半干旱牧区天然打草场生产力时空变化及对气候响应分析

【目的】 定量评估半干旱牧区天然打草场的生产能力,分析天然打草场的退化程度,明确气候因子对打草场生长过程的影响。【方法】 利用Miami和Tharnthwaite Memorial模型计算2000—2017年半干旱牧区天然打草场气候生产潜力,并结合近18年的中分辨率成像光谱仪（MODIS）净初级生产力（NPP）产品（MOD17A2H）进行分析。【结果】 2000—2017年半干旱牧区天然打草场实际生产力与潜在生产力均随降水增加呈上升趋势,天然打草场18年平均实际生产力和潜在生产力分别为295.24和557.79 g C·m^-2·a^-1。按不同草地类型分析,气候生产潜力与实际生产潜力均以草甸草原最高,分别为589.68 g C·m^-2·a^-1和349.78 g C·m^-2·a^-1,山地草甸的气候生产潜力最低,为518.72 g C·m^-2·a^-1,而实际生产潜力以典型草原最低,仅为269.52 g C·m^-2·a^-1。从变异系数来分析,气候生产潜力与实际生产力均以草甸草原最稳定。从年际变化率分析,草甸草原的气候生产潜力的上升速率最高,为6.30 g C·m^-2·a^-1,实际生产力以山地草甸上升速率最高,为4.44 g C·m^-2·a^-1。实际生产力对降水的响应高于温度,其中95.88%的打草场与降水呈显著正相关关系,与温度呈负相关的区域仅占总面积的5.70%,且不同草地类型的实际生产力均与降水在P<0.001水平呈显著正相关关系。【结论】 天然打草场气候生产潜力呈由西向东递增的地带性规律,而实际生产力受水热条件的影响,以大兴安岭为中心向东西两麓逐渐递减,其对降水的响应高于温度,水分条件是该区植被生长的限制因子;年均气候资源利用率的分布规律与实际生产力相同,平均气候资源利用率为55.09%;以草甸草原打草场的气候资源利用率最高,高达60.34%,同时也是退化速度最高的草地类型。     

我国马铃薯速冻薯条加工产业发展现状及建议

针对马铃薯速冻薯条市场规模、生产产能、加工工艺研究及加工装备开发等现状,该文进行了充分的调研和综合分析。结果表明,国内速冻薯条市场需求逐年增加,呈现消费方式多样化、消费场景多元化的特点;速冻薯条生产企业两极分化严重,中等规模(3～5t/h产能)生产线自主配套能力相对空白。指出国产速冻薯条加工存在问题,提出了注重工艺研究、加强核心技术装备开发和完善成套生产线配套能力的发展建议。     

基于空间漫反射光的母兔早期妊娠诊断装置研制

妊娠诊断是肉兔繁殖管理中的重要环节,尤其是早期妊娠诊断,可提前未妊娠母兔的再授精时间,提高种兔利用率,缩短繁殖周期。针对人工摸胎诊断法存在对母兔腹内胚胎产生机械损伤、母兔应激反应大及对工人经验要求高等缺陷,该研究基于妊娠母兔与未妊娠母兔腹内有无孕囊组织所引起的光学特性差异,提出一种基于空间漫反射光的母兔妊娠诊断方法,研制了快速、无侵入式的便携诊断装置。该装置由具有2个红外发光二极管（Light Emitting Diode,LED,LED发光波长分别为850和930 nm）、3个硅基光电二极管和外围电路的传感探头和信号处理主机组成。利用该便携诊断装置采集130只人工授精14 d后的母兔（包括63只妊娠母兔和67只未妊娠母兔）腹部漫反射光强度数据,将采集的数据按照7∶3的比例划分为训练集和测试集,训练集数据分别用于建立偏最小二乘判别分析（Partial Least Squares Discrimination Analysis, PLS-DA）模型和支持向量机（Support Vector Machine, SVM）分类模型,测试集数据用于模型性能测试,并对比两种模型的分类性能。同时,利用PLS-DA对采样数据进行有监督的主成分分析和变量重要性分析,结果表明妊娠母兔与未妊娠母兔的采样数据之间存在差异,可以被较好的分类。对比两种分类模型的分类性能发现SVM对妊娠母兔和未妊娠母兔的分类性能均比PLS-DA好,对测试集数据的灵敏度、特异性和准确率分别为80.95%、83.33%和82.05%。研究结果表明,该研究提出的光学妊娠诊断方法可行,研制的诊断装置可对授精14 d后的母兔进行妊娠诊断,对提高兔产业体系智能化装备水平有积极的促进作用。     

气吸式杂交稻单粒排种器研制

针对气力式水稻精量排种器充种不稳定、单粒播种精度不高和播种量大的问题,该研究设计了一种具有矩形吸种孔和辅助充种装置的气吸式杂交稻单粒排种器。根据“吉田优”型杂交稻的长短轴重力分布情况,确定排种盘吸种孔形状;基于CFD-DEM(Computational fluid dynamics, Discrete element method)流固耦合理论,以吸附力为指标,进行5类具有相同面积的吸种孔单因素仿真试验,确定吸附力最大的吸种孔规格为0.8 mm×2.25 mm;以该型吸种孔为基础,选取辅助充种角、工作转速和工作负压为试验因素,以单粒率S、多粒率M和漏播率L为试验指标,开展Box-Bhnken台架试验,对试验结果进行响应曲面分析和多目标优化,得到排种盘辅助充种角为80.90°、工作转速为42.65 r/min、工作负压为621 Pa时,排种器的单粒率为86.91%,漏播率为3.63%。验证试验结果的排种器单粒率为86.36%、漏播率为3.41%,与优化结果吻合。研究结果可为后续气吸式杂交稻单粒排种器的优化设计和直播机整机作业精度的提高提供指导。     

蒸汽烫漂与热风干燥箱流场优化设计及仿真

农产品的烫漂与干燥是农产品加工的关键技术。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱是集烫漂与干燥一体的新型农产品绿色保质低碳智能干燥技术装备。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱内部流场均匀性直接影响着农产品烫漂与干燥效果。为提高其内部速度均匀性与温湿度均匀性,同时减少冷凝现象发生,采用计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）方法建立蒸汽烫漂与热风干燥箱模型,对其送风方式和送风口数量进行研究。结果表明：侧送侧回的送风方式在速度场以及温湿度场的均匀性总体优于上送下回,能量利用系数提高约18%,箱内壁面冷凝面积小于上送下回。仿真研究表明,当送风口数量为4个时,箱内的温度场和相对湿度场均匀性更好,能量利用系数最高。试验表明,蒸汽烫漂与热风干燥箱的试验值和仿真值最大温度偏差为2.3℃,相对湿度误差不超过1.3%,误差在合理范围内,仿真结果可靠,研究结果可为农产品低碳智能干燥新技术的研究提供参考。     

Limnology of Macrobrachium amazonicum grow‐out ponds subject to high inflow of nutrient‐rich water and different stocking and harvest management

We evaluated the water characteristics and particle sedimentation in Macrobrachium amazonicum (Heller 1862) grow‐out ponds supplied with a high inflow of nutrient‐rich water. Prawns were subject to different stocking and harvesting strategies: upper‐graded juveniles, lower‐graded juveniles, non‐graded juveniles+selective harvesting and traditional farming (non‐grading juveniles and total harvest only). Dissolved oxygen, afternoon N‐ammonia and N‐nitrate and soluble orthophosphate were lower in the ponds in comparison with inflow water through the rearing cycle. Ponds stocked with the upper population fraction of graded prawns showed higher turbidity, total suspended solids and total Kjeldahl nitrogen than the remaining treatments. An increase in the chemical oxygen demand:biochemical oxygen demand ratio from inlet (4.9) to pond (7.1–8.0) waters indicated a non‐readily biodegradable fraction enhancement in ponds. The sedimentation mean rate ranged from 0.08 to 0.16 mm day^?1 and sediment contained >80% of organic matter. The major factors affecting pond ecosystem dynamic were the organic load (due to primary production and feed addition) and bioturbation caused by stocking larger animals. Data suggest that M. amazonicum grow‐out in ponds subjected to a high inflow of nutrient‐rich water produce changes in the water properties, huge accumulation of organic sediment at the pond bottom and non‐readily biodegradable material in the water column. However, the water quality remains suitable for aquaculture purposes. Therefore, nutrient‐rich waters, when available, may represent a source of unpaid nutrients, which may be incorporated into economically valued biomass if managed properly.     

植物收割对人工湿地基质酶活性的影响

研究了7月份植物收割对人工湿地基质磷酸酶、脲酶、蛋白酶、脱氢酶活性及养殖废水中总氮(TN)、总磷(TP)、COD去除率的影响。结果显示:植物收割后磷酸酶、脲酶、蛋白酶活性开始增高,分别于第20天(13.7 mg/100 g)、第16天(1.9 mg/100 g)、第12天(61.7 mg/100 g)达到最大值,均于第28天(10.1 mg/100 g、1.1 mg/100 g、43.2 mg/100 g)恢复到收割前水平。脱氢酶活性在植物收割后第4天(142.3μL/100 g)降到最小值,此后开始增高,第16天(249.5μL/100 g)达到最大值,于第24天(195.6μL/100 g)恢复到收割前水平。净化效果研究表明,植物收割后TP、TN去除率开始增高,分别在植物收割后第20天(75.1%)、16天(60.6%)达到最大值,均于第28天(51.1%、34.1%)恢复到收割前水平。COD去除率在收割后第4天(25.3%)降到最小值,此后开始增高,第16天(70.2%)达到最高值,第24天(46.5%)恢复到收割前水平。     

渔用浮标定位监视系统

介绍了几种常用的渔用浮标定位监视系统的基本组成、工作原理及各自的特点。着重对GPS渔用浮标定位监视系统的模式及各组成部分的功能和设计的关键技术进行了讨论。采取适当方法解决关键技术后,使GPS渔用浮标定位系统具有较强的抗干扰能力和信息自动交换能力,特别适合在海洋中容易漂移的渔具、航行器等设备中作位置监视、搜寻之用。     

鱼类耗氧率测试装置的设计

本文论述了鱼类耗氧率测试装置的结构设计,讨论了平均体质量（156±3.36）g匙吻鲟（Polyodon spathula）幼鱼耗氧率与窒息点的测试方法。在结构设计中,尺寸参数的选择确保了鱼类耗氧率、窒息点测试过程中流入呼吸室的水流均匀,水样采样准确;方便了测试过程中对鱼类行为生物学的观察,呼吸室中没有空气气泡干涉,提高了测试数据的准确性。实测结果表明,匙吻鲟幼鱼耗氧率的最高值为（0.528±0.035）mg.g-1.h-1,最低值为（0.197±0.028）mg.g-1.h-1,窒息点为3.468 mg.L-1。     

温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取

研究基于近红外图像的黄瓜果实与茎叶的信息表达方法,有效实现了近色系生物信息的图像识别。分析了黄瓜采摘深度图像信息的特点,通过建立基于灰度相关与极线几何相结合的匹配策略实现了双目视觉下的黄瓜抓取点的立体匹配和三维重建。研究温室环境下不同时间光照强度变化特点,建立了光照分析模型,提高了不同光照条件下的导航线提取的适应性。试验表明机器人视觉系统能有效识别、定位果实的空间位置,定位误差控制在±5mm以内。