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期刊信息/Journal information
农业工程学报
中国农业工程学会
农业工程学报

中国农业工程学会

朱明

半月刊

1002-6819

tcsae@tcsae.org

010-65929451，65910066转2503、3503

100125

北京朝阳区麦子店街41号

农业工程学报/Journal Transactions of the Chinese Society of Agricultural EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《农业工程学报》是由中国农业工程学会主办的全国性学术期刊,自2005年始为单月刊。编委会名誉主任:汪憨华院士,编委会主任兼主编:杨邦杰教授《农业工程学报》为全国中文核心期刊,在最新版的《中文核心期刊要目总揽》中位居"农业工程类"期刊榜首；2001年入选中国期刊方阵"双效"期刊；被中国科协主办的《中国学术期刊文摘》选为首批收录期刊；先后被美国工程索引(EI Page one)、英国国际农业与生物中心(CAB International)、检索系统、数据库收录。
正式出版
收录年代

    基于超参数优化算法的随机森林模型预测奶牛呼吸频率

    严格齐赵婉莹于镇伟焦洪超...
    195-203页
    查看更多>>摘要：奶牛呼吸频率是评估环境造成的奶牛热应激程度的重要指标之一.该研究基于随机森林(random forest,RF)算法提出了适用于生产条件下的奶牛个体呼吸频率准确预测模型,为了平衡模型精度与计算效率问题,利用遗传算法(genetic algorithm,GA)、差分进化(differential evolution,DE)算法、粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法、贝叶斯优化(Bayesian optimization,BO)算法对模型超参数进行优化,并与网格搜索(grid search,GS)下的人工神经网络(artificial neural network,ANN)和极限梯度提升机(extreme gradient boosting,XGBoost)模型进行了对比分析.研究结果表明,使用融合环境参数的修正温湿指数(adjusted temperature-humidity index,ATHI)、时间区域、奶牛产奶量、泌乳天数、身体姿势以及胎次作为输入特征时,基准RF模型的预测性能最佳.在此基础上,4种智能优化算法下的RF模型性能优于GS-ANN和GS-XGBoost,其中BO-RF的综合性能最优,其决定系数、平均绝对误差、平均绝对百分比误差以及均方根误差分别为0.614次/min、7.723次/min、14.4％、9.737次/min,超参数优化耗时约为DE-RF的1/220.特征重要性分析表明,输入因子对奶牛呼吸频率的影响程度不同,ATHI是影响力最高的因子,相对重要性(relative importance,RI)为0.73,其次是时间区域(RI=0.09)和奶牛产奶量(RI=0.07).研究为奶牛生产、健康评价及牛舍环境精准调控提供了有效方法和基础.

    奶牛呼吸频率模型元启发式算法贝叶斯优化随机森林

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    严寒地区混合垂直通风猪舍环境质量评价

    王朝元马晓春党昊昱方志伟...
    204-211页
    查看更多>>摘要：为探究垂直通风系统(屋顶与粪坑混合排风)在寒区猪舍中的适应性,该研究在秋冬季节对内蒙古某规模化猪舍的热湿与空气质量环境进行了实时连续监测,并根据测试结果对猪舍环境质量进行评价.结果表明:1)测试期间,舍内平均温度、相对湿度以及氨气(NH3)、二氧化碳(CO2)、总悬浮颗粒物(total suspended particulate,TSP)浓度分别为 22.7 ℃、59.6％、6.5 mg/m3、2 200 mg/m3、2 915 µg/m3,舍内通风量为 0.34～0.39 m3/(h.kg),各环境指标基本满足生产环境阈值要求;保育期间舍内有效环境温度范围为27.1～30.7 ℃,存在轻度热应激情况,占总监测时间的12.9％;2)舍内温度、相对湿度与NH3、C02、TSP浓度空间分布不均匀系数分别为0.01、0.15、0.45、0.03、0.15,各环境参数空间分布均较为均匀;3)试验单元(U1、U3)猪的平均日增质量、料重比与死淘率分别842和818g/d、2.68和2.79、1.68％和1.31％,生产性能良好.综上,不设吊顶的侧墙进风,屋顶与粪坑混合排风的垂直通风系统,总体上能够满足严寒地区猪舍秋冬季热湿环境与空气质量调节需求,保证良好的生产性能.

    通风温度相对湿度猪舍适应性热湿环境空气质量

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    多腔室秸秆原位炭化还田设备设计

    姚宗路张帅帅贾吉秀霍丽丽...
    212-219页
    查看更多>>摘要：原位炭化还田技术可将田间秸秆就地直接转化为生物炭,改善土壤结构,解决秸秆直接还田腐解慢、出苗率低、病虫害严重等问题.但目前炭化还田设备仍存在炭化不均匀,运行稳定性差,生产效率低等问题.该研究基于精准控氧控温炭化要求,在前期样机基础上,创新研发了立式多腔限域式炭化反应器,研制强化物料定向流动的多翅片型扰动部件,并运用ANSYS Workbench进行仿真模拟和结构优化,研制热解气清洁燃烧及高温烟气换热回用系统,集成秸秆捡拾粉碎系统及田间作业机具,研制立式多腔室秸秆原位炭化还田设备.以玉米秸秆为原料进行炭化试验,设备秸秆处理量为500kg/h,生物炭产率为125kg/h,固定碳含量为50.30％,系统能量利用率为70.66％,产出的炭达到I级生物炭还田标准,燃烧烟气中颗粒物、NOx、SOx等排放均满足国标要求,整机系统运行稳定,满足设计标准,为秸秆直接炭化还田提供了技术及装备支撑.

    秸秆热解原位炭化生物炭还田设备能量分析

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    不同化学改性方法提高玉米芯骨料混凝土的性能

    范炜刘国超陈龙辉王德辉...
    220-226页
    查看更多>>摘要：玉米芯具有较低的导热系数,可以作为天然的保温材料,用于混凝土砌块中.然而,由于玉米芯的多孔结构,导致玉米芯骨料混凝土的抗压强度偏低,亟需进行改性.为了推广玉米芯的规模化利用,该研究以玉米芯为原料改善混凝土砌块的性能,通过红外光谱、拉曼光谱和扫描电镜等测试手段,探讨了 3种不同改性技术对玉米芯骨料混凝土水化产物化学键、分子结构、界面过渡区微观结构、抗压强度和导热系数的影响.结果表明:与环氧树脂改性相比,陶粒法改性和裹浆法改性不仅增加了玉米芯骨料混凝土界面过渡区的水化硅酸钙凝胶含量,同时也降低了界面过渡区的厚度,优化了混凝土砌块的微观结构、提高了混凝土砌块的抗压强度、降低了混凝土砌块的导热系数.其中,陶粒法改性技术的效果尤为明显.界面过渡区厚度水化硅酸钙特征峰由大到小顺序分别为陶粒法改性、裹浆法改性、环氧树脂改性.经过陶粒法改性、裹浆法改性和环氧树脂改性后,玉米芯骨料混凝土的界面过渡区分别为无明显界面过渡区、55～66 μm和93～101 μm之间.和未改性玉米芯骨料混凝土相比,掺30％陶粒法改性玉米芯骨料混凝土的抗压强度的导热系数分别降低了 51.5％和32.2％.当掺入不超过15％的改性玉米芯骨料时,混凝土砌块满足国家标准GB/T8239-2014中对抗压强度的要求.为了改善玉米芯骨料混凝土砌块的综合性能,建议掺入不超过15％的陶粒法改性玉米芯骨料.研究结果为玉米芯在混凝土砌块中的大规模利用提供了依据,同时也为进一步改善混凝土砌块的相关性能提供了参考.

    抗压强度导热系数玉米芯改性技术水化产物界面过渡区

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    全面供光策略调控废水培养光合细菌产单细胞蛋白

    王晓丹卢海凤张光明司哺春...
    227-237页
    查看更多>>摘要：为拓展蛋白质来源,缓解中国饲料蛋白资源短缺现状,该研究通过供光策略调控强化了沼泽红假单胞菌(R.palustris)从废水中回收菌体资源及单细胞蛋白(single cell protein,SCP)的效果,并解析了不同供光策略下物质合成与污染物降解之间的相关性.结果表明:在白炽灯、120 μmol/(m2·s)的光强及18h光/6h暗(L/D)的光周期条件下菌体的生物量及日产量可达(1 140.56±19.72)mg/L 及(0.32±0.02)g/(L'd),相较于24L/0D、3L/21D 及9L/15D 组分别提高了 17.06％～93.21％、54.43％～299.93％(P＜0.05);在白炽灯、120μmol/(m2·s)的光强及3 h光/21 h暗的光周期条件下,菌体的蛋白质质量分数最高,为67.47％,相较于其他所有试验组提高了 21.96％～44.54％(P＜0.05).化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和氨氮(ammonia nitrogen,NH4+-N)去除率在白炽灯、120 µmol/(m2·s)的光强及 18 h 光/6 h 暗的光周期条件下可达72.03％～78.40％.相关性分析表明,光强、光质分别与蛋白质含量及浓度呈显著负相关;而光周期与蛋白质浓度呈显著正相关,因此,光周期是R.palustris从废水体系中提升SCP产量的有效调控方法.该研究为提高废水体系中光合细菌合成SCP提供了新的方法与思路.

    光质光强光周期光合细菌单细胞蛋白污染物降解

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    江苏省耕地集聚连通性时空特征与分类优化策略

    施釉超金晓斌梁鑫源韩博...
    238-248,封3页
    查看更多>>摘要：耕地的集中连片和空间连通对农业现代化发展至关重要.该研究基于"像元—邻域—连片"三级尺度嵌套视角,综合考虑耕地面积、形状、结构和连通性等特征,构建耕地集聚度和连通性特征测算体系,探究了 2000-2020年江苏省耕地格局时空演化规律和分类优化策略.研究结果表明:1)江苏省耕地集聚度从中部向北部和南部递减,98.94％的县域以不同程度下降.2)江苏省耕地连通性从中部至北部形成以宝应县和宿豫区为中心的连通性优势带,南部区域则有所下降.3)根据耕地集聚度和连通性的现状和变化趋势,可将江苏省划分为6个类型区,并提出相应的耕地利用和改善策略.该研究为综合测算耕地的集聚度和连通性特征提出了新的研究视角,明确了耕地优化管理的策略,对于指导区域耕地保护与高效利用、推动农业现代化具有参考价值.

    耕地优化集聚度连通性尺度嵌套多维测度江苏省

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    汉江流域城镇化与土地利用多功能的协调网络演变分析

    高艳丽刘双良李红波
    249-258页
    查看更多>>摘要：城镇化发展造成土地资源稀缺和用地不合理问题,而土地多功能利用是破解这一问题的关键.该研究基于汉江流域2000-2020年的县域数据,构建城镇化与土地利用多功能的评价体系,借助耦合协调度模型、改进的引力模型和社会网络分析法建立汉江流域城镇化-土地利用多功能的协调网络,分析协调网络演化特征,并结合各县域城镇化与土地利用多功能协调特点及网络特性进行协调分区.结果表明:1)汉江流域城镇化与土地利用多功能之间的耦合协调度总体水平较低,但呈逐年增长趋势,空间分布特征为西低东高,上游低于中下游.2)城镇化与土地利用多功能的协调网络密度逐年增加,网络格局由总线型结构演变为复杂的网状结构,网络的多中心趋势逐渐增强,说明不同县域城镇化与土地利用多功能耦合协调度之间的联系越发紧密.3)京山县、勉县、汉滨区和留坝县同时具有较高的度数中心度、接近中心度和中介中心度,表明这4个县域位于汉江流域城镇化与土地利用多功能协调网络的中心位置,对区域要素具有较强的控制作用.4)根据城镇化与土地利用多功能的耦合协调度及网络中心度指标对汉江流域进行协调分区,分为综合协调型、重点发展型、枢纽型和潜力型4类城市,并针对不同类型城市特点提出相应的政策建议.

    土地利用城镇化多功能社会网络分析法协调网络演变

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    山区乡村多功能发展与乡村聚落演变的耦合机理

    赵雯欣李阳兵王清荣邵景安...
    259-270页
    查看更多>>摘要：探究山区乡村功能多元化与乡村聚落演变的耦合关系,对山区乡村振兴和乡村可持续发展具有重要意义.通过构建二者的耦合协调综合评价指标体系,利用耦合协调度模型和地理探测器等方法,以三峡库区腹地奉节县为研究区,定量探究了乡村功能多元化与乡村聚落演变的耦合关系及驱动机制,进而提出了相关建议.结果表明:1)研究区乡村功能多元化和乡村聚落演变综合指数呈上升趋势;两系统耦合协调度逐年增长,失调乡镇数量减少,在空间上呈现"西低东高,南低北高"的发展态势.2)乡村功能多元化与乡村聚落演变耦合协调度具有明显的空间集聚特征,高高集聚区域主要集中在永安街道等中心城镇的郊区.3)基于功能多元化综合指数与聚落演变综合指数的增减关系,该文将各乡镇归纳为活力型、衰退型、转型型和传统型4种耦合模式.4)人口密度、人均GDP、人类活动强度等社会经济因素是主要驱动因子,各因子间的交互作用大部分为非线性增强和双因子增强.该文的研究方法和研究结果可为其他地区进行相关研究以及制定差异化的村落振兴方案提供参考.

    乡村功能聚落耦合关系三峡库区

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    木质重组材单板卷曲辊压成型平台设计与试验

    张国梁沈明哲胡继文邢义虎...
    271-281页
    查看更多>>摘要：低品质木制单板制备重组材是其高值化利用的重要途径,研发连续式重组材成型技术有利于提高其生产效率,对促进木材可持续发展和经济社会绿色发展具有重要意义.该研究设计一种木制重组材单板卷曲辊压成型平台,并以木质管道制备为例对工艺参数进行优化试验研究以测试平台工作性能.设计单板卷曲辊压成型平台的整机机械结构并描述其工作原理,对辊压机构、卷木轴刹车防滑机构、施胶压紧装置等关键部件进行详细设计和理论计算.对物理样机进行性能试验,以芯轴转速、单板厚度、施加压力为试验因素,木质管道的环刚度和轴向压缩强度为试验指标,运用Box-Benhnken试验方法,建立因素与试验指标的回归方程,优化参数组合为芯轴转速16r/min,单板厚度2.15 mm,施加压力293 N.此时预测木质管道的环刚度为26 016.6 N/m2,轴向压缩强度为23.11 MPa验证环刚度与预测值误差为1.07％,轴向压缩强度误差为4.46％.进一步使用优化参数对内径为5.08、7.62、12.70 cm的木质管道进行试验,得到环刚度分别为43 812、32655、17 532N/m2,轴向压缩强度为25.83、24.71、20.17MPa.该研究成果可为木质重组材卷曲辊压成型技术及装备的工业化应用提供参考.

    单板辊压成型木质管道响应面试验

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    糖液与钙盐组合渗透脱水处理对冻融蓝莓品质的影响

    刘帮迪魏杏彩郭淑珍江利华...
    282-291页
    查看更多>>摘要：为探究钙盐作为冷冻保护剂与高浓度糖液浸渍组合在常温下进行渗透脱水处理对冷冻蓝莓融化后质地品质的影响.对比以丙酸钙、乳酸钙、氯化钙为代表的3种钙盐冷冻保护剂及质量浓度为0.5、1.5、3.0、5.0g/mL丙酸钙处理对冻融蓝莓品质的影响.通过观测蓝莓冻融后外观,测定硬度值、弹性、咀嚼性、胶着性、内聚性和回复性品质指标及可溶性果胶、共价结合型果胶和离子结合型果胶的含量.结果表明:添加钙盐结合糖液渗透脱水处理组均可减少蓝莓冻融后皱缩和质地瘫软现象,丙酸钙结合糖液渗透脱水处理组的汁液流失率比对照组降低约25.42％,显著低于(P＜0.05)其他处理组,丙酸钙处理组为较优的钙盐添加种类.对丙酸钙添加浓度进行优化筛选,发现当丙酸钙添加浓度为1.5 g/mL时可显著降低(P＜0.05)蓝莓果实的汁液流失和细胞膜透性,冻融后硬度为1.54 N、弹性0.75 mm,可溶性果胶、共价结合型果胶和离子结合型果胶含量分别达到1.03、0.83和0.68 mg/g,减少蓝莓果实的质地瘫软现象并保持最佳冻融品质.丙酸钙浓度为1.5 g/mL结合渗透脱水技术使冻融蓝莓具有更好的品质,有利于食用和加工.研究结果不仅为解决蓝莓加工行业出现的由于长期冷冻所造成果实质地瘫软问题提供数据基础,还为研发提升果蔬原料冷冻贮藏品质的助冻剂及改性技术提供一定的理论依据.

    蓝莓冻融品质控制渗透脱水钙盐结合糖处理

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