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[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
杨薇 郑书河 刘斌
针对目前巨菌草种植机开沟器工作耗能大、种床不平整、土壤保墒力差以及种苗发芽率低等问题,应用离散元法开展开沟器触土过程动力学仿真及结构优化.以福建地区土壤为试验样本,选择延迟弹性模型与线性内聚力模型作为土壤颗粒接触模型;确定入土角、入土隙角和斜面角等开沟器关键结构参数,设计三因素五水平的均匀试验,通过EDEM软件建立土壤-开沟器相互作用的三维离散元仿真模型,以最小工作阻力与土壤扰动情况为目标进行仿真试验.结果表明:当开沟器入土角、入土隙角、斜面角分别为45°、3°和60°时,开沟器可产生较小工作阻力,对土壤的扰动量较小,种床质量优良,有利于种苗生长.
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
纪玉杰 于淼 李成华
铲式成穴器是播种机工作过程中用来生成穴孔的成穴装置,为研究铲式成穴器的成穴性能,采用离散元法研究成穴器的工作过程。分别建立成穴器与土壤颗粒的二维离散元仿真分析模型,通过对土壤颗粒与成穴器之间施加合理的力学模型,进行铲式成穴器工作过程的离散元仿真分析。结果表明:随着打穴深度的增加,水平工作阻力的波动较大,而垂直工作阻力变化较小;通过对土壤颗粒动态速度场的分析描述,验证了铲式成穴器理论分析的正确性,证明了采用离散元分析成穴器工作过程的可行性。
关键词：
成穴器 离散元 成穴 土壤 仿真
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
陈伟祥 秦吉彪 陈重成 刘杨 郑书河
【目的】旨在设计一种用于生态茶园环境作业的开沟抛土刀。【方法】以正切面折弯角、抛土片面积、抛土片与侧切面夹角为试验因素，以功耗和区域抛土质量为评价指标，采用Box-Benknken中心组合设计法进行离散元仿真试验。【结果】(1)正切面弯折角、抛土片面积、抛土片与侧切面夹角3个因素对功耗和区域抛土质量的影响均显著。(2)仿真试验得出的最优参数组合：正切面弯折角112.7°,抛土片面积3 566 mm~2,抛土片与侧切面夹角132.5°。在最优参数条件下，功耗为1.121 kW,区域抛土质量为11.45 kg。(3)刀具功耗平均误差为12.25%,区域抛土质量平均误差为12.67%,说明该仿真模型较为可靠。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
廖为强 陈重成 鲍地发 陈龙彬 郑书河
针对目前大多数茶园松土装置使用的旋耕刀区域针对性不强，不适用于南方山地丘陵地形，耕作效果不佳、耗能大、土壤保墒能力差等问题，应用离散元法对旋耕刀的工作过程进行动力学仿真和结构优化.以福建山地茶园土壤为试验样本，采用Hertz-Mindlin with Bonding模型作为土壤颗粒间的接触模型；以弯刀的正切面折弯角、弯曲半径和单刀切削幅宽为试验因素，设计三因素六水平的均匀试验，进行旋耕刀—土壤动力学仿真试验，以旋耕转轴扭矩和土壤扰动系数为评价指标.仿真试验结果表明，在折弯角128°、弯曲半径20 mm、单刀切削幅宽36 mm条件下，转轴扭矩值和土壤扰动系数都较小.
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
刘凤山 白妮妮 林占熺 林冬梅 王培丹 苏德伟
基于波文比系统研究了巨菌草生育盛期的蒸散发(ET)动态及影响因素.结果表明，波文比趋于-1时的不同异常值判定范围显著影响潜热和显热通量，使用预测均值匹配和随机森林两种方法对异常值进行插补均可得到有效的完整序列.净辐射、潜热通量、显热通量和土壤热通量的平均值分别为111.35、81.55、32.28和-2.72 W·m~(-2).ET日均值为-0.12～5.31 mm,平均值为2.88 mm.ET小时动态均为单峰变化过程，晴天和阴天条件下的峰值分别为0.6和0.3 mm.利用逐步回归方法得到的巨菌草ET气象影响因素可以解释95%的变化.巨菌草生育盛期的作物系数为1.67,解释率为87%.
关键词：
蒸散发 波文比 能量平衡 巨菌草
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
顿国强 杨永振 陈海涛 杜佳兴 张敬涛
针对免耕播种机分层施肥开沟器存在纵向尺寸大、分层效果差的问题,设计了一种由主开沟器及浅层尾管组成的控位分层施肥开沟器,通过浅层尾管的位置调节,实现分层施肥位置的横向控制。利用EDEM建立开沟器离散元仿真模型,模拟其切土开沟分层施肥作业过程。对开沟器侧位及正位施肥方式的土壤耕作阻力进行了理论分析及仿真验证。结果表明:开沟器侧位施肥方式较之正位方式,具有相对较高的土壤耕作载荷及较小的载荷波动;侧位施肥方式具有较佳的肥料分层效果及更为集中的颗粒空间分布特性。田间验证试验结果表明,控位分层施肥开沟器可实现分层施肥
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
刘凤山 林兴生 林辉 罗海凌 林占熺
利用盆栽试验研究了3种水分处理条件下(每周25、50、75 mm)巨菌草的蒸散发及其组分的规律.结果表明,巨菌草的蒸散发随水分输入的增多而增加,平均蒸散量分别为1.96、2.95和3.83 mm·d-1;平均蒸发与蒸散发的比值分别为0.467、0.429、0.422,说明输入水分增多使得巨菌草的蒸腾失水增加;根据平均蒸散发和平均蒸发与蒸散发比值,巨菌草的平均蒸腾速率分别为1.04、1.68、2.21 mm·d-1.随着巨菌草的生长,不同水分处理之间蒸散发的差异逐渐增大,土壤蒸发占蒸散发的比例逐渐下降,巨菌草蒸腾作用成为水分的主要散失途径.增加水分输入可极显著增加茎鲜重、叶鲜重和总干重,降低叶茎比和含水率.
关键词：
巨菌草 蒸散发 盆栽试验 水分处理
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
顿国强 于春玲 杨永振 陈海涛 纪文义 叶金
为通过优化外槽轮排肥器排肥舌结构,以提升其排肥均匀性,利用EDEM建立外槽轮排肥器的离散元仿真模型,对其排肥作业过程进行模拟仿真,通过肥料颗粒运动状态仿真结果验证肥料颗粒流动特性。应用虚拟试验方法,分析排肥舌倒角结构参数变化对肥料颗粒流动特性的影响。结果表明:排肥流量变异系数随着排肥舌倒角的增大而先减小后增大,两者间呈负抛物线型二次函数关系,且在排肥舌倒角弧长与单个凹槽弧长比值为0.85时,外槽轮排肥器排肥质量波动最小,排肥均匀性最佳。验证试验结果表明:配装最优结构排肥舌的外槽轮排肥器排肥流量变异系数最小,具有最佳的排肥均匀性,比传统平端排肥舌排肥流量均匀性提高了49.9%。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
金浩 蒋明洋 徐超 沈凯 潘凡达 樊虎 焦凯旋
为确定片烟在离散元仿真模拟中的合理模型参数取值，更好地计算出片烟在松散润叶设备中的复杂运动，基于离散元软件（Rocky DEM），创建了与以往球形黏结刚性颗粒模型不同的柔性片烟壳体模型，并分析了柔性片烟壳体模型形变特点。以物理和仿真试验的堆积角为对比对象，选取“Hysteretic Linear Spring”法向接触模型、“Linear Spring Coulomb Limit”切向接触模型以及“Constant Adhesive Force”黏附力模型，对仿真接触参数进行标定。再通过对片烟本征参数测定、查阅文献及Rocky DEM说明手册，分析得到了片烟的离散元参数取值范围，设计Plackett-Burman、最陡爬坡以及Box-Behnken试验，确定了影响柔性片烟堆积角的显著性参数以及堆积角的拟合方程。以堆积角物理试验35.83°为目标值，得到显著性参数的最优解：片烟与片烟间静摩擦系数为0.67，片烟与片烟间滑动摩擦系数为0.31，片烟与片烟黏间黏附力系数为0.2，其余非显著性参数取平均值。仿真试验与物理试验相对误差为0.78%，从而验证了模型的准确性与真实性，可为工业生产进一步计算柔性片烟在松散润叶装置内的运动提供理论依据。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
郑文鑫 林恒矗 何金成 张德晖
仿真试验结果表明：刀具转速、刀具前进速度与除秆清根作业效率、根茬受力、根茬运动速度、根茬位移量呈正相关；刀具转速、刀具前进速度与根茬出现明显位移的时间节点呈负相关。根据响应曲面最优值求解刀具最佳工作参数，得到最佳刀具前进速度0.594 m·s~(-1),最佳刀具转速292.311 r·min~(-1),最佳挡板高度250 mm,理论根茬损失率2.89%,理论根茬脱土率93.60%。验证试验结果表明，平均根茬脱土率为97.61%,平均根茬损失率为3.59%,与理论值差异较小。
关键词：
除秆清根 刀具设计 离散元 作业过程
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
刘凤山 林兴生 林辉 罗海凌 苏德伟 蔡杨星 林占熺
基于蒸散发观测数据,通过优化Si B2模型参数研究巨菌草的蒸散发过程及影响因素.研究表明:(1)巨菌草蒸散发在0.5～7.0 mm·d~(-1)区间波动,平均蒸散量为4 mm·d~(-1),总蒸散量为257.55 mm,蒸腾占蒸散发的比例为0.78;(2)灌溉和深层土壤水分是蒸散发季节动态的关键因素;(3)敏感性分析表明,巨菌草高度、叶面积指数和根系深度等形态学参数和气孔导度—光合作用截距、气孔导度—光合作用斜率、量子效率、光合作用高温抑制函数的1/2点等生理学参数对蒸散发影响比较显著;(4)单纯灌溉量增加对蒸散发的影响较小,巨菌草形态学和生理学特征响应灌溉量增加的变化是蒸散发增加的主要机制.
关键词：
巨菌草 蒸散发 模拟 生态治理
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
邱余杨 赵辉 何啸宇 祝芙蓉 刘斌 刘庆华
为探究巨菌草饲料的最佳发酵工艺和优势菌群，采用单因素试验考察了接种量、发酵温度、含水量和发酵时间等，并利用响应面法优化了主要因素，以检测指标中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗蛋白、氨态氮/总氮、乳酸/乙酸和丁酸的总评归一值(OD)为唯一响应值，确定最佳发酵工艺，再对饲料菌群进行富集，利用高通量测序技术分析饲料中细菌及真菌的组成和功能.结果表明：饲料最佳发酵工艺为发酵温度28℃、含水量60%、接种量2.6%和发酵时间9 d;传至第4代时，营养品质高且质量较稳定，其中性洗涤纤维含量62.24%、酸性洗涤纤维含量37.02%、相对饲用价值89.76%、粗蛋白含量10.41%、氨态氮/总氮为2.54%、pH 4.28、乳酸含量9.55%、乳酸/乙酸为0.85、丁酸含量5.40%;经连续富集后饲料中菌群的多样性增强，其菌群结构与原始菌种和发酵基料相关；传代前后的优势菌门(变形菌门、厚壁菌门和子囊菌门)并无显著差异，而优势细菌属由片球菌属和肠球菌属改变为泛菌属和乳酸杆菌属，优势真菌属由木霉属改变为Blumeria,并增加了Naganishia、Khuskia和Meyerozyma的丰度.综上，基于最佳工艺，菌群传至第4代的巨菌饲料营养品质、菌群结构和丰度较稳定且最佳，表明第4代菌群可作为巨菌草饲料的专用发酵菌群.
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
薛忠 赵亮 王凤花 王槊 王刚 潘睿
为提高螺旋式排肥器对颗粒肥料的排肥稳定性与均匀性,采用离散元仿真软件EDEM对排肥器结构参数进行数值模拟并进行仿真试验,分析螺旋叶片直径、螺距和排肥轴转速对排肥器排肥性能的影响,获得排肥器工作参数与排肥量和排肥稳定性变异系数的回归数学模型。仿真试验结果表明:影响螺旋式排肥器排肥量的因素主次依次为排肥轴转速、螺距、螺旋叶片直径,排肥量最大为221.2 g/s,最小为54.76 g/s;影响排肥稳定性变异系数的因素主次依次为排肥轴转速、螺距、螺旋叶片直径,通过Design–Expert 8.0进行参数优化,确定排肥器最优参数组合,即螺旋叶片直径100 mm、螺距60 mm、排肥轴转速15 r/min,此时排肥稳定性变异系数达到最小值,为8.48%,排肥器排肥性能较为稳定均匀。
[期刊] 草业科学
[作者]
李苏涛 李妍 张磊 陈思齐 韩雪林 张娟 苏德伟 罗海凌 周晶
以巨菌草(Pennisetum giganteum)的叶片、茎、根为试验材料，通过分析8个基因18s rRNA、Actin、GAPDH、ACTB、EF-1α、UBQ、CYP、TUB在正常生长、干旱以及盐碱胁迫下荧光定量PCR中稳定性表达情况，筛选巨菌草的稳定内参基因。利用geNorm、NormFinder和BestKeeper软件计算内参基因的表达稳定值并进行排序，最终通过赋值法综合排序确定稳定内参基因。结果表明，内参基因的稳定性在不同处理下存在差异。其中，ACTB稳定性好，为本研究筛选出巨菌草的内参基因。本研究筛选出的内参基因，为后续巨菌草功能基因表达分析奠定了基础。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
郑华坤 林雄杰 林辉 李晶 鲁国东 林占熺
巨菌草是一种优质、高产、抗逆性强、适应性广的狼尾草属植物.巨菌草自引进、驯化成功后,已在食药用菌栽培、动物饲养和生态治理等领域获得广泛的应用.通过综述近10年来巨菌草生物学特征、生理生化特性及其应用等方面的研究进展,并对目前巨菌草研究和应用中存在的问题进行探讨,为将来巨菌草的进一步研究和利用提供参考.
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