2BDB-6(110)型大豆仿生智能耕播机设计与试验

针对中国东北地区春季播种时耕种层地温回升较慢和土壤水分不足,严重阻碍大豆发育的问题,设计了2BDB-6(110)型大豆仿生智能耕播机,该机一次进地可同时完成浅松、碎土、播种、扶垄和镇压等作业,在完成播种施肥作业的同时,有效提升耕种层土壤温度和含水率。本文运用逆向工程和曲线拟合等方法,设计出具有减粘降阻功效的仿野兔爪趾浅松铲和仿穿山甲鳞片扶垄铲;运用STC89C52单片机设计了具有镇压力实时监控功能的镇压力自动调节系统。通过田间单因素对比试验,发现仿生浅松扶垄耕整机构可提高一定深度范围内的土壤温度,与传统耕整机构相比可降低作业阻力13%~20%;镇压力自动调节系统可显著提高镇压作业稳定性,提高平均土壤含水率(0~100 mm)1.36%;通过参数优化试验得出耕播联合作业最佳参数组合为浅松深度20 cm,镇压强度48 k Pa;通过对比验证试验发现,浅松、扶垄耕播联合作业与传统播种作业模式相比,可分别提升10、20、30 cm深度土壤温度0.7、1.3、0.9℃,提升平均土壤含水率(0~100 mm)0.47%,缩短大豆出苗时间0.52 d,提高大豆产量2.05%。     

动态气体载荷下磁力辅助式压电俘能器设计与实验

为了实现气动系统低功耗传感器的自供能需求,提出了一种新型磁力辅助式压电俘能器,以此提高俘能器俘获动态气体载荷能的效率。将磁铁间的非接触力作为磁力诱导的预应力施加在压电片中心,当动态气体载荷作用在压电片上时,磁力诱导的预应力可以通过改变压电片的位移来调节压电片表面正负电荷的分布,进而提高俘能器的机电转化效率。仿真研究表明,斥力诱导的预应力可增加俘能器的输出电压,而吸引力诱导的预应力则降低了俘能器的输出电压。采用外径22 mm、厚度0.23 mm的压电单晶片及缸径63 mm、行程150 mm的气缸制作实验样机,利用气动组件搭建测试系统。分别调节压力、周期、流量以及磁力等参数进行实验测试。实验结果表明,当俘能器的最佳匹配负载为0.87 MΩ时,最大的瞬时功率为1.39 m W,俘能器的最大瞬时功率提升12.6%,而引入磁力诱导的预应力仅为气体载荷的0.6%,磁力诱导预应力可有效提高俘能器俘获气动系统动态气体载荷能的效率。     

嫩板栗脱蒲试验台的设计与试验

基于国内板栗脱蒲机,针对六至八成熟的嫩板栗存在的机器脱蒲分离率低、适应性差、容易损伤及嫩板栗成熟周期短等问题,设计了一种嫩板栗脱蒲试验台。该试验台选用柔性挤压的脱蒲方法,利用旋转的脱蒲滚子与栅栏挤压杆相互揉搓挤压作用对嫩板栗进行脱蒲。该试验台的脱蒲滚子及栅栏挤压杆均可更换。通过试验对比,可以分析出不同类型的脱蒲滚子与挤压杆对板栗脱蒲的影响。此外,本试验台配备了变频器,可以在不更换电动机的前提下,将电动机的转速进行随意调节。测试结果表明:该试验台不同的脱蒲滚子、栅栏挤压杆及主轴的旋转速度都会对嫩板栗的脱蒲造成不同的影响,根据不同的数据可以为嫩板栗脱蒲机械提供不同的改善方案及理论依据。     

立式轴流泵装置进水流道出口流态与脉动试验分析

进水流道出口流态是影响立式轴流泵装置运行稳定性的关键因素之一,基于立式轴流泵装置整体物理模型,采用在肘形进水流道出口段壁面布置丝状红线和压力脉动传感器,研究分析了不同转速时立式轴流泵装置肘形进水流道出口段的流态及压力脉动变化规律。结果表明,当流量小于0.7Qbep时肘形进水流道出口段内壁面的丝线偏移方向与叶轮旋转方向相同,各测点的脉动幅值均随转速的增加而增加;当流量大于0.7Qbep时肘形进水流道出口段内壁面的丝线偏移方向与泵轴方向相同,各测点的脉动幅值随转速的增加而减小。相同转速时,各测点的脉动幅值随流量的增大先减小后增大,在最优工况时脉动幅值最小。不同转速下,流道出口各测点的脉动主频均为4倍转频,最优工况时各测点的脉动次主频均为1倍转频。随转速增加,肘形进水流道出口段各测点主频幅值的增幅存在差异性,小流量工况时各测点的脉动主频幅值增幅小于最优工况和大流量工况。     

华北典型区冬小麦区域耗水模拟与灌溉制度优化

以经校验Aquacrop模型模拟了不同土壤条件下冬小麦水分与产量响应关系,结合北京大兴区土壤分布及其冬小麦实际种植情况,对模型模拟结果进行区域尺度拓展,以此为基础分析了研究区不同灌溉制度下冬小麦耗水量、产量及水分生产率的变化规律,并推荐了与华北地区水资源实际情况相适宜的冬小麦亏缺灌溉制度。结果表明:应用Aquacrop模型能较好模拟冬小麦生育期内土壤墒情和冠层覆盖度的动态变化过程及其生物量与产量情况,可利用经校验后的模型进行冬小麦水分与产量响应关系研究。灌溉定额在300 mm范围内,随着灌溉量增加,耗水量增大;在灌水次数相同条件下,灌溉日期不同,因蒸腾量变化导致耗水量差异显著。在相同处理下总体上降水多年份产量较高,而不同处理之间随着灌溉量增加产量增大;在灌水次数相同情况下,灌溉关键生育时段选择对冬小麦产量形成及水分生产率提高至关重要。以冬小麦增产提效为原则,在灌1水情况下重点保障拔节-抽穗阶段的需水;灌2水情况下重点保障返青-拔节、抽穗-乳熟阶段需水;灌3水情况下重点保障返青-拔节、拔节-抽穗、抽穗-乳熟阶段需水。针对华北水资源严重短缺实际,建议北京大兴区冬小麦采用灌2水的亏缺灌溉制度,较灌4水情况下的灌溉量与耗水量分别减少140、65 mm,能确保75%产量。可见,在与华北类似的资源性缺水区域,选择适宜亏缺灌溉制度,能大幅降低区域灌溉量与耗水量,在稳定区域冬小麦产量及涵养地下水源方面具有重要的现实意义。     

生育期连续调亏灌溉对花生光合特性和根冠生长的影响

为研究不同水分胁迫条件下,花生生育期复水对叶片光合特性、干物质积累的影响,进而分析其补偿效应,于2018—2019年在辽西北阿尔乡灌溉试验站进行了膜下滴灌试验,采用两因素裂区试验设计,在花生的花针期（H,主区）、结荚期（J,副区）设置重度（H1、J1）、适度（H2、J2）和无亏（H3、J3）3个水平的水分胁迫处理,分别对应的土壤计划湿润层含水率下限为55%、65%、70%田间持水率（FC）,对比分析了花生叶片光合特性、根冠干物质积累量、产量构成等指标。结果表明,单生育期重度水分胁迫处理（H1、J1）复水后叶片光合特性不能恢复到正常水平,抑制了花生根冠干物质的积累;适度水分胁迫处理（H2、J2）复水后产生的光合超补偿效应,使花生在生育末期根冠干物质积累高于无亏处理;而连续适度水分胁迫处理（H2J2）复水后叶片能更好地进行光合作用、积累根冠干物质,形成有利的根冠比。在2018—2019年的所有处理中,与H3J3处理相比,H2J2处理两年分别增产12.44%、11.98%（p<0.05）,分别节水9.32%（p＞0.05）和14.23%（p<0.05）,水分利用效率分别提高22.32%、27.78%（p<0.05）。在辽西北地区,于花生花针期、结荚期施加适度水分胁迫是兼顾节水、增产的适宜处理。     

均质压力对豆乳贮存过程中物性变化的影响

以豆乳为原料,通过不同均质压力处理后,将样品存放在常温(25℃)环境下,持续观测30 d,研究不同均质压力下贮存过程中豆乳的黏度、色差、丙二醛含量和蛋白稳定性的变化。发现在15～40 MPa的均质压力下,豆乳黏度无明显差别;贮存过程中,色差△E值在第20天时为8.51,感官评价消费者中不可接受,黏度和稳定性有极大差异。     

广东省2010年生态足迹和生态承载力研究

利用生态足迹分析方法,对广东省2010年生态足迹和生态承载力进行了研究,分析探讨广东省经济活动对当地自然生态系统造成的压力及其影响程度,为识别和衡量广东省的可持续发展状态、制定城市建设策略和实现可持续发展提供参考依据。结果表明,广东省2010年人均生态足迹为2.5188 hm²,主要由耕地足迹和能源足迹构成,人均生态赤字为2.078 hm²,远高于全国、全球平均水平。总人口生态足迹赤字为2.17×10⁸ hm²,生态超载力达到4.7倍。与2001年相比,10年来人均生态足迹的总需求上涨了84%,其中林地和耕地涨幅剧增。而生态总供给则下降20%。生态系统的压力和强度与日俱增。建立集约型、节约型及生态型生产及消费模式,促进经济发展与人口、资源、环境相协调是广东省保持可持续发展劲头的主要途径和当务之急。     

CaCl2对超高压改性马铃薯淀粉结构的影响

研究了600MPa超高压下,不同浓度的CaCl2介质对马铃薯淀粉结构的影响。应刚偏光显微镜和X-射线衍射对样品进行了分析测试。结果表明,不管浓度大小如何,CaCl2均可以抑制淀粉的糊化,其偏光十字均保持得较好;低浓度的CaCl2对马铃薯淀粉的结晶结构影响不大,高浓度的CaCl2则由于渗透作用而导致淀粉结晶结构部分发生破坏。     

苗期土壤水分亏缺后玉米光合生理的恢复

通过模拟土壤水分亏缺试验,研究了玉米在土壤水分亏缺后光合生理的恢复机制.结果表明:不同处理玉米光合生理在复水后30 d内均可以恢复正常生长.轻度亏缺处理玉米叶片气孔导度和蒸腾强度在复水后0～10 d可恢复正常,光合速率和胞间CO2浓度在复水后10～20 d恢复正常,但叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/Fo、qP、qN)和叶片光合色素含量的恢复相对较为缓慢.重度水分亏缺处理玉米光合生理指标恢复滞后于轻度亏缺处理.轻度亏缺处理复水后玉米净光合速率的恢复主要受气孔因素影响,重度水分亏缺处理玉米净光合速率的恢复在复水0～10 d主要受非气孔因素影响,复水10 d后主要受气孔因素影响.