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UHPLC-Q-Exactive Orbitrap HR-MS分析荆银颗粒的化学成分及其组织分布特征

该研究借助UHPLC-Q-Exactive Orbitrap HR-MS技术解析了荆银颗粒的化学成分及大鼠灌胃后其主要成分的组织分布特征。采用Acquity UPLC BEH C18色谱柱( 2.1 mm×100 mm, 1.7 μm), 以甲醇-0.1%甲酸水为流动相进行梯度洗脱。通过化合物的一级、二级质谱信息,结合对照品比对确认,从荆银颗粒中共鉴定出106种化学成分,包括24种有机酸类、47种黄酮类、10种环烯醚萜类、21种皂苷类及4种其他类化合物。大鼠灌胃荆银颗粒后,分别从血清、心、肝、脾、肺、肾、脑、脂肪、睾丸中检测到48, 30, 25, 23, 45, 34, 39, 26, 19种原型成分。在此基础上,建立了可同时定量分析绿原酸、獐牙菜苦苷、咖啡酸、獐牙菜苷、甘草苷、升麻素苷、牛蒡子苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、牛蒡子苷元的LC-MS分析方法,并完成上述9种成分在血清、肝、肺中的含量测定。研究发现,大鼠灌胃荆银颗粒后,上述9种原型成分可快速吸收入血并分布到肝和肺组织中,除牛蒡子苷元外,其余8种化学成分在血清和肺组织中的暴露在1 h达到峰值。其中给药1 h后,肺组织中各成分的暴露量依次为獐牙菜苦苷[( 75 191.0±3 483.21) ng· g~(-1)]>牛蒡子苷[( 2 716.5±36.06) ng· g~(-1)]>5-O-甲基维斯阿米醇苷[( 585.1±0.71) ng· g~(-1)]>牛蒡子苷元[( 437.45±3.18) ng· g~(-1)]>绿原酸[( 308.1±5.66) ng· g~(-1)]>升麻素苷[( 211.35±2.19) ng· g~(-1)]>獐牙菜苷[( 184.3± 9.05) ng· g~(-1)]>咖啡酸[( 175.95±2.05) ng· g~(-1)]>甘草苷[( 174.78±153.34) ng· g~(-1)]。该研究借助UHPLC-Q-Exactive Orbitrap HR-MS技术实现了荆银颗粒化学成分的快速、准确分析,并揭示了荆银颗粒大鼠灌胃给药后主要成分的组织分布特征,为后续荆银颗粒的药效物质基础研究及进一步的临床应用提供了药代学信息和指导。
调亏灌溉下氮肥管理对滴灌甜菜产量及水氮利用的影响

以Beta356为试材,研究调亏灌溉下不同施氮量[纯氮0 kg·hm~(-2)(N0)、150 kg·hm~(-2)(N1)、225 kg·hm~(-2)(N2)]与基追比[播种前、叶丛期、块根膨大期施氮比例分别为20 ∶ 60 ∶ 20(T1)、30 ∶ 50 ∶ 20(T2)、40 ∶ 40 ∶ 20(T3)]对甜菜生长特性、产量和水氮利用效率的影响。结果表明:在叶丛期和块根膨大期分别进行50%和30%田间持水量(θ_f)调亏灌溉基础上施225 kg·hm~(-2)氮肥的同时,增加基肥比例能够显著提高叶面积指数(124.39% ~ 143.87%)和叶绿素含量(23.03%~ 119.80%);在糖分积累期进行30%θ_f调亏灌溉后施用氮肥对叶面积指数影响较小,但有利于提高叶片叶绿素含量。调亏灌溉后施氮使块根膨大期和糖分积累期干物质总量分别较对照提高了34.08%~ 56.84%和32.43%~ 76.26%,但两个施氮量处理间未达到显著差异。甜菜产量随施氮量和基肥比例增加分别升高和降低,含糖率随施氮量增加而降低。氮肥农学利用效率和灌溉水利用效率均在N2T1处理下最大,其中灌溉水利用效率较对照提高了82.50%。施氮处理的产糖量和水糖比分别较对照显著提高了31.66% ~ 63.41%和31.82%~ 63.64%。调亏灌溉下增加施氮量有利于提高产糖量,但增产不显著;3种施用比例中基肥比例为20%、叶丛期为60%和块根膨大期为20%时有利于提高甜菜含糖率和产糖量,同时具有较高的水糖比和氮肥利用效率。因此,在干旱区滴灌甜菜种植中以T1(20 ∶ 60 ∶ 20)基追比模式下施用150 kg·hm~(-2)氮素对调亏灌溉具有一定的调节作用。
一种播补一体化新型马铃薯播种机的设计与试验

现有马铃薯漏播补偿方案普遍需附加补偿种箱及单独设置补偿排种通道,导致系统结构复杂、补偿种薯落点偏差较大。为此,本研究提出了基于单向离合器的播补一体化马铃薯播种机新方案。该方案排种链轮正常播种使用地轮动力,而补偿状态在单向离合器协调下转移至补偿专用电动机,补偿完成后则继续恢复至地轮。基于此,在计算所需时间内,采用后一取种勺上的种薯直接追赶前一缺种位置的追赶式补偿方案,可以使补偿种薯也在原排种通道中运动,独立的补偿种薯专用通道不再需要,从而使系统结构简化、可靠性提高。样机田间试验表明,所采用的红外辐射排种监测系统误判率不超过1‰,系统平均自然漏播率对排种速度不敏感,漏播补偿成功率随着排种链速度的增加而快速降低,但即使达到正常排种链速最高值0.8 m·s~(-1),依然有平均74%以上的漏播能被成功补偿,系统平均最终漏播率不足平均自然漏播率的1/4,漏播补偿作用效果明显。
青海高原春小麦留茬高度对后茬绿肥生物量和水分利用效率的影响

针对青海高原地区麦后休闲期长、光热水资源利用效率不高的现状,2019年设置麦后不同留茬高度(0、 20、40 cm)复种绿肥田间试验,研究其对箭筈豌豆和毛叶苕子2种复种绿肥的生物量、叶面积指数(LAI)和水分利用效率(WUE)的影响,探讨青海高原春小麦与绿肥的高效复种模式。结果表明,绿肥总干物质量随留茬高度的增加而降低,箭筈豌豆留茬0、20、40 cm干物质总量分别为5 756.45、4 046.09、3 534.09 kg·hm~(-2);毛叶苕子分别为3 462.69、 2 642.75、2 011.34 kg·hm~(-2);根冠比则随着留茬高度的增高而增大,箭筈豌豆留茬0、20、40 cm根冠比由0.043增加至0.057和0.047,毛叶苕子由0.07增加至0.08和0.083;且毛叶苕子的根冠比显著高于箭筈豌豆59.2%。绿肥地上部各器官干重及LAI均随留茬高度的增加而降低,其中,箭筈豌豆LAI随着留茬高度的增加由1.72降至1.34和0.95,毛叶苕子由1.00降至0.77和0.59;茎叶比随留茬高度的增高而增大,箭筈豌豆留茬0、20、40 cm茎叶比分别为0.78、 0.89、0.99,毛叶苕子为0.82、0.84、0.86。箭筈豌豆的茎干重、叶干重、茎叶比和LAI分别比毛叶苕子显著高141.1%、 135.4%、6.0%和69.6%。两种绿肥WUE均随留茬高度的增加而降低,箭筈豌豆的干物质量和WUE分别比毛叶苕子显著高62.2%和60.0%。麦后不留茬复种箭筈豌豆处理具有最高的生物量和水分利用效率,能够充分利用麦后休闲期光热水资源,是本研究推荐的麦后复种绿肥模式。
牛粪与秸秆类废弃物配比好氧发酵新工艺对堆肥效果的影响

以牛粪为主料,玉米秸秆、枸杞枝条及葡萄枝条为辅料进行碳氮配比,添加微生物菌剂,通过自制式全封闭旋转通气加氧装置进行有机物料好氧发酵,比较不同有机辅料与牛粪配比腐熟发酵新工艺对堆肥腐熟效果的影响。试验共设置3个处理: T1(牛粪+玉米秸秆)、T2(牛粪+枸杞枝条)、T3(牛粪+葡萄枝条),以物理、化学、生物指标为考核标准进行各项指标的评价。结果表明:利用植物秸秆替代风化煤与糠醛渣进行好氧腐熟发酵完成后, T1、T2及T3处理有机质含量在45.47%~ 47.80%,且60℃以上温度维持均超过14 d,首先达标;含水率为28.21% ~ 30.75%,pH值在8.29~ 8.49、粪大肠杆菌群数均小于3.60 MPN·g~(-1),蛔虫死亡率97.04%~ 98.34%,重金属Cd、Cr、As及Pb含量分别在0.809~ 0.842、5.34 ~ 17.37、4.26 ~ 4.72、1.64 ~ 2.15 mg·kg~(-1),轻易达标;N+P_2O_5 +K_2O在3.94% ~ 4.70%,接近NY525-2012有机肥标准;纤维素、半纤维素及木质素降解明显。腐熟完成后,T1、T2及T3处理指标间优势明显。T1处理发酵所需时间最短,为21 d,T2与T3处理均为25 d腐熟完成。玉米秸秆配比最佳,葡萄枝条配比次之,枸杞枝条配比发酵最慢。综合考虑好氧腐熟发酵进程、理化指标与生物指标变化及发酵成本,建议在实际生产中采用玉米秸秆与牛粪配比发酵,能够有效促进腐熟进程,提升产品品质,节约成本。
耐旱根瘤菌对干旱胁迫下拉巴豆植株生长的影响

为探明耐旱根瘤菌对干旱胁迫下拉巴豆(Dolichos lablab L.)植株生长的影响,以拉巴豆耐旱根瘤菌Rhizobium radiobacter Y-1(Y-1)、Rhizobium radiobacter 4-4(4-4)和Rhizobium radiobacter 37-1(37-1)作为供试菌株,润高拉巴豆种子经表面灭菌并催芽后接种菌液(以等量无菌水为对照),以砂-石屑基质(塑料盆上部为石英砂,下部为石漠岩屑)进行沙培盆栽实验。通过控制无菌水添加量来模拟重度石漠化生境下的轻度、中度及重度干旱胁迫,并测定各处理幼苗生长和生理相关指标。结果表明:干旱胁迫下接种耐旱根瘤菌Y-1和37-1能显著促进拉巴豆幼苗的生长,处理30 d后,菌液处理幼苗的生长和生理指标均优于对照;重度干旱胁迫(30%田间持水量(θ_f))下,Y-1菌液处理的株高、叶面积、根长、根鲜重及根体积较对照分别增加50.25%、73.17%、72.41%,136.00%和289.47%(P<0.05),原初光能转化效率F_v/F_m和可溶性蛋白含量分别提升42.09%和108.57%,而叶片MDA含量仅为对照的60.66%(P<0.05);轻度至中度干旱胁迫(45%~ 60%θ_f)下,37-1菌液处理的幼苗根长为对照的39.93%~ 47.99%,而MDA含量仅为对照的72.14%~ 90.92%。拉巴豆种子接种耐旱根瘤菌Y-1和37-1能促进幼苗株高、叶面积、根鲜重和根体积的增加,提升叶片可溶性蛋白含量及叶片原初光能转化效率,减轻叶片损伤并提高根系活力,表明接种耐旱根瘤菌可促进拉巴豆在干旱胁迫下的生长,提升幼苗的抗旱能力。
水汽压差与钾素互作对高温下番茄营养吸收与光合特性的影响

空气水汽压差(VPD)是植物水分运输的主要驱动力,影响作物对营养的吸收。探究不同VPD与钾素对高温下作物营养元素的吸收与光合特性的影响对夏季番茄合理施肥与环境管理具有重要意义。试验以‘金棚14-6'番茄为试材,采用盆栽方式,设置2个VPD水平(高VPD、低VPD)与3个钾素水平(2、4、8 mmol·L~(-1))共6个处理,分析了VPD与钾素互作对高温下番茄幼苗氮磷钾吸收、气体交换参数、光合和CO_2响应等的影响。结果表明:与高VPD相比,降低VPD会对番茄植株各器官的氮、磷、钾含量产生稀释效应,但随着钾素水平的提高,氮、磷、钾的积累量均会显著增加,各元素积累量分别增加了99.6%、98.1%和44.7%(氮),57.4%、50.4%和51.6%(磷),145.9%、 71.5%和30.6%(钾)。在低VPD下,中钾水平更有利于干物质和氮、磷、钾元素的积累,其叶片的氮素积累量和叶片水势显著高于其他5个处理;且低VPD下的植株具有较大的光照、CO_2浓度适应区间和高光合及相关参数,包括光合速率P_n、气孔导度G_s、光饱和点LSP、表观量子效率AQY、暗呼吸速率R_d和初始羧化效率CE等,且均在中钾水平时取得最大值;同时蒸腾速率T_r、光补偿点LCP与光呼吸速率R_p等均显著降低。综上可知,高VPD下高钾水平和低VPD下中钾水平提高了番茄的光合性能、氮磷钾元素吸收量和干物质积累量,可作为夏季高温施肥与环境管理指标。
卤化物钙钛矿的电子显微表征及其辐照损伤效应综述

卤化物钙钛矿由于其优异的光电性能及其在光伏、光电器件中的应用前景,在近年来得到广泛的关注并取得迅速发展。卤化物钙钛矿具有丰富的结构可调性和性能可调性,不但可形成三维/二维/一维/零维纳米结构,且具有多种不同的相。基于该材料构建的纳米结构与器件,其多相结构、畴壁、晶界和表面缺陷等微结构及其对性能的影响尚不明确,针对该材料的微结构研究具有重要的意义。电子显微镜是重要的微结构表征工具,尽管近年来针对卤化物钙钛矿的电子显微学研究工作已逐步展开,但仍存在较大困难:卤化物钙钛矿材料在电子束辐照作用下极易降解,迅速产生辐照损伤,且降解机理尚未明确。因此,本文着重针对卤化物钙钛矿在电子束辐照下敏感特性的研究进展进行综述。本文分为扫描电镜表征和透射电镜表征两大部分,并分别针对有机无机杂化钙钛矿单晶及薄膜、有机无机杂化钙钛矿二维纳米片、纯无机含铅钙钛矿和纯无机无铅双钙钛矿具体展开讨论。本文将介绍不同材料在不同表征条件下可能产生的损伤,并进一步讨论电子束辐照下的降解机制,在此基础上综述近年来利用先进电子显微学表征方法在降低电子束辐照损伤、获取高分辨像所进行的工作。本文对钙钛矿领域的广大研究人员和相关领域的电子显微学工作者有一定的参考价值。
Al-O化合物中的有序超结构与取向畴

本文通过化学气相沉积法制备出Al-O纳米管,利用透射电子显微技术对两种单斜有序超结构相(AlO_x与AlO_y)及其取向畴进行了系统表征,分析表明铝离子空位的有序分布是导致超结构形成的主要原因,进一步探讨了超结构相与尖晶石γ-Al_2O_3相的结构关联。在电子束辐照下,AlO_x与AlO_y逐渐相变为γ-Al_2O_3,对应阳离子空位分布从有序到无序的转变。最后,基于纳米材料的气-液-固(V-L-S)生长机制和柯肯达尔效应,对纳米管的生长机理进行分析。实验结果有助于理解Al-O纳米材料复杂结构及其关联。
行星变速机构换挡变胞与其构态属性自动识别

针对数学表征行星变速机构换挡变胞过程及自动识别各挡位构态属性较难的问题,首先,解析了行星变速机构变胞理论,基于机构转换法定义相对转速意义下行星排构件间运动副约束函数的转换规则,构建以约束函数为元素的行星变速机构构件和关联关系的邻接矩阵;然后,根据换挡逻辑分析了操纵离合器和制动器的换挡变胞过程,基于邻接矩阵分别推导这两种换挡构态演变的变胞方程,建立包含行星排空转和整体回转等特殊构态的判别准则,结合实例分析揭示换挡变胞机理;最后,通过建立相对转速方程和行星变速机构特性参数识别,结合行星变速机构等效拓扑模型的约束条件,提出了基于构态变胞方程的行星变速机构传动比和转矩自动建模和求解方法,实现了行星变速机构各挡位构态属性的自动识别。以某拖拉机行星变速器为例进行了分析,验证了该方法的可行性和有效性。
基于卷积胶囊网络的百合病害识别研究

为了提高百合病害诊断模型的抗噪能力,以VG g-16模型为基础构建卷积胶囊网络,并分析了胶囊尺寸、路由迭代次数对训练时间及模型精度的影响。最终得到胶囊尺寸为8、路由迭代次数为3的卷积胶囊网络,该网络对百合病害诊断精度达到99.20%。使用不同等级的高斯噪声、椒盐噪声、斑点噪声、仿射变换图像对模型抗噪能力进行测试,结果表明,卷积胶囊网络明显优于VG g-16模型,更适合在实际生产环境下的百合病害诊断。
秋耕覆盖对土壤水热肥与马铃薯生长的影响分析

为探明秋耕覆盖措施下农田土壤水热肥特性对旱作马铃薯生长及产量的影响,于2013-2016年在宁南旱区秋作物收获后,通过设置不同耕作覆盖措施,研究马铃薯生育期0~200 cm层土壤贮水量、0~25 cm耕层土壤温度和0~40 cm层土壤养分含量的动态变化,以及对马铃薯生长和产量的影响。结果表明,耕作方式、覆盖措施及二者交互作用可显著影响马铃薯播种期土壤贮水量,免耕秸秆覆盖、深松秸秆覆盖处理保水效果最佳,平均土壤贮水量较翻耕不覆盖处理分别提高14.4%和14.7%;耕作方式、覆盖措施及二者交互作用对马铃薯关键生育期土壤贮水量影响显著,深松秸秆覆盖处理改善土壤水分效果最佳,平均土壤贮水量较翻耕不覆盖处理提高20.7%。在马铃薯播种期,耕作方式、覆盖措施及二者交互作用对耕层土壤温度影响显著,但随着生育期的推进其影响程度减小;同一耕作方式下的平均耕层土壤温度,地膜覆盖处理较不覆盖处理显著提高3.6℃,而秸秆覆盖处理显著降低1.4℃。经过3年秋耕覆盖后,耕作与覆盖交互作用对0~40 cm层土壤养分各指标影响均呈极显著水平,在所有处理组合中,免耕秸秆覆盖、深松秸秆覆盖处理的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量较高,而翻耕不覆盖处理最低。同一耕作方式下,地膜覆盖的保温效应对马铃薯生育前期生长有促进作用,但后期高温不利于马铃薯生殖生长;秸秆覆盖在整个生育期具有稳温和降温效应,有利于马铃薯中后期生长。所有处理组合中,深松秸秆覆盖、免耕秸秆覆盖处理下马铃薯总产量和净收益较高,分别较翻耕不覆盖显著增产49.4%和38.3%,净收益分别提高129.1%和103.3%;深松地膜覆盖、深松秸秆覆盖处理对提高商品薯率效果较好,分别较翻耕不覆盖处理显著提高18.4%和16.2%。从经济与环境效益角度考虑,免耕、深松结合秸秆覆盖措施可调控农田土壤水、热及养分环境,实现马铃薯增产增效,在宁南半干旱区马铃薯生产中具有应用推广价值。
三叶式自动清换种大豆育种气吸排种器设计与试验

为了提高大豆育种试验中小区播种环节的机械化、自动化水平和播种精确度,针对大豆小区育种播种机清换种技术难题,设计了一种三叶式自动清换种大豆育种气吸排种器。以电机为动力源,驱动三叶式辅助充种清换种机构与齿轮式排种盘协同工作,完成相邻小区之间的不停机快速清种、换种和充种。阐述了排种器基本结构与工作原理,结合育种试验的要求,运用TRIZ理论空间分离原理,对关键部件进行理论分析,并确定了结构参数。对三叶式辅助充种清换种机构进行EDEM虚拟仿真,分析了辅助充种过程,确定了达到最佳辅助充种效果时的叶片倾角。根据小区育种农艺要求,以作业速度、真空度、清换种时间为试验因素,以合格指数、重播指数、漏播指数、清换种距离为试验指标,进行了三因素五水平二次正交旋转中心组合试验,结果表明:最佳工作参数组合为作业速度5.3 km/h、真空度4.6 kPa、清换种时间0.3 s,此时排种器合格指数95.29%、重播指数3.29%、漏播指数1.42%、清换种距离554.6 mm,满足大豆育种试验的播种要求。
基于神经网络整定的PID控制变量施药系统设计与试验

针对常规的大田喷雾装备的定量施药方式,在机具行进方向上农药雾滴分布不均导致农药有效利用率低的问题,设计了一种基于神经网络整定的PID控制变量施药系统。该系统采用多传感器实时监测车速、流量、压力等信息,并以此作为控制依据,运用神经网络自学习能力修正PID参数,精准调控药液回流量,解决了现有变量施药控制算法存在的超调量较大、稳态误差较大、响应时间较长等问题,实现了大田单位面积内施药量恒定的目标。为验证本系统算法对精准变量施药的优越性,在Simulink平台下对常规PID、模糊PID和神经网络PID控制方式进行建模仿真,结果表明,神经网络PID控制在上升时间、超调量和稳态误差方面均优于其他两种控制方式。田间试验表明,在不同车速下,液滴沉积数量标准差均小于1.4个/cm~2;在不同施药量、车速随意变化的情况下,机具纵向均匀度变异系数均小于6%;车速在4~11 km/h范围内随机变化时,系统平均调节时间为0.72 s,平均超调量为2.1%,实际施药量与理论值相差1.3%。
少免耕播种机条带型行间侧抛清秸防堵装置研究

针对我国华北平原一年两熟区玉米秸秆覆盖地小麦少免耕播种机作业时存在易堵塞、种床清洁率低等问题,设计了一种条带型行间侧抛清秸防堵装置。对清秸防堵装置工作时秸秆抛撒特性进行理论分析,明确影响清秸效果的关键因素为侧倾刀弯折角、弯折线夹角和回转半径。以作业扭矩、抛土量和种床清洁率为指标,通过离散元仿真并结合旋转正交回归试验,确定了清秸防堵装置较优参数组合为侧倾刀弯折角25°、弯折线夹角30°、回转半径250 mm,此时种床清洁率为80.5%、作业扭矩为47.2 N·m、抛土率为15.8%。配合清秸防堵装置,分别设计了一沟双行种肥分施开沟器、V型土壤导流板等部件。其中种肥分施开沟器前方装有定刀,可与防堵装置形成动定刀切割,提高了防堵性能;V型土壤导流板夹角为130°,可将抛起的土壤颗粒反弹回种床,增加了回土量。田间播种试验表明,所设计的行间侧抛清秸防堵装置未发生堵塞和缠草现象,种床清洁率为82.7%,作业扭矩为298.2 N·m,作业质量稳定,满足少免耕播种作业国标和农艺要求。
2ZY-6型油菜毯状苗移栽机设计与试验

现有移栽机均以土壤流动为移栽的前提条件,不适应稻茬田黏重土壤,且作业效率较低。针对油菜机械化移栽的难题,采用油菜毯状苗的育苗方式,借鉴水稻插秧机的切块取苗原理,设计了2ZY-6型油菜毯状苗移栽机,该机可一次性完成切缝、移栽和覆土镇压等作业。切缝装置采用动力波纹圆盘,破茬能力强、沟型稳定,有利于后续秧苗对缝栽插;设计了机械液压式旱地仿形机构,可在不平土壤条件下实现栽深控制;设计了V型覆土镇压装置,通过具有夹角调节功能的V型对称布置的镇压轮锐角轮缘切土、侧向推土,挤压栽植缝壅土立苗;根据油菜移栽农艺要求,对栽植系统的关键部件和参数进行了优化设计,满足毯状苗油菜大面积、低回数切块取苗的要求。对整机进行了稻茬田和旱田两种土壤条件下的性能试验,结果表明,稻茬田土壤含水率为24.7%~30%时移栽效果较好,栽植合格率最大可达85.66%;旱田土壤含水率为17.6%~26.8%时移栽质量最优,栽植合格率最大可达87.01%;在稻茬田移栽时,机具前进速度应控制在1.15 m/s以内,在旱田移栽时,机具作业速度为0.8~1.2 m/s时均能满足油菜移栽要求。
播种机导种技术与装置研究进展分析

机械化播种是农业机械化的重要组成部分。机械化播种主要通过播种机将种子由种箱运移至种床合理位置,以确保种子行株距的分布均匀,为种子萌发、植株个体与群体生长发育创造良好的环境。机械化播种的技术核心是种子群的有序单粒化和单粒化状态的保持,即精量排种技术和种子平稳运移技术。种子由种箱运移至种床是一个多环节串联过程,导种环节是播种过程中使种子保持均匀有序状态入土的末端环节之一,既影响前序过程种子的有序状态,又决定后续种子田间分布的均匀性。本文根据物体自由度约束概念,将播种机导种划分为无约束导种、欠约束导种和全约束导种3种形式,系统阐述了3种导种技术与装置对种子运移的约束状态、技术特点和适用对象,结合国内外技术装备研究现状和机械化播种技术要求,指出了导种技术与装置的未来发展方向,为播种机导种技术研究与装置创新设计提供参考。
基于多光谱卫星模拟波段反射率的冬小麦水分状况评估

为及时掌握作物水分利用状况、评估作物水分亏缺和提高作物水分利用效率,在2012-2016年期间进行了不同水分处理的冬小麦田间试验,获取了冬小麦主要生育期冠层光谱和叶片含水量等数据。利用冬小麦冠层光谱以及Quickbird、IKONOS、GF-2、GF-1、Landsat8、HJ-1A/B、GF-4和MODIS卫星传感器光谱响应函数模拟卫星多波段反射率,参照归一化植被指数(Normalized vegetation index, NDVI)、比值植被指数(Ratio vegetation index, RVI)和差值植被指数(Difference vegetation index, DVI)的形式,将各卫星波段反射率两两组合,系统分析构建的植被指数与叶片含水量的相关性,探讨不同空间分辨率(2.44、4、8、30、50、250 m)波段组合及植被指数对作物水分状况和灌溉活动的响应能力。结果表明,NDVI、RVI和DVI 3种指数对作物水分敏感区域的分布类似;8个卫星的近红外波段与叶片含水量的相关系数为正,其余几个波段与叶片含水量的相关系数为负;NDVI(GF-1绿波段,GF-2绿波段)、RVI(GF-1绿波段,GF-2绿波段)和DVI(GF-2蓝波段,GF-4蓝波段)与叶片含水量相关性较好,决定系数R~2分别为0.776、0.774和0.886,以DVI形式构建的植被指数对叶片含水量的估算效果最好。本研究可为区域作物水分状况评估以及作物灌溉活动监测提供技术和方法支持。
基于供需视角的河南省耕地多功能评价与优化

针对耕地多功能评价供需混淆的问题,提出了耕地多功能供需理论框架,从供给和需求两个角度构建耕地多功能评价体系,采用全排列多边形图示法计算耕地多功能指数,分析了河南省耕地多功能供给需求空间差异,参考国家战略需求并以平衡供需为目标提出了耕地优化路径。结果表明:耕地多功能供给表现为其输出的产品和服务能力,耕地多功能需求是指人类对耕地所提供的各项产品和服务的消耗量;供给和需求均可分为生产、经济、生态、社会保障和景观文化5种功能。2017年河南省耕地多功能供给(多功能指数为0.678)相较于需求(多功能指数为0.723)表现出滞后性,其中仅景观文化功能为供过于求,且生态功能和社会保障功能供需失衡的城市数量最多。耕地多功能供给和需求总体呈现西北低、东南高的空间格局,豫东南部耕地多功能供需相对平衡,半山区耕地多功能供需失衡明显。根据国家战略规划与耕地多功能供需差异,将耕地优化路径分为功能转化、供给提升、耕地储备3种类型。本研究因地制宜地划分了耕地利用优化类型,可为实现区域耕地"三位一体"发展提供支撑。
地下水超采区农业种植结构与作物耗水时空演变研究

针对河北省受农业生产活动和降水量变化影响,社会用水与水资源承载能力严重失衡的问题,基于河北省水资源变化特征,利用Penman-Monteith公式和作物系数法计算区域主要作物需水量,分析种植结构变化对灌溉需水量的影响。结果表明:进入21世纪以来,河北省水资源总量、地表水资源量和地下水资源量比1956-2017年年均值分别减少22.36%、42.15%和9.01%,地下水开采量和农田灌溉量逐年下降,但地下水超采量仍高达3.31×10~9 m~3,典型深层地下水漏斗区地下水位埋深依然处于60.34~70.46 m。同一作物年际间的需水量呈现弱降低趋势,蔬菜、水稻、水果、棉花、薯类、冬小麦、油料、大豆、玉米和谷子的需水量依次降低,分别为750.56~893.09 mm、698.25~832.60 mm、653.93~773.28 mm、506.30~634.23 mm、481.42~594.37 mm、401.66~504.60 mm、406.26~510.68 mm、335.28~429.74 mm、309.72~399.54 mm、269.94~345.77 mm。冬小麦的水分亏缺指数最高,为0.72;蔬菜、水稻和水果的水分亏缺指数依次降低,分别为0.47、0.46和0.36。冬小麦、蔬菜和水果年均灌溉需水总量分别占作物总灌溉需水量的46.87%、12.94%和12.24%。与1980-1989年相比,2010-2017年蔬菜和水果种植面积分别增加了186.01%和59.98%,灌溉需水量相应增加了143.75%和18.91%,而其他作物灌溉需水量均有所降低,蔬菜和水果种植面积增加成为农业灌溉需水量保持高位运行的主导因素。从实现主要农产品供需平衡、水资源平衡和国家粮食安全考虑,大幅减少高耗水作物(蔬菜和水果)种植面积是未来降低作物灌溉总需水量的有效途径。在保证京津冀市场需求的基础上,河北省蔬菜和水果的种植面积分别缩减至1.72×10~5、1.97×10~5 hm~2,年灌溉总需水量可减少3.31×10~9 m~3。
滴灌下生物质改良材料对盐渍土水盐氮运移的调控效应

为探究生物质改良材料对滴灌盐渍土水、盐、肥运移过程的调控效应,采用土箱模拟试验,研究了水肥一体化滴灌条件下,生物炭和腐殖酸两种改良材料对盐渍土水、盐、氮运移和再分布过程及其时空分布特征的影响规律。结果表明:在滴灌条件下,盐渍土壤水盐的时空动态变化表现出明显的水分入渗驱动的盐分运移过程和蒸发扩散驱动的水盐再分布过程;铵态氮含量在时间上表现出先增大、后减小的变化趋势,在空间上的运移再分布特征较弱;硝态氮含量初始时空分布表现出与水盐相似的运移特征,受铵态氮硝化作用的多重影响,后期空间分布与铵态氮空间分布相似;生物炭通过提高土壤饱和导水率,增大了入渗阶段土壤水、盐、氮的运移速率和分布范围;腐殖酸通过提高土壤田间持水率增大了再分布过程土壤水、盐、氮的分布范围和强度,同时其对尿素的水解和硝化过程表现出更强的抑制效果。应用生物质改良材料在改变土壤物理性状进而调控滴灌土壤水盐运移的同时,还影响土壤氮素转化运移过程及其分布,这为水肥一体化滴灌盐渍农田的节水、控盐、减肥治理提供了理论基础。
摇枝式油茶果采摘机设计与试验

针对油茶果机械化采摘漏采率高、损伤率大的问题,设计了一款摇枝式油茶果采摘机。根据摇枝式采摘工作原理,完成了关键部件的结构设计,计算分析了采摘头夹持油茶枝的夹持力,对油茶枝和油茶果振动过程进行力学分析,建立力学方程并求解。结果表明,夹持油茶枝时最大压力为2 826 N,振动对树枝产生的径向力约为57.5 N、法向力约为78.2 N,夹持和振动都不会对枝条造成损伤。为保证采摘机安全性,对横梁架进行了静力学分析,经计算其弯曲变形为0.000 5 mm,远小于最大许用弯曲挠度。设计了四因素三水平正交试验,结果表明,最佳作业参数组合为:采摘装置的采摘时间10 s、电机输出频率35 Hz、采摘头的振幅5 cm及采摘爪的夹持位置(夹持油茶枝的夹持中心到油茶树冠层距离)10~20 cm,此时油茶果采净率为95.2%,花苞损伤率为17.2%。对摇枝式油茶果采摘机进行了田间试验,对枝条的损伤基本符合采摘要求。
考虑压力效应的液压缸摩擦模型研究

应用经典摩擦模型描述液压缸摩擦力时,由于未考虑油液压力效应对摩擦力的影响,模型预测效果欠佳。为了克服该问题,引入压力影响系数和动态摩擦时间常数,基于Stribeck和广义Maxwell滑动模型(GMS)提出了改进的稳态摩擦模型(P-Stribeck)和动态摩擦模型(P-GMS)。搭建了伺服阀控液压缸系统摩擦特性测试实验台,在不同密封形式、不同缸径、不同负载、不同加速度及频率下进行了液压缸往复运动摩擦特性测试。采用智能遗传算法,利用液压缸测试实验台采集的进出口压力、位移、速度、摩擦力等数据,分别采用改进的稳态摩擦模型和动态摩擦模型进行参数辨识和模型检验。对不同复杂工况下实验数据与经典摩擦模型以及所提出的改进模型的预测结果进行对比和误差分析,结果表明:P-Stribeck模型预测液压缸稳态摩擦力的精度明显优于Stribeck模型,P-GMS模型预测液压缸动态摩擦力的精度优于GMS摩擦模型,从而验证了所提出摩擦模型的有效性。
油菜基质块苗移栽机取苗装置设计与试验

针对现有油菜基质块苗取苗装置在取苗过程易脱苗和基质损失率高等问题,设计了一种往复夹取式取苗装置。根据垂直苗盘取苗、平行铅垂线投苗的取苗臂位置要求,确定了取苗装置各构件尺寸关系,构建了取苗臂的运动学模型,得出其位移方程及相对运动轨迹。以减小取苗轨迹水平间距及取苗轨迹高度为优化目标,基于Matlab软件优化取苗装置各构件参数为:主动杆长度75.10 mm,取苗臂长度335.26 mm,从动杆长度100.42 mm,机架长度171.32 mm,该参数组合下,取苗轨迹水平间距为173.20 mm,取苗轨迹高度为29.56 mm。构建了取苗回程苗块的动力学模型,分析了苗块临界脱苗方程,结合苗块力学特性参数测定试验,得出最小取苗夹持力为7.07 N,确定了末端执行器气缸缸径为20 mm。应用ADAMS软件获得仿真取苗轨迹,运用高速摄影技术测定实际取苗轨迹高度和取苗轨迹水平间距,经对比分析,实际值与理论值、仿真值的相对误差均小于3%,验证了取苗装置设计的合理性。台架试验表明,取苗成功率为93.33%,脱苗率为2.86%,基质损失率为3.75%,满足油菜基质块苗移栽要求。
鲜食玉米果穗收获负压除杂装置参数优化与试验

针对现有鲜食玉米收获机在收获果穗时,果穗中含有茎叶等杂质,影响运输、贮存和后续加工等问题,采用轴流风机负压除杂技术去除果穗中的茎秆和茎叶等杂质,同时在除杂装置内增加动、定刀,切碎杂质,便于后续的打包回收利用,并对风机负压除杂装置进行了性能分析和参数优化。通过对动、定刀进行动力学分析,对动、定刀数和刀间隙进行分析,确定了该装置的风机转速范围为1 326~1 573 r/min,动、定刀间隙20 mm,定刀数为3~8。采用二次回归正交组合试验方案,以风机转速、定刀数、喂入量为试验因素,以果穗含杂率和茎秆切碎长度合格率为试验指标进行台架试验,通过分析各因素对指标贡献率,得到影响茎秆切碎长度合格率的主次顺序为喂入量、风机转速、定刀数,影响果穗含杂率的主次顺序为风机转速、喂入量、定刀数。建立了参数优化数学模型,利用Optimization模块优化得出,当风机转速为1 524 r/min、单排定刀数为4、喂入量为7.6 kg/s时,茎秆切碎长度合格率为96.8%,果穗含杂率为0.69%。对优化后的参数组合进行了5组验证试验,得到茎秆切碎长度合格率平均值为96.2%,果穗含杂率平均值为0.71%。相比于传统收获机,该装置使果穗含杂率降低了23.3%,说明该优化参数能够满足鲜食玉米果穗收获和茎叶青贮相关技术要求。
基于PID算法的高频间歇供肥系统设计与试验

在液态肥寻种对靶点施系统中,液态肥需满足在高频间歇喷施时压力波动较小且在间歇喷射频率发生变化时仍能保证压力稳定的要求,为此设计了基于PID算法的高频间歇供肥系统。设计了供肥系统硬件电路和软件程序,对管路压力进行采集与控制,并设计了可方便设置作业参数和显示实时作业状况的人机交互界面。采用临界比例度法对PID算法进行参数整定,经实际试验调整后确定PID算法的比例系数、积分系数和微分系数分别为4、0.079和0.012,对采用和不采用PID算法的供肥系统压力变化情况进行了对比试验,结果表明,采用PID算法的供肥系统压力更加稳定。为评价基于PID算法的供肥系统在不同作业速度和压力设定值下的压力稳定性能,选取管路压力的最大误差、平均误差和标准差为试验指标,进行了台架试验。结果表明,供肥系统压力的最大误差、平均误差和标准差分别不大于6.49%、1.54%和0.40 MPa,满足液态肥寻种对靶点施系统对于管路压力稳定性的要求。
基于鲁棒反馈线性化的联合收获机割台高度控制策略

谷物联合收获机割台高度控制非常重要,有效的割台高度控制有助于提高喂入量的稳定性、降低整机各环节的负荷波动。本文提出一种基于鲁棒反馈线性化的割台高度控制策略,该方法可以使割台跟随地面起伏进行俯仰控制调节。首先,基于割台结构和动力学分析建立系统数学模型,选取正弦角度的近似约简条件,将多变量的复杂非线性系统线性转换为典型的非线性系统;通过分析传统的反馈线性化控制研究可控仿射的模型构建方法,在集成鲁棒优化设计控制器基础上,提出鲁棒反馈线性化(Robust feedback linearization,RFL),通过构建灵敏度方程、选取增益来稳定系统;选取液压控制机构,根据控制液压输出的电流参数设计为基于鲁棒反馈线性化控制系统的控制器。将传统的PID控制和本文提出的鲁棒反馈线性化控制进行对比实验,结果表明,在不同行驶速度、地形正弦振幅和地形周期条件下,鲁棒反馈线性化控制下的高度误差均小于传统的PID控制;以3种不同行驶速度在同一起伏地面上行进,鲁棒反馈线性化控制下的高度误差受行驶速度增加的影响小于传统的PID控制。
构建油菜种床合理耕层的驱动型犁旋联合耕整机研究

针对长江中下游稻油轮作区多年采用传统机械耕整导致耕层变薄、犁底层增厚和土壤粘重板结,影响油菜根系生长等问题,提出了适应油菜生长的"深翻埋茬,上松下紧"种床合理耕层方式;结合油菜种床合理耕层构建及水旱轮作耕整作业要求,设计了一种主动对置式犁耕与旋耕碎土相结合的联合耕整作业方案,设计了具有切翻埋茬(草)、旋耕碎土、平整开畦沟等功能的驱动型犁旋联合耕整机,确定了驱动型圆盘犁的结构布局和旋耕刀的类型及排布,并设计了中间开畦沟的仿靴形锐角开沟器。田间试验表明,驱动型犁旋耕整机耕作深度为150~230 mm,耕深稳定性系数为90.4%,仿靴形锐角开沟器在中间开畦沟区域能开出满足要求的梯形沟,沟宽为200~400 mm,沟深为205.6~250.0 mm。整机作业后厢面平整度为15.25~18.60 mm,碎土率为80.52%~88.43%,植被埋覆率为92.3%,厢面单幅宽度为852~956 mm。各项性能指标均满足油菜种床合理耕层构建及水旱轮作耕整要求。
基于大数据思维的铀资源样本集合建设方法研究及试验

铀资源数据获取能力的快速提高,迫切要求铀资源预测的思维和方法也应有所创新。文章通过对比分析现有成功的大数据和智能应用案例,结合铀资源勘查专业领域数据特点,提出了铀资源样本集合建设的整体方案。以二连盆地砂岩型铀资源数据作为试验数据,讨论了铀资源正负样本集合的建设方法,并分析了下一阶段铀资源勘查数据挖掘和机器学习的研究方向。
满洲里南部阿敦楚鲁地区变质岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

为探讨满洲里南部地区基底岩石的变质时代,笔者对满洲里南部阿敦楚鲁地区基底变质岩中条带状混合岩和混合花岗岩开展了岩石地球化学和年代学研究,结果表明:该变质岩总体上属于硅过饱和型,富碱、富铝(10.76%~12.61%),贫MgO(1.50%~2.26%)、Fe_2O_3(0.46%~1.38%),轻、重稀土元素具有一定的分馏现象,铕负异常明显,富大离子亲石元素。锆石SHRIMP U-Pb法测得变质岩年龄为(378.0±3.8)Ma和(295.6±7.2)Ma,这是在该区首次发现的晚古生代变质岩年龄数据,说明本区在中泥盆世和早二叠世发生了两期区域变质作用。阿敦楚鲁地区变质岩的元素地球化学特征具有碎屑沉积特征,结合区域地质背景推测其原岩是以砂岩为主的碎屑岩。区内晚古生代变质岩的发现,反映了西伯利亚板块和华北板块碰撞拼合过程中的两次热事件,同时也指出满洲里南部地区基底变质岩成岩时代偏新,不利于火山岩型铀成矿。
页岩热模拟过程中液态烃含量变化及对物性的影响

页岩热模拟演化过程中,液态烃含量及赋存状态的变化是深入研究页岩孔隙演化和储层表征的重要内容。对川西北广元上寺剖面低成熟大隆组页岩进行半封闭体系热模拟实验,并对原岩及热模拟样品进行氩离子抛光扫描电镜观察、热模拟样品及其萃取液态烃后的样品开展低温氮气吸附实验。结果表明,低成熟大隆组页岩中有机孔不发育,随着热模拟温度的增加,有机孔开始发育、数量增多、孔径变大,比表面积和微孔体积显著增加且与热模拟温度具有较好的线性正相关性,但中、大孔体积随热模拟温度增加并未表现出明显的变化规律;TOC减少量与比表面积和孔隙体积之间具有较好的正相关性,说明有机质转化为油气过程中微孔数量显著增加。扫描电镜揭示液态烃主要赋存在页岩的晶间孔及已生成的有机孔内;随着热模拟温度增加,液态烃呈现先显著增加后急剧降低的现象,在热模拟温度为325 ℃和340 ℃时,液态烃具有最高含量,在热模拟温度450 ℃以后,液态烃的含量可忽略不计。萃取液态烃后,样品的氮气吸附能力普遍增强;热模拟样品的孔隙呈单峰型分布,孔峰分布在14.36~23.56 nm,而萃取样品的孔峰向更小的孔隙移动,分布在12.05~22 nm。萃取后样品的比表面积、微孔和中孔体积比热模拟样品显著增加,且比表面积和微孔体积与热模拟温度之间的相关性变好,反映了液态烃主要赋存在泥页岩的微孔及部分中孔内。
河套盆地临河坳陷及其周边地区中-新生代成盆演化特征

河套盆地经历40余年勘探,近期获得重大突破,吉华2X井和松5井高产油流证明临河坳陷内中-新生代层系具有较大的勘探潜力,因此开展中-新生代盆地构造演化研究,对分析沉积充填过程与圈闭形成条件具有借鉴意义。通过野外露头调查、岩心观察、地球物理资料解释及构造演化阶段分析等综合研究认为:临河坳陷及周边地区中-新生代发育挤压、伸展、走滑和反转等多种构造变形样式,经历了挤压拗陷(早白垩世李三沟组沉积期)、拗-断转换(早白垩世固阳组沉积期)、隆升剥蚀(晚白垩世-古新世)、弱断陷(始新世-渐新世)、强烈断陷(中新世-上新世)和走滑改造(更新世-全新世)等多期构造演化阶段,盆地类型属于多旋回叠合盆地。建立了早期差异挤压、晚期差异伸展叠加盆地成因模型。
多极子声波测井的裂缝识别与评价

多极子声波测井在油田应用广泛,对地层裂缝进行评估和分析是其一个重要应用。简要介绍了多极子声波测井在裂缝识别中的国内外研究现状,并简述了多种现有的利用多极子声波测井资料评价裂缝的新方法。以鄂尔多斯盆地X井区实际的多极子声波测井资料处理为例,利用纵横波时差比判断裂缝倾角、井孔模式波声衰减判断裂缝倾角和有效性、斯通利波反射系数确定裂缝位置。利用横波时差各向异性和快慢横波频谱差异估计裂缝发育程度、快横波面方位确定裂缝走向。结合实际电成像测井资料进行了进一步的对比和验证,并对上述方法在裂缝评价中的作用与干扰因素进行了归纳总结。综合应用多种方法进行裂缝识别,可以获取更多的裂缝参数,克服单一方法的部分多解性,从而使基于多极子声波资料的裂缝评价更加准确合理。
泥岩与页岩地化特征对比--以鄂尔多斯盆地安塞地区延长组7段为例

鄂尔多斯盆地安塞地区,延长组7段(长7段)发育优质的页岩与泥岩烃源岩。开展泥岩与页岩的区别研究,有助于评价页岩与泥岩的品质,识别它们对油气资源的贡献。基于25口重点探井开展了岩心描述工作,同时选取泥岩及页岩样品共计81块开展地球化学测试与分析,以获得泥岩与页岩的地化特征并开展差异性对比。结果表明,长7段泥岩与页岩均处于热成熟生油的热演化范围、有机质丰度均达到好烃源岩标准、页岩有机质类型以Ⅰ型与Ⅱ_1型为主,而泥岩有机质类型以Ⅱ_1与Ⅱ_2型为主。在页岩与泥岩的地化特征对比上发现,页岩有机质丰度显著高于泥岩,其中最主要的影响因素是有机碳含量大于4%的页岩样品数量较多;页岩有机质类型更偏于生油,其中最主要的影响因素是高氢指数的腐泥质组分相对丰富;页岩的游离烃、热解烃以及生烃潜量均优于泥岩,但页岩中孔隙及微裂缝对游离烃的统计影响更大;由于页岩孔隙及微裂缝更容易发育,泥岩对烃类的滞留能力可能更强,而页岩中烃类的排运相对容易;泥岩与页岩的生标参数并无显著差异。
中扬子地区龙马溪组页岩有机质孔隙发育特征及控制因素--以湖南省永顺地区永页3井为例

以焦石坝气田为代表的上扬子地区龙马溪组页岩气勘探和开发已经取得了巨大成功,但是中扬子地区龙马溪组中的页岩气勘探潜力尚不明确。文章通过对湖南省永顺地区永页3井页岩有机质孔隙发育特征和主控因素进行分析,以此为中扬子地区龙马溪组页岩储集性能评价提供参考。永页3井龙马溪组页岩发育典型海相有机质,TOC分布在0.65%~3.81%(平均为1.87%),具有高-过成熟阶段、孔隙度低(平均孔隙度为2.06%)的特征。通过氩离子抛光+扫描电镜技术对样品有机质孔隙进行了系统的观察,结合能谱测试结果和JMicroVision软件图像处理对有机质孔隙特征参数进行了统计与分析,提出了一种基于SEM图像的有机质孔隙连通性表征方法。结果表明,该井龙马溪组页岩中有机质主要为孔隙相对发育的迁移有机质和孔隙发育较差的原生有机质;有机质孔隙的发育存在非均质性,在成因上主要受控于有机质显微组分、有机碳含量以及粘土矿物含量等因素,较高热演化程度下适当的有机碳含量是有机质孔隙发育的关键因素。
页岩气资源评价方法研究进展与发展方向

基于资评方法的原理和评价思路,目前页岩气资评方法可划分为静态法、动态法和综合法三大类。静态法包括成因法、统计法和类比法3类,每类方法下又包括若干种具体评价方法。国外常用统计法和动态法开展页岩气可采资源量的计算,而国内主要采用统计法中的体积法和类比法开展页岩气地质资源量评估。文章系统阐述了各资评方法的适用性、优缺点和取得的主要进展。随着我国页岩气勘探开发进程的深入,静态法和动态法页岩气资源评价均取得了较大进展;综合法进展相对缓慢。文中指出,页岩气资源分级评价和空间分布预测、页岩气资评刻度区建设和大数据应用技术以及多方法综合应用的资评方法体系是未来页岩气资源评价发展的主要方向,下一步要尽快完善适合中国页岩气勘探现状的页岩气经济评价和生态环境评价方法体系。
塔里木盆地顺北5号断裂带北段奥陶系油气成藏期次及其控制因素

在塔里木盆地顺北地区,顺北走滑断裂对断溶体油气藏具有重要的控制作用。对顺北5号断裂带北段奥陶系储层方解石脉的期次进行识别和划分,通过流体包裹体技术厘定油气成藏期,结合断裂活动性分析揭示走滑断裂对油气成藏期的控制作用。研究表明顺北5号断裂带北段奥陶系储层中发育3期方解石脉体,其中第2期方解石脉形成于志留纪末期。储层中沥青和流体包裹体发育特征揭示研究区存在两期油充注。第1期油充注发生于第2期方解石形成之前,推测是加里东晚期,后在海西早期遭到破坏。第2期充注时间为海西晚期-印支期,距今约260~230 Ma,为奥陶系断溶体油藏的主成藏期。顺北5号断裂带活动性研究结果,指示油气充注和破坏时间与顺北5号断裂活动时期具有很好的对应关系,说明顺北地区走滑断裂活动史是控制油气成藏时期的主要因素。
断溶体储层类型识别、预测及发育模式探讨--以塔里木盆地塔河十区TH10421单元为例

断溶体油藏是近年来塔里木盆地研究的热点和难点,断溶体储层内部的非均质性是制约开发效果的关键。以塔里木盆地塔河十区TH10421单元为例,基于测井及地震高频属性分析,将断溶体内部储集体划分为4类:洞穴型、溶蚀孔洞型、裂缝-孔洞型和裂缝型。其中洞穴型和溶蚀孔洞型是断溶体内部最主要的储集体类型,裂缝-孔洞型及裂缝型是大型洞穴发育的前期阶段和重要沟通条件。研究结果表明,断溶体的储集体从裂缝-孔洞-洞穴的发育过程体现了溶蚀程度由外到内逐渐增强,其中走滑断裂产生的多级裂缝是加速溶蚀的重要因素。断溶体内部每种储集体类型均对应不同的测井、地震响应特征,地震结构属性能够较为清晰的预测断溶体内部不同储集体的分布关系,进一步佐证了断溶体发育模式。该研究对深化断溶体形成过程的理解具有一定推动作用,也为此类油藏开发提供地质借鉴。
塔里木盆地顺北油气田1号和5号断裂带奥陶系油气藏特征

综合运用油气地球化学分析技术对顺北油气田1号和5号主干断裂带奥陶系油气藏进行研究,并结合油气物理性质和烃类相态特征等数据资料来开展不同断裂带上油气藏特征精细对比,从而探讨不同断裂带油气藏特征差异成因。结果表明,两条不同断裂带油气藏的油气源特征相似,均来自于还原性较强的腐泥型生烃母质,且均处于高成熟演化阶段,但顺北1号断裂带为未饱和挥发油藏,顺北5号断裂带为未饱和轻质油藏,1号断裂带油气成熟度明显高于5号断裂带。两条断裂带油气藏特征出现差异主要与顺北地区不同的油气充注过程和后期改造作用有关:顺北地区可能存在3期油气充注,5号断裂带油气藏为前两期油气的混合充注,最早一期油气遭到破坏,以第二期油气充注为主,而1号断裂带油气藏以最晚的第三期油气充注为主;两条断裂带油气藏均未经历明显的热裂解作用,但是1号断裂带原油经历轻微的硫酸盐热化学还原改造作用(TSR),而5号断裂带早期充注原油经历过生物降解作用(BSR)。不同的油气充注过程是导致顺北地区不同断裂带油气藏特征差异的主要因素。
塔里木盆地哈拉哈塘地区奥陶系良里塔格组古地貌与岩溶洞穴特征

塔里木盆地哈拉哈塘地区奥陶系良里塔格组发育典型的表生岩溶体系,形成特征性的喀斯特地貌及地下岩溶洞穴系统。首先利用地震资料表征了良里塔格组顶部喀斯特地貌,然后应用岩心、镜下及测井资料研究了地下岩溶洞穴系统的基本特征,并通过RMS振幅和方差融合技术刻画了岩溶洞穴系统的展布。结合本区地质背景,探讨了岩溶体系发育的控制因素。研究表明,良里塔格组顶部喀斯特发育岩溶高地、岩溶斜坡、岩溶槽谷和落水洞等地貌要素,不同的地貌要素具有不同的分布特征;其内部岩溶洞穴系统发生垮塌、充填及压实,岩溶洞穴通道呈直线形态并交织成复杂网状。控制该区岩溶体系发育的因素有:低水位期海平面下降、先存断裂及裂缝、地表河流体系。
渤海海域渤中凹陷渤中19-6深层潜山凝析气藏的充注成藏过程

综合凝析油的地球化学特征、周缘洼槽烃源岩生烃史、流体包裹体岩相学观察、均一化温度及含油包裹体的石英颗粒的频数(GOI),分析了渤中19-6地区深层凝析气的来源及充注成藏过程。研究表明:潜山凝析油气的热成熟度高,对应的烃源岩R_o约1.3%。轻烃、碳同位素组成与生物标志物参数分析表明凝析油气来源于油型母质,即沙河街组烃源岩。烃类包裹体主要分布于石英微裂隙,少量分布于加大边。液态烃类包裹体呈黄绿色及蓝白色荧光,GOI值高达80%,揭示高的原油充满度。渤中19-6深层潜山凝析气藏表现为近源、早油晚气连续充注,其中原油充注在明化镇组下段时期(12~5.1 Ma),天然气大量充注时间为明化镇组下段沉积末期甚至更晚的时期(5.1~0 Ma)。尽管新构造运动期油气垂向调整显著,但烃源岩快速熟化与近源强充注是构造活化区深层潜山动态富集的重要物质基础。
柴达木盆地北缘断裂(锡铁山段)的构造地貌特征与晚第四纪活动速率

柴达木盆地北缘断裂是控制柴达木盆地东北部的边界活动断裂,对其晚第四纪的活动性进行研究对于理解南祁连山地区的应变分配模式以及该地区断裂向柴达木盆地内部的挤压扩展过程具有重要意义。文中通过遥感解译、地质考察、开挖探槽、GPS地形剖面测量及OSL测年等开展了相关研究,结果表明:柴达木盆地北缘断裂锡铁山段的遥感影像线性特征明显,存在一系列断层陡坎、断层三角面、水系扭错等地貌现象,是一条以走滑为主、逆冲为辅的全新世活动断裂。综合分析锡铁山镇西和全集河东2处不同期次洪积扇的垂直位错以及相应地貌面的年龄,并通过实测该区地貌面的水平、垂直位错数据,得到该断裂全新世晚期(3.2ka BP)以来的水平滑动速率为1.81 ~ 2.1mm/a,平均逆冲速率为0.33~ 0.38mm/a。
NO_2胁迫下38种园林植物的形态伤害指数分析

【目的】明确38种园林植物在NO_2胁迫下叶片的可见伤害症状和伤害指数。【方法】采用一种实时监测熏气装置研究NO_2熏气在高浓度短时间内对叶片的伤害症状进行观察测定。【结果】NO_2胁迫下不同植被类型表现出的受害症状不一,其中,部分植物熏气全程伤害症状不明显,如金边菖蒲Acorus tatarinowii;部分植物叶缘出现黄斑、失绿,如欧洲鹅耳枥Carpinus betulus;少数植物叶面呈现水渍状,如小叶黄杨Buxus sinica var.parvifolia;部分植物叶面出现黄斑,如夏蜡梅Calycanthus chinensis。银杏Ginkgo biloba和金叶银杏Ginkgo biloba ‘Wannianjin'叶缘出现黄斑或失绿。随着伤害程度的加剧,失绿斑进一步转化为浅褐色、黄褐色、褐色及黑褐色伤斑;伤害区域与健康区域间有明显的界线;部分植物嫩叶首先出现萎焉、卷曲和失绿,如洒金桃叶珊瑚Aucuba japonica ‘Variegata';有的植物全株发黄,受害较重的植物如熊掌木Fatshedera lizei等;甚至叶片脱落,如彩叶杞柳Salix integra ‘Hakuro Nishiki'。叶片伤害指数是从表观现象上衡量NO_2胁迫对园林植物的伤害程度。 【结论】草本中,金边菖蒲伤害指数最小,为1.47%;灌木中,夏腊梅伤害指数最小,为8.53%;乔木中,欧洲鹅耳枥伤害指数最小为13.53%。该研究结果为道路绿化植物定向功能化应用和植物配置提供一定的理论依据。
跑道型差动式涡流探头设计及其性能研究

针对传统差动式涡流探头几何尺寸大、缺陷检测灵敏度低的问题,在传统差动式涡流探头的基础上,设计了一种跑道型差动式涡流探头。它由激励线圈包裹2个尺寸相同、反向连接的感应线圈而构成。首先,利用COMSOL Multiphysics仿真软件建立了跑道型差动式涡流探头模型,比较了跑道型差动式涡流探头与传统差动式涡流探头涡流场分布的差异,并研究了在不同缺陷深度、不同扫查角度下2种差动式涡流探头的检测灵敏度。接着,制作了跑道型差动式涡流探头实物和碳钢板缺陷试件,利用试验测试的方法比较了跑道型和传统差动式涡流探头的检测灵敏度。试验结果表明,与传统差动式涡流探头相比,跑道型差动式涡流探头具有更紧凑的结构、更高的缺陷检测灵敏度。研究结果可为小尺寸、高精度差动式涡流探头的优化设计提供参考。
贯流式水轮机调速器的机械结构和液压系统设计

贯流式水轮机调速器的机械结构和液压系统设计具有一定的特殊性。为提高贯流式水轮机调速器的控制性能,以重庆潼南水电站的贯流式水轮机调速器为研究对象,对其机械结构和液压系统进行设计。首先,介绍了新设计的调速器液压系统的主要机械元件及其主要调节功能和特点。然后,重点分析了具有自复中功能的主配压阀和满足贯流式水轮机组关闭要求的事故配压阀的结构与功能;同时,提出了一种基于流量与压降关系的主配压阀选型设计方法,并对其衬套控制窗口的形状进行了分析。最后,通过调速器现场性能试验验证了其机械结构和液压系统设计的合理性。研究结果可为水轮机调速器及液压系统的设计提供参考。
焊接热输入对高速动车组转向架侧梁焊接变形的影响及优化

转向架构架是高速动车组(electric multiple units, EMU)的重要承载部件,其侧梁的焊接质量直接关系到列车运行的平顺性及安全性.为了研究焊接热输入对转向架侧梁焊接变形的影响,在侧梁结构中提取了曲线T形接头模型,以熔化极气体保护电弧焊(gas metal arc welding, GMAW)的焊接速度、焊接电流和焊接电压为研究对象,基于热机耦合仿真分析方法和具有交互作用的正交试验设计(design of experimental, DOE)方法建立代理模型,采用粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)获得了最优的焊接工艺参数组合.在此基础上,基于极差分析和方差分析(analysis of variance, ANOVA),进一步讨论了上述工艺参数对焊接热输入和焊接残余变形的影响.结果表明,采用最优工艺参数的曲线T形接头模型焊接角变形比采用原生产工艺参数的结果降低了5.04%,采用最优工艺参数的侧梁模型可以保证上下盖板焊接残余变形满足平面度不大于1 mm的要求,无需焊后调平.
元素Nb对TiNbV微合金钢CGHAZ组织与冲击韧性影响

利用焊接热模拟研究Nb元素含量对TiNbV微合金钢焊接热影响粗晶区(CGHAZ)组织和性能的影响.低铌钢和高铌钢在经历焊接热循环后微观组织构成及晶粒尺寸有显著差异.Nb元素含量为0.005%时焊接CGHAZ组织为铁素体和针状铁素体以及珠光体,大角度晶界和小角度晶界的晶粒比例相当,焊接CGHAZ晶粒尺寸粗大不均匀.随着Nb元素含量的增加,大角度晶界的晶粒数量有所增加,晶粒得到细化.但是,针状铁素体形成受到抑制,CGHAZ中贝氏体含量增加.微合金钢中贝氏体的形成对焊接CGHAZ冲击韧性的下降起主导作用, Nb元素的含量控制在合适范围内(~ 0.02%),才可以保证CGHAZ具有良好的冲击韧性.
严寒条件下X80钢管道全自动外焊焊缝组织与性能

在-30 ℃严寒环境下进行了X80管线钢MAG电弧多层多道焊接试验,研究了22 mm厚管线钢焊接接头的显微组织、拉伸性能、显微硬度以及低温冲击韧性.结果表明,在严寒条件下采用高强韧焊丝获得的接头,其焊缝组织组成主要为针状铁素体和先共析铁素体,粗晶区存在大量板条状贝氏体铁素体;焊接接头硬度呈“M”形分布,粗晶区的大量板条状贝氏体铁素体是该区域显微硬度值最大的主要原因;焊接接头的平均抗拉强度为684 MPa,具有延性断裂的典型特征;接头韧性薄弱区集中于焊缝区域,其平均冲击吸收能量为83 J.与常温焊接相比,由于严寒条件焊接提高了冷却速度,促进了针状铁素体和M/A岛状组织的析出,严寒条件下接头的抗拉强度和显微硬度增加,但焊缝区域低温断裂韧性显著下降;同时,严寒条件下施焊更易产生气孔缺陷.