科研产出
地膜残留量对新疆棉田蒸散及棵间蒸发的影响
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探讨残膜对干旱区农田蒸散耗水特征的影响,在新疆阿克苏典型覆膜滴灌棉田开展2 a小区试验研究,设计0、225、450 kg/hm2共3种不同的地膜残留量,采用水量平衡法,微型棵间蒸发仪法,于主要生育时期测定并计算土壤含水量、蒸散量、棵间蒸发量、作物蒸腾量、棵间蒸发占蒸散的比例。结果表明:随着地膜残留量增加棵间蒸发量、棵间蒸发占蒸散的比例呈增大趋势,而蒸散量及作物蒸腾量则逐渐减小。与无残膜处理相比,225和450 kg/hm2处理全生育期田间无效耗水的棵间蒸发量分别增加了9.27和22.20 mm,棵间蒸发占蒸散的比例增幅分别为2.6%和6.1%,作物蒸腾量降低34.89和55.94 mm。在棉花生育期内,棵间蒸发占蒸散的比例(E/ET)与叶面积指数(leaf area index,LAI)呈幂函数关系,各处理间棵间蒸发占蒸散的比例对叶面积指数的响应差异不同,450 kg/hm2处理蒸发占蒸散的比例随着LAI的增加,曲线下降趋势较明显;无残膜处理棵间蒸发占蒸散的比例与LAI的决定系数最高,均在0.9以上。土壤水分利用率也随残膜量的增加依次降低,当残膜量由0增加到450 kg/hm2时,土壤水分利用率从28.25%降至24.91%,可见,残膜增大了农田的无效耗水,不利于土壤水分的有效利用。研究可为制定缓解或克服残膜危害的应变调控技术提供依据。
嵌入层叠混沌策略的随机粒子群算法
《模式识别与人工智能 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：鉴于求解复杂问题时粒子群优化算法易出现早熟收敛的问题,通过引入轨迹扰动因子,提出随机粒子群进化迭代方程.该方程在统计行为中保证粒子向特定的收敛中心逼近,但对"旧址"的依赖性呈现出随机特性,从而使粒子群的快速跳转和迁移成为可能,避免过早落入局部陷阱.同时该进化方程还利用层叠混沌策略和对称极值扰动策略进一步增强算法的局部收敛性和全局搜索性.实验表明,由上述进化方程和改进策略构成的随机混沌粒子群算法具有鲁棒性较强、收敛速度较快和精度较高等优势,性能优于其他同源粒子群算法.
关键词： 粒子群优化算法 轨迹扰动因子 层叠混沌策略 对称极值扰动
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基于近红外光谱的核桃仁品种快速分类方法
《农业机械学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用傅里叶变换近红外光谱仪,采集了4个不同品种的200份核桃仁样本的近红外漫反射光谱,建立了核桃仁品种分类模型。光谱范围为3 800~9 600 cm~(-1),预处理方法采用多元散射校正法和标准正态化方法;通过主成分分析法优选出5个主成分因子,光谱信息累计贡献率达到99.21%;采用随机抽取法建立建模集和验证集,以主成分因子为输入变量,建立了基于支持向量机分类模型,并采用网格搜索法对RBF核函数参数λ和δ进行寻优。分析结果表明,建立的核桃仁分类识别模型对4个核桃仁品种的总体正确识别率达到96%,为核桃仁品种的快速无损识别提供了一种可行的方法。
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多种稳定同位素方法研究城市典型地区污染来源和过程
《吉林大学学报(地球科学版) 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：城市环境中地表层圈相互作用地带污染的来源、演化过程和贡献率等都是棘手的问题,影响了环境污染的防控和修复。为了解决该问题,本文利用碳、硫、氮、氧、铅和镉等多种稳定同位素方法,结合元素(包括重金属)和多元统计分析,定性和定量研究典型城市污染区和周围环境中土壤、水、沉积物、干湿沉降物、植物等污染来源、过程和贡献率。主要结果如下:1)煤渣、燃煤燃烧后的沉降物和炼钢粉尘是首钢工业区及其周围环境碳、硫和铅等主要来源;随着深度的加深和距离工业核心区越远,污染物贡献逐
关键词： 城市 环境污染 多种稳定同位素方法 污染来源和过程
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日光温室带竖向空气通道的太阳能相变蓄热墙体体系
《农业机械学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：基于已有日光温室专用多曲面槽式空气集热器,提出一种带竖向空气通道的太阳能相变蓄热墙体构筑体系,通过主动与被动相结合的蓄热方式,提高日光温室后墙体的太阳能热利用率。为了验证构筑体系的科学性和可行性,分别搭建了日光温室专用多曲面槽式空气集热器试验系统和带竖向空气通道的相变蓄热墙体试验系统,分析了太阳辐射强度、集热器内空气流速、日光温室中间显热蓄热墙体层内空气流动参数(空气流速、空气通道间距、空气流动方向)等对空气集热器太阳能热利用率以及墙体主动蓄热能力的影响规律。研究结果表明:当集热器内空气速度为1.4~1.8 m/s时,集热器的综合集热性能最佳,集热量随着太阳辐射强度的增加而升高;当墙体内竖向空气通道间距为400 mm、空气通道内空气速度为0.26 m/s、空气流动方向为上进下出时,相变蓄热墙体换热效率为66.2%,主动蓄热量约为9.43 MJ/m3,其中中间砌块层的蓄热量约占82.3%,墙体日蓄放热效率为98.4%。
关键词： 日光温室 太阳能集热器 竖向空气通道 相变蓄热墙体 主-被动式蓄热
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作物地膜覆盖安全期概念和估算方法探讨
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：该研究首次提出作物地膜覆盖安全期的概念,将其定义为"某一作物在某一区域要求地膜覆盖的最佳天数,也就是地膜覆盖农田土面能保持膜面完整的日数",在此日数之前地膜应该保持基本完整,维持增温保墒和防除杂草等功能,此日数之后,这些功能基本消失。明确作物地膜覆盖安全期有利于作物生产的高效管理,指导地膜生产者研发出满足农业生产需求和成本较低的地膜产品,协助农民根据覆盖作物种类和生产条件选择合适的农用地膜。在此基础上,该研究构建了基于地膜覆盖增温保墒和抑灭杂草等功能测定和农作物郁闭度测定的2种作物地膜覆盖安全期估算方法。第1种方法是通过对作物覆盖地膜条件下土壤温度和水分的连续监测,构建作物地膜覆盖与未覆盖农田土壤温度、水分和杂草控制的时序图,寻求二者的交汇或者重合点即地膜覆盖的增温保墒功能消失或者基本消失的时间节点,从覆盖到这个日期的天数分别属于某种作物地膜覆盖的温度安全期和水分安全期。第2种方法式是通过系统监测作物全生育期郁闭度和地膜覆盖功能参数,建立作物郁闭度与地膜覆盖主要功能的关系曲线,综合研判后确定地膜覆盖功能消失时作物郁闭度,计算作物地膜覆盖安全期。作物地膜覆盖安全期相关研究可为构建中国地膜覆盖技术适应性评价体系、探明地膜覆盖适宜区域的空间分异规律、以及生物降解地膜生产和应用提供技术支撑。
模拟运输振动对新疆杏呼吸途径和品质的影响
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：通过建立与实际冷藏运输相近的三轴向模拟运输振动条件和温度条件,比较振动果实与静置果实不同途径呼吸速率及品质因子的差异和关联,探知运输振动诱导鲜杏品质劣变的可能途径。以七成熟的小白杏为材料,3℃环境使用振动平台模拟与冷藏车实际运输过程三轴向振动强度重叠率57.60%~67.75%的模拟条件处理果实。观测3 d模拟运输和冷藏货架期间,果实不同途径呼吸速率、硬度、可溶性固形物含量、表面色值与等温条件静置下果实的差异。与静置鲜杏相比,模拟运输鲜杏总呼吸峰提前8 d、峰值提高3.26倍,三羧酸循环途径(tricarboxylic acid cycle)呼吸峰提前3 d、峰值提高1.22倍,糖酵解途径(Embden-Meyerhof-Parnas)和细胞色素途径(cytochrome pathway)的呼吸速率提高4.62倍和9.64倍,磷酸戊糖途径(phosphopentose pathway)呼吸峰提前9d。振动果实硬度偏低13.18%~19.34%,可溶性固形物含量偏高12.26%~27.15%,色彩饱和度相对增加7.09倍~11.49倍,果色转黄3.82。模拟运输振动果实的呼吸主路径由三羧酸循环途径转换为糖酵解途径,电子传递主链由交替途径(alternative pathway)转换为细胞色素途径(cytochrome pathway),加快了冷藏鲜杏的后熟劣变。研究结果为鲜杏冷链物流品质调控技术的研发提供参考。
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农田地膜拉伸性能变化对缠绕式回收的影响
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：农田长期覆膜种植产生的大量地膜对农田土壤质量、作物生长及环境造成严重的影响,为解决这一问题,于2014年3月至2014年10月在新疆库尔勒尉犁县达西村开展大田试验,对比不同厚度、不同时间及不同位置地膜拉伸性能的变化规律,并针对0.01 mm地膜进行缠绕式回收试验。结果表明:地膜铺放后的30~60 d期间,由于受到风和紫外线照射等因素,拉伸强度有明显的下降,下降幅度较大;当地膜回收的时候,0.01 mm地膜最大拉伸力在近株端和远株端分别为1.52 N和1.305 N,是0.008 mm地膜的1.4倍和1.22倍。显然0.01 mm地膜的拉伸性能较0.008 mm拉伸性能有了一定的提升,这对地膜回收有一定的积极作用,但是经过理论计算及田间试验0.01 mm地膜的拉伸性能还是不足以采用简单缠绕的方式进行回收。本研究揭示了地膜拉伸性能在不同时间、不同厚度及不同位置受到紫外线等影响的变化规律,为地膜回收机的研制提供了理论依据。
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条带间作下矮秆作物行间辐射差异的模拟与分析
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：间作是未来中国解决粮食安全的一种重要途径,提高间作内光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR)的利用效率对于提高作物单产具有重要意义。该文针对Munz模型中对于窄条带间作下模拟精度降低的问题,引入了玉米叶面积密度随冠层深度的分布函数,并基于试验测量的辐射重新获取了散射辐射消光系数,实现了窄条带间作系统中不同行矮秆作物冠顶瞬时PAR的模拟。试验设置了3∶6和2∶3两种玉米/大豆间作处理,并进行不同天气条件下各行大豆冠顶PAR模拟值与测量值的比较。结果显示:两者之间具有较好的一致性,决定系数(R2)的范围为0.76~0.99,3∶6间作大豆中行的均方根误差(root mean square error,RMSE)范围为59.1~76.4μmol/(m2·s),内行为76.8~99.7μmol/(m2·s),边行为97.2~157.8μmol/(m2·s);2∶3间作大豆中行RMSE的范围94.9~129.5μmol/(m2·s),边行为125.8~181.0μmol/(m2·s)。结果表明:模型能够较好模拟一天中各行大豆冠顶PAR的变化规律,并能基本反映各行全天累积PAR的差异,且3∶6间作的模拟精度优于2∶3间作,内行优于边行。研究可为条带间作系统内不同行矮秆作物的生长及产量差异提供理论基础和依据。
铅同位素分析技术在土壤铅污染源解析中的应用——以陕西凤翔长青工业园为例
《吉林大学学报(地球科学版) 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤是产地环境的基本要素,良好的产地环境是确保食品安全的基础。铅在土壤中具有难以降解、持久性污染等特点[1-2],是土壤环境中具有潜在危害的污染物之一。研究土壤铅污染来源及各污染源的相对贡献率,对治理土壤铅污染,保障食品安全具有重要意义。铅(Pb)在自然界中存在四种稳定性同位素,208Pb、207Pb、206Pb,和204Pb,丰度分别为51.28%~56.21%、17.62%~22.1%、20.84%~27.48%,和1.04%~1.65%[3]。其中,前三种是232Th(钍)、235U(铀)和238U放射性衰变的终产物,为放射成因稳定性同位素;204Pb的半衰期为1.4×1017a,远大于地球的年龄(4.6×109a),可看作是稳定性同位素。铅同位素比率主要由地质形成初期铀和钍的相对含量及此后的衰变时间所决定,在地球化学上具有显著的区域化分异特征,但在同一区域相当一致[4]。因此,铅同位素比率可作为含铅物质的一种"指纹"来识别铅的来源[5]。铅同位素组成有多种表示方法。在地球化学领域、特别是环境科学领域通常用同位素比率来表示其组成,如206Pb/207Pb、208Pb/206Pb、208Pb/204Pb等。由于204Pb在自然界中丰度较低,测定精度较差,所以一般选择206Pb、207Pb和208Pb三者中任意二者的丰度比(比率)来研究铅的来源[6-9]。近几十年来,铅同位素比率分析技术已被广泛用于考古[10-14]、地球化学[7,15]、大气污染源解析[16-19]等方面。土壤铅污染源解析是产地环境评价和食物链铅来源分析的重要内容。本研究以陕西凤翔长青工业园为目标区域,采集污染源端元样品(矿石、燃煤)、大气降尘,耕层土壤和背景土壤样品,用ICP-MS测定铅元素含量及同位素比率值(206Pb/207Pb和208Pb/206Pb),结合二元混合模型和三元混合模型计算各污染源对耕层土壤铅的贡献率,旨在分析耕层土壤铅污染的程度和铅污染的来源,解析各污染源对土壤铅污染的相对贡献率,探讨土壤铅污染源解析方法。结果表明:污染端元介质——铅锌冶炼厂矿石206Pb/207Pb、208Pb/206Pb分别为1.1137±0.0027、2.1648±0.0033;焦化厂燃煤206Pb/207Pb、208Pb/206Pb分别为1.0938±0.0066、2.1290±0.0044;热电厂燃煤206Pb/207Pb、208Pb/206Pb分别为1.1752±0.0035、2.0712±0.0111(详见表1);耕层土壤206Pb/207Pb、208Pb/206Pb分别为1.1824±0.0088、2.0771±0.0078;背景土壤206Pb/207Pb、208Pb/206Pb分别为1.2214±0.0032、2.0384±0.0017;大气降尘206Pb/207Pb、208Pb/206Pb分别为1.1353±0.0049、2.1189±0.0035(详见表2)。该区域铅锌冶炼活动对耕层土壤铅的贡献率约为18.43%,焦化厂燃煤对耕层土壤铅的贡献率约为9.36%,热电厂燃煤对耕层土壤铅的贡献率约为19.71%,背景土壤对耕层土壤的贡献率约为52.5%。该区域耕层土壤中的铅主要来源于背景土壤。本研究表明铅同位素解析技术是一种解析土壤铅污染来源的有效手段。
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