蚯蚓体表液收取方法的初步研究——地面机械减粘脱土仿生研究之一

蚯蚓是一种典型的土壤动物,在土壤中生活而很少粘土。它的体表有一薄层多组分混合的液体,对减粘脱土起一定作用,但由于量少且难于收取,给仿生减粘研究,带来较大困难。经初步探索,本文首次提出利用电刺激法、转移法和浸泡法,可有效收取到足量的体表液,为研究蚯蚓体表液创造了良好的基础条件。     

土壤动物减粘脱土规律初步分析

在土壤中生活的许多动物经过亿万年的进化优化,具有减粘脱土的特殊功能。本文对七种典型土壤动物进行了实际观察和体表测试分析,初步探讨了土壤动物的减粘脱土规律,并对地面机械仿生减粘脱土研究提出了初步设想。     

土壤粘附仿生研究(二) 典型土壤动物体表形态减粘脱土的初步研究

土壤动物的不粘土特性,对于地面机械减粘脱土的仿生研究具有重要意义。本文利用实体显微镜和扫描电镜对典型土壤动物穿山甲、蝼蛄、蚂蚁和蜣螂等的体表形态进行了观察研究。结果表明,上述土壤动物具有类似波纹状的体表结构,并用波形表面模型进行了减粘脱土的机理分析。     

典型土壤动物体表形态减粘脱土的初步研究

土壤动物的不粘土特性,对于地面机械减粘脱土的仿生研究具有重要意义。本文利用实体显微镜和扫描电镜对典型土壤动物穿山甲、蝼蛄、蚂蚁和蜣螂等的体表形态进行了观察研究。结果表明,上述土壤动物具有类似波纹状的体表结构,并用波形表面模型进行了减粘脱土的机理分析。     

柔性非光滑减粘脱附的自卸车模型试验研究

在柔性非光滑典型生物体表的仿生研究基础上，提出了一种自卸车装卸粘性土时解决其减粘脱附问题的新方法—柔性仿生减粘技术，对其减粘脱附作用进行了模型试验研究，优选了柔性仿生减粘技术方案，为在自卸车上的应用试验奠定了基础。     

非光滑表面电渗减粘脱土原理的试验研究

在土壤动物减粘脱土机理研究的基础上,提出了一种有效解决土壤对地面机械触土部件粘附问题的新方法—非光滑表面电渗减粘降阻技术,并对其减粘脱土效应及规律作了基础性研究,同时设计并优化了非光滑表面电渗极板面积。     

非光滑表面电渗轮脚减粘脱土的试验研究

非光滑表面电渗方法是有效解决土壤对地面机械触土部件粘附问题的较好方法之一。应用这一方法,研制了非光滑表面电渗轮脚,并进行了减粘脱土试验。试验表明,非光滑表面电渗轮脚具有良好的减粘脱土效果,并可提高牵引力和驱动效率。     

穿山甲鳞片成分与结构及其减粘脱土分析

观察和分析表明,穿山甲鳞片利于减粘脱土。本文采用XPS、SEM技术分析了穿山甲鳞片的化学成分,用氨基酸分析仪测定了鳞片的各种氨基酸含量,用XRD方法测定了鳞片的X射线衍射谱。利用衍射强度线形精炼方法确定了穿山甲鳞片的结构,并对鳞片的成分和结构与减粘脱土的关系进行了初步分析。     

地面机械减粘脱土方法的研究

本文综合论述了国内外关于地面机械减粘脱土的方法,并在分类评述的基础上,提出了今后发展方向。     

犁壁材料表面特性与土壤粘附间的关系

选取机引犁壁和畜力犁壁，研究其表面特性与土壤粘附间的内在联系。首次将材料的土壤粘附特性与表面电化学现象联系起来，从理论与试验的结合上证明提高材料的耐蚀性有利于金属材料表面减粘脱土，为触土部件的材料选取、成分优化以及铁基减粘材料的研制提供了简捷有效的参考指标和理论依据     

蚯蚓仿生注液沃土装置设计与试验

蚯蚓吞噬土壤,构建洞穴,发挥了肥沃土壤的重要作用。该文借助工程仿生技术手段,运用计算机图像处理技术对蚯蚓头部、体节轮廓图像进行量化分析,提取并拟合蚯蚓头部和体节的轮廓曲线,构建注液沃土装置的仿生几何结构表面。仿蚯蚓背孔排布方式设计了3孔和6孔注液型沃土装置,以UHMWPE为材料制备样机,并采用农机土槽试验系统开展注液沃土装置样机选型试验,考察孔数、是否注液、材料、表面结构4个参数对工作阻力和土壤粘附量的影响。试验结果表明,各参数对工作阻力的影响程度依次为:注液孔数材料表面结构;对土壤粘附量的影响程度依次为:表面结构孔数材料注液。从8类样机中确定的优选类型为:有6个注液孔、UHMWPE材质且具有仿生几何结构表面的仿生注液沃土装置。对选定的样机进行验证,结果表明:在相同试验条件下,该样机的平均工作阻力为283.48 N,平均土壤粘附量值为10.93 g,均低于其他类型样机。该研究工作可为实施机械化沃土工程提供技术参考。     

仿生注液沃土装置工作参数的优化与试验

为探索仿生注液沃土装置在土壤内部作业时工作参数对工作阻力和土壤粘附量的影响规律,优化作业参数,以保障并提高注液沃土装置作业质量,同时降低工作阻力和土壤粘附。该研究采用Box-Behnken试验优化设计方法,通过搭建农机土槽台车试验系统以模拟田间作业环境,开展注液沃土装置样机工作参数优化试验,将入土深度、注液量、土槽台车速度3个工作参数设为自变量,将工作阻力和土壤粘附量设为响应值,建立多元二次多项式回归方程,根据自变量与响应值之间的关系,优化仿生注液沃土装置的工作参数。结果表明:以土壤粘附量和工作阻力为响应值建立的回归方程模型拟合度良好;入土深度、液肥流量和工作速度对降低工作阻力和减小土壤粘附量的影响均显著,且入土深度和速度存在交互效应;试验因素对注液沃土装置降低工作阻力和减小土壤粘附量的影响程度为:入土深度>速度>流量,得到最优的工作参数为:入土深度11 cm、速度1.0 m/s、流量350 g/s。在最优工作参数条件下,注液沃土装置的工作阻力为260.01 N,土壤粘附量为8.73 g。该研究工作为注液沃土技术的应用和推广提供了参考依据。     

Toxicity of 2,3,7,8-TCDD and short-term bioaccumulation by earthworms (oligochaeta)

The earthworms Allolobophora catiginosa and Lumbricus rubellus were used to study the toxicity of 2,3,7,8-TCDD (dioxin) for earthworms. The earthworms were exposed to soil containing concentrations ranging from 0.05 to 5.0 μgg^?1. No worms were killed or showed any other observable toxicological effects when exposed to concentrations up to 5 μg g^?1 for 85 days in soil. The lethal threshold concentration for TCDD to earthworms falls between 5 and 10 μg g^?1 in this study. In soils containing 0.05 μg g^?1 earthworms accumulated TCDD up to 5 times the original soil concentration within 7 days. Worms were also exposed to TCDD on filter paper to study the behaviour of earthworms and the uptake of TCDD after surface contact. The earthworms did not avoid TCDD in their environment, indicating an indifference to it. No active penetration of TCDD into the body occurred where earthworms were exposed to surface concentrations. No indication was found of possible biological breakdown of TCDD on passing through the earthworm gut, although the search for metabolites was limited to the mono-, bi- and trichlorinated dioxins. There was a steady decrease (a T_{$\text{1}\text{2}$}-value of 80–400 days) in the amount of TCDD recovered from worm-worked soil compared to soil without worms.     

Mucus excretion and carbon turnover of endogeic earthworms

Summary Mucus excretion of endogeic earthworms, by the body surface to burrow walls and by the intestine to casts, was investigated using uniformly ¹⁴C-labelled adult or subadult specimens of Octolasion lacteum (Örley) in laboratory incubations in soil from a beechwood on limestone. The daily loss of C due to mucus excretion from the body surface and in casts was calculated as 0.2 and 0.5% of total animal C, respectively. The C loss due to mucus excretion by subadult or adult individuals of O. lacteum is assumed to account for 63% of total C losses (including mucus excretion and respiration) of the earthworms. In a second experiment we studied the incorporation of ¹⁴C from labelled soil, again from a beechwood on limestone, into the tissue of the endogeic earthworm species Aporrectodea caliginosa (Savigny). The results of this experiment indicate the existence of two C pools, one more labile and one more stable, in earthworms. It is assumed that the C investment for respiration and mucus excretion is derived from the labile C pool of endogeic earthworms.