颗粒饲料介电特性研究及含水率模型建立

为了探究颗粒饲料的介电特性,实现颗粒饲料含水率快速检测,以畜禽、水产颗粒饲料为研究对象,采用同心轴圆筒式电容器,研究了信号频率(1～200 k Hz)、温度(10～30℃)和含水率(8.8%～19.1%)对颗粒饲料相对介电常数的影响,建立了相应的含水率预测模型。结果表明,颗粒饲料的相对介电常数随着含水率和温度的增加而增加,随着测量信号频率的增加而减小;以决定系数R2和标准差SE为评价指标,通过比较,在10 k Hz下猪、禽颗粒饲料含水率模型最佳,其决定系数R2分别为0.996 6、0.998 4;在200 k Hz下,水产颗粒饲料含水率模型最佳,其决定系数R2为0.999 2。经过实验验证,预测颗粒饲料含水率的绝对误差范围在±1.1%,说明基于介电特性预测颗粒饲料含水率是可行的,为基于介电特性颗粒饲料水分检测仪的开发提供了指导意义。     

基于响应面法优化的MBBR处理水产养殖废水研究

为了提高水产养殖废水处理效率,采用Box-Behnken试验设计,以氨氮去除率为响应值,设计了一个3因素3水平的响应面法用于MBBR处理水产养殖废水的工艺优化,建立了水力停留时间、碳氮比及溶解氧3个关键因素与氨氮去除率之间的回归模型。结果表明,所得回归模型极显著,决定系数R²=0.990 5,变异系数仅为1.05%,且失拟项不显著(P>0.05),说明回归方程用于描述各因素与响应值之间的非线性方程关系是显著的,即试验方案是可靠的。各影响因素对氨氮去除率影响程度由大到小依次为溶解氧、水力停留时间和碳氮比,确定在水力停留时间8.65 h、碳氮比4.67、溶解氧4.63 mg·L^-1的最佳工艺条件下,氨氮的去除率达到92.32%,与实测值接近,表明回归模型拟合度好。     

对水产饲料膨化机工作特性曲线的分析

随着水产养殖业的快速发展，利用传统的机械加工方法生产的颗粒饲料来饲喂水产动物，已经远远不能满足水产养殖业的需要。采用硬颗粒饲料来饲喂生产动物，不仅使大量营养物质未被消化即被排出体外，造成不必要的营养浪费外，同时，由于硬颗粒饲料一般在水中的耐久性差，易造成大量营养物质外流，影响水体的质量。而膨化饲料不仅提高水产动物对饲料的消化率和饲料的耐久性，同时也较少影响动物生存的环境。国外早在２０世纪６０年代就已开始了膨化饲料的生产。高质量的水产饲料必须由专业加工厂来生产。在水产饲料的加工中，确定一个最佳的加…     

3种形态饲料对大口黑鲈生长和免疫力的影响

为研究投喂膨化颗粒饲料、自制软颗粒饲料和冰鲜鱼3种形态饲料对大口黑鲈生长速度、饲料效率及免疫力的影响,将360尾平均体重为86.3g·尾~(-1)的大口黑鲈随机分成3组,分别投喂膨化颗粒剂饲料、自制软颗粒饲料和冰鲜鱼3种不同形态饲料,每组设2次重复(把中位数当作第3次重复),养殖周期60d。结果表明:投喂冰鲜鱼的大口黑鲈生长速度最快,其次是投喂自制软颗粒饲料,投喂膨化颗粒饲料的大口黑鲈生长速度最慢;投喂冰鲜鱼和自制软颗粒饲料的饲料系数较低,投喂自制软颗粒饲料的蛋白质效应最高;与膨化颗粒饲料相比,冰鲜鱼和自制软颗粒饲料具有改善大口黑鲈非特异性免疫功能的作用,其碱性磷酸酶及总超氧化物歧化酶活力均显著高于膨化颗粒饲料(P0.05)。综合分析生长指标、饲料系数、免疫力等因素,投喂自制软颗粒饲料的养殖效果与冰鲜鱼相近,是较好的大口黑鲈配合饲料。     

浮性水产饲料膨化加工参数优化研究

为优化浮性水产饲料挤压膨化加工参数,以膨化度、容积密度、吸水性和溶失率作为饲料加工品质评价指标,采用响应面分析法研究了螺杆转速、出料段机筒温度和物料含水率对饲料加工品质的影响,并利用扫面电镜观测了饲料微观形貌。结果表明：适中的螺杆转速、出料段机筒温度以及低物料含水率,有利于形成较高的饲料膨化度;高螺杆转速与高出料段机筒温度有利于形成较低的饲料容积密度、吸水性以及溶失率;优化后的浮性水产饲料膨化加工参数为螺杆转速130 r·min^-1,出料段机筒温度150 ℃,物料含水率10%,其加工后的饲料膨化度、容积密度、吸水性和溶失率分别为1.223、0.398 g·mL^-1、214.803%、4.297%;优化后的浮性水产饲料微观表面相对光滑圆润,物料的熔融效果较好,结构质密,饲料膨化加工综合质量较好。     

浮性水产饲料膨化加工参数优化研究

为优化浮性水产饲料挤压膨化加工参数,以膨化度、容积密度、吸水性和溶失率作为饲料加工品质评价指标,采用响应面分析法研究了螺杆转速、出料段机筒温度和物料含水率对饲料加工品质的影响,并利用扫面电镜观测了饲料微观形貌。结果表明：适中的螺杆转速、出料段机筒温度以及低物料含水率,有利于形成较高的饲料膨化度;高螺杆转速与高出料段机筒温度有利于形成较低的饲料容积密度、吸水性以及溶失率;优化后的浮性水产饲料膨化加工参数为螺杆转速130 r·min^-1,出料段机筒温度150 ℃,物料含水率10%,其加工后的饲料膨化度、容积密度、吸水性和溶失率分别为1.223、0.398 g·mL^-1、214.803%、4.297%;优化后的浮性水产饲料微观表面相对光滑圆润,物料的熔融效果较好,结构质密,饲料膨化加工综合质量较好。     

基于AquaCrop模型的大豆灌溉制度优化研究

【目的】 探究AquaCrop模型在关中地区的适用性,寻求大豆在不同降水年型下最适宜的灌溉制度。【方法】 用田间试验实测数据对该模型进行校正,并用校准后的模型模拟1961—2019年内所有3种不同降水年型14种灌溉制度下的大豆产量和水分利用效率。【结果】 AquaCrop模型模拟田间产量最高处理的冠层覆盖度的决定系数(R ²)、均方根误差（RMSE）、标准均方根误差(NRMSE)及Nash效率系数(EF)分别为0.96、7.15%、11.03%和0.94;模拟值与实测值生物量的决定系数（R ²）、均方根误差（RMSE）、标准均方根误差（NRMSE）及Nash效率系数（EF）分别为0.99、526.04 kg·hm^-2、14.45%和0.97;最终产量模拟的决定系数（R ²）、均方根误差（RMSE）、标准均方根误差（NRMSE）及Nash效率系数（EF）分别为0.97、49.98 kg·hm^-2、1.74%和0.82,各处理的冠层覆盖度和生物量实测值与模拟值的R ²均大于0.95,说明AquaCrop模型可以较好地模拟关中地区大豆的生长发育动态与产量。结合模型模拟结果可知,大豆作物需水量平均值为398.2 mm,各个生育时期的需水量差异较大,分枝期需水量为127.8 mm,开花-结荚期需水量为212.6 mm,鼓粒期的需水量为57.7 mm。结合对3种不同降水年型进行不同灌溉制度模拟后发现,大豆开花-结荚期为需水关键期,该生育时期水分供应情况影响大豆的最终产量。在湿润年可以不灌水;平水年和干旱年仅在开花-结荚期分别灌溉45和70 mm可实现最高产量（2 699、2 486 kg·hm^-2）和最大水分利用效率（0.74、0.7 kg·m^-3）。【结论】 该地区大豆灌溉制度,应以不同降水年型分布情况为基础对大豆灌溉制度进行选择,可保证大豆具有较高的产量和水分利用效率,可作为关中地区大豆灌溉制度的参考依据。     

响应面法优化-超声辅助提取黄芪多糖工艺

为优化超声辅助提取黄芪多糖工艺，研究了超声功率、温度、液固比、提取时间对黄芪多糖得率的影响。结果表明，优化后的最佳工艺条件为：超声功率80 W，温度55 ℃，液固比50 mL·g^-1，提取时间20 min。在此条件下，黄芪多糖得率为5.40%。进一步在单因素试验基础上，采用Design-Expert 8.0.6 Trial分析因素间交互作用对黄芪多糖得率的影响，结果表明，超声功率与温度和提取时间交互作用不显著；温度与液固比和提取时间交互作用显著。试验模型适合度显著（F=31.99），试验操作可靠（CV=2.53%），黄芪多糖得率的实测值与预测值间拟合度较好（R²=0.938 8）。该方法工艺简单、节能环保、易于控制，可推广应用于黄芪多糖的生产实践。     

颗粒饲料力学特性试验研究

为了探究颗粒饲料力学特性,采集饲料企业生产的猪、禽和水产三大类配合饲料作为试验样品,对单颗粒饲料分别进行了轴向压缩、径向压缩和剪切试验。在三种不同的测试方式下水产配合饲料极限强度最大,禽配合饲料次之,猪配合饲料最小;随着长径比的增加,径向压缩极限抗张强度和剪切极限抗剪强度变化不大,轴向压缩极限抗压强度随着长径比的增加有减小的趋势;配合饲料的极限强度随着含水率的增加,均存在先增加后减少的趋势,极限强度存在最大值;饲料类别、测试方式和含水率对极限强度有显著影响。采用Design-expert设计响应曲面法,得到目标载荷和保压时间与含粉率之间的响应曲面关系。结果表明,颗粒配合饲料的含粉率与载荷和保压时间之间存在线性关系,目标载荷和保压时间对含粉率均有显著影响,且载荷比保压时间对含粉率的影响更显著。     

4种饵料对选育中间养成阶段的凡纳滨对虾投喂效果分析

为了解凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）在选育保种中间养成阶段（约10 ~40g/尾）的营养需求，以同一全同胞家系的凡纳滨对虾为对象，体质量为（10.30±1.61）g，选择配合饲料、软颗粒饲料、虎斑乌贼（Sepia pharaonis）和双齿围沙蚕（Perineresis aibuhitensis）这4种饵料进行60d的投喂试验，在对4种饵料进行营养评价的基础上，研究其对对虾生长、成活，以及消化、生长相关基因表达的影响。结果显示：（1）4种饵料投喂下对虾的特定生长率和成活率从高到低依次为双齿围沙蚕、配合饲料、软颗粒饲料和虎斑乌贼；（2）人工饲料组对虾肝胰腺中消化相关的α-淀粉酶d4基因表达水平显著高于生物饵料组（P<0.05），蛋白酶基因表达趋势同α-淀粉酶d4基因相似，双齿围沙蚕组和软颗粒饲料组的胰脂肪酶基因表达显著高于配合饲料组（P<0.05）。虎斑乌贼组小核核糖核蛋白多肽基因表达显著低于其他饵料组（P<0.05），生物饵料组y+L氨基酸转运载体-2基因表达显著高于人工饲料组（P<0.05）；（3）虎斑乌贼和双齿围沙蚕的氨基酸营养评价相对较高，而配合饲料和双齿围沙蚕的脂肪组成和含量相对更优。研究发现：双齿围沙蚕的营养价值最高，软颗粒饲料最低；4种试验饵料的投喂效果依次为双齿围沙蚕、配合饲料、软颗粒饲料和虎斑乌贼；除蛋白酶基因外，其他基因表达同试验饵料的营养组成和投喂效果一致。     

基于组合模型的玛纳斯河流域农田土壤盐分反演

盐渍化是影响土壤质量和作物生长的重要因素之一，利用遥感技术大面积获取土壤盐分信息具有重大意义。以新疆玛纳斯河流域农田为研究对象，将偏最小二乘回归模型(PLSR)和BP神经网络模型(BPNN)相结合，构建组合模型来反演土壤盐渍化状况。结果表明，与土壤盐分相关性较高且具有代表性的遥感指数为归-化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)和土壤调整植被指数(SAVI)，其相关性系数分别为-0.746、-0.663和-0.733。单项预测模型中偏最小二乘回归模型的预测精度最高，其决定系数(R²)为0.759，均方根误差(RMSE)为3.159。组合模型R²为0.797,RMSE为3.611，其验证精度较单项预测模型有所提高，较PLSR模型提高了0.038，较BPNN提高了0.094。组合模型可更准确地预测出玛纳斯河流域农田土壤盐分空间分布状况。玛纳斯河流域农田土壤盐渍化以轻度和中度盐渍化为主，所占比例达到35.34%和25.66%，与实测结果一致。组合模型较单项模型可以获得更准确的土壤盐分空间分布状况，为新疆玛纳斯河流域农田土壤盐渍化治理和土地资源...     

基于PCA-BPNN的温室番茄果实直径预测模型

[目的]研究温室番茄果实直径变化量的动态预测模型,为番茄所需水肥规律提供数据支持.[方法]选择番茄果实横径为研究对象,以5株番茄果实膨大期的数据建立模型,采用主成分分析法对植物生理生态信息和环境信息进行分析,提取主要成分,以主成分为自变量,输出变量为因变量,建立一个包含空气温度、空气湿度、土壤含水率、叶片温度及果实横径...     

基于CARS-BPNN的江西省土壤有机碳含量高光谱预测

【目的】探讨光谱变量选择及依据土壤类型进行分层校准两种方法对高光谱预测土壤有机碳（SOC）精度的影响。【方法】以江西省为研究区,490个土壤样本为研究对象,对研究区内的所有样本以及不同土壤类型样本分别通过竞争性自适应重加权采样（CARS）算法筛选特征波段,并采用偏最小二乘回归（PLSR）、支持向量机（SVM）、随机森林（RF）、反向传播神经网络（BPNN）4种模型,对比不同土壤类型下SOC在全波段以及CARS算法筛选后特征波段的预测精度。进而,还对比了全局校准和分层校准下SOC在全波段以及CARS算法筛选后特征波段的预测精度。【结果】（1）红壤筛选的特征波段为484、683—714和2 219—2 227 nm,水稻土筛选的特征波段为484、689—702和2 146—2 156 nm。红壤采用CARS-BPNN模型预测效果最佳（R ²=0.82）,较全波段建模验证集R ²提升0.07。水稻土采用CARS-RF模型预测效果最佳（R ²=0.83）,较全波段建模验证集R ²提升0.13。（2）在总体样本上,分层校准相比全局校准精度有所提升。采用CARS-BPNN进行分层校准预测效果最佳（R ²=0.82）,较全局校准验证集R ²提升0.06。【结论】采用CARS-BPNN进行分层校准能够较好地预测江西省土壤有机碳含量,本研究可为其他类似地区预测土壤属性提供科学依据。     

基于高光谱的琯溪蜜柚叶片磷素含量估算模型研究

蜜柚叶片磷素(phosphorus,P)含量是准确诊断和定量评价生长状况的重要指标,为快速、无损、精确地估测磷素含量,需要建立蜜柚叶片磷素含量高光谱估算模型。基于蜜柚叶片高光谱数据和磷素含量实测数据,提取原始光谱及一阶微分光谱特征波段和光谱特征变量,构建单变量估算模型、偏最小二乘回归模型和BP神经网络回归模型,并确定蜜柚叶片磷素含量最佳估算模型。在350～1 050 nm波段,原始光谱和一阶微分光谱与叶片磷素含量在可见光范围内有多波段相关性显著,并出现多个极值。原始光谱敏感波长为549和718 nm,一阶微分的敏感波长为528、703和591 nm。在建立的回归模型中,选择决定系数较高的模型进行精度检验,其中BP神经网络模型的拟合R²(0.775 9)最大,偏最小二乘估算模型的拟合R²(0.749 9)次之。综合建模精度和模型检验精度,确定BP神经网络模型为蜜柚叶片磷含量的最佳估算模型,建模和验证的R²分别为0.71和0.775 9;其次为偏最小二乘估算模型,建模和验证的R²分别为0.64和0.74...     

新疆开都河长身高原鳅的年龄与生长的关系

【目的】研究塔里木河流域开都河长身高原鳅的年龄与生长的关系。【方法】2017～2019年通过对塔里木河流域开都河长身高原鳅的采样观察,运用经典生物学测量方法鉴定年龄,分析其生长性状。【结果】开都河长身高原鳅,年龄均值为3.06±0.11⁺,年龄结构不符合正态分布,优势年龄个体2⁺;体长和体重相关方程为:W=0.013 3L^{2.809 4}(R²=0.745 9);体长和肠长的关系式为: L_I=0.730 L -2.74(R²=0.981 8);长身高原鳅渐进体长L∞=23.75 cm,生产系数k=0.64,W∞=97.42 g,t ₀ = - 0.70,t_i=9.14⁺ ;种群总体(n=139)体长和体重生长方程为:L_t = 23.75 (1-e^{-0.64 (t + 0.7)}) 和W_t= 97.42 (1-e^{-0.64 (t} + 0.7))^{2.809 4}。种群总体成熟系数和丰满度:GSI＝27.20±1.80和K＝0.88±0.26。【结论】塔里木河流域开都河长身高原鳅属于异速生长,适应性较强,生长性状不稳定,在种群动态和渔业生态平衡,起到了一定的作用。     

基于PLS的不同水氮条件下带状套作玉米产量预测

[目的]利用高光谱数据构建一种"高光谱参数-光合色素-产量"模型间接估测套作玉米产量,为带状套作玉米产量无损预测提供技术手段.[方法]以不同年份、地点、品种、处理(氮肥、水分)的田间试验为基础,综合分析带状套作玉米各生育时期及全生育期光合色素参数与冠层高光谱参数和玉米产量的关系,明确玉米产量预测的最佳生育时期及光合色素...     

基于DEM的陕北黄土高原水文相关地形因子的分析研究

水文要素是研究黄土高原水土流失的重要因子,为揭示陕北黄土高原水文地形要素之间的相关规律。基于90 m航天飞机雷达地形测绘使命(Shuttle Radar Topography Mission, SRTM)数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)数据,提取陕北黄土高原相关水文地形因子,包括坡度坡长因子(slope length and slope gradient factor, LS)、地形湿度指数(Topographic Wetness Index, TWI)及沟壑密度,并对三类水文因子进行了相关性分析。地形湿度指数与坡度值采用指数拟效果最好,R²值为0.8168,坡度坡长因子与坡度值采用线性拟合效果最好,R²值为0.993,沟壑密度与坡度值采用多项式拟合效果最好,R²值为0.0604。地形湿度指数与坡度坡长因子采用指数拟效果最好,R²值为0.8385,坡度坡长因子与沟壑密度采用二次多项式拟合效果最好,R²值为0.2077,地形湿度指数与沟壑密度采用多项式拟合效果最好,R²值为0.2801。坡度坡长因子、地形湿度指数、沟壑密度均在一定程度反映了出实际地貌。坡度坡长指数与坡度存在线性显著相关关系。坡度越大地形湿度指数越小。沟壑密度随汇流阈值设置的增大而减小。     

Modeling water and heat transfer in soil-plant-atmosphere continuum applied to maize growth under plastic film mulching

Based on our previous work modeling crop growth (CropSPAC) and water and heat transfer in the soil-plant-atmosphere continuum (SPAC), the model was improved by considering the effect of plastic film mulching applied to field-grown maize in North-west China. In CropSPAC, a single layer canopy model and a multi-layer soil model were adopted to simulate the energy partition between the canopy and water and heat transfer in the soil, respectively. The maize growth module included photosynthesis, growth stage calculation, biomass accumulation, and participation. The CropSPAC model coupled the maize growth module and SPAC water and heat transfer module through leaf area index (LAI), plant height and soil moisture condition in the root zone. The LAI and plant height were calculated from the maize growth module and used as input for the SPAC water and heat transfer module, and the SPAC module output for soil water stress conditions used as an input for maize growth module. We used r_s, the representation of evaporation resistance, instead of the commonly used evaporation resistance r_s0 to reflect the change of latent heat flux of soil evaporation under film mulching as well as the induced change in energy partition. The model was tested in a maize field at Yingke irrigation area in North-west China. Results showed reasonable agreement between the simulations and measurements of LAI, above-ground biomass and soil water content. Compared with the original model, the modified model was more reliable for maize growth simulation under film mulching and showed better accuracy for the LAI (with the coefficient of determination R² = 0.92, the root mean square of error RMSE= 1.23, and the Nush-Suttclife efficiency E_ns = 0.87), the above-ground biomass (with R² = 0.96, RMSE= 7.17 t·ha⁻¹ and E_ns = 0.95) and the soil water content in 0–1 m soil layer (with R² = 0.78, RMSE= 49.44 mm and E_ns = 0.26). Scenarios were considered to simulate the influence of future climate change and film mulching on crop growth, soil water and heat conditions, and crop yield. The simulations indicated that the change of LAI, leaf biomass and yield are negatively correlated with temperature change, but the growing degree-days, evaporation, soil water content and soil temperature are positively correlated with temperature change. With an increase in the ratio of film mulching area, the evaporation will decrease, while the impact of film mulching on crop transpiration is not significant. In general, film mulching is effective in saving water, preserving soil moisture, increasing soil surface temperature, shortening the potential growth period, and increasing the potential yield of maize.