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基于控温控湿的沙棘红外联合热风干燥均匀性与工艺

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农业工程学报 2024年第6期40卷 120-133页

作者：耿智化李孟卿朱丽春于贤龙胡斌张茜王军扬杨旭海石河子大学机械电气工程学院石河子832003 农业农村部西北农业装备重点实验室石河子832003 山东省农业机械科学研究院济南250100 新疆一七零团丝路沙棘生物科技有限公司塔城834612 现代农业机械兵团重点实验室石河子832003

新鲜沙棘含水率高且易腐烂变质,干燥是延长货架期的重要方式之一。针对现有沙棘热风干燥周期长、品质差、能耗高等问题,该研究基于控温控湿设计了一种红外联合热风干燥装置,并对装置的气流分配室结构进行了优化,设计了一种圆柱形扰流板... 详细信息

新鲜沙棘含水率高且易腐烂变质,干燥是延长货架期的重要方式之一。针对现有沙棘热风干燥周期长、品质差、能耗高等问题,该研究基于控温控湿设计了一种红外联合热风干燥装置,并对装置的气流分配室结构进行了优化,设计了一种圆柱形扰流板和方形挡风板,利用数值模拟软件COMSOL对干燥装置中速度场、温度场和湿度场进行了模拟,结果表明通过增加半圆柱扰流板能够改变干燥层间气流量,解决干燥不均匀性问题;借助增设扰流板能够提高气流速度,利用自由流区域高温低湿干燥介质的干燥能力,防止干燥层内不同区域出现干燥不均匀的现象。优化后的干燥室结构将5个干燥层间的最大速度偏差比显著降低。以沙棘为研究对象对干燥工艺进行了试验研究。结果表明,不同干燥温度对沙棘控温控湿红外联合热风干燥时间有显著影响,干燥水分比随干燥时间的增加呈现指数下降趋势。基于层次分析法得到各干燥特性和干燥品质权重,采用综合评价方法得到不同干燥温度下75℃干燥条件综合评分最高。不同介质湿度干燥条件下,当介质湿度为10%干燥时,干燥所需能耗最低,干燥后沙棘复水比最高,具有最高的维生素C(vitamin C,Vc)保留率和总黄酮含量,综合评分最高。40%介质湿度不同持续时间下,40 min得到的沙棘亮度值、复水比、Vc保留率和总黄酮含量最高,综合评分最高。该研究明确了控温控湿沙棘红外联合热风干燥最优工艺,对提升沙棘产地初加工机械化水平,促进沙棘产业健康持续发展具有重要意义。

关键词：能耗干燥控温控湿沙棘均匀性品质特性

汞污染对土壤有机碳稳定性和固碳功能微生物群落的影响

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环境科学 2024年

作者：张语馨孙约兵张仁甫王超贾宏涛农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津市农业环境与农产品安全重点实验室新疆农业大学资源与环境学院新疆土壤与植物生态过程重点实验室

为阐明Hg污染对土壤有机碳稳定性及自养微生物碳同化的影响机制，采用室内培养实验与分子生物学技术，研究了Hg污染29 d前后土壤CO2排放速率、有机碳组分和cbbL、cbbM功能微生物的变化特征.结果表明，不同水平Hg污染对土壤CO2排放速率... 详细信息

为阐明Hg污染对土壤有机碳稳定性及自养微生物碳同化的影响机制，采用室内培养实验与分子生物学技术，研究了Hg污染29 d前后土壤CO2排放速率、有机碳组分和cbbL、cbbM功能微生物的变化特征.结果表明，不同水平Hg污染对土壤CO2排放速率的影响存在差异，高水平Hg(S2、S3和S5)抑制了土壤CO2累计排放量，而低水平Hg(S1、S4和S6)促进了土壤碳排放.Hg污染影响了土壤有机碳组分比例，不同处理间SOC和MBC含量变化规律基本一致，均存在显著差异(P < 0.05)，EOC和DOC随Hg含量的增加而降低.与第1 d相比，培养结束各处理qCO2均显著降低(P < 0.05).不同水平Hg污染对cbbL和cbbM功能微生物群落的影响存在明显差异，变形菌门、放线菌门和酸杆菌门是两种功能微生物共有的优势菌门.土壤CO2累计排放量和SOC是影响cbbL群落变化的主要因素，土壤有效Hg是影响cbbM群落变化的主要因素.综上所述，研究结果可为Hg污染区域生态系统的碳循环及积累提供理论依据.

关键词：汞污染 CO 排放特征有机碳组分 cbbL cbbM

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西北六省区农田地膜残留特征与关键影响因素

农业环境科学学报 2024年第6期43卷 1260-1270页

作者：孙源辰何文清靳拓严昌荣赵梓君刘勤中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业农村部农膜污染防控重点实验室北京100081 农业农村部农业生态与资源保护总站北京100125

为了探明西北六省区农田地膜残留特征与关键影响因素,本研究于2020—2022年在新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、青海省、宁夏回族自治区、陕西省、甘肃省布设共计160个农田地膜残留监测点,利用典型样点采集的方法进行农田地膜残留监测,... 详细信息

为了探明西北六省区农田地膜残留特征与关键影响因素,本研究于2020—2022年在新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、青海省、宁夏回族自治区、陕西省、甘肃省布设共计160个农田地膜残留监测点,利用典型样点采集的方法进行农田地膜残留监测,同时对农田农户背景资料进行问卷调查。结果表明:2020—2022年西北六省区160个农田地膜残留监测点的农田地膜残留量介于0.46~369.29 kg·hm^(-2)之间,平均残膜量70.30 kg·hm^(-2),处于接近国家标准限值75 kg·hm^(-2)的水平。不同省份之间残膜量差异显著(P新疆和内蒙古,陕西、青海、甘肃和宁夏地区残膜污染较轻。农田地膜残留量与覆膜年限呈显著正相关、与地膜厚度呈负相关关系,在不同作物类型及覆膜比例条件下差异显著,受不同回收方式、不同种植户类型及其距村庄的距离、不同土壤类型影响显著。残膜量主要影响因素及其贡献度分别为回收方式30.8%、作物类型15.2%、覆膜比例13.8%、覆膜年限10.8%;种植户类型、地块距村庄距离、土壤类型、地膜标识厚度对农田地膜残留量的贡献度较小,均不足10%。研究表明,西北六省区存在较大的地膜污染隐患,建议因地制宜地加强防治力度、改良防治方案,改进和推广地膜污染防治技术,在充分考虑农民利益的基础上完善地膜防治政策。

关键词：农田地膜残留影响因素贡献比例西北六省区

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基于模型预测控制的菇房空调节能控制方法

农业机械学报 2024年第3期55卷 352-361页

作者：张馨孔祥书郑文刚王明飞单飞飞鲍峰新疆农业大学机电工程学院乌鲁木齐830052 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097 农业农村部华北都市农业重点实验室北京100096

当前工厂化食用菌生产菇房空调控制方法存在节能效率低、室内温度波动大等问题,提出了一种基于卷积神经网络(Convolutional neural network, CNN)、门控循环单元神经网络(Gated recurrent unit neural network, GRU)与注意力机制(Attent... 详细信息

当前工厂化食用菌生产菇房空调控制方法存在节能效率低、室内温度波动大等问题,提出了一种基于卷积神经网络(Convolutional neural network, CNN)、门控循环单元神经网络(Gated recurrent unit neural network, GRU)与注意力机制(Attention)的菇房空调节能控制方法。该方法以CNN-GRU-Attention组合神经网络为预测模型,结合预测误差补偿和预测模型数据集动态更新机制,实现对菇房室内温度精准预测;建立以空调控制量为状态量的目标函数,分别利用熵权法、主观法明确目标函数权重系数,运用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithmⅡ, NSGA-Ⅱ)求解出空调在控制时域内最优控制序列,集成滚动优化和反馈机制,实现菇房环境的精准及节能控制。试验结果表明,提出的CNN-GRU-Attention菇房室内温度预测模型,以历史30 min数据预测未来10 min室内温度效果最好,选取的典型日内预测最大均方根误差为0.122℃、最小决定系数为0.807、最大平均绝对百分比误差为0.611%;菇房空调模型预测控制方法对天气波动具有较好的抗干扰能力。与阈值开关法和PID法相比,在空调节能方面,能耗分别减少21%和14%;在控制温度精度方面,RMSE可分别降低72%、46%。

关键词：菇房预测模型模型预测控制多目标优化神经网络

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富里酸对聚乙烯微塑料污染土壤水分入渗过程的影响

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农业环境科学学报 2024年第5期43卷 1092-1099页

作者：杨明瑶吉恒莹李磐新疆师范大学化学化工学院乌鲁木齐830054 农业农村部西北绿洲农业环境重点实验室乌鲁木齐830091 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所乌鲁木齐830091

为研究富里酸对聚乙烯污染土壤水分入渗过程的影响,本研究通过土柱一维垂直入渗试验,分别在含有质量比为0.1%、1%和3%荧光染色聚乙烯污染的土壤中添加0.3%的富里酸进行探究。结果表明:与空白土壤相比,0.1%、1%聚乙烯均减少土壤表面孔状... 详细信息

为研究富里酸对聚乙烯污染土壤水分入渗过程的影响,本研究通过土柱一维垂直入渗试验,分别在含有质量比为0.1%、1%和3%荧光染色聚乙烯污染的土壤中添加0.3%的富里酸进行探究。结果表明:与空白土壤相比,0.1%、1%聚乙烯均减少土壤表面孔状结构和粗糙度,抑制土壤水分入渗速率,减小土壤饱和导水率,3%聚乙烯增加土壤表面孔状结构和粗糙度,降低入渗速率和饱和导水率;施加0.3%富里酸后,0.1%、1%和3%聚乙烯污染土壤表面孔状结构增多,粗糙度增大,水分入渗速率降低,饱和导水率随聚乙烯含量增大而增大,但较不施加富里酸前的饱和导水率分别下降48.75%、32.01%和3.64%;添加0.3%富里酸,可使聚乙烯微塑料在土壤中垂直向下的迁移速度分别提高33.33%、37.50%和38.33%。研究表明,富里酸增加了聚乙烯污染土壤的孔状结构和粗糙度,降低了聚乙烯污染土壤的水分入渗速率和饱和导水率,同时提高了聚乙烯在土壤中垂直向下的迁移速度。

关键词：富里酸微塑料聚乙烯土柱迁移

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基于阿基米德螺旋转轮的自清洗泵前过滤器设计与试验

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农业工程学报 2024年第10期40卷 76-84页

作者：张金珠张栋楠刘宁宁李淼王越王振华李云霞石河子大学水利建筑工程学院石河子832000 现代节水灌溉兵团重点实验室石河子832000 农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室石河子832000 新疆农垦科学院农田水利与土壤肥料研究所石河子832000

为提高泵前过滤器自清洗性能,解决过滤系统频繁中断问题,该研究将阿基米德螺旋转轮应用于泵前过滤器自清洗过程,通过数值仿真与物理试验,结合相关性分析和线性回归分析,探究叶片螺距、叶片角度、叶片数量对阿基米德螺旋转轮转速的影响... 详细信息

为提高泵前过滤器自清洗性能,解决过滤系统频繁中断问题,该研究将阿基米德螺旋转轮应用于泵前过滤器自清洗过程,通过数值仿真与物理试验,结合相关性分析和线性回归分析,探究叶片螺距、叶片角度、叶片数量对阿基米德螺旋转轮转速的影响规律。结果表明:转轮转速随螺距的增加逐渐下降,且降低幅度逐渐上升,随叶片角度和叶片数量的增加转轮转速的提升较小且提升幅度不断减小,对转轮转速影响程度由大到小为螺距、叶片角度和叶片数量。通过TOPSIS法(technique for order preference by similarity to an ideal solution)综合评价得到最佳结构参数组合为:螺距133 mm,叶片角度90°,叶片数量1。优化后水驱式自清洗泵前过滤器开展自清洗试验,结果显示流量经过最初下降阶段后稳定在294.9~296.6 m^(3)/h区间,流量降幅仅为1.13%~1.70%,利用水力驱动阿基米德螺旋转轮带动自清洗装置的滤网清洗效果良好。研究结果可为水驱式自清洗泵前过滤器的结构设计和优化提供参考。

关键词：泵数值模拟前过滤器自清洗转速阿基米德螺旋转轮

碱胁迫下内生真菌共生对布顿大麦抗氧化酶和ASA-GSH循环的影响

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山东农业科学 2024年第5期56卷 80-86页

作者：户萌菲龙凤陈胜宋瑶瑶陈水红王娟塔里木大学生命科学与技术学院/塔里木盆地生物资源保护利用兵团重点实验室新疆阿拉尔843300 阿克苏市农业农村局新疆阿克苏843000

内生真菌能够提高宿主植物的抗逆性,而碱胁迫使植物体内积累大量的活性氧,加速植物衰老和死亡。为探究碱胁迫下内生真菌对宿主布顿大麦抗氧化酶和抗坏血酸-谷胱甘肽(ASA-GSH)循环系统的影响,本试验以带内生真菌(E+)和不带内生真菌(E-)... 详细信息

内生真菌能够提高宿主植物的抗逆性,而碱胁迫使植物体内积累大量的活性氧,加速植物衰老和死亡。为探究碱胁迫下内生真菌对宿主布顿大麦抗氧化酶和抗坏血酸-谷胱甘肽(ASA-GSH)循环系统的影响,本试验以带内生真菌(E+)和不带内生真菌(E-)的布顿大麦为材料,设置0、25、50、100、150、200 mmol/L混合碱(Na_(2)CO_(3)+NaHCO_(3))胁迫处理,研究碱胁迫下内生真菌对布顿大麦过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及叶片ASA-GSH循环中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性和谷胱甘肽(GSH)含量变化的影响。结果表明,在碱胁迫下,抗氧化酶和ASA-GSH循环系统均受内生真菌影响,E+布顿大麦中的POD和GR活性低于E-布顿大麦,而CAT、SOD和APX活性及GSH含量显著高于E-布顿大麦;低浓度碱胁迫下,E+布顿大麦叶片的GPX活性高于E-布顿大麦,但当碱浓度大于100 mmol/L时,则表现为E-高于E+。说明碱胁迫下内生真菌能够提高布顿大麦的抗氧化性,改变ASA-GSH循环,增强植株的抗逆性。本研究结果可为合理利用内生真菌进行布顿大麦抗逆新种质创新和新品种选育提供理论基础。

关键词：内生真菌布顿大麦碱胁迫抗氧化酶 ASA-GSH循环

“双碳”目标下新疆“三生”空间时空演变特征及碳效应

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干旱区研究 2024年第7期41卷 1238-1248页

作者：菅政博罗浩单娜娜新疆农业大学公共管理学院新疆乌鲁木齐830052 新疆农业大学资源与环境学院新疆乌鲁木齐830052 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所农业农村部西北绿洲农业环境重点实验室新疆乌鲁木齐830052

研究“双碳”目标下“三生”空间时空演变特征及碳效应,对干旱区生态经济可持续发展及实现国土空间绿色低碳发展有重要的实践意义。本文基于新疆土地利用遥感监测数据和能源消耗数据,运用“三生”空间动态度、转移矩阵及碳排放系数等方... 详细信息

研究“双碳”目标下“三生”空间时空演变特征及碳效应,对干旱区生态经济可持续发展及实现国土空间绿色低碳发展有重要的实践意义。本文基于新疆土地利用遥感监测数据和能源消耗数据,运用“三生”空间动态度、转移矩阵及碳排放系数等方法,借助ArcGIS空间分析功能对新疆2000—2020年“三生”空间时空演变特征及碳效应进行分析。结果表明:(1)新疆近20 a“三生”空间综合动态度达0.11%,2005—2010年综合动态度最高。(2)20 a间“三生”空间总体上呈现生活生产空间急剧扩张,生态空间面积缩减的趋势。(3)生活生产空间是新疆最主要的碳排放空间类型,呈现出持续增长的趋势;生态生产空间对碳吸收的贡献率较大。研究结果可为构建符合新疆减排需求的“三生”空间分类体系提供科学支撑,对建设高质量“一带一路”,实现干旱区新疆低碳发展和“双碳”目标具有重要意义。

关键词： “三生”空间时空演变碳源和碳汇碳效应新疆

浅埋滴灌水氮配施对冬小麦生长发育、产量及水分利用效率的影响

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新疆农业科学 2024年第5期61卷 1057-1066页

作者：谢忠叶含春王振华李海强刘健陈睿许宇双石河子大学水利建筑工程学院/现代节水灌溉兵团重点实验室/农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室新疆石河子832000

【目的】研究滴灌带浅埋、水氮配施对冬小麦生长发育、产量及水分利用效率的影响。【方法】试验为完全区组设计,设置3个因素:覆土深度(0和5 cm)、灌水量(270、315和360 mm)、施氮量(195、255和315 kg/hm^(2))。【结果】在浅埋滴灌(5 cm)... 详细信息

【目的】研究滴灌带浅埋、水氮配施对冬小麦生长发育、产量及水分利用效率的影响。【方法】试验为完全区组设计,设置3个因素:覆土深度(0和5 cm)、灌水量(270、315和360 mm)、施氮量(195、255和315 kg/hm^(2))。【结果】在浅埋滴灌(5 cm)下,灌溉定额为315 mm、施氮量255 kg/hm^(2)时,冬小麦产量、水分利用效率及氮肥偏生产力提升最明显。浅埋滴灌使冬小麦株高和叶面积指数分别提高5.58%和16.77%,产量、水分利用效率与氮肥偏生产力分别显著提高8.32%、8.20%和8.16%。浅埋滴灌较不覆土滴灌(0 cm)处理净收益平均增收1092元/hm^(2),浅埋滴灌下灌水315 mm、施氮255 kg/hm^(2)净收益最高(10883元/hm^(2))。【结论】冬小麦较优的灌溉施肥方案为浅埋滴灌灌水315 mm,施氮255 kg/hm^(2)。

关键词：冬小麦浅埋滴灌水氮配施水分利用效率产量