摘要：本研究旨在探究不同耕作方式配施有机肥对盐碱地玉米根际土壤化学性质及微生物群落结构的影响,从而为改良盐碱地和了解盐碱地玉米根际土壤的微生物群落特征提供重要依据。本研究采用裂区试验设计,主区设置两种耕作措施:CT(传统翻耕)和DV(垂直深旋耕),副区设置4个有机肥施用水平:O1(0 kg·hm^(-2))、O2(7500 kg·hm^(-2))、O3(15000 kg·hm^(-2))、O4(22500 kg·hm^(-2))。研究结果表明,在DVO3和DVO4处理下,玉米根际土壤的pH和全盐含量较其他处理显著降低3.94%~9.20%和6.31%~25.96%,有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量较其他处理显著增加5.29%~45.24%、4.71%~24.34%、13.63%~32.67%和10.77%~34.25%,玉米产量较其他处理显著增加2.51%~22.23%,且DVO3和DVO4处理之间的差异不显著。与其他处理相比,DVO3和DVO4处理下玉米根际土壤微生物群落的丰富度和多样性明显提升,且DVO3和DVO4处理之间差异不显著。此外,DVO3和DVO4处理显著提高了细菌优势菌门中的变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),以及真菌优势菌门中的子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度,同时显著提高了细菌优势菌属中的Ohtaekwangia、Gp6和Gp7,以及真菌优势菌属中粪盘菌属(Ascobolus)、线黑粉酵母属(Filobasidium)和毛葡孢属(Botryotrichum)的相对丰度,且DVO3和DVO4处理之间的差异不显著。上述菌门和菌属的相对丰度与玉米根际土壤有机质和速效养分含量呈正相关。综上所述,垂直深旋耕配施15000~22500 kg·hm^(-2)有机肥能够显著降低盐碱土壤pH和全盐含量,增加速效养分和有机质含量,提高微生物丰富度和多样性,有利于盐碱地土壤改良和养分循环。

摘要：为明确适当减磷对马铃薯淀粉合成和产量的影响,于2018—2019年在宁夏半干旱地区海原县进行单因素随机区组设计,以当地农民习惯施磷量240 kg hm^(-2)(RP)为相对对照,设置4个减磷处理:P25(180 kg hm^(-2),减少25%)、P50(120 kg hm^(-2),减少50%)、P75(60 kg hm^(-2),减少75%)、CK(0 kg hm^(-2),不施磷肥作为绝对对照),通过分析淀粉积累、相关酶活性及产量的关系,为该区域马铃薯可持续生产提供技术支撑。结果表明,适当降低施磷量可以显著提高马铃薯淀粉含量,加快积累速度,从而提高总产量。其中P50较RP支链淀粉和总淀粉含量分别增加7.64%和7.76%,淀粉积累速率最大时的积累量(W_(max))、淀粉最大积累速率(G_(max))和淀粉平均积累速率(G_(mean))分别增加8.92%、29.90%和26.23%,马铃薯淀粉产量、总干物质质量及总产量分别增加53.39%、50.92%和25.62%;腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒型淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)活性则分别提高29.74%、26.88%、31.42%、33.56%和18.72%。主成分分析表明,2年各处理综合得分均表现为P50>P25>RP>P75>CK。马铃薯减磷50%(施磷量为120 kg hm^(-2))对其块茎淀粉合成关键酶活性、支链淀粉、直链淀粉和总淀粉含量均有显著提升作用,对各阶段各淀粉组成的积累速率有显著改善效果并能持续优化总淀粉的积累特性,进而提高淀粉产量、总干物质积累量及总产量,综合分析得出,在宁夏半干旱区推荐马铃薯最佳经济施磷范围为120~137 kg hm^(-2),从而达到绿色高产栽培的目的。

摘要：有机肥替代化肥是实现化肥减量增效与控制农田污染的一项重要措施。本文探究了玉米产量、氮素吸收利用效率和土壤氮素淋失对不同比例有机肥等氮替代化肥的响应, 以期为宁夏引黄灌区玉米氮素高效利用及农业面源污染防控提供科学依据。于2022—2023年在宁夏永宁国家气象站开展大田试验, 采用完全随机区组试验设计, 以当地常规施氮量(270 kg·hm−2)为基础, 布设5个施肥处理, 分别为100%化肥(T1)、2/3化肥+1/3有机肥(T2)、1/3化肥+2/3有机肥(T3)、100%有机肥(T4)和空白对照(CK), 分析了玉米产量、氮素吸收量、氮素转运和利用效率及土壤氮素淋失量。结果表明: T2处理玉米产量和成熟期植株地上部吸氮量均最高, 相较于CK和T1, 玉米产量两年平均提高73.42%和3.67%, 成熟期地上部吸氮量两年平均提高97.09%和9.98%。其次, T2处理玉米营养器官花前积累氮转运量、氮转运率、氮转运对籽粒贡献率及花后氮素同化量两年平均较CK分别显著提高171.18%、19.67%、36.89%和72.17%, 较T1分别显著提高24.36%、6.74%、12.94%和3.55%, T2处理玉米氮素表观回收利用率、氮肥农学效率及氮肥偏生产力两年均值较T1处理分别显著提高22.58%、9.17%和3.67%, 而各处理玉米氮素收获指数两年间无显著差异。此外, T2处理淋失液中总氮、硝态氮和铵态氮浓度均相对较低, 两年玉米生长季内总氮、硝态氮和铵态氮淋失量和淋失系数均值较T1分别降低24.56%、25.29%、23.70%和37.95%、39.44%、26.83%。相关性分析表明, 玉米氮素养分吸收、转运和利用等指标与产量呈正相关关系, 而氮素淋失量和氮素收获指数与产量间相关性较低。回归分析结果显示, 产量曲线最高点所对应的有机肥替代比例下, 玉米存在较高的氮素吸收、转运和利用效率及较低的氮素淋失量。因此, 宁夏引黄灌区玉米种植最佳有机肥替代量均值为98.64 kg·hm−2 (36.53%有机肥替代化肥), 可提高玉米氮素高效利用, 减少农业面源污染。

摘要：高光谱成像技术是一种将成像与光谱相结合的新型无损检测技术,属于间接分析方法;光谱模型的建立非常关键,需综合考察各建模因素间的交互作用。应用Box-Behnken法设计响应面试验优化冷鲜滩羊肉蛋白质含量的可见/近红外高光谱定量检测模型。使用可见/近红外高光谱成像系统采集冷鲜滩羊肉样本的高光谱图像,分析肉样反射光谱特性。采用二维相关光谱技术(2DCOS),以冷鲜滩羊肉中蛋白质含量为“外界扰动”,研究扰动条件下光谱信号的动态变化,解析二维相关光谱谱图特征,寻找与微扰相关的敏感变量。分别采用多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)和标准正态变量变换(standard normalized variate,SNV)提取有用信号,优化所选特征波段光谱质量。为实现数据快速降维,减少大量光谱数据处理负担,采用变量组合集群分析法(variable combination population analysis,VCPA)和应用竞争性自适应加权算法(competitiv e adaptive reweighted sampling,CARS)对2DCOS范围内特征波段进行二次优选。根据D esign-Expert软件中Box-Behnken法设计响应面试验,以特征优选、光谱预处理及多元校正方法为考察因素,各因素中3种不同方法为水平,建立冷鲜滩羊肉蛋白质含量分析的优化检测体系。结果表明,波长473,679,734和814 nm处存在较强的自相关峰,473~814 nm范围内的特征波段为冷鲜滩羊肉蛋白质检测的敏感区域;MSC和SNV能够消除肉样自身散射作用的干扰,CARS和VCPA对特征波段进行二次优选,分别优选出了16和9个特征波长;各因素对蛋白质可见/近红外光谱模型预测性能的影响顺序为特征优选方法>预处理方法>多元校正方法,优选出2DCOS-SNV-LSSVM模型具有较高的运行速率和预测能力,其R_(c)=0.8588,RMSEC=0.0058;R_(p)=0.8604,RMSEP=0.0057。研究表明,Bo x-Behnken法在可见/近红外高光谱(400~1000 nm)建模参数优化选择中的应用,可以有效地实现滩羊肉品质智能监控与质量安全快速无损分析,为分析对象光谱模型的优化及提高预测结果的准确性提供理论参考。

摘要：利用高光谱成像技术联合流化床富集技术对红葡萄酒中微量成分白藜芦醇的含量进行快速检测。通过高效液相色谱法检测红葡萄酒中白藜芦醇的含量,设计流化床富集装置,研究HPD826、DA-201、AB-8、H103、HPD600共5种树脂对红葡萄酒中白藜芦醇的富集效果,筛选出H103树脂富集效果最优。将H103大孔吸附树脂用于富集红葡萄酒中的白藜芦醇。获取吸附白藜芦醇后树脂的高光谱反射图像(900~1 700 nm),对比5种光谱预处理方法(MSC、SNV、SG-S、RN、QN)对白藜芦醇含量的建模效果,优选出RN预处理方法;建立PLSR、SVMR(LK-SVMR、PKSVMR、RBF-SVMR和S-SVMR)、PCR的6种回归模型,优选出LK-SVMR校正模型和PLSR校正模型,将其用于预测集样本进一步评价模型的精度和稳定性,最终确定PLSR模型为最佳模型。研究表明,基于RN-PLSR的红葡萄酒中白藜芦醇的定量预测模型相关系数R_P=0.852 8,预测集均方根误差为0.036 0,R_C=0.878 3,校正集均方根误差为0.033 0,预测效果最佳,为高光谱技术在微量、痕量成分检测方面的应用提供了参考。

摘要：为了提高鲜枣机器视觉分级机的分级精度和速度,该文研究设计基于电磁式同步执行机构的鲜枣机器视觉分级机,整机由辊轮输送链、拨板链条、电磁铁、同步传动链轮、STM32F407图像处理器和STM32F103控制动作执行的协处理器等组成。执行机构单元拨板与辊轮输送同步,采用灵敏度高的电磁铁吸附硅钢开关扣板执行动作。图像处理流程为图像颜色分量、Sobel算子滤波、大津法二值化、椭圆拟合提取颜色和大小特征值。样机试验结果:拨板链同步位差为0.413 mm,单元拨板击撞力为2.57 N,红枣表皮瞬间承受最大力为12.69 N;每帧图像处理时间为50 ms,执行机构动作时间为40 ms,辊轮输送速度为320 mm/s,红枣分级速度达20个/s,实现鲜枣5个大小等级和1个绿色等级的分级,分级准确率为93.7%,无损率为100%,最大产能达1 400 kg/h。设计的基于电磁式同步执行机构的鲜枣机器视觉分级机实现了鲜枣的高准确率、高速度、无损分级要求,为机器视觉红枣快速分级设备的发展提供重要的技术支撑和理论参考。

摘要：针对苜蓿生长模型 ALFAMOD 在动态水分平衡模拟和氮素平衡模拟方面的不足,提出一种基于水氮因子的紫花苜蓿生长模拟模型(alfalfa growth simulation model based on water and nitrogen factors,ALFSIM-WN)。该模型以宁夏引黄灌区紫花苜蓿为研究对象,采用模块化设计方法,划分为作物动态模拟子模型、水分平衡模拟子模型和氮素平衡模拟子模型,对紫花苜蓿的产量进行模拟和估算。通过连续 2 a(2016-2017)的田间试验,获取气象数据、土壤数据和田间管理数据,利用 2016 年数据确定了模型参数,并预测了 2017 年 4 茬次紫花苜蓿生长期、叶面积指数、土壤水分动态和产量,对模型模拟值和实际观测值进行了对比。结果表明:宁夏引黄灌区紫花苜蓿每年能收割 3~4 茬,与当地以饲草收割为目的的生长期相符,综合 2017 年 4 茬次数据发现模型模拟叶面积指数的平均相对误差在 2.3%~17.6%,模拟土壤水分动态的平均相对误差在 2.3%~17.6%,产量预测数据的平均相对误差在 1.7%~16.2%。叶面积指数、土壤水分动态和产量的均方根误差分别在 0.09~0.44、0.009~0.039 cm3/cm3和 0.3~2.3 t/hm^2。模型模拟精准度较高,说明该模型在宁夏引黄灌区适用性良好,可以作为一个有效的紫花苜蓿生长模拟预测工具在饲草种植中应用。

摘要：设计了基于机器视觉技术的红枣自动快速无损检测分级机,可依据枣果外部综合指标进行判别分级。整机由单体化定向排布输送系统、多表面图像采集与处理系统、分级执行机构、传动及控制部分组成。根据整机工作原理,采用辊轮输送链板与间歇式凸轮拨枣机构相结合的方式,实现枣果快速单体化排布输送,利用工业相机与STM32嵌入式系统配合正面及背面光源进行枣果多表面图像采集,采用气动式分级执行机构完成枣果分级。理论计算与试验表明:输送带最佳倾角为28°,当运行速度为160 mm/s时,输送带驻枣率为95%,分级速度达10个/s,分级准确率92%,最大产能550 kg/h,可较好满足红枣自动化快速检测分级生产要求。

摘要：基于Android平台与ATMEGA328P嵌入式系统开发,结合温控模型及传热分析等多种技术优化研制连续型自动串烤工艺系统及设备。结合中红外与电热管复合加热及同步链输送系统,设计出能适应不同直径的自旋转插拔式串签夹持机构实现物料连续化烤制,建立烤制过程基于热量平衡原理的温度控制模型,结合自适应粒子群算法(PSO)优化神经网络PID算法实现设定参数恒温控制,利用红外热成像技术对不同功率红外烤制肉制品的传热特性、辐射穿透深度、中心截面温度分布进行分析,开发完成了Atmega328P单片机逻辑运算控制系统及Android端触屏控制界面,并对该样机工艺系统肉制品连续烤制效果进行分析。系统试验结果表明:同步链输送系统与自旋机构结合实现连续化烤制过程,自旋转插拔式串签夹持器可适应直径2~6 mm范围串签,机构夹持力应不低于0.265 N,设备运行速度1 m/min时串签旋转速度5.3 r/min,恒温控制采用PSO优化神经网络PID模型得P=0.218 1,I=0.63,D=-0.151 9,烤制温度设定为160℃时上下偏差分别为2.4与2.7℃,最大波动范围5.1℃;不同功率红外管烤制物料表面温度达到100℃左右时,2 000 W中波红外管烤制效果较好,物料辐射传热穿透层深约2 mm,内部则以热传导为主,内外温差约25℃;ATMEGA328P嵌入式控制系统动作准确,Android触屏控制界面操作响应灵敏;物料烤制时间最短为6 min,生产能力为1 200串/h,为工业连续化串烤生产提供技术参考。

摘要：为研究降雨条件下黄土丘陵地区梯田的稳定性及影响因素,并对黄土梯田进行优化设计以减少滑坡灾害,在实地调研、室内土工试验的基础上获取了黄土梯田的断面和土力学参数,并在此基础上采用ABAQUS建立降雨条件下的黄土梯田稳定性分析有限元仿真模型。利用该模型计算水平梯田、隔坡梯田、原始边坡(对照)在不同降雨条件下的安全系数并进行多因素协方差分析;利用正交试验设计和计算田坎坡度、地面坡度、田面宽度3个水平梯田设计参数的极差,并结合灰色关联法对极差进行2次改正。研究结果表明降雨条件下:1)影响黄土梯田稳定性的主要因素排序为:降雨历时>地面坡度>降雨入渗强度>梯田类型,水平梯田和隔坡梯田的稳定性显著高于原始边坡,但水平梯田和隔坡梯田的稳定性差异不显著;2)3个设计参数对安全系数的敏感性排序为:地面坡度(0.081)>田面宽度(0.007)>田坎坡度(0.001);3)在该文的设计参数水平下,梯田优化设计方案为:地面坡度18°、田坎坡度65°、田面宽度9 m。综上得出:降雨是影响黄土梯田稳定性的重要因素,在降雨条件下进行水平梯田设计,地面坡度越小越好,而田面宽度和田坎坡度的取值要进行极差分析后才能确定最佳组合;在无法改变地面坡度时,要特别注意田面宽度的设计,才能使黄土梯田更加稳定。