车载智能土壤采样系统设计与试验

针对传统土壤样本采集操作复杂、劳动强度大、采集精度低和缺乏信息化管理的问题，设计了一种车载智能土壤采样系统。该系统安装于无人驾驶采样车上，系统包括土壤样本自动采集装置和电气控制系统。对系统整个工作过程进行分析，确定了各关键机构及控制硬件的主要工作参数。电气控制系统以运动控制器为控制核心，土壤样本自动采集装置对不同深度范围的土样进行采集，并按地理位置信息分类收集，通过RFID读写器将GPS系统定位所解算的目标采样点的经纬度地理信息和采样深度等信息写入收集土样采样筒底部的电子标签中。性能试验表明，安装于无人驾驶采样车的车载智能土壤采样系统工作运行稳定、可靠，能够对农耕层0~200mm任意深度范围的土壤进行自动分层采样，效率高、精度高、全程自动化，能够按照位置信息进行分类管理，较好地满足了智能化高质量采集土样的需求。     

Impact of sampling and storage technique,and duration of storage,on the composition of fresh grass when analysed using near‐infrared reflectance spectroscopy

The objective of this study was to examine the effect of sampling technique (pluck or cut), storage duration (immediate analysis, 24‐h or 48‐h), storage temperature (ambient or chilled) and storage conditions (air present, air excluded or breathable) on the composition of fresh grass sampled from a sward managed to simulate grazing. Treatments were repeated across four sampling dates, with grass samples stored in grip seal bags prior to analysis using near‐infrared reflectance spectroscopy. Grass sampled by ‘pluck’ had a higher crude protein and ME content, and a lower acid detergent fibre (ADF) content, compared to that sampled by ‘cut’. Grass stored for 48 h had a lower water soluble carbohydrate (WSC) and ME content and a higher ADF content than for immediate analysis. Samples stored for 24 h did not differ from immediate analysis. Grass stored at ambient temperature had a lower WSC and ME content compared to immediate analysis. Grass stored under ‘breathable’ conditions had a lower ME content and higher ADF content than immediate analysis or samples stored with air present or air excluded. It is recommended that grass for analysis should be sampled by cutting, stored chilled (4°C) in a sealed bag to minimize exposure to oxygen and analysed within 24 h of harvest.     

实木家具的拆装式结构实现路径探究

遵循结构合理、体积缩小、组装方便、外形美观的设计原则,从拆装式节点实现形式、整体结构拆装方式二个维度系统阐述了实木家具拆装结构实现路径,并对榫自锁可拆式、连接件可拆式两种实木家具拆装式节点形式及椅类、桌台类、柜类、床类家具的整体结构可拆装方式进行了详细介绍,以期为实木家具的结构优化及平板化包装提供思路。     

芋疫病空间分布格局及其抽样技术研究

为了进一步提高对芋疫病预测预报,科学指导生产上的防治,应用最小二乘法、频次分布、聚集度指标、m^*-m回归分析和Taylor幂法则等对病株的空间分布型进行了分析。结果表明:当田间芋疫病病株率在0.427~0.513时,病株田间分布属聚集分布;当田间芋疫病病株率在0.720~0.820时,病株田间分布属均匀分布。此外其病株空间分布的基本成分是个体群,病株个体间相互吸引,病株在大田中存在明显的发病中心,且病株个体的空间格局随着病株密度的提高越趋均匀分。在此基础上,提出了Iwao最适理论抽样模型N=232.3783/m-87.9438,并建立序贯抽样模型T₀(N)=0.3689N±1.7177$\sqrt{N}$,即:调查株数N时,若累计病株率超过上界可定为防治对象田,若累计病株率未达到下界时,可定为不防治田,若累计病株率在上下界之间,则应继续调查,直到最大样本数m₀=0.3689时,也即病株率15%,所需抽样数542株止。     

基于混合狼群算法参数优选的泵站群运行优化

对于求解复杂的并联泵站群优化运行模型,狼群算法(wolf pack algorithm,WPA)存在收敛性和鲁棒性差等问题。为改善这些问题,该文以某典型并联泵站群为例,以泵站系统主机组运行能耗最低为优化目标,考虑流量、叶片角度、开机台数等约束条件,建立了并联泵站群优化运行模型。将模拟退火算法引入WPA算法中,提出混合狼群算法(hybrid wolf pack algorithm,HWPA)用于求解建立的优化模型。选择最小值、平均值和标准差作为算法性能的评价指标。相较于粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)和WPA算法,HWPA算法求解典型并联泵站群优化运行模型得出的运行能耗最小值平均降低了15.60、10.23 kW,平均值平均降低了36.94、14.30 kW,标准差平均降低了84.82%、72.90%。在HWPA算法的基础上,对算法中的游走步长、奔袭步长、围攻步长的最小值和最大值4个参数进行单因素分析和拉丁超立方抽样设计计算,确定出4个参数的最优组合为0.33、1.53、0.672和4.8×10^5,进而提出改进混合狼群算法(improved hybrid wolf pack algorithm,IHWPA)。相较于HWPA算法,IHWPA算法求解典型并联泵站群优化运行模型得出的运行能耗最小值和平均值平均降低了4.66和13.26 kW,标准差平均降低了94.02%。应用IHWPA算法确定典型并联泵站群6个不同运行工况优化方案,结果表明,采用引入模拟退火算法、优选WPA算法参数的方法提高了算法的全局收敛性与计算鲁棒性,泵站运行最优决策方案较实际方案的运行能耗平均降低9.80%,可为泵站工程提供合理有效的运行方案,降低运行能耗。     

桃蚜在辣椒上的空间分布及抽样技术研究

桃蚜作为世界范围内农作物主要害虫,在我国主要蔬菜种植区均有发生。因其繁殖能力强以及对蔬菜尤其是辣椒质量造成危害而成为重要防治对象。为了明确四川省成都主要辣椒种植区桃蚜空间分布格局,本试验运用2种回归方法和8个聚集度指标(K, C, CA, I, M*, m*/m, L*, L*/(1+m))对桃蚜盛发期种群的空间格局进行了研究；同时,通过Iwao回归法和Taylor幂法计算桃蚜种群理论抽样数,Iwao和kuno序贯抽样技术拟合桃蚜的序贯抽样模型。结果表明桃蚜种群呈聚集分布,聚集强度随种群密度的升高而增加,且个体间相互吸引,其聚集原因是由桃蚜习性与环境因素共同引起的,但8月下旬开始聚集原因主要有环境因素决定；通过种群密度与聚集度指标相关性分析表明,用平均拥挤度(m*/m)、负二项分布指标(K),久野指数(CA)及L*/(m+1)分析桃蚜空间分布型更具说服力；并利用空间格局参数确定了理论抽样数和序贯抽样模型。     

农业用地土壤重金属样本点数据精化方法——以北京市顺义区为例

样本点空间分布是样点数据检测评价和挖掘分析的关键因素。以北京市顺义区为例，研发了一种农业用地土壤重金属样本点数据精化方法：首先构建样本点均匀变异指数和均匀因子离散图来共同检测样本点数据均匀性，进一步将样本点类型划分为均匀样本点、聚集样本点和稀疏样本点并确定其数量；其次删除聚集样本点，基于研究区历史数据加密稀疏样本点；最后基于地理空间样本点均匀变异指数、特征空间偏离指数和插值误差共同评价数据精化效果。结果表明，研究区样本点的均匀变异指数为0.429，存在一个聚集样本点和一个稀疏样本点，空间偏离指数为0.327，空间属性插值误差为6.538；冗余数据精化后进行均匀性检测没有发现聚集样本点和稀疏样本点，均匀变异指数下降到0.406，特征空间偏离指数微弱下降，空间属性插值误差下降到6.357。研究表明该方法可以对提高采样数据的均匀性和代表性提供理论指导，可以服务于土壤污染防治行动计划（土十条）、土壤污染状况详查等，为更加精确研究土壤空间信息变化提供一定的基础条件。     

多目标资源调查站位优化设计——以渤海为例

本研究以渤海为研究区域,通过数值模拟,分析了种类出现率(将基于渤海调查的17个主要渔业种类分为3类:Ⅰ类出现率≥70%,Ⅱ类出现率50%～70%,Ⅲ类出现率50%)和栖息水层对单种类资源量相对误差(Relative error, REE)的影响,不同调查站位数量(48和60)对定点采样与分层随机采样分析结果的影响,并优化了渤海多目标渔业资源调查的设计方案。结果显示,Ⅰ类中5种资源量REE在20%以内,Ⅱ类中3种资源量REE在30%以内,Ⅲ类中6种资源量REE在35%以内,即单种资源量评估值随种类出现率下降,相对误差变大;种类的栖息水层对种类资源量REE无明显影响。定点采样评估值随站位数量减少,精度下降(鱼类、虾类、蟹类、头足类的资源量指数和Margalef丰富度指数的REE分别增加了1.1%、2.5%、8.4%、4.4%和3.3%);分层随机采样可弥补站位数减少带来的精度下降,如站位数为48的分层随机采样获得的鱼类资源量指数评估精度(REE为4.6%)高于站位数为60的定点采样的精度(REE为7.7%),有助于减少调查成本和保护资源量低的种类。然而,每种采样方法并不能完全满足多目标最优,不同站位分配方案影响分层随机采样的精度,按照抽样费用最优准则设置站位,可获得精确度较高的鱼类、虾类、蟹类、头足类及黄鲫(Setipinnataty)、口虾蛄(Oratosquillaoratoria)、日本枪乌贼(Loligojaponica)、鳀鱼(Engraulis japonicus)、叫姑鱼(Johniusgrypotus)、泥脚隆背蟹(Carcinoplaxvestita)、中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)等主要种类资源量评估结果,可作为渤海多目标种类资源调查的站位设计方案。     

Effect of solid state fermentation by Enterococcus faecalis M2 on antioxidant and nutritional properties of wheat bran

Wheat bran is the main by-product during wheat flour processing. Although wheat bran is rich in the bioactive compounds and antioxidant capacity, it is not widely utilized in its natural state. To improve the antioxidant and nutritional properties of wheat bran, a dominant strain, Enterococcus faecalis M2, was screened from lactic acid bacteria (LAB) isolated from various foods. Following solid state fermentation, the soluble dietary fiber content of wheat bran nearly quadrupled compared to the raw material. Total proportion of phenols, flavonoids, alkylresorcinols, along with the antioxidant capacity and free radical scavenging rate were significantly improved, particularly the ferulic acid content increased by 5.5 times. Additionally, the free amino acid content increased with degradation of wheat bran protein, whereas the level of anti-nutrient phytic acid decreased. The results of this study could provide an effective method for biological modification of wheat bran, which further enhance the health benefit and utilization of bran.     

便携式木材绞盘机新型卷筒离合器设计

在利用便携式木材绞盘机进行木材生产试验过程中,发现卷筒离合器在分离与接合过程中易出现卡阻现象,从而影响集材生产效率。在对牙嵌式离合器结构进行受力分析和卡阻原因分析的基础上,基于Solid Works的建模分析设计方法,设计了一种新型多孔旋转圆柱式卷筒离合器,该方法有效缩短了新型卷筒离合器的设计周期。新型卷筒离合器采用圆柱销与圆孔的嵌合,代替牙嵌式离合器牙嵌轴与牙嵌套的嵌合,同等试验条件下,旋转柱销式卷筒离合器平均分离时间分别比柱销式卷筒离合器节省3.71 s、比牙嵌式卷筒离合器节省8 s,改善了便携式木材绞盘机卡阻后离合器分离困难的现象,节约了离合器分离时间,从而有效提高了便携式木材绞盘机在集材作业中的生产效率。