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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

    面向畜禽场景氨气检测的无源RFID传感标签研制及应用

    时国龙胡国平蔡家柱马文涛...
    202-209页
    查看更多>>摘要：氨气是畜禽场景中的主要有害气体之一,针对有源传感器不适于电路有线连接受限的畜禽场景问题,该研究基于高频电磁仿真软件(high frequency structure simulator,HFSS)设计了无源传感器仿真模型,选择聚酰亚胺(polyimide,PI)作为基板材料,采用丝网印刷技术研制了基于射频识别(radio frequency identification,RFID)原理的无源氨气传感标签.通过对氨气无源检测原理的解析,选择了具有高表面积的碳纳米管作为氨气敏感材料,推导了通过测量射频接收功率变化实现无源检测的数学模型;考虑谐振频率的动态调整,无源RFID传感标签采用开口间隙可调的裂环谐振器结构,通过分析传输系数的变化对RFID传感标签的检测过程进行模拟;搭建了用于实验室和畜禽场景氨气检测的射频测试系统,围绕功率反射系数、谐振频率、传输系数开展测试分析.试验结果表明,该标签检测效率易受到到二氧化碳、温湿度因素的影响,由于人工切割、基板变形、环境干扰等因素,实物标签的谐振频率与2.4 GHz的仿真谐振频率之间存在0.05 GHz左右的偏差,传感标签的灵敏度约为15 MHz·L/mg,最大阅读距离为24 cm,相比于商用氨气传感器,该传感标签在使用寿命、响应时间方面有明显优势.研究结果为畜禽场景的氨气无源检测提供了有效的理论和实践依据.

    氨气无源检测无线传感器畜禽环境RFID标签

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    池塘陆基循环水养殖系统构建及其运行效果

    胡晓娜朱永久吴兴兵李学梅...
    210-219页
    查看更多>>摘要：为探讨陆基循环水养殖系统与现有淡水池塘如何有机结合,本研究将养殖池塘改造为"菌-藻-鱼-水生植物"联合的水处理区,并与陆基养殖单元结合,构建成一套陆基循环水养殖系统,并开展瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)养殖试验.试验过程中监测了各水处理单元水质理化指标及陆基养殖单元鱼类生长情况,评估了养殖系统氮磷收支情况及养殖单元与水处理单元面积配比关系.结果表明:经8周运行,水处理单元对氨氮(NH4+-N)、亚硝酸盐(NO2--N)、总氮和总磷的总去除率分别为75.69％、64.99％、29.1％和43.29％,养殖尾水经水处理单元净化后能够满足《淡水池塘养殖水排放要求(SC/T 9 101-2007)》.陆基养殖单元瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)的成活率为97.5％,单位产量为6.38 kg/m3,增重率平均为71.57％,特定生长率(RSGR,m)平均为0.96％/d,饵料系数平均为1.48.氮磷收支结果表明,饲料是系统氮、磷的主要来源,分别占氮、磷总输入的61.71％、61.85％.瓦氏黄颡鱼和综合积累(包含底泥沉积、水体渗漏、吸附等)分别是氮、磷输出的主要项目,分别占氮、磷总输出的50.26％、38.53％.瓦氏黄颡鱼对氮、磷的利用率分别为 29.12％、10.65％,鲢(Hypophthalmichthys molitrix)和鳙(Aristichthys nobilis)对氮、磷的利用率分别为0.06％、1.14％和0.02％、0.33％,瓦氏黄颡鱼对氮、磷的利用率均显著高于鲢、鳙(P＜0.05).养殖桶与水处理单元实际面积配比关系为0.043∶1,尚有进一步优化空间.因此,本研究表明基于养殖池塘改造的陆基循环水养殖系统在养殖尾水净化、氮磷利用等方面具有良好效果,值得进一步优化和推广.

    池塘循环水养殖净化效果氮磷瓦氏黄颡鱼

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    农村庭院厨余垃圾好氧发酵设备设计与试验

    于淼周海宾丁京涛沈玉君...
    220-227页
    查看更多>>摘要：针对农村庭院厨余垃圾处理设备缺乏、就地就近利用率低等问题,该研究按照分段发酵-精准控制-一体化集成的思路,研制了一种供农村联户或单户家庭庭院使用的厨余垃圾好氧发酵设备,设备设置多级分仓结构,将不同阶段物料分隔发酵和延长物料停留时间,并集成了控制单元、渗滤液收集单元和除臭单元.以厨余垃圾为原料、以木屑为辅料,开展了为期20 d的好氧发酵试验,试验结果表明:堆肥高温期(55 ℃)达到5d,连续发酵20d后,粪大肠杆菌检测为不大于3.0个/g,蛔虫卵死亡率为100％,种子发芽指数为73％,均满足好氧发酵无害化和资源化的要求.该设备具有发酵品质高、人机交互性好、无污染气体排放等优点,可为农村地区厨余垃圾就地就近的资源化、无害化处理及肥料利用提供技术参考.

    厨余垃圾设备好氧发酵设计与试验

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    黔西北土法炼锌集聚区重金属污染评价及范围界定

    吕留彦陈祥娥陈武龚大兴...
    228-239页
    查看更多>>摘要：研究黔西北土法炼锌矿渣集聚区土壤、水系沉积物和水体重金属污染状况以及潜在生态危害,是保护土地和水资源的重要基础,对维护当地粮食安全和人民身体健康具有重要意义.该研究系统采集不同介质样品,测定其8种重金属含量及pH值,分析重金属在不同介质中的空间分布和来源,确定影响区域,对其进行污染和潜在生态危害评价,圈定重金属污染范围及强生态风险区域.结果表明,研究区表层土壤中除Hg和pH值外其他元素含量均高于毕节地区表层土壤背景值;As、Cd、Pb和Zn在空间分布上极不均匀,主要集中于表层土壤中,深部则主要受地质背景和原生土壤控制;约12.5％的研究区存在强或极强潜在生态风险,主要位于土法炼锌矿渣周边.土法炼锌矿渣集中的小流域2 500 m内水体为重度污染,在矿渣集中分布区下游Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量存在叠加现象,As和Cd受集中连片矿渣影响最为明显;水系沉积物中As、Cd、Cu、Pb和Zn在矿渣集中区为重度污染,在下游2 500 m外As、Pb和Zn未污染,Cd和Cu受地质背景影响为轻度污染.在高地质背景下,土法炼锌矿渣重污染区域主要分布于集中堆存区周边,受地形地貌及水文地质制约其影响范围较为有限.

    重金属小流域土法炼锌污染评价污染范围

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    耕地"三位一体"保护视角下中国省域休耕规模与空间布局

    熊雯颖孟菲陈航谭永忠...
    240-250页
    查看更多>>摘要：实施土地休耕是落实"藏粮于地"战略的关键,目前宏观尺度的全国休耕空间布局尚未确定,该研究探究了粮食安全约束下的全国范围内最大休耕规模以及中国省域休耕空间优化布局.以耕地数量、质量和生态"三位一体"保护为研究视角,该研究通过系统动力学、灰色预测模型等方法构建最大休耕规模预测模型,并结合"压力-状态-响应"模型构建休耕迫切度评价体系,依据评价结果分配各省休耕规模,从而得到中国省域休耕空间布局.结果表明:1)预计在90％、95％、100％的粮食自给率下,到2030年中国最大休耕规模分别为3 237.310万、2678.970万和2 120.640万hm2;2)省域之间的休耕迫切度水平存在差异,上海、内蒙古等地休耕迫切度较高,四川、广西等地休耕迫切度较低;3)在耕地三位一体保护的约束条件下,地区之间休耕规模差异较大,内蒙古、甘肃等地休耕规模较大,北京、上海等地休耕规模较小.该研究将数量、质量和生态多元目标融合进休耕空间分区研究,能够为未来休耕制度的全面建立以及精准落地提供思路与方法参考.

    休耕规模休耕空间布局系统动力学PSR模型耕地保护

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    长江中游粮食主产区耕地碳源汇时空演化特征及驱动因素分析

    吕添贵邱蓉李泽英付舒斐...
    251-261页
    查看更多>>摘要：辨识粮食主产区耕地碳源汇平衡特征及驱动因素,对推动耕地低碳生产跃迁和稳固粮食安全至关重要.该研究基于碳源-碳汇双重视角测度2005-2021年长江中游粮食主产区耕地利用净碳汇量,运用空间自相关、核密度估计和地理探测器等方法探究其时空演化特征及驱动因素,并提出固碳减排策略.结果表明:1)长江中游粮食主产区耕地净碳汇总量从2005年2 674.09万t增加至2021年3 757.58万t,年均增幅2.22％,碳汇功能愈发凸显,空间上各地市耕地净碳汇呈"低值区点状分散、高值区片状集聚"的差异分布态势;2)长江中游粮食主产区耕地净碳汇空间相关性存在"正集聚-负集聚-正聚集"交替变化规律,整体和省域耕地净碳汇均存在扩散现象且区域差异有所增强;3)长江中游粮食主产区耕地净碳汇时空格局演化受耕地利用和农业经济因素影响显著,其中,耕地规模和农业机械化水平是关键主导因素且影响力区域异质性明显;4)应推动耕地规模化与机械化经营、科学量化物资投入及重视耕地生产主体素质培养,带动长江中游粮食主产区耕地利用固碳减排.研究结果可为科学测度耕地碳源汇、完善耕地碳循环机制提供决策参考.

    碳耕地净碳汇时空演化特征驱动因素固碳减排路径长江中游粮食主产区

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    农牧交错区生态工程建设对生态系统服务的影响

    冀正欣许月卿胡起源高翔...
    262-271,封3页
    查看更多>>摘要：查明农牧交错区生态工程建设对区域生态系统服务的影响可为生态环境建设和优化管理提供有益参考.该研究以农牧交错区典型县域张北县为例,综合利用光谱混合分解模型、InVEST模型和回归分析方法,基于原始影像的端元分解、土地利用/覆被制图和生态系统服务评估,从生态用地数量和质量变化两个角度探析生态工程建设对区域生态系统服务的影响.结果表明:1)2000-2020年间,生态工程建设影响下张北县林地分布范围迅速扩张,耕地和草地面积持续收缩,林地扩张与耕地和草地缩减存在一定的空间重合现象.张北县土壤保持、水源涵养和防风固沙3种服务整体表现为强化趋势,但具体分布存在明显的空间异质性;2)在生态用地数量变化方面,生态用地总面积不断增长,20 a间增加了 687.67km2.其中,林地面积、草地面积及其总面积增加对土壤保持和水源涵养服务的提升效果明显,而仅有林地面积增加对防风固沙服务具有积极作用.在生态用地质量变化方面,20 a间林地端元要素丰度值平均含量下降了0.108,其质量整体呈衰退趋势.20a间草地端元要素丰度值平均含量增加了 0.099,其质量整体表现为微弱上升的态势.林地和草地质量改善均增强了土壤保持、水源涵养和防风固沙服务,但防风固沙服务对林地和草地质量变化最为敏感.研究结果为生态工程建设对生态系统服务的影响研究提供了新的认知视角,未来应从生态用地精细分类对生态系统服务的影响差异方面深化研究,也应重视气候要素对区域生态系统服务的相对贡献.

    生态生态系统服务生态工程建设生态用地数量生态用地质量光谱混合分解农牧交错区

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    超高压在植物活性物质提取中的应用研究进展

    王菁乔勇进柳洪入王晓...
    272-282页
    查看更多>>摘要：植物中含有多种活性物质,并具有抗氧化、抗菌、免疫调节、抗炎等多重功效,如何从植物中快速、高效、环保地提取活性物质一直以来是食品、医药、化妆品等行业最重要的研究领域之一.超高压技术作为一种非热加工技术,近年来被广泛研究用于食品加工、提取等方面.超高压提取技术的应用提高了植物活性物质的提取率,缩短了提取时间,可作为一种替代传统固液萃取植物活性化合物的方法.该文重点综述了超高压技术的发展历程及其在植物提取方面的发展应用,超高压提取原理与提取工艺,及其在黄酮、多酚、多糖等多种活性物质提取中的应用,与传统热回流提取方法相比,超高压提取技术可以在常温或较低温度下进行,可有效缩短提取时间,提高生物活性,降低能耗.但超高压在提取植物活性物质方面的应用还面临超高压提取理论基础不完善,提取物生物活性研究有待深入、设备成本高等诸多挑战,有必要探索超高压与其他提取方法相结合的协同提取作用,进一步揭示该技术所涉及的工作机制,以期为深入应用超高压技术提取植物活性物质提供理论参考.

    超高压活性物质提取原理提取工艺应用

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    多杆仿形式茶枝柑剥皮取肉装置设计与试验

    莫嘉嗣谭莹何惠琪陈秋烁...
    283-291页
    查看更多>>摘要：广东新会一带的茶枝柑是"南药"广陈皮唯一来源,其初加工过程中剥皮取肉环节自动化程度低、并容易产生"汁溅"导致腐蚀广陈皮(俗称"烧皮"),为了实现茶枝柑初加工全程自动化,该研究研发一种新型茶枝柑自动剥皮取肉装置以解决上述问题.首先采用3D扫描与重构技术,获得人手剥皮时果皮真实轨迹和姿态数据,建立人手剥皮位姿数学模型;然后以人手剥皮位姿信息为目标,设计多杆仿形机构并使其轨迹和姿态逼近人手剥皮位姿;最后对设计好的多杆仿形机构进行仿真验证和分析,并加工装配出样机进行实际剥皮试验.试验结果表明,该装置可较好模拟人手剥皮时的位姿曲线,配合真空吸盘吸附,可实现茶枝柑机械式自动剥皮,然后配合包络式柔顺机械爪,实现了茶枝柑无损剥皮取肉,试验结果显示剥皮无损率为80％.该研究结果可为柑橘类水果剥皮初加工提供了理论和试验参考.

    初加工茶枝柑多杆仿形机构机械爪剥皮3D扫描运动轨迹

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    发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜凝胶特性的影响

    步营程亚佳厉寒朱文慧...
    292-301页
    查看更多>>摘要：为了更好地丰富老年食品市场,满足吞咽困难群体多样化营养需求,该研究以带鱼鱼糜为原料,通过测定凝胶强度、全质构、持水性、动态流变学、白度、水分状态分布、蛋白二级结构、微观结构、体外消化率、国际吞咽障碍食物标准(international dysphagia diet standardisation initiative,IDDSI)等级等指标,研究发芽糙米匀浆对带鱼鱼糜凝胶品质的影响.结果表明,发芽糙米匀浆的加入使带鱼鱼糜的凝胶强度从649.91±64.35 g·mm显著降低到480.93±98.84 g·mm(P＜0.05);与空白组相比,糙米添加组的硬度、胶着度和咀嚼性均显著降低(P＜0.05),具体来说,硬度从585.63±61.35N降低到 399.87±51.23N,胶着度从 81.14±10.23N 降低到 50.16±7.13N,咀嚼性从 30.14±5.00N 降低到 18.31±3.97N;白度值变化不显著(P＞0.05);持水性从77.92％±0.73％显著增加到81.92％±1.40％(P＜0.05),糙米匀浆的加入改变了水的状态分布,增强蛋白与水的结合;体外消化模拟结果显示,发芽糙米匀浆显著提高了带鱼鱼糜的体外消化率和胃蛋白酶消化率(P＜0.05).与空白组相比,添加糙米匀浆的鱼糜凝胶网络结构更加疏松,鱼糜凝胶中肌原纤维蛋白的a-螺旋结构含量从47.12％±1.09％显著增加到52.74％±1.65％(P＜0.05),β-折叠结构含量从25.67％±0.84％显著降低到20.99％±0.65％(P＜0.05).IDDSI等级测定结果表明空白组为6级,糙米添加组为5级.此外,糙米添加组中检测出多种清香味物质,其中醛类、酮类、醇类和酯类化合物显著增加(P＜0.05),而烷烃类化合物显著降低(P＜0.05).综合各项指标得出,添加适量的发芽糙米匀浆可以软化带鱼鱼糜的凝胶特性.该研究结果可为鱼糜类老年食品的研发提供理论依据与参考.

    凝胶质构易食食品发芽糙米蛋白结构

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