Toxicity of metals to the earthworm Eisenia fetida

Summary Development of methods to measure the effect of man's residuals on soil ecosystems is desirable. Earthworms, as one of the largest and most easily obtained components of the soil biota, are suitable for evaluating perturbations to soil ecosystems.The impact of five metals (Cd, Cu, Ni, Pb, and Zn) on the survival of the earthworm Eisenia fetida (Savigny) was evaluated using the contact and artificial soil tests. There was no difference in toxicity between the different metal salts (acetate, chloride, nitrate, and sulfate) of each of the five metals using the contact test. In the contact test, the order of toxicity, from most toxic to least toxic, was Cu > Zn > Ni Cd > Pb. The nitrate salt of the five metals was tested using the artificial soil test and the order of toxicity, from most toxic to least toxic, was Cu Zn Ni > Cd > Pb. Stress on earthworm populations, as shown by weight loss, was shown to increase with increasing concentrations of metal salts.These studies indicate that: (a) earthworms can be a suitable biomonitoring tool to assist in measuring the effect of metals in wastes added to soils and (b) the contact and artificial soil tests can measure the biological impacts.Research Associate, Research Technician, and Research Support Specialist, respectivelyAt the time of this research, Dr. Loehr was a Professor of Agricultural Engineering and of Environmental Engineering, Cornell University. He currently is the H.M. Alharthy Centennial Chair Professor, Civil Engineering Department, University of Texas, Austin, Texas 78712     

导流板安放角对喷水推进器倒车水斗性能影响

为了研究导流板安放角对喷水推进器倒车水斗性能的影响,基于ANSYS-CFX软件对不同导流板安放角(5°,10°,15°,20°,25°和30°)下倒车水斗进行数值计算,对比分析了导流板安放角对倒车水斗推力性能以及流道内流场分布情况的影响,得出了倒车水斗导流板安放角对喷水推进器倒车水斗性能的影响规律.结果表明:相较于无导流板,安装导流板后倒车水斗壁面压力分布得到很大程度改善,出口流速最大值增加.随着导流板安放角的增加,倒车水斗出口流速最大值呈现先增加后减小的趋势,而其流道各截面的压差呈现先增加后减小、然后再增加的变化趋势;导流板安放角为15°左右时,倒车水斗流道内流场分布较好,同时其推力相对较大,此时喷水推进器倒车水斗性能最佳.因此合适的导流板安放角可以有效避免倒车水斗流道内过高压区与过低压区的出现,并致流动分离现象的发生.     

电磁式MOEMS扫描光栅微镜驱动系统结构优化

基于现代农业发展对微型近红外光谱仪的迫切需求,对微型近红外光谱仪的电磁式MOEMS (Micro optical electronic mechanical system)扫描光栅微镜驱动系统进行结构优化改进,旨在解决MOEMS扫描光栅微镜驱动电压高、扫描角度小等问题。通过利用专业磁场仿真软件Maxwell 16.0对不同尺寸和材料属性永磁铁进行优化仿真,得到牌号分别为N38和N52的钕铁硼（NdFeB）作为电磁式MOEMS扫描光栅微镜的工作磁铁。在此基础上,设计制造2个相同尺寸的电磁式MOEMS扫描光栅微镜芯片A1和A2,并分别结合永磁铁N38和N52开展性能测试。测试结果表明：相比磁性较弱的N38,当电磁式MOEMS扫描光栅微镜芯片A1和A2在永磁铁N52的作用下达到最大机械扫描半角时,驱动电压分别降低6.6%和8.6%,最大机械扫描半角分别增大20.2%和17.4%;此外,通过对比分析机电性能测试结果可知,通过结合永磁铁N52,电磁式MOEMS扫描光栅微镜能够获得更优异的机械扫描性能。研究结果对于提升光谱仪的光谱检测范围以及检测精度具有实际应用价值。     

不同支链初始相位的三维并联筛分性能研究

并联振动筛因可实现多维振动、利于物料高效筛分而应用前景广泛,为提高并联振动筛分性能,首先提出了具有不同初始相位的三维并联振动筛模型并进行了运动学分析,利用EDEM软件开展了三维并联振动筛分的初始相位单因素仿真,再通过台架试验对仿真结果进行了验证分析,并开展了多因素正交试验分析了各因素对性能指标的影响主次顺序和较优因素组合。研究结果表明:同等条件的台架试验与仿真结果基本一致,在其他条件不变时,筛分籽粒量随X方向初始相位的增大而先增后降,且X方向初始相位为45°时含杂量最多;Z方向初始相位为90°时筛分籽粒量最低,含杂量随着Z方向初始相位的增大而先增后降;Y方向初始相位在30°和60°时筛分籽粒量较高,在60°时含杂量低于其他水平且差异明显;正交试验得出各因素影响筛分效率的主次顺序依次为:X方向振幅、Y方向振幅、Z方向初始相位、X方向初始相位、Y方向初始相位、Z方向振幅,各因素影响含杂率的主次顺序依次为:Z方向振幅、Y方向振幅、X方向振幅、X方向初始相位、Z方向初始相位、Y方向初始相位,采用最佳组合参数后筛分效率提高了62.02%,含杂率降低了53.85%。     

基于多模型迭代的车辆状态融合估计方法

为了提高车辆行驶状态估计的可靠性,提出一种基于多模型观测器误差补偿与迭代的车辆状态融合估计方法。基于三自由度车辆动力学模型设计了车辆状态强跟踪滤波估计算法;同时,根据四轮轮速耦合关系,考虑到数据扰动和病态矩阵的影响,设计了车辆状态的岭估计算法。为进一步提高估计系统的可靠性,提出了动力学模型观测器与运动学模型观测器补偿与迭代的估计方式,设计了模糊控制器,根据实时的质心侧偏角和滑移率的伪量测值,判断强跟踪滤波器和岭估计器估计结果所占权重,利用闭环估计系统的迭代与融合提高估计性能。仿真和道路实验结果表明,所提出的车辆状态融合估计方法能够兼顾强跟踪滤波算法与岭估计算法的优势,根据车辆纵向滑移和质心侧偏角动态调节强跟踪估计与岭估计结果的权重系数,从而在保证估计精度的同时提高了估计系统的多工况适应能力。     

基于GNSS姿态与电机编码器的农机转向角度测量系统研制

典型的农业机械自动驾驶系统需要在车辆转向轮上安装角度传感器测量转向角度,存在安装不便与可靠性差问题.该研究提出一种基于GNSS模块和电机编码器组合的转向轮转向角度测量系统.该系统通过组合利用GNSS姿态测量值与运动模型得到转向轮期望角度,利用电机转向速度和全液压转向阀的传递模型推算转向角度变化值,经卡尔曼滤波融合解算得...     

开沟旋耕机渐变螺旋升角轴向匀土刀辊设计与试验

针对长江中下游农业区开厢沟后旋耕作业地表平整度差、土壤轴向分布不均匀等问题,设计了一种渐变螺旋升角轴向匀土刀辊.分析了旋耕刀轴向运土力学条件,建立了匀土刀辊旋耕刀扰土体积参数方程和旋耕刀渐变螺旋升角排列螺旋线方程,并分析确定了影响匀土刀辊轴向匀土性能的关键因素为刀辊转速、旋耕切土节距、初始螺旋升角.运用离散元法模拟匀土...     

黑水虻生物转化餐厨垃圾有机肥离散元模型参数标定

在采用离散元法对黑水虻生物转化餐厨垃圾有机肥收集、转运等关键环节进行仿真分析时,存在餐厨垃圾有机肥的本征参数及餐厨垃圾有机肥与装备之间接触参数缺乏的问题。以含水率为37.5%的黑水虻生物转化餐厨垃圾有机肥为研究对象,利用EDEM 2020软件对其离散元仿真模型参数进行标定。通过Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及Box-Behnken试验获得各参数的最优组合为：泊松比0.2、剪切模量7 MPa、密度2 000 kg·m^-3、有机肥-有机肥碰撞恢复系数0.46、有机肥-有机肥静摩擦系数0.8、有机肥-有机肥滚动摩擦系数0.15、有机肥-钢碰撞恢复系数0.51、有机肥-钢静摩擦系数0.65、有机肥-钢滚动摩擦系数0.09、JKR表面能为0.1 J·m^-2,在该参数组合下的仿真试验结果与物理试验结果的相对误差为3.63%（P>0.05）,证明数据可靠。该研究结果表明,餐厨垃圾有机肥离散元模型和标定后得到的参数具有可靠性,可为黑水虻生物转化餐厨垃圾有机肥在机械收集、输送、分离等方面的离散元研究提供参考。     

狼毒根三种萃取物生物活性的测定

通过实验室测定,狼毒根在氯仿、石油醚和乙酸乙酯三种萃取物中,氯仿的萃取物对麦二叉蚜的触杀活性最高,为77.95%,其50mg/ml的浓度触杀活性最高,校正死亡率为95.00%。氯仿萃取物对甘蓝蚜的拒食活性最好,校正拒食率达到了87.85%。在氯仿萃取物的四个浓度中,(50mg/ml)的拒食活性最高,达到了91.84%,25mg/ml和16.67mg/ml的拒食率分别为87.04%和87.71%,12.5mg/ml的拒食活性仍然达到了84.82%。