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玉米果穗离散元模型构建与脱粒仿真验证

农业工程学报 2024年

作者：崔涛荆茂盛张东兴杨丽和贤桃王镇东中国农业大学工学院

针对玉米脱粒离散元仿真中果穗模型难以表征籽粒分离和芯轴破碎的问题，该研究构建了玉米果穗聚合体离散元模型并进行脱粒仿真验证。基于玉米芯轴3层结构采用分层建模与网格划分方法建立玉米芯轴离散元模型，结合Plackett-Burman试验、... 详细信息

针对玉米脱粒离散元仿真中果穗模型难以表征籽粒分离和芯轴破碎的问题，该研究构建了玉米果穗聚合体离散元模型并进行脱粒仿真验证。基于玉米芯轴3层结构采用分层建模与网格划分方法建立玉米芯轴离散元模型，结合Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验、Box-Behnken试验和仿真弯曲试验标定粘结参数；以马齿型玉米籽粒为原型，采用五球粘结的籽粒-芯轴连接方式建立玉米果穗聚合体离散元模型，仿真标定籽粒与芯轴的连接力；最后模拟梯形杆齿、圆头钉齿和纹杆块3种脱粒分离机构的玉米脱粒进程。结果表明：玉米芯轴弯曲破坏力和弯曲刚度仿真结果与实测平均值的相对误差分别为-0.12%和-0.14%，籽粒果柄轴向压缩力和径向压缩力仿真结果与实测平均值的偏差分别为-1.8和2.46 N,3种脱粒分离机构脱粒段仿真区域内籽粒平均法向接触力依次为12.50、12.32和8.03 N,3种脱粒元件对籽粒平均法向接触力的递减趋势与台架试验的籽粒破碎率变化一致，根据籽粒与脱粒元件接触合力的累积频率曲线确定籽粒破碎率的临界接触合力为550 N，仿真未脱净率依次为0.15%、0.37%、0.35%，较台架试验结果分别偏小0.07、偏高0.04和偏小0.25个百分点，沿滚筒轴向籽粒质量分布百分比曲线均表现为正偏态单峰分布，脱粒仿真试验的曲线峰值分别比台架试验高1.03、1.86和0.85个百分点，两者脱粒质量相近。该玉米果穗聚合体离散元模型参数标定准确，能够准确反映籽粒和芯轴的力学特性差异，可还原玉米脱粒分离过程，为后续脱粒分离机构的优化提供参考依据。

关键词：离散元法参数标定玉米果穗脱粒仿真

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关于和美乡村建设的若干实践问题

贵州社会科学 2024年第1期409卷 146-153页

作者：李小云郑添禄中国农业大学北京100083

乡村振兴是新时代推进中国式现代化建设的重大战略之一,是在一个高度压缩的时空中推动中国式现代化的重大战略举措。乡村振兴不可能在乡村孤立地实现,而需要在城乡融合发展的“偶联”机制推动下逐步实现。通过推动以县城为载体的新型城... 详细信息

乡村振兴是新时代推进中国式现代化建设的重大战略之一,是在一个高度压缩的时空中推动中国式现代化的重大战略举措。乡村振兴不可能在乡村孤立地实现,而需要在城乡融合发展的“偶联”机制推动下逐步实现。通过推动以县城为载体的新型城镇化推进县城振兴,从而为乡村振兴提供新的动能。乡村建设不是简单地建设村庄,而是落实乡村振兴战略的具体行动。和美乡村建设不是搞“形象工程”,而需要在人居环境改善,发展产业,保护生态环境和农耕文明,改善乡村治理等方面系统推进。和美乡村是为农民而建,从规划到实施都要坚持农民为中心的原则。推动和美乡村建设与经营的农民主体性,需要从以农民为中心的决策机制、建设机制、经营机制和受益机制方面统筹安排。

关键词：和美乡村建设城乡融合农民主体性

农业强国背景下新农科建设内涵与路径的再认识

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国家教育行政学院学报 2024年第1期313卷 37-43页

作者：林万龙金帷中国农业大学北京100083

新农科建设是新时代涉农高校服务国家战略的重要抓手和创新路径。在服务农业强国建设背景下,对新农科的认识和理解必须跳出对农业、农业科学和农业教育认识的传统思维框架,从新农业和大农科这两个维度重新认识新农科的内涵。同时,新农... 详细信息

新农科建设是新时代涉农高校服务国家战略的重要抓手和创新路径。在服务农业强国建设背景下,对新农科的认识和理解必须跳出对农业、农业科学和农业教育认识的传统思维框架,从新农业和大农科这两个维度重新认识新农科的内涵。同时,新农科建设需要确立对标新质生产力的发展理念,狠抓学科专业布局调整,强化前沿交叉课程体系建设,彻底变革人才培养模式。

关键词：新农科高等农林教育农业强国

基于智能手机的便携式多功能食品安全快检系统开发

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中国农业大学学报 2024年第1期29卷 88-98页

作者：李朝阳张帅江海洋郑永军刘星星中国农业大学工学院北京100083 中国农业大学动物医学院北京100193

为解决目前食品安全快速检测系统集成化程度低、图像采集装置便携性差的问题,以智能手机为检测工具,采用数字图像比色法,对莱克多巴胺的现场快速定量检测问题进行研究。设计便携式图像采集装置固定拍摄环境,使用菲涅尔透镜汇聚光线,利... 详细信息

为解决目前食品安全快速检测系统集成化程度低、图像采集装置便携性差的问题,以智能手机为检测工具,采用数字图像比色法,对莱克多巴胺的现场快速定量检测问题进行研究。设计便携式图像采集装置固定拍摄环境,使用菲涅尔透镜汇聚光线,利用智能手机准确获得检测卡与微孔板的图像信息;设计基于OpenCV的图像处理算法和智能手机应用程序,在移动终端实现对检测卡和微孔板反应区域的自动识别和颜色特征的分析。结果表明:1)本研究设计的图像采集装置可以对检测卡与微孔板准确成像,颜色特征变异系数CV0.97,其中,免疫吸附法的检测结果与酶标仪检测结果基本一致(R2=0.9873)。本系统具有便携、快速等优点,不需要实验室设备,适用于非专业人员在现场对莱克多巴胺进行快速定量检测。

关键词：智能手机数字比色法检测卡微孔板莱克多巴胺多功能食品安全

基于作物水分亏缺指数和盐分淋洗系数的新疆棉田节水控盐优化方法

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农业工程学报 2024年第12期40卷 96-108页

作者：赵玉赵嘉滨范雯婧左强吴训盛建东蒋平安石建初新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐830052 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193

通过灌溉对作物根区土壤水盐环境进行适时适度的调控是促进新疆绿洲农业可持续健康发展的重要举措,其中最为关键的一环当属灌溉制度尤其是灌水定额的优化。为了提高灌水控盐效率,该研究以新疆沙湾市膜下滴灌盐碱棉田为研究对象,以当地... 详细信息

通过灌溉对作物根区土壤水盐环境进行适时适度的调控是促进新疆绿洲农业可持续健康发展的重要举措,其中最为关键的一环当属灌溉制度尤其是灌水定额的优化。为了提高灌水控盐效率,该研究以新疆沙湾市膜下滴灌盐碱棉田为研究对象,以当地传统灌溉制度为对照,在基于作物水分亏缺指数(plant water deficit index,PWDI)评估并实施智能灌溉的基础上开展了2 a(2021与2022)田间灌水控盐试验,通过设置不同的盐分淋洗系数(2021年:1.0与2.0;2022年:1.0、1.4、1.8、2.2与2.6)探讨灌水定额对土壤水盐运移与棉花生长以及水分吸收利用的影响。结果表明,在固定PWDI阈值(评估值超过阈值时开启灌水)的情况下,在一定范围内随着盐分淋洗系数的增大,灌水定额增加,灌水周期延长,灌水总量增大,更多盐分被被淋洗到根区下部甚至根区以下,从而改善根域水盐环境,减轻水盐胁迫,促进棉花生长并增产,但灌溉水利用效率呈缓慢下降趋势。然而,当盐分淋洗系数(灌水定额)增大到一定程度时,长期优越的根域水盐环境导致棉花徒长,即营养生长旺盛而生殖生长迟滞,灌水周期缩短,灌水总量急剧上升,产量不再增加反而有下降趋势,灌溉水利用效率显著降低。综合考虑盐分淋洗、棉花生长与产量以及水分利用效率,当试验区PWDI阈值取为0.5时建议对应的盐分淋洗系数取为2.2。该研究可为新疆盐碱棉田高效生产以及绿洲农业可持续健康发展提供理论依据与技术支撑。

关键词：灌溉盐分淋洗灌水定额膜下滴灌节水控盐水分利用效率

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刺激响应型脂质体的构建策略及其生物学应用

生物工程学报 2024年第6期40卷 1742-1751页

作者：高欣茹许文涛中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083 中国农业大学营养与健康系食品精准营养与质量控制教育部重点实验室北京100083

刺激响应型脂质体作为一种新型纳米载体,已广泛应用于医学、食品及化妆品领域。本文围绕刺激响应型脂质体的制备方式、构建策略及其生物学应用展开了详细的介绍。其中,重点综述了pH敏感型、氧化还原敏感型、酶敏感型、热敏型、光敏型和... 详细信息

刺激响应型脂质体作为一种新型纳米载体,已广泛应用于医学、食品及化妆品领域。本文围绕刺激响应型脂质体的制备方式、构建策略及其生物学应用展开了详细的介绍。其中,重点综述了pH敏感型、氧化还原敏感型、酶敏感型、热敏型、光敏型和磁场响应型脂质体的功能原理,并根据给药方式的不同对其应用进行了总结归纳。最后,本文对当前刺激响应型脂质体面临的问题与发展前景作出了概括展望。

关键词：刺激响应脂质体构建策略给药方式药物递送

青藏高原未来气候变化预估的不确定性来源及其降低途径

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北京师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期60卷 87-98页

作者：郭悦张文青刘浏周雪婷中国农业大学水利与土木工程学院中国农业大学中国农业水问题研究中心北京

在全球变暖加剧的背景下,准确预估未来时期气候变化至关重要.本文基于最新发布的CMIP6(coupled model intercomparison project 6)中的15个全球气候模式(global climate models,GCMs),在未来4种共享社会经济路径和典型浓度路径组合情景... 详细信息

在全球变暖加剧的背景下,准确预估未来时期气候变化至关重要.本文基于最新发布的CMIP6(coupled model intercomparison project 6)中的15个全球气候模式(global climate models,GCMs),在未来4种共享社会经济路径和典型浓度路径组合情景下,量化青藏高原地区气温和降水预估的不确定性.然后使用DT(daily translation)方法,对CMIP6模式输出数据进行偏差校正.通过对比DT方法前后不确定性的大小,讨论偏差校正方法在降低气温和降水预估不确定性方面的潜力.结果显示:DT方法校正结果与实测值更为接近;对于气候预估不确定性,从长期来看模式不确定性占据主导地位,而情景不确定性和内部变异性的贡献相对较低;DT方法对于降低降水预估不确定性的效果较好,其中模式不确定性降低最多,对情景不确定性的大小影响不大,但影响了不确定性的相对贡献大小.综合来看,利用DT方法进行偏差校正能在一定程度上降低预估不确定性.研究结果可为揭示气候变化对高寒区水循环的影响机制提供科学依据.

关键词：气候变化气温降水偏差校正不确定性青藏高原

不同金属盐强化乙醇/水预处理对蔗渣酶解效率的影响

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农业工程学报 2024年第8期40卷 207-215页

作者：蔡战磊张贤滨韩雪艳谢君张红丹华南农业大学生物质工程研究院广州510642

预处理过程可以破坏木质纤维素生物质的致密结构、降低生物抗性,是木质纤维素生物质经酶解制备糖基平台化学的重要步骤。该研究以蔗渣为原料,在预处理温度为160℃、预处理时间为10 min时,选取0.025 mol/L的不同金属盐FeCl_(3)、CrCl_(3)... 详细信息

预处理过程可以破坏木质纤维素生物质的致密结构、降低生物抗性,是木质纤维素生物质经酶解制备糖基平台化学的重要步骤。该研究以蔗渣为原料,在预处理温度为160℃、预处理时间为10 min时,选取0.025 mol/L的不同金属盐FeCl_(3)、CrCl_(3)、AlCl_(3)、CuCl_(2)、FeCl_(2)、ZnCl_(2)、MnCl_(2)、MgCl_(2)、CaCl_(2)、NaCl、LiCl、Na_(2)CO_(3)对蔗渣进行乙醇/水预处理,并对预处理后样品进行酶解,探究不同金属盐强化乙醇/水预处理对蔗渣酶解效率的影响和规律,并进一步通过扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)和热重(thermogravimetric,TG)对蔗渣原料和预处理后的固体进行表征,探究金属盐强化乙醇/水预处理后蔗渣表面形貌与结构变化对酶解效率的影响,分析作用机理。结果表明:与原料甘蔗渣相比,不同金属盐强化乙醇/水预处理后样品中葡聚糖的质量分数从45.5%增加到77.2%,预处理后样品酶解48h后的葡萄糖得率也由51.14%增加到最高93.08%。其中,三价金属盐(FeCl_(3)、CrCl_(3)和AlCl_(3))对蔗渣酶解效率的提升最为显著,这可归因于三价金属盐强化乙醇/水预处理可以更加有效的去除蔗渣中的半纤维素和木质素,增加酶对纤维素的可及性。后续表征分析也表明经过三价金属盐(FeCl_(3)、CrCl_(3)和AlCl_(3))强化乙醇/水预处理后的样品比经过二价金属盐(CuCl_(2)、FeCl_(2)、ZnCl_(2)、MnCl_(2)、MgCl_(2)和CaCl_(2))和一价金属盐(NaCl、LiCl和Na_(2)CO_(3))强化乙醇/水预处理表面结构破坏更为彻底,结晶度相对增加最大,木素和半纤维素去除率最多,热稳定性也相对最高。该研究结果将为后续木质纤维素生物质的高效转化与利用提供参考。

关键词：生物质盐蔗渣乙醇/水预处理酶水解葡萄糖

基于CWDI蒙冀半干旱区近60a谷子干旱时空变化特征

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中国农业气象 2024年第4期45卷 419-430页

作者：赵凌暄王靖李扬王孝贤赵熙玲陈仁伟胡琦张佳莹王慧烨赵庚云中国农业大学资源与环境学院北京100193

谷子是半干旱区的特色作物,具有耐旱稳产的特点。蒙冀半干旱区是谷子的优势产区,种植面积及总产量均居全国前列,但干旱严重威胁着该区谷子生产。为揭示干旱对谷子生长过程的影响,提高谷子生产应对干旱风险的能力,选取研究区内27个气象站... 详细信息

谷子是半干旱区的特色作物,具有耐旱稳产的特点。蒙冀半干旱区是谷子的优势产区,种植面积及总产量均居全国前列,但干旱严重威胁着该区谷子生产。为揭示干旱对谷子生长过程的影响,提高谷子生产应对干旱风险的能力,选取研究区内27个气象站点1961-2019年谷子生长季(5-9月)逐日气象数据,采用作物水分亏缺指数(CWDI)作为干旱指标,结合干旱强度、干旱频率、干旱站次比分析谷子干旱的时空变化特征。结果表明:(1)近60a,蒙冀半干旱区谷子干旱强度呈下降趋势。干旱的发生频率和站次比均随干旱等级的升高而降低。(2)在谷子各生育阶段,干旱强度和干旱频率表现为拔节期>苗期>成熟期>灌浆期>抽穗期。(3)空间分布上,研究区内谷子干旱强度和干旱频率均表现为由西北向东南逐渐降低,其中中旱、重旱和特旱的发生范围均减小。干旱强度和频率的降低有利于蒙冀半干旱区的谷子生产。

关键词：半干旱区 CWDI干旱指数谷子生育阶段干旱强度与频率