科研产出
4QJ-3型青贮燕麦捡拾割台的研制
《吉林大学学报(工学版) 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为解决刈杀晾晒后燕麦的捡拾收获问题,研究设计了一种具有捡拾、切碎及揉搓等功能的青贮燕麦捡拾割台,并同时开展了田间试验。田间试验表明:样机前进速度为2.7～6.8km/h时,样机漏捡率为0.6%～1.1%,物料切断长度为20～36 mm,揉搓率均>93%,纯工作小时生产率为0.6～1.49 hm2/h,各性能指标均与设计值吻合较好。试验过程中整机前进速度较高及连续运行时间过长时,存在切碎刀具磨损严重、液压系统过热及零部件损坏等问题,后期需进一步对整机及关键零部件进行优化改进,并对样机进行田间试验,提高整机作业效率及可靠性。
关键词： 农业机械化工程 燕麦 捡拾割台 弹齿滚筒 夹持喂入 切碎揉搓
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苯嗪草酮疏果剂对苹果边果营养与激素含量的影响
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为明确苯嗪草酮疏果剂对苹果边果的疏除作用,以9年生天红2号/SH38/八棱海棠为试材,在最大边果直径6 mm左右时喷300 mg/kg苯嗪草酮2次,清水为对照,生理落果后调查坐果率及坐果比例;喷药后7、9、11、17、29 d采集处理和对照边果,测定氮磷钾矿质营养,淀粉、葡萄糖、果糖、蔗糖和山梨醇碳水化合物,可溶性蛋白质含量以及玉米素(Z)、赤霉素(GA3)、生长素(IAA)和脱落酸(ABA)激素含量.结果显示,苯嗪草酮处理后,花序坐果率和花朵坐果率较对照降低17.95%和27.63%,坐单果比例显著提高,坐三果及三果以上的比例显著降低(P<0.01);处理总体上提高了边果无机营养含量,显著降低了可溶性蛋白质含量(P<0.05);淀粉含量较对照提高了5.57%~37.20%,但不同程度地降低了蔗糖、葡糖糖、果糖及山梨醇含量,从而使可溶性碳水化合物含量较对照降低了9.55%~52.60%;处理后脱落酸含量显著升高(P<0.05),(Z+GA3+IAA)/ABA比值显著降低.说明苯嗪草酮在苹果上具有较好的疏除边果作用,其疏除作用与可溶性蛋白质含量降低,可溶性碳水化合物供应不足,以及ABA含量升高及生长型激素/抑制型激素比值降低有关.
关键词： 激素;营养;苯嗪草酮;坐果率;苹果
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金针菇膳食纤维改性、理化性质及抗氧化、降血脂活性
《食品科学 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：以金针菇膳食纤维（dietary fiber,DF）为原料（其中可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber,SDF）质量分数8.2%）,分别采用纤维素酶法和高温蒸煮法对其进行改性处理,在单因素试验基础上通过正交优化试验得到改性最佳工艺优化参数。纤维素酶法处理最佳工艺为液料比35∶1、纤维素酶用量1.5%（以体系质量计）、酶解时间2 h,在此工艺下SDF得率为16.2%。高温蒸煮法处理最佳工艺为液料比30∶1、蒸煮温度125℃、蒸煮时间50 min,在此工艺下SDF得率为20.4%。将以上两种改性方法得到的改性DF与未改性DF进行理化性质（包括阳离子交换力、胆固醇吸附力和葡萄糖吸收能力）对比,并进行扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱分析,结果发现高温蒸煮改性DF整体上各项性质均优于纤维素酶改性DF。此外,建立小鼠高脂肥胖模型,利用高温蒸煮改性后的金针菇DF饲料饲喂小鼠,通过对小鼠体质量,血脂中甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇,血清中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶等指标水平的测定评价改性DF的生理活性,结果显示添加高温蒸煮改性DF能够改善高脂肥胖小鼠的生理指标,说明改性后的金针菇DF保持了良好的生理活性。
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基于宏转录组学技术对豆酱中活菌群落分析方法的建立
《食品科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：基于宏转录组学技术建立分析自然发酵豆酱中活菌群落的方法,并对比分析豆酱在发酵初期和末期的活菌群落结构及功能。通过比较,确立在4℃、8 000 r/min离心5 min后弃上清液的样品预处理方法,其所提取的RNA质量浓度、纯度和总量更高。高通量测序结果表明,细菌在酱醪发酵阶段起主导作用,主要的细菌属为四联球菌属(Tetragenococcus)和乳杆菌属(Lactobacillus)。真菌仅在发酵初期有一定丰度,发酵末期时丰度很低。菌群功能主要集中在碳水化合物和氨基酸的代谢,且大多富集在发酵末期。研究结果在物种和功能层面上具有一致性,为揭示豆酱发酵过程中真正发挥作用的微生物和优良发酵菌种的选育提供新的研究方法和技术支持。
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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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马铃薯联合收获机车身调平系统设计与试验
《农业机械学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对马铃薯联合收获机作业时车身不能随地形起伏变化自适应平衡,导致作业安全性低、收获损伤大、收获品质差的问题,设计了一种马铃薯联合收获机车身调平系统,该系统采用融合一阶惯性滤波的倾角传感器监测车身横向倾斜角度,干扰和抖动被有效抑制;通过车身调平机构动力学分析,建立了系统的数学模型;采用基于一阶惯性滤波的模糊PID算法控制比例阀驱动升降液压缸运动,从而实现马铃薯联合收获机车身自动调平.对车身调平系统进行仿真分析,结果表明:与传统PID算法相比,模糊PID具有更好的控制性能,系统调节时间缩短51.77%,上升时间缩短53.57%,最大超调量减小6.25%;对整机控制系统进行静态和动态试验测试,结果表明:在坡度-10°~10°范围内,系统自动调平时间小于4 s,最大调平误差小于1°;车身在倾斜角10°工况下,使用模糊PID控制算法自动调平时间缩短约50%,静态试验结果与仿真分析结果相符;在起伏变化较大的路面以速度3.6 km/h行驶时,车身倾斜角误差控制在±3°以内,较好地实现了马铃薯联合收获机车身自动调平控制,满足实际作业需求.
关键词： 马铃薯联合收获机 车身调平系统 模糊PID算法 仿真 试验
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基于RANSAC算法的植保机器人导航路径检测
《农业机械学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为实现植保机器人精准自主导航和提高路径检测的精度、可靠性,提出一种基于RANSAC算法的视觉导航路径检测方法.首先,采用超绿灰度化法和最大类间方差法进行图像分割;继而结合形态学操作与动态面积阈值滤波算法滤除干扰;最后,在垄行的边缘中,根据均值法提取特征点,采用RANSAC算法剔除离群点后由最小二乘法进行直线拟合,以提高导航路径的检测精度.实验表明,与Hough变换相比,本文垄行中心线检测方法具有更高的检测精度,导航路径的检测率可达93.8%,比未使用RANSAC算法提高了18.8个百分点.
关键词： 植保机器人 导航 垄行检测 图像处理 特征点提取 RANSAC算法
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水田机械式强制排肥装置设计与试验
《农业机械学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：目前水田机械施肥均匀性差,且作业时在施肥开沟器末端容易出现肥料粘结、架空、堵塞开沟器等现象.针对以上问题,本文设计了一种水田机械式强制排肥装置,并对其关键部件进行了结构设计及性能试验.将水田机械式强制排肥部件的工作过程分为3个阶段,通过运动学和动力学研究方法分析了各工作阶段肥料在螺旋强制排肥部件内的状态,以及影响排肥部件工作性能的关键因素,对螺旋强制排肥部件的直径、转速、螺距3个因素进行了设计计算.以排肥均匀性变异系数为响应指标,进行了螺旋强制排肥部件的单因素台架试验,通过对最小显著性差异进行统计分析,确定了各因素的取值范围;安排了二次正交旋转组合试验,并对试验结果进行了方差分析和响应面分析,确定了影响排肥性能指标因素的影响由大到小为转速、螺距、直径,建立了排肥性能指标与各因素之间的回归方程,运用Design-Expert软件对试验因素优化求解,确定了较优工作参数组合为螺旋输送器转速120.09 r/min、直径23.90 mm、螺距21.54 mm,此时施肥装置台架试验的排肥均匀性变异系数为7.18%.将所设计的强制排肥部件分别安装在水稻插秧机及水稻气力式施肥播种机上,进行了田间验证试验,试验结果表明,机械式强制螺旋排肥装置工作稳定、堵塞率低,水田防堵塞效果优于无该部件的施肥机械.
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不同填充颗粒半径水稻种子离散元模型参数标定
《农业机械学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：气固两相流耦合仿真被广泛运用在气力式排种器工作过程的研究中,因确定性颗粒轨道数值计算模型的需求,种子多采用颗粒聚合的方法建模,该方法采用的填充球颗粒半径越小、数量越多就越能接近种子的真实形态,但会造成仿真计算资源过度消耗、仿真时间增长.为研究不同填充球半径的水稻种子模型对颗粒间的动力学响应特性的影响,寻找种子模型最佳的填充球颗粒数量,本文以水稻种子为研究对象,借助三维扫描与逆向拟合的方法获取种子外形轮廓,分别采用不同半径(0.30、0.21、0.18、0.16、0.15 mm)的球颗粒对其进行填充,形成气固耦合的水稻颗粒粘结聚合模型.采用无底圆筒提升、滑落堆积的真实试验与仿真测定,采用曲面响应法,以休止角为指标,标定出不同填充球颗粒半径种子模型的种间静摩擦因数和动摩擦因数;通过圆筒提升和滑落堆积试验对参数进行验证,以仿真试验休止角的变异系数为指标,结果表明随着填充球半径的减小,仿真结果越接近真实值;通过水稻正压式排种器气固两相流耦合仿真进行验证,以充种率为指标,结果表明填充颗粒半径为0.21 mm,仿真时长与仿真精度最优.
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深松和秸秆还田对旋耕农田土壤有机碳活性组分的影响
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)及其活性组分能够敏感响应耕作方式变化及有机物输入。为对比长期旋耕农田进行深松后土壤有机碳各活性组分及比例变化,该研究基于连续7a的旋耕转变为深松和秸秆管理长期定位试验,对比了旋耕无秸秆还田处理(rotary tillage with straw removal,RT)、旋耕秸秆还田处理(rotary tillage with straw return,RTS)、旋耕转变为深松无秸秆还田处理(rotary tillage conversion to subsoiling with straw removal,RT-DT)、旋耕转变为深松秸秆还田处理(rotary tillage conversion to subsoiling with straw return,RTS-DTS)下土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)、易氧化有机碳(readily oxidizable organic carbon,ROC)、微生物生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)、溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、活性有机碳(labile organic carbon,LOC)在土壤有机碳中比例的变化及各组分间的相互关系。研究结果表明,耕作方式从旋耕转变为深松和秸秆还田对SOC及其各活性组分均产生显著影响,耕作方式转变、秸秆还田及两者的交互效应是影响SOC及其活性组分的主要因素。秸秆还田显著提高了RTS处理和RTS-DTS处理的SOC含量,分别比RT和RT-DT处理高6.1%～15.6%和19.1%～32.3%。并且转变耕作方式后RTS-DTS处理比于RTS处理SOC含量提高16.9%～20.0%。同时,RTS-DTS处理的POC含量比RTS处理高13.6%～53.8%;但RT-DT和RTS-DTS处理的土壤ROC含量较RT和RTS处理都呈下降趋势,RTS-DTS处理的ROC含量比RTS处理下降4.6%～10%;MBC含量降低23.8%～30.6%。虽然秸秆还田显著提高了各处理的DOC含量,但RTS转变为RTS-DTS处理后,其3个土层的DOC含量下降了8%～41%。相比于RT和RTS处理,RT-DT和RTS-DTS处理0～30 cm各土层中LOC在SOC中的比例显著下降。相关性分析结果表明,除POC与ROC之间无显著性相关关系外,SOC及各组分间均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的相关关系。耕作方式转变为深松和秸秆还田提高了SOC含量的同时,显著降低了SOC中的活性有机碳组分,这更有利于SOC的有效积累,促进土壤碳库的稳定固存。
关键词： 土壤 有机碳 秸秆还田 深松 活性有机碳 旋耕 碳组分
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