林业并联式铰接底盘优化设计与越障性能仿真分析

目的林业动力底盘一般在地形复杂多变的环境进行露天作业，故其需要具有良好的地面适应性以及较大且稳定的车轮与地面接触力。我国林区特种车辆底盘研究相对薄弱，而国外林业特种车辆底盘在我国实际运用中具有一定的局限性，因此，研发针对我国山地环境的特种车辆底盘对我国林业发展有重要意义。方法根据多自由度并联平台的运动原理和优点，设计一种具有俯仰、转向、侧翻3种相对运动的新型林用铰接机构，并结合Creo Parametric和Adams/View进行参数化建模和运动学优化设计。为了评估该铰接机构的越障性能，对普通底盘和并联式铰接底盘进行爬越斜坡和陡凸越障联合仿真，通过底盘质心高度变化曲线以及车轮与地面的接触力曲线分析并联式铰接底盘的越障性能，并与普通底盘进行对比。结果优化设计后的并联式铰接机构转向角和俯仰角最大值增加，并且并联式铰接底盘越障时的车轮与地面的接触力、最大爬坡角度和陡凸越障高度均比普通底盘大。结论并联式铰接底盘总体越障性能优于普通刚性连接底盘，该并联式铰接机构适用于林业动力底盘。      

基于联合仿真的林业采育作业模拟系统研究

为解决大型林业装备操作训练复杂的问题,优化驾驶与作业,提高森林资源利用率,本文提出基于分布式系统,对采育作业环境进行视景模拟的虚拟现实作业操作模拟器。系统利用虚拟现实软件Unity3D系统,能够模拟车辆行驶与工作的动力学模型,实时运动仿真包括底盘系统与地面的交互作用,机械臂作业运动以及伐木头作业操作运动,使操作人员能够更快地适应熟悉驾驶和采育作业,减少安全隐患和装备损耗,提高装备作业安全性及效率。     

多边形草沙障防风效果研究

为了解正三角形、正方形和正六边形格状草沙障的防风固沙能力，通过测定沙障样地内不同高度风速，针对单个网格面积为1 m2的3种沙障，对沙障的防风效能、风速廓线特征和地表粗糙度进行研究。结果表明，正三角形和正六边形沙障的防风效能显著大于正方形沙障。高度为0.2 m时，正方形沙障的防风效能比三角形和六边形沙障分别低12%和8%，高度为0.3 m时，分别低11%和10%。0.2~0.3 m高度范围内，三角形沙障和六边形沙障的防风效能差异不显著。风速小于6 m/s时，地表粗糙度随风速变化接近线性变化规律。裸露地表 1 m高处，风速为4 m/s时，裸露地表粗糙度为0.166 cm，三角形沙障、正方形沙障和六边形沙障的地表粗糙度分别为11.5、9.3和10.4 cm，分别为裸露地表粗糙度的69.3、56和62.7倍。三角形沙障的地表粗糙度比正方形沙障和六边形沙障的地表粗糙度分别高23.7%和10.5%。铺设三角形沙障的地表粗糙度最大。      

土壤通用浸提剂与有效养分测试研究进展

土壤有效养分分析是推荐施肥的关键环节。其分析方法已经形成较为成熟的体系,测试技术开始向联合、通用浸提剂和多元素同时测定方向发展。通过对几种通用浸提剂的分析比较,Mehlich3土壤浸提剂以其多元素联合浸提、通用性强以及与参比方法和作物吸收量具有较好的相关性成为适合我国土壤有效养分分析的通用浸提剂,其与等离子体发射光谱联合应用的M3-ICP技术在我国推荐施肥中具有广阔的前景。     

巯基化坡缕石对碱性土壤镉污染的快速钝化修复效应

为了探究巯基化坡缕石作为钝化剂在镉污染碱性土壤上的适用性及应用潜力,选取典型镉污染碱性土壤,以青菜和生菜为模式作物开展盆栽试验和土壤培养试验,研究巯基化坡缕石对碱性土壤镉污染的快速钝化修复效应。结果表明：巯基化坡缕石在应用剂量为0.1%~0.3%（m/m）时可以使生育期内青菜地上部镉含量降低81.44%~93.44%,根系镉含量降低68.47%~85.63%,生菜地上部镉含量降低65.11%~92.18%,根系镉含量降低57.77%~91.92%。收获时可食部位镉含量满足国家食品卫生标准限量值要求,在极低的应用剂量下显著的钝化效应是其优势。巯基化坡缕石可使土壤DTPA浸提有效态镉含量降低68.57%~84.10%,钝化过程速度快,5 d左右达到平衡,可以用二级动力学拟合。连续浸提形态分析显示,巯基化坡缕石能够快速减少土壤中可交换态和碳酸盐结合态镉含量,并显著提高易还原金属氧化物结合态镉含量,使镉由活泼态向不活泼态转化,从而减少作物吸收累积。巯基化坡缕石同时抑制了青菜和生菜对镉的转运系数和生物累积系数,进一步降低了可食部位镉含量。研究表明巯基化坡缕石是一种在镉污染碱性土壤上具有快速钝化作用和良好应用潜力的高效钝化剂。     

植物对硒的吸收转运和形态转化机制

阐述了植物对不同形态硒的吸收、转运和形态转化机制。植物主要吸收水溶性硒,包括部分有机硒、硒酸盐和亚硒酸盐。多数研究表明植物对硒酸盐的主动吸收是通过高亲和力的硫酸盐转运子完成,最近的研究表明磷酸盐可以调节亚硒酸盐的吸收,磷酸盐转运子在亚硒酸盐的主动吸收过程中有重要作用;植物吸收的硒酸盐很快从根部转移到地上部,在叶片中被还原成亚硒酸盐,进而转化为有机硒化物进入其他组织;而亚硒酸盐及其代谢产物主要积累在根部,极少转移到地上部。进入植物体中的硒转化为含硒氨基酸和硒蛋白参与植物的代谢。     

基于视觉和激光融合的林区采育目标识别方法

提出一种基于视觉和激光融合的林区采育机作业目标识别方法。在数据融合的基础上,运用惯性单元信息对激光数据进行修正,并应用差分算法提取独立目标点云簇的九种特征。提出高维模糊支持向量机(FSVM-HIGH)识别模型,并对林区环境的采育目标进行分类。结果表明,FSVM-HIGH对树木、行人、岩石三种目标识别的平均正确率达到93%;与传统识别模型相比,该算法对林区采育目标均具有较好的识别效果,特别是对树木目标的综合正确识别率高达91.79%,能够帮助操作人员快速准确地判断作业环境信息。     

水肥耦合对海泡石钝化修复镉污染土壤效率的影响

为探讨水肥耦合对海泡石钝化修复镉(Cd)污染土壤效率的影响,采用盆栽试验,以油菜为供试植物,研究了两种水分条件下施用质量分数为0.5%、1.0%和2.0%的蚯蚓粪肥对钝化土壤中有效态Cd含量、油菜根部和可食部分Cd含量的影响。结果表明,土壤水分含量为60%～65%时,施用海泡石能够显著降低土壤中有效态Cd的含量,进一步施用蚯蚓粪肥土壤中有效态Cd的含量为单一海泡石处理的2.24～2.72倍,但是油菜可食部分Cd含量与单一海泡石处理相比变化不显著(P0.05);土壤水分含量为100%时,在钝化修复下施用0.5%、1.0%和2.0%的蚯蚓粪肥,土壤中有效态Cd的含量为单一海泡石处理的1.11、1.17倍和1.26倍,施用0.5%和2.0%蚯蚓粪肥,油菜可食部分Cd含量与单一海泡石处理相比降低了55.9%和56.8%。因此土壤水分含量为60%～65%时,在海泡石钝化修复下施用蚯蚓粪肥,水肥耦合对钝化效应的影响较小;土壤水分含量为100%时,施用0.5%或2.0%蚯蚓粪肥,水肥耦合能够强化海泡石的钝化效应,进一步降低油菜对Cd的吸收和累积。     

钝化修复对不同水稻品种镉累积效应及土壤特性的影响

为了探讨坡缕石钝化修复下不同水稻品种(T优272和丰优9号)吸收累积Cd差异,采用盆栽试验,研究了酸性Cd污染稻田土(PL1、PL2和PL3处理)对2种水稻品种重金属Cd累积效应,以及对土壤酶活性、氮磷有效性的影响。结果表明,种植的常规水稻品种T优272稻谷干物质量比低Cd吸收品种丰优9号高7.91%。坡缕石钝化修复下,T优272与丰优9号稻谷干物质量无显著差异,但土壤p H值分别较CK增加了0.33~0.46和0.40~0.53。与CK相比,PL1F、PL2F和PL3F处理土壤有效态Cd质量分数最大降低13.59%,稻米Cd质量分数降幅达20.51%~51.28%,其中PL3F处理的稻米Cd质量分数为0.19 mg/kg,低于食品安全国家标准限量值(0.20 mg/kg);PL1T、PL2T和PL3T处理土壤有效态Cd质量分数最大降低25.08%,糙米Cd质量分数最大降低37.50%,其中PL3T处理糙米Cd质量分数为0.35 mg/kg。土壤酶活性随着坡缕石添加量的增加而逐渐升高,而且种植T优272品种的土壤酶活性总体上高于丰优9号。随着坡缕石添加量的增加,钝化修复各处理间土壤碱解氮质量分数无显著差异,但土壤有效磷质量分数呈逐渐降低趋势;与CK相比,种植丰优9号和T优272品种的土壤有效磷质量分数分别降低了7.08%~18.08%和9.02%~19.59%。研究结果可为重金属Cd污染酸性水稻田土壤坡缕石钝化与低Cd吸收水稻品种联合修复提供一定的科学依据。     

喷施硫酸锰和硫酸锌对小麦籽粒镉锰锌生物可给性的影响

为探明喷施叶面肥对小麦镉（Cd）污染健康风险的影响，通过大田试验，采用体外模拟消化方法，研究喷施不同浓度MnSO₄和ZnSO₄对小麦籽粒中Cd、锰（Mn）和锌（Zn）的含量及生物可给性的影响，计算人体对小麦Cd、Mn和Zn的摄入量，评价喷施Mn肥和Zn肥对降低人体Cd摄入、提高Mn和Zn吸收的作用。结果表明：喷施MnSO₄和ZnSO₄可显著降低小麦籽粒的Cd含量，最大降低率可达47.45%；喷施MnSO₄显著提高小麦Mn含量；喷施中高浓度的ZnSO₄显著提高小麦Zn含量。小麦Cd、Mn和Zn在胃阶段的生物可给性明显高于小肠阶段；高浓度ZnSO₄处理显著降低小麦Cd在胃阶段的生物可给性，提高Zn在胃阶段的生物可给性；高浓度MnSO₄处理使小肠阶段小麦Mn和Zn的生物可给性显著升高。食用Cd污染的小麦有Cd摄入量过高的健康风险，而ZnSO₄、高浓度MnSO₄以及中高浓度锰锌肥复配处理可显著降低人体食用小麦摄入Cd的量，最大降低率达42.86%；喷施MnSO₄显著提高小麦Mn的膳食摄入量；食用喷施MnSO₄和ZnSO₄处理的小麦可满足膳食Zn摄入的需要，其中喷施高浓度MnSO₄处理效果更好。研究表明，喷施高浓度MnSO₄可显著降低小麦Cd含量和人体Cd摄入量，显著提高小麦Mn含量以及Mn和Zn的生物可给性，从而显著提高人体Mn和Zn的摄入量。