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海藻酸增效尿素对夏玉米氮素吸收利用及氮肥损失的影响

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农业资源与环境学报 2024年第3期41卷 549-557页

作者：孟凡龙李絮花王韬虎刘文琪土肥资源高效利用国家工程实验室山东农业大学资源与环境学院山东泰安271018

针对玉米氮肥施用量大、利用率低、环境负荷日益严重的现状,本研究以活性海藻酸为增效剂,对普通尿素进行改性增效,开展海藻酸增效尿素对夏玉米产量形成、氮素吸收利用及损失的调控作用研究,为实现氮肥减量、提高氮肥利用率、降低环境负... 详细信息

针对玉米氮肥施用量大、利用率低、环境负荷日益严重的现状,本研究以活性海藻酸为增效剂,对普通尿素进行改性增效,开展海藻酸增效尿素对夏玉米产量形成、氮素吸收利用及损失的调控作用研究,为实现氮肥减量、提高氮肥利用率、降低环境负荷提供理论依据。本试验以夏玉米为供试作物,采用15N同位素示踪技术与田间试验结合的方法,以不施尿素为对照,共设置7个处理:CK(不施尿素)、U(普通尿素)、AU1(0.5%海藻酸增效尿素)、AU2(2.5%海藻酸增效尿素)、AU3(5.0%海藻酸增效尿素)、U-N(普通尿素减量20%)、AU2-N(2.5%海藻酸增效尿素减量20%)。采用一次性施肥方式,并在施肥后测定氨挥发和氧化亚氮排放量。结果表明:海藻酸增效尿素在1038 cm^(-1)左右出现糖类C—OH伸缩振动,且在3426~3325 cm^(-1)范围和1584 cm^(-1)的NH_(2)、1450 cm^(-1)和1143 cm^(-1)处的C—N振动峰强度增大;常量处理中,施用海藻酸增效尿素使玉米平均增产5.04%,氮素积累量平均增加13.55 kg·hm^(-2),氮肥利用率平均提高4.63个百分点;减量处理中,U-N处理没有显著减产,AU2-N处理玉米产量较AU2处理增产2.30%,氮肥利用率提高7.16个百分点;与U处理相比,AU1、AU2处理0~60 cm土壤中氮素残留量分别增加了2.94、8.21 kg·hm^(-2);海藻酸增效尿素可减少氧化亚氮排放和淋洗等其他途径氮损失,与普通尿素处理相比,常量海藻酸增效尿素处理氮肥损失率平均降低6.16个百分点,与U-N处理相比,AU2-N处理氮肥损失率降低9.95个百分点。在本试验条件下,综合考虑玉米产量、氮素吸收利用、残留及损失,2.5%海藻酸增效尿素减量施用20%可以取得较好效果。

关键词：海藻酸增效尿素夏玉米氮肥利用率氮肥残留氮肥损失

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石膏基复合相变储能材料的研究进展

精细化工 2024年第7期41卷 1424-1434,1525页

作者：汤建伟王续刘咏王保明游韶玮刘鹏飞郑州大学生态与环境学院河南郑州450001 郑州大学化工学院河南郑州450001 中节能工程技术研究院有限公司北京100082 国家钙镁磷复合肥技术研究推广中心河南郑州450001 河南省减污降碳协同工程技术研究中心河南郑州450001

建筑能耗、工业能耗和交通能耗是能源消耗的主要方式。其中,建筑能耗约占能源消耗的40%,建筑能耗的持续上升会增加碳排放和加速化石能源的消耗,因此,如何提升建筑材料的保温节能性能逐渐成为建筑材料领域的研究热点。储热技术不仅可以... 详细信息

建筑能耗、工业能耗和交通能耗是能源消耗的主要方式。其中,建筑能耗约占能源消耗的40%,建筑能耗的持续上升会增加碳排放和加速化石能源的消耗,因此,如何提升建筑材料的保温节能性能逐渐成为建筑材料领域的研究热点。储热技术不仅可以降低建筑能耗,还可以减少环境污染。相变储能材料具有优异的储放热能力,是实现热能储存以及温度控制的重要技术手段,在建筑节能领域具有广阔的应用前景。该文主要综述了石膏基相变储能材料的研究进展;根据石膏基相变材料的不同,分析归纳了石膏基有机相变材料和石膏基复合相变材料;介绍了浸渍法、多孔材料吸附法、微胶囊法等制备石膏基复合相变储能材料的方法和机理及影响石膏基相变储能材料的因素;展望了石膏基相变储能材料的研究方向。

关键词：相变储能材料天然石膏磷石膏储放热建筑能耗

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深海载人潜水器的水下稳性分析研究

船舶力学 2024年第5期28卷 716-724页

作者：胡中惠刘帅曲文新叶聪胡震中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 深海载人装备国家重点实验室江苏无锡214082 深海技术科学太湖实验室江苏无锡214082

水下稳性是深海载人潜水器重要的总体性能之一,通过稳心高(GB)衡量潜水器的稳性,其指标大小与潜水器的操纵和安全息息相关。潜水器在运动过程中,海洋参数随深度变化以及潜水器自身压载变化引起潜水器稳心高发生变化。本文以稳心高基本... 详细信息

水下稳性是深海载人潜水器重要的总体性能之一,通过稳心高(GB)衡量潜水器的稳性,其指标大小与潜水器的操纵和安全息息相关。潜水器在运动过程中,海洋参数随深度变化以及潜水器自身压载变化引起潜水器稳心高发生变化。本文以稳心高基本公式为基础,结合潜水器耐压结构、浮力材料和液压油的浮力损失计算方法,建立深海载人潜水器水下稳心高数学模型,提出一种深海载人潜水器水下稳性分析方法。以“深海勇士”号载人潜水器为研究对象,对深海载人潜水器的水下稳性进行计算分析,得出深海载人潜水器水下稳心高的变化规律,可为深海载人潜水器的设计提供参考。

关键词：载人潜水器水下稳性稳心高

UHPC芯柱板受力性能试验研究与有限元分析

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建筑结构学报 2024年第5期45卷 173-183页

作者：何庆锋宁鹏腾钟易李锦实易伟建湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 长沙远大住宅工业集团股份有限公司湖南长沙410013

为了研究UHPC芯柱板在模块建筑结构中的受力性能,设计并制作了一块足尺UHPC芯柱板,对其进行两边简支的受弯性能试验,获取UHPC芯柱板的承载能力、挠度、裂缝、破坏形态以及截面应变等。试验结果表明:UHPC芯柱板在四点弯曲加载试验中的荷... 详细信息

为了研究UHPC芯柱板在模块建筑结构中的受力性能,设计并制作了一块足尺UHPC芯柱板,对其进行两边简支的受弯性能试验,获取UHPC芯柱板的承载能力、挠度、裂缝、破坏形态以及截面应变等。试验结果表明:UHPC芯柱板在四点弯曲加载试验中的荷载-位移曲线可对应试件受力分为弹性、弹塑性、屈服三阶段;UHPC芯柱板主要破坏模式为弯曲破坏,在弹性阶段,受弯截面符合平截面假定。基于ABAQUS有限元分析软件对UHPC芯柱板受力性能进行数值模拟与参数分析可知,提升UHPC的抗拉强度与受拉纵筋配筋率可以增大板的承载力,两者与板承载力均呈线性增长;当上下面板厚度相同时,构件刚度与承载力会大幅提升,板厚度与承载力呈线性增长;芯柱及肋宽对UHPC芯柱板承载力的影响有限;随着跨高比增大,板整体刚度与承载力会大幅降低,跨高比对受弯承载力影响较小。

关键词： UHPC芯柱板四点弯曲试验有限元模拟受弯承载力

基于高光谱和卷积自编码网络的茄子叶片氮含量估测

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光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2208-2215页

作者：王浩宇魏子渊杨永霞侯军英孙章彤胡瑾西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部农业物联网重点研究实验室陕西杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室陕西杨凌712100

叶片氮含量是评估植物生长状态与光合能力的重要依据之一,准确获取叶片氮含量有助于合理调控氮肥施用,对实现农业高效生产具有重要意义。化学分析方法虽能精准检测氮含量,但需破坏性采样,且步骤繁琐,难以实时大量测量。利用光谱技术可... 详细信息

叶片氮含量是评估植物生长状态与光合能力的重要依据之一,准确获取叶片氮含量有助于合理调控氮肥施用,对实现农业高效生产具有重要意义。化学分析方法虽能精准检测氮含量,但需破坏性采样,且步骤繁琐,难以实时大量测量。利用光谱技术可以实现叶片氮含量的无损检测,但受光谱数据固有的高维度、高噪声等特点影响,使得氮含量估测精度难以满足精准农业需求。为实现对叶片氮含量的准确预测,研究提出一种基于高光谱成像(HSI)技术和一维卷积自编码网络(CAE)结合的光谱数据特征提取方法,采用像素级光谱数据训练CAE网络,充分利用叶片HSI数据,保留由于氮含量在叶面上差异性分布产生的局部光谱特征信息,实现对光谱数据的深度特征提取,降低数据维度并滤除噪声,提高建立氮含量预测模型的精度与稳定性。以茄子为研究对象,设置四个施氮梯度,培养获取不同氮含量叶片样本并测定其HSI数据。采用多元散射校正算法进行数据预处理,分别使用HSI-CAE方法、竞争性自适应重加权(CARS)算法和随机蛙跳(RF)算法提取光谱数据深度特征和特征波长,并建立偏最小二乘回归(PLSR)模型。对比深度特征和不同特征波长组合对预测模型精度的影响,从而确定最优特征提取方法。结果表明,利用不同深度CAE编码器提取深度特征建立的预测模型,测试集决定系数均大于0.85,且当输出特征为28维时,测试集决定系数为0.9102,均方根误差为3.1189 mg·g^(-1),对比基于CARS与RF特征波长提取算法建立的预测模型,发现CAE-PLSR模型预测性能最优,验证了HSI-CAE特征提取方法用于茄子叶片氮含量估测的可行性和优越性。综上,HSI-CAE特征提取方法能够高效分析HSI数据,提取其深度特征。这些特征中含有与氮含量高度相关的信息,使用深度特征建模极大降低了模型的复杂度,有效提高了氮含量预测模型的精度,为实现基于HSI技术的氮含量精准预测提供了新方法。

关键词：高光谱成像卷积自编码特征提取氮含量

数字流域模型淤地坝模块改进及减水减沙效益评估

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应用基础与工程科学学报 2024年第2期32卷 301-313页

作者：张玍傅旭东孙凯王晨沣清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

淤地坝具有重要的水土保持作用,但其减水减沙效益的科学评估仍存在困难.一方面,淤地坝减水减沙的物理机制仍难以刻画;另一方面,观测资料有限且难以获取.以概化淤地坝卧管及溢洪道等部分的泄流机制及整体水沙调控机制为基础,改进和检验... 详细信息

淤地坝具有重要的水土保持作用,但其减水减沙效益的科学评估仍存在困难.一方面,淤地坝减水减沙的物理机制仍难以刻画;另一方面,观测资料有限且难以获取.以概化淤地坝卧管及溢洪道等部分的泄流机制及整体水沙调控机制为基础,改进和检验了数字流域模型的淤地坝模块,应用改进后的模型模拟皇甫川流域水沙过程并评估淤地坝减水减沙效益.研究结果表明:不考虑淤地坝的情况下,模型对淤地坝数量较少的近似自然状态期(1979~1986年)适用性较好,而对淤地坝数量较多的受扰状态期(2007~2012年)适用性较差,水沙模拟值明显高于实测值.考虑淤地坝的物理机制后,与原模型相比,除个别年份外,改进后的模型对受扰状态期水沙过程的模拟精度具有明显的提高,其逐日流量NSE(Nash-Sutcliffe效率系数)从-51.085~0.450提高到0.134~0.802,逐日输沙率NSE从-56.740~0.390提高到0.066~0.857.使用改进后的模型计算得受扰状态期淤地坝平均拦水量为0.142×10^(8)m^(3),减水效益为40.9%;平均拦沙量为0.050×10^(8)t,减沙效益为50.3%.研究成果可为认识淤地坝调控水沙物理机制提供模型支撑和为淤地坝建设规划提供科学指导.

关键词：淤地坝减水减沙减水减沙效益水土保持数字流域模型分布式水沙模型皇甫川

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基于准静态压缩方法的玉米粒破碎试验

农业工程学报 2024年第9期40卷 289-296页

作者：周萌萌孙慧男郑州中粮科研设计院有限公司郑州450001

为减少粮食因破碎而导致的损耗浪费,探索玉米颗粒的抗破碎能力,该研究利用准静态压缩试验共获得了920组玉米粒的力学特性数据,并通过韦伯分布拟合对玉米粒破碎力进行了分析。试验对比压缩方位及压缩速率对玉米粒破碎力的影响,确定准静... 详细信息

为减少粮食因破碎而导致的损耗浪费,探索玉米颗粒的抗破碎能力,该研究利用准静态压缩试验共获得了920组玉米粒的力学特性数据,并通过韦伯分布拟合对玉米粒破碎力进行了分析。试验对比压缩方位及压缩速率对玉米粒破碎力的影响,确定准静态压缩的试验条件,在此基础上探索玉米含水率、粒径、轴比对玉米粒破碎性质的影响。结果表明:沿玉米厚度方向压缩可获得玉米粒的最大破碎力;压缩速率小于0.10 s^(−1)时,压缩速率对玉米粒破碎力分布无影响。另外,玉米粒的含水率、粒径、轴比均影响其破碎力分布。含水率14.72%的玉米粒破碎力的韦伯分布尺度参数a最大,表明其破碎力分布更为集中;小粒径玉米粒更容易破碎,粒径小于7 mm时玉米粒破碎率达100%;玉米粒破碎率和破碎力均与轴比呈反比,表明饱满圆润的玉米颗粒更容易发生破碎。该试验可为玉米在储运、加工过程中的降碎降损提供可靠的数据支撑。

关键词：玉米籽粒破碎准静态压缩韦伯分布

基于近红外高光谱成像技术的花生冻伤检测方法研究

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食品工业科技 2024年第6期45卷 226-233页

作者：崔程刘翠玲孙晓荣吴静珠北京工商大学食品安全大数据技术北京市重点实验室北京100048

花生在收获、运输、储存和加工过程中易受到温、湿度变化导致冻伤现象,从而影响花生及其制品的品质,为探索花生冻伤机理并提高冻伤花生检测效率,本文采用近红外高光谱技术研究花生冻伤无损检测可行性、基于特征变量筛选的判别模型优化... 详细信息

花生在收获、运输、储存和加工过程中易受到温、湿度变化导致冻伤现象,从而影响花生及其制品的品质,为探索花生冻伤机理并提高冻伤花生检测效率,本文采用近红外高光谱技术研究花生冻伤无损检测可行性、基于特征变量筛选的判别模型优化方法以及花生冻伤机理。实验研究了变量标准化(Standard Normalized Variate,SNV)、多元散射校正(Multiplicative Scatter Correction,MSC)、Savitzky-Golag(SG)平滑以及SG平滑-SNV和SG平滑-MSC五种预处理方法对原始数据的影响,随后分别采用竞争自适应重加权法(competitive adapative reweighted sampling,CARS)、随机蛙跳(random frog,RF)、变量重要性投影(variable importance in projection,VIP)、连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)、蒙特卡洛无信息变量消除(Monte Carlo uninformative variable elimination,MC-UVE)、迭代保留信息变量(Iteration retention information variable,IRIV)、变量组合种群分析-迭代保留信息变量(Variable combination population analysis-Iteration retention information variable,VCPA-IRIV)和变量组合种群分析-遗传算法(Variable combination population analysis-Genetic Algorithm,VCPAGA)8种变量选择方法筛选得到与花生冻伤相关的特征波长,通过建立支持向量机(Support Vector Machine,SVM)选用达到判别准确率阈值为90%的特征波长作为花生冻伤特征波长。结果表明,基于近红外高光谱成像技术的花生冻伤检测总体可行,且精度较高,所有变量选择方法均能有效筛选与冻伤相关的特征波长,其中VCPAGA算法选择了最少的7个特征波长,仅占数据集所有波长的3.125%,训练集和测试集准确率分别为91.60%和90.12%。经过筛选得出的冻伤特征波长体现了油酸和蛋白质的信息,验证了过低的温度会导致花生中油酸含量下降和蛋白质含量上升。本研究为花生冻伤快速无损检测提供了可参考的理论依据和技术支撑。

关键词：花生冻伤高光谱成像特征波长选择支持向量机

明胶质量浓度及凝冻强度对槟榔涂膜性能的调控作用

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食品与生物技术学报 2024年第1期43卷 60-68页

作者：文泉汪雪娇张晓鸣吴一奇夏书芹江南大学食品学院江苏无锡214122 江南大学江苏省食品安全与质量控制协同创新中心江苏无锡214122 皇爷食品有限公司湖南湘潭411100

采用明胶对槟榔涂膜处理有助于提高槟榔的光泽和保水性,然而明胶质量浓度及凝冻强度对涂膜性能的影响目前尚不清晰。作者剖析了明胶基薄膜在光学、机械性能与阻水性等方面的差异,并借助红外光谱及X射线衍射探索了涂膜性能差异的原因。... 详细信息

采用明胶对槟榔涂膜处理有助于提高槟榔的光泽和保水性,然而明胶质量浓度及凝冻强度对涂膜性能的影响目前尚不清晰。作者剖析了明胶基薄膜在光学、机械性能与阻水性等方面的差异,并借助红外光谱及X射线衍射探索了涂膜性能差异的原因。结果表明,质量浓度为100~150 g/L的明胶涂膜溶液不仅将槟榔表皮光泽度提高了8~15倍,而且赋予薄膜良好的机械性能和阻水性。虽然明胶凝冻强度的提高有助于增加槟榔涂膜光泽度,但对薄膜机械性能及阻水性无显著影响。薄膜中分子间氢键和三螺旋结构相对含量的差异是明胶成膜后性质不同的重要内因。此外,质量浓度为100~150 g/L的涂膜溶液的黏度与凝固温度更适于提高涂膜的均匀性,为槟榔涂膜性能的调控和涂膜剂的合理选择提供一定的依据。

关键词：明胶槟榔涂膜光泽度机械性能三螺旋结构