一种单轨悬挂式采茶机结构设计及通风管流场仿真分析

随着茶叶种植面积的不断扩大,收获机械化的实现变得越来越迫切。以单轨悬挂式采茶机械为基础,为改善茶园采茶机中茶叶在收集板上堆积的状况,提高剪切下来的茶叶到集叶袋的输送能力,根据流场动力学原理,对通风系统的结构进行流场仿真分析与优化设计。利用FLUENT软件对通风管内部流场进行仿真,得到了通风管内速度矢量图,揭示了其内部的流场情况,为采茶机通风管装置的进一步设计改进提供可靠的理论依据。     

添加水铁矿对水稻土N_2O释放及反硝化微生物的影响

水稻土氧化还原状态的变化与N_2O的释放有密切关系。为揭示水稻土中Fe对N_2O释放及反硝化功能微生物的影响,本研究选取第四纪红壤发育的水稻土,设置3个水铁矿添加水平(Fe 0,10,40μmol g~(-1)土)和两个土壤质量含水量(50%,80%)进行土壤培养试验,利用实时荧光定量PCR(real time flourescent quantification polymerase chain reaction,q PCR)和末端限制性片段长度多态性(terminal-restricted fragment length polymorphism,T-RFLP)分析技术开展研究。结果表明,N_2O排放速率升至高峰期的过程中,外源铁处理尤其是添加高量铁(40μmol g~(-1))处理导致硝态氮含量显著高于对照,而N_2O排放速率却明显低于对照;然而,高峰期后添加高量铁处理却维持了较对照显著高的N_2O排放速率;与此同时,添加水铁矿对硝酸还原酶基因(narG)和氧化亚氮还原酶基因(nosZ)丰度的影响表现出与N_2O排放相同的趋势,即N_2O排放速率升至高峰期的过程中,外源铁处理明显抑制了反硝化微生物的生长与繁殖,而高峰期后外源铁对反硝化微生物的抑制作用不明显。因此,水稻土中添加Fe(Ⅲ)对N_2O释放影响的主要原因可能是前期抑制了反硝化功能微生物的种群数量,从而减少了硝酸根的还原和N_2O的产生,而后期由于反硝化微生物数量的恢复和NO_3~-等含氮化合物的残留,使得外源铁处理的N_2O释放量明显高于对照。     

不同耕作模式对稻田土壤真菌丰度及群落结构的影响

为分析我国典型的稻田耕作模式下土壤真菌丰度及群落结构差异,以长期（10 a）4种典型稻田耕作模式为研究对象,设置以下处理：双季稻（DR）、早稻-晚稻（MR）、中稻-油菜（MROR）及中稻-小白菜-油菜（MRPOR）,利用实时荧光定量PCR及高通量测序手段测定土壤真菌的丰度及群落组成。结果显示,双季稻转变为单季稻及水旱轮作模式后显著改变了真菌的丰度,其中双季稻转变为中稻-小白菜-油菜后显著增加了真菌的丰度,相关性分析发现,硝态氮与真菌的丰度呈显著的正相关关系;双季稻转为单季稻及水旱轮作模式后显著改变了真菌的群落结构,冗余分析发现水分含量是影响真菌群落结构最主要的环境因子。综上研究表明,不同轮作模式下稻田土壤真菌群落丰度、组成及多样性存在差异。不同处理下真菌丰度受土壤硝态氮影响较大,而真菌群落结构主要受土壤含水量的影响。     

果园运输机钢丝绳损伤试验平台设计与试验

在阐述山地果园牵引式双轨运输机用钢丝绳动力学与接触力学模型的基础上,搭建了基于PLC模拟钢丝绳实际运行的绕卷试验平台,设计了试验平台的变频调速系统与控制系统,并安装和调试了张紧力自动调节装置;搭建了一套基于漏磁法的钢丝绳断丝与磨损检测平台,进行了钢丝绳探伤仪断丝与磨损可靠性试验。在拉力传感器标定与调节装置性能测试试验中,推拉力计的拉力输出值与注水质量呈线性关系,且试验张紧力偏差浮动范围为-130～85 N,结果满足试验要求。钢丝绳断丝与磨损检测试验结果表明,在模拟断丝数依次为10、20、30根的情况下,试验绳10次重复试验检测的断丝数与实际值相同,说明检测平台可精确检测钢丝绳断丝数及断丝位置;但是,通过探伤仪检测的模拟磨损情况与实际值偏差较大,无法对钢丝绳磨损进行准确的检测。     

红壤稻田复种方式对土壤微生物生物量碳、氮的影响北大核心CSCD

明确红壤稻田不同复种方式土壤微生物生物量碳(Microbial Biomass Carbon,MBC)和生物量氮(Microbial Biomass Nitrogen,MBN)含量的变化可为红壤稻田种植结构优化和土壤质量提升提供基础数据和参考依据。以红壤稻田复种方式长期定位试验(2012年开始)为研究对象,设早稻-晚稻-冬闲(DR,对照)、中稻-冬闲(MR)、中稻-油菜(MRR)和中稻-白露菜-油菜(MRPR)等4种复种方式,分别在油菜苗期(1月)、油菜成熟期(5月)、中稻成熟期(9月)和晚稻成熟期(11月)采集耕层(0~15 cm)土壤样品,分析土壤化学性质、MBC和MBN含量及微生物量碳氮计量比等指标,探讨不同复种方式对红壤稻田MBC和MBN的影响。结果显示,复种方式和取样时间均显著影响土壤化学性质、MBC和MBN含量及其计量比。与DR相比,中稻复种方式(MR、MRR和MRPR),尤其是MRR和MRPR显著(P<0.05)降低了土壤MBC和MBN含量,并改变了微生物量碳氮计量比。同时,中稻复种方式还显著(P<0.05)降低了土壤可溶性有机碳含量和提高了土壤速效磷含量,但对其他土壤化学性质的影响取决于取样时间。Spearman相关分析表明,土壤MBC含量与可溶性有机碳含量呈极显著(P<0.01)正相关,MBN含量与可溶性有机碳和铵态氮呈极显著(P<0.01)正相关。研究表明,红壤双季稻田转变为中稻-冬闲、中稻-油菜或中稻-白露菜-油菜均可降低土壤微生物生物量碳、氮含量,应适当调整中稻复种方式和优化施肥等农学措施,提高土壤微生物生物量,维持红壤稻田可持续生产。     

发酵对米粉生产的降镉作用及其微生物学机理

镉作为一种毒性极大的重金属,极易在稻米中富集,严重危害食用者的身体健康。我国是水稻生产大国,但稻米镉超标事件时有发生,对食品安全构成严重威胁,因此迫切需要研究和开发镉污染稻米防治措施和“镉大米”安全利用技术。常德米粉生产过程可使镉超标稻米的镉含量低于国家标准(0.2 mg/kg),本研究从微生物角度对该过程的降镉效应进行探究。利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析大米发酵液中细菌的种群组成结构特征;同时通过传统的微生物分离培养方法获取纯菌株并进行16S rRNA基因测序鉴定;在此基础上,以镉含量重度超标的稻米为试验材料,探究分离菌株的降镉效果。研究表明,发酵液中优势属为乳杆菌属(Lactobacillus)。通过分离培养共获得58株菌,其中乳杆菌属的菌株占比最大,发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)、德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)、乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)均表现出一定的降镉效果。其中,乳酸片球菌P1和发酵乳杆菌L4的降镉能力最强,发酵48 h的降镉量可达到0.55 mg/kg。菌种添加后发酵体系p H值降低,乳酸含量升高,从而有利于蛋白结合态镉的溶出,可能是米粉加工过程中稻米镉含量降低的主要微生物作用机制。稻米粉碎可提高功能微生物活性,提升降镉效率。本研究证明大米发酵液中存在高效降镉的菌株可有效降低镉超标稻米镉含量,可为降镉微生物菌株挖掘以及镉超标稻米有效利用提供新思路。