侧深施肥直斜偏置式免耕播种开沟器设计与试验

采用侧深施肥技术,施肥铲作业后播种带两侧土壤高度不一致,易加剧播种机横向偏摆,进而导致播种深度均匀性和播种横向一致性较差。为解决上述问题,该研究设计了一种直斜偏置式免耕播种开沟器。该开沟器主要由切土斜刃、挡土定位板、偏置推土板等组成,作业时滑切土壤并将其推移至肥沟一侧拓宽种沟,避免种子落至肥沟后位置过深,提高播种质量。通过离散元仿真试验,以前进阻力、肥沟回土深度、种沟回土深度为试验指标进行二因素五水平正交旋转组合试验,得到斜刃滑切角为37°、偏置角为15°时开沟器作业性能最好。在最优参数下与双圆盘式、尖角式开沟器进行田间作业性能对比试验,相对于双圆盘式和尖角式开沟器,直斜偏置式开沟器播种深度变异系数分别降低41.12%、19.41%;播种横向变异系数分别降低39.00%、28.41%;前进阻力分别降低7.26%、28.20%;作业后肥沟与种沟回土深度分别提高9.47%、13.68%和33.33%、7.14%。试验结果表明,该开沟器可以减小前进阻力,增加肥沟与种沟回土,提高播种深度均匀性和播种横向一致性,可为播种开沟器的设计提供参考。     

基于超参数优化算法下的随机森林模型预测奶牛呼吸频率

奶牛呼吸频率是评估环境造成的奶牛热应激程度的重要指标之一。该研究基于随机森林（random forest,RF）算法提出了适用于生产条件下的奶牛个体呼吸频率准确预测模型,为了平衡模型精度与计算效率问题,利用遗传算法（genetic algorithm,GA）、差分进化（differential evolution,DE）算法、粒子群优化（particle swarm optimization,PSO）算法、贝叶斯优化（Bayesian optimization,BO）算法对模型超参数进行优化,并与网格搜索（grid search,GS）下的人工神经网络（artificial neural network,ANN）和极限梯度提升机（extreme gradient boosting,XGBoost）模型进行了对比分析。研究结果表明,使用融合环境参数的修正温湿指数（adjusted temperature-humidity index,ATHI）、时间区域、奶牛产奶量、泌乳天数、身体姿势以及胎次作为输入特征时,基准RF模型的预测性能最佳。在此基础上,4种智能优化算法下的RF模型性能优于GS-ANN和GS-XGBoost,其中BO-RF的综合性能最优,其决定系数、平均绝对误差、平均绝对百分比误差以及均方根误差分别为0.614、7.723、14.4%、9.737,超参数优化耗时约为DE-RF的1/220。特征重要性分析表明,输入因子对奶牛呼吸频率的影响程度不同,ATHI是影响力最高的因子,相对重要性（relative importance,RI）为0.71,其次是时间区域（RI=0.09）和奶牛产奶量（RI=0.07）。研究为奶牛生产、健康评价及牛舍环境精准调控提供了有效方法和基础。     

多尺度行政区平衡视角下耕地空间布局优化

优化耕地空间布局对提升耕地生产能力、促进农业可持续发展具有重要意义。该研究以广东封开县为例,基于“现状耕地调出-可恢复地类调入”的微观调整逻辑,综合运用空间叠加、综合评价及蚁群优化算法,构建了耕地空间布局调整模型,以调入调出数量平衡为约束条件实现了不同行政区尺度下的耕地布局优化。结果表明：1）研究区共调出耕地1 689.89 hm²,占耕地总面积的7.62%,整体上呈现出“全局零散、局部聚集”的分布特征。2）研究区可恢复地类农业生产适宜性均值为67.04,具有开展作物种植的良好禀赋条件。3）不同行政区尺度平衡情景下,调入结果在研究区北部空间差异显著,与镇内平衡情景相比,县内平衡情景下,调入耕地的农业生产适宜性均值提高了2.08,综合生态系统服务均值下降了0.67。4）两种情景下,耕地的连片性、质量及稳定性均得到提升,因不受调入规模和行政单元空间范围限制,县内平衡情景下的提升效果更加明显,适当扩大可恢复地类筛选范围有利于提升整体耕地质量并降低重要生态用地筛选概率。该研究构建的耕地空间布局调整模型具有良好的适用性,可为制定农用地布局优化与整治提升方案提供参考依据。     

乡村振兴背景下惠农信息获取路径优化研究

[目的 /意义]在乡村振兴背景下,中国农村经济迎来了一个新的发展阶段,大量的惠农信息向农民群体传递。虽然目前农民获取惠农信息的路径众多,但在获取惠农信息的过程中仍存在着众多阻碍。[方法 /过程]本文通过问卷调查的研究方法,调查农民群体获取惠农信息的路径,简要阐述现有的获取惠农信息路径的情况。[结论 /结果]分析发现,农民在惠农信息的获取过程中存在一定障碍,针对各路径的障碍,本文通过从全信息视角对政府惠农信息的获取路径进行具体解析。从全信息中语法信息、语义信息和语用信息的3个方面对现有路径进行改善,从形式、内容含义和价值方面进行准确判断,进而优化惠农信息的获取路径。     

一株枯草芽孢杆菌产抗菌肽培养基筛选及发酵工艺优化的研究

试验旨在对一株产抗菌肽枯草芽孢杆菌BL0006的发酵培养基和发酵条件进行优化,以提高发酵液中抗菌肽的效价。首先通过单因子试验筛选出培养基的最适碳源、氮源与无机盐分别为葡萄糖、蛋白胨和K_2HPO_4;在此基础上采用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法得到培养基最佳配方:通过摇瓶单因素试验对发酵条件、温度、接种量、转速进行了优化,优化后的发酵培养基为葡萄糖47.7 g/L、蛋白胨29.0 g/L、K_2HPO_4 3.3 g/L,摇瓶发酵工艺为接种量30 mL/L、初始pH 7.5、摇床转速220 r/min、培养温度37℃。优化后抗菌肽的效价提高到了4.25×10~4 U/mL,是优化前的3.51倍。综合试验结果,本研究筛选的培养基和优化后的发酵工艺可达到高产、降低成本、缩短发酵时间的效果。     

兰州银滩黄河湿地4种植物的光合特性

本研究以兰州银滩黄河湿地自然生长的千屈菜(Lythrum salicaria)、芦苇(Phragnites awstralis)、藨草(Scirpus triqueter)、菖蒲(Acorus calamus)为研究对象,对4种典型植物生长季不同阶段的光合特性及其与环境因子间的关系进行比较分析,探讨了4种植物对湿地的适应特性和机制。结果表明,1)5月11日千屈菜、芦苇的净光合速率(P_n)呈不明显的双峰曲线,藨草和菖蒲的Pn变化较为平稳,日均P_n表现为芦苇千屈菜菖蒲藨草;8月19日,千屈菜、芦苇、藨草的Pn呈双峰曲线,光合"午休"现象明显,菖蒲为单峰曲线,日均Pn表现为芦苇菖蒲千屈菜藨草。2)5月11日,光合有效辐射(PAR)、大气温度(Ta)、大气CO_2浓度(C_a)、相对湿度(RH)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、水分利用效率(WUE)与4种植物P_n的日变化存在不显著、显著(P0.05)或极显著(P0.01,P0.001)的正相关关系;8月19日,PAR、C_a、T_r、G_s、WUE、土壤湿度(SM)与4种植物P_n的日变化存在不显著、显著或极显著的正相关关系;3)5月11日,PAR、C_a、T_a、RH对4种植物的P_n影响较大,是主要的环境生理影响因子;8月19日,PAR、T_r对千屈菜、藨草的Pn影响最大,PAR、WUE对芦苇、菖蒲的P_n影响较大,是主要的环境生理影响因子。尽管各因子对4种植物的光合速率均有不同影响,但PAR是对植物光合生理特性产生影响的根本原因。     

基于生态文明视角的徐州市现代农业发展路径探析

该文从生态文明与现代农业的关系入手,分析了徐州市现代农业发展基础和存在问题,基于生态文明的视角层面创造性地提出了徐州市现代农业拓展发展路径的对策建议。     

基于通径分析的能源消费影响因素研究

以1995-2009年《中国统计年鉴及中国能源统计年鉴》有关数据为依据,利用主成分分析和通径分析的方法分析了经济发展水平、产业结构、人口因素、能源效率和城镇化水平对能源消费的直接效应和间接效应。结果表明:五大因素除直接影响能源消费外,还通过其它因素间接地影响最终能源消费量;人口因素和经济发展水平不仅直接消耗能源,其它因素也主要通过这两项因素间接地影响最终能源消费量,而且人口因素的作用要大于经济发展水平的作用;能源利用效率的提高和产业结构的优化调整不仅直接降低最终的能源消费量,其它因素也主要通过这两项因素间接地降低最终的能源消费量,其中能源效率的提高比产业结构优化调整更能有效的降低能源消费量。     

渭北果园生草生物量与土壤养分因子的关系

果园生草技术作为一种先进的果园管理模式,能够改善土壤的理化性状。采用Person相关性和通径分析方法,对苹果园清耕、苹果/白三叶(Trifoliurn repens L.)、苹果/红三叶(Trifolium pretense)、苹果/小冠花(Coronilla varia L.)、苹果/鸡脚草(Dactylis glomerata L.)、苹果/百脉根(Lotuscorniculatus)间作6种管理模式下生草生物量和土壤养分因子进行了研究,探讨了生草生物量与土壤养分因子的关系,以期为果园生草的合理选择与有效管理提供参考。结果表明:5种生草的总生物量都介于150~300 g·m-2,小冠花的总生物量最大,而白三叶最小,具体顺序为:小冠花百脉根鸡脚草红三叶白三叶。通径分析结果表明,土壤肥力因子对生草生物量的直接作用系数大小顺序为容重全氮速效钾有机碳硝态氮铵态氮速效磷,土壤容重和全氮的直接和间接通径系数较大(分别为0.847和0.917),是影响生草生物量最主要的因素,速效钾和有机碳是影响生草生物量的次要因子,而硝态氮、铵态氮和速效磷对生草生物量的作用很微弱。     

大型薄壳制件真空辅助树脂传递模塑工艺充模方案仿真分析及优化

针对大型树脂基复合材料制件不适于用实验试错法进行充模方案设计的问题,在分析树脂流动规律的基础上将大型薄壳件的求解区域分解,仿真分析了不同充模方案下树脂在纤维中的流动行为和模腔内压力变化,提出在制件填充面积等分处设置流道的方法,选择和优化大型薄壳制件的充模方案。结果表明:①对于不便进行实验试错法进行真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺充模方案设计的大型薄壳制件,可以采用数值模拟的方式,以达西定律、能量守恒定律等为计算依据,求解压力场和速度场,对比不同仿真方案的充模时间等数据合理安排注胶方式方法,指导VARTM工艺制备大型复合材料制件合理安排注胶方式,提高生产率、减少因树脂浸润不均匀产生的缺陷。②对于大型薄壳类制件,忽略厚度方向尺寸,影响充模时间的主要因素为流道长度和树脂流动距离。选取尽可能长的注胶流道,合理设置流道位置以减少树脂流动的距离;长流道可以增加树脂瞬时注入量、提高较长时间的压力差;而树脂流程越长,树脂前锋处压力损失越大,流速越慢。③试验提出了制件填充面积等分处设置流道的方法。将大型薄壳工艺制件充模面积等分,注胶流道布置在垂直于制件长度方向的面积等分线上,可缩短充模时间并减少制件两端的树脂富集现象。对于较狭长部分可再次进行面积等分设置流道,以免造成树脂流程过长压力流失过多;而对于较宽阔部分不宜设置过多流道以免树脂前锋稳定前互相接触造成制件充模不均匀。