植物工厂自动移栽收获机控制系统的开发与应用

针对植物工厂叶菜车间自动化生产运行的需要,开发了自动移栽收获机控制系统。该系统基于S7-200主从网络控制,利用编码器检测自动移栽收获机动轨、移栽车的位置坐标,利用PLC+变频器控制动轨、移栽车的运行速度和启停定位,利用触摸屏作为上位机进行过程可视化控制。该系统可控制质量大、惯量大的设备有效动作并实现坐标平面内任意一点位置的准确定位。该系统的成功应用实现了植物工厂叶菜车间生产运营的智能化、自动化,对植物工厂在国内继续推广具有重要意义。     

RBF神经网络在洪灾易损性分析中的应用

针对水稻洪灾易损性与多种因素呈复杂的非线性相关问题,通过训练和检验样本的选择、网络程序的构建、神经网络的训练、最佳参数的确定、原始数据的检验等过程,以Matlab为平台建立RBF神经网络洪灾易损性模型,对水稻的洪灾易损性进行模拟,并与AGA-BP网络的训练和检验结果进行对比,以此验证RBF神经网络在洪灾易损性分析中的可行性和有效性。实例分析表明：RBF网络检验样本的平均相对误差是5.428%,比AGA-BP网络（检验样本的平均相对误差是8.652%）精度更高,检验效果更好,对易损性的模拟程度更佳,使洪灾易损性分析结果更加准确、可靠。     

基于RBF神经网络的地下水动态预测

以内蒙古自治区巴彦淖尔市金泉工业园区为例,基于园区B248号长观井2001-2008年的地下水埋深资料,首先建立了地下水埋深RBF神经网络预测模型,而后对该模型的模拟结果作误差分析,并将相应值与BP网络模型进行对比。RBF神经网络模型和BP网络模型的最大相对误差分别为9.88%和19.67%,最大绝对误差分别为0.81和1.56,均方误差分别为0.19和0.98。显然,RBF神经网络具有较高的预测精度和较强的非线性映射能力。用上述训练好的RBF神经网络模型对研究区2009-2013年平水年条件下的地下水埋深进行预测,结果表明,研究区已出现地下水位持续下降的趋势。最后,根据地下水资源保护规划方案,在逐时段压缩地下水开采量10%的情况下,研究区2025年即可恢复到2001年的地下水水位值。     

苏丹草-黑麦草轮作制中施氮量对饲草产量与土壤氮碳积累的影响

利用4年苏丹草与黑麦草轮作种植定位试验研究氮肥用量对饲草产量、饲草氮碳积累及土壤全氮、有机碳的影响。结果表明,随着氮肥用量的增加,4个年度的饲草总产量也随之增加,与N0处理(不施氮肥)相比,N1处理(两季共施N 337.5 kg/hm²)分别增加243.5%,234.0%,153.6%和127.0%,N2处理(两季共施N 675 kg/hm²)分别增加313.1%,339.9%,231.7%和222.8%。增施氮肥可以促进饲草的N、C积累,N1、N2处理的总N、C积累分别比N0处理增加134.7%,261.9%与110.2%,181.5%。轮作体系下,随着苏丹草、黑麦草不断种植,N1、N2处理的土壤全氮均上升,且显著正相关,而N0处理基本稳定;N0、N1、N2处理的土壤有机碳均上升,且显著正相关;与种植前相比,N1、N2处理的土壤C/N变化不大,而N0处理的土壤C/N明显上升。     

一株增香微生物的分离鉴定及其发酵产香条件优化

从14种烟叶表面筛选出一株能够利用烟末发酵产香的菌株GXY35,通过生理生化实验和16S rDNA序列对其进行分析,并用GC/MS对发酵液的香气成分进行分析。结果表明：GXY35分离株属于克雷伯氏杆菌,发酵液中特征香味物质4 乙烯基愈创木酚的含量最高。在单因素试验的基础上通过正交试验,对菌株的发酵条件进行优化。结果表明,最适宜的产香发酵条件为：料液比1∶20,接种量12%,发酵温度37 ℃,发酵时间72 h,pH值7.0。在此条件下,特征香味物质4 乙烯基愈创木酚的含量最高可达0.725 mg·mL-1。     

矿物硅肥与微生物菌剂对水稻吸收积累镉的影响

采用室外盆栽试验和田间随机区组试验相结合的方法,研究基施矿物硅肥、微生物菌剂、矿物硅肥与微生物菌剂组配施用,对湖南地区晚稻成熟期内各部位中Cd的含量及产量的影响。结果表明,在盆栽试验中,与CK相比,微生物菌剂处理对水稻根部、茎鞘、谷壳和糙米中Cd含量的抑制效果最佳,降低幅度分别为46.19%、52.46%、38.39%和55.31%,而矿物硅肥处理对叶片中Cd含量的抑制效果最佳,降低幅度为54.39%;在田间随机区组试验中,与CK相比,矿物硅肥处理对水稻根部、茎鞘和叶片中Cd含量的抑制效果最佳,降低幅度分别为73.91%、71.28%和76.77%,而微生物菌剂处理对谷壳和糙米中Cd含量的抑制效果最佳,降低幅度分别为65.52%和69.57%。对于轻度污染土壤,施用三种改良剂后,糙米中Cd含量明显降低,分别为0.09、0.07、0.12 mg·kg~(-1),均能达到国家食品卫生标准(Cd0.2 mg·kg~(-1));水稻产量方面,施用改良剂均能使水稻增产,其中以矿物硅肥+微生物菌剂组配处理的效果最为显著,在盆栽试验和田间随机区组试验中,分别比对照增产28.06%和31.1%。     

基于ADAMS水平圆旋振筛振幅影响因子

通过对旋振筛进行受力分析,利用CATIA和ADAMS建立参数化的旋振筛模型;然后通过对振动电机转速,激振块质量、夹角以及振动体质心位置等参数进行仿真,求出旋振筛振幅的影响因子.结果表明,激振块质量对旋振筛振幅影响最大,而激振块夹角、振动体质心位置、振动电机转速对振幅的影响次之.     

黄河淤区土壤质量及土地适宜性分析

为了实现黄河淤区土地的合理有效使用,采用抽样调查方法对河南黄河南岸郑州至兰考段的放淤区进行了土地适宜性分析。结果表明:淤区土壤养分供应能力极差,并且土壤质地偏砂,土体构型不良,黏粒及有机质含量很低,其中,10个样点有机质含量为2.06～6.96g/kg,土壤速效氮含量为13.97～27.94mg/kg,也处于极低水平,使得农业生产力低、土壤保水保肥性差,而且容易引起周边地下和地表水体富营养化。该区土地适宜发展林业,可防止水土流失、土壤退化和地下水污染,而且能更好地发挥其生态系统服务功能。     

扬州市耕地土壤pH值30年演变及其驱动因子

【目的】土壤pH值是衡量耕地质量的重要指标,开展江苏省扬州市30年来种植制度、耕作制度、施肥、降雨等对耕地土壤酸化影响的研究,为预测和控制土壤酸化提供科学依据。【方法】调查了1984年、1994年、2005年、2014年四个时期耕地土壤pH、成土母质、土壤类型、土壤有机质含量,以及各时期的耕作制度、种植制度、降雨量和施用化肥品种和数量。数据来源于1984年第二次土壤普查的农化样点（4107个）、1994年的土壤普查点（2862个）、2005年土壤养分调查点（4018个）、2014年土壤养分调查点（6009个）,共16996个。参照《中国土壤》对我国土壤酸碱度分级指标将扬州市耕地土壤pH分为5级,分别为Ⅰ级（ 7.5）、Ⅱ级（6.5~7.5）、Ⅲ级（5.5~6.5）、Ⅳ级（4.5~5.5）、Ⅴ级（ 4.5）。应用地统计学中克里格法（Kriging）和相关的统计学方法,用ArcGIS10.1、SPSS19等软件进行了数据统计分析。【结果】扬州市1984年、1994年、2005年、2014年土壤pH平均分别为7.51（4107个）、7.07（2862个）、6.83（4018个）、6.74（6009个）;1984~2014年四个时期土壤pH空间分布格局基本不变,即里下河地区 沿江圩区 通南高沙土区 丘陵地区。1984、1994年和2005年,土壤pH以Ⅰ级、Ⅱ级为主,1984年占总面积的90%以上,1994年和2005年占总面积的75%以上;2014年土壤pH空间分布以Ⅱ级、Ⅲ级水平为主,占总面积的65.7%。30年间,土壤pH值下降0~1个单位的面积占总面积的47.2%,下降大于1个单位的面积占总面积的39.3%。前20年土壤pH值下降严重,下降了0~2个单位的面积占80%以上。30年间不同成土母质、土壤类型的整体土壤pH值呈下降趋势,分别下降0.9、0.8个单位;土壤有机质含量的变化与土壤pH变化呈负相关关系,30年间土壤有机质含量平均上升了6.01 g/kg,是土壤pH整体呈下降趋势的原因之一;30年间扬州市降水pH值整体呈下降趋势,其中丘陵、沿江地区下降最快,与丘陵、沿江地区土壤pH下降较快是一致的;30年间化肥投入量与土壤pH变化呈高度的负相关,2005年化肥投入量约505300吨,比1984年化肥投入量增加了2.42倍;2005~2014年化肥投入量呈稳定趋势,与30年土壤pH变化趋势是一致的;种植大棚蔬菜的田块土壤pH平均值比周边种植稻麦田块下降1.5~2个单位,表明土地利用类型改变也会影响土壤pH值。【结论】扬州市耕地土壤pH值30年间持续下降,前20年下降幅度较大,后10年渐趋稳定。影响土壤pH值空间分布因子主要有成土母质、土壤类型、土壤有机质含量;影响土壤pH时间分布因子主要有酸雨、施肥及土地利用类型,其中酸雨、施肥是导致土壤酸化的主要驱动因子。     

湖南矿区县域耕地重金属污染空间特征及潜在风险评价

运用单因子指数法和潜在生态危害指数法,借助GIS技术,对研究区耕地土壤Cd、Cr、Pb、As和Hg的污染状况进行了评价和预警。单因子指数评价结果显示,研究区各重金属的污染指数大小依次为CdAsHgCrPb;潜在生态风险评价结果显示,研究区各重金属单项潜在生态风险系数大小依次为:CdHgAsPbCr,其中八团乡和高垅镇的Cd污染风险相对较大;研究区耕地土壤重金属的综合潜在生态风险程度中等,各个乡镇的综合潜在生态风险指数从大到小依次为:高垅镇八团乡潞水镇思聪乡平水镇严塘镇秩堂镇腰陂镇火田镇洣江乡虎踞镇下东乡;综合潜在生态风险预警结果显示,巨警区主要集中在高垅镇、八团乡、潞水镇、平水镇、思聪乡以及桃坑乡。研究结果可为研究区域的重金属污染综合防控和农业安全生产布局提供科学依据。