耕作方式转变对土壤蓄水保墒影响的RZWQM模型模拟

基于2011—2012年和2013—2014年河南禹州冬小麦长期定位试验,利用传统耕作、免耕和深松处理下土壤水分、地上部生物量和产量对RZWQM(Root zone water quality model)模型进行率定和验证,然后利用率定后的模型模拟传统耕作转变为保护性耕作方式后0~100 cm土层贮水量、耗水量、土壤剖面水分平衡及水分利用效率的动态变化。在模型率定和验证中,土壤分层含水率模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)分别在0.009~0.025 cm3/cm3和0.005~0.054 cm3/cm3范围内变化。模型模拟结果表明RZWQM模型能够较好地模拟耕作方式转变后土壤分层水分的动态变化,4种不同耕作转变模式(传统耕作分别转变为免耕、免耕+秸秆覆盖、深松、深松+秸秆覆盖)下,传统耕作转变为免耕后产量最高,水分利用效率最大,达19.3 kg/(hm2·mm)。因此,该模拟条件下传统耕作转变为免耕的蓄水保墒效果最好。     

离心压缩机受损叶轮再制造方法

叶轮是离心压缩机的核心功能部件,极易出现损坏。受损叶轮再制造技术国内面临的主要问题是缺少设计数据。为此,提出一种基于受损叶轮结构特征建立再制造目标模型的方法。设计了离心压缩机受损叶轮的再制造流程;对受损叶轮原始三维点云进行滤波和精简;针对叶轮叶片的损伤区域和未损伤区域,分别提取并拟合叶片截面的边界曲线;重建叶轮叶片的再制造目标模型,通过布尔运算得到叶片损伤部位的三维模型。以离心压缩机受损叶轮为例,进行了再制造实验,再制造后的叶轮误差精度在±0.5 mm范围内,满足工作要求并已投入使用,证明了本方法的可行性。     

自走式果园风送喷雾机的研制

针对我国果园施药生产现状,研制一种自走式果园风送喷雾机。该机包括底盘、传动系统、液压系统和作业组件;传动系统采用分路传动,并实现各传动装置独立工作;作业组件包括雾化装置、风送装置及控制系统等;同时完成果园喷雾机底盘的抗侧翻设计。试验考核和示范应用结果表明:该机性能稳定、作业顺畅,在喷雾压力1.0MPa、风机转速1 450r/min、行驶速度1.13m/s作业条件下,树冠内部枝叶正、反面平均有61.22%、20.9%的药液附着率,树冠外部枝叶正、反面平均有77.22%、37.17%的药液附着率。     

基于双切圆寻线模型的农机导航控制方法

针对油菜直播机组导航作业中田头换行、转弯等直线跟踪之间的衔接控制问题,设计了一种适用于2BFQ-6型油菜精量联合直播机导航的双切圆寻线模型控制方法。对初始偏差较大时拖拉机的寻线路径进行了定量分析,获得最优寻线路径的几何关系,依据该关系构建控制决策方法。所建决策方法根据拖拉机位姿状态选择相匹配的控制方程组,计算获得前轮转角以实现导航控制。进行了双切圆寻线模型参数仿真优化和性能与适应性仿真试验。使用该模型控制器进行拖拉机路面导航试验,结果表明:当行驶速度为0.7 m/s,拖拉机与目标直线初始横向偏差为7 m,初始航向偏角为90°时,控制器横向偏差响应的超调量不超过3%,上升时间小于14 s,调节时间不大于19 s,较纯追踪模型方法的超调量和调节时间更小;田间和路面试验结果表明:该模型控制方法对2BFQ-6型油菜精量联合直播机导航作业过程中的对行播种起始位姿调整和套行作业自动转弯操作具有指导价值。     

基于热重法的植物油氧化动力学-甘油三酯相关性研究

通过热重(TG)及微商热重(DTG)法研究了6种常见植物油的热氧化特性,分析了不同温控程序对质量变化曲线的影响,通过微商热重曲线确定了不同升温速率下的氧化起始温度(T_(on))和氧化峰值温度(T_p),结合OzawaFlynn-Wall等转化率法对油脂的氧化动力学特性进行推导,并对油脂热氧化特性与其甘油三酯组成与分布的相关性进行了分析。研究结果表明:随着升温速率的增加,T_(on)和T_p均随之升高且T_p变化更为敏感;植物油的热力学特性与其甘三酯组成间具有不同程度的相关性,其中,T_(on)及T_(on)处活化能与高饱和度甘三酯呈正相关而与高不饱和度甘三酯呈负相关,T_p及T_p处活化能与各组分间具有相似的关系但相关性略有减弱,具体相关性与甘油骨架上脂肪酸链的种类有关。热重分析法所需样品微量、操作快捷、灵敏度高,在油脂加工及质量检测领域具有广阔的应用前景。     

固定结合面刚度分形模型

基于粗糙表面统计学参数与表面轮廓分形参数之间的关系,给出了结合面等效粗糙表面轮廓分形参数的计算方法;在此基础上,提出了结合面切向接触刚度的修正分形模型;为验证模型的正确有效性,将固定结合面等效为若干个法向和切向接触弹簧单元,其刚度通过相应的接触刚度模型进行计算,进而对文献[9]的结合面实验装置——哑铃模型进行了有限元建模及模态分析,间接证明了接触刚度的正确有效性,并探讨了等效接触弹簧单元的刚度、数量对有限元建模精度的影响.此外,对文献[8]的实验模型进行了有限元建模及谐响应分析,并对实验模型的实测、柔性连接仿真与刚性连接仿真频响曲线进行了对比,进一步证实了在仿真建模过程中考虑结合面接触刚度的必要性.     

Evaluating eddy covariance method by large-scale weighing lysimeter in a maize field of northwest China

Accurate determination of evapotranspiration (ET) is useful to develop precise irrigation scheduling. Although eddy covariance (EC) is a direct method which is widely used to measure ET, its performance in arid region of northwest China is not clear. In this study, ET measured by EC (ET_EC) was compared with that by large-scale weighing lysimeter (ET_L) during the whole growing season of maize in 2009. Energy balance ratio was 0.84 for daytime fluxes, indicating that lack of energy balance closure occurred, so daytime ET_EC was adjusted by Bowen-ratio forced closure method. Compared to the corresponding ET_L, half-hourly daytime ET_EC was underestimated by 21.8% without the adjustment and 4.8% with the adjustment. Furthermore, nighttime ET_EC was adjusted using filtering/interpolation method. Mean error between half-hourly nighttime ET_EC and ET_L decreased from 30.2% without the adjustment to 10.3% with the adjustment. After such adjustment of day and night measurements, daily ET_EC was underestimated by 6.2% compared to ET_L. These results indicated that the adjusted ET_EC well matched with the ET_L. Moreover, the discrepancy of adjusted total ET_EC and ET_L was decreased to 3.2% after subtracting the overestimated ET by lysimeter resulting from irrigation and heavy rainfall events. Thus, after appropriate adjustments of observations, eddy covariance method is accurate in estimating maize ET in the arid region of northwest China.     

生物质能的开发与利用

全世界总能耗的七分之一来自生物质能,约有15亿以上的人口仍把生物质能作为他们的主要能源。生物质能是唯一既具有矿物燃料属性,又有可储存、可再生、可转换等特点,并较少受自然条件制约的能源。生物质经过转化可以成为有用的热能、电能和作为动力用的燃料,主要转换途径有直接燃烧、气化或液化。生物质经过气化可转化为高品位的一氧化碳、氢气和甲烷等可燃气体。经过厌氧消化,生物质可转化为沼气,生物质转化为液态燃料有热化、生化、机械和化学等方法。     

耕作改制对砂姜黑土微量元素的影响研究

研究旱作改水旱轮作对砂姜黑土中微量元素含量、有效性和赋存形态等的影响结果表明,砂姜黑土旱作改水旱轮作后,微量元素的总含量除Mo外,均呈贫化趋势且达显著水平;Cu、Fe、Mn和Mo的有效性明显提高,Zn的有效性降低,严重缺Zn可能限制作物产量提高;残留态、晶形铁态和碳酸盐态微量元素含量随旱作改水旱轮作时间的延续而降低,有机态和无定形铁态微量元素的含量则不断增加,代换态微量元素含量变化与有效态微量元素相似,呈两极分化,Cu和Ni增加,而Zn和Mn降低.     

Oxidation-reduction regimes in some Oxisols of tropical China

The oxidation-reduction regimes of some Oxisols of tropical China were investigated on the basis of the Eh values and the amounts of reducing substances, both measured by newly devised methods. The Eh values in the surface layers of soil profiles under natural forest and commercial forest were 400–550 mV, lower by 100–200 mV than the deeper horizons. The concentrations of reducing substances in the surface layers corresponded to 0.5–5.0 · 10^?5M of Mn²⁺. In the cultivated layer of a submerged paddy soil the concentration of reducing substances was as high as 13·10^?5M, with an Eh value of less than 100 mV. There was a negative correlation between the Eh value and the logarithm of the concentration of reducing substances, showing that the intensity aspect and the capacity aspect of the oxidation-reduction status of a soil are closely interrelated.