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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

    考虑作物冠层高度的屋脊形大棚形状优化

    高飞张锐朱德兰辛科...
    194-203页
    查看更多>>摘要：为提高屋脊形大棚太阳辐射利用率,增强保温蓄热能力.该研究依据大棚内部作物对采光和蓄热保温的需求,提出了基于冠层高度和恒定体积约束的屋脊形大棚形状优化模型,设置大棚采光面捕获太阳辐射量大及有效种植面积尽可能大的约束条件,在内部能量需求恒定的条件下分析大棚高度比及方位角对太阳辐射捕获量的影响规律,并优选出不同脊位比大棚在不同地区下的最优参数组合.结果表明:1)大棚所捕获的太阳辐射量大多随高度比减小而逐渐减小,在高度比k=5时为最大值;相同高度比下,脊位比越大,大棚所捕获的太阳辐射量越大;当高度比k=5时,沈阳地区脊位比为0.65、0.75和0.85的大棚相对于脊位比为0.50时的增长率分别为2.67％、4.42％和6.17％.2)大棚太阳辐射捕获量大多随方位角增加呈先减小后增加趋势,在方位角0°～90°的范围内,脊位比越大,大棚所捕获的太阳辐射量越多,在90°～180°的范围内相反;当大棚脊位比为0.65、0.75和0.85时,随着地区纬度的增加,大棚太阳辐射捕获量最低值点所对应的方位角值逐渐减小,不同脊位比之间的差异逐渐减小.3)大棚在不同地区优选得到的高度比值仅与作物冠层高度有关;地区纬度越高,脊位比及高度比越大,大棚优选得到的方位角相对于南北走向偏转的角度越大.该研究可依据作物冠层高度大小在大棚捕获太阳辐射量尽可能多的前提下减少大棚供热成本,为推进塑料大棚的整体规划发展提供理论依据.

    太阳辐射光照屋脊形大棚冠层高度恒定体积大棚高度比大棚方位角

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    温室大跨度薄膜风筒送风特性模拟及试验研究

    陆绪颖余春江
    204-211页
    查看更多>>摘要：现代大型温室普遍使用送风末端为长距离柔性薄膜风筒的空气处理机组(air handling unit,AHU)作为温度控制功能单元来完成大空间内的热量输送.为探究此类风筒AHU的性能,该研究采用理论分析和数值模拟方法研究其送风特性,并通过试验验证计算模型的正确性.结果显示,薄膜风筒内不同截面的静压在开孔部位急剧减低至0,同时气流速度明显增加,但是影响范围不大,对风筒内的压力场和流场影响较小.在风筒同一截面上不同开孔位置流出的气体速度和速度分布基本一致,以风筒入口端风速2.45 m/s为例,在风筒60.06 m处风筒壁开孔处气流最大速度为5.64 m/s,位于开孔中心处,并垂直与开孔平面向外流动,速度分布为中心流速最高,越靠近孔边缘流速越低.对风筒沿长度方向通过筒壁各开孔流出的风量进行计算发现,在不同风筒入口风速条件下送风量基本保持恒定,均匀性系数均大于0.92,说明此类风筒能够沿长度方向均匀地配送气流,可将热量或者冷量在温室大空间内进行均匀投送,从而为现代大型温室内空间内维持温度场均匀提供保障.

    温室温度控制CFD数值模拟薄膜风筒长距离送风均匀性

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    基于生态系统服务供需与拓扑结构分析的渭河流域生态网络优化

    门丹潘竟虎
    212-221,封3页
    查看更多>>摘要：顾及区域自然资源禀赋和人类活动水平差异,优化生态网络成为缓解景观破碎化、提高连通性的有效途径,更保障了可持续发展目标的实现.在定量测度渭河流域2000、2010及2020年5项生态系统服务供需的基础上,引入景观生态学与复杂网络理论构建并分析该流域生态网络的时空格局及其网络拓扑结构特征,以供需比与源地节点的拓扑结构综合重要性之间的相关性为依据优化生态网络.结果表明:1)与2000年相比,2020年食物生产、土壤保持以及产水的供需比平均值分别上升70％、7％以及215％,而碳固定与生境质量则分别下降97％与1％.2)生态源地数量与占总面积比分别为125个和36％,生态阻力呈现"南低北高"的空间特征,约有280条平均长度为15 km的生态廊道,流域生态质量有所提升.3)2000、2010及2020年生态网络在面对蓄意攻击时,结构连通鲁棒性平均值依次为0.160、0.168以及0.150,说明2010年生态网络具有更稳定的网络结构;源地拓扑结构综合重要性与各类服务供需比均呈正相关,其中与碳固定服务供需比相关性最高,为0.51(P＜0.001).4)优化后的生态网络(2020年)在面对蓄意攻击时具有更高的连通鲁棒性,同时在一定攻击节点范围内表现出更为显著的"涌现"现象,优化后的网络具备更强的恢复力和缓冲力.研究结果可为渭河流域优化生态网络结构、提高生态系统抗干扰能力提供科学依据,也可为流域生态空间规划提供借鉴参考.

    生态网络生态系统服务网络优化拓扑结构流域尺度

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    主体功能区视角下湖北省耕地利用转型时空分异特征

    朱庆莹王玉琳陈坤陈银蓉...
    222-232页
    查看更多>>摘要：明晰不同主体功能区耕地利用转型时空分异特征对耕地资源可持续管理与利用具有重要意义.该研究在基于要素诱致性替代理论阐述耕地利用转型机理的基础上,以湖北省所有区(县)为研究对象,采用社会经济、自然地理、农业生产等数据对1995-2019年间不同主体功能区耕地利用转型时空分异特征进行研究.结果表明:1)湖北省耕地功能转型随时间主要呈倒"V"型变化特征,各主体功能区早中期主要发生负转型,后期主要发生正转型;空间上呈现鄂西山区及武汉城市圈少数地区转型程度较为剧烈,其余地区相对平缓;生态功能区转型最为剧烈,而重点发展区转型最缓和.2)湖北省耕地空间转型随时间呈"N"型变化特征,各主体功能区随时间正负转型交错;空间上呈现江汉平原及武汉城市圈的部分地区转型较剧烈而鄂西等山区转型较弱的特征,农产品主产区转型最剧烈,重点发展区次之,生态功能区最平缓;3)湖北省耕地利用总转型随时间呈M"型变化特征,各主体功能区早中期主要发生负转型,后期主要发生正转型;空间上表现为江汉平原及武汉城市圈的部分地区转型剧烈程度强于鄂西等地区,农产品主产区强于重点发展区和生态功能区.不同主体功能区在社会经济条件、耕地资源禀赋等方面异质性明显,应采取差异化的政策设计引导耕地利用转型,服务湖北省社会经济可持续发展需要.

    土地利用耕地利用转型功能转型空间转型时空分异主体功能区

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    西藏阿里地区耕地的时空分异特征及其影响因素

    李维肖王兆锋张镱锂宫殿清...
    233-244页
    查看更多>>摘要：研究西藏阿里地区耕地时空分异特征,为阿里土地利用现状、农业用地规划、耕地可持续发展等提供参考.该研究基于Google Earth高分影像,目视解译获取2005、2013和2020年3期阿里地区耕地数据,运用ArcGIS软件识别耕地时空分异及影响因素.结果发现:1)阿里地区耕地分散破碎,以普兰县西南部和札达县中部的河谷地带较集中,且以小斑块为主.2)在空间分异上,耕地主要分布于海拔3 500～4500m、坡度0～6°、坡向西南方、年均降水量0～25 mm、年均温0～5 ℃、距道路和河流＜200 m的区域.3)在时间分异上,2005-2020年,耕地面积整体呈增长趋势,集聚区呈多区域化.阿里南部地区增加缓慢甚至有下降趋势,北部地区增加明显.总体而言阿里地区耕地以区位条件和水热条件为基础条件,并受人口数量、非农化发展水平、市场需求等影响存在时空分异特征,且不同地区耕地分布和面积变化存在差异.

    遥感耕地时空分异目视解译阿里地区

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    基于电学参数的稻谷含水率和出糙率机器学习预测模型

    邓安徐永阳邱伟强李立...
    245-252页
    查看更多>>摘要：收购现场稻谷出糙率和含水率的快速检测有助于稻谷的快速收购和分级管理,从而减少稻谷在运输、储藏和加工过程中的损耗.该研究使用LCR测量仪测试1～8 MHz频率下含水率为9.94％～23.51％的稻谷的介电常数、电容、介电损耗、损耗系数、导电率和电导.将获得的数据用于建立二次回归模型和机器学习模型,机器学习模型分别为神经网络、决策树、随机森林和支持向量机.结果表明,频率为1 MHz时,导电率与稻谷的含水率和出糙率回归模型决定系数均最高,分别为0.960和0.929.此外,使用神经网络在预测稻谷的含水率和出糙率时获得了更好的预测效果,决定系数分别为0.987和0.935,这说明了神经网络模型可以更加灵活的获取和表达电学参数与稻谷含水率和出糙率之间的非线性关系.这种便捷、高效的模型可以为稻谷品质无损检测提供理论参考.

    机器学习含水率电学参数回归模型稻谷出糙率

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    基于色味指标光谱特性的贺兰山东麓干红葡萄酒产地细分

    白雪冰陈鑫龙刘乾鑫葛颖...
    253-261页
    查看更多>>摘要：贺兰山东麓被认为是全球最适宜种植葡萄和生产优质葡萄酒的区域之一.贺兰山东麓葡萄酒产区自北向南己形成石嘴山、银川、永宁、青铜峡和红寺堡等5个产地的区划格局,但因产地风土各异,尚未建立科学规范的葡萄酒产地细分管理方法.为了协助宁夏贺兰山东麓产区强化干红葡萄酒产品区划管理,该研究以贺兰山东麓干红葡萄酒为研究对象,分析葡萄酒色味理化指标的相关性和产地差异性,并依据随机森林的节点权值确定了可反映产地信息的关键色味理化指标.然后,基于近红外光谱和化学计量学方法构建了各项指标的定量分析模型,并以光谱预测结果为输入量,训练了以ReLU为最佳激活函数的人工神经网络产地判别模型,实现了贺兰山东麓干红葡萄酒的产地细分.结果表明,酒石酸酯和pH值的产地差异性最为显著,多项色味理化指标之间存在较强的相关性,通过去低权值指标分析确定了酒石酸酯、多聚体花色苷、pH值、红/绿通道a*、黄/蓝通道b*、总单宁、单体花色苷、明度L*、黄酮醇、滴定酸、离子化指数、乙醇指数、色度C*ab、总花色苷等14项关键色味理化指标.每项指标的光谱定量模型决定系数(r2)均高于0.90,相对分析误差(RPD)高于2.5,具有准确的定量分析能力;人工神经网络模型对石嘴山酒样判别的灵敏度(sensitivity,SEN)为100％,准确率(accuracy,CCR)为100％;对银川酒样判别的SEN为100％,CCR为90％;对永宁酒样判别的SEN为87.5％,CCR为93.33％;对青铜峡酒样判别的SEN为94.74％,CCR为100％;对红寺堡酒样判别的SEN为92.31％,CCR为92.31％,具有可靠的产地判别能力.该方法可为贺兰山东麓干红葡萄酒的产品区划管理提供技术支撑,有助于中国葡萄酒原产地保护制度的建立与发展.

    干红葡萄酒近红外光谱机器学习色味指标贺兰山东麓产地细分

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    鲜食玉米果穗含水率近红外光谱无损检测影响因素

    张永立杨光辉王美蟠韩镇宇...
    262-270页
    查看更多>>摘要：为了获取鲜食玉米果穗高质量近红外光谱,该研究基于近红外漫反射光谱技术开展试验参数对鲜食玉米果穗光谱特征影响及建模验证探究.根据果穗棒状特征,搭建多维度综合试验装置,采集光源类型、光强大小、探测距离和光源角度共4类不同参数下的900～1700 nm光谱数据,进行卤素灯杯与光纤光源、卤素灯杯功率20与40 W、探测距离10～50 mm和30°、45°及60°卤素灯杯夹角的对比试验,分析光谱差异及曲线分布规律,采用标准差和光谱面积极差指标进行光谱质量评价.进一步开展建模验证试验,针对30°和45°卤素灯杯夹角下的光谱,经多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)、标准正态变量校正(standard normal variate,SNV)、一阶导数(first derivative,FD)和趋势校正(detrending,DT)预处理后,应用偏最小二乘回归(partial least squares,PLS)和支持向量机(support vector machines SVM)方法建立了含水率预测模型,并对建模性能进行了对比.试验结果表明,卤素灯杯、功率20 W、探测距离40 mm对应所选果穗的光谱响应充分、干扰少,与果穗特征相匹配,曲线采用标准差和光谱面积极差分别为0.83和187.2,综合光谱曲线质量评价和建模性能对比,卤素灯杯夹角45°优于30°.通过SNV预处理后的SVM预测模型具有更好的性能,校正集和预测集决定系数分别为0.943、0.880,均方根误差分别为0.708、0.932,剩余预测偏差为2.956.该研究结果可为基于近红外漫反射光谱技术的鲜食玉米果穗内在品质无损检测提供技术支撑.

    果蔬鲜食玉米近红外光谱漫反射检测含水率建模方法

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    不同生物源助冻剂结合渗透脱水处理对蓝莓冻融品质的影响

    魏杏彩刘帮迪张敏江利华...
    271-279页
    查看更多>>摘要：为探究植物乳杆菌PC11(Lactobacillus plantarum PC11)发酵代谢物、葡聚糖和冬小麦蛋白组合糖液浸渍处理对蓝莓冻融品质的影响.该研究以冷冻和糖液浸渍(65g/mL)冷冻为对照组,以PC11发酵菌代谢物(10g/mL)、葡聚糖(1 g/mL)和冬小麦蛋白(0.1g/mL)结合糖液浸渍预处理后冷冻为试验组,比较分析蓝莓的抗氧化能力、活性物质含量、质构特性、冷冻特性、汁液流失率、色差和细胞膜透性等指标.结果表明:单一糖液浸渍处理不如添加助冻剂结合糖液浸渍的效果理想,其中添加PC11发酵菌代谢物(10g/mL)的处理组可以有效维持蓝莓冻融后的各项指标,此处理组胶着性、硬度、咀嚼性和弹性分别为0.89 N、1.22 N、0.56 N和0.65 mm,总花色苷和原花青素含量与其他组相比具有显著差异(P＜0.05),含量分别为2.59和0.54 mg/g,总花色苷的保留率比糖液浸渍组提高了 1.78倍.该研究提出的冷冻预处理办法为针对蓝莓原料不同加工方式的冷冻贮藏技术的发展提供了新思路.

    蓝莓冻融渗透脱水生物源抗冷冻剂发酵菌代谢

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    串联磁致伸缩生物传感器的制备和食品中大肠杆菌的检测

    王凡张克维朱保顺
    280-286页
    查看更多>>摘要：磁致伸缩生物传感器的制造成本、检测灵敏度、检测效率是影响传感器广泛应用的重要因素.为研究串联磁致伸缩生物传感器对食品中大肠杆菌的检测性能,该研究研制了一种新型串联磁致伸缩生物传感器,该传感器的换能器采用铁基非晶软磁合金,功能涂层采用环保亲水材料聚乙烯醇.将不同尺寸的单一传感器作为对照组,利用阻抗分析仪检测传感器的谐振参数.选取尺寸为4.8 mm×0.8 mm与7.2 mm×1.2 mm的传感器进行串联,将无抗体加载的传感器作为参考传感器,检测浓度为10～108CFU/mL大肠杆菌悬浮液.利用扫描电子显微镜观察传感器表面吸附致病菌情况.探索串联磁致伸缩传感器检测大肠杆菌食品溶液时谐振频率漂移量与浸泡时间的关系.研究发现:该串联磁致伸缩生物传感器相较于单一传感器具有更好的响应强度.通过对不同浓度大肠杆菌悬浮液的检测,得到该串联抗体传感器与大肠杆菌发生特异性结合,检测限为102 CFU/mL.利用扫描电子显微镜观察传感器表面,证实谐振频率偏移量均由吸附大肠杆菌引起.利用阻抗分析仪检测串联传感器在大肠杆菌食品溶液中浸泡不同时间后的谐振频率漂移量,得到传感器实现稳定检测时间为20 min.表明此新型串联磁致伸缩生物传感器具有较高的灵敏度、稳定性、检测效率且制造简单,成本较低,使用方便.该研究可为生物传感器在食品安全检测方面的广泛应用提供有力参考.

    食品安全生物传感器病菌磁致伸缩大肠杆菌

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