应用原生质体融合技术构建纤维素发酵产油脂菌株的试验

原生质体融合(protoplast fusion)技术是将遗传性状不同的亲本原生质体融合杂交的基因重组技术。从健康桑树根系中分离到一株产油脂内生真菌MOD-1,采用酶解方法制备内生真菌MOD-1和产纤维素酶菌株绿色木霉TP4、T44及长柄木霉TL的原生质体,获得4个菌株的原生质体产量分别为7.02×10~6个/m L、4.43×10~6个/m L、6.35×10~6个/m L和4.35×10~6个/m L,再生率分别为4.90%、3.26%、4.51%和4.12%。优化亲本原生质体灭活条件为:MOD-1菌株经紫外线照射10 min或加热15 min,TP4菌株经紫外线照射25 min或加热20 min,T44菌株经紫外线照射25 min或加热25 min,TL菌株经紫外线照射30 min或加热25 min。在上述条件下各亲本原生质体的灭活率均达到100%。将灭活的MOD-1菌株原生质体分别与不同方式灭活的TP4、T44、TL菌株原生质体融合,经初筛和复筛获得了一株兼具MOD-1与TP4双亲优良性状的融合菌株MP-1,其油脂产量、油脂含量(质量分数)分别为0.082 4 g/L、14.46%,显著高于亲本菌株MOD-1。融合菌株MP-1传代培养10代后,油脂产量与油脂含量的遗传稳定性分别达到92.84%和95.00%。     

虾-鱼-贝-藻生态优化养殖分析

对虾是我国主要的水产养殖品种之一,但是由于20世纪90年代对虾流行病的大爆发,使我国的对虾数量骤减。此后,相关领域的研究者对对虾养殖的方法进行了研究。通过对高位池养殖和淡化养殖、对虾封闭循环式综合养殖系统、不换水对虾养殖的生物安全性、稻田养虾环境的生态调控的评价以及对虾与鱼、贝、藻同池混养等进行研究,在一定程度上推动了我国对虾养殖业的再次发展,但是却没有在根本上解决问题。基于此,探索了对虾养殖的新模式,即对虾-鱼-贝-藻生态优化养殖。     

丁字湾深井海水刺参养殖技术

2008年,山东省莱阳市利用丁字湾海域深井海水得天独厚的水质条件,改变原有的刺参养殖模式,由池塘养殖改为大棚工厂化深井海水养殖,通过控温生态养殖的关键技术,从水质到苗种选择、养成及病害防治等采用全程管理,更好地预防了疾病的发生。     

甘蔗收获机入土切割深度控制系统研究

甘蔗入土切割可以有效降低根切破头率,由于西南丘陵山地蔗田凹凸不平,现有甘蔗收获机难以控制刀盘进行入土切割作业,导致甘蔗机收产生大量根切破头。针对以上问题,本文利用自行研制的甘蔗入土切割试验台,基于角度传感器、切割压力传感器,设计了一种多传感器数据融合的入土切割控制系统,开发了基于PID算法的刀盘高度控制策略,运用Matlab/Simulink构建系统仿真模型。仿真结果表明,入土切割控制系统的稳定时间为0.67 s,超调量为8.6%。为验证入土切割控制系统的作业效果,以前进速度、地面波长和地面振幅为试验因素模拟蔗田路面,进行了台架试验。试验结果表明,当前进速度为1 km/h、地面波长为1 m、地面振幅为4 cm时,最小平均入土切割深度误差为3.26 mm。当前进速度为3 km/h、地面波长为1 m、地面振幅为12 cm时,最大平均入土切割深度误差为8.87 mm,刀盘可以保持入土切割。研究可为入土切割控制系统的开发提供数据支撑和理论依据。     

滑剪组合式甘蔗根切装置的设计与试验

针对甘蔗切割过程中存在的宿根破头率高的问题，该研究通过分析甘蔗茎秆与刀具之间的相互作用关系，设计了一种基于“滑切+剪切”相组合的甘蔗根切装置，旨在提高根切作业质量。首先，通过分析传统圆盘式根切器的无支撑切割与滑剪组合式根切器的有支撑切割的作用原理，表明有支撑切割可以有效降低茎秆的弯曲阻力和惯性力，因此一定程度上阻止了茎秆产生较大的变形，有效保证了茎秆的切割质量，而滑切可有效降低切割阻力。并通过建立茎秆的根切受力模型，对根切器关键零部件的参数进行确定，采用等滑切角式刀片曲线进行滑切作业，滑切角和刀片刃口角分别为40°和45°。基于 ANSYS/ Workbench对根切器进行了静力学分析及模态分析，得到刀具的屈服强度为450～650 MPa，大于刀具所受最大应力102 MPa，最大变形量为4.94×10^-5 m，满足使用性能要求。切割电机和喂入电机对应的激振频率分别为 0~6.667 Hz 和 0~11.667 Hz，模态分析结果表明两电机的激振频率远小于根切器的一阶固有频率（60.89 Hz），因此不会引起共振现象，能够保障室内试验的顺利进行。搭建了可调刀盘转速、喂入速度及切割倾角的根切试验台，台架单因素试验结果表明当切割倾角、刀盘转速和喂入速度分别在10°～15°、140～220 r/min、1.1～1.7 m/s时，综合评价值较小，切割质量较优。正交试验方差分析结果表明各因素对综合评价值y均有显著影响；正交试验极差分析表明当切割倾角为15°，刀盘转速180r/min，喂入速度为1.4m/s时为最佳试验水平。经试验验证，此时综合评价值为0.256和0.298，切割质量较优。参考DG/T 117-2021 甘蔗收获机械试验方法对甘蔗破头率进行检验，剪切合格率高达90.4%，破头率降低至10%以下，滑剪组合式甘蔗根切器作业质量满足行业要求。本研究可为新型甘蔗根切器的设计与研制提供理论参考。     

甘蔗收割机排杂风机叶轮结构参数优化与试验

切断式甘蔗收割机排杂风机的作业质量对甘蔗的含杂率有重要影响。为提高排杂风机叶轮的性能,该研究首先针对排杂风机建立了计算流体力学模型,以叶片安装角(β)、叶片数(N)、间隙占比(G)为因素,以风机转速为1 650r/min时的空载风速为指标,设计了三因素三水平的Box-Behnken仿真试验,并对叶轮参数进行优化。结果表明:在叶片数为3～5、安装角为20°～30°、间隙占比为55%～70%的范围内,G、G2、N2、G、N2×G对风机的空载风速影响极显著(P0.01),N和N×G对空载风速影响显著(P0.05)。优化得到叶轮最佳结构参数为:叶片数为4、安装角为30°、间隙占比为55%。风速仿真值与测量值的最大误差为5.24%,平均误差为4.29%,仿真结果具有较高的准确性。以优化参数进行的田间试验结果表明,收获长势差的甘蔗时含杂率最多降低2.4个百分点,损失率最多上升0.85个百分点。本研究提高了风机在复杂田间情况下的排杂性能。     

不同熟期品种间作对春玉米籽粒灌浆、脱水特性及产量的影响

【目的】 针对我国高纬度寒冷地区玉米收获期籽粒含水率普遍偏高,制约机械粒收技术高效推广应用的关键问题,本研究在大田条件下,将不同熟期玉米品种按一定比例间作,以期明确不同熟期品种间作对春玉米籽粒灌浆、脱水特性及产量的调控效应。【方法】 以生育期长短不同的品种郑单958（ZD958）、先玉335（XY335）和益农玉10（YNY10）为试验材料,采用两因素随机区组设计,设置生育期长的品种与生育期短的品种间作,即ZD958与YNY10间作（Z‖Y）、XY335与YNY10间作（X‖Y）2个水平;设置6种间作幅宽（行数）比例,即6﹕6、4﹕4、2﹕2、1﹕1、0﹕1、1﹕0,比较分析了不同处理组合条件下玉米籽粒灌浆、脱水特性及产量的变化规律。【结果】 随间作比例的减小,生育期长的品种生理成熟和收获期的籽粒含水率降低,生理成熟前、生理成熟后的籽粒平均脱水速率及总脱水速率呈加快趋势,平均灌浆速率（G_mean）、籽粒最大灌浆速率（G_max）、灌浆速率达到最大值的粒重（W_max）逐渐增加,灌浆速率达到最大时需要的天数（T_max）、籽粒活跃灌浆期（D）逐渐缩短,产量和百粒重增加明显（P<0.05）;生育期短的品种则表现为生理成熟和收获期籽粒含水率增加,脱水速率下降,G_mean、G_max、W_max不断减小,T_max、D略有延长,产量和百粒重有下降趋势但变化未达显著水平。同时,间作复合群体收获期籽粒平均含水率较晚熟品种单作显著降低,其中Z‖Y-（6﹕6—1﹕1）收获期籽粒平均含水率较ZD958单作2年平均显著降低了6.44%—7.29%;X‖Y-（6﹕6—1﹕1）收获期籽粒平均含水率较XY335单作显著降低了4.30%—4.75%。从间作复合群体的籽粒平均产量来看,随间作比例的下降籽粒平均产量有增加趋势,且与生育期短的品种YNY10单作相比,Z‖Y-（6﹕6—1﹕1）、X‖Y-（6﹕6—1﹕1）的籽粒平均产量都有所增加,2年增幅比例分别达5.12%—6.49%和1.87%—2.96%,且以Z‖Y处理的增幅明显;而Z‖Y和X‖Y处理的籽粒平均产量与生育期长的品种单作无显著差异。【结论】 密植栽培条件下,不同熟期玉米品种间作显著促进了生育期长的品种籽粒最大灌浆速率和粒重提高,籽粒活跃灌浆期缩短,以及籽粒总脱水速率加快,有效降低了收获时田间复合群体平均籽粒含水率,实现了玉米籽粒高产稳产与高效脱水协同发展。