灌水下限(田间持水量的60%、70%、80%)、滴灌毛管密度(1管1行、3管4行、1管2行)以及3种因素的交互作用下的土壤水、热、pH值等的变化,以及对甜瓜土壤脲酶活性及甜瓜产量的影响。结果发现,半膜覆盖、80%田间持水量的灌水下限、1管2行滴灌毛管密度等的甜瓜根区土壤水分分布均匀、土壤温度较高、pH值较低,可显著提高土壤脲酶活性；60%田间持水量下限处理脲酶活性在果实膨大期和成熟期高,70%田间持水量下限处理在苗期高,80%田间持水量下限处理在各个生育阶段都最高；半膜覆盖、1管2行和80% 田间持水量下限组合和半膜覆盖、3管4行和70%田间持水量下限组合的甜瓜产量分别为34.46、31.27 t/hm2,显著高于全膜覆盖、1管1行和80% 田间持水量下限组合的28.02 t/hm2；半膜覆盖、1管2行和80% 田间持水量下限组合甜瓜的可溶性糖和可溶性固形物含量高,有机酸含量低。在陕西关中地区的日光温室栽培甜瓜,建议采取半膜覆盖,1管2行的滴灌管密度,灌水量下限分别为苗期70%、开花坐果期80%、果实膨大期80%和成熟期60%田间持水量。
2016(6):242-247.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.033
摘要:
为了提高太阳能溶液集热再生器的效率,该文提出太阳能空气预处理分级溶液集热再生方法。通过定义蒸发率的品质系数和有效溶液比将一、二级太阳能集热再生模型和预除湿模型进行联接,建立系统数学模型。模拟结果表明,溶液预除湿的热交换效率为0.69时,有效蓄能密度SCe达到最大；室外空气相对湿度和太阳辐射强度存在一个临界值,用于判断该溶液再生方法和直接溶液集热再生的优劣。研究结果显示室外相对湿度越大,太阳辐射强度越弱,分级集热再生的方法越能体现其优势。
为了提高太阳能溶液集热再生器的效率,该文提出太阳能空气预处理分级溶液集热再生方法。通过定义蒸发率的品质系数和有效溶液比将一、二级太阳能集热再生模型和预除湿模型进行联接,建立系统数学模型。模拟结果表明,溶液预除湿的热交换效率为0.69时,有效蓄能密度SCe达到最大；室外空气相对湿度和太阳辐射强度存在一个临界值,用于判断该溶液再生方法和直接溶液集热再生的优劣。研究结果显示室外相对湿度越大,太阳辐射强度越弱,分级集热再生的方法越能体现其优势。
2016(6):248-253.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.034
摘要:
该文结合海产养殖废水的盐度效应特点,开展了浸没式膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)协同粉末活性炭(powder activated carbon,PAC)处理含盐废水的试验。考察了投加PAC对于MBR污染物去除性能及膜污染的影响；盐度变化过程中(0~35 g/L)MBR对化学需氧量(chemical oxygen demand , COD)、氨氮(ammonia nitrogen,NH+4-N)、亚硝酸盐氮(nitrite nitrogen,NO2-N)处理效果；以及含盐废水长期作用下微生物性能、膜通量、絮体粒径的变化情况。重点分析0~5 g/L的盐度变化,本体溶液中的溶解性有机物(soluble microbile products,SMP)和污泥絮体中胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)组成及含量的变化情况。结果表明:MBR PAC对COD的去除效率比MBR高7.3%,对NH+4-N、NO2-N去除的稳定性优于MBR；两工艺条件下膜通量随盐度变化呈现类似的趋势,即敏感期衰减,稳定期得到一定程度的恢复。养殖废水长期作用下,MBR PAC膜通量是MBR的1.5倍,MBR PAC的污泥粒径相对于MBR增加了52 μm。盐度变化过程中,PAC由于其吸附性能及絮凝能力,能吸附本体溶液中的溶解性微生物代谢产物,相对于MBR,蛋白质的含量减少了34.0%。MBR PAC适用于海产养殖废水的处理。
该文结合海产养殖废水的盐度效应特点,开展了浸没式膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)协同粉末活性炭(powder activated carbon,PAC)处理含盐废水的试验。考察了投加PAC对于MBR污染物去除性能及膜污染的影响；盐度变化过程中(0~35 g/L)MBR对化学需氧量(chemical oxygen demand , COD)、氨氮(ammonia nitrogen,NH+4-N)、亚硝酸盐氮(nitrite nitrogen,NO2-N)处理效果；以及含盐废水长期作用下微生物性能、膜通量、絮体粒径的变化情况。重点分析0~5 g/L的盐度变化,本体溶液中的溶解性有机物(soluble microbile products,SMP)和污泥絮体中胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)组成及含量的变化情况。结果表明:MBR PAC对COD的去除效率比MBR高7.3%,对NH+4-N、NO2-N去除的稳定性优于MBR；两工艺条件下膜通量随盐度变化呈现类似的趋势,即敏感期衰减,稳定期得到一定程度的恢复。养殖废水长期作用下,MBR PAC膜通量是MBR的1.5倍,MBR PAC的污泥粒径相对于MBR增加了52 μm。盐度变化过程中,PAC由于其吸附性能及絮凝能力,能吸附本体溶液中的溶解性微生物代谢产物,相对于MBR,蛋白质的含量减少了34.0%。MBR PAC适用于海产养殖废水的处理。
2016(6):254-262.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.035
摘要:
全面、准确分析重要农业管理措施对于农业固碳减排的影响特征,对于中国农业可持续发展具有重要意义。该文以华北平原冬小麦-夏玉米生产为对象,研究硝化/脲酶抑制剂对土壤温室气体(CO2、N2O和CH4)排放、土壤有机碳和作物产量的影响；在此基础上利用土壤碳库排放法(soil based approach, SBA)、生物量排放法(crop based approach, CBA)和土壤&生物量排放法(soil & crop based approach, S&CBA)3种方法对农田净温室气体效应(net greenhouse gas warming potential,NGWP)进行评价。研究发现,相比只施尿素(U)处理,尿素+硝化抑制剂(NI)、尿素+脲酶抑制剂(UI)和尿素+硝化抑制剂+脲酶抑制剂(NIUI)均能增加粮食产量和降低净温室气体排放。用S&CBA方法计算得到的农田温室气体净排放的潜力最大(15 704~17 860 kg/hm2),CBA法次之(4 195~7 107 kg/hm2),SBA法最低(-7 304~-6 599 kg/hm2)。由于3种方法的固碳单元不一样,评估结果差异较大、一致性差。S&CBA方法更适于评价强调粮食生产条件下的农田净温室气体效应。增加作物籽粒和秸秆产量,降低化肥使用和减少灌溉量是提高当前华北平原农田温室气体系统净排放潜力的主要措施。
全面、准确分析重要农业管理措施对于农业固碳减排的影响特征,对于中国农业可持续发展具有重要意义。该文以华北平原冬小麦-夏玉米生产为对象,研究硝化/脲酶抑制剂对土壤温室气体(CO2、N2O和CH4)排放、土壤有机碳和作物产量的影响；在此基础上利用土壤碳库排放法(soil based approach, SBA)、生物量排放法(crop based approach, CBA)和土壤&生物量排放法(soil & crop based approach, S&CBA)3种方法对农田净温室气体效应(net greenhouse gas warming potential,NGWP)进行评价。研究发现,相比只施尿素(U)处理,尿素+硝化抑制剂(NI)、尿素+脲酶抑制剂(UI)和尿素+硝化抑制剂+脲酶抑制剂(NIUI)均能增加粮食产量和降低净温室气体排放。用S&CBA方法计算得到的农田温室气体净排放的潜力最大(15 704~17 860 kg/hm2),CBA法次之(4 195~7 107 kg/hm2),SBA法最低(-7 304~-6 599 kg/hm2)。由于3种方法的固碳单元不一样,评估结果差异较大、一致性差。S&CBA方法更适于评价强调粮食生产条件下的农田净温室气体效应。增加作物籽粒和秸秆产量,降低化肥使用和减少灌溉量是提高当前华北平原农田温室气体系统净排放潜力的主要措施。
2016(6):263-267.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.036
摘要:
目前运用高光谱数据估算土壤有机质的模型精度已经可以达到精准农业的要求,但其数据的整理和运算过程较为复杂且观测尺度较小。为节省资源,提高效率并为多光谱遥感估算土壤有机质积累经验,该文将Landsat8_OLI多光谱遥感影像各波段的反射率数据与地面土壤有机质SOM(soil organic matter)实测数据相结合,利用SPSS软件及多元线性回归分析方法建立基于反射率R、反射率倒数1/R、反射率倒数对数LN(1/R)、反射率一阶导数FDR(first derivative reflectance)的土壤有机质定量估算模型,精度检验后择取最优模型通过多光谱遥感波段运算的方式推广至整个研究区。结果表明:FDR模型的精度更高,RMSE为0.215,F检验结果为4.072,预测值与实际值之间的决定系数R2为0.963。基于该模型估算研究区空间范围的土壤有机质含量,得出土壤有机质含量在0~5 g/kg之间的面积占总研究区的84.065%,>10 g/kg的面积仅仅为0.001 5%。在4种土地类型中工矿用地SOM平均含量为最高的7.35 g/kg,受开采的煤炭中有机质影响较大。裸地面积2 674.44 km2,占研究区面积的63%,SOM平均含量6.12 g/kg；盐渍地和荒漠林地SOM含量偏低。总之,运用多光谱遥感数据估算干旱区土壤有机质的方法可行,也为遥感估算其他地表参数提供参考。
目前运用高光谱数据估算土壤有机质的模型精度已经可以达到精准农业的要求,但其数据的整理和运算过程较为复杂且观测尺度较小。为节省资源,提高效率并为多光谱遥感估算土壤有机质积累经验,该文将Landsat8_OLI多光谱遥感影像各波段的反射率数据与地面土壤有机质SOM(soil organic matter)实测数据相结合,利用SPSS软件及多元线性回归分析方法建立基于反射率R、反射率倒数1/R、反射率倒数对数LN(1/R)、反射率一阶导数FDR(first derivative reflectance)的土壤有机质定量估算模型,精度检验后择取最优模型通过多光谱遥感波段运算的方式推广至整个研究区。结果表明:FDR模型的精度更高,RMSE为0.215,F检验结果为4.072,预测值与实际值之间的决定系数R2为0.963。基于该模型估算研究区空间范围的土壤有机质含量,得出土壤有机质含量在0~5 g/kg之间的面积占总研究区的84.065%,>10 g/kg的面积仅仅为0.001 5%。在4种土地类型中工矿用地SOM平均含量为最高的7.35 g/kg,受开采的煤炭中有机质影响较大。裸地面积2 674.44 km2,占研究区面积的63%,SOM平均含量6.12 g/kg；盐渍地和荒漠林地SOM含量偏低。总之,运用多光谱遥感数据估算干旱区土壤有机质的方法可行,也为遥感估算其他地表参数提供参考。
2016(6):268-275.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.037
摘要:
追踪检测虾夷扇贝品质变化过程中的存活指标,生理指标以及电子鼻气味图谱的变化,建立保活流通过程中不同等级的活品虾夷扇贝电子鼻气味指纹图谱,购买市场上不同状态的活品虾夷扇贝,分别通过学习向量量化(learning vector quantization, LVQ)、概率(probabilistic neural networks, PNN)、支持向量机(support vector machine, SVM)神经网络对测试样品快速模式分类,最后通过对电子鼻传感器的筛选探索便携式快速品质鉴别设备的可能性。研究结果表明,24 h的极端胁迫环境放置较为完整的模拟了虾夷扇贝在保活流通过程中状态变差的过程；将电子鼻数据主成分分析、聚类分析结果与存活指标(开口率、缩边率以及死亡率)和生理指标(超氧化物歧化酶活性、耗氧率以及海水浊度)相结合可以把品质变化过程中的虾夷扇贝分成5个等级,并分别得到每个等级的扇贝气味指纹图谱；3种神经网络均可以对测试样品等级进行快速测定,其中支持向量机(SVM)神经网络兼具精确和快速的特点,测试样本T全部预测为等级4,测试样本N全部预测为等级3,从交叉验证到仿真预测所用时间仅为7.652 s；筛选得到的8个电子鼻传感器也可以对不同等级鲜活虾夷扇贝气味特征进行有效区分。
追踪检测虾夷扇贝品质变化过程中的存活指标,生理指标以及电子鼻气味图谱的变化,建立保活流通过程中不同等级的活品虾夷扇贝电子鼻气味指纹图谱,购买市场上不同状态的活品虾夷扇贝,分别通过学习向量量化(learning vector quantization, LVQ)、概率(probabilistic neural networks, PNN)、支持向量机(support vector machine, SVM)神经网络对测试样品快速模式分类,最后通过对电子鼻传感器的筛选探索便携式快速品质鉴别设备的可能性。研究结果表明,24 h的极端胁迫环境放置较为完整的模拟了虾夷扇贝在保活流通过程中状态变差的过程；将电子鼻数据主成分分析、聚类分析结果与存活指标(开口率、缩边率以及死亡率)和生理指标(超氧化物歧化酶活性、耗氧率以及海水浊度)相结合可以把品质变化过程中的虾夷扇贝分成5个等级,并分别得到每个等级的扇贝气味指纹图谱；3种神经网络均可以对测试样品等级进行快速测定,其中支持向量机(SVM)神经网络兼具精确和快速的特点,测试样本T全部预测为等级4,测试样本N全部预测为等级3,从交叉验证到仿真预测所用时间仅为7.652 s；筛选得到的8个电子鼻传感器也可以对不同等级鲜活虾夷扇贝气味特征进行有效区分。
2016(6):276-282.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.038
摘要:
为解决机采鲜叶品质等级参差不齐的问题,实现优质茶叶的机采机制,该文以新型鲜叶分级机为研究对象,比较了不同筛孔筛板组合、振动频率等对机采鲜叶的分级效果,系统分析了分级鲜叶分类加工茶产品的感官品质和综合效益。试验结果表明:鲜叶分级机的多块筛板组合采用椭圆孔筛板(a=1.8 cm,b=2.2 cm)+圆孔筛板(D=2.0 cm)+圆孔筛板(D=2.6 cm)的方式较佳,能够较好分离出碎片、一芽一叶、一芽二叶、一芽三叶及以上等不同嫩度级别的鲜叶；振动频率采用50 HZ较为适宜,可获得较佳的作业流畅性和分级效果,且筛板共振现象较小；分级叶所制产品的感官品质与手采叶较为接近,较未分级样有较大提升,综合效益较机采叶直接加工每kg鲜叶可提高1.22元。
为解决机采鲜叶品质等级参差不齐的问题,实现优质茶叶的机采机制,该文以新型鲜叶分级机为研究对象,比较了不同筛孔筛板组合、振动频率等对机采鲜叶的分级效果,系统分析了分级鲜叶分类加工茶产品的感官品质和综合效益。试验结果表明:鲜叶分级机的多块筛板组合采用椭圆孔筛板(a=1.8 cm,b=2.2 cm)+圆孔筛板(D=2.0 cm)+圆孔筛板(D=2.6 cm)的方式较佳,能够较好分离出碎片、一芽一叶、一芽二叶、一芽三叶及以上等不同嫩度级别的鲜叶；振动频率采用50 HZ较为适宜,可获得较佳的作业流畅性和分级效果,且筛板共振现象较小；分级叶所制产品的感官品质与手采叶较为接近,较未分级样有较大提升,综合效益较机采叶直接加工每kg鲜叶可提高1.22元。
2016(6):283-288.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.039
摘要:
针对苹果内部缺陷在线检测的产业技术需求,研究基于透射光谱技术的苹果内部缺陷在线检测系统。研究设计了光源套件、专用光纤和果托式输送单元等关键部件,提升在线透射光谱质量、降低热损伤和机械损伤；解决了光电信号干扰问题,开发了专用检测软件,实现苹果内部品质信息的无损在线获取。比较分析了正常苹果与腐心病果的光谱响应差异,优化参数后设置在线检测速度3个/秒,触发控制光谱采集时间80 ms。在选择特征波长的基础上利用线性判别分析建立了苹果腐心病的在线判别模型,预测的总体识别率达90%以上。研究结果表明该系统可以实现苹果内部缺陷的快速、无损在线检测。
针对苹果内部缺陷在线检测的产业技术需求,研究基于透射光谱技术的苹果内部缺陷在线检测系统。研究设计了光源套件、专用光纤和果托式输送单元等关键部件,提升在线透射光谱质量、降低热损伤和机械损伤；解决了光电信号干扰问题,开发了专用检测软件,实现苹果内部品质信息的无损在线获取。比较分析了正常苹果与腐心病果的光谱响应差异,优化参数后设置在线检测速度3个/秒,触发控制光谱采集时间80 ms。在选择特征波长的基础上利用线性判别分析建立了苹果腐心病的在线判别模型,预测的总体识别率达90%以上。研究结果表明该系统可以实现苹果内部缺陷的快速、无损在线检测。
2016(6):289-295.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.040
摘要:
表面缺陷和可溶性固形物是评价黄桃品质的重要指标,采用可见/近红外漫透射光谱技术,探讨黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测的可行性。在运动速度为5个/s、积分时间100 ms、光照强度1 000 W的条件下采集黄桃表面缺陷果与正常果的近红外漫透射光谱。对比分析了同一个黄桃样品损伤前后的光谱特征,建立了黄桃的最小二乘支持向相机判别模型与偏最小二乘判别模型。同时建立了黄桃可溶性固形物偏最小二乘回归模型并采用连续投影算法对模型进行优化,研究了表面缺陷果对黄桃可溶性固形物检测模型精度的影响,最终实现了黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测。采用未参与建模的样品来评价模型的在线分选的准确性,其中表面缺陷果的正确判断率为100%,可溶性固形物分选准确率达到93%。试验结果表明:黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测是可行的,研究可为黄桃在线分选提供技术参考和理论依据。
表面缺陷和可溶性固形物是评价黄桃品质的重要指标,采用可见/近红外漫透射光谱技术,探讨黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测的可行性。在运动速度为5个/s、积分时间100 ms、光照强度1 000 W的条件下采集黄桃表面缺陷果与正常果的近红外漫透射光谱。对比分析了同一个黄桃样品损伤前后的光谱特征,建立了黄桃的最小二乘支持向相机判别模型与偏最小二乘判别模型。同时建立了黄桃可溶性固形物偏最小二乘回归模型并采用连续投影算法对模型进行优化,研究了表面缺陷果对黄桃可溶性固形物检测模型精度的影响,最终实现了黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测。采用未参与建模的样品来评价模型的在线分选的准确性,其中表面缺陷果的正确判断率为100%,可溶性固形物分选准确率达到93%。试验结果表明:黄桃表面缺陷与可溶性固形物同时在线检测是可行的,研究可为黄桃在线分选提供技术参考和理论依据。
2016(6):296-301.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.041
摘要:
为了检测大白菜中马拉硫磷农药残留,该文采用表面增强拉曼光谱技术结合化学计量学方法建立马拉硫磷残留的快速检测模型。采用硫酸镁、N-丙基乙二胺、石墨化炭黑和C18去除大白菜中蛋白质、脂肪、碳水化合物等物质的影响。利用不同预处理方法对原始光谱信号进行预处理,建立大白菜中马拉硫磷残留的偏最小二乘模型。研究发现,大白菜中马拉硫磷的检测浓度达到1.082 mg/L以下；归一化预处理后建立的模型预测性能最好。配制5个未知浓度样本验证模型的准确度,预测值与真实值相对误差的绝对值为0.70%~9.84%,预测回收率为99.30%~109.84%；配对t检验的结果表明样本的预测值与真实值之间无明显差异,说明模型是准确可靠的。结果表明,SERS(surface enhanced Raman spectroscopy)方法可以实现大白菜中马拉硫磷残留的快速检测。
为了检测大白菜中马拉硫磷农药残留,该文采用表面增强拉曼光谱技术结合化学计量学方法建立马拉硫磷残留的快速检测模型。采用硫酸镁、N-丙基乙二胺、石墨化炭黑和C18去除大白菜中蛋白质、脂肪、碳水化合物等物质的影响。利用不同预处理方法对原始光谱信号进行预处理,建立大白菜中马拉硫磷残留的偏最小二乘模型。研究发现,大白菜中马拉硫磷的检测浓度达到1.082 mg/L以下；归一化预处理后建立的模型预测性能最好。配制5个未知浓度样本验证模型的准确度,预测值与真实值相对误差的绝对值为0.70%~9.84%,预测回收率为99.30%~109.84%；配对t检验的结果表明样本的预测值与真实值之间无明显差异,说明模型是准确可靠的。结果表明,SERS(surface enhanced Raman spectroscopy)方法可以实现大白菜中马拉硫磷残留的快速检测。
2016(6):302-307.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.042
摘要:
玛咖及其制品的真实性是保障品质的关键。为了研究玛咖及其制品的差异,对玛咖制品进行真实性鉴别,分别以不同产地、色型的玛咖及玛咖制品为供试材料,对其进行高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)指纹图谱不同识别方法的研究。采用Waters Symmetry ShieldTM C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)色谱柱,乙腈-水为流动相梯度洗脱,检测波长210 nm,体积流量0.80 mL/min,各成分得到较好分离。经方法学验证,方法具有较好的精密度、重复性和稳定性。对19个玛咖样品和6个玛咖制品HPLC指纹图谱进行分析,确定了15个色谱峰为玛咖和其制品的特征指纹峰,建立了玛咖及其制品的指纹图谱。以数字化指纹图谱为基础,分别进行主成分分析、判别分析和相似度分析。结果表明,3种方法均能使玛咖与玛咖制品得到较为一致的模式识别结果。主成分二维平面图和判别分析能够区分玛咖和玛咖制品,具有简便、直观的特点,玛咖与玛咖制品相似度分析差异显著(P<0.05),分别为0.916和0.668,不同来源和色型的玛咖、玛咖制品间相似度均无显著差异(P>0.05)。结果显示玛咖制品具有玛咖的特征峰,但含量存在差异。3 种方法均能准确地体现指纹图谱的一致性和特征性,为玛咖和玛咖制品的区分及玛咖制品真实性保障提供了参考。利用HPLC指纹图谱可对玛咖及其制品的真实性进行鉴别。
玛咖及其制品的真实性是保障品质的关键。为了研究玛咖及其制品的差异,对玛咖制品进行真实性鉴别,分别以不同产地、色型的玛咖及玛咖制品为供试材料,对其进行高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)指纹图谱不同识别方法的研究。采用Waters Symmetry ShieldTM C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)色谱柱,乙腈-水为流动相梯度洗脱,检测波长210 nm,体积流量0.80 mL/min,各成分得到较好分离。经方法学验证,方法具有较好的精密度、重复性和稳定性。对19个玛咖样品和6个玛咖制品HPLC指纹图谱进行分析,确定了15个色谱峰为玛咖和其制品的特征指纹峰,建立了玛咖及其制品的指纹图谱。以数字化指纹图谱为基础,分别进行主成分分析、判别分析和相似度分析。结果表明,3种方法均能使玛咖与玛咖制品得到较为一致的模式识别结果。主成分二维平面图和判别分析能够区分玛咖和玛咖制品,具有简便、直观的特点,玛咖与玛咖制品相似度分析差异显著(P<0.05),分别为0.916和0.668,不同来源和色型的玛咖、玛咖制品间相似度均无显著差异(P>0.05)。结果显示玛咖制品具有玛咖的特征峰,但含量存在差异。3 种方法均能准确地体现指纹图谱的一致性和特征性,为玛咖和玛咖制品的区分及玛咖制品真实性保障提供了参考。利用HPLC指纹图谱可对玛咖及其制品的真实性进行鉴别。
2016(6):308-314.
DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.06.043
摘要:
该试验旨在研究蒸汽爆破处理对小麦麸皮的酚酸组成及抗氧化活性的影响。将麦麸在不同处理压力(0.5,1.5,2.5 MPa)和不同处理时间(30,90 s)条件下进行蒸汽爆破预处理。通过水解和碱提的方法,将得到的麦麸进行提取,得到游离酚酸和结合酚酸 2部分,对其中的几种主要酚酸,如香草酸、丁香酸, 4-香豆酸,阿魏酸进行研究。结果表明, 4种主要酚酸的含量在蒸汽爆破处理后均有所提高,其中阿魏酸的含量最高,结合酚酸中由未处理时的 57.232 μg/g提高到了 1454.092 μg/g。该试验还进行了总酚测定,抗氧化活性的测定。通过总酚的测定可以看出,蒸汽爆破处理后,总酚的含量高于未处理麦麸,且随着处理强度的增加,呈现先增加后减少的趋势,在处理条件为 2.5 MPa,30 s,总酚含量最高,约为未处理时的 9倍。抗氧化试验得到的变化趋势与总酚呈现相似的规律,与未进行蒸汽爆破预处理的麦麸相比,处理后的麦麸表现出了更高的 1,1-二苯基 -2-三硝基苯肼(DPPH)和 2,2-联氮 -二(3-乙基 -苯并噻唑 6-磺酸)二铵盐(ABTS)自由基清除率,以及在亚油酸体系中的抗氧化活性和还原能力。当处理条件为 2.5 MPa,30 s时,抗氧化活性表现最高。由此可得到, 2.5 MPa 30 s是蒸汽爆破处理麦麸的最佳条件,此时麦麸中酚酸含量和抗氧化活性均较优,为以后麦麸中酚类物质的深度开发利用提供理论支持。
该试验旨在研究蒸汽爆破处理对小麦麸皮的酚酸组成及抗氧化活性的影响。将麦麸在不同处理压力(0.5,1.5,2.5 MPa)和不同处理时间(30,90 s)条件下进行蒸汽爆破预处理。通过水解和碱提的方法,将得到的麦麸进行提取,得到游离酚酸和结合酚酸 2部分,对其中的几种主要酚酸,如香草酸、丁香酸, 4-香豆酸,阿魏酸进行研究。结果表明, 4种主要酚酸的含量在蒸汽爆破处理后均有所提高,其中阿魏酸的含量最高,结合酚酸中由未处理时的 57.232 μg/g提高到了 1454.092 μg/g。该试验还进行了总酚测定,抗氧化活性的测定。通过总酚的测定可以看出,蒸汽爆破处理后,总酚的含量高于未处理麦麸,且随着处理强度的增加,呈现先增加后减少的趋势,在处理条件为 2.5 MPa,30 s,总酚含量最高,约为未处理时的 9倍。抗氧化试验得到的变化趋势与总酚呈现相似的规律,与未进行蒸汽爆破预处理的麦麸相比,处理后的麦麸表现出了更高的 1,1-二苯基 -2-三硝基苯肼(DPPH)和 2,2-联氮 -二(3-乙基 -苯并噻唑 6-磺酸)二铵盐(ABTS)自由基清除率,以及在亚油酸体系中的抗氧化活性和还原能力。当处理条件为 2.5 MPa,30 s时,抗氧化活性表现最高。由此可得到, 2.5 MPa 30 s是蒸汽爆破处理麦麸的最佳条件,此时麦麸中酚酸含量和抗氧化活性均较优,为以后麦麸中酚类物质的深度开发利用提供理论支持。
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