科研产出
胡麻籽粒离散元仿真参数标定与排种试验验证
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：为借助离散单元法优化胡麻机械化生产装备提供胡麻基本参数,该文对甘肃省普遍种植的定亚22号、陇亚10号、陇亚13号3种胡麻籽粒通过试验法测定了胡麻籽粒的基本物理参数(3个方向尺寸、质量密度、体积密度、泊松比、千粒重、含水率、弹性模量)和接触力学参数(恢复系数、静摩擦系数);通过调整胡麻模型的滚动摩擦系数条件下形成的胡麻堆积角逼近胡麻实际堆积角方法,预测胡麻滚动摩擦系数。结果表明:定亚22号胡麻滚动摩擦系数为0.0415、陇亚10号为0.042 5、陇亚13号为0.042 0。探讨了胡麻堆积角形成过程中滚动摩擦系数对胡麻与底板接触数量、胡麻动能和重力势能影响变化规律,结果表明:随着滚动摩擦系数的减少,胡麻与底板的接触数量增加,胡麻种群的转动动能呈先增加后减小的变化趋势;减小胡麻滚动摩擦系数,其转动动能增加。通过设计的异型窝眼轮排种仿真和大田试验可知,胡麻平均穴粒数为9.5粒,标准差为1.5粒;大田试验的平均穴粒数为9粒,标准差为1粒。仿真和试验结果的穴粒数平均值的相对误差为5.26%,基本满足西北旱区胡麻播种机械设计参数优化需求。
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全膜面覆土式马铃薯播种联合作业机设计与试验
《农业机械学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为实现马铃薯大垄双行膜上覆土自然破膜出苗机械化栽培,设计了一种可实现施肥、播种、起垄、覆膜和全膜面覆土一体化作业的全膜面覆土式马铃薯播种联合作业机。对样机关键部件进行了设计,确定其排肥系统、链勺式排种系统工作参数,同时分析了提土-膜面覆土装置作业过程,得到满足膜顶覆土厚度的必要作业条件。田间试验结果表明,当作业速度为1.8~2.0 km/h时,重种指数为4.9%,漏种指数为6.6%,种植深度合格率为95.2%,种薯间距合格指数为90.1%,膜顶覆土厚度合格率为98.8%,各行排肥量一致性变异系数为6.5%,总排肥量稳定性变异系数为5.1%,试验指标均符合国家和行业标准要求,试验结果满足设计和实际作业要求。
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适宜穴播块数及种植密度促进黑膜垄作马铃薯节水增产
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：研究与农机配套的农艺技术,对于促进农机农艺的深度融合、提高马铃薯生产效率具有重要意义。为寻求适宜于机械操作的马铃薯栽培措施,该文于2013—2016年连续4 a在不同降雨年型下设置不同颜色地膜(白膜和黑膜)、马铃薯穴播块数(1块和2块)、种植密度(72 720、51 945、40 395株/hm~2)处理,进行裂区试验,研究膜色穴块数和密度对旱作马铃薯产量和水分利用效率的影响。结果表明,不同降水年型旱作马铃薯采用黑色地膜覆盖、整薯或穴播2块以及缩小株距增加单位面积株数均能显著增加马铃薯的产量和水分利用效率,平均对产量影响大小是覆膜>播种块数>株距。其中,在黑膜覆盖条件下平均产量较白膜覆盖增产8.1%,且黑膜在不同年份对产量影响的大小顺序是:丰水年>平水年>歉水年。穴播2块较穴播1块增产12.9%;穴播块数在不同年份对产量的影响大小是歉水年>丰水年>平水年,歉水年份整薯播种增产效果大;种植密度对产量影响的年份顺序是平水年>丰水年>歉水年,株距减小,产量增加。同时,不同降水年型对马铃薯水分利用效率具有显著影响(歉水年>平水年>丰水年),农机农艺融合及集成栽培显著提高了旱地马铃薯水分利用效率。
关键词： 地膜 降水 垄 马铃薯 块数 密度 产量 水分利用效率
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大豆籽粒的化学-力学特性灰色关联度及本构模拟
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究大豆籽粒在不同受载情况下的力学特性,探索其化学-力学特性之间的关系,该文选择11种大豆籽粒在含水率为8.65%下对其进行化学组分、针尖压入、剪切、压缩试验,并借助Abaqus软件建立本构模型,对压缩试验过程进行模拟仿真。力学试验和模拟结果表明:所测大豆籽粒硬度为18.39~52.58 N/mm,大豆籽粒破损强度为3.65~15.32 MPa,大豆籽粒极限剪切力为12.70~52.33 N,纵轴的抗剪能力明显高于横轴;不同压缩形式和剪切方向分别对大豆籽粒破损强度和极限剪切力影响极显著;试验与仿真的载荷-变形曲线拟合良好,说明所建立的大豆本构模型能够分析研究其抗挤压特性。灰色关联度分析结果表明:与化学组分含量最为密切的力学指标是硬度与接触刚度,其中硬度与粗蛋白质、粗脂肪、粗淀粉、粗纤维含量的关联度分别为0.309 4、0.327 8、0.171 9、0.191 8,接触刚度与其关联度分别为0.220 6、0.283 7、0.186 9、0.133 4,粗蛋白质和粗脂肪含量对硬度与接触刚度的影响最大,其次是粗纤维素,粗淀粉含量。研究结果可为品质预测和品种鉴别提供新的方法和依据。
关键词： 力学特性 作物 模型 大豆籽粒 化学特性 灰色关联度 本构模拟
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用Mixolab分析马铃薯生全粉的流变学特性
《现代食品科技 》 2017 EI 北大核心
摘要：采用Mixolab通过对热-机械性能的分析研究了马铃薯生全粉的流变学特性。以11个马铃薯生全粉为实验材料,探讨Mixolab检测马铃薯生全粉流变学特性的重复性,结果显示:各样品的2次测试曲线的重合度高,全曲线的平均变异系数小于5%;通过对比B01~B10这10个不同样品检测结果,可以看到不同马铃薯栽培品种流变学特性存在较大的差异,具体表现在面团形成、面团稳定、淀粉糊化和回生各阶段检测指标上的差异;通过对比B06和B10两个采用不同研磨方式制备的样品,发现不同马铃薯生全粉制作的研磨工艺将极大的影响样品的吸水率、各粘度指标,但对马铃薯生全粉面团的弱化后稠度(Cs和C2)影响不大;通过对比马铃薯生全粉、雪花粉和标准面粉的热-机械能能曲线,发现雪花粉在马铃薯主食化产品开发中所起到的作用主要为填充剂。马铃薯生全粉具有良好的加工性能,流变学特性还可以通过食品添加剂进一步改善,制造出无需添加小麦面粉的纯马铃薯主食化产品馒头、面条和面包是可能的。
关键词： 马铃薯生全粉 Mixolab 重复性 专用粉目标剖面图 流变学特性
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长期绿肥翻压对西北旱地小麦籽粒矿质元素含量的影响
《光谱学与光谱分析 》 2017 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：绿肥对保障作物高产、土壤培肥和养分高效利用有重要影响,但长期翻压绿肥对旱地小麦籽粒矿质元素的影响尚不清楚。故依托甘肃武威25年长期定位试验,采集试验中不施肥、化肥和绿肥3个处理的小麦成熟期籽粒样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)技术分析了长期绿肥翻压对小麦籽粒矿质元素的影响。结果表明,绿肥处理下小麦籽粒大部分矿质元素含量较不施肥处理有增加趋势,其中硅、铁和铷元素含量均较不施肥和化肥处理显著增加;绿肥处理下籽粒重金属元素与不施肥处理无显著性差异,但镍含量较化肥处理表现增加。因而,长期绿肥翻压能有效提高旱地小麦部分矿质营养元素,有利于在保障小麦高产的同时提高籽粒营养品质,但也应关注绿肥翻压对重金属元素在土壤-作物系统中行为的影响。
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灌溉水盐分组成对土壤水盐迁移参数的影响
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：淡水资源不足和盐渍化是干旱地区农业生产的限制因子。研究水盐迁移参数是水盐调控的重要目标。为此,该研究以甘肃省秦安县兴国镇果园土样为研究对象,采用水平土柱入渗法,探讨不同盐溶液(氯化钠、氯化钠和氯化镁、氯化钠和氯化钙、氯化钠和氯化钾)在矿化度均为3 g/L的条件下对土壤水分扩散率和盐分离子水平迁移的影响。结果表明:不同盐分组成的灌溉水质和含水率对土壤水分扩散率的影响均达极显著水平(P<0.01)。在灌溉水矿化度均为3 g/L的条件下,氯化钠盐溶液传输水分的潜在能力最大,加入一定的复盐对水分的传导起到阻滞作用,阻滞能力的大小是:氯化钙>氯化钾>氯化镁。不同盐分组成的灌溉水对土壤碳酸氢根和硫酸根的水平迁移具有显著的影响(P<0.05),对盐分、钙离子和钠离子水平迁移具有极显著的影响(P<0.01)。入渗距离对土壤pH的影响以及灌溉水盐分组成对土壤钠吸附比的影响均达显著水平(P<0.05)。灌溉水盐分组成对模型参数初始值和终止值有显著的影响,参数初始值和终止值均呈现:氯化钠>氯化钠和氯化镁>氯化钠和氯化钾>氯化钠和氯化钙。因此,从微咸水利用和盐渍化土壤改良的角度考虑,在微咸水灌溉中加入一定量的钙制剂可抑制水分扩散和降低土壤盐分含量;从灌溉方法来看,需从地块的两端轮换灌溉可预防地块一端脱盐而另一端积盐的现象。这一研究结果对于指导干旱、半干旱地区微咸水利用具有重要的科学意义。
关键词： 灌溉 盐分 土壤水分 扩散率 水平迁移 Boltzmann函数
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黄土旱塬集雨保墒措施对苹果发育和土壤水分变化的影响
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了有效缓解黄土旱塬区苹果园深层干燥化,保证苹果产业的可持续发展,该文选取甘肃镇原盛果期苹果园,连续6 a定位测定了黑色地膜覆盖和黑色地膜覆盖+立体化入渗对苹果产量、新梢生长量和土壤含水量等指标。分析了6 a不同处理苹果产量、形态指标和不同生育期果园0~500 cm土壤相对水分亏缺指数的变化,研究结果表明:黑色地膜覆盖+立体化入渗较对照平均增产16.49%,优果率增加8.91%;300~500 cm土壤含水量较对照增加0.50~2.63百分点,降水入渗深度达到了480 cm,在60~500 cm水分相对亏缺指数为-0.05~-0.12,最大补偿区域为200~300 cm,水分补偿为春季花期和收获期。因此,黑色地膜覆盖+立体化入渗技术提高了果树产量与优果率,改善了果园深层水分状况,缓解土壤深层干燥化。
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西北灌漠土长期不同施肥改变土壤可溶性有机质的化学及光谱学特性
《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：依托在河西走廊灌漠土上开始于1988年的长期定位试验,利用紫外-可见光谱、红外光谱、元素分析等方法研究了不同施肥处理下土壤可溶性有机质(DOM)的变化。试验设施用有机肥、绿肥、化肥和不施肥对照4个处理。结果表明,施肥增加DOM的含量,相比对照处理,有机肥处理、绿肥处理、化肥处理的可溶性有机碳(DOC)分别增加37%,29%,16%,可溶性有机氮(DON)分别增加334%,257%,182%,总碳水化合碳(TCs)分别增加90%,25%,2%,总有机酸碳(TOAs)分别增加195%,116%,58%。有机肥处理各指标比对照处理均差异显著,除TCs外绿肥处理、化肥处理的其他指标也比对照处理差异显著。紫外-可见光谱结果,施肥提高了DOM的紫外吸收特征值SUVA_(254),SUVA_(260),SUVA_(272),SUVA_(280),表明施肥增加了DOM的芳香及疏水部分比例、腐殖化程度、平均分子量,使DOM更趋于稳定。不同施肥处理间表现出相当一致的规律,有机肥效果最为明显,其次是绿肥、化肥。红外光谱分析结果,有机肥处理相对于其他处理芳香族特征峰从1 625cm~(-1)处向近红外方向移动出现在1 649cm~(-1)处,接近土壤胡敏酸芳香族特征峰(1650cm~(-1)),说明有机肥处理土壤DOM的芳香性更高。绿肥处理在归属于糖、醇类及羧酸物质C—O伸缩振动的1 260~1 000cm~(-1)吸收峰高于其他处理,说明绿肥处理增加了土壤DOM的富氧基团类物质。化肥处理在归属于N—H振动的3 559,3 419和1 456cm~(-1)吸收峰高于其他处理,表明化肥增加了土壤DOM的胺类物质。元素分析结果显示有机肥、绿肥、化肥分别增加了C,O,N的相对含量。
适宜施氮量提高温室砂田滴灌甜瓜产量品质及水氮利用率
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为解决设施砂田甜瓜生产中的水肥瓶颈问题,该文通过大田试验,研究西北旱区设施砂田甜瓜传统水肥管理与滴灌施肥处理对不同生育时期甜瓜生长、产量、品质及水氮利用率的影响,从而确定甜瓜高效的灌溉方式及适宜的氮肥用量。试验设置了2个对照处理:大水漫灌不施氮肥(CK0)和大水漫灌传统施氮(CK),并在灌水量减少40%的滴灌条件下设置了4个氮肥水平:不施氮(T1)、传统施氮量N 180 kg/hm2(T2)、减氮40%即N 108 kg/hm2(T3)、增氮40%即N 252 kg/hm2(T4),共6个处理。结果表明:滴灌施肥处理较对照在甜瓜生长后期光合、植株干物质及氮素积累量等生理、生长指标均显著提高,甜瓜增产7.40%~14.35%,水、氮利用率分别提高28.81%~40.65%和22.78%~77.22%,果实品质中可溶性固形物及Vc含量也显著提高,硝酸盐含量显著降低,且滴灌可减少砂层含土量,从而延长砂田的使用年限。相同滴灌条件不同氮水平处理间,甜瓜植株干物质及氮素积累量随施氮量的增加而增加,而光合指标、产量、品质及水氮利用率则表现出先增加后降低的趋势,其中以T2和T3处理的甜瓜产量、品质和水氮利用率最高。综合分析表明,滴灌施肥是西北旱区设施砂田甜瓜栽培优质高产、高效和节水节肥的水肥管理模式,适宜的氮肥施用量为108~180 kg/hm2。
关键词： 氮肥 灌溉 温室 砂田 甜瓜 产量 品质 水氮利用率
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