科研产出
规模化笼养蛋鸡舍冬季氨气和颗粒物排放特征研究
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：畜禽养殖的氨气(NH3)和颗粒物(particulatematter,PM)排放已成为危害人畜健康,并可能造成环境风险的重大问题。该文选择北京郊区一典型规模化蛋鸡养殖舍,对典型冬季条件下蛋鸡舍的NH3和PM排放进行了连续8d的监测;并根据二氧化碳平衡原理,对NH3及PM的排放通量进行了估算。研究结果表明,蛋鸡舍出风口处NH3平均质量浓度为(4.58±3.29)mg/m3,每只鸡NH3排放通量为(32.2±12.5)mg/d。蛋鸡舍出风口处PM2.5、PM10和总悬浮颗粒物(total suspended particulates, TSP)质量浓度为(0.13±0.06)、(0.81±0.16)、(3.28±1.32)mg/m3,每只鸡PM2.5、PM10和TSP排放通量分别为(0.7±0.4)、(6.3±1.4)、(27.6±12.5)mg/d。氨气以及PM的排放均随着舍内1次/2 d的机械清粪频率呈现2 d的周期变化趋势。除清粪作业、鸡群日间活动等影响外,舍内PM2.5浓度一定程度上受舍外环境本底值影响。舍内PM2.5与PM10的比例在10.4%~20.4%之间。舍内PM2.5颗粒上所含的K+、Mg2+含量均显著高于舍外环境本底PM2.5(P<0.05)。同时舍内及舍外PM2.5颗粒上解析出来的阳离子所带的电荷量均高于阴离子。研究结果可为畜禽养殖NH3和PM排放清单的编制提供基础参数;同时对畜禽舍PM的组分研究,可为后续开展二次无机气溶胶形成机理以及颗粒物源解析的研究提供支撑。
关键词： 氨气 颗粒物 监测 蛋鸡舍 排放浓度 排放通量 水溶性离子
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超高效液相色谱-串联质谱法同时测定5个产地花椰菜和西兰花中的23种酚酸类化合物
《食品科学 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：建立超高效液相色谱-串联质谱同时测定花椰菜和西兰花样品中23种酚酸类化合物的方法。采用Waters Acquity UPLC HSS T3色谱柱(2.1 mm×150 mm,1.8μm)分离,流动相为0.1%甲酸溶液(A)和0.1%甲酸-乙腈溶液(B),梯度洗脱流速为0.3 m L/min,柱温为45℃,选择电喷雾离子源,多反应监测负离子模式进行扫描分析。23种酚酸类化合物在1.0~500.0μg/L范围内呈现良好的线性关系,相关系数(r2)均不低于0.992;方法精密度、重复性和稳定性良好,相对标准偏差均小于5.10%;加标回收率为81.32%~100.39%,相对标准偏差均不大于6.21%。采用所建立的方法对5个产地的花椰菜和西兰花中的酚酸类化合物进行测定。该方法分析时间短、灵敏度高且重复性好,适用于花椰菜、西兰花及其他果蔬中酚酸类化合物的同时测定。
关键词： 超高效液相色谱-串联质谱 酚酸 花椰菜 西兰花
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蔬菜及其制品中不同形态酚酸成分分析
《食品科学 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用超高效液相色谱-串联质谱法对10种蔬菜及其制品,包括豇豆、西兰花、黄豆芽、茄子、番茄、黄瓜、菠菜、白菜、马铃薯和番茄酱中的游离型、游离酯型和结合型酚酸进行测定和分析。结果表明不同种类蔬菜酚酸含量差异较大,游离型酚酸以白菜中含量最高;游离酯型酚酸在豇豆中含量最高,其次是菠菜;结合型酚酸在菠菜中含量最高。主成分分析表明,对香豆酸是豇豆中的特征性物质,阿魏酸和异阿魏酸是菠菜区别于其他种类蔬菜的特征性组分,而芥子酸是白菜中的特征性物质。本研究可以为蔬菜中功能性成分的开发利用提供有益参考。
关键词： 酚酸 蔬菜 特征性组分 超高效液相色谱-串联质谱法 主成分分析
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十二水磷酸氢二钠纳米复合相变材料的过冷特性
《化工进展 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：研制了一种以十二水磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)为主储能材料的中低温相变材料。通过添加成核剂纳米Al2O3、纳米Ti O2、纳米石墨粉、多壁碳纳米管和高分子分散剂聚丙烯酸钠(PAAS)对Na2HPO4·12H2O改性。结果表明,多壁碳纳米管减少过冷度的同时会破坏Na2HPO4·12H2O的相变特性,添加3%(质量分数)的纳米Al2O3可以减少40.7%的过冷度,添加4%的纳米Ti O2可以减少44.6%的过冷度,添加4%的纳米石墨粉可以减少62.3%的过冷度。对于添加3%纳米Al2O3的复合相变材料,PAAS浓度对过冷度无影响;对于4%纳米Ti O2的复合相变材料,添加4%PAAS过冷度最低为3.2℃,减少了76.1%;对于4%纳米石墨粉的复合相变材料,2%PAAS过冷度最低为1.2℃,减少了90.7%;纳米石墨粉/PAAS/Na2HPO4·12H2O三元复合相变材料经过100次循环实验后,发现具有较好的热稳定性。
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基于姿态实时监测的多路精准排肥播种控制系统研究
《农业机械学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对现有精准排肥播种控制系统缺少对机具姿态进行监测判别的现状,在现有精准排肥播种控制系统架构基础上,增加了机具作业姿态实时监测模块,使系统可以根据机具的实时前进速度和作业姿态自动控制排肥量和播种量,减少人员对系统的操作。该系统主要由车载控制终端、PID控制器、多路集成比例阀、光电转速测试码盘、机具姿态解析模块、机具位置与速度解析模块、液压马达等组成,其中机具姿态解析模块采用MPU6050芯片实时测量下拉杆与机架的俯仰角,应用STM32F103MCU芯片实时获取MPU6050芯片的输出数据,并反馈到车载控制终端,封装后的机具姿态解析模块安装在拖拉机三点悬挂的下拉杆中部,对下拉杆与水平面的夹角数据进行实时记录和反馈,判别机具的作业姿态是否处于工作状态。将该控制系统安装在小麦基肥精准分层施肥播种机上,在北京市昌平区小汤山国家精准农业研究示范基地,对该控制系统进行静态标定和动态试验,以检测可靠性和稳定性。静态标定试验结果显示,马达转速与系统的排肥排种量存在一元线性关系,此时浅层肥料、深层肥料和种子的单圈排量分别为16. 97、29. 31、11. 2 g;姿态标定结果表明,设置临界角为5. 3°时,系统的机具姿态提示信息正确,能够满足姿态监测的要求;动态试验表明,机具工作状态下,浅层肥料、深层肥料和种子排量变异系数分别为3. 5%、3. 8%和3%,3路的排量偏差都控制在5%以内,机具抬升状态下,排肥排种轴处于静止状态,说明该系统的运行过程总体比较稳定,能够满足小麦基肥分层施肥播种机具的精量排肥排种的作业要求,同时能够减少人为操作流程。
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实测草坪蒸散量评价P-M模型在北京地区适用性
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了研究北京地区的参考作物蒸散(reference evapotranspiration,ET0)特征以及Penman-Monteith(P-M)模型的适用性,2012-2014年生长季,应用蒸渗仪实测了冷季型高羊茅(Festuca arundinacea)、暖季型野牛草(Buchloe dactyloides)和乡土草种青绿苔草(Carex leucochlora)3种草坪的蒸散,应用自动气象站监测了试验地的太阳辐射、温度、空气相对湿度、风速等气象参数,通过P-M模型计算获得了ET0。将同期的P-M模型计算值与实测值进行了不同天气以及不同尺度下的比较分析,应用线性回归斜率与决定系数(R2)以及均方根误差(root mean square error,RMSE)与一致性指数(d)等统计参数进行了一致性评价。结果表明,P-M模型计算ET0与实测值在日、周、月尺度上均呈现一致的变化趋势。北京地区ET0高峰出现于5月,蒸散速率分别为4.18±0.27(P-M模型)、4.43±0.98(高羊茅)、3.96±0.23(青绿苔草)、3.53±0.25 mm/d(野牛草),10月最低。P-M模型计算的ET0与太阳辐射、平均气温、最高气温均呈极显著的线性关系,其中ET0与太阳辐射回归的R2最高,达到0.885。天气影响P-M模型的准确性,P-M模型计算ET0与草坪实测值的比值随着太阳辐射的降低(从晴天到雨天)而升高。P-M模型高估了阴雨天下的ET0。P-M模型计算ET0与实测值的RMSE和d值均随评价尺度减小而增大。实测ET0在3种草坪间差异显著,高羊茅>青绿苔草>野牛草。P-M模型计算ET0与高羊茅实测值的一致性最高,具有接近1.0的回归方程斜率(0.99~1.03)、最小的均方根误差(0.62~1.05 mm/d)和最高的一致性指数(0.89~0.90)。P-M模型在北京地区有较好的适用性,但在阴雨天气及春季低温情况下会高估ET0。
关键词： 蒸散 草坪 模型 蒸渗仪 高羊茅 青绿苔草 野牛草
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华北平原农田耕作便利度评价研究
《农业机械学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：耕作便利是表征农田综合质量的重要因素。为准确反映现代农业发展对耕作便利条件的要求,基于农业机械效率视角界定农田耕作便利度,进而构建定量综合评价模型,并在华北平原项目区开展实证分析。结果表明:新界定的耕作便利度强化了农业机械耕作效率的影响,包括田间作业效率和机械通行效率两方面。明确了机械化耕作背景下的连片度、耕作距离和田间道路通达度3个关键指标的内涵与快速获取方法,为准确评价耕作便利度奠定了基础。耕作便利度评价结果显示:研究区82. 41%的耕地处于非常便利和比较便利的级别,平均地块面积大,集中连片且交通便利,是发展高效农业、推广机械化耕作的适宜区域;一般便利和不便利级别的田块平均面积较小,分布分散且远离居民点,机械耕作效率较低,不利于发挥规模效益。该研究可为耕地质量评价、高标准农田建设项目选址等提供技术支持。
关键词： 耕作便利度 耕地质量 评价 现代农业 效率 华北平原
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自动监测装置用温室粉虱和蓟马成虫图像分割识别算法
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了监测温室黄瓜作物虫害种类、数量变化情况以预测虫害发展趋势,该文以粉虱和蓟马为例,提出了一种基于Prewitt、Canny边缘检测算子分割和SVM(support vector machine)的温室粉虱和蓟马诱虫板的图像识别算法。该方法利用HSI(Hue-Saturation-Intensity)颜色空间的I分量与L*a*b*颜色空间的b分量二值图像中害虫目标与背景的高对比性,再分别相应地利用Prewitt算子和Canny算子进行单头害虫边缘分割,再经过形态学处理,最后融合这两幅二值图像完成单头害虫区域的提取。然后提取害虫的5个形态特征(面积、相对面积、周长、复杂度、占空比)及9个颜色特征(Hue-Saturation-Value颜色空间、HSI颜色空间、L*a*b*颜色空间各分量的一阶矩),并对这14个特征参数进行归一化处理,将特征值作为SVM的输入向量,进行温室粉虱和蓟马的诱虫板图像识别。通过分析比较不同向量组合的BP(back propagation)与SVM的害虫识别率、4种不同SVM核函数的害虫识别率,发现颜色特征向量是粉虱和蓟马识别的主成分,且SVM的识别效果优于BP神经网络、线性核函数的SVM分类性能最好且稳定。结果表明:平均识别准确率达到了93.5%,粉虱和蓟马成虫的识别率分别是96.0%和91.0%,能够实现温室害虫的诱虫板图像识别。该研究可以为虫害的监测与预警提供支持,为及时采取正确的防治措施提供重要的理论依据。
关键词： 图像处理、图像分割 算法 边缘检测 支持向量机 颜色空间 虫害监测
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