科研产出
应用于日光温室墙体的相变材料热物性优化研究
《太阳能学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：建立日光温室计算传热模型,以室内空气温度和墙体内表面温度为指标,通过实验方法验证了所建立的传热模型准确性,最后分析相变材料相变温度、相变焓、导热系数、密度等热物性对室内最低温度和相变蓄热率的影响规律,确定被动式相变蓄热墙体和主-被动式相变蓄热墙体的最佳相变材料热物性,阐明了实际应用时相变材料选择原则.研究结果表明,所建立的日光温室传热模型具有较高准确性,可用于日光温室墙体相变材料热物性优化;主-被动式相变蓄热墙体最佳相变材料的相变温度为27℃,相变焓为200 kJ/kg,导热系数为0.35 W/(m·K),密度为440 kg/m3,被动式相变蓄热墙体最佳相变材料的相变温度为26℃,相变焓为200 kJ/kg,导热系数为0.35 W/(m·K),密度为792 kg/m3;最佳相变材料热物性应用时,2种墙体室内最低温度均可达到15.0℃,但是被动式相变蓄热墙体的相变蓄热率较主-被动式相变蓄热墙体减小29.5%.本研究可为相变材料在日光温室的高效利用提供参考.
关键词： 太阳能建筑 蓄热 相变材料 墙体 热物性 日光温室
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一氧化氮熏蒸工艺对鲜杏制干品质的影响
《食品科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对硫化方法易导致杏干果实发生漂白、异味及二氧化硫(sulfur dioxide,SO2)残留量高等问题,本研究以新疆吊干杏为材料,利用NO对杏果实进行制干前、后熏蒸工艺处理;研究在常温((25±1)℃)贮藏条件下,杏干生理指标、NO残留情况及感官品质的变化.结果表明,NO熏蒸能较好维持杏干的水分质量分数和水分活度(water activity,aw),抑制杏干贮藏期褐变度和总色差的升高,减缓可溶性固形物(total soluble solids,TSS)、可滴定酸(titratable acid,TA)、抗坏血酸(vitamin C,VC)和还原糖(reducing sugars,Rs)水平的下降,显著抑制杏干表面微生物的生长,较好地维持杏干的色泽和营养品质,其中NO-NO处理能更好地保持杏干的贮藏品质.杏干中NO3-和NO2-残留量均低于GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》要求.本研究可为NO气体熏蒸技术在杏干贮藏产业化应用提供理论和技术支撑.
关键词： 一氧化氮;熏蒸;鲜杏制干;贮藏品质
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面向牛粪与核桃果枝的遥控自走式翻堆机发酵工艺优化
《农业机械学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对牛粪好氧发酵生产生物有机肥过程中,由于工艺参数不当造成的发酵周期长、肥料质量差及秸秆资源短缺等问题,以牛粪和核桃果枝为原料,以C/N比、菌剂类型、翻堆间隔时间为试验因素,以发芽指数、有机质质量分数、总养分质量分数为试验指标,在大量单因素试验的基础上,选取较优的水平开展多因素正交试验,确定了最优工艺组合。试验结果表明,当C/N比为25,菌剂选用菌剂2,翻堆间隔时间为4 d时,牛粪好氧发酵的升温速度快,高温维持时间长,发酵周期短,发酵所得的生物有机肥产品的腐熟度高,有效活菌数（cfu）达到2×108个/g,总养分质量分数为14.86%,发芽指数可达96.6%。
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3种梨果实发育过程中酚类物质及其抗氧化能力分析
《食品科学 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为进一步了解新疆主要栽培品种梨生长发育期果实酚类物质和抗氧化能力的变化规律,选取‘库尔勒香梨’‘早酥梨’及其杂交后代‘新梨7号’果实为试材,对其总酚、总黄酮、酚类物质含量以及1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）自由基清除能力和2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（2,2’-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid）,ABTS）阳离子自由基清除能力进行分析。结果表明:3种梨果实总酚含量、总黄酮含量、DPPH自由基清除能力在整个生长发育过程中总体呈逐渐降低的变化趋势,ABTS阳离子自由基清除能力呈先降低后升高再降低的变化趋势,花后50 d‘早酥梨’果实中总酚和总黄酮含量、DPPH自由基清除能力最高,分别达23.10、32.25 mg/g和29.12μmol/g;花后80 d,‘早酥梨’果实ABTS阳离子自由基清除能力最高,达80.74μmol/g。不同生长发育期同品种梨果实的酚类物质含量均存在明显差异,果实中的熊果苷、儿茶素、绿原酸、表儿茶素、槲皮葡萄糖苷、山柰酚-3-O-葡萄糖苷含量总体逐渐降低,其中熊果苷含量最高,平均值为5 797.82μg/g,其次是绿原酸含量,平均值为1 781.02μg/g。梨果实中总黄酮、总酚、熊果苷、儿茶素、绿原酸、表儿茶素含量与DPPH自由基清除能力呈极显著正相关（P<0.01）。3种梨幼果期（花后50 d）酚类物质及抗氧化能力较高,‘早酥梨’总酚含量、总黄酮含量、DPPH自由基清除能力和ABTS阳离子自由基清除能力均比‘库尔勒香梨’和‘新梨7号’高。
关键词： ‘库尔勒香梨’ ‘早酥梨’ ‘新梨7号’ 生长发育期 抗氧化能力 酚类物质
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RZWQM2模型模拟地膜覆盖时间对南疆棉田水分利用效率及产量的影响
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为准确预知地膜覆盖与作物的匹配情况,该研究针对南疆棉田,在大田试验基础上应用根区水质模型(Root Zone Water Quality Model-version 2,RZWQM2),对2016-2017年籽棉产量及水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)等数据进行模型参数率定与验证,利用验证后的模型模拟地膜覆盖时间55~105 d下以3 d为间隔的地上部生物量、籽棉产量和水分利用效率,并对2018年和2019年不同地膜覆盖时间下棉花生长状况进行预测.结果表明,各层土壤含水率模拟值和实测值之间的均方根误差和均方误差分别在0.02~0.04 cm3/cm3、5.90%~28.66%之间,地上部生物量和籽棉产量的一致性指数分别为0.70~0.93和0.80~0.94.2 a间地上部生物量随地膜覆盖时间的延长而增加,籽棉产量和水分利用效率呈先上升后下降的趋势,其峰值分别出现在91~93 d和97~99 d.因此,在南疆地区选用适宜的地膜覆盖时间为91~99 d,有利于降低残膜污染风险,保持较高的籽棉产量和水分利用效率.
关键词： 地膜;棉花;土壤;覆盖时间;RZWQM2模型;籽棉产量;水分利用效率
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巴旦木物料壳仁风选装置试验及参数优化
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了研究巴旦木壳仁物料的空气动力学特性,确定较优的壳仁风选参数,提高清选率,该研究采用理论计算与试验相结合的方式对巴旦木物料的空气动力学特性进行研究,根据悬浮速度研究结果设计巴旦木壳仁风选装置并对破壳后的巴旦木壳仁混合物料进行风选试验,基于响应面法优化求解得出风选装置较优参数组合.巴旦木壳仁混合物料的空气动力学特性试验结果表明,大壳、中壳、小壳和仁的悬浮速度变化范围分别为:9.92~11.03、8.86~9.66、8.27~8.85、13.10~13.96 m/s,控制气流速度在8.27~11.03 m/s范围内可较好地分离壳和仁.风选装置流场仿真分析结果表明,风选装置筛面风速分布呈中心高、四周低的特点.巴旦木壳仁风选试验结果表明,风选装置工作参数对清选率的影响从大到小排序为:筛体振动频率、清选风机转速、波纹筛倾角、风选装置喂入量、离心风机转速,结合壳仁风选试验与软件优化求解得出清选率较高的较优参数组合为:风选装置喂入量6 kg/min、清选风机转速1160 r/min、筛体振动频率为47 Hz、波纹筛倾角3°、离心风机转速1275 r/min,采用优化参数组合进行验证试验,清选率达99.144%.研究结果可为巴旦木壳仁风选设备研发与优化提供理论依据.
关键词： 机械化;优化;悬浮速度;壳仁风选;清选率
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种植模式对机采棉冠层光能利用与产量形成的影响
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：冠层内部的光辐射传输特征是优化种植模式,促进农机农艺深度融合,实现标准化种植和机械化作业的重要决定因素。然而,机采棉种植模式对冠层内光辐射传输及产量形成的调控机理尚不清晰。为此该研究开展2 a的田间试验,在相同种植密度条件下,设置3种机采棉种植模式:一膜三行（S1）、一膜四行（S2）和一膜六行（S3）,研究了冠层结构、冠层有效辐射和产量形成的演化特征,分析了种植模式、冠层光截获与产量构成因子间的相关性。结果表明,不同种植模式下棉花的冠层结构及其内部的光辐射传输特征具有明显的时空异质性。与S3处理相比,S1处理在生长前期,水平方向上冠层透过率呈"V"形变化,此时,行距的扩大增加了棉田行间的光合有效辐射（Photosyntheticallyactive radiation,PAR）透过率,但对棉行附近的透过率无显著性影响;在生长后期,棉田封行,各处理水平方向上的透过率变化幅度较小,但S1处理下层的透过率显著高于S2和S3处理。平均行距的增加显著提升了棉花下部的结铃数和棉铃质量,最终提高了产量,S1处理2 a籽棉产量为6 507.50和6 161.08 kg/hm2,较S2处理提高10.66%（2017）、10.29%（2018）,较S3处理提高23.10%（2017）、15.32%（2018）。平均行距、产量构成与下层光截获率呈极显著正相关关系,与中层、上层和总光截获率呈负相关关系。说明平均行距的增加会降低中、上层的光截获率,提高下层的光截获率,从而增加产量,虽然冠层总光截获率有降低的趋势。综上所述,S1处理可以改善冠层下部光能传输情况,提高冠层下部光能截获量,保证冠层下部生殖器官的发育,提高下部的结铃数和棉铃质量,最终实现产量的提升,是一种利于农机农艺深度融合的新型种植模式,研究结果可为机采棉机艺融合技术的发展提供参考。
关键词： 棉花 产量 机采棉 种植模式 光合有效辐射 光截获率 产量构成
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神农架大九湖泥炭湿地甲烷通量特征及其与土壤微生物群落组成的关系
《地球科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：虽然神农架大九湖泥炭湿地的甲烷排放特征、土壤微生物群落组成已有一些研究,但是关于微生物群落与甲烷排放量的关系及影响的研究不多.采用涡度相关法和高通量测序技术,探讨2016年3月～2017年2月微生物对大九湖泥炭湿地CH_4通量排放的影响.结果表明,大九湖泥炭湿地研究期间表现为CH_4的源,年总排放量5 566.27 mg·m~(-2),日平均排放速率10.96 nmol·m~(-2)·s~(-1);春、夏、秋、冬四季的平均通量分别为12.06、22.47、3.02、2.92 nmol·m~(-2)·s~(-1);研究区优势菌为泉古菌(54.6%)、广古菌(18.9%)、酸杆菌(12.6%)等.对不同季节样品Shannon指数进行单因素分析,p值为0.000 127,分析结果表明:CH_4月通量变化均呈明显的倒"U"型;夏季CH_4通量最高,冬季最低;不同季节的微生物群落物种多样性存在显著差异;夏季、冬季微生物群落组成与CH_4通量分别呈显著正相关、显著负相关;未鉴别出的菌群和俭菌总门与CH_4通量呈极显著正相关关系,泉古菌门与CH_4通量呈极显著负相关关系.
关键词： 泥炭湿地 涡度相关 甲烷通量 微生物群落组成 大九湖 生态学
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核桃分级破壳取仁及壳仁分离关键技术与装置研究进展
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：中国是世界核桃种植面积和产量第一大国,高营养和经济附加值的核桃精深加工产品需求量日益增加,因而核桃具有广阔的综合开发利用前景.核桃分级、破壳取仁和壳仁分离是初加工流程中最为关键的3个环节,而且是核桃精深加工必备的前道工序.然而传统的手工作业方式及功能简单的核桃初加工装置无法满足食品工业对核桃高品质及批量化要求,严重制约核桃产业的发展.因此,加大核桃初加工关键技术及装置的研发力度势在必行.对于核桃分级,以尺寸特征为基础,锥辊式、栅条式、筛网式、视觉成像式是分级装置的4种原理.基于分级原理,分类总结分级装置现状及其应用特点;不同类型装置的多因素性能试验可得到各自优化参数组合.对于重点环节破壳取仁,核桃相应物理特性是破壳装置设计的重要依据,如球度、壳厚、含水率等直接影响核桃壳、仁的机械性能,分类总结表征不同物理特性的参数值范围.基于物理特性,挤压式、碰撞式、气爆式是核桃破壳的3种主要原理,分类总结核心破壳机构特征及其应用,并重点介绍了3种创新型破壳装置与工作原理.多因素性能试验可优化各类型装置主要影响因素的参数组合.对于壳仁分离,风选式是目前相关装置的主要应用原理,核桃混合壳仁形态特征及物理参数是设置风速和风向的主要依据;在风选式壳仁分离机理的基础上,分类总结多种壳仁分离装置及各自多因素性能试验下的优化参数组合.该研究通过对核桃初加工3个关键环节各自对应的核桃物理特性、工作机理、装置及其性能优化试验进行系统性总结和综述,期望加深对核桃初加工过程的理解,为提升核桃加工水平提供理论依据与技术支持.
关键词： 物料特性 裂纹扩展 柔性破壳 破壳取仁 壳仁分离 装置 核桃 分级
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深松深度对南疆滴灌棉田水分利用效率与产量的影响
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明深松对南疆滴灌棉田耗水特性、水分利用效率及产量的影响.在新疆阿瓦提县棉花科研示范基地开展田间深松试验,设置3个深松深度(TD1,30 cm;TD2,40 cm;TD3,50 cm),以不深松为对照(CK),比对分析不同处理土壤容重、棉田耗水特征、干物质积累量、产量及水分利用效率的变化.结果表明,深松处理均能降低土壤容重,提高快速生长期深层水分的利用吸收,增加棉田土壤水分消耗量和蒸散量;与CK处理相比,TD1、TD2和TD3处理0~60 cm平均土壤容重降低1.0%、1.9%和3.3%,花铃期0~80 cm土层平均土壤质量含水率减小5.3%、11.6%和11.3%,全生育期土壤水分消耗量显著增加31.4、30.0和47.4 mm,总蒸散量则显著增大6.7%、6.3%和10.0%.深松处理对棉花干物质积累量、产量及水分利用效率具有显著促进效应,但并不随深松深度的增加呈逐渐增大趋势,当深松深度为TD2时更有利于获得最大干物质积累量、最高产量和最大水分利用效率;吐絮期TD1、TD2和TD3处理干物质积累量分别较CK增加11.6%、22.5%和20.8%,产量显著增加7.0%、15.5%和13.0%,TD2处理水分利用效率较CK和TD3提高8.9%和6.3%.可见,深松40 cm既能优化土壤耕层结构,又能协同棉花产量及水分生产力的最大化,是南疆绿洲滴灌棉田适宜的深松深度,在南疆旱作棉田合理耕层构建中具有一定的推广应用价值.
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