水田机械式强制排肥装置设计与试验

目前水田机械施肥均匀性差，且作业时在施肥开沟器末端容易出现肥料粘结、架空、堵塞开沟器等现象。针对以上问题，本文设计了一种水田机械式强制排肥装置，并对其关键部件进行了结构设计及性能试验。将水田机械式强制排肥部件的工作过程分为3个阶段，通过运动学和动力学研究方法分析了各工作阶段肥料在螺旋强制排肥部件内的状态，以及影响排肥部件工作性能的关键因素，对螺旋强制排肥部件的直径、转速、螺距3个因素进行了设计计算。以排肥均匀性变异系数为响应指标，进行了螺旋强制排肥部件的单因素台架试验，通过对最小显著性差异进行统计分析，确定了各因素的取值范围；安排了二次正交旋转组合试验，并对试验结果进行了方差分析和响应面分析，确定了影响排肥性能指标因素的影响由大到小为转速、螺距、直径，建立了排肥性能指标与各因素之间的回归方程，运用Design-Expert软件对试验因素优化求解，确定了较优工作参数组合为螺旋输送器转速120.09r/min、直径23.90mm、螺距21.54mm，此时施肥装置台架试验的排肥均匀性变异系数为7.18%。将所设计的强制排肥部件分别安装在水稻插秧机及水稻气力式施肥播种机上，进行了田间验证试验，试验结果表明，机械式强制螺旋排肥装置工作稳定、堵塞率低，水田防堵塞效果优于无该部件的施肥机械。     

MeJA regulates enzymes involved in ascorbic acid and glutathione metabolism and improves chilling tolerance in loquat fruit

This study investigated the regulation of ascorbate acid (AsA) and glutathione metabolism and chilling tolerance by methyl jamonate (MeJA) in loquat fruit. The results showed that application of MeJA to loquat fruit inhibited the incidence of chilling injury manifested as internal browning (IB) and increased AsA and reduced glutathione (GSH) contents due to the inhibition of ascorbate oxidase activity and enhancement of monodehydroascorbate reductase, dehydroascorbate reductase and glutathione reductase activities. Meanwhile, MeJA also enhanced activities of ascorbate peroxidase, glutathione peroxidase and glutathione-S-transferase. Our results suggested that MeJA can regulate the ascorbate and glutathione metabolism and has important roles in alleviating oxidative damage and enhancing chilling tolerance in loquat fruit.     

宁夏回族自治区养殖粪污资源化利用现状调查与分析

畜禽粪污资源化利用,是农村生态环境保护工作的重点和难点,对于改善农村生态环境质量、提高农业绿色发展水平、促进农产品增产提质具有重要意义。本文为进一步了解宁夏回族自治区（简称“宁夏”）畜禽粪污资源化利用现状,在宁夏银川市、石嘴山市、吴忠市、中卫市、固原市5 市,对四大产业主导区畜禽养殖产业基本情况、全区及各市不同类型和规模的畜禽养殖粪污资源化利用现状及问题、不同养殖类型和规模的资源化主推技术及典型案例等情况进行了实地调研。结果表明：2020年,宁夏畜禽存栏总量2 046.0 万头（只）,其中,奶牛57.4 万头、肉牛120.7 万头、羊596.1 万只、生猪90.0 万头、家禽1 181.8 万只。畜禽粪污产生量3 025.3 万吨,全区粪污资源化利用总量为2 961.6 万吨,综合利用率达到97.9%,规模养殖场设施配套率达99.0%,该地区畜禽粪污综合利用主要途径有肥料化利用、能源化利用、清洁再生回用等。     

四槽轮配肥器肥料颗粒碰撞掺混离散元分析与优化设计

为解决精准施肥过程中变比配肥施肥机械搅拌掺混效率低、掺混均匀度一致性差等问题,设计了一种带有二次碰撞掺混锥形体的四槽轮变比配肥器,可根据4种肥料的需肥量控制4个槽轮以不同转速排肥,二次碰撞掺混腔实现变比配肥的非机械搅拌均匀掺混。测定了4种肥料颗粒的物料特性及在不同含水率条件下的破碎力和粘附力。采用离散元法,选用Hertz-Mindlin无滑动接触模型,分析4种肥料排料运动和碰撞掺混规律。通过正交试验和方差分析,发现槽轮转速在20～80 r/min范围内时,转速对掺混偏离度标准差影响不显著,四槽轮变比配肥器可以实现变比配肥均匀掺混;优化设计二次碰撞掺混锥形体在圆柱形掺混腔内最优高度为12.1 mm,在此高度下二次碰撞掺混锥形体锥角为57.9°。利用力链分析肥料颗粒在槽轮排肥器工作时受力分布,解算4种肥料颗粒所受到的挤压力均小于其破碎力,变比配肥时不会造成肥料颗粒破碎。另外,利用高速摄影分析不同频率、振幅的振动对肥料颗粒碰撞掺混的影响,发现振动对碰撞掺混均匀度影响很小;进行变比配肥碰撞掺混试验,试验结果表明,各组配肥掺混均匀度基本一致,实现了多种肥料的变比配肥和非机械搅拌均匀掺混。     

基于工作空间的果园作业平台结构参数优化与试验

为提高果园作业平台的适用性和操作灵活性,根据乔砧密植的纺锤形苹果种植模式确定其目标工作空间,以工作空间尺寸偏差、工作空间体积和平均可操作度描述其可达工作空间性能,分析了平台主要结构参数杆长和关节变量（关节角、连杆偏移）对工作空间性能的影响。建立了以可达工作空间性能和结构紧凑为指标的优化模型,利用遗传算法求解得出最优参数为：杆2和杆4的长度分别为988、879mm,关节1、3的关节角范围分别为[107°,256°]、[-118°,-76°],关节5、6的连杆偏移最大值分别为720、340mm。优化后其可达工作空间尺寸偏差分别减小96.09%、95.60%,体积减小4.69%,平均可操作度增加1.43%。对优化后的果园作业平台进行了实地果园工作空间试验,结果表明：承载质量为65kg、横坡坡度为15°、纵坡坡度为15°时,工作空间尺寸偏差最大,分别为16.2、16.7mm,比原型分别减小93.89%、93.76%。     

基于多特征的田间杂草识别方法

该文阐述了通过利用植物的多种特征实现田间杂草的精准自动识别的方法。该方法先利用颜色特征分割土壤背景,然后利用位置和纹理特征识别行间和行内杂草,最后利用形态特征后处理误识别的作物和杂草。在实验室内利用实地采集的3～5叶期、不同作物行数的麦田图像对该方法进行了测试。作物和杂草的正确识别率最低为89%,最高为98%;处理时间最低为157 ms,最高为252 ms。试验结果表明：基于多特征的田间杂草识别方法具有较高的识别率和较快的识别速度。     

不同填充颗粒半径水稻种子离散元模型参数标定

气固两相流耦合仿真被广泛运用在气力式排种器工作过程的研究中，因确定性颗粒轨道数值计算模型的需求，种子多采用颗粒聚合的方法建模，该方法采用的填充球颗粒半径越小、数量越多就越能接近种子的真实形态，但会造成仿真计算资源过度消耗、仿真时间增长。为研究不同填充球半径的水稻种子模型对颗粒间的动力学响应特性的影响，寻找种子模型最佳的填充球颗粒数量，本文以水稻种子为研究对象，借助三维扫描与逆向拟合的方法获取种子外形轮廓，分别采用不同半径（0.30、0.21、0.18、0.16、0.15mm）的球颗粒对其进行填充，形成气固耦合的水稻颗粒粘结聚合模型。采用无底圆筒提升、滑落堆积的真实试验与仿真测定，采用曲面响应法，以休止角为指标，标定出不同填充球颗粒半径种子模型的种间静摩擦因数和动摩擦因数；通过圆筒提升和滑落堆积试验对参数进行验证，以仿真试验休止角的变异系数为指标，结果表明随着填充球半径的减小，仿真结果越接近真实值；通过水稻正压式排种器气固两相流耦合仿真进行验证，以充种率为指标，结果表明填充颗粒半径为0.21mm，仿真时长与仿真精度最优。     

花生联合收获机作业在线监测与故障预警系统研究

基于4HBLZ-2型单垄小型自走式花生联合收获机,设计摘果辊、清选筛、夹持轴、夹持链以及各转动部件工况的在线检测方法。利用LabView开发了基于CAN1939总线通信网络的花生收获机械作业在线监测系统,实现了整机控制状态、收获模式、发动机参数、行走轨迹、核心工作部件工况等的实时监测;采用多传感器信息融合算法,建立了作业状态的自诊断与故障预警模型,能够在拨果辊堵塞、跑粮及链条断裂等异常作业工况下为驾驶员提供田间实时报警信息。试验表明,本系统达到了花生收获机田间作业工况实时监测的功能和精度需求,且故障预警的自动诊断时间低于2 min,故障检测准确率大于90%。     

冷等离子体处理对大葱种子发芽特性的影响

运用冷等离子体种子处理技术对大葱种子进行小于20 s非电离幅射处理,研究该技术对于大葱种子发芽势和发芽率的影响.试验结果表明,经不同功率冷等离子体处理后,种子的发芽势和发芽率有明显变化.冷等离子体处理后放置20 d进行发芽试验,当处理功率为240 W时种子的发芽势和发芽率提高最大,分别比对照提高10.6％和5.2％.冷等离子体处理后放置20 d和放置4d进行发芽试验,大葱种子的发芽势和发芽率都比对照有明显改变,并且具有一致的规律性.     

Effects of preharvest nitric oxide treatment on ethylene biosynthesis and soluble sugars metabolism in ‘Golden Delicious’ apples

In order to examine the influence of preharvest nitric oxide (NO) treatment on ethylene biosynthesis and soluble sugar metabolism in ‘Golden Delicious’ apples, apple trees were sprayed with 50 μM sodium nitroprusside (SNP) (a donor of NO) 14 days before harvest. The results indicated that preharvest SNP treatment can increase the NO content and the NOS activity in apple fruit, therefore, delay the accumulation of ethylene due to its inhibition on the activities of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase (ACS) and 1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxydase (ACO). Fructose is the main sugar in ‘Golden Delicious’ apple. The synthesis of sucrose was stimulated and the decomposition of sucrose was inhibited by this treatment, thus causing the accumulation of sucrose. We can draw a conclusion that pre-harvest SNP (50 μM) treatment can increase the NO content of fruit during storage, while higher NO content can further regulate fruit ripening through its effect on ethylene and sugar metabolism in ‘Golden Delicious’ apple fruit during storage at 18 °C.