• 2011年第27卷第6期文章目次
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    • >综合研究
    • 基于面板数据模型的中国农业生产用能与农业经济增长关系

      2011, 27(6):1-6.

      摘要 (1533) HTML (0) PDF 307.91 K (789) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示不同区域农业生产用能与农业经济增长的差异,该文以中国东中西地区为研究对象,利用1990~2008年农业生产用能与农业产值数据构筑面板数据模型进行分析。结果表明,各地区农业生产用能与农业产出增长均存在格兰杰因果关系,随着地区发达程度的降低,这种关系越发明显;同时,西部地区农业生产用能与农业产出增长还存在双向长期格兰杰因果关系。通过模型分析,进一步定量揭示了各地区间农业生产用能与农业产出增长之间关系的差异,以及地区内部各省份之间也存在差异;详述了区域经济发展水平与农业经济增长关系的密切程度,以及继续增加农业投入与农业经济持续增长出现差异的原因。最后指出,在农业现代化普及地区,重点是提高农业物资利用效率和使用合理的种植结构,而在农业现代化中等及欠发达地区,应注重农业物资投入及效率提高。

    • >农业水土工程
    • 基于涡度相关仪的蒸散量时间尺度扩展方法比较分析

      2011, 27(6):7-12.

      摘要 (2221) HTML (0) PDF 278.96 K (1149) 评论 (0) 收藏

      摘要:蒸散量(ET,evapotranspiration)的时间尺度扩展是遥感反演区域ET的关键。为比较基于蒸发比、作物系数和冠层阻力的3种ET时间尺度扩展方法的估值效果,该文利用涡度相关仪实测的北京大兴区冬小麦3-6月份生育期内的ET数据,分析了蒸发比、作物系数和冠层阻力3种参数在日内的变异性并最终比较基于3种参数的ET时间尺度扩展方法的估值效果。结果表明,作物系数在日内变异性最小且其在3个时段的小时值最接近日均值,此外,对比3种方法的估值效果发现,基于作物系数的ET时间尺度扩展方法在3个时段表现效果均最优。对与具有相近气象、气候、下垫面条件和空间尺度数据的地区,推荐采用基于作物系数的时间尺度扩展方法开展从小时到日的ET时间尺度扩展。

    • 基于非恒定水流模拟的渠道运行状态分析及渗漏检测方法

      2011, 27(6):13-18.

      摘要 (1438) HTML (0) PDF 0.00 Byte (109) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高灌区水的利用系数以及实时掌握渠道运行状态,提高灌区管理水平,该文以石头水库东干渠前10 km为研究对象,采用渠道非恒定流模拟方法,对渠道在不同水流情况下的运行状态进行模拟分析,并分析采用该方法进行渠道渗漏检测的可行性。通过模拟分析及渗漏检测验证表明采用非恒定水流模拟方法不仅可以实时了解渠道的运行状态,同时结合渠道水位测量可以进行渠道渗漏点位置检测,从而为提高渠道的安全运行、优化管理提供依据。

    • 泾惠渠灌区水环境劣变特征及地下水调蓄能力分析

      2011, 27(6):19-24.

      摘要 (1740) HTML (0) PDF 339.50 K (940) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确保泾惠渠灌区水环境安全及地下水资源的可持续开发利用,该文通过对20世纪80年代以来泾惠渠灌区地表水和地下水环境劣变特征分析,重点指出了灌区地下水环境劣变的严重性,同时也证实了对地下水实施涵养调蓄的必要性。从取水条件、地下库容、蓄水水源和蓄水方式4个方面论证了灌区具备良好地下水调蓄能力,并利用体积疏干法对灌区各测站的地下调蓄库容进行计算,确定出灌区最大调蓄库容达6.46亿m3,年调蓄库容0.281亿m3。提出对灌区春、夏两季适当加大地表灌溉力度,并针对调蓄空间较大的石桥、泾阳等站进行优先调蓄,实现灌区“以井补渠,以渠养井”,即涵养了当地地下水资源,又有利于灌区水资源的可持续利用,最终保障了灌区的生态环境及粮食安全。

    • 可降解地膜对土壤、温度水分及玉米生长发育的影响

      2011, 27(6):25-30.

      摘要 (1972) HTML (0) PDF 281.46 K (1069) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对普通地膜覆盖导致的农田土壤污染现象,进行了可降解地膜、普通地膜覆盖及露地栽培玉米对比试验,探讨可降解地膜对土壤温度、土壤水分、玉米生长发育、产量及相关农艺性状的影响。结果表明,与露地栽培相比,可降解地膜覆盖能明显提高玉米播种后2个月的地表和地下10 cm的土壤温度,增加玉米播种至大喇叭口期0~20 cm、>20~40 cm的土壤水分含量,使玉米生育进程加快,出苗率和拔节期节根层数及条数增加,玉米不同生育时期株高、叶面积及地上部干物质积累量增加,玉米穗粒数增加9.6%,千粒质量增加20.9%,产量增加35.1%。可降解地膜和普通地膜间差异不显著。研究认为,以可降解地膜替代普通地膜应用于农业生产是可行的。

    • 不同灌水下限对黄瓜穴盘苗生长及生理指标的影响

      2011, 27(6):31-35.

      摘要 (1581) HTML (0) PDF 296.72 K (753) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了给黄瓜工厂化穴盘育苗适宜灌溉下限指标提供参考,该文采用醋糟基质为穴盘育苗基质,以‘津优1号’黄瓜为材料,研究了以基部供水为灌水方式,不同灌水下限处理对黄瓜穴盘苗干物质积累、根系活力、光合能力及叶绿素荧光参数的影响。共设4个处理,灌水下限分别为基质饱和含水率的65%、55%、45%、35%。结果表明,以相对含水率55%作为灌水下限的黄瓜穴盘苗干物质积累量、主根长、根系活力,光合能力均显著高于其他处理,相对含水率为45%的下限处理处理次之,在基质相对含水率为45%~55%的下限处理范围内,有利于黄瓜穴盘苗生长,可以作为以醋糟为基质的黄瓜穴盘育苗的灌溉下限指标。

    • 黄土高原小流域不同坡地利用方式的水土流失特征

      2011, 27(6):36-41.

      摘要 (1767) HTML (0) PDF 277.91 K (718) 评论 (0) 收藏

      摘要:坡地是黄土高原水土流失的主要来源,坡地利用方式与水土流失的关系研究是黄土高原水土流失综合治理与植被恢复中的重要基础科学问题。在陕北神木县六道沟小流域内,选择谷子地、黑豆地、退耕撂荒地、荒草地和柠条地等5种利用方式修建标准径流小区,观测了产流产沙状况,分析比较其水土流失特征。结果表明:观测期内谷子、黑豆、退耕撂荒、荒草和柠条等5个小区的产流量分别为2.1、2.2 、1.5、1.2和0.9 m3,径流系数分别为4.1%、4.6%、2.9%、2.4%和1.9%,产流量大小顺序为黑豆>谷子>退耕撂荒>荒草>柠条,最大产流量为最小值的2.4倍。谷子、黑豆、退耕撂荒、荒草和柠条等5个小区的侵蚀产沙量分别为196.6、228.6、27.2、23.3和10.4 kg,其大小顺序为黑豆>谷子>退耕荒草>天然荒草>柠条,最大土壤流失量为最小值的22.0倍,表明草灌木等植被类型在保持水土的作用方面要明显高于坡耕地,为评价流域植被恢复的水土环境效应和水土流失治理模式选择提供了基础数据参考。

    • 重庆南平镇岩溶槽谷区不同土地利用类型地表水土流失

      2011, 27(6):42-46.

      摘要 (1545) HTML (0) PDF 265.61 K (845) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究岩溶区水土流失特征有助于更好地开展岩溶地区水土保持,防止石漠化。通过在岩溶区不同土地利用类型布设9个径流场,利用2008-01-2010-08野外雨季的监测资料,得到岩溶区地表水土流失特征。结果表明:速效钾在土壤中易被淋失,磷富集度平均值最低,全氮、水解氮、有机质富集度的平均含量居中。从土地利用类型来看,富集度表现明显的是坡耕地(自然坡耕地强于移土培肥坡耕地),其次是林地,金银花地和草地富集度最低。根据相关系数可知淤泥养分含量与降雨强度呈极显著相关关系,淤泥养分含量与降雨量成正相关,但是相关性差。淤泥养分流失总量是通过泥沙量与淤泥养分含量来共同体现的。土壤侵蚀模数从大到小的顺序依次为自然坡耕地>移土培肥坡耕地>草地>金银花地 >林地。岩溶区并不是每场降雨都要产生径流,主要是大雨尤其是暴雨才生产径流。岩溶区水土流失径流系数平均值在2.31%~14.72%。该研究有助于更好地理解岩溶区水土流失特征,为治理岩溶区水土流失提供科学依据。

    • 间隔覆盖法对塿土坡面土壤水分调控效果

      2011, 27(6):47-51.

      摘要 (1218) HTML (0) PDF 269.75 K (472) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用室内人工模拟降雨试验,分析研究间隔覆盖条件下坡面土壤水分空间分布及蓄存与利用情况。结果表明:各面积比处理的湿润锋分布形状基本相同,但其深度差别较大,湿润锋在入渗区上部的分布形状体现了间隔覆盖法的特色;各处理入渗区表层土壤含水率沿坡不同位置点略有差异,坡面含水率分布的差异程度有随着覆盖区面积的增大而降低的趋势。各处理剖面含水率分布则符合一般规律,即由表层向深层逐层减少;覆盖面积比及降雨强度是影响入渗区雨水可利用率的重要因素。入渗区的雨水可利用率随面积比增大呈降低趋势,但其入渗量、单位面积承接及蓄存水量均呈增加趋势,这对入渗区植物生长发育及抵抗干旱是有利的。而这些指标随降雨强度增大,则表现出相反的趋势,间隔覆盖法在小雨强下的实施效果较好。对于在不同试验条件下,如何确定适宜面积比进而提高雨水可利用率,以及该方法在不同土壤及降雨条件下的实施效果仍是需要进一步研究的问题。

    • 用DrainMOD模型模拟稻田排水与氮素流失

      2011, 27(6):52-58.

      摘要 (2209) HTML (0) PDF 295.06 K (953) 评论 (0) 收藏

      摘要:稻田排水伴随的氮素流失是造成当前农业面源污染的主要原因之一。DrainMOD排水模型和DrainMOD-N氮素运移模型是模拟田间尺度下土壤水氮运移的有效工具。该文将模型应用于湿润的水稻种植区,对湖北漳河灌区稻田排水和氮素流失过程进行了模拟。结果显示,水稻全生育期模拟排水总量、硝态氮和铵态氮流失总量与实测值吻合较好,相对误差分别为4.6%、16%和2.8%,但从各生育阶段分开的模拟结果来看,还存在较大的误差。经初步分析,观测资料有限,模型参数率定不充分是主要原因。研究总体表明,DrainMOD模型可以有效地描述稻田排水排氮过程,对提高水肥效率,预防面源污染具有重要意义。

    • 河套灌区不同耕作方式下土壤磷素的流失评价

      2011, 27(6):59-65.

      摘要 (1527) HTML (0) PDF 426.85 K (925) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了评价灌区农田非点源磷素的流失风险,对内蒙古河套灌区典型作物地块中不同土层深度的土壤对磷素的吸附能力进行了测定,借助SPSS软件对试验结果进行统计分析,评价土壤磷素向水体的流失潜能以及可能的影响因素。结果表明:研究区不同地块的各层土壤均可以用Langmiur和Freundich方程来表征土壤对磷素的吸附特征,且Langmiur方程的拟合性要好于Freundich方程;小麦地块的各层吸附能力都较强,套种地块的吸附能力在试验中表现较差;表层土壤在不同地块的吸附能力差别不大,这可能与当地的复种习惯有关;表层土壤相对于深层土壤的流失潜能较高,即土壤中的磷素随农田退水的流失风险相对较大,但套种地块中磷素随渗漏淋失的潜能比对地表径流流失的潜能大;除Qm和EPC0之外,PSI值可以直接作为评价磷流失潜能的有效指标;磷素在农田地块的流失是河套灌区不可忽视的农业管理问题。该文为河套灌区科学合理施肥和非点源污染的防治提供了科学依据。

    • 施氮水平与模拟降雨pH值对玉米冠层NO3--N淋失的影响

      2011, 27(6):66-72.

      摘要 (1425) HTML (0) PDF 353.66 K (615) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明降雨特别是酸雨对玉米冠层氮素淋失的影响,以盆栽试验春玉米为指示作物,采用自制人工降雨器进行模拟降雨,研究施氮与不施氮(对照)条件下玉米冠层NO3--N淋失动态、数量及随生育期和降雨酸度的变化规律。结果表明,中性和弱酸性降雨淋洗,NO3--N淋失量主要由冠层氮素含量决定,而强酸雨淋洗,NO3--N淋失量受降雨pH值和冠层氮素含量共同影响。各生育期玉米冠层NO3--N淋失量随降雨pH值降低变化规律不一,生育前期降雨pH值对冠层NO3--N淋失影响较生育后期显著,在研究降雨酸度对玉米冠层NO3--N淋失的影响时,必须考虑生育期。相同pH值模拟降雨条件下,玉米冠层NO3--N淋失量随生育期推进逐渐降低:11叶期>吐丝期>灌浆期,生育前期显著高于中后期。玉米冠层NO3--N淋失量不仅与介质施氮有关,同时受降雨pH值影响,2因素在不同生育期对NO3--N淋失贡献大小有所不同,但总体看,植物体氮素丰富程度是影响冠层NO3--N淋失的主要因素。各生育期玉米冠层均存在一定数量的NO3--N淋失,尤以生育前期为甚,说明在研究农田生态系统氮素流量和冠层氮素损失时,冠层氮素淋失应予以考虑。

    • 淮北平原裸土潜水蒸发趋势及其影响因素分析

      2011, 27(6):73-78.

      摘要 (1646) HTML (0) PDF 281.28 K (761) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示淮北平原裸土潜水蒸发规律及机理,该文依据五道沟实验站1991-2008年潜水蒸发及水文气象观测资料,分析裸土潜水蒸发的年内分配规律以及随土质、埋深的变化趋势,采用累积距平曲线法和Mann-Kendall法联合检测了该区域年、季节时间序列的裸土潜水蒸发变化趋势,并用SPSS统计学软件分析不同气象要素对2种土质、不同埋深裸土潜水蒸发的影响。结果表明:黄潮土潜水蒸发量与砂姜黑土的潜水蒸发量比值随着埋深的增加在扩大;淮北平原裸土历年潜水蒸发量呈增加趋势,不符合“蒸发悖论”,春季对年潜水蒸发量增加的贡献率最大;气象要素对砂姜黑土和黄潮土的最大影响深度分别是0.4和1.0 m;在垂直方向上热量的年内传递过程与潜水蒸发量年内分配一致。该研究为准确把握潜水蒸发规律、更好的认识水文循环提供依据。

    • 木论喀斯特自然保护区表层土壤矿物质的空间异质性

      2011, 27(6):79-84.

      摘要 (1609) HTML (0) PDF 407.91 K (611) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探明喀斯特峰丛洼地土壤矿物质的分布规律,为喀斯特地区植被恢复和生态重建提供参考,该研究基于动态监测样地(200 m × 100 m)的网格取样分析,采用经典统计学和地统计学方法研究了喀斯特木论自然保护区典型峰丛洼地表层(0~20 cm)土壤矿物质(SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3、MnO)的空间异质性.结果表明,研究区土壤6种矿物质含量的差异及变异系数均较大,SiO2和Al2O3占了土壤矿物质总量的89.53%。不同矿物质具有不同的空间结构和最佳拟合模型,SiO2和MnO呈中等空间自相关,变程长,空间连续性较好,Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO的空间自相关强烈,变程较短。CaO和MgO的Kriging等值线图相似,SiO2反之,Fe2O3和Al2O3呈相似分布,MnO的分布均匀。地形、微地貌、降雨、人为干扰特别是植被是土壤矿物质空间异质性的主要影响因素,增加植物多样性和覆盖度能有效改善和合理利用喀斯特土壤矿物质资源。

    • 土壤属性空间预测中变异函数套合模型的表达与参数估计

      2011, 27(6):85-89.

      摘要 (1896) HTML (0) PDF 369.55 K (966) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前地统计学方法中理论变异函数的参数估计多集中于对单一理论模型的参数估计,而缺乏对多尺度套合模型参数估计的研究现状,该文首先根据多尺度套合模型的特征,提出其在计算机中的统一叠加表达形式,从经验半方差散点图判断模型类型及参数取值范围,然后用遗传算法进行参数估计,并用Matlab R2010a开发了应用程序,最后以土壤养分(有机质和全钾)为例,与当前流行的地统计软件对比,证实了所提方法不仅在理论模型参数估计精度上优于传统估值方法(对比R2,分别提高6.32%和83.47%),而且后期的Kriging插值结果的精度上更是大大优于传统方法的插值精度,证明该文所提方法在精度和套合结构支持方面均具有优势。

    • >农业装备工程与机械化
    • 倒伏超级稻割前摘脱台试验

      2011, 27(6):90-94.

      摘要 (1271) HTML (0) PDF 280.09 K (628) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前倒伏超级稻霜前机械化收获存在的问题,设计了一种新型气吸式摘脱台。为优化该摘脱台的设计、确定其关键参数最佳匹配,以倒伏型水稻割前摘脱总损失为评价指标,回收率为参考指标,对摘脱滚筒齿尖线速度、喂入速度、喂入口水平开度与喂入口风速等进行了单因素和正交试验。单因素试验表明:影响摘脱台损失的主要因素是喂入速度、摘脱滚筒齿尖线速度、喂入口风速和喂入口水平开度。正交试验表明:最佳组合为摘脱滚筒齿尖线速度23 m/s,喂入速度0.9 m/s,喂入口水平开度100 mm与喂入口气流速度14 m/s,割前收获顺向倒伏超级稻总损失1.52%。试验结果表明所设计的摘脱台满足倒伏超级稻收获要求,并为超级稻割前摘脱联合收割机摘脱台的设计提供依据。

    • 网状滚筒式机采籽棉残膜分离机的设计

      2011, 27(6):95-99.

      摘要 (1722) HTML (0) PDF 391.05 K (854) 评论 (0) 收藏

      摘要:新疆棉花特殊的地膜栽培模式导致在机械采收过程中容易混入残留地膜(简称残膜),残膜的存在是降低机采籽棉质量等级的重要因素之一。为有效清除机采籽棉中混有的残膜,设计了网状滚筒和正压风力结合的分离设备,建立了分离对象的运动控制方程,借助离散相模型(DPM)对机采籽棉残膜分离机的籽棉与残膜的分离原理进行了分析,通过数学模型分析的籽棉运动轨迹和基于CFD仿真分析的籽棉运动轨迹阐释了残膜的整个分离过程,最后对分离机籽棉入口处流场速度进行了试验。结果表明,在保证分离效果的前提下,得到了籽棉在入口处最佳速度为4.5 m/s。该文提出的分离原理和设计方案可以为具有类似特性差异的农产品分离提供理论依据和借鉴。

    • 通用小型汽油机油气混合两相流动分析与低排放研究

      2011, 27(6):100-104.

      摘要 (1641) HTML (0) PDF 394.47 K (968) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低通用小型汽油机尾气排放,满足美国EPA法规限值,研发低排放通用小型汽油机产品,该文以168F汽油机为例应用Fluent工程软件建立了汽油机进气系统油气混合的两相流动模型,模拟计算化油器结构参数变化对汽油机不同工况油气混合浓度的变化规律,依据欧美现行排放法规的试验方法,分析通用小型汽油机排放生成机理,得出了低排放汽油机油气混合浓度的变化特性,即随着汽油机负荷的减少,混合气浓度值需逐渐变稀,据此计算得出化油器参数匹配方案。用168F汽油机对优化的化油器匹配方案进行了试验,NOX的排放较原机下降了35.4%;HC的排放下降了20.3%,样机的排放达到了美国2012年计划执行的排放限值。

    • 四种昆虫鞘翅断面的超微观结构及仿生模型(英)

      2011, 27(6):105-109.

      摘要 (1301) HTML (0) PDF 955.86 K (693) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究动物鞘翅的内部结构,为复合材料的结构设计提供设计依据,以东方白点花金龟(Protaetia orentalis)、臭蜣螂(Copris ochus)、星天牛(Anoplophora chinensis)和黄缘真龙虱(Cytister bengalensis)为研究对象,利用扫描电子显微镜对鞘翅断面进行了分析,并结合四种昆虫的生活环境,对观察到的鞘翅材料结构进行了分析和总结;针对鞘翅材料的结构特点,概括和总结了纤维模型和层状复合材料模型。研究结果表明:四种昆虫的鞘翅均由层状复合材料组成,在鞘翅内部发现的纤维(束)的形态略有区别。在花金龟鞘翅的纤维(束)形态有T型结构、正交叠层结构和分叉纤维结构;臭蜣螂鞘翅的纤维(束)形态有网状结构、块状凸起结构和刺状纤维结构;星天牛鞘翅的纤维(束)形态有空腔结构、螺旋结构、孔洞结构和刺状结构;龙虱鞘翅的纤维(束)形态有空腔和孔洞结构。这些天然生物纤维结构形式为轻质仿生复合材料的结构设计提供了可供学习和效仿的生物模型;基于四种昆虫鞘翅的内部结构分析,总结了常用的几种纤维模型,即分叉纤维模型和螺旋纤维模型,并对两种模型进行了模型示意,几种结构模型为复合材料特别是层状复合材料和纤维增强复合材料的仿生结构设计提供了依据。

    • 光温耦合效应对蝗虫趋光增益的影响(英)

      2011, 27(6):110-116.

      摘要 (2919) HTML (0) PDF 277.32 K (1036) 评论 (0) 收藏

      摘要:为给蝗虫灾害光电诱导捕集治理技术中蝗虫趋光增益性热源温度参数的确定及光温耦合调控效应的有效实施提供技术支持,该文利用LED光源、温控加热装置和行为反应试验装置,采用对比试验法进行蝗虫趋光增益性热源温度的优选,探讨光温耦合效应与环境温度作用对蝗虫趋光增益行为影响的机理。结果显示:热源温度高低、光谱色光照、环境温度及蝗虫昼行夜伏性活动规律影响夜间蝗虫对光温耦合效应的选择,热源温度于蝗虫的趋光响应具有增益效应,其中以65℃热源温度于蝗虫的趋光增益作用最佳;同一时间段内,蝗虫对紫光与65℃热源温度耦合效应的选择最优;热源温度对蝗虫的光温诱导起增益群集作用,而光谱色光照对蝗虫诱导起主要作用。该项目的开展对于蝗虫光电诱导捕集机械化技术中在确定温度增益调控参数以及诱导区域内光温耦合效应对蝗虫诱导率的评估可提供实践指导参考。

    • 小型蔬菜移栽机的改进设计与试验

      2011, 27(6):117-122.

      摘要 (1641) HTML (0) PDF 353.75 K (1098) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足蔬菜移栽机械化需要,在土槽蔬菜移栽试验基础上,对水稻插秧机改进设计,应用优化设计方法和虚拟技术相结合,完成了取投苗机构、划刀式开沟器和V型覆土镇压器有机组合,可以一次完成开沟,送苗入沟,扶正,覆土,压实等工序。通过三因素三水平的正交试验,获得较优参数组合,即机车前进速度为0.25~0.30 m/s,投苗筒垂直倾角为12°,镇压器的相对位置为10 mm时,移栽效果优异。经田间试验测试,该机具结构简单,通用性好,作业适应性强,各项作业性能指标完全符合农艺要求,为小型全自动移栽机的设计提供参考。

    • 生物质粉料双套管气流式烘干机的设计与试验

      2011, 27(6):123-127.

      摘要 (1323) HTML (0) PDF 303.12 K (717) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了有效解决生物质压缩成型中的粉料烘干问题,采用双套管结构延长粉料在高温套管中的停留时间和干燥流程,对生物质粉料双套管气流式烘干机的主体部分(干燥管)和辅助设备(旋风分离器、引风机、热风炉)分别进行了参数设计计算和设备选型,并以玉米秸秆粉料为干燥对象,在样机上进行了热平衡和物料平衡试验。试验结果表明,生物质粉料双套管气流式烘干机的输入总热、输出总热、水分蒸发量、物料湿度等性能参数均达到了设计要求,出料湿度达到8%~12%,烘干效率达28.1%,符合国家关于烘干机的标准要求,适用于生物质压缩成型粉料的烘干。

    • 山地果园索道张紧调节自动控制装置的设计

      2011, 27(6):128-131.

      摘要 (2270) HTML (0) PDF 342.58 K (1174) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步提高山地果园中果品农资运输的安全性和可靠性,解决传统索道张紧调节依赖于人力或机械的方法受到使用强度限制,无法对索道运行过程中驱动链张紧进行实时检测,导致张紧调节具有滞后性、自适应不强等问题,该文设计了一种山地果园索道张紧调节自动控制装置,张紧调节采用PID控制算法,可适用于不同负载条件下,实时检测驱动链张紧力变化调整索道驱动链张紧程度。试验结果表明:索道运行过程中,张紧控制系统工作在无控制和PID控制条件下,驱动链分别承受的张紧力均值变化范围为:653.5944~763.4059 N和508.1988~568.7609 N,能有效地实现驱动链张紧自动调节,控制系统最大跟踪误差为104 N,平均误差为13.6417 N。

    • 液压制动系统中蓄能器的优化设计与稳健分析

      2011, 27(6):132-136.

      摘要 (1648) HTML (0) PDF 256.58 K (927) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善蓄能器的动态特性,保证其稳健性,该文利用AMESim 软件建立了液压制动系统的模型。运用Optimization 工具,以蓄能器在紧急制动工况可保证的制动次数为目标,利用遗传算法对影响蓄能器的主要设计参数进行了优化,得到最佳充气压力为6 MPa,并验证了其稳健性,为蓄能器与整个制动系统匹配设计提供了方法和理论依据。该研究对于蓄能器的优化设计和改进具有参考作用。

    • 高黏度流体混合机混合均匀度试验(英)

      2011, 27(6):137-142.

      摘要 (1388) HTML (0) PDF 258.53 K (669) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高行星式双螺旋混合机性能并优化其参数,该文试验研究了混合工艺参数对高粘度料浆混合均匀度的影响。给出了基于密度的分离强度的定义,用以评价高粘度料浆混合均匀度。采用正交试验设计技术,以及极差和方差分析方法,获得了混合工艺参数对料浆混合均匀度的影响及影响的显著性程度。试验及分析结果表明:料浆组分因子的平均分离强度变化值为138.275,远大于其它组分因子变化值;在显著性水平为0.10的条件下,料浆组分对混合均匀度影响显著;料浆中固相组分的颗粒尺寸越大,越不利于料浆混合均匀度的提高。为了使取样更具代表性,提出了一种三维取样模型。

    • 农用V型带当量摩擦系数影响角的试验

      2011, 27(6):143-147.

      摘要 (1492) HTML (0) PDF 329.35 K (652) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决现有公式因忽略周向摩擦力与拉力不共线而导致V带当量摩擦系数计算不准确的问题,引入当量摩擦系数影响角。通过试验设计,采用补偿式位移型光纤传感器系统精确测量传动过程中带的径向位移,描绘V带真实运动轨迹,求得V带当量摩擦系数影响角,进而准确计算出V带当量摩擦系数。结果表明,在V带绕进到绕出主动轮的过程中,影响角值先逐渐减小而后又反向增大,当带轮角速度≤1?500 r/min时,影响角的绝对值<4.5o;当V带角速度为600 r/min时,V带当量摩擦系数从0.9594增大到1.0596,当V带角速度为1 500 r/min时,V带当量摩擦系数从0.9529增大到1.0601。准确计算V带当量摩擦系数将为估算农业机械设备中V带的承载能力、使用寿命,以及V带的合理选用提供理论依据。

    • 基于贝叶斯理论的工程车辆载荷样本长度计算方法

      2011, 27(6):148-151.

      摘要 (1681) HTML (0) PDF 263.35 K (634) 评论 (0) 收藏

      摘要:确定载荷样本长度是载荷谱编制的一个关键步骤,直接影响着零部件疲劳寿命预测的准确性。为了找到一种有效地确定载荷样本长度的方法,该文以轮式装载机为例,结合其零部件的受载特点,假定载荷均值服从正态分布,均值的先验分布也服从正态分布,提出了用贝叶斯理论和加权平方损失函数来计算载荷样本长度的方法。该方法以加权平方损失函数的后验损失期望值取最小值为条件,得到了包含先验信息、样本信息以及总体信息的后验参数估计值;然后结合t分布得到了在满足一定置信度和误差要求时的载荷样本长度。

    • 湿式双离合器自动变速器换档最优控制

      2011, 27(6):152-156.

      摘要 (1630) HTML (0) PDF 249.21 K (1056) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对装配有湿式双离合器自动变速器车辆的换档问题,制定了分阶段换档策略,建立了换档动力学模型,结合换档品质评价指标,选定冲击度和滑摩功作为二次型性能指标函数,利用最优控制理论,得到换档过程中各个阶段的离合器压力最优控制轨迹,实现了换档过程中离合器压力的最优控制,并进行了实车换档试验,以验证换档最优控制的有效性。试验结果表明,换档过程中,滑摩功和冲击度得到了合理有效的平衡,换档最优控制能够满足汽车换档过程的平顺性和快捷性要求,使车辆具有良好的换档品质。

    • 果园管道喷雾系统药液压力的自整定模糊PID控制

      2011, 27(6):157-161.

      摘要 (1877) HTML (0) PDF 3.04 M (695) 评论 (0) 收藏

      摘要:果园管道喷药系统具有非线性、大时滞特性,且管道中药液的压力随喷嘴数目变化而波动。为此,对管道中药液压力采用了带变速积分、微分先行优化算子的自整定模糊PID控制。根据管道中压力的实际值与设定值间的误差及误差变化趋势,在线调整模糊PID的参数,经带有变速积分、微分先行优化算子的增量式PID算法计算,获得控制量以控制管道中药液的压力。试验结果表明:采用这种控制方法,与不使用自整定模糊PID参数的变速积分、微分先行PID控制相比,管道中压力响应的上升时间缩短18.42%,调整时间缩短12.56%,最大超调量减小4.43%,误差减小50%。该控制方法能满足果园管道喷雾系统中对压力控制的要求。

    • 水稻田间机械除草装备与技术研究现状及发展趋势

      2011, 27(6):162-168.

      摘要 (2211) HTML (0) PDF 776.43 K (1387) 评论 (0) 收藏

      摘要:水稻田间机械除草技术在减量除草剂防治和有机稻草害控制的研究和应用中具有重要作用。该文在收集、整理国内外水稻田间机械除草装备与技术研究现状的基础上,指出了现有除草装备的不足之处,并总结了水稻田间机械除草技术的类型和特点,最后提出水稻田间机械除草技术应向着智能化、仿生化和多种除草技术联合化发展,进而提高除草精度,使其在水稻生产中发挥更大的作用。

    • >农业信息与电气技术
    • 集成化的省级农情遥感监测系统

      2011, 27(6):169-175.

      摘要 (1781) HTML (0) PDF 621.16 K (806) 评论 (0) 收藏

      摘要:在“中国农情遥感速报系统(CropWatch-China)”的基础上,中国科学院遥感应用研究所开发了集成化的中国省级农情遥感监测系统(CropWatch-Province)。系统以遥感为主要数据源,在县、主产区和省3个尺度上进行农情信息的监测,包括作物长势、单产、种植面积、复种指数监测及作物估产、农气分析等,对系统的技术方法、结构、功能及其主要特点进行了详细论述。2010年系统通过“信息处理产品标准符合性检测中心”的检测,系统具有集成化程度高、灵活性强和应用新数据等特点。系统可以根据不同区域的特点进行灵活定制,通过集成化开发可以独立完成从数据预处理、科学计算、信息提取到结果输出的全部任务,并将包括HJ-1在内的一系列新数据应用于农情信息的获取。

    • 基于高光谱的中国干旱区棉花遥感估产(英)

      2011, 27(6):176-181.

      摘要 (1791) HTML (0) PDF 229.98 K (740) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文测定了棉花盛蕾期至吐絮后期各时期冠层的高光谱反射率以及产量,并对棉花产量与冠层光谱植被指数进行相关分析。结果表明:棉花各生育期可见光波段、近红外波段及短波红外波段光谱反射率与产量间分别呈显著负相关、显著正相关与显著负相关。根据棉花冠层光谱波形特征,利用植被红边波段560 nm反射峰、670 nm吸收谷、近红外波段890 nm反射峰、980和1?210 nm两个弱水汽吸收谷、短波红外1?650和2 200 nm反射峰,设计归一化差值光谱指数,并与棉花产量进行相关分析,上述波段组合定义的归一化差值光谱指数与产量在各生育期均达显著或极显著相关。VARI_700抗大气植被指数在各生育期均达极显著相关。

    • 棉花遥感识别的混合像元分解

      2011, 27(6):182-186.

      摘要 (1634) HTML (0) PDF 536.07 K (731) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了进一步提高棉花遥感识别精度,以新疆玛纳斯县为研究区,运用线性光谱混合模型(LSMM),对TM遥感数据的混合像元分解技术与方法进行了研究。将棉花、玉米、番茄和土壤4类典型的端元组分光谱值代入线性模型,在非约束条件下,用最小二乘法估计混合系数,得到每种地物类型的丰度及RMS误差图,以实地测量的棉花种植面积对模型分解效果进行评估,结果表明:线性光谱混合模型构模简单、计算量小,棉花线性光谱混合像元分解精度达到90%以上,可用于新疆棉花的遥感识别。

    • 基于主被动遥感数据融合的土壤水分信息提取

      2011, 27(6):187-192.

      摘要 (1788) HTML (0) PDF 555.67 K (804) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善西北半干旱地区的土壤含水率监测精度,该文选择张掖地区黑河流域为研究区,提出了一种基于主被动遥感融合数据贝叶斯网络分类的土壤水分信息提取方法。该方法依据光学与雷达遥感数据本身在反演土壤水方面的各自优势,首先利用小波变换与IHS结合的算法将TM5、4、3与ASAR数据融合,融合规则采用局部距离最大替代法,在突出融合影像细节的同时,一定程度上保留了TM数据的光谱信息。然后构建BN网络进行分类,以融合后新的R'、G'、B'分量和TM6波段作为网络的输入,输出为5个不同的类别,分别对应5个不同等级的土壤水分含量。经实测数据对融合前后分类结果的比较分析,结果表明,此方法在植被区能取得更好的效果,分类精度达到76.1%,对荒漠区效果欠佳。因此该方法在植被覆盖区对提取区域土壤水分信息是可行的、有效的。

    • 基于GIS和RS的松花江干流哈尔滨段淹没经济损失预测

      2011, 27(6):193-197.

      摘要 (1736) HTML (0) PDF 314.75 K (635) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用地理信息系统预测洪水造成的经济损失,可以为防洪规划提供重要的依据。本文基于地理信息系统GIS技术构建数字高程模型,采用平面模拟方法模拟了松花江水位达到120.89 m时哈尔滨市各区的淹没范围,运用地理信息系统GIS与遥感RS技术相结合的方法获取了哈尔滨市区土地利用现状空间分布信息,并用其将社会经济信息进行空间展布,对淹没区的农业、工业、第三产业、农村住宅与家财和城镇住宅与家财进行了直接经济损失和间接经济损失的预测。结果表明:当松花江水位达到120.89 m时,淹没范围涉及哈尔滨市的松北区、呼兰区、道外区、道里区和香坊区,淹没面积达到1?402 km2,总经济损失为68.2亿元。淹没面积、淹没造成的总经济损失最大的是松北区,松北区也是农业、工业、第三产业和农村住宅与家财损失最严重的区域。城镇住宅与家财损失最严重的是道里区和道外区,这2个区也是单位面积经济损失率较高的区域,是哈尔滨市防洪工作的重点。呼兰区和松北区是单位面积经济损失率最低的区域,可以考虑作为泄洪区。松北区、呼兰区和道外区的部分工业用地,以及道里区、道外区和香坊区的部分城镇住宅用地的空间布局不合理。

    • 基于WebGIS的食用农产品产地环境质量评价系统

      2011, 27(6):198-202.

      摘要 (1721) HTML (0) PDF 394.69 K (995) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确管理环境污染数据,评价环境质量水平,进而保障食用农产品安全,该研究基于对大气、农田土壤和灌溉用水的多年监测数据,利用数据库技术、WebGIS技术构建农业基础信息、农业气象、土壤养分、大气污染物、灌溉水污染物、土壤污染物6个网络空间数据库;并在国家食用农产品产地环境质量标准和国内外已有研究基础上,建立食用农产品产地的大气、土壤、灌溉水质量评价模型和土壤肥力评价模型;以Visual Studio2005和SupMapGIS为主要开发平台,综合数据库和模型库,以云南省建水县为研究区,建立基于WebGIS的食用农产品产地环境质量评价系统,系统实现了农业环境信息的远程咨询,环境污染物的空间分析,以及食用农产品产地的土壤肥力评价、环境污染的单因子和综合评价等功能,系统运行稳定、结果准确,该研究为进一步建立无公害食用农产品生产决策支持系统及食用农产品产地区划和农业生产决策提供参考。

    • 基于压缩感知理论的农业害虫分类方法

      2011, 27(6):203-207.

      摘要 (1537) HTML (0) PDF 258.65 K (839) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高现有害虫分类方法的分类效果,该文分析了现有害虫分类方法的局限性,在此基础上,提出一种基于压缩感知理论的害虫分类新方法。该方法利用害虫训练样本构造训练样本矩阵,通过求解l1范数意义下的最优化问题实现害虫测试样本的稀疏分解,由于稀疏分解结果中包含了明确的分类信息,可直接用于害虫分类。利用该方法对12类储粮害虫和110类常见害虫进行分类,在4种不同试验条件下,分类准确率分别达到92.9418%、98.2877%、78.8651%和61.5938%,证实了压缩感知理论用于害虫分类是合理可行的。

    • 基于Zigbee的果蔬冷链配送环境信息采集系统

      2011, 27(6):208-213.

      摘要 (2049) HTML (0) PDF 770.80 K (1143) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据果蔬产品冷链配送对环境监控的多测点、多要素和便捷性等方面的要求,以基于Zigbee技术的JN5139为无线节点信息处理的核心,结合温湿度传感器模块设计了采集节点,构建了车载环境中的无线传感器网络,结合嵌入式和.net技术开发了果蔬冷链配送环境信息采集上位机软件,解决了数据采集和实时监测的问题。整个环境信息采集系统在温度分别为0、5和12℃及相对湿度为90%环境下对冷藏运输车内不同位置进行了数据传输包收发率的测试。结果表明,该系统工作性能稳定,在数据采集和传输等方面均达到了设计要求,可以方便地应用于冷链运输过程中进行环境信息的采集与监测。

    • 基于点云的作物地下变态根可视化模拟

      2011, 27(6):214-218.

      摘要 (1835) HTML (0) PDF 373.03 K (911) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究作物地下变态根的可视化模拟,以肉质直根和块根为模拟对象,采用体着色三维重建的方法获取变态根点云,提出并实现了去除变态根点云噪声、离群点和修补孔洞的预处理通道,并对预处理后的点云进行曲面重建,构建曲面模型,进而提取变态根的构型参数,最后对重建后的曲面模型进行可视化模拟。以胡萝卜和马铃薯为试验对象进行了可视化模拟,结果表明,去除变态根点云噪声、离群点和修补孔洞的预处理通道,能有效得到完整、均匀和光顺的点云模型,从曲面模型提取的体积误差小于10%,利用重建得到的曲面模型可平滑逼真的可视化变态根形态。该文研究为植物变态根构型模拟提供了一种新方法。

    • 基于粒子系统的土壤胶粒快速凝聚的三维可视化仿真

      2011, 27(6):219-224.

      摘要 (1486) HTML (0) PDF 291.66 K (599) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤胶体凝聚三维可视化有助于更好地理解土壤凝聚动力学过程和土壤团聚体形成。该文构建了土壤胶粒粒子系统算法,实现了土壤胶粒建模及其胶体快速凝聚动态演化可视化。首先将土壤整体当作土壤立方体,土壤胶体颗粒看作球形,实现所有胶粒的建模。然后胶粒在布朗运动作用下以扩散系数随机移动,移动后发生碰撞而快速凝聚。该文分别实现了有固定中心的单体凝聚和集团凝聚,其仿真效果良好。根据本系统进行的三维分形维数计算,其结果与分形理论相符。研究并发现分形维数随粒子浓度增大而增大,回转半径随粒子浓度增大而减小。该方法初步实现了土壤胶体快速凝聚三维可视化动态演化过程,具有一定的研究价值。

    • 基于机器视觉的非结构化道路检测与障碍物识别方法

      2011, 27(6):225-230.

      摘要 (2598) HTML (0) PDF 522.86 K (978) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现非结构化道路检测与障碍物的识别,提出了一种基于最小错误率贝叶斯决策与Hough变换相结合的非结构化道路检测与障碍物识别算法。算法首先将Otsu多阈值理论引入到最小错误率贝叶斯决策中并进行图像分割,然后利用Hough变换进行道路检测、提取出纯路面区域并再次进行路面分割,最后根据分割结果进行路面障碍物定位。结果表明,该算法能够有效实现非结构化道路的检测与障碍物的识别,在光影、照度变化、水渍等不利因素影响较小的情况下,具有较好的鲁棒性。

    • 基于组态软件和模糊控制的分娩母猪舍环境监控系统

      2011, 27(6):231-236.

      摘要 (2008) HTML (0) PDF 455.33 K (1373) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决北方寒冷地区分娩母猪对猪舍环境的要求,该文研究了一种舍内环境监测和控制系统。该系统综合考虑舍内温度、湿度、氨气浓度及其相互影响,利用组态软件、模糊控制技术和解耦控制技术,通过机械通风系统和热水采暖系统实现了舍内环境的智能控制。试验结果表明该系统可行且实用,在保证舍内所需温度基本恒定的条件下(舍内温度控制的最大相对误差为5.5%),也能使舍内相对湿度和氨气浓度保持在适宜范围内。

    • 作物生长模型分布式并行调度方案的比较

      2011, 27(6):237-243.

      摘要 (1466) HTML (0) PDF 286.83 K (572) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高作物生长模型的计算速度,论文提出了多种分布式并行调度方案。综合分析了田块尺度下作物生长子模型以及子模型内部组分的数据依赖关系和计算流程。以流水线技术和分治策略为基础,分别在模型组分层、子模型层和驱动数据层设计了不同的分布式并行调度方案。在WCCS2003(Windows Compute Cluster Server 2003)组成的PC集群环境下,分别采用了OpenMP、MPI_OpenMP混合以及MPI编程模型实现了多种调度方案的并行模拟。并行加速比的实验分析表明,优化后的子模型层并行调度方案,在6个双核CPUs组成的PC集群上的平均加速比可达到8.2,更接近模型并行计算加速比的预测值。在分布式集群环境下,采用基于MPI的子模型层中等粒度的并行调度方案具有更快的计算速度,更适合于作物生长模拟系统。

    • 玉米倒伏胁迫影响因子的空间回归分析

      2011, 27(6):244-249.

      摘要 (3016) HTML (0) PDF 517.59 K (1591) 评论 (0) 收藏

      摘要:为指导玉米新品种的推广,采用回归模型分析玉米主产区倒伏胁迫空间分布成因。该文用多元逐步线性回归法筛选黄淮海夏播玉米区的倒伏胁迫的决定因素,比较普通最小二乘法线性回归模型和地理加权回归模型的结果,以确定倒伏胁迫及其决定因素是否存在空间非平稳性和空间依赖性。结果表明:在探索倒伏的空间异质性时,地理加权回归模型显著优于普通最小二乘法线性回归模型;日降水量是玉米倒伏胁迫的主要环境成因,且倒伏程度随日降水量增加而加重;土壤含氮量、留苗密度和日平均风速与倒伏的关系随空间位置而发生正负向变化,因地制宜的分析倒伏成因才能客观有效的指导农民种植生产。

    • >农业生物环境与能源工程
    • 基于流体力学的湿帘风机温室内气流运动的模拟分析(英)

      2011, 27(6):250-255.

      摘要 (1830) HTML (0) PDF 543.80 K (1527) 评论 (0) 收藏

      摘要:湿帘风机冷却系统温室内的气流运动和微环境特征的研究对整个冷却系统的冷却效率及温室环境调控方案的确立有着重要的指导意义,该研究通过流体力学商用软件有限元法对温室内横断面的温度,气流,湿度分布进行仿真计算,在温室模型中考虑到作物群体对气流的阻碍作用,将作物群体作为多孔介质进行模型化处理,分析湿帘风机冷却系统不同的工作条件下即(1风机工作,2风机湿帘共同工作),温室内微环境的时空变化规律,通过实测数据进行验证计算结果表明,气流速度的误差在2.1%到18.3%, 温度误差范围较小在0.1%到2.6%,湿度误差在2.0到12.64%。

    • 带跟踪系统的太阳能加热装置促进沼气生产的研究(英)

      2011, 27(6):256-261.

      摘要 (1684) HTML (0) PDF 593.16 K (656) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究旨在探索如何利用太阳能增温系统促进沼气生产,研究对象为一个容积为100 m3的沼气发酵装置,该沼气装置位于陕西省淳化县润镇中学,用于处理该校公厕粪污。陕西省淳化县润镇1月的平均气温为-1.6℃,最低气温达-15℃,平均太阳辐射为4.5 kwh/m2,没有加热系统的沼气池在冬季基本停止产气,为解决这一问题,在润镇中学配套建设了由120 m2的日光温室和总面积为20 m2的热管太阳能集热器组成的太阳能增温系统,并配合使用电加热系统。在冬季,此太阳能系统每天可促进沼气发酵装置多生产12 m3沼气,产出的沼气可输送到学校厨房,具有较好的经济效益。此外,设计了带有自动跟踪系统的抛物面太阳能聚光器(PTC)和日光温室组合系统为沼气发酵装置增温,以期得到更好的增温效果和更高的沼气产量。

    • 互花米草与土豆混合厌氧发酵产酸和产沼气特性(英)

      2011, 27(6):262-268.

      摘要 (1285) HTML (0) PDF 298.02 K (924) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了中温(35℃)批量发酵条件下互花米草与土豆VS配比分别为6∶1、7∶1和9∶1时混合厌氧发酵的产酸发酵和产沼气特性。试验结果表明:1)与互花米草单独发酵时的丙酸型产酸发酵不同,混合发酵的产酸发酵表现为丁酸型发酵;混合发酵时发酵液中总挥发性有机酸(TVFAs)的浓度比互花米草单独发酵时提高了1倍多;混合发酵时发酵液中各单一有机酸浓度依次为乙酸>丙酸>丁酸,而互花米草单独发酵时为丙酸>乙酸>丁酸;2)6∶1、7∶1和9∶1三种配比下的沼气产量分别为460、431和415 mL/g VS,比互花米草单独发酵时的361 mL/gVS分别提高了27.4%、19.3%和15.0%;3)6∶1、7∶1和9∶1三种配比下的沼气中的甲烷含量分别为60.3%、62.4%和62.7%,比互花米草单独发酵条件下57.4%的平均甲烷含量提高了大约3%~5%。总之,混合发酵显著改变了互花米草的产酸发酵特性,这些改变对促进互花米草的厌氧发酵和提高所产沼气的质量均具有积极的意义。

    • 黄土高原沟壑区粮食生产的资源环境成本

      2011, 27(6):269-277.

      摘要 (1491) HTML (0) PDF 400.72 K (1045) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对粮食生产过程中的资源消耗和环境降级问题,以黄土高原沟壑区的陕西省长武县为研究对象,运用环境经济学估算方法,对粮食生产的资源环境成本进行了研究。结果表明:2008年该区粮食生产资源环境损失总价值相当于当年农业总产值的19.05%;小麦和玉米的资源环境成本分别达到2.02和1.19元/kg,总成本分别为4.08和2.23元/kg,而出售价格仅1.72和1.28元/kg,高成本低效益状况对区域粮食安全及生态经济持续发展产生不利影响;对粮食总成本中的各要素进行因子分析得出,资源环境成本和化肥费用是其主要因素。在现有生产条件下加大农业科技投入,提高生产资料利用效率,发展现代生态农业,是降低粮食成本维持区域持续发展的重要举措。

    • 气-气换热器对太阳能再生装置性能的影响

      2011, 27(6):278-282.

      摘要 (1100) HTML (0) PDF 296.65 K (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:再生装置是太阳能蒸发除湿降温系统的重要组成部分,但普遍存在再生性能较低的问题。为了提高再生性能,将气-气换热器加装于再生装置中用于回收部分空气余热。讨论了两种再生装置的特点,测试了加装前后再生装置的性能。试验结果表明:再生装置的除湿增量、再生效率都随着太阳能热水温度的升高而提高;气-气换热器的加装能有效提高再生装置的再生性能,除湿量可以达到40~55 g/kg,较未加装时提高了35~45 g/kg;再生效率在热水温度90℃时可以达到60%,同等温度下高出未加装换热器50%。因此,余热的回收利用对于再生装置性能的提高至关重要。

    • 处理农村生活垃圾装置的研制及工艺

      2011, 27(6):283-287.

      摘要 (1550) HTML (0) PDF 312.27 K (607) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探索农村生活垃圾的处理途径,该文研究了一种新型一体化处理生活垃圾的装置及工艺,以广州市番禺区猛涌村生活垃圾为研究对象,进行了2个月的中试试验。研制的堆肥装置分4个小仓,每个小仓容纳垃圾1.56 m3,总容积6.24 m3,抽风机功率为1.1 kW/h,抽风频率为1 d 10次,每次30 min,总时间为5 h,每天总耗电量5.5 kW,能耗低。通过12 d高温发酵,24 d编织袋二次发酵的处理方式,温度能达到60℃的天数在5 d以上,出仓时减容约为40%,堆肥产品质量符合要求,且整个处理过程无二次污染,结果表明该装置及工艺可以用来处理农村生活垃圾,可充分做到垃圾减量化、无害化和资源化。

    • 牛粪固定床气化多联产工艺

      2011, 27(6):288-293.

      摘要 (1473) HTML (0) PDF 300.38 K (602) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了减少畜禽粪便自然发酵造成的温室效应和环境污染,降低养殖奶牛的成本和增加养殖奶牛的效益,该文利用自制的固、气、液(Solid, gas, liquid)多联产固定床气化炉将牛粪气化,气化可得到固体牛粪炭、可燃气、提取液三相产品,三相产品均可以资源化利用,从而达到减排、减污的目标。考察了含水率、气化温度及气化剂的当量比对气化效果的影响。结果表明:原料含水率控制在12%~18%,气化温度为850~900℃,当量比在0.25~0.30时,气化效果较好,牛粪含水率为17.78%,气化温度为850℃,当量比为0.30时,气体产率为1.42 m3·kg-1,可燃气体的低位热值为2.84 MJ·m-3,牛粪炭得率为23.82%,提取液得率是24.17%。牛粪气化多联产工艺试验为工程化实施提了基础和基本数据。

    • 氨化预处理对稻草厌氧消化产气性能影响

      2011, 27(6):294-299.

      摘要 (1912) HTML (0) PDF 356.87 K (1086) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了节省秸秆厌氧消化阶段另加N源调配营养的运行成本,同时又要保持良好产气效率。本试验选用氨化法对秸秆进行预处理,研究了不同浓度的氨对稻草厌氧消化产气性能的影响。以NH3·H2O为预处理药剂,按2%、4%、6%(相对于稻草的干质量)的NH3质量分数对稻草进行氨化,分别以50、65、80 g/L 3个不同负荷进行厌氧消化。结果表明:不同浓度的氨化预处理中,4%NH3氨化预处理效果最好。在65 g/L负荷率下,4%NH3预处理的消化70 d累积产气量为37?010 mL,消化产气量达总体积的90%(计T90)时产气量为33?920 mL,分别比未预处理稻草、2%和6%NH3预处理稻草T90时产气提高了38.3%、14.6%和8.2%,甲烷总产量分别提高了34.8%、15.1%和9.6%,比未预处理稻草同期(45 d)累积产气量以及甲烷总产量分别提高了60.8%和60.3%,产气周期提前10 d结束。消化后总固体(TS)、挥发性固体(VS)的减少量分别由41.6%和46.6%提高到了46.4%和58.6%,半纤维素和木质素质量分数分别由27.7%和6.9%减少到20.8%和5.2%,粗蛋白质量分数从4.0%提高到10.1%。本研究提供了一个有效地提高产气量的方法,研究结果将为大中型秸秆沼气工程提供设计依据。

    • 音乐与蟋蟀鸣声的混合声频对食用菌生长的影响

      2011, 27(6):300-305.

      摘要 (3970) HTML (0) PDF 494.30 K (1671) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了考察声波对食用菌生长、产量及营养成分等方面的影响,采用自行开发的声频设备,播放古典音乐与蟋蟀鸣声混合而成的声频,对茶树菇、高温姬菇、黑平、杏鲍菇、秀珍菇、小白菇等6种食用菌的菌丝体进行了7次声波助长试验,对姬菇、黑平和姬菇18号3种食用菌的子实体进行了4次试验。结果表明,此声频可使食用菌的菌丝体生长速度加快10.2%~21%;使子实体提早出菇,提前1~5 d采菇,并可延长采菇天数;4次子实体试验的产量分别增加了15.76%、13.38%、13.05%和7.95%。经对2种子实体成分检测比较表明,姬菇18号的脂肪、蛋白质和粗多糖质量分数分别增加5.88%、8.74%和2.78%,黑平的蛋白质、粗多糖的质量分数分别提高2.37%和43.27%。研究结果为声波助长技术在食用菌生产上的推广应用提供科学依据。

    • >土地整理工程
    • 环渤海地区农村居民点用地整理分区及其整治策略

      2011, 27(6):306-312.

      摘要 (1576) HTML (0) PDF 339.61 K (913) 评论 (0) 收藏

      摘要:为制定农村土地整理规划和设计城市建设用地增加与农村建设用地减少挂钩项目提供决策依据,该文以环渤海地区327个县域为评价单元,从整理潜力、整理能力和整理迫切度3方面构建农村居民点用地整理分区的概念模型,利用熵值法确定权重并计算综合评价值,运用指标判别法将研究区划分为5种类型区。研究认为,优先整理区着重推进城镇化引领型的村庄整治模式;重点整理区依据组织整合、产业整合、空间整合的原则适时推行区域内部“城市建设用地增加与农村建设用地减少”相挂钩;优化调整区应以内部挖潜为主推进农村建设用地调整;适度整理区在整理过程中重点关注农村生态环境的改善;挂钩项目优选区应实施整域推进的区域整理模式,实现城乡等级体系重构和现代高效农业园区建设的有效结合。该研究有助于推进农村居民点用地有序整理和加快社会主义新农村建设。

    • 土地利用变化分析与决策系统的设计与实现

      2011, 27(6):313-318.

      摘要 (1275) HTML (0) PDF 519.14 K (722) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了快速准确地提取出土地利用数据的变化信息,该文采用增量变化提取方法,对同一地区2个不同时间的土地利用数据进行变化检测,并自动提取出土地利用空间及属性变化信息,设计并实现土地利用变化检测分析系统,能定量分析土地信息的变化,并成功应用于实际土地利用分析案例中,结果表明从技术上已解决土地利用规划上一些“定时,定位,定量”的问题。

    • 基于能值分析的武安市农业生态安全预警(英)

      2011, 27(6):319-323.

      摘要 (1394) HTML (0) PDF 254.19 K (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:农业生态系统是人类所控制和管理的自然-人工复合生态经济系统。农业生态系统的变化预测对区域农业生态安全和控制农业系统退化起着重要的作用。基于农业生态系统的能值分析,预测区域生态安全能够为农业生态安全提供借鉴和预警,从而可以尽早提出警报,采取措施有效地抑制、减轻、控制和规范农业生态系统的恶化,最终使农业生态系统可持续发展。本文分析了河北省武安市1997年至2008年的农业生态系统内的能量输入输出,采用灰色预测系统模型,建立了河北省武安市农田的预警系统,为农田的正确使用提供借鉴。结果表明河北省武安市农业的发展仍然依赖于非再生资源的输入和高排放的环境压力,从而使武安市农田系统处于不可持续状态。它从1997年的安全降低到2008年的预警,而且在2015年,2020年仍将处于预警的农业生态安全。此外,各区域的农业生态安全存在明显的差异。基于此,本文提出了可持续的农业发展对策,为土地使用的可持续发展提供借鉴。

    • 土地利用的多尺度空间自相关模型比较(英)

      2011, 27(6):324-331.

      摘要 (2041) HTML (0) PDF 261.24 K (835) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文以广州市花都区为例,选用拉格朗日乘子检验和拟合度检验分析比较了经典线性回归模型、空间滞后模型、空间误差模型对于土地利用与驱动因子在不同尺度上的解释力和适用度。研究表明:1)经典线性回归模型的残差表现出正相关性,但比原始土地利用数据弱,表明经典线性回归模型能部分地解释土地利用空间布局但忽略了土地利用的空间依赖性;2)与经典线性回归模型相比,空间滞后模型、空间误差模型很好地消除了空间自相关性,并且有更好的拟合度;3)研究区不同地类、不同尺度的最优空间自回归模型的具体形式是不同的,表明最优空间自回归模型的具体形式也存在尺度依赖性。

    • >农产品加工工程
    • 链式剖鱼机工艺参数优化试验

      2011, 27(6):332-336.

      摘要 (1278) HTML (0) PDF 344.69 K (459) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对6PYL-305型剖鱼机进行优化以提高其剖切质量,以鲢鱼和鳊鱼为研究对象对其关键部件和工艺参数进行了试验,研究喂料撞块位置、鳊鱼夹片安装倾角、鲢鱼出料滑槽高度、刀具类型等因素对剖切质量的影响。试验结果表明:剖切鲢鱼时最佳撞块位置为距离料斗右侧(225±5)mm、剖切鳊鱼时为(160±5)mm;剖切鳊鱼时夹片最佳安装倾角为16°;鲢鱼出料滑槽的最佳高度为65 mm;齿高3 mm的小齿刀盘作为剖切刀盘综合效果最佳,鲢鱼鱼体剖切率可达(83.90±2.31)%,剖切损失率仅为(0.62±0.15)%,鳊鱼的剖切损失率为(0.85±0.28)%,剖切面较光滑,剖切后的鱼体内脏可以很方便地去除。采用优化后的工艺参数,剖鱼机性能以及稳定性得到了良好改善。

    • 高静压加工对黄桃罐头品质的影响(英)

      2011, 27(6):337-343.

      摘要 (1730) HTML (0) PDF 515.34 K (817) 评论 (0) 收藏

      摘要:为拓展非热加工技术在水果罐头加工中应用,以黄桃罐头为试材,研究了高静压加工对黄桃罐头品质的影响。分析了黄桃罐头果肉或汤汁的质地、显微结构、色泽、pH值、可滴定酸和可溶性固形物在加工前后变化,并与传统热加工产品进行比较。结果表明:高静压加工(600 MPa, >5 min)能有效地保持产品质地、显微结构、色泽、pH值、可滴定酸和可溶性固形物,而热加工(90±2°C, 20 min)导致果肉质地软化、显微结构破坏及可溶性固形物增加,严重影响产品品质。同时感官分析表明,与对照相比,高静压加工黄桃罐头除新鲜度及滋味稍差外,其他方面均无明显差别,而热处理黄桃罐头除保持较好色泽与香气外,其他方面均产生劣质的影响。所得研究结果将为高静压技术在水果罐头中工业化应用提供理论依据。

    • 应用高电压脉冲电场辅助快速提取虾壳壳聚糖

      2011, 27(6):344-348.

      摘要 (1348) HTML (0) PDF 302.56 K (590) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高虾壳的综合利用效果,该文以虾壳为原料,将高电压脉冲电场(PEF)技术用于壳聚糖的提取研究。与常规加热法和微波法进行了对比试验,并通过单因素试验和三元二次回归旋转组合设计确定最佳制备工艺。结果表明:该技术与传统加热和微波法方法相比,具有非热、反应速度快,脱乙酰度高的特点。建立了脉冲数、场强、NaOH质量浓度对脱乙酰度影响的数学模型,确定了最佳工艺参数:脉冲数10,电场强度20.48 kV/cm,NaOH质量分数48.64%,该条件下脱乙酰度达到最大92.32%。因此,利用高电压脉冲电场技术可以快速制备虾壳中的壳聚糖。

    • 基于二元逻辑回归分析的苹果汁鉴伪模型(英)

      2011, 27(6):349-356.

      摘要 (1948) HTML (0) PDF 254.89 K (1003) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究苹果汁中有机酸与掺假苹果汁的关系,从而通过检测有机酸进行质量控制和食品安全监督。该文共收集了340个中国产苹果样本并制成苹果汁,涉及14个试点种植区域的19个品种。通过高效液相色谱测定样本中有机酸的种类和含量。该试验通过添加水、L-苹果酸和蔗糖模拟制作原果汁含量分别为57%,50%和25%的掺假苹果汁。在测得的包括原果汁和掺假果汁的有机酸种类和含量的基础上利用二元逻辑回归分析方法建立了判别模型,用以区别掺假苹果汁,模型的精确度和重现率分别为87.4%和94.51%。统计数据显示该模型判别效果良好,可用于苹果汁的质量控制。研究结果证实苹果汁中特征有机酸指纹图谱可以用来鉴别苹果汁掺假。

    • 蒸汽漂烫菊花的薄层干燥特性和质量评价(英)

      2011, 27(6):357-364.

      摘要 (1615) HTML (0) PDF 299.59 K (636) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文旨在研究蒸汽漂烫菊花的干燥特性和质量评价。在60, 80, 100和120℃ 4个温度,0.5 m/s风速条件下,对蒸汽漂烫菊花的薄层干燥特性进行研究,结果表明其干燥属于典型的降速干燥过程,干燥速度随热风温度的升高而迅速加快。通过含水率的对数与干燥时间作图,发现其干燥过程分为3个阶段(第一、第二和第三降速阶段),第一阶段能去除大约84%的水分。根据第一阶段数据,在60~120℃干燥时其有效扩散系数为1.10 to 6.44×10-9 m2/s,活化能为1829.5 kJ/kg,Midilli模型能较好地拟合其主要的干燥过程。质量评价结果表明,蒸汽漂烫2 min,100或120℃干燥菊花中,咖啡酰奎宁酸类化合物含量和抗氧化活性较高,该研究可为菊花干燥工艺提供参考。

    • 分提橄榄油中主要脂肪酸成分傅里叶变换红外光谱法测量(英)

      2011, 27(6):365-369.

      摘要 (1505) HTML (0) PDF 217.72 K (641) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了测量从橄榄油中分提的高、低熔点油脂的脂肪酸成分,在4 000~600 cm-1 的范围测量了31个含有不同脂肪酸成分植物油的傅里叶变换红外光谱,用于建立偏最小二乘(PLS)回归分析校正模型。在油脂的傅里叶变换红外光谱变量和脂肪酸组成变量之间建立了交叉验证的PLS校正模型。为了校正油酸和亚油酸含量,在4?000~600 cm-1 的频率范围,经平滑,二阶导数,规范化处理的红外光谱获得了最好的交叉验证校正模型和最佳的预测结果。PLS校正模型预测结果表明,与高熔点橄榄油(油酸,72.29%,亚油酸,9.98%)相比,低熔点橄榄油含有较高的油酸含量和亚油酸含量(油酸,77.46%,亚油酸,12.51%),预测的结果与气相色谱测量的结果有很好的一致性。建立的PLS校正模型预测橄榄油的不饱和脂肪酸含量具有较好的相关性。该研究为分提油脂质量的判别评价提供了便捷的方法。

    • 热空气和茉莉酸甲酯复合处理保鲜枇杷的工艺优化

      2011, 27(6):370-374.

      摘要 (1770) HTML (0) PDF 401.81 K (913) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确定热空气和茉莉酸甲酯复合处理对枇杷保鲜的较优条件,采用响应曲面法研究了不同处理条件对冷藏枇杷果实品质的影响。将枇杷果实先用不同温度热空气(35~45°C)和不同浓度茉莉酸甲酯(10~30 μmol/L)复合处理不同时间(3~7 h),然后转入1°C冷藏35 d,冷藏结束后测定果实果心褐变指数、硬度和出汁率,并建立这3个响应值的二次多项数学模型,分析其拟合程度,同时利用模型的响应面对影响枇杷果实品质的关键因素及其相互作用进行探讨。结果表明,热空气和茉莉酸甲酯复合处理保鲜枇杷的较优条件为处理温度为38.5°C,时间为5.8 h,茉莉酸甲酯浓度为16 μmol/L。该复合处理可有效减轻果实的木质化败坏,保持品质,且效果要显著优于二者单独处理。这些结果为该复合处理在枇杷果实保鲜中的应用提供了依据。

    • 硅酸钠处理对杏品质和风味物质的影响(英)

      2011, 27(6):375-381.

      摘要 (1804) HTML (0) PDF 237.33 K (1008) 评论 (0) 收藏

      摘要:硅酸盐作为一种安全有效的物质,已被广泛用于果蔬等采后病害的控制,为了研究其处理对园艺产品品质的影响,该文以兰州“大接杏”(Armeniaca vulgaris Lam. cv. Lanzhou Dajie)为试验对象,在室温(22±2℃)下使用硅酸钠(10 mmol/L)化学诱抗处理,探讨硅酸盐对杏果实品质,特别是挥发性风味物质的影响。结果表明,硅酸钠处理可延缓果实硬度的下降和腐烂率的升高,在贮藏结束后,其分别是对照组的1.95倍和58%。并能够减少贮藏过程中可滴定酸、可溶性固形物及Vc含量的下降,但对果实总糖含量的影响不显著。采用固相微萃取(SPME)结合气相色谱质谱联用(GC-MS)的方法分离鉴定了“大接杏”果实的香气成分,共分离鉴定出超过100多种挥发性成分。硅酸钠处理样挥发性物质的释放总量低于对照。同时,处理后的杏果还表现出醛类物质、萜类物质和β-紫罗兰酮的释放增大和酯类物质的释放减少的现象。与对照相比,该处理能够更好地保持杏果实良好的品质,是一种可行的杏果保鲜处理方法。

    • 不同压榨工艺对芝麻油和芝麻饼品质的影响

      2011, 27(6):382-386.

      摘要 (1776) HTML (0) PDF 248.09 K (1013) 评论 (0) 收藏

      摘要:为比较芝麻不同压榨工艺对芝麻油和芝麻饼品质的影响,分别以整籽带皮白芝麻和整籽脱皮白芝麻为原料,采用液压榨油机进行冷榨,对所得芝麻油和芝麻饼进行品质分析,并与热榨芝麻油、芝麻饼以及芝麻油国家标准进行对比。结果表明:冷榨芝麻油的色泽、酸价、过氧化值等质量指标都明显优于热榨芝麻油和芝麻香油国家标准;脱皮冷榨芝麻油较整籽冷榨芝麻油的酸价降低,但过氧化值有所升高;冷榨芝麻油较热榨芝麻油的VE含量、芝麻酚含量明显降低,芝麻素含量有所升高,氧化诱导时间明显缩短;脱皮冷榨芝麻油较整籽冷榨芝麻油的生育酚含量降低,芝麻素和芝麻酚含量有所升高,氧化诱导时间稍有延长。无论带皮芝麻籽或脱皮芝麻籽经冷榨后除饱满度不如压榨前之外,外形基本保持完好。脱皮冷榨芝麻饼粗脂肪质量分数16.63%、粗蛋白质量分数54.09%、蛋白质溶解度NSI为23.50%。芝麻脱皮冷榨不仅可以得到色浅清亮的清香芝麻油,还可以得到蛋白质含量高且功能性好的食用芝麻蛋白。

    • 真空微波和冷冻干燥组合降低胡萝卜片的干燥能耗

      2011, 27(6):387-392.

      摘要 (1824) HTML (0) PDF 327.02 K (728) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减少脱水蔬菜冷冻干燥过程的能耗,以胡萝卜片为试材,采用真空微波和冷冻干燥组合的工艺,即先微波真空后冻干(组合Ⅰ)和先冻干后微波真空干燥(组合Ⅱ)。组合Ⅰ的优化参数为:真空微波阶段微波功率密度1.6 w/g,脱去40个百分点的湿基水,冻干阶段升华干燥4 h,解析干燥3 h;组合Ⅱ的优化参数为:冻干阶段升华干燥7 h;真空微波干燥功率密度选1.0 w/g以下,采用温度控制模式。所干燥胡萝卜片的β-胡萝卜素保留率和复水率等与纯冻干产品接近,体积保留率比纯冻干稍小,但仍能保持平直的外形;2种组合干燥工艺比纯冻干分别节能47.0%和54.2%,且干燥时间可缩短一半。

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