气扰刺激与波谱光源耦合作用下蝗虫的诱导捕集试验

灾害蝗虫光电诱导捕集技术中,致使蝗虫产生良好趋光效率的诱导光源是获取该技术高效应用的关键。为给诱导光源的研制提供最优设计参数,利用自行设计的发光二极管(light emitting diode,LED)阵列波谱光源与光电诱导蝗虫滑移捕集机分别进行了蝗虫趋光行为的对比试验和诱导捕集试验。结果表明:与其他诱导光源相比较,蓝色(465 nm)波谱光源和白色(395~720 nm)波谱光源均能促使蝗虫产生较为明确的趋向选择行为且具有相对较高的趋向运动速度,最终诱使较多的蝗虫集聚于诱导光源区域;气扰刺激能够激发处于栖息状态蝗虫的生理活性,促使蝗虫对波谱光源产生较强的趋向行为并表现出较高的趋向运动速度。气扰刺激与波谱光源的耦合作用可使蝗虫的趋光行为同时具有明确的方向选择性、较强的趋向运动持续性和较高的趋向运动速度,能够显著提高波谱光源对灾害蝗虫的诱导率,并能提高光电诱导蝗虫滑移捕集机对灾害蝗虫的捕集效率和捕集总量。研究结果为光电诱导蝗虫捕集技术中诱导光源的研制提供了设计参数方面的参考。     

光温耦合效应对蝗虫趋光增益的影响（英）

为给蝗虫灾害光电诱导捕集治理技术中蝗虫趋光增益性热源温度参数的确定及光温耦合调控效应的有效实施提供技术支持,该文利用LED光源、温控加热装置和行为反应试验装置,采用对比试验法进行蝗虫趋光增益性热源温度的优选,探讨光温耦合效应与环境温度作用对蝗虫趋光增益行为影响的机理。结果显示：热源温度高低、光谱色光照、环境温度及蝗虫昼行夜伏性活动规律影响夜间蝗虫对光温耦合效应的选择,热源温度于蝗虫的趋光响应具有增益效应,其中以65℃热源温度于蝗虫的趋光增益作用最佳;同一时间段内,蝗虫对紫光与65℃热源温度耦合效应的选择最优;热源温度对蝗虫的光温诱导起增益群集作用,而光谱色光照对蝗虫诱导起主要作用。该项目的开展对于蝗虫光电诱导捕集机械化技术中在确定温度增益调控参数以及诱导区域内光温耦合效应对蝗虫诱导率的评估可提供实践指导参考。     

蝗虫对光谱光照特性趋光反应的对比及数学分析

为给蝗虫灾害光电诱导机械化捕集技术中诱导光源光照参数的选取及设计提供技术支持,该文利用LED光源和自制的行为反应试验装置采用对比试验法,进行了蝗虫趋光选择最佳的光谱优选,并测试了蝗虫趋光行为反应的光照阈值,探讨了不同光谱和光照度对蝗虫趋光行为影响的机理。结果显示：相同光照度条件下,蝗虫对紫光（405?nm）的内在趋光反应率最高,对紫绿蓝（520+465+405?nm）组合光的反应次之;蝗虫对紫（405?nm）、绿（520?nm）、蓝（465?nm）及组合光的趋光反应率数学模型求解表明,蝗虫对不同光谱的趋光反应存在最高趋光光照度值和最低灵敏光照度值,其中紫光对二者的光照度最低;蝗虫的趋光响应受光谱和光照度的影响,在绿、紫、蓝光谱组合的光照度值内提高光照强度可达到蝗虫对紫光反应的逼近效果。     

光振耦合对蝗虫趋光响应驱动增效效应的影响及测定

依据蝗虫趋光机理和振动惊吓蝗虫反应特性,利用LED光源、振动激发设备和蝗虫行为试验装置,进行了蝗虫对光振耦合和光谱光照趋光响应的对比测定。结果显示:光谱光照和振动的耦合效应对蝗虫趋光产生了推拉驱动激发效果,振动刺激驱动增效了蝗虫趋光响应的程度,并增益了蝗虫趋光响应的实现,而光谱光照决定了蝗虫的趋光诱导效果;光谱光照和振动刺激蝗虫不同感受器引发蝗虫神经生理敏感反应的差别,导致振动频率50Hz、振动400ms而间歇停止1s、较高激振力的循环振动模式与紫光耦合激发蝗虫趋光响应强度和增效程度较佳;光振耦合效应激发蝗虫,会导致蝗虫产生有利于趋光的生理效应,且光振能量越强,对蝗虫趋光生理反应的初始激发效应也越强;蝗虫对光振刺激敏感反应点的差异性、光振传播的衰减性、蝗虫对光振刺激的敏感选择调谐性等,影响光振耦合对蝗虫趋光激发的增效程度。因此,在蝗虫趋光有效的光照范围内,通过利用振动惊吓蝗虫反应的强度门限值与振动激发蝗虫趋光最佳的调控模式的组合,来实施逐步移动逼近式的调控性振动激发,可满足振动激发蝗虫趋光增效的技术需求,进而为蝗虫光电诱导物理捕集设备的研制和实施提供了技术支撑。     

灾害蝗虫附着系统爪尖的剪切强度测算

蝗虫爪尖能够形成用于稳固附着的机械锁合,抑制蝗虫在捕集滑板表面的滑移行为。为获取用于蝗虫捕集滑板研制的爪尖强度信息,利用自行设计的昆虫微力测试系统测试了蝗虫前足、中足、后足爪尖的剪切力;采用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)分析了蝗虫爪尖及其断裂面的微形貌结构与几何特征,计算了爪尖断裂面的截面积,并据此测算了蝗虫爪尖的剪切强度。结果表明爪尖的剪切力介于197.4~243.6 mN,其中前足爪尖的剪切力最大,后足居中,中足最小;爪尖断裂面表现出层状的复合结构且具有显著不同的截面积(10 847.6~13 908.5μm2);测算结果表明蝗虫爪尖的剪切强度介于14.2~22.5 MPa。该研究可为研制具有良好滑移功能蝗虫捕集滑板提供参考,并可促进灾害蝗虫光电诱导滑移捕集技术的发展。     

气吸式蝗虫捕集技术的发展与蝗虫的养殖利用

蝗虫营养成分含量高，用途广泛，是一种很好的昆虫资源，在食用、药用、饲用等方面均有利用价值；气吸式蝗虫捕集技术在蝗虫灾害的防治和蝗虫资源的无害化捕集利用中起到重要的作用，通过对4种不同结构形式的蝗虫吸捕机的结构形式和作业特点的对比分析，找出了各自的优点和不足之处并提出了一些改进的建议，分析了每种机型所适用的作业范围。随着对蝗虫资源需求量的增大，蝗虫的网棚养殖技术也逐渐兴起、养殖规模不断扩大，通过对上述蝗虫吸捕机的分析研究，为研制一种适合于网棚内使用的小型、轻便的蝗虫吸捕机提供了参考依据。     

致灾农业昆虫捕集滑板表面结构仿生构建与性能验证

致灾农业昆虫光电诱导滑移捕集技术中,致使昆虫产生良好滑移行为的捕集滑板是获取该技术高效应用的关键。红瓶猪笼草(Nepenthes alata)叶笼滑移区依靠特殊形貌对昆虫附着系统表现出显著滑移功能,为致灾农业昆虫捕集滑板的研制提供了仿生原型。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)与三维白光形貌干涉仪(scanning white light interferometer,SWLI)对滑移区表面微形貌进行观测分析并获取三维结构参数,据此构建了致灾农业昆虫捕集滑板表面结构的仿生模型;采用激光微纳加工技术和高压静电吸附技术实现捕集滑板的仿生制备。为验证仿生制备致灾农业昆虫捕集滑板功效,测试了蝗虫(Locusta migratoria manilensis)在捕集滑板和仿生原型的附着力,结果分别为(402.9±26.1)m N和(361.9±25.5)m N,相近的附着力预示研制的致灾农业昆虫捕集滑板具有与仿生原型类似的性能。     

DTC类重金属捕集剂对猪场废水中Cu、Zn的去除试验研究

通过黄原酸化反应将二硫代氨基甲酸(DTC)基团引入至壳聚糖,制备DTC类重金属捕集剂,用以去除猪场废水Cu、Zn。结果表明,DTC类重金属捕集剂对Cu、Zn的捕集性能受废水初始p H值和捕集剂投加量的影响,p H值有一个适宜范围,即p H 3.0~5.0;随着捕集剂投加量的增加,去除效果逐渐增加,但增加速率逐渐减缓。捕集剂性能受进水Cu、Zn浓度以及废水温度的干扰不很明显。在废水p H值5.0,捕集剂投加量2.0 g·L-1(废水),初始Cu、Zn浓度25~200 mg·L-1时,捕集剂对Cu、Zn的去除率可达到99%以上,且处理后Cu、Zn浓度低于污水综合排放标准(GB 8978—1996)一级标准限值规定。DTC类重金属捕集剂对Cu、Zn的等温吸附特征可用Langmuir方程进行拟合,其吸附平衡时间约为20 min左右。     

蛋种鸡对本交笼产蛋窝内光环境的偏好性选择

产蛋窝是种鸡表达行为需求的必要福利设施,为明确本交笼养模式下种鸡对产蛋窝内部光环境相关设计参数的需求,探究种鸡对产蛋窝内部LED光环境的偏好性选择,该研究采用窝内蛋比例、产蛋行为与竞争行为作为评价产蛋窝使用效果的指标,选择LED白光（400～700 nm）、LED红光（585～690 nm）、LED蓝光（460～490 nm）3种光色作为诱导光源,每种光色设置2种不同的光照强度（5 lx、30 lx）,对照组为无光源诱导组,对比7个试验组产蛋窝使用效果。结果表明,产蛋窝内设置30 lx的LED白光与蓝光时,窝内蛋比例显著高于其他试验组（P<0.05）,在33周龄时,窝内蛋比例可达91.5%±3.4%、93.2%±4.5%。30 lx的LED白光与蓝光组鸡只的打斗行为与排挤行为频次显著高于其他试验组（P<0.05）,30 lx的LED红光组鸡只啄羽行为频次显著高于其他试验组（P<0.05）。竞争行为频次随时间分布的趋势与产蛋数量随时间分布趋势一致,产蛋数量与竞争行为频次主要集中在开灯后的第2～5小时,开灯后第3和第4小时为产蛋高峰。鸡只更偏好于30 lx的LED白光与蓝光作为产蛋窝内诱导环境,在该刺激下鸡只的产蛋行为可较好地表达,产蛋窝利用率更高。     

柴油机颗粒捕集器再生温度预测模型

柴油机颗粒捕集器在再生阶段的温度预测问题直接与后处理系统甚至整车的经济性、安全性相关。该文采用仿真分析计算与发动机试验验证相结合的方式,对柴油机颗粒捕集器在再生阶段的温度特性及其影响因素进行分析。首先运用GT-Power软件对后处理系统进行建模,并分析了不同再生目标温度对再生效率的影响以及不同碳载量对稳态再生温度的影响。仿真结果表明：较高的再生目标温度有助于降低单位质量颗粒物的再生油耗,当再生目标温度为500 ℃时,单位质量颗粒物的再生油耗为372.7 g,当目标温度提高到700 ℃时该值降低至3.8g,但当目标温度达到600 ℃以上,再生目标温度对单位质量颗粒物再生油耗的改善效果不明显;当碳载量超过46 g（12.7 g/L）再生时,颗粒捕集器内部温度超过800 ℃,颗粒捕集器出现烧蚀失效的风险较高,因此应当限制触发再生的碳载量限值。在仿真计算结果的基础上,运用发动机台架试验对再生温度特性进行测试验证,试验结果与仿真结果较吻合,结果表明,该温度预测模型可对颗粒捕集器再生阶段的温度分布、再生油耗及最高温度等进行预测,对提高再生阶段燃油经济性,降低颗粒捕集器的烧蚀失效风险,具有重要的指导意义。     

基于模糊模式的蝗虫图像识别方法

蝗灾是中国农业病虫害防治的重点,采用低空机载蝗虫预警系统技术,对拍摄图像中蝗虫识别和计数,实现蝗虫监测,可以弥补蝗虫地面人工监测的不足。以广东省清远市英德区域农田为试验区,采用数码相机采集蝗虫图像,对蝗虫区域和背景的RGB分量平均值进行对比分析,选用超G绝对值法进行灰度转换,实现蝗虫与背景分离。通过面积统计对比,确定单个蝗虫的面积和周长特征,建立单个蝗虫模糊集和粘连重叠蝗虫区域模糊集,采用最大隶属度原则可以判定蝗虫连通区域为单个蝗虫或是存在图像粘连重叠。用模糊识别方法对单个和粘连重叠的区域分别计算数量,准     

水稻灌浆期群体光能截获与利用分析

对直立穗型和弯曲穗型水稻品种灌浆期群体光能截获与利用情况测定分析的结果表明:不同穗型水稻群体的光截获在南北行向上存在明显差异,东西行向差异不显著;直立穗型南北行向群体光垂直递减率明显小于弯曲穗型,但漏光损失较多;各群体的冠层光反射均随水稻生育期的发展而增大,品种之间差异明显;各群体的地表漏射在行向间差异明显,品种间差异不大。     

LED灭虫灯诱杀害虫的应用

研究了一种基于LED的温室环保杀虫灯,并做了关于不同光强、不同颜色LED灯杀虫效果以及与黄板杀虫效果的比对实验,效果良好,可以提高防治效果、降低防治成本。     

间接地下滴灌土壤湿润体特征参数

该文将恒定水头钻孔积水入渗求解土壤饱和导水率的稳态原理用于定量化求解间接地下滴灌技术中与任意导水装置尺寸相匹配的滴头流量,并以计算的技术参数为基础,研究了间接地下滴灌水分运移过程中的土壤湿润体特征参数。研究结果表明,用于描述恒定水头钻孔积水入渗法求解土壤饱和导水率的稳态模型能够较好地设计与不同类型土壤和导水装置尺寸相匹配的适宜滴头流量。间接地下滴灌灌水过程中,从零开始逐渐增大并趋于稳定的积水深度加速了水分在垂直方向的运移,缩小了横向湿润距离和垂向湿润距离之间的差异,但变化的积水深度对湿润锋在垂直方向向上和向下的运移速率影响不大,使湿润体形状表现为扁率不断减小的椭球体,且椭球体对称轴分布在靠近导水装置底部的位置。湿润锋最大湿润距离和湿润体体积是灌水时间的函数,湿润体内平均体积含水率增量与灌水时间关系不大,保持为一定值。湿润体体积和湿润体内平均体积含水率增量不仅与土壤类型有关,还与导水装置参数和滴头流量的不同组合有关。     

Effect of Adding Different Dietary Fiber Sources on Farinographic Parameters of Wheat Flour

Breadmaking is a complex process that involves a series of parameters that must be controlled. Rheological measurements are often used to predict the behavior of wheat dough during processing and the quality of the final product. There are many different dietary fiber sources that can be used to enhance the nutritional quality of bread. However, they will affect processing and final product quality. Response surface methodology (RSM) was employed to study the effects of adding different dietary fiber sources (wheat bran, resistant starch, and locust bean gum) on farinographic parameters of wheat flour. The experiments were conducted according to a 2³ central composite rotational design (CCRD). With the experimental results or responses (farinographic parameters), the effect of each variable was calculated and the interactions between them were determined. Models that explain the effects of the different fiber sources on water absorption, arrival time, dough development time, and mixing tolerance index of wheat flour were established. The fiber sources interacted for some of the parameters analyzed, demonstrating that if two or more sources of dietary fiber are present in the mix, they might act different to what would be expected of the sum of them. It was also noticed that for most parameters, wheat bran and locust bean gum had a greater influence on farinographic parameters than resistant starch. The simultaneous presence of the three fibers, within the ranges studied, contributed to an increase in water absorption, arrival time, and mixing tolerance index, and to a reduction in departure time and dough stability.     

厄尔尼诺、拉尼娜事件及太阳活动对河北省夏蝗大发生的影响分析

利用灾变规律的关键时方法分析了厄尔尼诺(El Nino)、拉尼娜(La Nina)事件和太阳活动与河北省沿海型蝗区和淀洼型蝗区夏蝗大发生的关系。结果发现,El Nino、La Nina灾异事件不会促使河北省两类生态类型区夏蝗大发生,El Nino和La Nina事件对飞蝗大发生的影响主要是导致蝗区的天气气候产生异常。太阳活动对河北省两种生态类型区夏蝗大发生的影响也不明显,但在太阳黑子数峰值年时两种生态类型区夏蝗发生的情况存在差异。