科研产出
蒸汽爆破预处理对压榨紫苏籽油品质和风味的影响
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：以紫苏籽为原料，研究不同蒸汽爆破处理时间（30、45、60 s）对紫苏籽油品质及风味物质的影响。结果表明：蒸汽爆破预处理对紫苏籽油饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的组成和含量无显著影响，蒸汽爆破预处理组酸价和过氧化值显著高于空白组（蒸汽爆破处理0 s），但均符合标准要求；随蒸汽爆破处理时间延长，紫苏籽油的L*值降低、b*值显著增加、总酚和总植物甾醇含量显著提高，30、45、60 s时总酚含量分别是空白组的1.95、2.29、2.77倍，植物甾醇总含量分别提高5.36%、6.48%、9.33%，但总生育酚含量和苯并[a]芘含量无显著变化，且苯并[a]芘含量远低于国家标准的限量。气相色谱-质谱分析共鉴定出23种挥发性风味物质，蒸汽爆破处理后紫苏籽油的风味物质种类和含量均显著增加。结合香气活性值和主成分分析确定了11种关键风味化合物，且挥发性特征风味由单一烃类、酯类为主导转变为以醛类、杂环类风味成分为主导，整体风味由花果油脂清淡香气转变为油脂焙烤香、坚果香。该研究结果可为紫苏籽油的制备提供技术参考。
关键词： 紫苏籽 蒸汽爆破 品质 风味 香气活性值 主成分分析
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不同粒径聚乙烯微塑料对赤子爱胜蚓的代谢毒性
《中国环境科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：以赤子爱胜蚓为试验生物,以蚯蚓个体生长及繁殖、代谢解毒酶细胞色素P450(CYP)亚酶活力和小分子代谢物(代谢组)响应为指标体系,从个体到分子跨尺度水平探讨不同粒径(小粒径30～50μm、大粒径125μm)、不同浓度(0.5,2.5,10,20g/kg)聚乙烯微塑料的代谢毒性.暴露试验结果表明,小颗粒聚乙烯更易在蚯蚓体内停留及持续累积,其对生物体的危害更大;大颗粒聚微乙烯能在一定程度上抑制蚯蚓的繁殖.代谢组试验结果提示,不同粒径微塑料聚乙烯胁迫下,基于代谢组学识别出的前12位重要代谢物的响应明显不同,聚乙烯的粒径大小对其毒性效应有显著影响.在小粒径高浓度(10,20g/kg)聚乙烯胁迫下,7个重要代谢物(L-甲酰犬尿氨酸、雄甾烷二酮、雄烯二酮、二十二碳五烯酸、(5Z, 8Z, 14Z)-11, 12-二羟基二十碳-5, 8, 14-三烯酸(11,12-DHET)、肌醇及全反式维甲酸)的水平比对照显著增加20.5%～70.2%.小粒径聚乙烯可引发蚯蚓炎症反应及神经代谢紊乱效应,并对其渗透调节代谢产生损害;CYP2B6及CY2C9活力显著被诱导的现象揭示了蚯蚓自身具有一定解毒功能.在大粒径聚乙烯(浓度为0.5～20g/kg)胁迫下,蚯蚓CYP2B6及CYP3A4活力与对照组相当,但多数代谢物(L-甲酰犬尿氨酸、雄甾烷二酮、雄烯二酮、3’-磷酸腺苷、肌苷与黄嘌呤)的水平,相比对照显著降低20.0%～77.3%,抑制蚯蚓荷尔蒙生成,进而影响繁殖发育.
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重庆化肥投入驱动因素、减量潜力及环境效应分析
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为定量化揭示重庆市种植业结构变化对化肥投入和环境代价的影响，制定科学合理减肥策略，基于重庆中等生产力水平下农作物化肥定额标准和大样本农户调查数据，采用差值法和生命周期法，评价分析重庆种植业化肥的减施潜力及其环境效益.结果表明：（1）自重庆直辖（1997年）以来，粮食作物（水稻、玉米、小麦、豆类和薯类）播种面积占比下降21%，而水果和蔬菜播种面积占比增加20%.（2）蔬菜（37%）和柑橘（17%）生产系统消耗了近55%的化肥总量，而水稻、玉米和薯类则分别消耗了11%、12%和12%.（3）依2000～2019年化肥总消费量的变化趋势分析“，十四五”期间重庆化肥消费量预计将降至8.6×10~5 t.定额标准全部实现后，总减肥量可达1.69×10~5 t，减肥潜力为18.6%，其中，水稻、玉米、柑橘和蔬菜的减肥潜力（减肥量）分别为0.3%（2.9×10~2 t）、 12%（1.45×10~4 t）、 21%（3.65×10~4 t）和30%（1.18×10~5 t）.另一方面，油菜系统表现出磷钾肥不足，玉米表现出钾肥不足态势.（4）当前生产水平下，重庆种植业的氮素损失、温室气体排放量和水体富营养化潜值分别高达1.81×10~5 t（以N计）、1.43×10~7 t（以CO2-eq计）和1.74×10~5 t（以PO4-eq计）.随作物定额标准实现程度的增加（60%～100%），活性氮损失、温室气体排放和水体富营养化潜值将分别降低14.9%～24.9%、 10.1%～16.7%和13.8%～23%.重庆种植业结构发生了重大变化，化肥消费总量呈缓慢下降趋势，经济作物的施肥强度居高不下.农业化肥减施潜力较大，尤其是柑橘和蔬菜生产系统，但也应注意玉米钾肥和油菜磷钾肥投入不足的问题.
关键词： 种植业结构 化肥减量潜力 活性氮损失 温室气体（GHG）排放 水体富营养化潜值
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电驱式青贮饲料打捆裹膜机设计与试验
《吉林大学学报(工学版) 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对青贮饲料打捆、裹膜作业环节分离和配套动力大等问题，设计了一款电驱式青贮饲料打捆裹膜机。通过分析整机工作原理和核心部件作业过程，确定了上料与打捆装置动力、输送带线速度、打捆腔室撑开角、裹膜2～3层所需时间等主要参数，并进行了机架满载可靠性模拟和整机打捆裹膜性能试验。结果表明：机架在满载工况下最大应力为116.4 MPa，最大变形量为0.71 mm，满足材料力学性能；样机成捆率为97.8%，规则捆率高达100%，草捆密度为148.2～162.5 kg/m~3，草捆抗摔率为84.0%。整机运行平稳可靠、振动小，草捆抗摔率较低的原因为秸秆过于均匀且短小，以及缠线不完全，后期可在粉碎处理和缠线机构进行优化。
关键词： 农业机械 青贮饲料 缠线机构 打捆裹膜 有限元 试验
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不同改良剂对酸性紫色土团聚体和有机碳的影响
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：研究不同改良剂对酸性紫色土团聚体和有机碳变化特征的影响，为酸性紫色土修复提供科学依据.以紫色土为研究对象，设置不施肥（CK）、单施化肥（F）、化肥配施石灰（SF）、化肥配施有机肥（OM）、化肥配施生物炭（BF）和化肥配施酒糟灰渣（JZ）共6个处理.比较不同改良剂施用下酸性紫色土的团聚体组成情况，以及各粒级团聚体有机碳分布规律，结合团聚体稳定性指标，明确不同改良剂对酸化紫色土团聚体结构的影响.结果表明，施肥处理均显著提高土壤pH，以JZ处理效果最显著，施肥均显著提高土壤有机质含量，以OM处理效果最好，BF和OM处理显著降低土壤容重，同时SF和BF处理显著提高土壤含水率（P＜0.05）；各处理均以＜0.25 mm粒级团聚体为优势粒级，施肥能显著提高大团聚体（直径＞0.25 mm的团聚状结构单位）的含量，同时施肥处理均显著提高了土壤几何平均直径（GMD）、平均重量直径（MWD）和R0.25值（＞0.25 mm团聚体含量），降低分形维数（D）和团聚体破坏率（PAD）值（P＜0.05），促进了土壤团聚体的团聚化和稳定性，以OM处理效果最好；与CK处理相比，施肥能显著提高土壤有机碳含量31.71%～209.67%，其中以OM处理最显著；不同处理土壤有机碳主要分布在大团聚体中，与CK处理相比，各处理显著提高大团聚体中有机碳贡献率为19.34%～47.76%，其中OM处理效果最为显著（P＜0.05）.综合来看，化肥配施有机肥能促进酸性紫色土大团聚体的形成，提高土壤团聚体稳定性，增加土壤有机碳含量，是改善酸性紫色土土壤结构和提升土壤质量的有效措施.
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鲜湿甘薯渣水分相态分布测定及其束水机制分析
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究鲜湿甘薯渣的束水机理,以10种不同品种鲜湿甘薯渣为研究对象,采用低场核磁共振仪测定鲜湿甘薯渣中水分的相态分布,分析甘薯渣各相态水分与主要有机非水组分之间的相关性,再结合酶解实验进行因果关系验证.结果表明:10种鲜湿甘薯渣中存在3~4种相态的水分,分别命名为组成水(T21,0.658~2.310 ms)、固定化水(T22,7.055~21.550 ms)、滞化水(T23,377.410~705.480 ms)和自由流动水(T24,705.480~3 764.936 ms);鲜湿甘薯渣中滞化水含量最高,平均占比93.59%,固定化水含量次之,平均占比5.15%,组成水和自由流动水含量较少,分别占比0.85%、0.41%;鲜湿甘薯渣中主要相态水分滞化水与果胶、膳食纤维和不溶性膳食纤维含量呈显著正相关;鲜湿薯渣经果胶酶水解后可排出水量显著增加,而经纤维素酶、半纤维素酶和木质素过氧化物酶酶解后的薯渣可排出水量无明显变化;扫描电子显微镜观察到大部分淀粉颗粒被包裹或束缚于细胞壁碎片中.此研究可为甘薯渣高效脱水技术的开发提供理论依据.
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除草机器人自适应快速积分终端滑模跟踪控制技术
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：智能除草机器人在草坪作业时，易受到外界扰动以及系统不确定性的影响，从而导致轨迹跟踪收敛时间长以及跟踪效果差等问题。因此，设计一种面向轨迹跟踪的自适应快速积分终端滑模控制算法。首先，考虑驱动轮动力学特性以及未建模误差、外界干扰、动静摩擦等不确定性因素，建立除草机器人的动力学模型。然后基于所建立的动力学模型，设计自适应快速积分终端滑模控制器。所提出的控制器结合了快速终端滑模、积分滑模和自适应估计技术的优点，能够实现期望的跟踪性能并抑制控制信号抖动。同时，在不需要明确系统不确定性和外界干扰上界的情况下，可以通过所设计自适应估计项进行实时补偿，提高系统的鲁棒性。最后，通过仿真和试验验证了该方法的有效性。试验结果表明，所设计的控制器能够使跟踪误差在有限时间内快速收敛，并且横向误差绝对值不超过0.097 9 m,纵向误差绝对值不超过0.102 6 m,航向角误差绝对值不超过0.057 8 rad,保证除草机器人准确跟踪作业路径，同时具有较强的鲁棒性。
关键词： 除草机器人 轨迹跟踪 动力学模型 自适应估计 快速积分终端滑模
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丘陵山区自走式马铃薯联合收获机设计与通过性试验
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对丘陵山区马铃薯联合收获机短缺、履带底盘通过性较差等问题,设计了一款包括底盘行走装置、多级输送分离装置的自走式马铃薯收获机,开展了底盘通过性和机器收获性能理论分析.首先,对收获机底盘坡地行驶、越障性能进行理论分析,获得底盘通过性的临界参数;其次,对收获过程中马铃薯运动学进行分析,得到关键工作部件的相关参数.与此同时,运用RecurDyn仿真软件对整机进行多体动力学仿真分析,获得自走式马铃薯联合收获机适用于丘陵山区横向与纵向坡地及跨越壕沟与直壁的相关运动参数.仿真结果表明:纵向坡地行驶的最大爬坡角度为28°、横向坡地行驶的最大坡度角为20°、整机跨越垂直障碍的最大高度为150 mm、最大跨越壕沟宽度为300 mm.田间试验结果表明:收获作业时伤薯率为1.92%、破皮率为2.86%.收获机满足纵向坡度25°稳定行驶要求,跨越300 mm壕沟,翻越150 mm直壁,与仿真结果保持一致,验证了仿真的准确性,满足履带马铃薯收获机行驶通过性的设计要求.该研究可为丘陵山区根茎类履带式收获机的设计提供理论基础与参考.
关键词： 马铃薯 自走式联合收获机 丘陵山区 RecurDyn仿真 通过性
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基于虚拟探照灯的离合制动履带底盘寻径跟踪
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：油动履带底盘由于具有成本低、技术成熟、动力充足、续航能力强、维修便捷等特点而被广泛应用于农业生产，但其操控精度低、振动严重等问题对其应用造成挑战。该研究以农用油动履带底盘为对象，根据共性传动结构提出离合制动式履带底盘，并以STM32F303作为主控器搭建基于实时动态差分全球导航卫星系统（real-time kinematic global navigation satellite system,RTK-GNSS）的自动导航系统，建立其运动学模型，提出一种改进模糊式预瞄控制算法—虚拟探照灯寻径跟踪（virtual searchlight pathfinding tracking,VSPT）算法。针对横向偏差和速度变化引起的跟踪振荡问题，提出基于横向偏差指数的视域角动态调整方法和基于行驶速度的虚拟目标点判断方法，并通过仿真和试验验证算法的有效性。仿真结果表明，在底盘前进速度0.4 m/s时，横向偏差指数λ、视域增益k_1和目标增益k_2取值分别为1/4,0.005 rad·m和6 s~(-1)时可获得较好的导航效果。现场试验结果表明，在水泥路面，不同初始位姿下，直线导航平均上线距离为1.64 m，平均横向偏差和航向偏差为0.44 cm和1.57°；行驶速度提高会导致导航精度降低，适当修正k_1、k_2可维持较好的导航效果，3种行驶速度下获得的平均横向和航向偏差分别为0.75 cm和1.05°，平均纠偏次数为4.7次；田间路况下，由于土路附着系数增加，转向相对平稳，纠偏次数降低至2.7次，相同参数时2种路况下的导航效果接近。研究表明，VSPT算法针对离合制动式履带底盘具有良好的跟踪效果和路况适应性，该研究可为离合制动履带平台提供一种高效、稳定的导航控制方案。
关键词： 精准农业 车辆 导航 RTK-GNSS 履带底盘 控制算法
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