辽宁地区农户玉米果穗不同储藏方式条件下品质变化及减损状况研究

玉米是主要的粮食作物,在收获前后易受到真菌侵染,条件适宜时真菌会活跃生长、繁殖,并积累真菌毒素等次生代谢物,严重威胁玉米的储藏安全。针对辽宁地区普遍存在的农户玉米临储“地趴粮”和储粮装具储存两种方式,选取辽西和辽北储粮农户开展实仓试验,对临储玉米的水分、脂肪酸值、容重、赤霉烯酮和呕吐毒素等指标进行跟踪检测,并对比总结。结果表明:储存于装具的玉米各项指标要明显好于散堆“地趴粮”的玉米。

基于机器视觉的机器人自动酒醅出缸策略

目的:解决地缸固态发酵工艺酒醅出缸环节自动化水平低、工人劳动强度大等问题。方法:提出一种酒醅取料复合机器人自动酒醅出缸策略,在地缸图像预处理和缸口内点云重建等前期工作基础上,采用点云求异分割算法提取酒醅点云,构建取料平面,并求解取料安全作业距离,设计预设取料点;之后采用像素面元体素法评估预设取料点挖取量,选择最优取料点。结果:基于安全作业距离的取料点规划方法合理,可确保挖斗在不同深度取料平面对缸壁酒醅取料的同时,不与缸壁发生碰撞;自动酒醅出缸策略可以有效减少机器人作业时的取料次数,提高酒醅出缸效率。结论:自动酒醅出缸策略可以有效指导酒醅取料复合机器人实现自动化、智能化的地缸出醅作业。

粮食平房仓太阳能光伏-地源热泵供冷系统仿真研究与试验

为解决粮食平房仓通风能耗大、储粮成本高的问题,该研究提出太阳能-地源热泵供冷系统,研究太阳能光伏-地源热泵供冷系统在粮食平房仓建筑中的可行性以及节能效果,以实现“零能耗”和“零排放”绿色储粮。基于粮食平房仓实际尺寸,建立了空气源热泵与太阳能光伏-地源热泵供冷系统仿真模型,并通过与仓房实测数据的对比进行了模型验证,从运行性能、光电适配性、经济性、节能以及环保效益等方面对供冷系统进行了分析。结果表明:系统运行1 a后性能系数(coefficient of performance,COP)最大值为4.76,最小值3.3;运行10 a后COP最大值为3.96,最小值3.07;系统年实际发电量与库区用电量之比为192%~270%;投资回收期为7.8 a;与传统空气源热泵系统相比,太阳能-地源热泵供冷系统节能率达59%,研究结果可为粮食平房仓供冷系统优化提供理论依据和设计参考。

新质生产力赋能粮食安全的内在逻辑、关键问题及实践路径

粮食安全是国家总体安全的基石,保障粮食安全需要新质生产力的赋能。新质生产力以劳动者、劳动资料、劳动对象及其优化组合的跃升为基本内涵,并与“藏粮于地、藏粮于技、藏粮于民”的技术和管理创新路径天然契合。面对土地资源配置不均衡、技术革新步伐跟不上、人才培育体系不完善等关键问题,我国以新质生产力赋能粮食安全的路径选择在于:一是“藏粮于地”,通过优化耕地资源配置,创新土地整治方式,践行生态农业发展模式,促进绿色革命;二是“藏粮于技”,建立现代化的种子科技创新体系,补齐农业信息化短板,构建以数字技术为核心的农业创新生态系统;三是“藏粮于民”,解决农业劳动力技能短板,构建新型职业农民培育体系,确立新型职业农民的主体地位,增强农业劳动力的核心竞争力。通过将新质生产力与保障粮食安全的多维路径相结合,赋予“藏粮于民”新内涵,有助于巩固国家粮食安全,为“端牢中国饭碗”提供坚实的理论依据与政策建议。

地表基质分类标准与编图方法探索--以内蒙古雅鲁河流域为例

地表基质是基于地球系统科学理论,为服务支撑自然资源综合管理而提出的概念。从地表基质的概念出发,从物质属性、空间特征、生态功能3个方面剖析地表基质的本质属性,并详细阐释其内涵特征。通过分析该领域内的研究热点并结合实践经验,总结了现行分类方案中存在的主要问题。通过对相关问题的分析,在遵循“科学性、从先性、统一性、通俗性”原则的基础上,制定了新的地表基质三级分类方案,新方案共划分5个一级类、19个二级类和若干个三级类。基于该方案,选取内蒙古东部的雅鲁河流域为研究区,提出了“建立同一深度范围内固定深度的地表基质垂向构型”的编图思路,利用野外测量与室内测试数据编制了雅鲁河流域地表基质图。研究可有效促进地表基质调查与应用服务的紧密融合,对建立地表基质调查技术方法体系具有参考价值。

藏粮于地视角下新疆灌区土肥水关联效应分析

为探究新疆干旱纯灌溉农业灌区土肥水要素对农业产出的影响效应,本文以藏粮于地新视角,应用逐步回归统计检验法,对多维投入因素与产出指标筛选分析,形成了灌区土壤质地壤土面积占比、化肥纯施用量、灌溉用水量与主要作物产量关系;采用柯布—道格拉斯模型分析灌区土肥水关联效应及影响程度。结果表明:1)耕地质量(基于壤土面积占比)和施肥水平及灌溉用水量(即土肥水),是灌区投入产出系统的基本要素。2)灌区耕地质量和施肥水平及灌溉用水量对作物产出边际效应大小顺序为化肥纯施用量Δf>灌溉用水量Δs>土壤质地壤土面积占比Δt。3)土肥水对作物产出影响占比系数大小顺序为K_(灌溉用水)>K_(施肥)>K_(耕地),反映了灌溉、肥料及土壤质地条件主次关系,表征土肥水是高标准农田水利核心内容。4)灌区优化分析灌溉用水量8 203 m^(3)/hm^(2)与现状相近,略高出新疆地标灌溉用水定额的5.98%,优化肥施量260 kg/hm^(2)比现状可节省15%。

基于无人机多光谱遥感的大豆生长参数和产量估算

为适应现代农业发展对作物生长动态、连续、快速监测的要求,本文基于无人机多光谱遥感技术,以西北地区大豆作为研究对象,分别筛选出与大豆叶面积指数(Leaf area index,LAI)、地上部生物量和产量相关性较好的5个植被指数,采用支持向量机(Support vector machine,SVM)、随机森林(Random forest,RF)和反向神经网络(Back propagation neural network,BPNN)分别构建了大豆LAI、地上部生物量和产量的估计模型,并对模型进行了验证。结果表明,基于RF模型构建的大豆LAI和地上部生物量预测模型的精度显著高于SVM与BP模型,LAI估计模型验证集的R~2为0.801,RMSE为0.675 m~2/m~2,MRE为18.684%;地上部生物量估算模型验证集的R~2为0.745,RMSE为1548.140 kg/hm~2,MRE为18.770。而在产量的估算模型构建中,在大豆开花期(R4)基于RF模型构建的大豆产量预测模型的精度最高,验证集的R~2为0.818,RMSE为287.539 kg/hm~2,MRE为7.128。本研究结果可以为无人机多光谱遥感在作物监测方面的应用提供理论依据,为作物产量的快速估算提供应用参考。

近地面臭氧、高温对中国粮食生产的影响

保障粮食安全是国家的重大战略,也是维护社会稳定的“压舱石”。由于同时面临着近地面臭氧浓度上升和极端气候等问题,中国的粮食生产可能受到臭氧和高温的双重不利影响。目前,国内外关于臭氧、温度分别对粮食产量影响的研究较多,但关于二者对粮食产量共同影响的研究较少。该研究从ECMWF的再分析数据中获取若干空气污染物和气候相关的变量,结合县级层面的水稻和玉米的投入产出和其他经济数据,构建了全国1747个县级行政区的面板数据,并首次运用半参数估计的方法估计了近地面臭氧和气温对水稻和玉米产量的非线性影响以及两者的联合影响。研究结果显示,高臭氧浓度和高温分别对水稻和玉米产量产生显著负面影响。其中,一元半参数估计结果显示,水稻产量对生长季的臭氧浓度(用体积分数表示)和气温的损失点分别为53×10^(-9)和19℃左右,而玉米产量的损失点则分别为60×10^(-9)和18℃左右。二元半参数估计结果显示,两种作物受到臭氧和高温的影响程度不同:水稻对于臭氧和高温都比较敏感,但玉米对高温的敏感程度高于臭氧。上述结论在经过大量的稳健性检验后依然保持稳健。在中国臭氧浓度逐年增长的背景下,一元半参数估计结果表明:在水稻和玉米种植区域将臭氧水平分别控制在65×10^(-9)和60×10^(-9)以内是减少粮食损失并兼顾臭氧污染治理成本的经济选择。同时,根据二元半参数估计结果可以得到以下启示:农业政策部门应充分考虑不同作物对于臭氧和高温的敏感程度的异质性,在其他条件允许的情况下指导农民通过种植结构的适应性调整,降低或消除臭氧对于粮食产量的负面影响。

粮食平房仓地基基础方案综合分析

平房仓在国家储备粮仓储管理中应用广泛,是粮食储备库的基本结构形式。确定地基基础方案和基础设计是粮食平房仓结构设计的重要部分。结合实际项目,阐述了在保证结构安全的前提下,综合考虑项目地质情况、造价投资、建设周期的因素,对地基处理和基础设计方案进行综合比选的过程和方法,为类似工程提供了一定的参考和借鉴。

基于像素面元体素法的地缸醅料挖取量评估

为研究机器人快速取料,实现机器代人进行地缸出醅,解决地缸醅料挖取区域三维外形难以准确获取、挖取量评估困难的问题,利用图像处理和点云技术与设计像素面元体素法划分地缸区域面元,统一缸口内点云坐标系,分析相应面元处缸口内点云变化情况,对地缸醅料挖取量评估进行研究。结果表明:通过地缸边缘检测和几何约束可有效提取地缸口内边缘,空洞填充后获取缸口内数据,可避免缸口外干扰因素影响地缸醅料挖取量评估效果;依据缸口及缸口外图像进行配准,缸口内点云坐标系统一后均方根误差在0.16 cm附近波动;地缸出醅过程中,挖取质量测量值与采用像素面元体素法测算的醅料挖取区域体积测算值的比值逐渐增大,符合地缸发酵醅料特点,比值相近区间内,醅料挖取区域体积测算值可以反映挖取质量测量值。像素面元体素法可以有效评估醅料挖取量,研究结果可为后续设计基于挖取量评估的醅料取料机器人快速取料方法提供依据。

整粒或粉碎玉米和小麦对于生长肉牛的饲喂价值

通过阉牛咀嚼试验(试验1)、瘤胃和全消化道消化试验(试验2)和饲养试验(试验3)评价玉米和小麦谷实整粒或粉碎饲喂对于阉牛的饲喂价值。试验1采用4头装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦阉公牛(平均体重310kg)按4×4拉丁方试验设计,研究饲粮中玉米和小麦谷实整粒或粉碎饲喂对采食、反刍和咀嚼时间的影响。4种饲粮处理分别为粉碎玉米饲粮(GRC)、整粒玉米饲粮(WHC)、粉碎小麦饲粮(GRW)和整粒小麦饲粮(WHW)。结果表明,饲粮中玉米或小麦的粒度显著影响动物24h期间的咀嚼时间(P<0.02),但咀嚼时间的反应模式随谷物种类的不同而异,其中与饲喂粉碎谷物相比,饲喂整粒玉米延长咀嚼时间76.2min(P=0.065),而饲喂整粒小麦则缩短咀嚼时间126.8min(P=0.009)。试验2是在试验1的基础上,采用与之完全相同的试验动物、饲粮处理和试验设计,研究玉米和小麦谷实整粒或粉碎饲喂阉牛的瘤胃和全消化道营养物质消化率。与饲喂粉碎谷物饲粮相比,饲喂整粒谷物饲粮时瘤胃pH和粪便pH趋于同步提高(P<0.03),但瘤胃发酵产生的总挥发酸浓度降低(P<0.02)。饲喂整粒谷物饲粮较粉碎谷物饲粮提高了尼龙袋小麦秸纤维组分的消化率(P<0.09),但不影响尼龙袋玉米干物质和淀粉的消化率(P>0.3)。饲喂整粒谷物饲粮全消化道DM。

稻谷整粒与粉碎水分测试方法的对比分析

通过连续测试在一定含水量区间内的稻谷籽粒含水量,对比分析国家标准稻谷粉碎测试与国外稻谷整粒测试所得的含水量。结果表明,稻谷经粉碎后测试含水量与整粒测试含水量在整个水分测试区间存在较大差异,整粒测试所得含水量大于粉碎测试所得含水量,并且随着稻谷籽粒含水量的降低2种测试方法间含水量差异性逐渐减小,直至稻谷含水量达到11%左右时2种测试方法间无差异。因此总体来说整粒测试方法所得稻谷含水量测定结果更准确可靠。

国家水网建设对保障国家粮食安全战略作用研究

为深刻揭示“藏粮于地、藏粮于技”战略下国家水网建设的意义,文章在系统分析2001—2020年粮食产销变化和相应水资源支撑中面临形势的基础上,综合我国人多地少水缺的现实条件,立足当前我国水资源配置格局下的承载现状,从“全面提高耕地产能、推进农业灌溉集约化、智能化技术,以及促进灌区绿色发展”三方面分析了国家水网建设对保障粮食安全的重要作用,揭示了建设国家水网的必要性。

连云港洪门古沙堤沉积特征及其意义

通过钻孔、年代地层、沉积物粒度和有孔虫组合综合分析,并配合探地雷达,对洪门古沙堤的成因类型以及古海岸环境进行了探讨。洪门古沙堤沉积物和海州湾现代沙滩、苏北平原贝壳堤相比较,颗粒集中在粗砂—极粗砂范围,分选性偏差,极有可能形成于靠近河口或受河口影响的环境。探地雷达揭示洪门古沙堤曾有过向海方向的进积和生长,指示当时沙源丰富。洪门古沙堤的浅钻地层反映了洪门地区在6400 aBP左右为滨海沼泽环境,此时期与青莲岗文化期的年代相吻合;湖沼沉积结束后,洪门地区迎来了中全新世的最大海侵,受周围地形的制约,洪门地区可能形成了河口浅海湾环境,普遍沉积了2 m左右的青灰色淤泥沉积,有孔虫组合反映当时的环境并非完全开敞,而是受到一定程度限制的近岸浅水环境,反映了洪门地区为浅海湾环境;6000 aBP左右,随着砂砾质沉积物供应的丰富以及相对海平面下降,洪门古沙堤开始发育,直到5000 aBP苏北和连云港地区普遍发生海退,古沙堤发育结束。

地源热泵供热性能在粮食干燥中的特性研究

地源热泵粮食干燥系统可通过调整热空气出口温度以及湿度,使系统性能更加稳定、能耗更低。在保证粮食品质前提条件下,通过分析地源热泵粮食干燥系统热循环特点,研究粮食干燥室进出口空气的湿度变化,反求需要地源热泵提供的热量。可在地源热泵粮食干燥系统设计初期,对地源热泵的选型以及负荷确定提供参考。

探地雷达在粮情在线管理中的应用综述

文章总结和分析粮情检测技术,对探地雷达在粮食密度检测中的应用可行性进行分析,总结了探地雷达检测粮仓粮食密度的原理,提出了探地雷达在粮食密度检测中的几个关键问题。

苏北By1孔粒度特征、含水层分布与苏北平原地下水资源保护

地下水资源是长江三角洲地区社会经济发展的重要后备资源。根据江苏宝应境内钻取的145m深的Byl孔岩芯,沉积物粒度分析显示,钻孔20m之下有5个主要的含水层,主要是粉砂质砂层,其间是粘土质粉砂层隔水层;在钻孔60m之下有3个厚度超过10m的含水层,显示该区域深部地下水资源十分丰富,具有较大的开发价值。宝应钻孔揭示的地下含水层上覆广泛分布末次冰盛期的硬质粘土层,对地下水资源起到明显的保护作用,未来地下水资源开发中应重视"硬粘土层"的保护和防止海水内侵,并加强深层地下水资源的科学调查与开发管理。

不同覆盖措施下春小麦产量及影响因素分析

通过野外大田观测试验,测定了不同覆盖措施(地膜覆盖(B)、石子覆盖(S)、秸秆覆盖(M)和对照(CK))对土壤含水率、地温及光合速率的变化特征及春小麦产量的影响。结果表明,对照的地温高于覆盖处理,覆盖措施能有效降低地温的变化率;在春小麦生长初期,S处理保水效果较好;成熟期,M处理保水效果优于其他措施,整个生育期B处理的土壤含水率最高,是最佳的保水措施;春小麦光合速率日变化规律大小依次为地膜覆盖(B)>石子覆盖(S)>CK>秸秆覆盖(M),籽粒产量大小依次为地膜覆盖(B)>石子覆盖(S)>CK>秸秆覆盖(M),秸秆覆盖不利于春小麦光合作用,减产达9.4%。地膜覆盖增产10.9%,是适宜该地区的最佳覆盖措施。

不同风道的机械通风效果比较

采用CFD技术对高大平房仓的机械通风降温过程进行了动态数值仿真。通过对U型、E型、土型和主型四种风道系统的通风降温过程进行模拟,比较了各自的通风死区及其变化趋势,指出了引起能量损失的主要影响因素,并分析了各系统的优缺点。研究结果为进一步利用CFD技术开展新型风道的设计打下了基础。

基准水泥对高炉矿渣粉活性指数影响的研究

活性指数是衡量高炉矿渣粉质量的关键指标。不同基准水泥对矿渣粉的活性指数影响较大。试验采用不同强度等级水泥对同种矿渣粉进行激发,并对不同高炉矿渣原料和不同粉磨工艺生产的矿渣粉进行了研究。结果表明强度等级越高的工艺生产的矿渣粉有更好的激发作用,采用立磨工艺生产的矿渣粉综合质量优于传统球磨工艺生产的产品。采用大型高炉矿渣粉的粒度分布更优,活性更高。本研究为GB/T18046-2000《用于水泥和混凝土中粒化高炉矿渣粉》的修订提供试验依据。