PLC在节能型日光温室温度监控系统中的应用

利用收集验证完善得到的PPI协议实现了上位机对PLC的监控,将西门子S7-200 PLC与各个控制节点相连,上位机通过控制PLC来实现自动和手动控制各个节点,以实现节能型日光温室温度监控系统的自动化.     

四种不同食性鱼类肠道微生物群落组成及多样性比较分析

本研究旨在探讨食性对鱼类肠道菌群组成和多样性的影响,并预测特定菌群对不同营养素的潜在功能。实验采用高通量16S rRNA基因测序技术,提取获得滇池高背鲫(Carassius auratus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鳜鱼(Siniperca chuatsi)、昆明裂腹鱼(Shizothorax grahami) 4种不同食性鱼类的肠道内容物,12个样品的16S rRNA,构建文库并测序,分析这4种鱼类肠道微生物的菌落组成和多样性。结果显示,鱼类肠道菌群多样性受到食性的显著影响(P<0.05),综合表现为杂食性(滇池高倍鲫) > 草食性(草鱼) > 滤食性(昆明裂腹鱼) > 肉食性(鳜鱼)。4种鱼类具有一些相同的优势菌群：变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。然而,优势菌群在属水平上存在一定差异,如不动杆菌属(Acinetobacter)为鳜鱼的优势菌群,拟杆菌属(Bacteroides)为草鱼的优势菌群等。功能预测发现,鳜鱼肠道中以革兰氏阴性菌为主;草鱼抗病潜力略高于其他3种鱼类;约氏不动杆菌(A._ johnsonii)、鲁氏不动杆菌(A. lwoffii)和施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)可能有助于宿主对蛋白质的消化,而拟杆菌属中的某些菌群可能有助于宿主消化纤维素。综上所述,食性是影响鱼类肠道菌群组成和多样性差异化的主要因素之一,分析食性与肠道优势菌群之间的关联,探讨特异菌群的功能,可为研究鱼类营养代谢的微生物效应奠定理论基础。     

镉对苗期高羊茅的形态和生理影响

以20份高羊茅(Festuca arundinacea）品种为试验材料,通过测量其形态指标,运用标准差系数赋予权重法,对其进行综合评价。结果筛选出耐镉性较强的高羊茅材料M15和M8,分别采自美国的猎狗5和荷兰的巴弗斯;耐镉性较差的高羊茅材料M5和M11,分别采自荷兰的米斯特拉尔和来自日本的法恩。在此基础上,采用分光光度法,测定了这4份材料的生理指标,过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、叶绿素和脯氨酸（Pro）含量的变化,进一步研究了他们的生理反应。结果表明,随着镉浓度的升高,耐镉性较强的高羊茅材料猎狗5与和巴弗斯POD和CAT含量一直呈上升趋势,而耐镉性较差的材料米斯特拉尔和法恩POD和CAT含量则呈现先升后降的趋势。随着镉浓度的升高,不同材料的叶绿素含量呈下降趋势,不同材料的脯氨酸含量则呈不断上升趋势。     

纳米硒对齐口裂腹鱼生长、肌肉成分、血清生化及抗氧化指标的影响

为探究饲喂富硒酵母强化卤虫无节幼体对大口黑鲈仔鱼的生长、存活率、脂肪酸组成、肝肠组织结构以及抗逆性的影响,设置了0 (Y-se0)、5 (Y-se5)、10 (Y-se10)、15 (Y-se15)、20 mg/L (Y-se20)酵母硒添加浓度对卤虫无节幼体进行硒营养强化,并使用强化后的卤虫饲喂养殖在玻璃缸中的3 000尾大口黑鲈仔鱼(2.1 mg/尾,200尾/缸) 20 d。饲养实验结束后,将每缸10尾仔鱼放入35 °C恒温水浴缸中进行急性温度胁迫试验。结果显示：① Y-se15组的存活率、终末体重、体长以及特定生长率均显著高于对照组,肥满度(CF)在各组间无显著差异。② Y-se5组EPA含量显著低于对照组,Y-se5及Y-se15组DHA/EPA值显著高于对照组。③ Y-se10、Y-se15和Y-se20组肝脏中过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照组,所有处理组肝脏中,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著高于对照组,丙二醛(MDA)含量显著低于对照组,处理组和对照组间总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性无显著差异。④ Y-se15组肝脏组织空泡化现象较轻,酵母硒添加组的肠道绒毛长度显著高于对照组。⑤ Y-se15组在35 °C应激条件下,存活时间显著高于对照组。研究表明,卤虫无节幼体强化液酵母硒添加浓度为15 mg/L时可显著提高大口黑鲈仔鱼生长、存活率及DHA/EPA水平,增强机体抗氧化以及抗应激能力,改善鱼体健康状况。本研究初步探究了饲喂酵母硒强化卤虫无节幼体对大口黑鲈仔鱼的影响,旨在为进一步完善水生动物苗种开口饵料营养强化技术提供参考,促进水产养殖业高质量发展。

     

双碳目标下退役农机产品拆解规划与EOL决策集成优化

退役农机产品回收再利用,不仅是对其剩余价值的再利用,也是实现可持续发展和循环经济的客观要求,对实现碳达峰、碳中和目标有重要意义。该研究基于双碳目标要求剖析退役农机产品拆解规划和EOL (end-of-life)决策集成优化问题,考虑拆解再制造过程中碳排放成本,以实现经济环境效益的最优化。首先,构建拆解再制造集成优化模型(disassembly remanufacturing integrated optimization, DRIO);其次,提出一种改进的人工蜂群算法(improved artificial bee colony algorithm, IABC)对构建的数学模型进行迭代求解,引入logistic映射生成初始解,雇佣蜂阶段和守望蜂阶段加入邻域搜索机制,侦察蜂阶段采用了轮盘赌方法,以获得利润高且碳排放成本低的拆解再制造帕累托方案;最后,通过联合收获机电机拆解再制造实例验证所提模型的有效性和改进算法的可行性。结果表明,所提DRIO模型的经济效益相较于DRIO-D和DRIO-R模型分别提高了62.1%和54.8%,碳排放成本比DRIO-D模型减少约50%。IABC算法相比于经典人工蜂群算法的求解时间缩短了19.3%,可行解数量增加了28.6%,相比于蚁群算法的求解时间缩短47.8%,可行解数量增加1倍。对于超体积值,人工蜂群算法（2.695）与蚁群算法（2.377）相近,但均小于IABC算法（2.813）。对于间距度量值,蚁群算法（0.0523）低于人工蜂群算法（0.0682）,IABC算法（0.0416）最低。运用该研究所构建的拆解规划集成优化模型,可有效提高废旧农机产品拆解回收的经济效益,减少碳排放,可为相关标准制定提供重要依据,为农机可拆解性设计提供决策支撑。     

10年生杉木人工林叶片和细根功能性状对土壤磷添加的响应

目的 揭示10年生杉木人工林叶片、细根功能性状对土壤磷添加的响应,为提高杉木人工林生产力提供科学依据。 方法 在10年生杉木人工林中设置P0（对照）、P1、P2、P3、P4、P5共6个处理,土壤施磷量分别为0、60、120、180、240、300 kg·hm−2·a−1,进行了3年模拟磷沉降控制试验,分析了叶面积（LA）、比叶面积（SLA）、叶组织密度（LTD）、叶干物质含量（LDMC）、比根长（SRL）、比根表面积（SRA）、根组织密度（RTD）、可塑性指数（PI）的响应及功能性状之间的相关性。 结果 在土壤磷缺乏情况下,随着施磷浓度程度的增加,杉木的LA、SLA、SRL、SRA均先增加后降低,LTD、LDMC、RTD均先减小后增加。在不同施磷处理下,杉木叶片、细根功能性状的PI平均值分别为0.21、0.16,CV的范围为3.9%～15.9%,属于较弱变异。杉木叶功能性状LTD与LA、SLA在P0、P2处理下呈显著（ P < 0.05）或极显著（ P < 0.01）负相关,LTD与LDMC在P1处理下呈显著正相关（ P < 0.05）;SLA与LA在P0、P3处理下呈显著正相关（ P < 0.05）,SLA与LDMC在P4处理下呈极显著负相关（ P < 0.01）。杉木细根功能性状SRL与SRA在P0、P3、P4、P5处理下呈极显著正相关（ P < 0.01）,SRL与RTD在P3、P4处理下呈显著（ P < 0.05）或极显著（ P < 0.01）负相关;RTD与SRA在P0、P2、P3、P4、P5处理下呈显著（ P < 0.05）或极显著（ P < 0.01）负相关。 结论 杉木通过协调叶片和细根功能性状的耦合关系响应不同梯度的土壤磷添加,进而形成应对土壤磷含量变化的生存策略。本研究表明,适当的磷添加（P2、P3）有利于10年生杉木人工林的土壤养分吸收和生长。     

耦合耕地综合质量和空间连通性的基本农田划定研究

保护集中连片的优质耕地对于保障国家粮食安全具有重要意义。本文以江西省兴国县为例,从耕地的自然质量、立地条件、生态条件3个层面系统构建耕地综合质量评价指标体系;基于TOPSIS(Technique for order preference by similarity to an ideal solution)综合评价法对耕地综合质量进行评价,引入耕地连片度、耕地空间连通格局分析了耕地空间集聚特征,综合耕地质量及其连通特征划定永久基本农田。结果表明：从耕地综合质量来看,兴国县耕地质量由高到低划分为4个质量等级,面积分别为6204.95、16.03172、19321.79、3573.76hm2,占总耕地面积的13.75%、35.52%、42.81%、7.92%。总体来看,兴国县中等质量耕地居多,占比为78.33%。从耕地连通性来看,兴国县耕地连片程度由高到低划分为5个等级,其中一级~五级连片耕地面积分别为24731.44、6199.73、3131.54、7397.71、3671.80hm2,分别占耕地总面积的54.80%、13.73%、6.94%、16.39%、8.14%,耕地存在不同程度破碎化。将耕地质量三等以上、连片程度四级以上耕地划入基本农田,面积为37029.62hm2,占耕地总面积的82.05%,与原有划定基本农田相比,实现了划定后永久基本农田“总体稳定、布局优化、质量有提升”的目标。     

中国水产动物病毒学研究概述

为建立基于Nrf2、HO-1启动子活性的抗病毒药物筛选方法,实验以胖头鱥上皮细胞系 (FHM)为材料,构建Nrf2、HO-1启动子重组质粒,利用双荧光素酶报告系统检测不同浓度 (0、3.1、6.3、12.5、25.0、50.0 μg/mL)的白藜芦醇、水飞蓟宾、穿心莲内酯及姜黄素对启动子活性的影响,并利用鲤春病毒血症病毒 (spring viremia of carp virus,SVCV)和蛙虹彩病毒 (rana grylio iridovirus,RGV)验证阳性药物的抗病毒效果。结果显示,Nrf2、HO-1启动子序列中存在FOX家族、IRF家族等多种转录因子的结合位点,并分别存在1个和3个与甲基化相关的CpG岛。双荧光素酶报告实验显示,水飞蓟宾、穿心莲内酯及姜黄素可激活Nrf2、HO-1启动子。药物浓度梯度实验显示,6.3 μg/mL的姜黄素和穿心莲内酯可显著上调Nrf2和HO-1的启动子活性。病毒感染后的细胞病变效应、病毒的复制及病毒滴度结果均表明姜黄素和穿心莲内酯可抑制SVCV和RGV的感染。综上,本实验建立的pGL3-Nrf2和pGL3-HO-1启动子报告质粒,可用于抗水生病毒药物的筛选,也为Nrf2、HO-1转录调控机制的研究提供了工具。

     

果蔬类多孔介质干燥传质过程的分子动力学模拟

果蔬类多孔介质内部水中溶解有大量的营养物质（溶质）,在干燥过程中溶质的迁移与湿分的传递同时进行,其内部微孔内的干燥传质机理尚不明确。为了揭示果蔬类多孔介质干燥过程中内部溶液的迁移机理,确定果蔬微孔结构特性对干燥传质过程的影响规律。该研究采用分子动力学方法模拟研究了果蔬类多孔介质微孔道中的干燥传质过程,构建了光滑壁面溶液扩散过程模型与粗糙壁面溶液扩散过程模型。模拟过程采用SPC/E水分子模型,选取OPLS-AA全原子力场和正则系综,溶液势函数选用静电库伦相互作用与Lennard-Jones相互作用,中心水分子的初始速度由高斯分布给出,采用Velocity-Verlet算法,用SHAKE算法固定水分子,x、y方向施加周期性边界条件,z方向上施加固定壁面边界条件。从分子水平模拟分析了果蔬类多孔介质内部溶液的扩散过程,并以马铃薯的热风干燥试验结果进行模型的验证。得出试验值与KCl溶液粗糙壁面模型的模拟值最为接近,其最大相对误差为17.39%;与纯水模型的模拟值相差最大,说明溶质的存在对水分扩散系数的影响不可忽略,且粗糙壁面模型更接近于真实孔道结构。从径向分布函数分布可以看出K+、Cl-对水分子的氢键结构有破坏作用。K+、Cl-均存在两层水化层,H2O分子以O原子靠近K+,以H原子靠近Cl-。溶质浓度、孔道直径、壁面粗糙度因子和相面积分数均对孔隙中的水分扩散系数有重要影响。随着孔道内KCl溶液质量分数的增大,其水分扩散系数逐渐减小。孔道直径变大、粗糙壁面粗糙度因子减小和粗糙壁面相面积分数增大,均会导致干燥过程中水分扩散系数增大。研究结果为果蔬干燥品质及工艺优化分析提供了理论依据。     

基于PC-RELM的养殖水体溶解氧数据流预测模型

养殖水体中溶解氧浓度一直是最重要的水质参数之一。为了精准地对水体溶解氧进行调控,提高养殖生产效率,降低养殖风险,该研究考虑外部天气条件对溶解氧的影响以及溶解氧自身的昼夜变化特征,提出一种基于正则化极限学习机（principal component analysis and clustering method optimized regularized extreme learning machine,PC-RELM）的养殖水体溶解氧数据流预测模型。首先,采用主成分分析法判断影响溶解氧浓度的强重要性因子,降低预测模型的数据维度;其次,利用熵权法计算各时刻点的天气环境指数,并利用快速动态时间规整算法（fast dynamic time warping,FastDTW）完成时间序列数据流在不同天气环境下的相似度度量;然后使用k-means算法对时间序列的相似度进行聚类分簇,并基于分簇结果完成正则化极限学习机预测模型的构建,实现溶解氧浓度的估算。最后将PC-RELM模型应用到无锡南泉试验基地养殖池塘的溶解氧预测调控过程中。试验结果表明：PC-RELM的预测均方根误差值（root mean square error, RMSE）为0.961 9,与PLS-ELM（partial least squares optimized ELM）、最小二乘支持向量机（least square support vector machine,LSSVM）以及BP神经网络模型进行对比,其RMSE值分别降低了41.54%、54.58%和67.16%。该预测模型可以有效地捕捉不同天气条件下溶解氧的变化特点,具有较高的预测精度和效率。