苹果颗粒离散元接触参数标定与仿真试验

为精准确定红富士、花牛和黄元帅苹果的接触参数,该研究基于离散元法对3种苹果颗粒的仿真模型进行接触参数标定试验。首先,创建3种苹果的离散元填充模型,并通过电子秤、万能试验机等试验设备,确定其本征参数。其次,通过碰撞弹跳试验、斜面滑移试验和斜面滚动试验,得到红富士、花牛和黄元帅苹果与亚克力板的碰撞恢复系数分别为0.473、0.432和0.466;与亚克力板的静摩擦系数分别为0.435、0.536和0.519;与亚克力板的滚动摩擦系数分别为0.0077、0.0138和0.0088。最后,通过堆积角试验、最陡爬坡试验确定二次回归正交旋转组合试验,得到红富士、花牛和黄元帅同种苹果间的碰撞恢复系数分别为0.487、0.3348和0.469;静摩擦系数分别为0.584、0.869和0.644;滚动摩擦系数分别为0.084、0.096和0.093。试验结果表明,红富士、花牛和黄元帅苹果仿真试验与物理试验的休止角相对误差分别为5.95%、6.55%、8.67%。研究结果可为苹果物理特性和低损采收技术研究提供理论依据和模型支撑。     

农田恢复措施对黑土母质发育的新成土壤团聚体微形态及孔隙结构的影响

土壤结构是土壤肥力的物质基础,水土流失等导致土壤结构退化成为威胁我国粮食安全的重要因素。本文利用8年田间定位试验,通过土壤切片技术,研究不同农田恢复措施(耕作和有机物料投入)对黑土母质发育的新成土壤团聚体微形态的影响,对理解成土过程和肥力快速恢复具有重要意义。结果表明:免耕土壤(自然、人工植被恢复)、不施肥耕作土壤和仅施化肥耕作土壤均为复合孔洞状微结构,主要孔隙形状均为面状或孔洞状,连通性及数量相当,土壤垒结和微结构类似;但土壤颗粒分布频度和均匀度及粗细粒质接触紧密度与耕作负相关,免耕土壤显著地高于耕作土壤(P0.05)。施肥耕作土壤中,施有机物料的土壤为海绵状微结构,施高量有机物料的土壤微结构发育最好,施低量有机物料的土壤微结构次之,不施有机物料土壤微结构最差;其土壤垒结和微结构发育特征与有机物料的投入正相关。