科研产出
播种机气动式下压力控制系统设计与试验
《农业机械学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：为保证播种机适宜的压实力和稳定的播种深度,提高种子出苗品质,促进后期生长发育,针对现有下压力测量方式灵敏度低、且缺少快速有效精准控制模型的问题,提出一种基于气囊压力和仿形四连杆倾角的播种下压力控制方法。采用一阶低通滤波的轴销传感器下压力监测方式,设计了气动式下压力监控系统,包括气压驱动装置、倾角传感器、数据采集控制卡及上位机控制软件等,轴销传感器和倾角传感器分别实时测量限深轮对地下压力和仿形四连杆倾角,并反馈给上位机,经过模型计算后控制数据采集控制卡发送信号调节气压驱动装置,保证限深轮对地下压力在设定范围内。室内建模和响应测试结果表明,在不同气囊压力和四连杆倾角设置下,建立的播种下压力控制模型校正决定系数为0. 974 3,均方根误差为49. 41 N,试验验证模型预测均方根误差为39. 51 N,对播种下压力具有较好的控制准确性;在0. 1～0. 6 MPa压力设定下,气囊充气阶跃响应平均超调量3. 83%,平均稳态误差0. 005 2 MPa,平均调节时间0. 42 s,满足作业需求。田间播种深度控制性能试验结果表明,在6～10 km/h作业速度范围内,气动式下压力控制系统对播种深度具有稳定可靠的控制性能,系统播种深度合格率不小于98. 91%,特别是在10 km/h高速作业时,播种深度标准差为3. 46 mm,变异系数为6. 97%,显著优于被动弹簧式下压力调节方式。
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堆肥过程逸散抗生素耐药菌气溶胶的浓度及粒径分布特征
《农业环境科学学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：利用FA-I撞击式采样器采集5家堆肥厂内外生物气溶胶样本,对具有抗生素耐药性的细菌气溶胶浓度和粒径分布进行检测,并对其随传播距离的变化规律加以分析。结果表明:堆肥生产区细菌气溶胶浓度高达2.65×10~4CFU·m~(-3)。具有四环素和红霉素耐药性的气溶胶分别达到9.54×10~3CFU·m~(-3)和7.39×10~3CFU·m~(-3),占总细菌的36.44%和40.20%。以上3种生物气溶胶在细颗粒物中的相对丰度为13.04%～37.23%,且该丰度随逸散距离的增加而呈现下降趋势。红霉素和四环素耐药菌动力学粒径研究结果显示,两种耐药菌可能主要沉降在人体的咽喉部。
关键词： 堆肥 生物气溶胶 四环素耐药菌 红霉素耐药菌 粒径分布
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全基因组小麦PPR基因家族鉴定及表达分析
《生物技术通报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：旨在筛选对二系杂交小麦杂交种具有育性恢复功能的PPR(Pentatricopeptide repeats)基因,以期进一步研究PPR基因的功能及调控机制。通过对小麦全基因组数据进行生物信息学分析,获得了1 351个小麦PPR成员,并对该基因家族进行了染色体定位与分布分析及进化树构建。通过与已报道的水稻育性恢复基因进行同源比对分析,候选了23个育性恢复相关PPR基因。进一步对高、低2种不同类型恢复系、不育系及杂交种减数分裂期幼穗取样,对23个育性恢复相关PPR基因进行实时荧光定量PCR表达模式筛选鉴定。结合结实率等重要农艺性状表型分析发现,4个PPR基因在高恢复系杂交组合中表现出了明显的超亲表达模式,相应地,这4个基因在低恢复系杂交组合中基本呈现低亲的表达模式。初步确认了4个可能参与调控二系杂交小麦杂交种的育性恢复基因。
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日光温室正压湿帘冷风降温性能及冷负荷计算模型
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：负压湿帘风机降温被广泛应用于温室生产中,但存在降温均匀性差、限制温室长度及对温室密闭性要求高等不足.为克服负压湿帘风机降温的局限性,提高日光温室降温能力,该研究设计了日光温室正压湿帘冷风降温系统,其气流组织方式为湿冷空气从南屋面底部进入日光温室,热空气由顶开窗排出室外.在北京地区无作物的日光温室对系统夏季降温增湿效果及性能进行试验,试验结果表明:在典型夏季高温白天,正压湿帘冷风降温系统配合遮阳网可将日光温室试验区内平均气温控制在30.7~33.4℃,比采用自然通风配合遮阳网的对照区低5.4~11.1℃,比室外低2.4~5.4℃,降温效果良好;夜间系统对温室降温幅度减小.该系统可有效缓解低湿胁迫,日光温室试验区空气平均相对湿度为49.8%~62.3%,比对照区及室外分别高13.6%~21.2%和13.6%~24.6%.室内风速0.35~1 m/s,气流分布差异性较小.试验条件下,正压湿帘冷风降温系统的平均降温效率为91%,比传统的负压湿帘风机高10个百分点以上;实际平均耗水量为0.035~0.079 g/(m~2·s),且耗水量与室外空气水蒸气饱和压差(VPD,vapor pressure deficit)呈正相关(P<0.01,r=0.64).同时,研究构建了日光温室冷负荷计算模型及湿帘冷风降温设备合理选型方法,其中冷负荷模型是降温设备选型的基础,普遍适用于各种日光温室降温方法的研究.计算得到日光温室夏季降温冷负荷为299.1W/m~2,应安装的正压湿帘冷风降温系统最大比通风量为0.067 m/s.该研究为日光温室正压湿帘冷风降温方法的工程应用提供了技术参考,为日光温室安全越夏生产环境控制提供了理论基础.
关键词： 温室 温度 模型 日光温室 正压通风 湿帘风机 降温 冷负荷
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正辛酸-癸酸/膨胀石墨低温复合相变材料的制备及热物性研究
《化工新型材料 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：针对有机相变材料热导率低的问题,以质量比71∶29的正辛酸(OA)-癸酸(CA)为基液,通过添加膨胀石墨(EG)制备用于医药冷藏运输系统的复合相变材料.利用EG表面多孔结构的吸附性原理,制备出EG最佳质量分数为8%的OA-CA/EG低温复合相变材料.通过差示扫描量热仪测得OA-CA/EG的相变温度为0.9℃,相变潜热为112.7J/g.利用热常数分析仪测得OA-CA的热导率为0.3231W/(m·K),OA-CA/EG的热导率为1.649W/(m·K),加入EG使得OA-CA的热导率提高了4.1倍.对OA-CA/EG进行100次蓄放冷循环实验,结果表明循环前后其相变温度、潜热值以及热导率均未发生明显变化.稳定的蓄放热性能使得OA-CA/EG在医药冷藏运输系统具有广阔的应用前景.
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蔡家河湿地土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系
《生态科学 》 2019 CSCD
摘要：为明确蔡家河湿地土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系,采用野外调查取样和室内萌发实验相结合的方法,对芦苇群落,野艾蒿群落和林下杂草群落3种不同植被类型的土壤种子库密度,物种组成,地上植被以及土壤理化性质进行了调查研究。结果表明:蔡家河湿地3种植被类型的土壤种子库密度分别为(7725±1286)粒·m~(-2),(2535±556)粒·m~(-2)和(5085±984)粒·m~(-2);物种数量分别为36种, 28种和39种。3种植被类型土壤种子库的物种丰富度以及多样性均高于地上植被,并且3种植被类型间土壤种子库物种组成的相似性高于地上植被,说明土壤种子库比地上植被具有更高的稳定性。芦苇群落的种子库密度,物种多样性指数以及土壤种子库和地上植被物种组成的相似性均高于野艾蒿群落和林下杂草群落。土壤含水量与土壤有机质是影响土壤种子库物种组成的主要土壤因子,在土壤水分以及有机质含量高的芦苇群落中含有大量湿生植物种子,但在水分和有机质含量低的野艾蒿和林下杂草群落未发现柳叶菜(Epilobium hirsutum)、马先蒿(Pedicularis resupinata)、问荆(Equisetum arvense)等湿生植物的种子。因此,蔡家河湿地土壤种子库已出现一定程度的退化,芦苇群落土壤种子库可用作退化湿地植被恢复的种源,在植被恢复时要满足种子萌发对土壤水分和有机质的需求。
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基于地理探测器的土壤重金属污染影响因素分析
《农业环境科学学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：定量分析全国范围内Cd、Pb、Zn、As、Cu和Cr 6种土壤重金属累积量与影响因素的相关程度.通过描述性统计、地累积指数法分析了污染情况和累积量分布情况,并借助地理探测器,定量地揭示了土壤重金属含量的主要影响因素.结果表明:Cd呈现出大面积的连片污染,Pb、Zn和Cu呈现斑块状污染,As和Cr呈现零星污染.各种重金属的主要影响因素为:Cd与地理区划、海拔高度、地势三大阶梯和土壤类型相关性较强;Pb与地势三大阶梯、气候带类型和土壤类型相关性较强;Zn与海拔高度、地理区划和气候带类型相关性较强;As与气候带类型和土壤类型相关性较强;Cu与海拔高度、气候带类型和土壤类型相关性较强;Cr与土壤类型、东中西经济划分和地理区划相关性较强;全国大尺度上6种土壤重金属含量主要受自然因素主导控制,主要为多因素复合作用影响.通过定量化分析各重金属的影响因素,揭示了全国大尺度上6种土壤重金属含量整体趋势和宏观规律.
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高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测定卡铂和氯铂酸的含量
《理化检验(化学分册) 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：称取样品0.100 0g,用水溶解后,根据被测物浓度不同加水定量稀释至合适浓度。在高效液相色谱分离中,选择PRP-X100为分离柱,由于固定相上键合有二乙烯基苯/三乙胺聚合物,对氯铂酸和卡铂的分离效果较好。用60mmol·L~(-1)硝酸铵溶液(预先用稀氨水或稀硝酸调节其酸度至pH 5.5)为流动相,按等梯度程序进行洗脱。分离后的洗脱液按质谱仪器的工作条件进行测定。结果表明:氯铂酸和卡铂的线性范围依次为1.00～100μg·L~(-1)和500.0～1 000μg·L~(-1);检出限(3S/N)依次为0.1,0.01μg·L~(-1)。按标准加入法在实际样品基础上进行回收试验,测得氯铂酸的回收率为90.0%～98.8%,卡铂的回收率为98.5%～99.2%,两者测定值的相对标准偏差(n=6)依次为2.7%～3.4%和2.1%～2.8%。应用上述方法进行实际样品分析时还发现,当卡铂的检测量为1mg·L~(-1)时,未检测到氯铂酸,故该方法无需富集就能达到痕量铂的测定。
关键词： 高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法 卡铂 氯铂酸 制剂
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5个圆柏优良品种(系)扦插繁殖技术研究
《中南林业科技大学学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为圆柏优良品种(系)的增殖扩繁和推广提供理论和技术支持,采用完全随机区组试验设计,研究了5个圆柏品种(系)、4种生长调节剂种类(ABT-1、IBA、NAA、IBA:NAA=2:1)和5种生长调节剂浓度(50、100、200、500、1 000 mg·L-1)对生根类型和生根指标的影响。结果表明,‘蓝塔’‘叠翠’‘峰桧’‘绒团’‘金花’5个圆柏品种(系)生根指标隶属函数值最高处理分别为1 000 mg·L-1 IBA:NAA=2:1速蘸10 s (0.678)、200mg·L~(-1) IBA:NAA=2:1浸泡4h(0.685)、1 000mg·L-1 IBA:NAA=2:1速蘸10 s(0.497)、100 mg·L-1 IBA:NAA=2:1浸泡4h(0.378)、500 mg·L~(-1) NAA浸泡4h(0.494);各品种(系)遗传特性差异大,其中‘叠翠’生根率最高;圆柏当年生枝条扦插以愈伤生根为主,皮部生根为辅,混合生根最少。圆柏品种(系)的生根能力受到遗传基因的控制,其扦插生根能力对生长调节剂种类和浓度的要求,有一定的特异性。
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水体COD激光诱导击穿光谱快速测量方法研究
《光谱学与光谱分析 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：水体化学需氧量(COD)是一个重要的水体质量指标,一般用来衡量有机物的污染程度.对COD的检测长期依赖采样后的实验室化学分析方法,目前应用最普遍的是重铬酸钾氧化法与酸性高锰酸钾氧化法.化学分析的方法操作复杂,耗时费力,且引入新的化学药剂,造成二次污染,因此,急需一种能够实现水体COD快速测量的检测技术.在前期研究基础上,对水体COD的激光诱导击穿光谱检测方法进行深入探索,重点是优化模型预测速度,目的是研究激光诱导击穿光谱技术用于对水体COD的快速测量方法.采集了不同COD浓度的99个水体样本,分为训练集和测试集两组,通过重铬酸钾氧化法测定各水样的COD值,作为真实值,利用实验室自建的激光诱导击穿光谱采集系统采集各水样波长在200~1000 nm的光谱信息,利用偏最小二乘算法建立训练集水样COD的定量化测量模型,然后对测试集光谱数据进行预测,将预测结果与实验室化学方法测定的真实值进行对比,评估预测效果.通过对原始光谱建立的预测模型进行分析,发现在建模过程中,大量的激光诱导击穿光谱数据与COD浓度相关性很差,而这些无用数据参与计算,浪费了计算资源,延长了检测时间,造成系统负载过大,不利于便携式检测设备的开发.重点研究贡献度最大的前几个主成分,通过对COD测量原理和PLS模型载荷分析,找到LIBS光谱中与水样COD浓度相关性最高的主要特征峰,经过分析发现,主要为来源于水中有机物中的C,H,O,N以及水中一些还原性离子元素的特征峰,这些特征峰对COD的模型预测能力贡献最大,而COD的定义正是衡量水体中这些元素的多少,这与该研究分析结论相吻合.为了实现检测速度的提升,提取这些特征峰,对光谱数据进行降维,剔除大量无关或相关性较低的数据,经过多次筛选和降维,最终将原来参与计算的每条光谱的13622个数据降到28个,大大降低系统的运算量,却依然能够保留不错的预测能力.筛选出的28个特征波长最能反映水体COD浓度,为水体COD便携式的多波段检测设备的研发,实现对COD的快速测量奠定了基础.
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