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外源生物强化下水稻秸秆好氧-厌氧两相发酵产甲烷特性研究

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农业机械学报 2024年

作者：何董罗立娜徐名汉刘莹丁清华孙勇广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室东北农业大学工程学院黑龙江省寒地农业可再生资源利用技术及装备重点实验室中国农业机械化科学研究院集团有限公司农业装备技术国家重点实验室黑龙江农垦管理干部学院山东宝力生物质能源股份有限公司农业部生猪养殖设施工程重点实验室

采用生物强化方法强化水稻秸秆好氧水解过程，并研究绿色木霉及添加量（占总料液质量分数3%、5%、7%和9%）对其发酵特性的影响。好氧水解阶段生物强化时间为24 h，随后在35℃条件下进行厌氧发酵产甲烷潜力测试试验。结果表明，与对照组... 详细信息

采用生物强化方法强化水稻秸秆好氧水解过程，并研究绿色木霉及添加量（占总料液质量分数3%、5%、7%和9%）对其发酵特性的影响。好氧水解阶段生物强化时间为24 h，随后在35℃条件下进行厌氧发酵产甲烷潜力测试试验。结果表明，与对照组相比添加绿色木霉进行生物强化各组的木质纤维素降解率、挥发性脂肪酸（VFAs）产量及产气率均有不同程度的提高，VFAs均以乙酸为主。利用Modified Gompertz对累积产甲烷量进行拟合，拟合结果较好，绿色木霉添加量为3%、5%、7%、9%的各预处理试验组累积产甲烷量分别为198.28、211.351 、228.44 、234.78 mL/gVS，分别比CK对照组产甲烷量提高18.89%、26.72%、36.96%、40.76%，添加7%绿色木霉组的综合效果最好，在此条件下半纤维素、纤维素和木质素的降解率分别为36.86%、31.57%、7.43%，甲烷产量较CK组提高了36.96%。好氧水解过程中优势菌群为厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）等，其中厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度随水解时间的延长而减少，绿弯菌门（Chloroflexi）和拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对丰度增加，表明添加菌剂能够改变菌群结构，促进好氧水解反应的进行。

关键词：厌氧发酵好氧水解生物强化绿色木霉产甲烷

B-Spline曲线聚风装置直线翼垂直轴风力机启动性能数值模拟

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排灌机械工程学报 2024年第3期42卷 265-272页

作者：李岩马云飞佟国强杨胜兵肖振军东北农业大学工程学院黑龙江哈尔滨150030 寒地农业可再生资源利用技术与装备黑龙江省重点实验室黑龙江哈尔滨150030

为了提升直线翼垂直轴风力机的启动性能,基于B-Spline曲线生成方法,提出一种具有流线型轮廓的聚风装置,将其分别安装在风轮顶端和底端,用以提升风轮附近的来流风速,使风轮汲取更多风能,达到更易启动的特点.选取聚风装置的5个结构参数进... 详细信息

为了提升直线翼垂直轴风力机的启动性能,基于B-Spline曲线生成方法,提出一种具有流线型轮廓的聚风装置,将其分别安装在风轮顶端和底端,用以提升风轮附近的来流风速,使风轮汲取更多风能,达到更易启动的特点.选取聚风装置的5个结构参数进行设计:聚风装置与风轮间隙距离ΔL、底圆半径R_(1)、顶圆半径R_(2)、入口角度α_(1)和出口角度α_(2).设计方法采用二次旋转正交组合筛选最优模型,通过三维数值模拟研究聚风装置参数对直线翼垂直轴风力机启动性能的影响,获得了最佳外形参数组合.此外,对有无加装聚风装置的直线翼垂直轴风力机进行了静态三维数值模拟.结果表明,通过添加具有外凸流线型轮廓的聚风装置,直线翼垂直轴风力机的启动性能有显著提升.在风速较低的情况下,性能改善更加明显.聚风装置可使直线翼垂直轴风力机的平均启动力矩系数最大增加38.8%,峰值平均启动力矩系数最大可增加31.2%.

关键词：垂直轴风力机聚风装置 B-Spline曲线启动性能数值模拟

红蓝光补光对设施番茄生长发育及荧光特性的影响

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中国农业气象 2024年第5期45卷 506-516页

作者：罗媛叶林郭文忠张馨刘艺涵陈晓丽北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 宁夏大学葡萄酒与园艺学院银川750021 农业农村部都市农业(北方)重点实验室北京100097

在全人工光型植物工厂中以番茄品种′MicroTom′为试材,采用供光模式可调的LED灯为光源,以LED纯白光为对照,分别采取纯红光、纯蓝光、红蓝混合光、红蓝交替光的不同供光模式的红、蓝光作为补充光,探究不同补光模式对设施番茄生长发育及... 详细信息

在全人工光型植物工厂中以番茄品种′MicroTom′为试材,采用供光模式可调的LED灯为光源,以LED纯白光为对照,分别采取纯红光、纯蓝光、红蓝混合光、红蓝交替光的不同供光模式的红、蓝光作为补充光,探究不同补光模式对设施番茄生长发育及荧光特性的影响。结果表明:(1)所有处理下番茄植株生长指标和果实重量均有一定程度提高,补光对叶绿素荧光的动态变化影响显著,纯红光补光对番茄植株的株高、茎粗、叶面积和产量的增加影响最大,红蓝光1h或6h间隔交替补光显著促进了叶绿素含量的增加和PSII光合性能的提高。(2)在番茄营养生长期,纯红光补光处理下番茄株高的相对生长率和绝对生长率分别较对照增加106.8%和60%,茎粗相对生长率和绝对生长率分别较对照增加50%和80%。播种后44d,纯红光补光处理下番茄植株叶面积较对照增加92.1%。(3)在番茄生殖生长期,与对照相比,播种后83d纯红光补光处理下番茄植株坐果数增加73.6%,番茄果实的横、纵径和体积分别增加34.4%、35.3%和129.6%。(4)与对照相比,播种后44d红蓝光以1h或6h间隔交替补光处理下番茄叶片叶绿素含量分别增加30.3%和31.8%。播种后83d红蓝光以1h或6h间隔交替补光处理后番茄植株的性能指数(PIABS)分别较对照提高100%和30%,红蓝光以1h或6h间隔交替补光处理后PSII的电子传递效率(ETo/CS)分别较对照增加16%、23%。综上,纯红光补光可有效促进设施番茄的生长发育,以1h或6h间隔交替红蓝补光显著影响番茄荧光特性。未来可根据不同生产目标,选择最适合的补光模式。

关键词：植物工厂供光模式 LED灯生长期叶绿素

低温条件下不同成熟度“红阳”猕猴桃品质变化

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北方园艺 2024年第8期 74-82页

作者：王春霞应婧郭鹏吝祥根蒋昭琼何清燕四川省农业机械科学研究院四川成都610066 农业农村部丘陵山地农业装备技术重点实验室四川成都610066 四川省烘干冷链装备工程技术研究中心四川成都610066

以不同成熟度“红阳”猕猴桃为试材,采用生理生化试验分析,研究了4℃贮藏条件下猕猴桃的可溶性固形物含量、抗坏血酸含量、硬度、可溶性糖含量、可滴定酸含量、呼吸强度、腐烂率、失重率变化,并以主成分分析法综合评价贮藏品质,以期为... 详细信息

以不同成熟度“红阳”猕猴桃为试材,采用生理生化试验分析,研究了4℃贮藏条件下猕猴桃的可溶性固形物含量、抗坏血酸含量、硬度、可溶性糖含量、可滴定酸含量、呼吸强度、腐烂率、失重率变化,并以主成分分析法综合评价贮藏品质,以期为适时采摘提供参考依据。结果表明:低温贮藏过程中,不同成熟度猕猴桃品质变化趋势基本一致,可溶性固形物含量增加到一定值后进入稳定状态,抗坏血酸含量、可滴定酸含量、硬度逐渐降低,可溶性糖含量、呼吸强度先增加后降低;腐烂率和失重率逐渐增加,其中,成熟度Ⅱ猕猴桃贮藏品质相对较好。主成分分析评分结果表明,成熟度Ⅱ猕猴桃贮藏97 d时综合评分最高。综合来看,成熟度Ⅱ猕猴桃表现出更佳的耐贮藏性,建议在生产实践中将成熟度Ⅱ的猕猴桃在4℃条件下贮藏90 d时进行出库,同时确保贮藏时间不超过97 d。

关键词： “红阳”猕猴桃成熟度低温贮藏品质变化主成分分析

端板对Savonius风力机启动性能的影响

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排灌机械工程学报 2024年第5期42卷 463-469页

作者：李岩邓晴月杨胜兵佟国强冯放东北农业大学工程学院黑龙江哈尔滨150030 寒地农业可再生资源利用技术与装备黑龙江省重点实验室黑龙江哈尔滨150030 东北农业大学文理学院黑龙江哈尔滨150030

为探究端板对Savonius风力机启动性能的影响,利用数值模拟和风洞试验相结合的方法对比研究了端板对两叶片、三叶片Savonius风力机在不同风速下的静态启动性能,并对流场进行了分析.结果表明:对于两叶片Savonius风力机,有端板风力机较无... 详细信息

为探究端板对Savonius风力机启动性能的影响,利用数值模拟和风洞试验相结合的方法对比研究了端板对两叶片、三叶片Savonius风力机在不同风速下的静态启动性能,并对流场进行了分析.结果表明:对于两叶片Savonius风力机,有端板风力机较无端板风力机平均启动力矩提升了85.4%(u=8 m/s),且反向启动力矩小,但无端板风力机启动力矩波动范围较有端板风力机小;对于三叶片Savonius风力机,有端板风力机较无端板风力机平均启动力矩提升了17.9%(u=8 m/s),但有端板风力机存在反向力矩,无端板风力机较有端板风力机整体力矩波动范围小且无反向启动力矩;端板的存在改变了叶片端部的流动情况和压力分布,叶片个数不同影响规律也不同.研究结果可以为Savonius风力机的结构设计提供参考.

关键词： Savonius风力机端板风洞试验数值模拟启动性能

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中国深远海养殖的技术经济分析

船舶工程 2024年第5期 28-39页

作者：徐皓崔铭超刘晃中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所农业农村部渔业装备与工程技术重点实验室

落实“大食物观”保障粮食安全,推进中国海洋渔业产业转型升级,拓展海水养殖新空间,采用什么样的发展路径和发展方式是急需回答的关键问题。文章深入分析重力式网箱、桁架类网箱、养殖工船等3种深远海养殖典型生产方式的关键环节技术特... 详细信息

落实“大食物观”保障粮食安全,推进中国海洋渔业产业转型升级,拓展海水养殖新空间,采用什么样的发展路径和发展方式是急需回答的关键问题。文章深入分析重力式网箱、桁架类网箱、养殖工船等3种深远海养殖典型生产方式的关键环节技术特点,并在此基础上,运用工程技术经济学原理与方法,进行全产业链技术经济分析与经济效果评价。解析评估表明:重力式网箱是深远海养殖的初步生产方式,也是当前产业发展的主体,但难以适合更深的开放性水域安全性要求。桁架类网箱在北方水域的应用空间有限,而在水温在相对稳定的南方海域,则有较大的发展空间,是特定水域养殖设施走向深远海的发展途径。养殖工船是未来海上工业化养殖的发展方向,但一次性投入强度大,产业链配套是需要逐步完善。文章的分析结果可为深远海养殖渔场建设提供理论参考与借鉴。

关键词：水产养殖深远海养殖网箱养殖工船技术经济

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水稻穗发芽遗传与分子机制的研究进展

生物技术通报 2024年第1期40卷 24-31页

作者：林鑫焱张传忠戴兵王馨珩刘剑锋温丽徐兴健方军吉林师范大学生命科学学院吉林省植物资源科学与绿色生产重点实验室四平136000 中国科学院东北地理与农业生态研究所农业技术中心哈尔滨150081 内蒙古自治区北方寒地水稻育种创新重点实验室兴安盟农牧科学研究所兴安盟137400

水稻穗发芽是指水稻在收获前如遇连续阴雨天气或高温潮湿环境条件,往往诱导籽粒在穗上发芽的现象。穗发芽导致水稻种子活力和品质下降,给水稻生产带来巨大损失。对于水稻抗穗发芽育种,除了扩大对穗发芽突变体的筛选外,挖掘和克隆一些控... 详细信息

水稻穗发芽是指水稻在收获前如遇连续阴雨天气或高温潮湿环境条件,往往诱导籽粒在穗上发芽的现象。穗发芽导致水稻种子活力和品质下降,给水稻生产带来巨大损失。对于水稻抗穗发芽育种,除了扩大对穗发芽突变体的筛选外,挖掘和克隆一些控制穗发芽的新基因并解析其穗发芽调控机制,是水稻抗穗发芽育种的重要工作。穗发芽过程中,水稻的淀粉酶活性增强、可溶性糖含量升高,且水稻籽粒中植物激素ABA和GA的含量及二者的平衡是决定穗发芽的关键。OsVP1等一些关键基因通过ABA信号通路控制水稻种子休眠,GA则可通过激活GA相关转录因子等调控种子萌发。本文从水稻穗发芽的内部生理因素及环境条件、水稻穗发芽的遗传机制、水稻穗发芽的分子机制和水稻穗发芽的性状改良这四方面进行综述,以期阐述穗发芽的整体调控机制,为水稻抗穗发芽品种的选育提供理论参考。

关键词：水稻穗发芽调控机制性状改良

丘陵山地拖拉机调平与防翻关键技术研究现状与发展趋势

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智慧农业（中英文） 2024年第3期6卷 1-16页

作者：牟孝栋杨福增段罗佳刘志杰宋卓颖李宗霖管寿青西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100 农业农村部北方农业装备科学观测实验站陕西杨凌712100 潍柴雷沃智慧农业科技股份有限公司山东潍坊261000

[目的/意义]丘陵山区的机械化、智能化是未来农机行业研究和发展的热点。中国丘陵山区耕地面积占比超过50%,且面临坡陡路窄、地块碎小、地形地貌复杂等多种环境因素制约,各生产环节存在“无机可用,无好机用”的现实问题,并且缺乏适合丘... 详细信息

[目的/意义]丘陵山区的机械化、智能化是未来农机行业研究和发展的热点。中国丘陵山区耕地面积占比超过50%,且面临坡陡路窄、地块碎小、地形地貌复杂等多种环境因素制约,各生产环节存在“无机可用,无好机用”的现实问题,并且缺乏适合丘陵山区大坡度农机装备研发的理论支撑。[进展]综述了国内外丘陵山地拖拉机调平及防翻系统的研究现状。其中拖拉机车身调平技术平行四杆与液压差高式结构简单,折腰扭腰式更适合连续起伏的崎岖路面,重心可调与全向调平式坡地牵引性与适应性均较好;驾驶室及座椅调平技术基于角度传感器自适应控制,关键在于缓解驾驶疲劳提高舒适度;车身与农具姿态协同控制技术大都采用PID控制技术实现协同控制,但缺乏作业效果反馈机制;拖拉机防翻保护装置与预警技术在防翻保护架的基础上,通过环境模拟感知提前预判翻车危险信号并及时反馈。[结论/展望]未来丘陵山地拖拉机调平、防翻预警及无人化、自动化技术的发展方向:1)结构优化、灵敏度高、稳定性好的山地拖拉机调平系统研究;2)坡地适应性好的农机具仿形系统研究;3)环境感知、自动干涉的防翻预警技术研究;4)农机精准导航技术、智能化监测技术和农机作业远程调度与管理技术研究;5)坡地纵向稳定性理论研究。以期为研发符合中国丘陵山地复杂作业环境的高可靠性、高安全性山地拖拉机提供借鉴参考。

关键词：丘陵山地拖拉机调平悬挂机具调平防翻系统侧翻

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探出取推钵式蔬菜钵苗取苗机构优化设计与试验

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农业机械学报 2019年第10期50卷 64-71页

作者：尹大庆王佳照周脉乐杨禹超王金武东北农业大学工程学院哈尔滨150030 北方寒地现代农业装备技术重点实验室哈尔滨150030

为了提高蔬菜钵苗取苗机械化程度和取苗效率,设计了一种探出取推钵式蔬菜钵苗取苗机构,可实现快速取推钵动作。以大果哈椒钵苗作为取苗对象,分析了取苗机构的工作原理,建立了机构运动学模型,确立其优化目标,运用Visual Basic 6.0开发可... 详细信息

为了提高蔬菜钵苗取苗机械化程度和取苗效率,设计了一种探出取推钵式蔬菜钵苗取苗机构,可实现快速取推钵动作。以大果哈椒钵苗作为取苗对象,分析了取苗机构的工作原理,建立了机构运动学模型,确立其优化目标,运用Visual Basic 6.0开发可视化辅助分析软件,优化得出满足要求的最佳参数,形成相应的理论轨迹。建立三维模型,对模型进行虚拟仿真设计,得出仿真轨迹。采用3D打印技术进行试验样机制造,运用高速摄影技术提取试验样机实际工作轨迹,验证了实际轨迹与理论轨迹、仿真轨迹的一致性。试验测得实际取苗针最大入钵力,运用相似理论原理,推算出试验样机最大入钵力,并得到钵土最佳基质比为0.4,进行试验样机取苗试验,取苗成功率为96.87%,满足蔬菜钵苗取苗要求,验证了机构设计的正确性与可行性。

关键词：蔬菜钵苗取苗机构探出取推钵式参数优化取苗试验