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农业机械学报
中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
农业机械学报

中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院

任露泉

月刊

1000-1298

njxb@caams.org.cn

010-64882610，64882231

100083

北京德外北沙滩1号6信箱

农业机械学报/Journal Transactions of the Chinese Society for Agricultural MachineryCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由中国科协主管、中国农业机械学会和中国农业机械化科学研究院主办的国家级学术期刊，农业工程类中文核心期刊，美国工程信息公司（EI）收录期刊。主要刊登农业机械、农业工程、农用动力和能源、农产品及食品加工机械、农机化以及有关边缘学科的基础理论、设计制造、材料工艺、测试仪器与手段的研究成果及发展动向,反映学科最新研究成果和学术水平。同时还将及时提供中国农业机械学会举办的国内外学术活动信息，可供农机乃至机械行业中、高级技术人员、大专院校师生及科研单位的有关人员阅读参考。
正式出版
收录年代

    水氮运筹影响高留残茬黑土稻田碳收支机理分析

    张作合张忠学龚振平薛里...
    294-302页
    查看更多>>摘要：为探明水氮运筹对稻田生态系统碳收支的影响,开展大田试验,设置浅湿干灌溉(D)和淹水灌溉(F)两种灌溉模式,及110 kg/hm2(当地施肥标准,N1)、99 kg/hm2(减氮10％,N2)和88 kg/hm2(减氮20％,N3)3个施肥水平,观测高留残茬稻田水稻收获后不同器官的干物质量及碳含量,同时监测稻田CO2和CH4排放通量,计算水稻净初级生产力(NPP)和稻田净生态系统初级生产力(NECB).结果表明:水氮运筹会影响稻株各器官干物质及碳含量,所有处理中DN2处理NPP最大(8 918.02 kg/hm2),浅湿干灌溉模式各处理NPP均大于淹水灌溉模式,分别增加12.13％、36.73％、8.01％;浅湿干灌溉模式增加了稻田土壤呼吸的CO2排放通量,减施氮肥则降低了 CO2排放通量,浅湿干灌溉减施氮肥降低了 CH4排放通量;两种灌溉模式下各处理CO2和CH4排放总量均随氮肥施用量减少而降低,淹水灌溉模式下各处理CH4排放总量均显著高于浅湿干灌溉模式(P＜0.05);各处理稻田生态系碳净收支均为正值,黑土区高留残茬稻田生态系统表现为碳"汇",其中DN2处理NECB最高,为1 950.96 kg/hm2.综合来看,浅湿干灌溉模式+减氮10％处理的稻田生态系统碳"汇"最强.研究可为寒地黑土保护提供理论参考和技术支撑.

    稻田水氮运筹净初级生产力净生态系统初级生产力碳收支

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    气候变化下黑土区陆地生态系统碳储量时空格局与模拟

    盖兆雪郑文璐王洪彦杜国明...
    303-316页
    查看更多>>摘要：以典型黑土区——三江平原为研究区,采用最小二乘法揭示1990-2020年气候变化下研究区陆地生态系统碳储量变化趋势,借助重心分析和冷热点分析方法揭示研究区陆地生态系统碳储量时空分异特征,利用地理加权回归法分析气候因子对碳储量的影响,并借助CMIP6数据模拟和预测高强迫情景(SSP585)和中等强迫情景(SSP245)下陆地生态系统碳储量.结果表明:气候变化背景下1990-2020年研究区碳储量呈波动下降趋势,碳储量损失约2.66 × 107 t;碳储量高值区主要分布在西北部和东部地区,碳储量低值区主要分布在北部和东南部地区;1990-2020年研究区碳储量下降速率变化幅度较大,其中鹤岗市碳储量下降速率最大,佳木斯市最小.1990-2020年研究区碳储量重心向东北方向移动1 340 m,其中2000-2020年向东北方向偏移1 680 m;碳储量热点区呈片状和块状分布格局,冷点区呈片状和带状分布格局,热点区范围基本保持不变,冷点区范围缩小.1990-2020年研究区年均气温、年降水量与碳储量关系具有显著性,呈正负无规律交错分布的空间格局.气候与土地利用变化决定碳储量的时空格局,其中林地-林地和耕地-耕地碳储量损失最大.在SSP585和SSP245情景下,2030年研究区碳储量分别为2.22 × 107 t和2.26 × 107 t,相比2020年分别减少2.17 × 107t和2.13 × 107t,碳储量空间分布格局未发生显著改变,但冷热点区范围均缩小,重心将持续向东北方向偏移6525 m和6 000 m.

    陆地生态系统碳储量时空格局气候变化模拟三江平原

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    以富CO2吸收液为汲取液的沼液中水正渗透回收特性研究

    汪洋石明菲贺清尧晏水平...
    317-324页
    查看更多>>摘要：针对沼气工程存在的沼液量大难处理问题及沼气提纯的需求,提出将正渗透技术与沼气CO2化学吸收分离耦合,探究了沼气CO2化学吸收中的富CO2吸收液作为正渗透汲取液从沼液中回收水及浓缩沼液的可行性,并以沼液浓缩过程中的水通量、沼液浓缩倍数、沼液氨氮截留率与吸收剂反向传质通量为指标,考察了汲取液种类、汲取液浓度与其他操作参数对正渗透水回收性能的影响.结果表明,富CO2吸收液作为汲取液从沼液中回收水并浓缩沼液具有可行性,且随着汲取液浓度、流量和温度的增加,沼液中水向汲取液的传质通量增加,沼液浓缩倍数也相应增加,但沼液中氨氮截留率下降,同时汲取液中的吸收剂溶质向沼液的反向传质通量也增加.当采用浓度2.5 mol/L、CO2负荷0.5 mol/mol的富CO2甘氨酸钾溶液作为汲取液,汲取液温度为70℃、流速为150 mL/min、沼液室温及流速为150 mL/min时,采用正渗透技术从沼液中回收水的初始通量达8.05 L/(m2·h),经过4 h运行后,沼液浓缩倍数为1.18,氨氮截留率为84.13％,反向吸收剂通量仅为2.94g/(m2·h).

    正渗透沼液浓缩水回收CO2捕获膜分离

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    兼吸式移动床生物质热解炭化装置设计与试验

    宋威孟海波陈明松王泽阳...
    325-331,364页
    查看更多>>摘要：针对目前内热式移动床生物质热解炭化试验研究平台条件不足的问题,开发了一种内加热兼吸式移动床热解炭化装置,模拟连续式热解炭化工艺,设计了供气系统、出炭系统、产物收集系统、气体净化系统、温度监控系统,以稻壳作为原料,开展了上吸和下吸式热解炭化试验,研究了停留时间和吸气方式对内热式热解炭化产物的影响.结果表明,随着停留时间的增加,上吸和下吸内热式热解炭化变化趋势基本相同,挥发分和固定碳含量均呈下降趋势,灰分含量增加,磷及氮元素含量均下降,氧元素含量上升,氢元素变化趋势不明显,热值分别从20.7 MJ/kg和22 MJ/kg 下降到 14.6 MJ/kg 和 15.2 MJ/kg;比表面积分别从 0.73 m2/g 和 0.78 m2/g 上升到 3.84 m2/g 和 3.95 m2/g,生物炭孔隙结构得到了发展.该系统结构合理,运行稳定可靠,密封效果良好,可有效控制进气方式、进气量、保温炭化时间等试验因素.为内加热炭化工艺参数试验研究提供了重要支撑.

    生物质热解炭化上下兼吸

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    入料速度动态调节式马铃薯切条机设计与试验

    王相友王中義曲军哲李学强...
    332-342页
    查看更多>>摘要：针对目前马铃薯切条机切削质量差、切削薯条破损率高以及自动化程度低等问题,对马铃薯切条机结构进行改进设计.采用激光传感器和入料分流装置检测入料速度并对入料速度进行调控,提高入料均匀性与切削稳定性.通过对关键部件的分析确定了影响切条质量的关键因素与取值范围.以离心滚筒转速、推料叶片倾角和切片刀安装角为试验因素,以切条合格率和分切破损率为试验指标,进行三因素三水平响应面试验,利用Design-Expert 10.0.1软件对试验结果进行方差分析,通过响应面分析交互因素对试验指标的影响规律.运用软件优化得出试验因素的最优组合并进行验证试验,结果表明:当离心滚筒转速为224.6 r/min、推料叶片倾角为19.4°、切片刀安装角为292°时,切条合格率为96.7％、分切破损率为2.0％.在此基础上进行入料速度控制调节试验,试验结果显示:切条合格率为96.2％,分切破损率为2.4％,产量达3.3t/h,切条合格率提高7％,分切破损率降低4％,切削效率提高28％,提高了马铃薯切条机流水线工作时的切削质量与效率.

    马铃薯切条机分流检测入料速度动态调节参数优化

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    不同蛋白原料条件下常温再制干酪制品析水性和质构特性研究

    盛赵越王彩云韩仁娇张静...
    343-352页
    查看更多>>摘要：常温再制干酪制品是指经超高温瞬时灭菌(Ultra-high temperature treated,UHT)处理后可常温贮藏的灭菌型干酪制品,是我国乳品工业的新热点.然而,干酪在UHT处理后易失稳发生凝胶结构重构,在贮藏期间出现析水等质构问题,影响产品品质.为阐明蛋白原料对常温再制干酪制品析水性的影响及机制,筛选了 3种不同的蛋白原料:膜过滤酪蛋白胶束、浓缩牛奶蛋白、凝乳酶酪蛋白,分析其蛋白质含量、组成以及粒径、电位、水合性和钙离子分布等理化特性,进而分析了蛋白原料对常温再制干酪制品析水性和质构特性的影响规律,并从水分分布和微观结构层面解析蛋白原料对常温再制干酪制品析水性的影响机制.结果表明:3种蛋白原料的蛋白质含量和组成存在显著差异,浓缩牛奶蛋白的乳清蛋白占总蛋白质量分数比膜过滤酪蛋白胶束高7.81个百分点,而凝乳酶酪蛋白中不含乳清蛋白;在水合性方面,浓缩牛奶蛋白和膜过滤酪蛋白胶束相近,均显著高于凝乳酶酪蛋白.蛋白原料显著影响常温再制干酪制品析水性,贮藏90 d时,由凝乳酶酪蛋白制备的常温再制干酪制品析水率最高,而由浓缩牛奶蛋白制备的常温再制干酪制品的析水率最低,表面析水率和离心析水率分别为0.42％和1.10％.水分分布和微观结构结果显示,蛋白原料通过影响干酪制品中水分的存在状态和三维网络空间结构,从而影响常温再制干酪制品的析水性.研究解析了不同蛋白原料对常温再制干酪制品析水性的影响及机制,为常温再制干酪制品析水性的改善提供了理论依据.

    浓缩牛奶蛋白凝乳酶酪蛋白膜过滤酪蛋白胶束水分分布微观结构

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    不同空化射流条件下大豆蛋白-白藜芦醇互作结合机制与抗氧化活性研究

    王中江孙福伟任双鹤沈路路...
    353-364页
    查看更多>>摘要：为探究空化射流预处理对大豆分离蛋白-白藜芦醇(SPI-RES)复合物的影响,对SPI进行空化射流预处理(0、2、4、6、8、10 min)后,与RES非共价结合形成复合物.通过荷载量和包埋率研究了 SPI对RES的结合情况,采用内源荧光光谱、傅里叶红外光谱及分子对接技术研究了 SPI和RES之间的相互作用机制,通过粒径、ζ-电位、表面疏水性、抗氧化活性等考察了复合物的物理化学性质和功能特性.结果表明:经过一定时间的空化射流处理后,SPI对RES包埋率和荷载量显著增加,复合物粒径和ζ-电位分别减小和增大.内源荧光光谱表明RES对SPI的淬灭为静态淬灭,反应是自发进行的.傅里叶红外光谱表明适当的空化射流预处理促进了 SPI从有序结构转变为无序结构,从而结合更多的RES.热力学参数和分子对接结果表明疏水相互作用是主要作用力,还涉及氢键.此外,适当的空化射流预处理后,SPI-RES复合物表面疏水性及抗氧化活性均有所增加.本研究为空化射流预处理大豆分离蛋白应用领域的开拓和脂溶性活性物质保健食品的开发提供了前期理论基础.

    大豆分离蛋白白藜芦醇空化射流非共价复合物

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    基于多链的果蔬全程全息信息管理模型构建与系统化实现

    张新刘崇宣许继平王小艺...
    365-379页
    查看更多>>摘要：果蔬全供应链既具有业务环节繁杂、数据多源异构、利益角色众多等通用食品供应链特征,又具有风险演变趋势复杂、时效性要求强、存在突发新发风险等特性.为有效解决传统果蔬供应链监管方案存在的监管覆盖面不足、溯源效应周期长、各主体间协同效应差等问题,构建了基于区块链多链的果蔬全程全息信息管理模型,并进行了系统化验收.首先,在果蔬全程全息信息解析的基础上,构建基于多链的果蔬全程全息信息管理模型.然后,提出一种基于区块综合索引指数的果蔬信息快速检索方法,并设计了基于公证链的果蔬信息跨链安全交互机制.其次,基于长安链开源区块链平台设计并开发了果蔬全程全息信息管理原型系统.最后,进行了实验验证和系统案例应用分析.结果表明,本系统公开数据上链平均耗时为589.03 ms,隐私数据上链平均耗时为708.59 ms,公开数据查询平均耗时为26.87 ms,隐私数据查询平均耗时为30.67 ms.本文设计的基于多链的果蔬全程全息信息管理模型及系统在满足不同需求用户对于不同权限信息的上链和查询需求的同时,实现了对果蔬全程全息信息的穿透式监管,满足了企业对隐私数据的权限控制与安全共享需求,提高了果蔬信息检索效率,为果蔬全程全息信息管理模型开发提供参考与借鉴.

    果蔬全程全息多链信息管理区块综合索引指数公证链长安链

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    复杂地形下仿生轮腿式机器人位姿控制研究

    张庆潘烤鑫王振宇黄韶炯...
    380-391,403页
    查看更多>>摘要：丘陵山地地势复杂、地形多变,农机装备作业环境以倾斜角度较大的斜坡为主,传统农机装备在丘陵山区复杂地形下作业时效率低、稳定性差,甚至会出现侧倾、翻车等现象.本文从仿生机械设计角度出发,提出一种在丘陵山地复杂地形下能够自主实现位姿调平控制的轮腿式机器人平台,提升复杂地形下的作业稳定性和安全性.以昆虫后足为仿生机械设计对象,并结合多连杆机构原理,完成新型变行程轮腿机构及机器人平台的整体架构设计.采用D-H参数法分析了轮腿机构运动学特性,结果显示轮腿式机器人离地间隙最大调整量为574 mm,具备较强的越障能力.在空间坐标系上定义轮腿式机器人空间姿态参数,推导得到机身姿态角与轮腿伸缩量之间的空间姿态模型,并设计了基于NSGA-Ⅱ的机身空间姿态逆解算法.基于空间姿态逆解算法构建了轮腿式机器人全向位姿调平位姿控制系统,包含机身调平控制器、"虚腿"补偿控制器和质心高度控制器,在复杂地形下行驶时能够控制轮腿式机器人俯仰角、侧倾角、接地力、质心高度等空间姿态参数,然后通过搭建的轮腿式机器人ADAMS-Matlab联合仿真模型完成了位姿控制系统算法仿真验证.在机器人样机上开展了离地间隙自动调整和机身全向位姿调平试验,试验结果表明,试验样机离地间隙最大调整量为574 mm,同时在复杂地形下能够实现机身位姿全向自动调平,调平平均时间约为1.2 s,调平平均误差为0.8°,位姿控制响应速度与调平精度能够满足实际工作要求.

    轮腿式机器人复杂地形仿生位姿控制样机试验

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    丘陵山地姿态调整轮式拖拉机运动控制研究

    姜惠唐小虎张旭烽徐国艳...
    392-403页
    查看更多>>摘要：以丘陵山地姿态调整轮式拖拉机为研究对象,提出了一种基于改进遗传算法的运动控制方法,可根据地形条件实现对拖拉机的实时调平控制,提高其车身稳定性.首先,根据拖拉机机构间的运动关系,建立表征其轮心位置与车身姿态参数关系的运动学模型,并进行算例求解,验证了运动学模型的正确与准确性.然后,以提高拖拉机车身稳定性为控制目标,在运动学建模的基础上设计了一种基于改进遗传算法的运动控制方法.最后,对算法进行仿真验证,结果表明,使用算法进行运动控制可有效降低其车身姿态角,横向坡地最大侧倾角降低13.3°,纵向坡地最大俯仰角降低4.3°;在两种坡度兼有的路面上进行综合调整,其最大侧倾角和最大俯仰角分别降低13.8°和4°,极大提高了车身稳定性.同时将改进遗传算法与传统遗传算法进行对比,结果表明,改进遗传算法在响应时间和控制精度方面均优于传统遗传算法,其算法响应时间较传统遗传算法缩短63.93％,大幅提高了算法效率.

    丘陵山地轮式拖拉机姿态调整运动控制遗传算法

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