西南喀斯特地区土壤饱和导水率及其影响因素研究

通过对西南喀斯特地区典型土壤的饱和导水率的分析,研究了喀斯特地区不同植被退化类型下土壤的饱和导水率及其影响因素。结果表明,西南喀斯特地区不同植被退化类型下土壤的饱和导水率存在着明显的差异,原状土表层饱和导水率在27.2×10-4~50.8×10-4cm/s之间,一般未经人为干扰的原始森林土壤饱和导水率>人为干扰形成的灌丛土壤>农业用地;在土壤剖面中自上而下饱和导水率明显降低;扰动土壤表层饱和导水率在0.27×10-4~1.53×10-4cm/s之间,明显低于原状土壤,仅为原状土壤的0.9%~3.0%。喀斯特地区影响土壤饱和导水率的主要因素有土壤容重、土壤孔隙度、土壤有机质含量、土壤质地等。主成分分析结果表明,影响原状土饱和导水率的主要因素为土壤质地和土壤孔性,而土壤孔性是影响扰动土壤导水率的主导因素。     

基于Mn(Ⅱ)络合环丙沙星的电化学检测

以Mn(Ⅱ)为络合剂建立了一种基于氧化石墨烯修饰玻碳电极检测氟喹诺酮类抗生素环丙沙星(CIP)的新型方法。通过CIP与Mn(Ⅱ)络合反应,增强CIP的峰电流检测信号,实现CIP的检测。该方法选择pH=8.0的B-R缓冲液为支持电解液,以浓度20 μmol/L Mn(Ⅱ)为络合剂,采用差分脉冲溶出伏安法(DPSV)进行电化学检测。络合峰的峰电流与溶液中CIP的含量在5×10~(-7)～2×10~(-5) mol/L分段成线性关系,线性相关系数分别为R~2=0.977 8 和R~2=0.9952,其检出限为5.0×10~(-7) mol/L。本研究提供的CIP电化学检测方法克服了检测过程中电极制备的复杂性和灵敏度不足等缺点,有望在基体复杂的实际样品中广泛应用。     

不同种植年限蔬菜地土壤导水性能及影响因素

对天津市蔬菜基地种植15年以上、10年以上、5年以上和未种植过蔬菜的土壤进行分析,结果表明,土壤容重和孔隙度的演变在各项理化性质中占主导地位。蔬菜地土壤容重、有机质含量随着种植年限的延长而增加;土壤孔隙度和微团聚体含量随着种植年限的增加逐渐降低。原状土壤饱和导水率变化范围为58.72×10-4~86.65×10-4cm/s,随着种植年限的延长田间土壤导水性能降低;扰动土壤饱和导水率变化范围为0.57×10-4~2.07×10-4cm/s,随着种植年限的延长而相对降低。该结果可为天津地区种植年限较长的蔬菜地土壤,特别是耕作层土壤结构改善及水分的有效利用提供参考。     

姜田土壤特性对南方根结线虫密度的影响

对山东省姜田土壤特性与南方根结线虫密度进行了逐步回归和通径分析 ,同时进行了曲线拟合处理。表明 :土壤总空隙度 37.91%、有机质含量 3.16 %、有效磷含量 130 .6 9× 10 - 6 、有效铁含量 14 5 .93× 10 - 6 和有效锰含量 4 8.6 0× 10 - 6 时南方根结线虫密度最低 ,有效钾含量在 2 4 3.6 2× 10 - 6 时南方根结线虫密度最高。提出适当降低土壤总空隙度和有效钾含量 ,尽可能提高土壤中有机质、有效磷、有效铁和锰含量的土壤改良方案。     

淀粉颗粒外壳分离方法与其性质表征研究

以薯类（红薯、木薯）、豆类（豌豆、绿豆）和谷类（玉米、小麦）淀粉为研究对象，在淀粉糊化温度测定的基础上，通过降低温度和pH值，研究了不同淀粉颗粒外壳的分离方法。结果表明，将最高处理温度与淀粉糊化温度差值设置为-16~15℃，在乙酸溶液（pH值1.5、浓度7.1mol/L）中对淀粉颗粒进行处理，糊化程度为19%~56%时，可以得到不同淀粉的颗粒外壳，厚度为50~470nm。除绿豆淀粉外，其他淀粉颗粒外壳的分子量（4.3×107~5.2×107g/mol）均大于原淀粉的分子量（3.8×107~4.7×107g/mol）。不同淀粉外壳的厚度与其粒径、直链淀粉质量分数以及相对结晶度没有明显的相关性。玉米淀粉的颗粒外壳结构相对完整，可作为生物大分子缓释自组装包膜材料。     

红壤地区典型农田土壤饱和导水率及其影响因素研究

研究了湖南祁阳红壤地区旱地、水田的原状土和扰动土的饱和导水率,并分析了土壤的有机质含量、土壤质地、土壤容重等土壤基本性质对土壤饱和导水率的影响状况。结果表明:原状土的饱和导水率变化于44.8×10-4~1.94×10-4cm/s之间,扰动土的饱和导水率变化于2.59×10-4~1.09×10-4cm/s之间;同一水稻土剖面上的饱和导水率基本呈现由上向下逐渐减小的趋势,且原状土的饱和导水率普遍大于扰动土的饱和导水率。原状土和扰动土的饱和导水率与土壤的主要物理性质之间存在着一定的相关性。通过SPSS统计软件分析显示,土壤容重是影响饱和导水率的最主要因素,而其它如有机质含量和粘粒含量等因素也有着一定的影响。     

花生收获机械土壤阻力测试装置试验与设计

为便于对花生收获机械作业过程中所受的土壤阻力进行测试与研究,研制了由机械部分、传感器和信息采集与处理3部分组成的花生收获机械土壤阻力测试装置。测试装置由拖拉机牵引可快速连续测试土壤阻力,并能实时显示、即时存储。系统标定和实验室试验表明:系统运行稳定,平均测试精度达93.07%;在田间进行两因素三水平验证试验,测试装置运行平稳,准确地反映了所受土壤阻力情况。     

检测电能表“疾病”的医生 降低高低压线损的帮手——惠德电测仪器

渭南惠德电力仪器设备有限责任公司是以电力仪器设备开发、生产、经营为一体的专业化企业,与天水长城电工仪器厂联合生产经营.拥有雄厚的技术力量、先进的生产调试设备.研制生产历史悠久,BDJ—2A型便携式电能表检验装置的技术性能居国内领先水平,曾获得过陕西省科技成果三等奖和中国未来研究学会电器分会名优产品奖等,并列入中国实用科技成果大辞典(编号11082601).现生产、经营的产品类型及主要性能特点如下:一、电能表检验装置便携系列:1.BDJ—2AS型:功能:测试检定单、三相有功电能表及电压、电流、相位功率表.结构及特点:电子电工综合型,功能全、体积小、宽负载、大容量、输出数字显示、高可靠、灵敏耐用、不易损坏.主要技术参数:等级0.2、0.3;输出电压0～400V;输出电流5mA～50A;移相角度0～360°连续可功能:测试单相及三相四线有功电能表.结构特点:电工型,体积小,携带使用操作简单方便,结实耐用.主要技术参数:等级0.3级;输出电压0～250V;输出电流5mA～20A;功率因数1.0、0.5L;体积:340×290×160mm.二、便携式仪表系列:1.PS71型宽量限单相功率电能表:等级0.1级;输入电压0～400V;输入电流0.1～     

葵花籽油过氧化值激光诱导荧光快速检测技术研究

葵花籽油极易被氧化产生多种自由基、有毒聚合物等,因此葵花籽油产销链中过氧化值现场实时检测技术及装置研发具有重要意义。以设计便携式检测装置为目的,搭建了基于激光诱导荧光光谱的食用油过氧化值快速检测系统,建立了葵花籽油过氧化值定量预测模型,并进行了外部实验验证。结果表明,基于自行搭建的检测系统采集的80个不同过氧化值葵花籽油原始光谱,经SG平滑加MSC预处理结合CARS算法筛选荧光特征波长后建立的过氧化值PLS定量预测模型效果最佳,R2c和R2p分别为0.9995和0.9972,校正集均方根误差和验证集均方根误差分别为0.0088g/(100g)和0.0227g/(100g)。同时选取10个未参与建模的葵花籽油样品对模型进行外部验证,预测值与理化测定值的R2为0.9681,均方根误差为0.0411g/(100g),在低于国标限0.25g/(100g)的残差绝对值均在0.08g/(100g)以下。结果表明,自行设计的激光诱导荧光检测系统可以较高的精度实现对葵花籽油过氧化值的快速检测,为后续便携式整机设计和食用油氧化预警系统构建提供技术支持。     

手持式生鲜肉品质参数无损检测装置研究

开发了一种手持式生鲜肉品质无损检测装置,并对装置进行了功能测试。硬件主要包括多光谱光源阵列（中心波长为470、515、545、 575、610、760、810、910nm）及探头模块、恒流源驱动模块、多光谱数据采集与处理模块、无线传输模块以及显示终端模块等。设计了基于Android的生鲜肉检测APP应用软件,实现了对装置的无线控制功能。整个装置体积为175mm×115mm×25mm,质量约为0.45kg。利用43个猪肉样品进行试验验证,按照37∶1比例将样品分为校正集与预测集,分别利用多元线性回归、偏最小二乘方法以及多元线性结合逐步回归建模方法对数据进行处理并比较结果,结果表明利用多元线性结合逐步回归算法建立的模型结果较好,其中颜色中L*、a*、b*的预测集相关系数分别为0.9471、0.8504、0.8563,挥发性盐基氮(TVB-N)含量预测集相关系数为0.8027。最后利用不同时间段的12块肉样进行验证模型,其中每组颜色指标中L*、a*、b*的真实值与预测值的预测相关系数均大于0.83,预测集标准偏差均小于等于162,挥发性盐基氮含量的真实值与预测值的预测相关系数均为0.80左右,预测偏差及标准偏差均小于等于4.04。从2组的验证结果来看,利用该设备对生鲜肉品质参数进行检测是可行的,模型具有一定的稳定性,且该设备具有轻便、体积小、质量轻、价格低廉等特点,能够为未来生鲜肉品质的便携式无损检测仪器的进一步研发提供参考。     

农业现场快速检测仪器的研究与应用

现代的现场快速检测仪器具有便携性、精确性的特点,并向着高集成度的方向发展,在农业生产过程中发挥了重要作用。分别从植物生长检测仪器、土壤检测仪器、植物保护与病虫害检测仪器和环境检测仪器4个方面详细概述了各类仪器的研究现状及其在农业中的应用,并对我国未来农业快速检测仪器的研究方向进行了展望。     

一种便携式土壤检测装置的设计

农田土壤样本采集工作中存在劳动强度大、所携带设备多、操作不易达到要求、难以保证测试准确性等问题。设计一种便携式土壤检测装置,阐述该装置的整体结构、工作过程及使用效果。该装置能够保证土壤检测仪器垂直入土,降低测试人员劳动强度,同时保证测试环境的理想性,提高测试结果准确度。     

椰糠基质有效氮近红外检测仪设计与试验

为了实现椰糠基质有效氮含量的快速实时检测,基于漫反射光谱设计了椰糠基质有效氮近红外检测仪。该检测仪的硬件系统主要由前处理装置、气力输送装置、重力式沉降样品室、近红外光谱检测装置、样品回收装置和空气压缩机等组成。制备了不同有效氮含量的椰糠基质样本135个,采用研制的检测仪获取了样本原始光谱数据,并建立了椰糠基质有效氮含量的最优偏最小二乘回归预测模型,其校正集相关系数和验证集相关系数分别为0.973和0.965,校正集均方根误差和验证集均方根误差分别为14.025 mg/(100 g)和15.757 mg/(100 g),残差预测偏差为3.72。基于MFC开发工具,采用C/C++语言开发了检测仪硬件控制及实时检测分析软件界面,将建立的最优有效氮光谱预测模型移植到软件程序中,实现了椰糠基质有效氮近红外检测仪功能硬件控制及有效氮检测的一键式操作。试验验证结果表明,所研制仪器预测值与国标测量值相关系数为0.883,测试集均方根误差为18.605 mg/(100 g)。该检测仪实现了椰糠基质有效氮含量的快速实时检测,并且预测性能较好,可以满足快速评价椰糠基质养分的实际需求。     

便携式猪肉营养组分无损实时检测装置研究

为了实现猪肉营养组分(脂肪和蛋白质)的快速、无损、实时检测,基于近红外反射光谱设计了便携式猪肉营养组分无损检测装置。硬件部分包括光谱采集单元、光源单元和控制单元,并开发了相应的检测软件,实现样品光谱信息的有效获取和实时分析。为了建立稳定可靠的预测模型,考察了波段选择、样本分组方式和筛选变量方法对模型的影响。分别基于可见/短波近红外(Vis/SWNIR)、长波近红外(LWNIR)及Vis/SWNIR-LWNIR,利用随机选择法(RS)、Kennard-Stone法(KS)和基于联合X-Y距离的样本划分法(SPXY)对样本进行划分,建立了脂肪和蛋白质质量分数的偏最小二乘预测模型。结果发现,基于Vis/SWNIR-LWNIR波段,利用SPXY算法进行样本分组,取得了最佳的预测模型。在此基础上,比较分析竞争性自适应加权算法、随机蛙跳算法和蒙特卡罗无信息变量消除-连续投影算法3种算法筛选变量建立的模型效果。基于竞争性自适应加权算法筛选变量的模型结果最佳,对脂肪和蛋白质建立的模型验证集相关系数分别为0.950 5和0.951 0。结果表明:基于近红外反射光谱设计的便携式猪肉组分检测装置可以对脂肪和蛋白质含量进行快速、无损、实时检测。     

玉米田耕层典型土壤离散元模型建立与参数标定

为获取玉米田耕层不同土壤的各项参数,本文将玉米田耕层典型土壤分为未与玉米根茬接触的普通土壤(PT)和与玉米根茬结合形成根土复合体的土壤(GT),采用物理试验与离散元仿真相结合的方法,分别对离散元参数进行标定。基于Hertz-Mindlin(no slip)接触模型,采用中心组合试验设计方法,以土壤堆积角为目标值,进行了四因素五水平仿真试验。基于Hertz-Mindlin with bonding接触模型,采用Design-Expert软件,应用Plackett-Burman设计敏感性分析试验、最陡爬坡试验、Box-Behnken试验,以土壤硬度为目标值,对显著性参数进行寻优,得到PT最优解组合为：粘结键法向刚度4.37×10⁷ N/m³、粘结键切向刚度1.46×10⁷ N/m³、切向极限应力3.24×10⁵ Pa; GT最优解组合为：粘结键法向刚度5.19×10⁷ N/m³、粘结键切向刚度4.25×10⁷ N/m...     

种子位置信息视觉检测系统开沟延时回土装置研究

针对机器视觉获取种子空间分布信息时,传统开沟器作业过程中,种子落入种床后,土壤快速回落覆盖种子,导致种床中种子原始图像采集困难的问题,设计了一种开沟延时回土装置,通过导土装置、压种装置和回土装置的配合作业,延长土壤回落时间,形成有利于原始图像采集的避让空间,并在图像采集完毕后将泛起土壤推回种床,保证土壤回填率,达到延时回土的目的。通过理论分析确定导土装置、回土装置等关键装置结构参数。以开沟速度、开沟深度、回土板转角为试验因素,开展土壤回填率离散元仿真试验,确定最优作业参数为开沟速度1.6m/s、开沟深度30mm、回土板转角40°。在最优参数组合下,进行土壤回填率田间试验和种子图像采集田间试验。结果表明,开沟延时回土装置土壤回填率为96.5%,开沟延时回土装置较未安装回土装置的开沟器土壤回填率提升39.6个百分点;工业相机可以在导土装置形成的避让空间中采集到种床中种子的原始图像。试验结果表明,设计的结构可以有效避免回落土壤对图像采集的影响,并保证土壤回填率,实现了种床中种子图像的采集,为计算机视觉技术检测播种作业质量奠定了基础。     

Comparison and sensitivity of measurement techniques for spatial distribution of soil salinity

In Khorezm, a district of Uzbekistan situated in the Aral Sea Basin, soil salinization is an important driver of soil degradation in irrigated agriculture. The main objective of this study was to identify techniques that enable rapid estimation of soil salinity. Therefore, bulk electrical conductivity of the soil (EC_a-meas) was measured with three different devices (2P, 4P, and CM-138) and electrical conductivity of the soil paste (EC_p-meas) was measured with the so-called 2XP device. These measurements were compared with independent estimates of EC_a-calc and EC_p-calc based on laboratory measurements of the saturated extract, EC_e, of soil samples from the same sites. Soil salinity could be assessed satisfactorily with all four devices. EC_p-meas could be well reproduced by the 2XP device (R ² = 0.76), whereas EC_a-meas estimates using 2P, 4P, and CM-138 in the field were less accurate (R ² < 0.50). The sensitivity of all devices to the main ions Cl⁻ and Ca^{2 +} suggests that the measuring principles are similar for all instruments. The devices can therefore be used interchangeably. Field assessment of soil salinity was considerably enhanced by the use of CM-138, because large areas can be quickly assessed, which may be desirable in spite of the lower accuracy.     

基于ISE的土壤硝态氮多参数检测仪研究

电极法检测土壤硝态氮时，共存氯离子是影响检测精度的重要因素。针对当前检测仪为单一离子离线检测的问题，设计了基于嵌入式开发的ISE土壤硝态氮多参数检测仪。仪器嵌入BP神经网络模型，实现土壤硝态氮的在线实时检测。针对BP算法收敛速度慢、易陷入局部极小值的缺点，采用5种方法进行改进；采用两个校正方法校准检测仪检测结果；采用稳定判断程序提高电势采集的稳定性。开展标准溶液检测试验，验证检测仪检测精度；开展土壤硝态氮检测试验，并将检测结果与传统的一元线性模型结果和光学法检测结果进行对比，验证检测仪排除氯离子干扰的效果及检测土壤硝态氮的准确性。结果表明，检测仪对离子的检测结果与离子计检测结果误差不超过1.0mV，满足精度要求；检测仪对土壤硝态氮含量的检测结果与光学法检测结果的平均相对误差为8.83%，低于一元线性模型与光学法检测结果的平均相对误差12.17%，拟合系数R2均大于0.97。基于ISE的土壤硝态氮多参数检测仪可有效减小氯离子干扰，准确性高，可用于土壤硝态氮的在线检测。     

便携式豆类品质监控系统研究

传统的破坏性检测方法已难以满足豆类品质快速检测的需求。现有的无损检测设备存在稳定性及准确性不高等问题,为提高豆类品质含量检测装置的性能,基于近红外光谱技术研发了豆类品质无损检测装置,体积小、便于携带,能够适用于现场检测。基于所研发的装置,各取30个黄豆、绿豆、红豆、黑豆样本,通过旋转静态采集多次光谱求平均值与采集1次光谱的方式,对同一样品重复测量20次,得出随着采集次数的增加,光谱反射率变异系数平均值逐渐减小直至平缓,选取最佳豆类采集次数分别为16、8、14、16,对应的光谱变异系数平均值为2.9%、2.435%、2.763%、3.019%。以黄豆为例,选取80个样品,使用不同的预处理方法,分别建立黄豆蛋白质、粗脂肪和淀粉含量的偏最小二乘预测模型,结果表明,蛋白质、粗脂肪、淀粉质量分数预测的最优模型预处理方式分别为SG-MSC、SNV、SNV,其预测集相关系数R_p分别为0.974 6、0.950 5、0.960 7,均方根误差分别为0.249%、0.572%、0.623%。取40个黄豆样本对装置模型进行试验验证,蛋白质、粗脂肪、淀粉质量分数的独立验证相关系数R     

基于物联网的农田信息采集系统

综合利用传感器与网络通信技术,设计基于物联网的农田信息采集系统。通过布设和安装相关硬件,实现农田气象、土壤、高光谱和视频等监测信息的实时获取,让用户可以在电脑和移动设备上随时查看现场情况,为农业生产提供数据支持,在现代化农田信息的精准监测和科学管理等方面具有良好的应用前景。