适宜共混速度改善低密度聚乙烯/竹粉复合材料力学与流变性能

该文主要研究共混速度对(low density polyethylene,LDPE)/竹粉木塑复合材料、流变性能和吸水率的影响。采用熔融共混方法制备LDPE/竹粉复合材料,通过旋转流变仪、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)和材料试验机等详细研究了共混速度(40,75和100 r/min)对LDPE/竹粉复合材料的复合材料动态力学性能、形态、吸水率和力学性能的影响。在LDPE/竹粉复合材料,LDPE、增容剂马来酸酐接枝聚乙烯(maleic anhydride grafted polyethylene,MAPE)和竹粉的质量比控制在65∶5∶30。共混温度和时间分别设定为170℃和10 min。结果表明,添加竹粉可有效增强LDPE的力学性能。LDPE/竹粉复合材料的拉伸强度和弯曲强度随着共混速度的增加而呈现下降趋势,但是与纯LDPE相比,LDPE/竹粉复合材料(40 r/min)的拉伸强度和弯曲强度分别增加了28%和115%;弯曲模量从48.45 MPa降低到40.75 MPa。与LDPE相比,LDPE/竹粉复合材料(40 r/min)的弯曲模量最高增加了238%;缺口冲击强度则从12.8 k J/m2提高到18.27 k J/m2,但仍低于纯LDPE。在相同频率下(1.0 Hz),随着共混速度的增加,LDPE/竹粉复合材料的储能模量和复数黏度也逐渐下降,加工性能得到了改善;同时复合材料的吸水率也从0.89%(40 r/min)下降至0.59%(100 r/min)。SEM结果表明,竹粉能均匀分布在LDPE中,提高共混速度使得竹粉表面被大量树脂覆盖,改善了界面性能,使得材料断裂面产生大量的塑性形变,提高了材料韧性和冲击强度。试验结果证实共混速度为100 r/min时,LDPE/竹粉复合材料具有较好的冲击强度和较低的吸水率,这为木塑复合材料力学性能和吸水率的改善提供有意借鉴。     

自动清粪机器人路径规划方法的研究与实现

自动清粪机器人的工作环境复杂,不仅有静态障碍物(如牛栏),且动态障碍物众多(如人和牲畜等)。为此,提出了一种基于行为方法的路径规划法。该方法非常适合于动态环境下机器人的运动规划,其原理简单、计算快捷、容易实现。根据该算法,确立了一套完整的软件系统和设计方案,并在此基础上制造出了样机。经过样机在奶牛养殖场的工作和测试,验证了该方法的实时性、准确性和可操作性。     

Antioxidant effects of chromium supplementation with type 2 diabetes mellitus and euglycemic subjects

To determine the effects of chromium (Cr) supplementations on oxidative stress of type 2 diabetes and euglycemic (EU) subjects, adult having HbA(1C) values of <6.0% (EU), 6.8-8.5% (mildly hyperglycemic, MH), and >8.5% (severely hyperglycemic, SH) were supplemented for 6 months with 1000 microg/day of Cr (as Cr yeast) or with a placebo. In the beginning, the levels of the plasma Cr in the MH and SH groups were 25-30% lower than those of the EU subjects. The values of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and total antioxidative status (TAS) of the MH and SH groups were significantly higher than those of the EU ones. Following supplementations, the levels of plasma TBARS in the Cr groups of MH and SH groups were significantly decreased (the inverse was found in the EU) and showed no significant changes in the placebo group. The levels of plasma TAS in the Cr groups of EU and MH were significantly decreased (the inverse was found in the SH) and showed no significant changes in the placebo group. No significant difference was found in the antioxidant enzyme (superoxide dismutase, glutathione peroxidase, catalase) activities during supplementations. These data suggest that Cr supplementation was an effective treatment strategy to minimize increased oxidative stress in type 2 diabetes mellitus patients whose HbA(1C) level was >8.5%, and the Cr in EU groups might act as a prooxidant.     

传送带式蔬菜移栽机的设计与研究

为解决当前我国蔬菜移栽机存在的结构复杂、配件繁多、操作麻烦且投苗率低及伤苗率高的问题,设计研究了传送带式蔬菜移栽机。该机结构简单、使用方便、工作效率高且对秧苗损伤小,使用时由拖拉机牵引,人工投苗,可实现半自动化移栽。通过更换从动链轮可对株距进行调节,通过调整传送带支架及固定架的数量及其在底盘上的位置可实现移栽行数、行距的改变,从而满足不同地区不同蔬菜的移栽农艺的要求。     

积雪覆盖下土壤热状况及其对气象因素的响应研究

为研究季节性冻土区在积雪覆盖条件下,土壤温度变化趋势及气象因素对土壤热状况的影响,以野外实测试验数据(2013年11月8日—2014年4月28日)为基础,分析裸地、自然降雪、积雪压实和积雪加厚覆盖条件下5、10、20、40、60、100、140 cm深度土壤温度变化特征,采用灰色关联度分析的方法筛选出影响土壤热状况的主要气象因素,进而统计土壤温度与气象因素之间的相关关系。结果表明:积雪的存在阻碍了环境与土壤之间的能量交换,引起土壤温度和土壤冻融过程的差异;随着积雪覆盖深度的增加,土壤的冻融日期会出现延迟现象,土壤温度相对稳定在较高水平,并且地、气之间温差增大;冻融过程中土壤温度变化的主要影响因素为环境温度,积雪覆盖使得气象因素与土壤温度的关联度减弱。     

慢速热解条件下生物炭理化特性分析

生物炭可以作为优质燃料、土壤改良剂以及生物有机肥料等,不同用途的生物炭特性差异较大。为此,针对在慢速热解条件下产生的生物炭特性,如固定碳、热值、比表面积、孔隙等进行分析,得出温度是影响生物炭理化特性最重要参数,升温速率、滞留时间等对各特性也有一定影响。同时,结合目前各种类型热解设备综合比较认为:窑式热解设备适合生产质量不高、固定碳含量较高的生物炭;固定床式热解设备根据加热方式不同可以生产各种生物炭,适应范围较广;移动床式热解设备适合生产固定碳、比表面积较高的生物炭。另外,现有各设备在结构参数、自动控制方面、生物炭冷却方面还有待提高,设计出规模化、自动化的成套设备是未来的发展趋势。     

低温对杂交一代黄瓜幼苗生理特性的影响

对四个黄瓜亲本及其杂交一代（Ｆ１）的生理特性试验研究表明，Ｆ１的相对电导值与双亲的相对电导值呈正相关关系。ＭＤＡ含量在低温处理４８ｈ后上升，７２ｈ后下降，较耐低温亲本的Ｆ１的ＭＤＡ含量低于双亲平均值，不耐低温亲本的Ｆ１的ＭＤＡ含量高于双亲的平均值。２低温处理７２ｈ后ＣＡＴ酶活性下降。ＰＯＤ酶活性上升；ＰＯＤ酶同工酶分析表明，低温处理后酶带数增加，耐低温的Ｆ１酶带增加较多。     

聚光回热式太阳能土壤灭虫除菌装置光热性能

该文针对传统设施农业土壤灭虫除菌过程使用化学消毒法所带来的环境污染和农作物药物残留等问题,提出了新型聚光回热式太阳能土壤灭虫除菌装置,利用太阳能聚光集热技术加热空气进而对农业种植土壤进行高温消毒,同时将土壤所含有机物加热挥发,实现对农业种植土壤的修复,同时处理后的热土壤对进料空气进行预热,提高了装置的热能利用效率。该文介绍了聚光回热式太阳能土壤灭虫除菌装置的工作原理,利用光学仿真软件对装置中复合多曲面聚光器的光学效率进行了计算,基于光学计算结果,对聚光回热式太阳能土壤灭虫除菌装置的光热性能进行了室外试验,测试了装置的空气加热温度和集热效率。结果表明,用于土壤灭虫除菌的热空气在聚光比为3.6,流动速度为1.075 m/s时,装置的集热效率最高,加热后空气温度最高达到了88℃左右,集热效率为65%左右,能够满足农业土壤灭虫除菌所需的温度需求。     

Biochar composites: Emerging trends,field successes and sustainability implications

Engineered biochars are promising candidates in a wide range of environmental applications, including soil fertility improvement, contaminant immobilization, wastewater treatment and in situ carbon sequestration. This review provides a systematic classification of these novel biochar composites and identifies the promising future trends in composite research and application. It is proposed that metals, minerals, layered double hydroxides, carbonaceous nanomaterials and microorganisms enhance the performances of biochars via distinct mechanisms. In this review, four novel trends are identified and assessed critically. Firstly, facile synthesis methods, in particular ball milling and co-pyrolysis, have emerged as popular composite fabrication strategies that are suitable for large-scale applications. Secondly, biochar modification with green materials, such as natural clay minerals and microorganisms, align well with the on-going green and sustainable remediation (GSR) movement. Furthermore, new applications in soil health improvement and climate change mitigation support the realization of United Nation's Sustainable Development Goals (SDGs). Finally, the importance of field studies is getting more attention, since evidence of field success is critically needed before large-scale applications.     

蒜种盒机械投放过程运动学分析与参数优化试验

针对种盒式大蒜播种方案,为检验倾斜输送带式蒜种盒投放方式的可行性,设计了预植蒜种的可降解蒜种盒和输送带式种盒投放试验台。对蒜种盒投放过程进行了运动学分析,建立了蒜种盒运动速度、输送带倾角与投放后相邻蒜种盒间隙等相关参数间的数学模型,明确了蒜种盒投放间隙的影响因素及变化规律。通过蒜种盒投放过程的受力分析,确定了蒜种盒触地后不与地面产生滑动的条件和方法。为了验证理论分析结果和大蒜播种方案的可行性,进行了输送带倾角、行驶速度等单因素试验和正交试验,结果显示,输送带倾角为30°、试验台运动速度为0.75 km/h,投放效果较好。输送带倾角对前后蒜种盒投放后的间隙影响显著,通过优化蒜种盒长度两端尺寸,可有效消除投放后蒜种盒衔接间隙,保持播种株距稳定。