1LFT-555型液压翻转栅条犁的设计与试验

针对当前农业生产需求及147kW以上拖拉机配套液压翻转犁依赖进口的现状,研制了1LFT-555型液压翻转栅条犁。该机翻转可靠性高,操作简单,主犁体采用栅条式结构,翻垡覆盖效果好,耕作阻力小。田间试验结果表明:该机和不同功率及多种轮距的拖拉机配套使用,作业速度可达10.8km/h,犁耕作业效果好,在棉花地和水稻地的耕深稳定性系数及耕宽稳定性系数均达到了95%以上,在棉花地的碎土率也达到了90%以上。该机各项性能指标达到国家有关标准的要求,为147kW以上拖拉机提供了配套犁耕机具。     

往复式双夹持装置的木薯收获机的研制

目前,我国普遍采用的木薯收获方式为人工收获,劳动生产率低、工作环境差且经济效益低下,而国外的木薯收获机普遍不适应于我国南方的粘性土壤,存在木薯损失率高且土壤分离不彻底的问题。查阅资料得知,挖拔式木薯收获机十分适应我国南方的木薯种植环境,可减少木薯损失,促进木薯与土壤的分离。为此,利用UG设计了一款挖拔式木薯收获机,利用Adams软件对机器进行仿真分析得出多组数据,并使用MatLab对这些数据进行处理,以根据运动关系确定关键零件参数,使其可以与目前市面上的拖拉机匹配,实现高效低能耗收获木薯的目的。     

栅条式清杂装置机理分析与优化试验

残膜清杂是残膜回收的重要环节,现有机型的清杂装置存在清杂效果差及工作不可靠的缺点。为此,结合夹指链式残膜回收装置的改进设计与试验,提出了一种基于倾斜栅条的清杂装置。通过对该装置清杂机理进行分析,采用Box-Behnken响应面试验设计方法建立起清杂率与栅条间距b、栅条角度α、栅条长度L间的二次回归模型。通过分析模型响应曲面,寻得最优方案,确立了栅条式清杂装置的结构与尺寸。田间试验表明:当栅条间距为75mm、栅条角度为51°、栅条长度为870mm时,清杂率达85.35%。由此证明了优化方案的可行性,可为相关残膜清杂装置的研究提供理论依据。     

Improving Drought Tolerance of Rice by Designed QTL Pyramiding

Drought is the most important factor limiting rice yields in the rainfed areas of Asia. To overcome the problem, we developed a new strategy ＇designed QTL pyramiding＇ to more efficiently develop drought tolerant （DT） rice cultivars. In the first phase of this strategy, we developed large numbers of introgression lines （ILs） in elite backgrounds using backcross （BC） breeding, each of which carries multiple genomic segments for improved DT from a known donor. Then, we genotyped all ILs with SSR markers to track the genomewide pattern of introgression in the DT ILs of 16 BC populations derived from crosses between 2 recipients （IR64 and Teqing） and four different donors. X^2 tests and linkage disequilibrium analyses of introgression in the DT ILs revealed significant frequency shifts at many loci across the genome and non-random associations at the multilocus level as a result of selection for DT in the ILs, which led us to the discovery of putative genetic networks underlying DT in the ILs. The networks each containing all DT loci detected in ILs from a BC population showed some interesting features.     

A Simple and Reliable Assay for Detecting Specific Nucleotide Sequences in Plants Using Optical Thin-film Biosensor Chips

Here we report the adaptation and optimization of an efficient, accurate and inexpensive assay that employs custom-designed silicon-based optical thin-film biosensor chips to detect unique transgenes in genetically modified （GM） crops and SN-P markers in model plant genomes. Briefly, aldehyde-attached sequence-specific singlestranded oligonucleotide probes are arrayed and covalently attached to a hydrazine-derivatized biosensor chip surface. Unique DNA sequences （or genes） are detected by hybridizing biotinylated PCR amplicons of the DNA sequences to probes on the chip surface. In the SN-P assay, target sequences （PCR amplicons） are hybridized in the presence of a mixture of biotinylated detector probes and a thermostable DNA ligase. Only perfect matches between the probe and target sequences, but not those with even a single nucleotide mismatch, can be covalently fixed on the chip surface. In both cases, the presence of specific target sequences is siL, nified by a color change on the chip surface （gold to blue/purple） after brief incubation with an anti-biotin IgG horseradish peroxidase （HRP） to generate a precipitable product from an HRP substrate.     

聚氨酯木材胶粘剂的研究(Ⅰ)--化学组成对粘接力学性能的影响

以多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）和聚醚多元醇为原料合成了一种单组分、室温湿固化的端异氰酸酯聚氨酯胶粘剂。本研究考察了物料的化学组成对胶粘剂粘接木材的力学性能产生的影响。实验表明,与改性二苯基二异氰酸酯（MDI）相比,PAPI合成的胶粘剂对木材粘接干压剪强度提高了60％;将相对分子质量（Mw）为800、1000和2000的聚氧化乙烯二醇（PED）、Mw为300和3000的聚氧化丙烯三醇（N303和N330）以及聚四氢呋喃一氧化丙烯二醇（NG220）按优化的比例复合使用,以改性胺和有机锡复合催化,可有效提高粘接木材的干和湿压剪强度、固化速率以及木破率。Fr-IR光谱证实聚醚多元醇的-OH与PAPI的-NCO反应生成了氨基甲酸酯（-NHCOO-）,但N—H和G=O均以氢键形式存在。     

CO2浓度升高和磷素亏缺对黑麦草气孔特征及气体交换参数的影响

为深入理解未来大气CO2浓度升高背景下草地生态系统结构与功能响应土壤磷亏缺的潜在机理,该研究利用可精准控制CO2浓度的大型人工气候室,探讨了正常CO2浓度400 μmol/mol、升高CO2浓度800 μmol/mol和磷素供应水平（0.004、0.012、0.02、0.06、0.1和0.5 mmol/L）对黑麦草气孔特征及其气体交换过程的影响。结果表明,CO2浓度升高使供磷水平0.1和0.5 mmol/L的气孔密度增加约35%（P=0.012）和25%（P<0.001）,但却减小气孔开度13%（P=0.002）和12%（P=0.005）,且导致供磷水平为0.06 mmol/L的黑麦草气孔分布更加规则。同时,CO2浓度升高还导致供磷水平0.1和0.5 mmol/L的净光合速率显著增加8.6%（P=0.002）和15.8%（P<0.001）,从而提高黑麦草的水分利用效率。另外,不同供磷水平明显改变了植株生物量及其分配,且高浓度CO2对较高磷水平时地上生长产生更强的施肥效应。研究结果将为深入理解草地生态系统对大气CO2浓度升高和土壤磷素亏缺的响应机理提供理论依据和数据支撑。     

混流式水轮机叶道空化涡诱发高振幅压力脉动特性

混流式水轮机部分负荷叶道空化涡不稳定特性已成为制约水电与其他可再生能源多能互补发展、扩大水轮机稳定运行范围急需研究的技术难题。该研究以HL702低水头混流式模型水轮机为研究对象,通过非稳态数值模拟技术及涡流可视化试验,对部分负荷工况下的叶道空化涡不稳定涡流演化及压力脉动特性展开研究。结果表明,叶道空化涡在水轮机转轮内为一个体积周期性变化的动态过程,其涡结构脉动主频为转轮转频的1.1倍。叶道空化涡诱发时,水轮机转轮叶片压力面和吸力面均捕捉到与涡结构频率相同的压力脉动信号。叶道空化涡体积的变化主要发生在转轮叶片背面出水边与下环交界附近,引起压力脉动幅值的局部放大。进一步分析发现,叶道空化涡发生工况下水轮机内部的瞬时压力脉动信号与空泡体积加速度成正比,表明涡流演化是引起压力脉动幅值上升的重要原因。研究进一步阐明了部分负荷工况叶道空化涡的演化特征,揭示了涡流诱发不稳定高振幅压力脉动的内在机制。     

功率输入模式对浆果微波加热均匀性的影响

提高干燥均匀性是微波技术在食品、农产品热加工研究的重要问题。为分析微波功率输入模式对浆状食品物料的温度及水分均匀性影响,以浆果果浆为高水分、高黏度、富含热敏性成分代表性物料,引入温度离散值（VT）、水分离散值（VM）、热区分布值（HTD）、温度对比值（CON）指标表征加热均匀性,解析连续和间歇变功率输入模式对浆果微波加热均匀性影响的原因。结果表明：在微波输入功率为800 W的微波加热过程中,果浆中依次出现缓慢升温（I）、温度稳定（II）和快速升温（III）3个阶段,其中温度离散值与热区分布值在升温区增加、在温度稳定区降低;水分离散值持续上升,温度对比值增大至温度稳定区、在快速升温区减小;在浆果微波干燥后期,果浆料层内冷、热点间温度差引起不均匀性减弱。微波在浆果物料边角产生过热效应是引起加热不均匀性主要原因。间歇变功率微波加热工艺可以改善均匀性,随功率转换点的减小,果浆温度离散值、水分离散值、和热区分布值的均匀度改善率增大;微波功率比的减小可提高加热均匀度,但当微波功率比低于0.5时会导致加热效率低;间歇时间的增大可以进一步提高果浆均匀度改善率,但间歇时间超过8 min后对果浆均匀度的改善程度减缓;选用微波功率转换点为第Ⅱ、Ⅲ阶段交界、微波功率比0.5、间歇时间8 min更利于提高加热均匀性与加热效率。研究结果为浆果类物料微波加热均匀性的评价提供数学模型,优化得到的变功率输入参数为提高浆果果浆的微波干燥均匀性提供技术参考。     

融合2D-3D卷积特征识别哺乳母猪姿态转换

母猪姿态转换影响仔猪存活率,且动作幅度与持续时间存在差异,准确识别难度大。该研究提出一种融合2D-3D卷积特征的卷积网络(2D+3D-CNet,2D+3D Convolutional Network)识别深度图像母猪姿态转换。以视频段为输入,引入注意力机制SE模块和3D空洞卷积,以提升3D卷积网络姿态转换的时空特征提取能力,用2D卷积提取母猪的空间特征;经特征融合后,动作识别分支输出母猪转换概率,姿态分类分支输出4类姿态概率,结合这两个输出结果识别8类姿态转换,减少了人工标注数据集的工作量;最后设计动作分数,优化母猪姿态转换的时间定位。在测试集上,2D+3D-CNet姿态转换识别精度为97.95%、召回率为91.67%、测试速度为14.39帧/s,精度、召回率和时间定位精度均高于YOWO、FRCNN-HMM和MOC-D方法。该研究结果实现了母猪姿态转换高精度识别。