人工沼肥在生态农业建设中的应用研究

人工沼肥即人们利用人畜粪便、有机污水和农副产品废弃物经厌氧消化装置发酵生产沼气后的副产品。研究表明，它含有多种营养元素和有益物质，可广泛应用于农、林、牧、副、渔各业的生产；用于种植业，它是优质的有机肥料；用于养殖业，它是良好的饲料添加剂和衍生饲料的原料；用于农副业，可生产加工多种高附加值的产品和商品。     

穿刺协同乙醇预处理对胡萝卜片热风干燥特性影响

干燥效率低导致的能耗高、品质劣变是果蔬热风干燥加工面临的严峻挑战。为改善胡萝卜热风干燥特性，该研究以横切和纵切方式获得的胡萝卜片为研究材料，对其进行穿刺（perforation pretreatment，PT）、乙醇浸渍（alcohol pretreatment，AT）和穿刺协同乙醇浸渍预处理（perforation synergistic alcohol pretreatment，PAT）。研究发现：同未预处理的胡萝卜片相比，PT、AT和PAT预处理技术的应用均显著提高了胡萝卜有效水分扩散系数及热风干燥速率，并将干燥时间缩短10.61%～50.00%，其中PAT样品干燥时间最短。相同预处理方式下，纵切的胡萝卜片相比于横切表现出较高的有效水分扩散系数、较快的干燥速率及较短的干燥时间。进一步，我们提出了PAT预处理具有较高干燥效率的“三重奏机制”：预脱水降低干燥负荷、毛细管流促进水分传质、细胞通透性的增强降低水分传质阻力。在品质方面，PAT预处理显著改善了纵切胡萝卜片的体积收缩、复水性、色泽、总类胡萝卜素和抗坏血酸含量、抗氧化活性及风味等品质特性。因此，为高效获得品质相对较优的脱水胡萝卜，可在其纵向切片后进行PAT预处理。该研究为改善胡萝卜热风干燥提供了一种简单有效的预处理技术，同时也为其他果蔬提质、增效、节能干燥提供参考。     

胡萝卜渗透脱水传质试验研究

通过研究胡萝卜在不同浓度、温度的蔗糖溶液中的传质现象，探讨了渗透溶液浓度和温度对胡萝卜传质的影响显著性及规律。蔗糖溶液浓度和温度的取值分别为40%、50%、60%和30℃、40℃、57℃；渗透时间为0～240 min。结果表明：蔗糖溶液温度比浓度对胡萝卜传质影响更显著；随着渗透溶液温度或浓度的增加，胡萝卜在渗透脱水时传质越明显。在渗透前30 min传质速率最快。对传质指标运用多指标综合评分法，得出了胡萝卜渗透脱水的最佳方案为渗透时间240 min，渗透溶液温度57℃，浓度60%。     

速溶豆粉生产中真空浓缩的试验研究

生产速溶豆粉、浓缩可除去６０％～７０％的水分，因而大大提高了喷雾干燥设备的效率，同时亦可使速溶豆粉的颗粒增大，色泽改善，减少损失，提高其速溶度，但豆浆浓缩是速溶豆粉生产中加工难度较大的工艺之一。试验表明豆浆的浓度超过２５％时，其相对粘度急剧上升，从而影响浓缩加工的正常进行；浓缩产品的粘度过大也会给喷雾干燥增加困难，本文采用试验研究和理论分析相结合的方法、利用正交的回归旋转组合设计方法安排试验，探讨真空浓缩过程中可操作因素对浓缩豆浆粘度的影响，应用约束坐标轮换法优化程序找出影响因素的最佳组合；为真空浓缩生产提供理论依据。     

精细农业技术体系初探

从精细种植、精细养殖和精细加工三个分支全面展开精细农业的技术体系。主张先由决策支持系统（包含专家系统和数值模拟）入手,将研究的阶段性成果随时付诸实践逐步向精细种植体系的两头延伸,达到３Ｓ（ＧＰＳ、ＧＩＳ、ＲＳＳ）集成和智能控制农业机器的实现,最终完成整个体系。据国外经验,精细设施种植和养殖业的研发可先于大田精细种植,这样“先易后难”可望事半功倍。     

添加玉米秸秆对胡萝卜尾菜堆肥过程的影响

为解决规模化胡萝卜种植过程尾菜处理难的问题，在通风速率为0.05 m³/min的条件下，探讨不同添加比例的玉米秸秆对胡萝卜尾菜堆肥过程中腐熟度、气体排放和酶活性的影响。通过分析腐熟度、气体排放和酶活性之间的响应关系，确定最优辅料添加比例，以期实现胡萝卜尾菜无害化、资源化利用。结果表明：不同胡萝卜尾菜好氧堆肥产品均能满足种子发芽率指数≥70%的无害化标准；NH₃和CO₂排放集中在前7 d，排放速率主要受温度、pH值等理化性质影响，同时鸡粪的添加导致NH₃ 累积排放量增加，不添加任何辅料的胡萝卜尾菜单独堆肥处理（CK）其CO₂ 排放速率最高； 胡萝卜尾菜单独堆肥处理（CK）及7.5%秸秆添加处理（T1）在堆肥期间含水率较高，易产生渗滤液；通过相关性热图、冗余分析对5个处理的气体排放、腐熟度、酶活性进行显著性、相关性分析，进一步证实NH₃、CO₂的排放与温度呈正相关，与pH值呈负相关关系；同时过氧化氢酶与腐熟度指标有显著正相关关系，纤维素酶活性影响堆肥产品的腐熟度。因此，胡萝卜尾菜好氧堆肥过程中，添加15%玉米秸秆辅料（T2）可以提高C/N比、孔隙度，降低渗滤液产出，同时CO₂ 排放量较胡萝卜尾菜单独堆肥（CK）降低6.63%。该研究可为胡萝卜尾菜无害化和资源化利用提供技术支持。     

天津市农业气候资源评价与开发利用系统的设计研究

对天津市农业气候资源信息系统的组建，资源的精细加工及查询、检索、评价利用等，进行了较系统的研究。并采用混合编程方式，推出了与之配套的大型农业气候应用软件。     

基于网络的农产品精细加工技术体系初探

针对农产品精细加工技术体系的不完善，在充分考虑到我国农产品加工业目前面临的一些主要形势和任务，综合运用网络技术、可视化技术、人工智能、计算机、自动控制、现代管理、先进加工技术、农产品加工等多学科知识，提出了基于网络的可视化、集成化、智能化农产品精细加工技术体系，并对该体系中的可视化、集成化、智能化以及柔性加工和敏捷加工等先进技术进行了概括的阐述。同时对该体系的建立与实施提出了科学务实的措施。该体系的建立与实施有助于解决目前我国农产品加工业存在的一些主要问题。     

干燥温室与热泵联合系统对胡萝卜的干燥效果

为了解决传统蔬菜干燥技术成本高、能耗大的问题,该研究提出了一种干燥温室与热泵联合系统,基于试验地环境设计了干燥温室,采用三级串联的方式构建了组合式热泵机;测定了干燥温室内外太阳辐射和温度变化情况,以胡萝卜为试验材料,测定了联合系统性能指标,对比了独立热泵机组与联合系统的制热系数（Coefficient Of Performance,COP）变化情况,研究了系统参数设定对胡萝卜丁干燥品质指标的影响。研究结果表明：干燥温室白天室内温度比室外温度平均高6.4 ℃,夜间室内温度比室外温度平均高4 ℃;在较优干燥工艺温度为60 ℃、风速为2 m/s、装载量为2 000 kg的条件下,系统由静止状态进入运行状态后,总温升43.14 ℃,总温降17.5 ℃,对比独立热泵机组,联合系统总COP提高26%～29%,鲜胡萝卜丁处理量80 kg/h,产出干胡萝卜丁18.8 kg/h,消耗电量53.5 kW,生产干胡萝卜丁成本2.25元/kg;对干胡萝卜丁品质指标的检测表明,其色泽（a*值）均值为31.27、复水比均值为5.42、维生素C均值为1.51 mg/g、总糖均值为12.36%、胡萝卜素均值为0.68 mg/g。研究结果可为大宗蔬菜干燥加工后供应于食品领域的技术研究提供理论基础和科学依据。     

酸化软煮法制取胡萝卜汁的工艺

以新鲜胡萝卜为主要原料，研究了用酸化软煮法制取胡萝卜汁的加工工艺，并通过对比试验确定了最佳工艺参数。结果表明,用4％的NaOH，料液比1∶2，在95℃脱皮处理73 s，和添加0.5％柠檬酸，按料液比2∶1软煮45 min，可获得较好的脱皮和磨汁效果，并使其原料的利用率提高至80％以上。20%糖液和50%胡萝卜汁配成原浆含量15%的流态汁，在100℃杀菌处理20 min后，得到的胡萝卜汁色泽橙黄，口感细腻，流动性和稳定性较好；添加0.1％的琼脂和0.35％的羧甲基纤维素钠作为复合稳定剂，经高压均质杀菌处理，解决了产品沉淀问题。     

农业工程在豆店农业现代化进程中的作用

本文概述了在华北中北部和京郊平原地区带有普遍意义的豆店村农业现代化进程的三个发展阶段。首先,进行种植制度的改革,充分利用光热条件和综合运用业已改善的水肥条件及科学技术,使粮食生产获得突破性的发展;继而进一步发展以大幅度提高饲养经济效益为中心的第二性生产一畜牧业;最后,以丰富的农、畜产品为前提,发展粮食和副食品加工业和综合利用,确保全面的系统效益不断提高;并达到经济、社会和生态三个效益的统一。文中具体论述了以农业机械化为重点的农业工程措施在豆店村农业现代化建设中四方面的作用:1.农艺和农机结合实现农机化是保证复种制成功的关键;2.农机化在经济发达地区必然先行,并将有效地防止其农业萎缩;3.农业工程措施是农村养殖业取得实质性进展的必备条件;4.农业工程措施在实现“种、养、加”一体化和创建带有中国特色的农村新产业中将起决定性推动作用。     

饲料原料粉体流动特性预测模型

为了研究不同贮藏期大豆分离蛋白（soy protein isolate,SPI）对千页豆腐品质的影响,该文首先研究了贮藏期对大豆分离蛋白结构的影响,进而探讨贮藏期对大豆蛋白制备千页豆腐的品质的影响。对不同贮藏期的大豆蛋白分别采用了凝胶质构特性、感官评价、羰基含量、大豆蛋白亚基以及巯基的测定,并采用拉曼光谱对大豆蛋白二级结构、二硫键构型以及侧链结构进行了分析,同时采用扫描电镜观察千页豆腐的微结构。结果表明：随着贮藏期的延长,千页豆腐的感官评价变差,由88分降低至44分;其凝胶网络结构逐渐疏松;大豆蛋白羰基含量逐渐上升;巯基含量逐渐下降;二级结构含量改变;凝胶硬度呈下降趋势,硬度值低于234 g时,将无法达到千页豆腐的质量要求。这表明在贮藏期内SPI发生了氧化,导致大豆蛋白质结构发生改变,使其凝胶性质下降。     

基于粒子群参数优化和BP神经网络的颗粒饲料质量预测模型

针对颗粒饲料产品受配方原料、加工参数变化而带来的质量波动问题,提出了一种以误差反向传播算法神经网络(back-propagation neural network,BPNN)为核心,平均影响值法(mean impact value,MIV)为数据预处理方法,粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)为关键参数优化算法的颗粒饲料质量预测模型。基于面向实际建立的输入输出指标体系,使用实地采集的颗粒饲料生产数据对模型进行训练和测试,测试结果显示实际值与模型预测值呈显著正相关,决定系数R2均在0.94以上;平均绝对误差、平均绝对百分比误差及均方根误差显示预测精度达到较高水平,各误差平均值依次达到0.442、2.185%和0.5481。以多元线性回归模型及基本BPNN模型预测结果对比可以发现,MIV-PSO-BPNN预测模型预测性能有显著提升,各输出误差优化幅度从39.55%~91.80%不等,平均优化幅度分别达到84.99%和56.95%;同时相对误差变化趋势图显示MIV-PSO-BPNN预测模型具有更优的预测稳定性,相对误差极值差降幅均值达91.46%。该研究为颗粒饲料质量控制提出了一种新思路,可为饲料行业高效低耗生产提供理论依据。     

福建省农业资源可持续利用综合评估方法研究

本文在分析福建省农业资源的特点和可持续利用制约因素的基础上,构建了农业资源可持续利用综合评价指标体系,该体系充分考虑了指标选取的全面性、主导性、区域性、差异性、动态性和可操作性,分别在土地资源、农业气候资源、水资源、林业资源、畜牧资源、水产资源、农村能源、生产条件、农业效益9个方面选取34个因子作为评价指标;根据评价指标因子对农业资源可持续利用的影响类型进行归类,归纳出土地利用现状指数、土壤状况指数、气候资源指数、气象灾害指数、农村能源指数、生产条件指数和效益指数,并确定每一指数的计算方法,最后将7个单项的评价指数进行加权计算,成为综合评价指数,对福建省各县农业资源可持续利用进行评估.评估结果表明,福建省80.6%的县(市)农业资源可持续利用状况达到优良等级.     

新疆小白杏资源的综合利用及其产业化

小白杏是新疆南疆地区栽种的主要经济作物之一，该文综合介绍了新疆小白杏的风味及营养特点，资源分布情况及发展现状，对小白杏的科学加工、综合利用、全面管理等方面的发展提出了一些见解，从而为新疆小白杏这一极富盛名的水果资源的加工产业化综合利用提供参考。     

胡萝卜微粉碎机盘刀设计及试验

为提高胡萝卜微粉碎机的粉碎效率,降低能耗,该文基于干燥后的胡萝卜力学特性,确定了其较佳粉碎方式为:采用剪切粉碎,胡萝卜片的含水率为5%。在此基础上,试验设计了3种粉碎盘刀(单刃盘刀、双刃盘刀、齿式盘刀),进而对粉碎物料及粉碎盘刀受力分析,表明3种盘刀运行时,受到的最大应力均小于其屈服力,工作稳定,不宜发生断裂。以盘刀类型、转子转速、刀底间隙为因素,以单位耗能粉体产量为试验指标,试验结果表明:齿式盘刀单位耗能粉体产量最高,其次为双刃盘刀,单刃盘刀最低;胡萝卜微粉碎机最佳工作参数为:齿式盘刀、转子转速为1455r/min、刀底间隙为7mm,此时生产120目的胡萝卜微粉单位能耗产量最大,该结果为胡萝卜微粉碎机的设计与推广使用提供了参考。     

基于图像处理的胡萝卜青头须根与开裂的检测方法

为了实现基于计算机视觉的胡萝卜外观品质自动分级系统,基于图像处理的方法,参照国家标准(SB/T10450-2007),该文提出影响胡萝卜外观等级的须根、青头、开裂等关键参数的提取算法.须根检测算法通过提取骨架检测端点数来实现,青头检测算法通过R分量上二值化得到,开裂检测算法使用S分量结合区域标记的方法完成,在此基础上构建了须根数、青头比和开裂度3个量化标准,对试验随机采集的520个胡萝卜图像的青头、须根和开裂进行检测,正确率分别达到了97.5%,81.8%,92.3%,总体识别率91.3%.该文所构建的胡萝卜关键特征检测方法,对研究机器视觉的胡萝卜外观品质自动检测装置与分级生产线具有积极意义.     

超微细磷钾-活化剂肥在小白菜上的肥效研究

为提高磷钾肥的有效性,减少磷钾肥固定及淋失,提高作物产量,节约农业资源和减少面源污染,研制超微细磷钾—活化剂肥,通过盆栽小白菜试验,研究该肥对小白菜的产量、品质、土壤养分含量及肥料利用率的影响。以常规磷钾肥和添加腐殖酸磷钾肥为对照,研究磷钾肥与腐殖酸、沸石粉、硅藻土活化剂不同配比并磨细制造超微细磷钾—活化剂肥施肥效果,共9个处理。结果表明:超微细磷钾—活化剂肥显著提高了小白菜的产量,增产率达13.22%~35.14%;超微细磷钾—腐殖酸—沸石粉肥、超微细磷钾—腐殖酸—硅藻土肥、超微细磷钾肥—腐殖酸—沸石粉—硅藻土肥处理的小白菜硝酸盐含量降低了30.46%~74.31%,可溶性糖增加41.70%~150.00%;土壤有效磷含量平均提高23.15%;超微细磷钾—活化剂肥的磷肥利用率提高47.58%~238.62%,农学利用率提高114.12%~303.44%,钾肥的肥料偏生产力提高13.22%~35.15%,均达显著水平。超微细磷钾—活化剂肥提高了其保肥和供肥性能,增加了产量,建议在肥料生产和施用中选择超微细磷钾—腐殖酸—沸石粉肥料。     

高含量乳清粉的仔猪配合饲料热特性及调质温度控制

为探究热敏性饲料原料乳清粉及不同含量乳清粉的仔猪配合饲料的热物理特性,该文以仔猪料配方中的4种主要饲料原料玉米、豆粕、乳清粉和鱼粉为研究对象,采用混料设计的方法得到33种不同含量(0～30％)乳清粉的仔猪配合饲料,并利用差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)测定了4种单一原料在25～120℃范围内以及33种仔猪配合饲料在25～110℃范围内的比热,分析了乳清粉及高含量乳清粉(质量分数≥14.548％)的仔猪配合饲料的热变性过程.结果显示:玉米、豆粕和鱼粉的比热分别与温度(25～120℃)呈线性、对数和二次关系,而乳清粉的比热与温度(25～110℃)遵循三次多项式的关系;当配合饲料中含有≥6.25％的乳清粉时,其比热与温度遵循三次多项式的关系;配合饲料的比热显著受温度、原料配比以及二者交互作用的影响(P＜0.001),其中,温度的影响最为显著,而乳清粉含量的影响次之.DSC热焓曲线上,乳清粉在109.79℃会出现吸热峰,为乳清蛋白的热变性导致;而随着温度由20℃升高到110℃,乳清粉颗粒由存在许多凸起与微孔的粗糙表面结构逐渐过渡为光滑、粘结的状态.与乳清粉相似,高含量乳清粉的配合饲料也会在77.95～87.69℃出现吸热峰.在仔猪配合颗粒饲料的加工过程中,为降低乳清蛋白的变性程度、减少环模制粒机的堵机现象,应将调质温度降低至70℃以下为宜.研究结果为高含量乳清粉的仔猪配合饲料的调质、制粒等热处理过程的工艺优化提供理论指导.     

仿生敲击式山核桃破壳机的设计与试验

针对目前国内山核桃破壳机实用机型少,破壳率较低,果仁损伤率较高等情况,提出了一种仿生敲击(即模仿人工加工山核桃的方式)破壳方式,研制一款仿生敲击式山核桃破壳机。根据山核桃的物料特性以及破壳时所需的各项力学特性参数,建立了破壳机构设计的数学模型。确定了敲击臂的结构尺寸,优化了凸轮结构,并最终得到了凸轮的实际轮廓曲线。该文阐述了破壳机的总体结构与性能,建立了整机的三维实体模型,并根据建模制造了样机。该样机通过现场试验,结果表明:山核桃的含水率为14.55%~16.35%,大小为直径18~22 mm(沿缝合线方向)时,破壳率为99.41%,果仁损伤率为6.25%,生产率为94.93 kg/h,满足生产要求。该研究丰富与完善了坚果类果实的破壳机理与方法,为含隔坚果类的破壳机具设计与开发提供系统的理论依据和应用基础。