山西农业科技区域合作发展与模式研究

农业科技区域合作是我国农业科技发展的重要组成部分,利用区域科技合作提升农业自主创新能力已成为农业科技发展的重要趋势.通过山西省的一些具体案例,阐述了农业科技区域合作在山西农业转型和产业升级换代中的重要作用,分析了山西省已具备的开展不同级别农业区域科技合作的基础和条件,并在全方位分析的基础上提出了山西省农业科技区域合作的模式及相关对策.     

高锰酸钾改性对活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响

采用KMnO4溶液在回流状态下对颗粒活性炭进行改性,得到新的改性炭。考察了高锰酸钾浓度、pH值、投加量、吸附时间对Cr(Ⅵ)去除率的影响,并测得吸附等温线。结果表明:改性炭对Cr(Ⅵ)的吸附在低pH值时效果更好,且当KMnO4浓度为0.03～0.04mol/L时,得到的改性炭吸附性能非常好;在pH值为4.0及25℃条件下,AC-3(吸附剂编号)对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量比AC-0提高了11.6%;当温度由25℃升高到40℃时,AC-3对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量提高了28.0%;改性炭对Cr(Ⅵ)的吸附作用符合Langmuir方程。     

深埋隧洞岩爆主动防控作用机制与效果

深埋隧洞强岩爆灾害是制约隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)安全高效掘进的关键因素之一,主动防控已成为控制岩爆风险的重要技术手段。该文针对滇中引水工程香炉山深埋隧洞TBM段施工期可能面临的硬岩岩爆问题,在考虑施工因素的情况下,开展超前应力解除爆破和超前导洞数值仿真研究,分析了岩爆主动防控作用机制及不同施工参数下的应力和能量释放效果。结果表明：超前主动防控通过预先集中掌子面前方岩体应力,实现TBM二次开挖时的应力“削峰”,避免能量突然聚集,从而降低岩爆风险;超前应力解除爆破适合局部针对围岩的应力释放,相较于增大外插角,增加超前爆破孔数量对减弱岩爆风险效果更加明显;超前导洞整体应力和能量释放效果更佳,影响范围更大,且增大超前导洞的洞径和长度有助于进一步降低岩爆风险。主动防控方法及具体施工参数需依据实际的岩爆风险等级和现场条件进行确定。     

不同性别南方型黑杨无性系叶片对土壤短期间歇性干旱的生理响应

【目的】全球气候变化背景下南方型黑杨(Populus spp.)栽培区的干旱问题日渐严重,限制了人工林的生产力提升。研究南方型黑杨应对土壤短期间歇性干旱的性别生理响应差异,探讨不同性别黑杨的干旱适应能力及策略,为基于性别的黑杨造林无性系选择提供参考。【方法】以南方型黑杨栽培区重点推广的4种雌性和3种雄性黑杨无性系当年生扦插苗为研究对象,采用盆栽控水的方式进行土壤短期间歇性干旱(干旱—复水—干旱)处理,通过对比分析不同性别无性系在土壤短期间歇性干旱过程中叶片质膜稳定性、渗透调节、抗氧化系统,以及光合色素等生理指标的变化,分析南方型黑杨在叶片生理响应和干旱耐受性方面应对土壤短期间歇性干旱的性别差异。【结果】受土壤干旱影响,雌、雄黑杨叶片均出现电导率上升、丙二醛和游离脯氨酸含量以及抗氧化酶活性升高、叶绿素含量下降等现象,表明叶片膜和光合系统受到一定损伤,而复水(解除干旱)后均恢复至正常水平。但雌、雄黑杨在生理响应的水平和模式方面存在一定差异：雌性黑杨在干旱胁迫时叶片抗氧化酶活性波动较大,叶绿素和脯氨酸含量维持较高的水平,而复水后叶绿素含量可以快速恢复,但膜脂过氧化程度维持较高水平;雄性黑杨在干旱胁迫时通过保持较高的细胞膜稳定性和稳定的抗氧化酶活性以提高抗旱性,同时降低叶绿素含量以减少水分损耗。表明在干旱条件下,雌性黑杨继续维持一定的光合和生长能力,但抗旱能力较低,而雄性黑杨相应具有较强的干旱耐受能力。此外,雄性黑杨无性系在应对干旱胁迫时表现出较为一致的生理响应,而雌性黑杨在无性系间存在较大差异。【结论】雄性黑杨无性系整体上具有较高且稳定的抗旱能力,而雌性黑杨抗旱能力相对较弱,且无性系间差异较大,但复水后的干旱间歇期可以较快恢复至正常的叶片生理状态。     

基于迭代卡尔曼滤波器的GPS-激光-IMU融合建图算法

在当前机器人导航和环境感知领域,室外大尺度场景下的三维激光SLAM一直是一个挑战性问题.由于GPS信号在某些环境下的不稳定性和激光SLAM的误差累积特性,传统算法在大尺度场景下表现不佳.针对室外大尺度场景下三维激光SLAM(同步定位和地图构建)存在的误差累积严重问题,本文提出了一种基于迭代卡尔曼滤波器的GPS-激光-IMU融合建图算法.该算法通过利用惯性测量单元(IMU)数据对机器人状态进行预测,同时以激光和全球定位系统(GPS)数据作为观测,更新机器人状态,推导出观测方程和雅可比矩阵,显著提高了建图的精度和鲁棒性.里程计中融合GPS数据的绝对位置信息以解决长时间运行中的误差累积问题.在特征稀疏的环境中,由于约束不足可能导致算法崩溃,GPS数据的引入可以提高系统的鲁棒性.此外,重力对于IMU数据预测机器人状态起到关键的作用.虽然重力是三维向量,但在不发生区域变化的情况下,其模长是不变的,因此被视为二自由度向量.通过将重力的优化转化为旋转矩阵群上的优化,成功避免了重力过参数化的问题,提高了算法的精度.在室外场景下与其他算法进行了性能测试对比并且验证了在大尺度场景下的鲁棒性和精度,结果表明:本文算法的均方根误差为0.089 m,与其他算法相比降低了54%.     

基于准参量非线性晶体的非厄米超快激光放大

激光振荡器锁模是激光物理中的重要发现和超快科学中的核心技术,其本质是以耗散调控增益,进而改变激光振荡行为.这种以耗散调控增益的概念离不开谐振腔的反馈耦合,长期以来多局限于激光振荡器.对此,本文首先提出了准参量非线性的概念,不同于传统的二阶非线性光参量过程,准参量非线性基于耗散闲频光的准参量晶体,通过非线性耦合实现了以闲频光耗散对信号光放大的调控,对应着量子理论中的具有宇称-时间对称性的非厄米体系.准参量的放大行为由信号光增益、闲频光耗散以及非线性耦合三者之间的相互作用决定,起始阶段的信号光放大继续保持传统光参量放大的特性,而在最终的饱和放大阶段则呈现出类似能级型放大的非参量特性,从而同时具备光参量放大和激光能级型放大的综合优势.其次给出了准参量非线性的反直觉的超快应用：实现无需谐振腔的放大器锁模.最后,对这种基于准参量晶体的非厄米超快激光放大在激光物理创新中的更多未来应用前景进行总结展望.     

猕猴桃褪绿环斑相关病毒RT-LAMP-LFD可视化检测方法的建立

猕猴桃褪绿环斑相关病毒(Actinidia chlorotic ringspot-associated virus, AcCRaV)是侵染猕猴桃的主要病毒之一.为实现对猕猴桃中AcCRaV的快速检测和监控,本研究建立了一种逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)结合横向流动试纸条(LFD)的检测方法,可实现快速、可视化检测猕猴桃中AcCRaV.本研究基于AcCRaV外壳蛋白基因保守区域,设计了一套LAMP特异性引物,优化后的反应体系在62℃恒温条件下,反应60 min,再进行5 min试纸条显色反应,即可完成样品的检测.检测灵敏性实验结果表明,建立的RT-LAMP-LFD方法具有较高的灵敏性,其检测灵敏度是常规RT-PCR的100倍.二者检测结果一致,LFD试纸条实现了检测结果的可视化.总之,该检测方法可为检测猕猴桃中AcCRaV感染状况提供了一种省时、高效的诊断方法.     

面向视频测量机器人高噪声小视场星图的星点提取

星图识别提取是自动天文测量数据处理的关键环节．针对视频测量机器人拍摄的小视场星图具有高噪声的特性,提出了利用基于合理阈值分割的连通算法来处理此类星图;分析了4种不同星图的图形特征,对比了常见的星点提取算法对真实星图的识别效果;在定性定量分析的基础上,通过验证,得到了阈值分割下的连通算法要优于边缘检测和聚类算法的结论,并获得理想的星点提取效果．真实星空半仿真星图的室内试验表明:利用该算法可以准确可靠地计算恒星质心坐标,其水平和垂直方向均方根误差（RMSE）分别为0.025和0.021像素,可满足高精度的天文测量需求．      

基于IAGA-BP算法的高拱坝-坝基力学参数反演分析

基于监测资料对坝体和坝基的力学参数进行反演,对大坝的安全评价具有重要意义。该文提出了基于改进自适应遗传算法和BP神经网络（IAGA-BP）的力学参数反演分析方法,采用考虑权重的绝对百分误差作为目标函数,可以针对多点监测资料和非线性数值仿真进行力学参数反演。基于正常蓄水位下拱坝坝体、坝基及拱肩槽边坡等25个测点的实测变形,对坝体混凝土、基础岩体及结构面的多个材料分区的11个关键力学参数进行了反演分析。结果表明,反演值和实测值吻合较好,将材料参数作为输入层、测点变形作为输出层有效避免了反演值的“失真”问题。针对高拱坝-坝基系统的力学参数反演,分析了神经网络拓扑结构、目标函数、训练样本数量等对反演结果的影响。     

基于磁势矢模型的电磁直线驱动装置解析建模

针对目前有限元法求解电磁直线驱动装置稳态电磁特性时运算周期长、计算效率较低的问题,提出研究此类驱动装置的解析建模方法。以直驱式自动变速器用动圈式电磁直线驱动装置为例,建立了驱动装置磁场泊松方程,引入磁势矢模型推导了磁场分布方程,并结合边界条件得到了径向气隙磁通密度及电磁力表达式,以此获悉驱动装置稳态电磁特性。结果表明,解析模型与有限元模型的求解误差最小为0.6%,最大为6.6%,与试验误差不超过2.5%,有限元及试验均验证了模型的正确性与精确性。所提方法在确保求解精度的前提下求解过程简单且通用性好,为实现电磁直线驱动装置的模块化设计和无位移传感器控制提供了理论参考,对丰富和发展全电集成动力系统控制方法有一定的理论意义和工程应用价值。