嫁接幼苗正压气流导向方法及参数优化

负压吸附把持手具有对幼苗苗径变化适应性强、减少幼苗把持损伤的优点,但其难以实现对弯曲幼苗的自动吸附把持。针对上述问题,该研究提出了一种利用正压气流对弯曲幼苗进行导向的作业方法。以常见嫁接用黄瓜幼苗为代表进行研究,考察正压气流对纤细幼苗导向效果。首先进行了弯曲应力测定,结果表明,对于长轴平均直径为（1.82±0.07）mm、短轴平均直径为（1.47±0.02）mm的黄瓜幼苗在10 mm长度上矫正5 mm弯曲偏差时所需最大弯曲力平均值为（0.082±0.005）N;针对黄瓜幼苗进行了单管正压气流导向试验并进行高速摄影记录,结果表明,当正压气管内径为4 mm,负压把持手吸嘴口与正压气管口间距为25～30 mm,导向气压为0.3 MPa时,导向成功率为93.3%;为改善导向效果,对黄瓜幼苗进行双管正压气流导向试验,结果表明,在正压气管内径4 mm条件下,当负压把持手吸嘴口与正压气管口间距为20～25mm、导向气压为0.3 MPa时,黄瓜幼苗导向成功率为100%。该研究结果可为基于气力导向方法的幼苗把持作业提供技术参考。     

基于计量经济模型的中国耕地数量变化政策与资产因素分析(简报)

耕地保护是中国土地管理科学中的难点之一,科学辨识其驱动因子具有重要的现实意义。该文在假设其他影响因子不变的情况下,构建了基于资源－资产－政策理念的土地利用概念模型,采用计量经济面板数据方法,以中国国家尺度及东中西部区域尺度上1998～2002年耕地变化过程为例证,重点对土地资产－政策因子进行研究。结果表明：1)在国家尺度上,增强土地政策管理力度、降低农用地增值收益倍数（提升失地农民保障水平）,增加耕地投入水平有助于耕地保护;化肥施用量的增加将会造成耕地减少;农业总产值比重、种植业生产水平及农户经营耕地面积没有显著的解释效用;2)在区域尺度上,提升耕地保护政策贯彻力度、提高被征地农户补偿水平、增加耕地投入均有利于耕地保护;东部地区农业总产值比重的降低、西部地区灌溉面积适量减少对耕地保护起到了积极的作用。综合“资源－资产－政策”三方面因素可以更好地解释耕地保护的行为,并有针对性地改进和加强耕地保护工作。     

基于叶墙面积的果树施药量模型设计及试验

变量喷雾技术是提高喷雾效果、降低农药使用率的有效手段,而准确的树冠特征参数检测及施药量模型是其关键。为克服果园变量喷雾中果树特征参数检测效率低和对环境要求高的缺陷,该文通过LiDAR(light detection and ranging)检测技术获取表征树冠特征参数的叶墙面积LWA(leaf wall area),并利用图像处理技术计算树冠参数参考值。为了表征树叶密度和LWA对变量喷雾的共同影响效果,研究基于LWA的决策系数KLWA,KLWA由反映果树冠层分区内点云在水平方向平均深度下的分布密度K1和分区内点云分布高度极差占分区高度的比值K2加权决定。通过计算垂直方向各分区内决策系数KLWA,并代入流量函数可得出基于KLWA的施药量计算模型,进一步计算电磁阀PWM占空比并调节水泵和电磁阀的工作状态,使喷头的流量对应冠层各区得到动态调整,实现基于LWA的变量喷雾。利用自制的室外变量喷雾验证装置,进行了多喷头变量喷雾试验,试验结果表明,果树的药液附着率均接近100%,说明基于LWA的变量喷雾模型可实现有效喷雾,与连续喷雾相对比,基于LWA的变量喷雾施药量模型的省药率为68.34%,与纯对靶定量喷雾比,基于LWA的变量喷雾施药量模型的省药率为32.77%。     

工业化自动多层翻板式豆粕固态发酵床的设计与试验

传统固态发酵条件难以控制、工业放大困难、能耗高、占地面积大,不能实现工业化流水线自动生产,更不能适应目前发酵行业规模化发展的需要。为了解决这些问题,运用现代工业设计理念,结合机械化及自动化控制技术,设计了可进行灭菌、接种、拌料、发酵的固态发酵装置。以此装置为基础,形成了集原料预处理、配料、发酵、干燥为一体的固态发酵生产系统,现已成功投产。以豆粕为原料,采用设计的生产线进行豆粕酶解发酵试验。在固态发酵期间,发酵相对湿度控制在38%~42%,而发酵24 h后,温度能稳定在37?C左右,适合微生物生长。发酵72 h结束后,饲料中酸溶性蛋白质量分数相对提高了21.2%,KOH溶解度从57.19%提高到了77.45%。结果表明:豆粕酶解发酵饲料的各项参数满足企业标准,产品质量优良。发酵过程中装置运行稳定,生产规模大,单批次最大生产量为10 t,满足工业化生产需要。该装置机械自动化水平高,可以连续批量生产,适用于生物饲料、生物肥料、生物色素、生物农药、生物燃料、生物酶制剂等多个领域。     

翻埋与覆盖林木枝条改善宁夏沙化土壤性质

土地沙漠化一直是影响宁夏生态建设和农业生产的主要问题之一。为探讨林木枝条对沙化土壤的改良效果,以当地农田防护林所产生的林木枝条为原料,在2011年10月至2013年10月期间研究了土壤翻埋杨树粉碎枝条(chips incorporation,CI)、覆盖杨树粉碎枝条(chips mulch,CM)、翻埋杨树粉碎枝条+覆盖未粉碎的柳树枝条(chips incorporation plus branches mulch,CI+BM)和不做任何处理的对照(control,CK)对宁夏沙化土壤理化性状和生物学特性的影响。结果表明,CI和CI+BM与CK相比,2012年和2013年均增加了土壤总孔隙度、田间持水率、有机碳、有效磷和速效钾含量(P0.05),提高了土壤呼吸强度、微生物数量(细菌、真菌和放线菌)和酶活性(脲酶、过氧化氢酶)(P0.05),降低了土壤密度(P0.05);2013年CI和CI+BM进一步增加了土壤全氮、全磷和水解氮含量(P0.05),但同时也增加了土壤全盐含量(P0.05)。CM与CK相比,2012年和2013年均显著增加了土壤有效磷和速效钾含量(P0.05),提高了土壤呼吸强度和酶活性(P0.05);2013年CM处理的土壤p H值、全氮和水解氮含量亦显著增加(P0.05)。相关分析结果显示,沙化土壤性质的改善与土壤中有机碳含量的增加密切相关,处理间土壤有机碳含量CI+BMCICMCK,表征土壤质量的综合指数表现出同样的趋势:2012年分别为0.907、0.678、0.259和0.105,2013年分别为0.926、0.828、0.258和0.136。该研究为当地及中国北方干旱半干旱地区沙地生态治理及农业生产提供了可借鉴的案例,同时也为促进林木废弃物的资源化利用提供理论基础。     

不同冷链物流过程对金枪鱼品质及组织形态的影响

为研究物流过程中温度变化对金枪鱼品质及组织形态的影响,试验模拟5种不同物流过程,测定金枪鱼肉感官、色差、持水力、质构以及肌纤维间隙。结果表明,超低温冻藏大目金枪鱼肉的品质受物流过程中温度变化影响显著,储运、销售过程始终保持在-55℃的完整冷链下能够使金枪鱼肉保持良好品质;随着储运过程中温度变化次数增多、幅度增大,鱼肉劣化显著,其中,经2次-18℃运输的金枪鱼肉在冻藏末期组织松散、肌纤维间隙达17.20μm,在4℃家用冰箱中贮藏12 h后感官评分、红度值、持水力、硬度和咀嚼性分别为-0.81、5.2、53.08%、1.128 N和58.03,其质量甚至低于物流过程始终保持在-18℃而不产生温度变化的鱼肉。若运输过程不具备超低温冷藏车,仅靠超低温贮藏并不能减缓鱼肉品质劣变,此时应适当调节贮藏温度,尽量避免储运期间的温度变化;相较于2℃冷藏销售,-18℃冷冻柜销售能够使金枪鱼肉保持较好品质。研究结果可为金枪鱼储运和销售提供参考。     

红壤区桉树人工林与不同林分土壤微生物活性及细菌多样性的比较

以广西红壤区桉树人工林、马尾松人工林和天然阔叶林为对象,采用PCR-DGGE以及稀释平板法等现代和传统分析技术,比较分析了不同林分土壤生物学性状以及细菌群落结构的特征。结果表明:桉树对林地土壤可培养微生物数量的影响效果虽逊于天然阔叶林树种,但与广西乡土树种马尾松之间并无显著差异。此外,桉树人工林土壤中涉及碳、氮、磷循环的土壤酶活性低于天然阔叶林和马尾松人工林,同样表征土壤肥力的微生物生物量碳、氮指标也逊于天然阔叶林,但微生物生物量碳和氮在两种人工林之间无规律性的差异。同时,桉树人工林土壤细菌多样性指数(H)、丰富度(S)以及均匀度(EH)指数均逊于天然阔叶林,但与广西乡土树种马尾松之间的差异并不显著。桉树对林地土壤肥力及生态环境的影响效果虽不及天然阔叶林树种,但与广西乡土树种马尾松林的生态效应相仿。     

西南山地丘陵区永久性基本农田的多目标决策划定方法

为科学地引导西南山地丘陵区永久性基本农田的划定,该文以重庆市垫江县为例,通过层次分析法、熵权系数法、TOPSIS法（technique for order preference by similarity to an ideal solution）和约束因子建立决策模型体系,结果表明：耕地指标中灌溉保证率、平均降雨量、交通和农村居民点辐射的自身优势突出。土壤质量各指标平均值（介于0.2～0.75之间）、标准差（介于0.09～0.3之间）、变异系数（介于13～75之间）为中等以下水平。自然条件中,灌溉保证率和耕地连片性的综合权重最大,大于10℃积温和平均降雨量的综合权重最小、且指标值的区间变化最大;土壤质量中,有机碳在层次分析法下权重最大;距离条件中,入选耕地受城镇的辐射作用明显、区位优势突出。耕地在入选重要程度上,依次排序前4位的是灌溉保证率、耕地连片性、城镇的辐射和土壤有机碳,测度和贴近度显示,地块间优劣接近,距离条件整体较优。耕地的入选从贴近度等级划分为：重点型、适宜型、调控型、后备型,约束条件下调出的地块为优势耕地（即重点型和适宜型）。最终划定成果显示适宜型和调控型比例增大,重点型和后备型比例减小。并利用数据验证了该决策模型体系的合理性、规范化和可行性。     

Estimation of rainfall erosivity using 5- to 60-minute fixed-interval rainfall data from China

The 30-min rainfall erosivity index (EI₃₀) is commonly used in the Universal Soil Loss Equation for predicting soil loss from agricultural hillslopes. EI₃₀ is calculated from the total kinetic energy and the maximum 30-min rainfall intensity of a storm. Normally, EI₃₀ values are calculated from breakpoint rainfall information taken from continuous recording rain gauge charts, however, in many places in China and other parts of the world the detailed chart-recorded rain gauge data relative to storm intensities are not readily available, while hourly rainfall is readily available. The objective of this study was to assess the accuracy of EI₃₀ estimations based on 5-, 10-, 15-, 30-, and 60-min time-resolution rainfall data as compared to EI₃₀ estimations from breakpoint rainfall information. 456 storm events from five soil conservation stations in eastern China were used. The values of EI₃₀ based on the fixed-time-interval data were less than those calculated from breakpoint data. The average conversion factors (ratio of values calculated from the breakpoint data to those from the fixed-interval data) for the five stations decreased from 1.105 to 1.009 for the estimation of E values, from 1.668 to 1.007 for I₃₀ values, and from 1.730 to 1.014 for EI₃₀ values as the time resolution increased from 60 to 5 min. The maximum 30-min rainfall intensity was the major source of error in estimating EI₃₀ for 60-min fixed-interval data, while storm kinetic energy played a proportionately more significant role as the fixed-interval data decreased from 60 to 5 min.     

发展营养素农业 满足人民营养需求

通过宏观和微观研究相结合,在前人研究食物与营养科学成果基础上提出人体营养平衡供给可节 约粮食消费,利用作物生长曲线理论指导绿色营养体饲料、蔬菜等生产,其蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质等主要营养素产量比生产谷物可增产1～3倍。因此,发展以人体营养平衡和营养素高产为目标的营养素农业,是满足我国未来16亿人口食物营养需求的有效途径之一。