数值模型结构不确定性对模拟结果的影响分析

以内蒙古鄂托克旗为例,基于GMS中的MODFLOW模块构建了地下水流数值模拟模型,分析了模型结构(含水层厚度、参数分区)与模型参数不确定性因素对模拟结果的影响.研究结果表明:含水层不确定情景(含水层下边界概化为隔水底板平均值870 m)与实际情况水头差值绝对值的累计和最大为701 m,对模拟结果起了主控作用;当含水层下边界概化为910,940 m时,累计和分别增加为1 013,1 593 m;与仅考虑单个不确定性因素相比,同时考虑模型参数与含水层不确定情景累计和最大为738 m,同时考虑参数分区与含水层不确定情景累计和最大为791 m.因此,在构建地下水流数值模拟模型时,应优先考虑含水层空间结构概化的合理程度,同时考虑多个不确定性因素对模拟结果的综合影响,使地下水数值模拟模型能更精确地反映真实的地下水流状况.     

基于智能算法的猪饲料配方优化数学模型

在多种原料配比过程中，营养指标因素复杂的实际情况及控制成本保证收益的现实需求，文章结合智能算法背景，进行猪饲料配方优化设计，建立猪饲料配方模型，采用智能算法求解饲料配方的过程，对于生猪饲料配方进行建模，同时优化出饲料配方。结果表明，智能算法的猪饲料配方优化能够解决多种原料配比以及多个营养指标复杂因素，实现快速计算和生产处理，对企业生产者、销售经营者、实际消费者具有十分重大的价值与现实意义。 [关键词]智能算法|猪饲料|配方优化|数学模型     

绿色富硒生物猪饲料中AFB1达标生产工艺优化研究

饲料中黄曲霉毒素(AFB₁)容易超标,检出率达80%~100%,毒性大,具强致癌性,可抑制生猪免疫机能,降低动物生产性能,引起动物继发感染,还会在动物产品中残留而威胁人类健康,给生猪养殖带来经济损失,降低猪肉食品安全性。本文通过使用先进固体发酵系统设备和益生菌发酵技术,采用单因素试验和响应面中试优化,获得发酵降解猪饲料AFB₁的最佳工艺参数为硒浓度0.3 mg/kg,发酵时间12 h,量子波强度30 Hz,益生菌菌种组合CGMCC NO.17328混合CGMCC NO.15611。该工艺将猪饲料AFB₁量从63.41μg/kg降解到2.98μg/kg,降解率达到95.30%,AFB₁含量达到国家饲料安全标准。生产工艺适合养猪场低成本快速生产AFB₁达标猪饲料。     

Cotton Image Segmentation Algorithm Based on Fusion Method of Markov Random Field and Quantum Particle Swarm Cluster

[Objective] The aim of this study was to improve the cotton image segmentation accuracy in a picking robot image processing system. [Method] An image segmentation algorithm based on a fusion method of Markov random field and quantum particle swarm optimization clustering was proposed. The process of the proposed algorithm is as follows: first, transform the RGB (red, green, blue) images into grayscale; second, use it to segment these images; finally, the threshold of the connected area is set on the basis of the segmented image to obtain the target area. Then, the cotton front image and the cotton side image are selected from the images collected from different angles. The segmentation experiment was carried out by using this algorithm, and compared with the Otsu algorithm, the fuzzy C-means algorithm, the quantum particle swarm image segmentation algorithm and the Markov random field image segmentation algorithm. [Result] The results showed that the segmentation accuracy and peak signal to noise ratio of the proposed algorithm were 98.94% and 77.48 dB. When compared with the Otsu algorithm, fuzzy C-means algorithm, quantum particle swarm optimization algorithm and Markov random field algorithm, the average segmentation accuracy and peak signal to noise ratio of the proposed algorithm increased by 2.47%–4.56%, and 9.81–13.11 dB, respectively. [Conclusion] The proposed algorithm had higher segmentation accuracy and higher peak signal to noise ratio than the other algorithms tested.     

绿茶低温负压干燥工艺优化研究

干燥是绿茶品质定型的关键工序之一，为生产优质绿茶，尤其是保留色泽和营养成分，对绿茶的干燥工艺进行了探索。通过比较传统热风干燥和低温负压干燥，发现低温负压的干燥效率平均提高30%，且在内质成分保留方面具有明显优势。分别以干燥时间、叶绿素、水浸出物、氨基酸，儿茶素和茶多酚含量为考察指标，采用多指标正交试验优化绿茶低温负压干燥工艺，结果表明，绿茶最优低温负压干燥条件为干燥温度75 ℃，负压（0.03 MPa）4 min，低温15 min。应用最优工艺加工超微茶粉，与传统工艺超微茶粉比较发现，低温负压干燥技术可有效保留原茶主要品质成分，提高超微茶粉品质。     

不同沼液灌溉量下橡胶幼苗生长及土壤肥力特征

为明确不同沼液灌溉量下橡胶幼苗的生长状况及土壤肥力特征,以便科学指导施肥,本研究以橡胶树实生苗为研究对象,采用土培试验方法,设置7个不同沼液用量处理,分别为0 mL（T0）、471 mL（T1）、942 mL（T2）、1413 mL（T3）、1884 mL（T4）、2355 mL（T5）、2826 mL（T6）,测定分析了不同沼液用量的橡胶幼苗长势及主要土壤肥力因子。结果表明：沼液灌溉有利于橡胶幼苗生长,不同处理间橡胶幼苗苗木质量指数大小顺序为：T4（1884 mL）>T3（1413 mL）、T5（2355 mL）>T2（942 mL）>T0（0 mL）、T1（471 mL）>T6（2826 mL）,沼液施用量为T4处理时苗木质量指数最佳,株高、地径指标偏优,预示植株定植成活率高;同时施用沼液有利于土壤养分含量的增加,并提高土壤脲酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性;采用主成分分析法和隶属度函数法对试验组土壤质量综合指数进行计算,结果表明,试验组土壤质量综合指数表现为T3（0.933）>T5（0.906）>T4（0.855）>T2（0.826）>T6（0.794）>T1（0.742）。研究认为,施加沼液可明显改良土壤化学性质,但过度施加沼液会降低苗木质量指数,且沼液量为1413~1884 mL时为最适灌溉量。     

PBD和RSM联用优化聚酯型儿茶素A化学合成技术参数

为探明化学合成条件对聚酯型儿茶素A（Theasinensin A,TSA）得率的影响,通过单因素试验和Plackett-Burman Design（PBD）确定TSA化学合成关键因子,然后采用响应面法（Response surface methodology,RSM）,进一步优化TSA化学合成技术参数。结果表明,氯化铜用量、甲醇体积分数、温度对TSA得率的影响差异极显著,主因素效应为甲醇体积分数>氯化铜用量>温度,最优条件为氯化铜用量43%,甲醇体积分数26%,温度15℃,聚酯型儿茶素得率为59.12%,与模型预测值59.34%接近。PBD和RSM联用优化TSA化学合成工艺可行,预测性较好,可为其他种类儿茶素氧化聚合物的高效化学合成提供借鉴和理论依据。     

油菜角果数量及关键表型参数的自动化检测方法研究

为有效替代人工方式考种油菜、观测角果,研究了一种用于测量批量角果的数量和关键表型参数的自动化检测方法。设计了角果散铺和图像采集装置,利用拨动加振动的方式将堆积角果均匀散开并拍摄视频;使用二维码作为标记块,以有效地提取关键帧并拼接为包含全部角果的整幅图像;提出了基于凹点提取与匹配的图像分割方法,分割各种形态下的重叠角果,准确率达到98%以上。在关键表型参数测量中,利用了最大类间方差法以判断角果的正置或侧置姿态,以此估计角果横切面的近似椭圆长短轴,再计算角果的长度、表面积和体积。实验结果表明该方法具有很好的检测精度,对不同品种的油菜适应性较好,长度、表面积和体积的估计误差分别不大于2.9%、4.8%和5.0%。该方法可以有效替代人工方式的油菜考种,为相关农业科研领域提供基础数据。     

isopropylstilbene发酵条件优化及其对灰葡萄孢的抑制作用

isopropylstilbene (3, 5-二羟基-4-异丙基二苯乙烯) 是发光杆菌Photohabdus temperata产生的一种二苯乙烯类化合物，具有多种生物活性。为促进isopropylstilbene在农业抗生素领域应用价值的开发，采用固相萃取、柱层析等技术从发光杆菌P. temperata SN 35的发酵液中分离纯化得到1个化合物，通过核磁共振氢谱对其结构进行了确认，并采用高效液相色谱测定了其纯度；通过Plackett-Burman试验和响应面法对发光杆菌SN 35摇瓶发酵培养条件进行了优化，并初步研究了所分离化合物对灰葡萄孢Botrytis cinerea的离体抑菌活性及对灰霉病的防治效果。结果表明:所分离的化合物为isopropylstilbene，纯度为93%；对发光杆菌SN 35摇瓶发酵培养条件进行优化后，isopropylstilbene的产量是优化前的2.22倍。离体抑菌试验结果表明:isopropylstilbene对灰葡萄孢的菌丝生长具有较好的抑制作用，其EC₅₀值为 (9.17 ± 0.17) μg/mL，但低于对照药剂百菌清[EC₅₀值为 (0.90 ± 0.08) μg/mL]；在10 μg/mL下，isopropylstilbene对灰葡萄孢孢子萌发的抑制率为63.01%。活体盆栽试验结果表明，在200 μg/mL下，isopropylstilbene对黄瓜灰霉病的防治效果达92.19%，与百菌清的防效 (97.63%) 相当，对番茄灰霉病的防治效果为72.12%，略低于百菌清 (81.61%)。本研究通过对isopropylstilbene发酵条件的优化，为其工业化生产奠定了理论基础。该化合物对灰霉病具有很好的防治效果，可为天然杀菌剂的研究与开发提供参考。     

Effect of dietary calcium or phosphorus deficiency on bone development and related calcium or phosphorus metabolic utilization parameters of broilers from 22 to 42 days of age

This experiment was conducted to investigate the effect of dietary calcium (Ca) or phosphorus (P) deficiency on bone development and related Ca or P metabolic utilization parameters of broilers from 22 to 42 days of age based on our previous study, which indicated that dietary Ca or P deficiency impaired the bone development by regulating related Ca or P metabolic utilization parameters of broilers from 1 to 21 days of age. A total of 504 one-day-old Arbor Acres male broilers were randomly assigned to 1 of 4 treatments with 7 replicates in a completely randomized design, and fed the normal control and Ca- or P-deficient diets from 1 to 21 days of age. At 22 days of age, the broilers were further fed the normal control diet (0.90% Ca+0.35% non-phytate P (NPP)), the P-deficient diet (0.90% Ca+0.18% NPP), the Ca-deficient diet (0.30% Ca+0.35% NPP) or the Ca and P-deficient diet (0.30% Ca+0.18% NPP), respectively. The results showed that dietary Ca or P deficiency decreased (P<0.05) tibia bone mineral density (BMD), bone breaking strength (BBS), ash content, tibia ash Ca content and serum P content on days 28 and 42, but increased (P<0.05) tibia alkaline phosphatase (ALP) activity of broilers on day 42 compared with the control group. Furthermore, the broilers fed the P-deficient diet had the lowest (P<0.05) tibia BMD, BBS, ash content, serum P content and the highest (P<0.05) serum Ca content on day 28 compared with those fed the Ca-deficient or Ca and P-deficient diets. The results from the present study indicated that the bone development and related Ca or P metabolic utilization parameters of broilers were the most sensitive to dietary P deficiency, followed by dietary Ca deficiency or Ca and P-deficiency; dietary Ca or P deficiency impaired the bone development possibly by regulating serum Ca and P contents as well as tibia Ca content and ALP activity of broilers from 22 to 42 days of age.