碎甘薯秧离散元仿真参数测量与标定*

针对甘薯秧蔓机械化回收过程中离散元仿真研究缺乏准确参数值的问题,采用直接测量和虚拟标定相结合的方法对碎甘薯茎秆和叶片离散元仿真参数进行研究。采用物理试验法获得碎甘薯秧的本征参数、碰撞恢复系数等参数值及碎甘薯秧颗粒的静摩擦系数参数范围,并为离散元法仿真设计了不同的参数组合。通过堆积角优化仿真试验确定甘薯叶片本征参数及其他不易直接测量的离散元仿真参数。Plackett-Burman试验表明,甘薯茎秆—甘薯茎秆和甘薯茎秆—45钢的静摩擦系数、甘薯茎秆—甘薯茎秆和甘薯茎秆—甘薯叶的滚动摩擦系数均显著影响堆积角。运用最陡爬坡试验和Box-Behnken优化试验标定了对碎甘薯秧堆积角有显著影响的参数值,以得到的参数进行颗粒堆积仿真试验,测得堆积角平均值为40.51°,与实测值相对误差为0.972%,说明物理试验加优化仿真试验来标定离散元参数是可行的,标定所得的参数可作为甘薯秧茎叶离散元仿真参数。     

高能湿法球磨制备鱼胶原肽螯合钙及其理化特征

为了拓展胶原肽螯合钙的制备工艺,以鱼胶原肽和CaCl2为原料,以高能湿法球磨的方法制备了鱼胶原肽螯合钙,并采用FT-IR红外图谱、X-衍射、EDS能谱等技术手段对其理化特性和结构进行分析。结果显示,随着球磨时间从15 min延长到240 min,鱼胶原肽的平均粒径逐渐降低,ZETA电位绝对值、分子量和pH值逐渐增加,鱼胶原肽对钙的螯合率逐渐从74.21%增加到85.42%。鱼胶原肽螯合钙与鱼胶原肽的主体化学结构相似,但是球磨后鱼胶原肽的-COO-1 VAS吸收峰(1 643.89 cm~(-1))向短波数方向移动到1 540～1 555 cm~(-1),而-NH2的特征吸收峰(3 313.9 cm~(-1))向长波数方向移动到3 337.12～3 380.59 cm~(-1)。球磨后鱼胶原在2θ=20°处的特征宽吸收峰消失,而在2θ=26、28、48和58°处出现多个尖峰和弥散峰,表明其从无定形结构向兼具结晶和无定形结构转变。鱼胶原肽螯合钙中钙元素比例逐渐增加,证实鱼胶原肽对钙的螯合率增加。研究表明,高能湿法球磨可应用于鱼胶原肽螯合钙的制备,该方法具有加工工艺简单、无污染和螯合率高等优点。     

鄱阳湖区反嘴鹬种群数量动态与空间分布格局

2002—2015年,采用同步调查法对鄱阳湖区反嘴鹬(Recurvirostra avosetta)越冬种群数量动态与空间分布格局进行了监测。结果表明:鄱阳湖区分布有稳定的反嘴鹬越冬种群,年平均数量为(16684±14653)只,2004年、2005年、2013年种群数量均超过目前其全球数量的10%,2004年冬季鄱阳湖区越冬反嘴鹬数量达到最大值,为47520只。鄱阳湖区共有70个湖泊记录到反嘴鹬,其中反嘴鹬种群数量达到全球1%以上的湖泊有20个。每年冬季鄱阳湖区反嘴鹬集中分布在常湖、蚌湖、花庙湖和下坝湖,而反嘴鹬利用频次最高的是大湖池,每年反嘴鹬的越冬数量为(1819±1593)只。各湖泊中反嘴鹬的年平均数量与利用频次之间不存在显著相关性。自然保护区涵盖了反嘴鹬在鄱阳湖越冬的主要湖泊,分布在保护区内的反嘴鹬种群占鄱阳湖区越冬总数量的(75.3±26.0)%,但仍有很多重要的湖泊没有被纳入到保护区范围。反嘴鹬对保护区内湖泊的利用频次与保护区外湖泊的利用频次不存在显著性差异,保护区内反嘴鹬的种群数量显著大于保护区外。     

金乌贼雄性规格和社群数量对求偶与交配行为的影响

为探讨不同规格雄性金乌贼(Sepia esculenta)在求偶交配过程中的竞争及优势等级,采用实验生态学方法,在室内可控条件下分别设置1L1S组、1L2S组和1L4S组(L和S分别表示大规格雄性和小规格雄性,数字表示实验中雄性金乌贼数量),连续摄像观察和记录金乌贼的繁殖行为。结果显示:(1)繁殖过程中金乌贼具有明显的领域行为和护卫伴游行为。(2)随着群体中小规格雄性比例的增加,处于优势地位的大规格雄性个体的优势等级发生变化,主要表现为大规格雄性护卫伴游时间、成功交配次数逐渐减少,而小规格雄性护卫伴游时间、成功交配次数逐渐增多。(3)当群体中小规格雄性较少时,大规格雄性常常主动攻击小规格雄性,而当小规格雄性数量远大于大规格雄性时,小规格雄性主动向其他雄性发起攻击,以争取护卫权和交配权。研究表明,雄性金乌贼的规格和数量对于求偶竞争以及交配行为具有显著影响。随着繁殖群体中小规格雄性增多,大规格雄性成功交配次数逐渐降低。1L4S组成功交配次数稍高于1L2S组,显著高于1L1S组(P0.05)。人工苗种繁育过程中选择合适规格的雄性亲体和合理的雌雄比例,对提高金乌贼繁殖效率具有重要意义。     

Three SNPs within exons of INHA and ACVR2B genes are significantly associated with litter size in Dazu black goats

The aim of this study was to analyse the association between single-nucleotide polymorphisms within INHA and ACVR2B and litter size in Dazu black goats. In total, twenty-two SNPs were genotyped in 190 individuals by SNaPshot and resequencing. The results showed that three SNPs (SNP_1, SNP_12 and SNP_13 in this study) were detected to have significant additive genetic effect on the recorded goat litter size (p < .05). The SNP_1 (NC_030809.1), a non-synonymous substitution of G for T at chr2-g. 28314990 in the exon 2 of INHA gene (NM_001285606.1), resulted in homozygote 2 (HOM2) contributed 0.25 and heterozygote (HET) contributed 0.12 larger litter than homozygote 1 (HOM1). Meanwhile, SNP_12 (Chr22-g. 11721225 A > T) and SNP_13 (Chr22-g. 11721227 A > C) (NC_030829.1) simultaneously mutated at the first and third position of a triplet AAA (lysine, K) in the exon 4 of ACVR2B gene (XM_018066623.1) had estimated genetic effects of HOM1 (0.00) and HOM2 (0.03) larger than HET (−0.12). In conclusion, one SNPs (chr2-g. 28314990 T > G) within the exon 2 of INHA and two SNPs (Chr22-g. 11721225 A > T and Chr22-g. 11721227 A > C) i n the exon 4 of ACVR2B gene were highly recommended as candidate markers of litter size in Dazu black goats. A large-scale association study to assess the impact of these variants on litter size is still necessary.     

植保机变量施药鲁棒H∞最优控制

提出了一种基于电控伺服变量柱塞泵的植保机变量施药控制方法,推导并建立了包含参数不确定性和扰动的施药流量模型,设计了鲁棒H∞最优控制器并证明其鲁棒稳定性,并转化为线性矩阵不等式求解控制器参数。本研究弥补了传统优化控制方法对于不确定性反应较为敏感的不足,与传统的线性二次型最优控制相比具有一定的快速性和鲁棒性优势,能够满足复杂作业条件下植保机精准变量施药要求,有效提高了农药利用率。     

基于原型网络的小样本禽蛋图像特征检测方法

机器视觉因具有检测速度快、稳定性高及成本低等优点，已发展成为禽蛋无损检测领域主流检测手段。使用该技术对禽蛋进行无损检测时，需要依赖大量禽蛋图像作为数据支撑才能取得较好的检测效果。由于养殖安全等限制，禽蛋图像数据的采集成本较高，针对该问题，提出了一种适应于小样本禽蛋图像检测的原型网络（Prototypical network）。该网络利用引入注意力机制的逆残差结构搭建的卷积神经网络将不同类别的禽蛋图像映射至嵌入空间，并利用欧氏距离度量测试禽蛋图像在嵌入空间的类别，从而完成禽蛋图像的分类。本文利用该网络分别验证了小样本条件下受精蛋与无精蛋、双黄蛋与单黄蛋及裂纹蛋与正常蛋的分类检测效果，其检测精度分别为95%、98%、88%。试验结果表明本文方法能够有效地解决禽蛋图像检测中样本不足的问题，为禽蛋图像无损检测研究提供了新的思路。     

南水北调中线工程水质监测站点布设研究

科学合理布设水质监测站点是加强南水北调中线工程对突发水污染事件监控,保障水质安全的重要手段。制定水质监测站点的布设方案受到监测效率与布设成本的约束,同时,监测仪器精度、污染物衰减特性的不确定性等问题也对布设方案产生影响。以中线工程京石段为研究对象,基于一维水质模型,以突发水污染事件漏报率最低、发现时间最短以及监测站点布设成本最小为目标函数,构建水质监测站点布设多目标优化模型对布设方案进行优化,同时结合监测仪器精度对目标函数的影响确定了最优布设方案,在此基础上,分析了污染物衰减特性对最优布设方案的影响。研究结果可为中线工程合理布设水质监测站点提供建议。     

考虑土壤水平衡的灌区水资源优化配置研究

针对内蒙古河套灌区解放闸灌域地下水埋深较浅且矿化度高及黄河水量逐年减少等因素导致的农业用水严重短缺问题,本研究以解放闸灌域玉米为研究对象,耦合Jensen模型与土壤水平衡模型构建灌区尺度灌溉水资源优化配置模型,对不同的地下水埋深及土壤含水量情景下水资源优化配置方案进行研究,并利用Lingo软件编程求解模型。结果表明:当地下水埋深为2.5m时,引黄水量为3.85×10~8 m~3,可以达到5.55×10~8元的净经济效益;而土壤水含量为0.12～0.16时,净经济效益为[5.41,5.67]×108元。优化结果验证了模型在当地可行,并针对河套灌区解放闸灌域的不同土壤含水量与地下水埋深情景分别提供14种配水方案。