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采用Gompertz函数的水稻土压缩特性研究 被引量:6
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作者 霍连 Belal Eisa Adam +2 位作者 丁启朔 何瑞银 汪小旵 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期136-142,共7页
土壤压实模型是预测压实破坏的常用方法,但土壤压实模型的应用常因输入参数(土壤压缩特性及其与不同土壤物理性质之间的关系)的缺乏而受到限制。为定量地评价土壤水力学性质和土壤结构对土壤压缩特性的影响,该文利用土壤固结仪对25种不... 土壤压实模型是预测压实破坏的常用方法,但土壤压实模型的应用常因输入参数(土壤压缩特性及其与不同土壤物理性质之间的关系)的缺乏而受到限制。为定量地评价土壤水力学性质和土壤结构对土壤压缩特性的影响,该文利用土壤固结仪对25种不同含水率和容重的重塑土样进行单轴压缩试验,并采用Gompertz函数对试验数据进行拟合以获取土样的回弹指数、压缩指数和先期固结压力。试验结果表明,Gompertz函数对水稻土试验数据的拟合效果较优,决定系数为0.991~0.999。水稻土回弹指数为0.003~0.138,与容重呈负相关,与含水率呈正相关。水稻土压缩指数为0.115~0.839,与容重呈负相关,与含水率呈二次多项式关系。水稻土先期固结压力为33~127 kPa,与容重呈正相关,与含水率呈负相关。该研究建立的土壤压缩特性与含水率和容重之间的传递函数,可用于大尺度范围内水稻土压缩特性的预测;同时这些传递函数可作为土壤压实模型的输入参数,用于农业机械作业引起的压实破坏的量化和土壤压实风险的评估。 展开更多
关键词 土壤 含水率 容重 压实模型 压缩特性 Gompertz函数
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基于压实分析模型的土壤应力传递系数研究 被引量:5
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作者 贺亭峰 丛文杰 +3 位作者 BELAL Eisa Adam 丁启朔 杨艳山 霍连 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期59-65,共7页
机械压实是造成土壤退化的重要原因之一,研究并预测土壤应力有助于科学规划田间机械使用,缓解压实问题。基于分析模型预测土壤应力的关键在于选择合适的集中系数。然而在已有的研究中集中系数取值混乱,导致该模型使用时存在很大争议,其... 机械压实是造成土壤退化的重要原因之一,研究并预测土壤应力有助于科学规划田间机械使用,缓解压实问题。基于分析模型预测土壤应力的关键在于选择合适的集中系数。然而在已有的研究中集中系数取值混乱,导致该模型使用时存在很大争议,其原因在于对该参数随土壤环境的变化缺乏规律性认识。本文通过对集中系数表达式的进一步推导,在理论上提出了能够代表土壤环境对集中系数影响的无量纲参数σ_z/σ_0,定义为应力传递系数(STC)。基于水稻土和黄棕壤两种土壤,通过控制含水率和湿密度于室内重塑30种状态的土壤,在单轴压缩实验中运用土压力传感器测量计算应力传递系数,建立应力传递系数与土壤环境参数,如含水率、干密度和先期固结压力等之间的相关性分析。结果表明应力传递系数随土壤含水率的增大而增大,土壤初始干密度和先期固结压力与应力传递系数之间负相关性明显。根据所得应力传递系数计算相应土壤状态下的集中系数,其取值在1.20~12.39之间,与以往的研究结果相差不大,但包含了关于集中系数随土壤环境变化的具体信息。这意味着作为一个稳定可测的无量纲参数,应力传递系数为集中系数的计算提供了一个相对科学的方法,在定量描述土壤环境对集中系数影响的同时,完善了分析模型。 展开更多
关键词 土壤压实 分析模型 集中系数 土壤环境 应力传递系数
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基于数字图像三维重建的土壤粗糙度测量 被引量:4
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作者 谢天铧 杨艳山 +3 位作者 霍连 李毅念 何瑞银 丁启朔 《土壤通报》 CAS 北大核心 2018年第3期519-524,共6页
土壤粗糙度影响径流与入渗,是参与土壤-大气界面与植物生长的重要影响因子,常规土壤粗糙度测量的方便性与成本不够理想。在进行基于软硬件集成的数字图像三维重建方法基础上,以江苏中部宁镇扬丘陵地带撂荒裸地土壤粗糙度三维重建为目标... 土壤粗糙度影响径流与入渗,是参与土壤-大气界面与植物生长的重要影响因子,常规土壤粗糙度测量的方便性与成本不够理想。在进行基于软硬件集成的数字图像三维重建方法基础上,以江苏中部宁镇扬丘陵地带撂荒裸地土壤粗糙度三维重建为目标,结合数字图像拍摄与Autodesk-Remake微地貌构建,并利用Geomagic-Studio的点云模拟、格式转换及样线抽取等技术实现高精度数字化。研究表明:使用常规相机的数字图像法土壤粗糙度三维重建技术操作简便,能够实现土壤粗糙度的快速数字化。用探针式土壤粗糙度测量仪所得数据的标定结果表明,使用该方法提取的微地貌高程分辨率高达1.5 mm,均方根误差低于1.1 mm,表明该技术手段用于丘陵坡地精细尺度范畴的微地貌土壤物理、生物及水文过程研究的潜力。 展开更多
关键词 土壤粗糙度 数字图像 三维重建
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超疏水表面高效制备方法及其在养殖工程中的应用
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作者 王慧鑫 刘建龙 +2 位作者 王青华 霍连 柏宗春 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期248-261,共14页
目前规模养殖业中养殖舍内灰尘、皮屑、粪污沾染问题严重,严重影响了环境清洁与动物健康。金属超疏水表面由于具有的特殊性质,有望成为改善养殖环境的重要手段。以鸭羽表面结构为仿生原型,以不锈钢为基底材料,利用激光加工方法制备仿生... 目前规模养殖业中养殖舍内灰尘、皮屑、粪污沾染问题严重,严重影响了环境清洁与动物健康。金属超疏水表面由于具有的特殊性质,有望成为改善养殖环境的重要手段。以鸭羽表面结构为仿生原型,以不锈钢为基底材料,利用激光加工方法制备仿生结构,同时利用低温硅油-热处理方法改变表面化学。最后通过超景深显微镜、SEM、XPS、接触角测量仪等对表面的理化性质进行测试。结果表明,通过表面结构与化学的双重影响,制备后的表面获得较好的超疏水性(接触角156.8°,滚动角2.7°),表面的自清洁性获得大幅提升,同时表面粪污粘附情况得到明显优化。通过激光-硅油热处理工艺,加工效率与经济性相比于传统超疏水表面制备方法得到显著提升,且制备过程清洁环保,可为仿生超疏水功能表面在养殖工程中的应用提供重要支持。 展开更多
关键词 养殖工程 表面工程 激光加工 超疏水性 自清洁性
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农田背景噪声下的土壤结构体数字图像信息特征 被引量:3
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作者 冉颖杭 谢天铧 +4 位作者 霍连 孙克润 丁启朔 何瑞银 汪小旵 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期313-320,共8页
智慧农业的技术基础是基于机器主体的农情信息获取、加工与分析。土壤结构管理是智慧农业的重要子模块,但目前尚不清楚农田背景噪声下土壤结构体的图像信息特征以及目标信息的信噪分离、纯化和加工方法。本研究逐级递进界定田间土壤结... 智慧农业的技术基础是基于机器主体的农情信息获取、加工与分析。土壤结构管理是智慧农业的重要子模块,但目前尚不清楚农田背景噪声下土壤结构体的图像信息特征以及目标信息的信噪分离、纯化和加工方法。本研究逐级递进界定田间土壤结构体的数字图像信息特征,并针对自然光源、秸秆及有机质混杂、土壤结构体孔隙等噪声源逐一处理,同时引入了线段法、体视概率法定量土壤结构体信息。筛分法所得结果用于对照。结果表明农田背景下土壤结构体信息受多重环境背景噪声影响,为此需要进行系统补光、噪声过滤、土壤孔隙形态修补等技术处理才能够实现基于机器主体的土壤结构体目标信息获取。运用线段法和体视概率法均能较好地定量土壤结构体的尺度分布信息,线段法与体视概率法所得到的土壤结构体的累积分布数据与筛分数据的相关性(R^2)大于0.96、均方根误差(RMSE)小于0.1 mm。 展开更多
关键词 数字图像 原位分析 土壤尺度分布 线段法 体视概率法
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畜禽舍颗粒物排放特征及控制技术与装备 被引量:1
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作者 周忠凯 霍连 +3 位作者 王慧鑫 汤赤 孟力力 柏宗春 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期1421-1431,共11页
畜禽养殖舍是重要的颗粒物排放源,了解畜禽舍颗粒物的排放特性及其控制技术对于畜禽健康生产和环境健康均具有重要意义。本文综述了国内外主要畜禽舍颗粒物质量浓度分布规律和排放特征,总结了畜禽养殖设施颗粒物控制技术与装备研究发展... 畜禽养殖舍是重要的颗粒物排放源,了解畜禽舍颗粒物的排放特性及其控制技术对于畜禽健康生产和环境健康均具有重要意义。本文综述了国内外主要畜禽舍颗粒物质量浓度分布规律和排放特征,总结了畜禽养殖设施颗粒物控制技术与装备研究发展现状,分析了不同控制技术的主要特征及颗粒物去除效率,对于了解不同畜禽饲养系统颗粒物排放特征,选择最佳的颗粒物控制技术措施具有重要参考意义。 展开更多
关键词 畜禽舍 PM_(10) PM_(2.5) 环境质量 排放特征 控制技术与装备
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机械耕作土壤结构体的数字图像分析 被引量:1
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作者 董盛盛 霍连 +5 位作者 丁启朔 李毅念 陆明洲 邱威 何瑞银 薛金林 《土壤通报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1102-1106,共5页
合理的耕作是创建土壤良好耕层结构的手段,精确定量描述土壤结构体可为采取有效措施改善土壤结构体提供科学的指导。本文使用数字图像分析技术,分析和比较了不同茬口水稻土在犁耕和旋耕条件下生成的土壤结构体的棱角性、形状指数以及矩... 合理的耕作是创建土壤良好耕层结构的手段,精确定量描述土壤结构体可为采取有效措施改善土壤结构体提供科学的指导。本文使用数字图像分析技术,分析和比较了不同茬口水稻土在犁耕和旋耕条件下生成的土壤结构体的棱角性、形状指数以及矩形度。结果表明旋耕生成的土壤结构体的棱角性、形状指数高于犁耕,相同耕作机具下稻茬口土壤结构体的棱角性和形状指数高于麦茬口。显著性差异分析表明,棱角性、形状指数能较好地区分不同耕作方式的土壤结构体。数字图像法可以从土壤结构体的矩形度、形状指数和棱角性这些具有"视觉"效果的形态学指标中更为准确定量和直观地表征土壤结构体。 展开更多
关键词 数字图像分析 土壤结构体 棱角性 形状指数 矩形度
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江苏省肉鸭产业现状分析与对策建议 被引量:4
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作者 刘建龙 柏宗春 +3 位作者 王慧鑫 霍连 何绍平 应诗家 《吉林畜牧兽医》 2022年第5期112-114,共3页
肉鸭产业是我国畜牧业的重要组成部分,鸭肉在我国是继猪肉和鸡肉之后的第三大肉类产业。为深入了解江苏省肉鸭产业发展情况,团队于2020年6~12月间在我省肉鸭养殖主产区进行了肉鸭生产与消费情况的相关调研。通过调研分析了产业现状、存... 肉鸭产业是我国畜牧业的重要组成部分,鸭肉在我国是继猪肉和鸡肉之后的第三大肉类产业。为深入了解江苏省肉鸭产业发展情况,团队于2020年6~12月间在我省肉鸭养殖主产区进行了肉鸭生产与消费情况的相关调研。通过调研分析了产业现状、存在问题及创新需求,结合生产实际与未来发展趋势,从肉鸭产业宏观调控、联合创新、良种繁育、疫病防控、品牌创造等方面提出了相关对策建议。 展开更多
关键词 江苏 肉鸭 调查分析 创新需求 对策建议
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发酵床网上养殖肉鸭舍春季环境参数监测及通风策略模拟优化
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作者 倪德纲 孟力力 +4 位作者 沈建洲 刘建龙 霍连 柏宗春 夏礼如 《江苏农业科学》 北大核心 2023年第10期168-176,共9页
中国作为世界上肉鸭出产最多的国家,近年一直在提倡对肉鸭进行集约化和规模化养殖。而最近兴起的一种新型的发酵床网上养殖模式,通过地面铺设生物垫料用来发酵分解粪便,能有效避免水禽与粪污的接触,减少病原微生物的感染与传播机会,提... 中国作为世界上肉鸭出产最多的国家,近年一直在提倡对肉鸭进行集约化和规模化养殖。而最近兴起的一种新型的发酵床网上养殖模式,通过地面铺设生物垫料用来发酵分解粪便,能有效避免水禽与粪污的接触,减少病原微生物的感染与传播机会,提高鸭舍内的空气环境质量。对发酵床网上养殖肉鸭舍内的温湿度进行测试,使用三维建模软件建立了鸭舍的等比例模型,使用fluent软件对鸭舍内的气流场进行环境模拟,为使鸭舍内环境达到适宜肉鸭成长的范围,使鸭舍内的气流组织更加均匀,引入了不均匀系数,且以不均匀系数<0.2为目标,针对鸭舍内气流组织形式不均匀的问题,采用优化通风策略的方法来解决。实地测试数据为,测试期间(2022年3月18日00:00至2022年3月25日00:00),鸭舍内气温9.34~23.77℃,舍内外平均温差6.75℃;舍内平均相对湿度80.66%,低于舍外;对鸭舍的实际情况进行仿真计算后发现,与实地测试数据相比,平均相对误差仅为3.58%~4.07%,说明该研究所建模型的数值模拟与试验数据具有很好的一致性。但模拟结果显示,原有的通风策略并不能满足鸭舍内气流组织均匀性的要求,鸭舍后半部分的空气流动几乎凝滞。通过增加鸭舍后部的通风面积30%,同时通风小窗面积以重叠60%对称布置的策略来使外界气流更充分地同鸭舍内的空气进行交换,优化后S1、S2、S3平面的温度范围分别为12.87~28.03℃、10.13~27.16℃、12.98~24.41℃;优化通风策略后,鸭舍内S1、S2、S3平面的平均风速分别为0.62、0.66、0.56 m/s,对比原来的通风策略其气流场和温度场更加均匀。本研究结果可为今后类似鸭舍的通风方式及结构的优化设计提供理论支持。 展开更多
关键词 温度 流场 发酵床 模拟仿真 鸭舍
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江苏省水禽养殖设备发展趋势及对策建议 被引量:3
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作者 柏宗春 夏礼如 +2 位作者 刘建龙 林勇 霍连 《中国禽业导刊》 2021年第3期34-35,共2页
江苏省是全国水禽生产和消费大省。2019年,全省水禽出栏总量2.01亿(肉鸭:1.66亿只,蛋鸭:1255.65万只,鹅:2297.57万只),养殖产值约100亿元,水禽产业已成为我省优势特色农业之一,经济效益明显,市场潜力巨大。随着环保压力加大,传统的水面... 江苏省是全国水禽生产和消费大省。2019年,全省水禽出栏总量2.01亿(肉鸭:1.66亿只,蛋鸭:1255.65万只,鹅:2297.57万只),养殖产值约100亿元,水禽产业已成为我省优势特色农业之一,经济效益明显,市场潜力巨大。随着环保压力加大,传统的水面养殖方式逐步向资源节约型、环境友好型旱养方向发展,呈现出以网上架养、发酵床网上养殖、立体笼养为代表的养殖方式并存的现状。在研究领域,水禽产业的研究主要集中在品种选育、饲料营养、疫病防控等方面,虽然水禽养殖设施与装备的单项技术研究取得了一些进展,但相对于传统学科还存在短板,整体性技术解决方案和集成配套技术较为缺乏。 展开更多
关键词 单项技术 水禽产业 水面养殖 饲料营养 水禽养殖 资源节约型 疫病防控 发酵床
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基于无线传感网络的发酵床垫料温湿度空间分布研究
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作者 刘建龙 柏宗春 +2 位作者 霍连 孟力力 王慧鑫 《智能化农业装备学报(中英文)》 2022年第2期22-27,共6页
为解决发酵床网上肉鸭养殖过程中鸭粪排放导致的污染环境和降解问题,提出一种基于传感器对垫料性能监测系统。利用简单克里金插值法(simple Kriging,SK),研究鸭舍发酵床垫料的温湿度空间分布,并结合发酵床内温湿度实际测量值进行交叉验... 为解决发酵床网上肉鸭养殖过程中鸭粪排放导致的污染环境和降解问题,提出一种基于传感器对垫料性能监测系统。利用简单克里金插值法(simple Kriging,SK),研究鸭舍发酵床垫料的温湿度空间分布,并结合发酵床内温湿度实际测量值进行交叉验证。结果表明:鸭舍发酵床垫料温度和湿度的测量值与预测值的均方根误差(root mean squar eerror,RMSE)分别为0.2922℃、0.68,平均偏差(mean bias error,MBE)分别为-0.015℃、-0.017,决定系数(coefficient of determination,R^(2))分别为0.9707、0.9875。整体鸭舍发酵区域集中在设施中部,最高维持在45℃以上,靠近出风口处基本趋于室温,发酵床发酵周期约200h。基于此方法,不仅可以确定发酵床垫料腐熟规律,还可以通过垫料环境分布情况来为发酵床管控提供数据基础。 展开更多
关键词 发酵床养殖 垫料性能 无线传感网络 空间分布
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