前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的几米星空主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
摘要:
大米是我国的主食原料之一,在储藏过程中容易出现硬度增加、黏性下降、脱水等品质劣化现象,制约了大米主食品的发展.大米的主要成分淀粉易回生是导致大米主食品储藏过程中品质劣变的主要因素之一,本文重点阐述了大米淀粉的结构及大米中其他主要成分对回生特性的影响.根据国内外的研究动态,综述了常用于控制大米淀粉回生的技术方法,以期为大米主食品的品质改良、延长大米主食品的货架期提供思路.
关键词:
大米;淀粉;成分;回生特性;控制技术
大米主食品是中国人民喜爱的一类主食,随着经济的快速发展,大米主食品产品越来越丰富,包括方便米饭、方便米粥、米糕、米粉等,但这些产品在储藏过程中常会发生硬度增加、黏性下降等劣变,使其食用品质降低.大米的化学成分中,淀粉约占85%,蛋白质约占7%,脂类约占0.3%,其余为粗纤维等.大米淀粉是大米的主要成分,在大米中以淀粉颗粒的形式存在,其性质也是影响大米主食品加工及储藏品质的主要原因之一,淀粉的回生是导致大米主食品在低温储藏下品质劣化的主要原因之一.回生是指糊化的淀粉由无序状态向有序的结晶状态的变化[1],缓慢冷却后,糊化的淀粉分子运动减弱,使得淀粉分子间的氢键趋向平行排列,淀粉链形成不完全呈放射排列的混合微晶束,导致淀粉形成难以复水的高度结晶体[2].回生使淀粉凝胶黏性下降,硬度上升,分子的柔性减弱,产生相分离等现象[3],对大米主食品的质构、感官、食用性及货架期产生了极大影响.本文重点针对大米淀粉的回生特性及控制技术的研究进展进行综述,以期为大米主食品保藏期品质控制提供理论依据.
1大米淀粉组成
大米淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成,二者的含量因品种、气候等不同而异.直链淀粉的含量是评价大米食用品质的指标之一,直链淀粉的含量越高大米主食品的硬度越大、黏性越小[4].根据直链淀粉的含量,可以将大米分为糯米(0~2%)、极低直链淀粉(3%~12%)大米、低直链淀粉(13%~20%)大米、中直链淀粉(21%~25%)大米及高直链淀粉(≥26%)大米[5].直链淀粉通过α-1,4-糖苷键连接形成线性结构并有非常少量的α-1,6-分支(<0.1%),呈螺旋状,在溶液中空间障碍相对较小,易于取向,发生回生,构成了大米淀粉的无定形区[6].支链淀粉是大米淀粉最主要的组成部分,构成了大米淀粉的结晶区,它是一种高度分支的大分子,呈树枝状,通过α-1,4-糖苷键连接构成主链,α-1,6-糖苷键连接主链与支链(占总糖苷键的4%~5%),支链淀粉聚集时空间阻碍大,不易回生,但在长期储藏时,其结晶特性是导致大米淀粉回生的主要因素[3].
2大米淀粉的回生特性
糊化后的淀粉在冷却和储藏过程中,易发生回生现象,该过程可分为两个阶段:一是直链淀粉的短期回生,二是支链淀粉的长期回生.短期回生一般发生在淀粉糊化后的几小时或十几小时内,是渗漏的直链淀粉分子之间通过氢键形成双螺旋,再以此双螺旋为连接点进一步堆积形成结晶;长期回生速度较慢,一般会超过几周时间,是由于支链淀粉的高分叉结构使其在聚合时受到较强的阻碍[7],通常认为,支链淀粉的长期回生对食品质量的影响较大.直链淀粉的短期回生对支链淀粉的回生具有协同作用,直链淀粉的回生为支链淀粉的重结晶过程提供晶核,直链淀粉含量越多,提供的晶核就越多,支链淀粉回生的速率就越快[8].另外,支链淀粉外侧支链长度也会影响支链淀粉结晶体的形成及其稳定性.Hizukuri提出的支链淀粉“簇状模型”如图1所示,簇状结构中的分枝有3种类型,分别称为A链、B链和C链.C链是支链淀粉分子的主链,是唯一一条含有还原末端的分枝;B链与C链以a-1,6-糖苷键相连,B链根据其所跨越的簇单位数目又可分为B1、B2、B3、B4链;A链是最外侧的链,其还原末端通过a-1,6-糖苷键与内层的B链相连,A链本身不再分枝[9],A链与Bl链相互结合在同一结晶体中,构成了支链淀粉分子结晶的主体.外侧短支链越多,最终回生度越高,但由于低于10个单位的短链会阻碍回生,A链与B链间要形成双螺旋结晶体,分子链长至少要在10个葡萄糖单位以上[10].Vandeputte等[11]认为,支链淀粉的链长及链长分布影响了同一簇内相邻链间双螺旋的形成及排列规则,进而造成了淀粉结晶特性的差异.贺晓鹏等[12]认为,支链淀粉中的长支链起簇间连接作用,而其未分支部分的外部链可通过参与双螺旋的形成来影响支链淀粉的结晶特性.淀粉糊化后形成淀粉糊,在储藏期间产生回生现象,在这些过程中淀粉结构发生了从有序到无序,又重新排成新的有序结构的变化.加热糊化过程中,水分子和热的作用使有序的淀粉分子变得杂乱无序,降温冷却和储藏过程中,分子势能降低,无序化又趋于有序化.淀粉回生的过程如图2所示[13],直链淀粉(图2右侧)在淀粉的糊化过程中双螺旋打开,分散在淀粉糊中,继而通过氢键形成三维立体网状结构,出现回生现象.在储藏过程中网络结构逐渐发展,结点尺寸增大,结点间距缩小,从而导致回生现象增强.支链淀粉(图2左侧)在淀粉的糊化过程中膨大发生破裂,较均匀地分散在淀粉糊中,随储藏时间的延长,支链淀粉链间分子形成结晶族,相互绞缠导致回生.
3大米中其他成分对淀粉回生特性的影响
3.1蛋白质蛋白质的存在会抑制淀粉的回生过程[14],大米中由大的球状蛋白组成的蛋白质包围在淀粉颗粒的,阻碍淀粉糊化胶凝时的吸水和直链淀粉的渗漏.在储藏过程中,蛋白质的存在使体系的黏性增加,淀粉分子链的迁移受到阻碍,抑制了淀粉分子链间以氢键堆积的结晶,在一定程度上抑制了直链淀粉的有序重排,使得成核和结晶速率降低[15].丁文平等[16]对余赤全米粉(含蛋白和淀粉)和米中淀粉体系的研究表明,米粉和米淀粉体系胶稠度有较大差别,米粉体系的胶稠度低于淀粉体系.将糊化后的两体系置于4℃储藏,发现短期储藏时米粉体系初始强度大于米淀粉体系,长期储藏时全米粉的回生速度低于米中淀粉的回生速度.这说明蛋白质的存在限制了淀粉凝胶的流动,抑制了米粉体系糊化时淀粉颗粒的瓦解,增大了填充基质的强度,加强了米淀粉凝胶网络,使得短期储藏时米粉体系的初始强度大;而在米淀粉体系中,由于糊化时膨胀吸水没有受到抑制,直链淀粉渗漏出来形成的凝胶基质较多,易于互相交联缠绕,因此,不含蛋白质的米淀粉凝胶强度增长较含蛋白质的米粉凝胶强度增长快.
3.2脂类大米中的脂类可与直链淀粉分子结合,形成直链淀粉-脂复合物[17].在蒸煮过程中米的脂类与直链淀粉分子形成的复合物冷却时会由处于亚稳定状态的V型结晶(淀粉与一些无机或有机基团进行络合,形成的螺旋状内络合物)转化成比较稳定的B型结晶(短链葡聚糖结晶化得到的双螺旋微晶淀粉),因而会促进直链淀粉分子的回生.此外,在生淀粉的贮存过程中,V型结晶向B型结晶的转化,也会增加原淀粉中B型结晶的含量,在加热糊化过程中,这些结晶不易充分糊化,冷却后便会起到晶核的作用,促使其他淀粉分子加速回生[2].然而冯健等[18]认为,淀粉内源脂与直链淀粉形成的复合物可以抑制淀粉的回生,因为这些复合物影响了直链淀粉的双螺旋交联缠绕和结晶,从而降低了直链淀粉凝胶体的强度.Ji等[19]的研究也表明米糕的回生速度由于脂质含量的降低而加快.周坚[20]认为脂类通过限制支链淀粉的重结晶从而抑制淀粉的回生.大米直链淀粉-脂类复合物与大米淀粉回生的关系有待进一步研究.
3.3水分含量马晓军等[21]对即食方便米饭的研究显示即食方便米饭4℃保藏时,水分含量在63%~65%时样品保藏后回生现象较严重,高于65%或低于63%时水分含量变化对淀粉回生的影响不大.Iturriaga等[22]对回生晶体的融化焓进行分析,发现当水分含量为50%~60%时融化焓达到峰值,用差示量热扫描仪和X-射线衍射分析重结晶度反应回生程度,显示当水分含量高于80%或低于10%时,未有重结晶发生.水可能通过影响糊化后淀粉分子链的迁移及重新聚合的速率抑制淀粉回生,低水分含量时淀粉分子链迁移速率低,高水分含量则会导致体系浓度降低,阻碍淀粉分子交联缠绕和聚合有序的机会,从而抑制了淀粉的回生[23].
4大米淀粉回生特性的抑制方法
4.1淀粉酶抑制法目前用于控制淀粉回生的酶主要有α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶,这些酶均能水解淀粉分子中的葡萄糖苷键[24].α-淀粉酶是在控制淀粉回生中应用最多的一类酶,其广泛存在于微生物、植物和动物中,不同来源的α-淀粉酶对淀粉分子结构的影响程度不同,这可能与酶的作用方式和酶的活性水平有关.Leman等[25]研究了不同来源的α-淀粉酶,发现枯草杆菌α-淀粉酶和米曲霉的α-淀粉酶对支链淀粉分子侧链的水解能力有限,这可能是由于酶的活力低,或是酶优先水解支链淀粉的主链;而嗜热脂肪芽孢杆菌麦芽糖α-淀粉酶(BStA)对支链淀粉的侧链有显著影响,BStA可以减少支链淀粉的相对分子质量,将侧链的链长减少50%,同时增加短链含量,从而有效地抑制淀粉的回生.有学者认为α-淀粉酶通过增加淀粉体系中聚合度(DP)为6~9的短链从而抑制支链淀粉的重结晶;但徐进等[26]利用广角X射线衍射法和差示扫描量热法研究极限糊精对小麦淀粉回生的影响,发现极限糊精与淀粉片段间的非共价作用阻碍了淀粉链有序化结构的形成,因此,认为α-淀粉酶对淀粉回生的抑制是由于水解淀粉后产生的低相对分子质量糊精阻碍了淀粉之间的相互作用引起的.β-淀粉酶对淀粉的回生也有明显的抑制作用.β-淀粉酶通过适当水解降低淀粉的外部链长,进而阻碍了淀粉分子链结合的几率和程度,抑制淀粉的回生[27].丁文平等[28]用差示扫描量热仪(DSC)测定了经过β-淀粉酶处理后的大米淀粉样品的回生情况,认为添加了β-淀粉酶的大米淀粉的回生速度和程度受到了显著抑制;邱泼等[29]利用β-淀粉酶抑制米粉的回生,生产的保鲜米制品一年内不回生.
4.2乳化剂抑制法乳化剂的亲油基团通过进入直链淀粉的双螺旋结构,与直链淀粉分子相互作用形成稳定的复合物,抑制直链淀粉由有序排列向无定形区变化,从而能够延缓大米淀粉的回生[18].Matsunaga等[30]的研究发现蔗糖脂肪酸脂可与直链淀粉形成复合物,显著地抑制直链淀粉结晶.姜培彦等[31]在蛋糕的制作过程中通过加入乳化剂使其与直链淀粉形成复合物,阻止直链淀粉的结晶,进而使保存一段时间的蛋糕的硬度降低,弹性、回复性和咀嚼性增加.Tang等[32]的研究表明,单甘酯等乳化剂与直链淀粉相互作用形成的淀粉-脂质凝聚体延缓了淀粉短期回生过程,降低了支链淀粉重结晶晶种源浓度,从而抑制了淀粉回生整个过程.
4.3小分子糖类抑制法糖类对淀粉的回生也有一定的抑制作用.目前的研究显示,单糖、二糖、寡糖等小分子糖类抑制淀粉回生的机理主要有两种,即小分子糖类的降塑理论和相容性理论.降塑理论认为在淀粉的重结晶过程中,小分子糖类作为降塑剂增强了淀粉链之间的相互作用,降低了分子链的迁移速率,从而抑制了淀粉回生[33];相容性理论认为小分子糖对淀粉回生的作用取决于二者的相容性,若二者相容则淀粉微相区淀粉浓度降低,进而降低了淀粉分子链的重排;若两者不相容,则淀粉微相区淀粉浓度升高,进而加速回生过程[34].相容性理论较降塑理论更为完善,它可以解释不同单糖对淀粉回生抑制效果有显著差异的原因[35].多糖类胶体抑制淀粉回生的方式主要是通过与水或淀粉作用,降低氢键引起的淀粉分子链之间的相互作用.Muadklay等[36]在木薯淀粉乳中添加了0.5%的黄原胶,结果显示淀粉回生受到了抑制;黄原胶通过抑制糊化过程中直链淀粉的溶出及与初期糊化过程中渗漏出的淀粉可溶性组分相互作用,影响淀粉分子自身的聚合,从而影响淀粉回生过程[37].
4.4超高压抑制法超高压为控制淀粉回生提供了一个新的技术手段.淀粉经超高压处理后重结晶过程中的瞬间成核方式趋于零散式成核,因而回生过程被抑制[35].Guo等[38]用超高压处理糊化的淀粉,并将样品保存在4℃下,发现经超高压处理的淀粉在储藏过程中有较低的重结晶速率和回生趋势.田耀旗[35]的研究发现超高压对不同种类淀粉回生的抑制程度不同,用超高压技术处理粳米和糯米,粳米的回生速率显著降低,而糯米的回生现象并未受到显著的影响.刘莉等[39]将超高压处理与添加β-环糊精(β-CD)相结合研究二者对米饭回生现象的影响,将样品在4℃条件下储藏35d,发现其回生焓变值比常压对照组降低了3.10J/g,表明超高压处理和添加β-CD的结合对米饭的回生具有协同作用.但超高压装置基本建设成本高,并且经反复加减压,高压密封体易损坏,加压容器易发生损伤,使得实际应用中超高压装置的压力仅在500MPa左右,这些问题限制了超高压技术的应用,还有待解决[40].
4.5淀粉混合抑制法淀粉混合因可以改变淀粉的糊化特性已应用到挤压膨化类食品的生产中[41].有研究表明,不同淀粉混合还会抑制淀粉的回生现象[42].NoveloCen等[43]将棉豆淀粉与木薯淀粉按不同质量比进行混合(25∶75、50∶50、75∶25)研究可能产生的新性状,发现二者以25∶75混合时未出现回生现象.OrtegaOjeda等[44]研究了马铃薯、大麦、玉米淀粉不同混合方式的回生特性,样品在6℃存放7d后,蜡质玉米与大麦淀粉按25∶75混合时回生程度最低,认为混合淀粉的回生程度与其中各种淀粉所占的比例有关.目前关于淀粉混合对淀粉回生抑制作用的报道较少,还需要进一步的研究.
5展望
1产品简介
该机主要用于光学玻璃、陶瓷、电子材料及硅、锗、计算机磁盘等金属、非金属硬脆材料的四动双面高精度研磨加工,适用于8英寸(φ200mm)以下及同尺寸规格异形平行平面材料的双面精密研磨加工。研磨机是超精密加工中的一种重要加工方法,其优点是加工精度高,加工材料范围广,可以消除前道工序的磨削印痕或直接对切割后晶片进行研磨。随着科学技术突飞猛进的发展,研磨机具有较大的市场需要。大型硅片双面研磨机的开发将会填补国内在大型研磨机发展方面的空白,有利于我国机械产品的质量和性能与国际水平接轨,更有助于提高国内企业自主研发能力,可以大幅度降低半导体建线的投入成本,从而真正支撑我国信息产业的发展。
2创新性和先进性
该产品的研发集原始创新、集成创新和消化吸收再创新为一体。
在产品的研发过程中解决硅片在双面研磨过程中压力的精密控制、四动作单独拖动及联合控制、下盘支撑、上盘系统的传动系统以及在大尺寸硅片超精密双面研磨对设备适应性、稳定性、控制的先进性等方面具有创新性。
在固有的硅片研磨设备的基础上进行升级改造再创新,形成适用于8英寸硅片批量生产设备,体现了消化吸收和再创新方面的能力。
目前我公司已完成具有自主知识产权的双面研磨机及抛光机专用控制器的产业化,硅片双面研磨的专用控制器及控制软件填补了国内空白,属于原始创新。
下研磨盘主轴采用液压轴承支承,运转精度高;自主开发复合流体轴承:在动压油腔的设计上,我们独创了双向结构,排除了国外同类设备旋向固定不变的弊病。由于油膜具有较大的承载能力和较好的吸振性能,所以有效的提高了下研磨盘的运转精度。
X61 1572L-1型研磨机上架系统在原理上进行了革命性的集成性创新,上盘采用上部单独驱动,与其余传动链互不干涉,扩大了调速范围;上盘提升执行件与压力控制件分开设计,利用绳传动机械放大器实现压力的精确控制,降低压力控制件的采购难度和成本;上盘提升与压力控制可实现机械互锁,提高了上盘系统工作的可靠性;上盘系统设计了平移机构,可以实现研磨盘的自身修正,无须其它的修正器件;上架系统设置了多重保险机构,保障了上架系统工作的安全性。
开发了具有自主知识产权的多级压力控制、四动作无级速度控制、多配方工艺参数双面抛光机的最新控制技术。
在产品研制中集成了精密压力控制技术、多电机联合拖动技术、承片盘精确定位技术、封闭式强制烯油、绳传动滑轮组无级变速升降、零摩擦短行程气缸进行压力、直连电机柔性驱动等多项前沿技术。
目前国内厂家生产的该类设备多属于中小型产品,其自身的研发能力较弱,在该领域尚无法与我公司相抗衡,X61 1572L-1型研磨机在国内处于领先地位。
大尺寸硅片双面研磨片的制备设备制造技术主要由德国的Peterwolters、日本Speedfam、日本的FUJIKOSHI等几家公司掌握。其中德国的Peterwolters已达到了很高的水平。我公司生产的X61 1572L-1型研磨机经过测试后,设备整体运行精度、工件的加工指标、设备的加工能力均可与国外厂家的同类设备相媲美,达到世界先进水平。
目前,世界半导体制造设备的发展方向为设备集成化、设备高精度化、设备高价格化、设备制造厂商垄断化。随着中国进一步融入国际社会,中国企业将面临国际竞争的巨大压力,企业“转型”是中国企业的必由之路,任何企业都不应该满足简单的“模仿制造”,而应该转为“模仿创新”,甚至更进一步,不断“自主创新”,研发出拥有自主知识产权及拳头的产品,优化自己的产业结构,提升产业层次,才能与国际大品牌同场竞技。
目前该产品中采用的动静混合双向液压推理轴承专利申请已被国家专利局受理。
3应用和市场
半导体硅(单晶)材料是半导体工业的最重要的主体功能材料,是第一大功能电子材料。硅材料、硅器件和硅集成电路的发展与应用水平早已成为衡量一个国家的国力、国防、国民经济现代化及人民生活水平的重要标志。半导体硅材料的需求量之大,对晶圆生产用设备的需求必将大幅增长。这就促使我们要加大力度自主研发大型研磨机设备,为获得性能良好的晶圆片要不断努力提高设备的加工精度;研磨设备在半导体多晶硅材料加工过程中起到至关重要的作用,所以要更加重视大尺寸硅片双面研磨机的研制开发,从而真正支撑起我国的信息产业。
“十五”期间,我国电子专用设备和仪器市场快速增长,国内市场规模年均增长超过40%,2005年市场规模达1100亿元。随着国内电子信息产业规模不断扩大,现有设备和仪器不断更新换代,电子专用设备和仪器市场规模将继续保持高速增长,预计“十一五”期间国内电子专用设备和仪器市场规模增速将达15~20%,2010年市场规模将达2000~2500亿元。
关键词: 密集型多轮廓裁片; 空行程; 路径寻优; 广义旅行商问题; 最大最小蚁群算法
中图分类号: TP391.7 文献标志码: A
0引言
随着人力成本大幅提高,全自动裁剪设备对于降低服装制造企业成本具有重要意义 于这一需求,自主研发了全自动高速裁剪设备以及配套CAD/CAM软件。根据裁片CAD图,CAM模块自动生成较短的刀具裁剪路径,是高效裁剪的前提条件。
裁剪路径的生成即是各裁片裁剪顺序的确定和裁片上入刀节点的选择:裁刀根据裁剪顺序对裁片依次进行裁剪,对当前裁片从入刀节点进刀然后沿该裁片的轮廓线进行裁剪,刀具运行到入刀节点后出刀,完成该裁片的裁剪,然后移动到下一裁片的入刀节点进行下一裁片的裁剪工作,直到所有裁片裁剪完毕。裁刀在各裁片入刀节点间的移动路径为刀具走位行程即刀具空行程。由于加工裁片轮廓排版密集,裁剪批量大(裁片总数目通常有几十到上百),空行程将成为影响加工效率的一个重要因素。如图1所示为一衬衣的二维裁片(包括已编号的五个封闭轮廓裁片)的三种不同的裁剪路径,其中刀具空行程以虚线表示,入刀节点以粗点表示;从该图可见,同样的裁剪顺序但入刀节点不同则空行程路径长度差别很大(对比图1(a)与图(b)),其中图1(c)的刀具空行程路径为三种路径中的最短路径。可见对于给定的裁片排版图,空行程的长度与裁片的裁剪顺序以及每个裁片的入刀节点不同而变化。因此需就裁片裁剪顺序以及相应入刀节点的选择进行优化,这两个子问题可转化为一广义旅行商问题(GeneralizedTravelingSalesmanProblem,GTSP)进行统一求解。
对于GTSP的求解存在大量算法,主要分为3类:1)特殊启发式算法[1-6;2)将CTSP转化成标准旅行商问题(TravelingSalesmanProblem,TSP)进行求解[7-10];3)采用领域算法[11-13]。上述方法均没考虑裁片分布密集轮廓复杂的具体情况,针对此特定情况,本文以最大最小蚁群(MaxMinAntSystem,MMAS)算法[14]为基础,提出一种新的走刀空行程路径优化算法:采用标准MMAS算法首先制定初步裁片顺序;随后在用变异的MMAS算法求解入刀点,而后对求得的入刀节点进行顺序重组再次确定裁片顺序,对以上两步骤进行迭代求解,从而确定裁剪顺序与入刀点,使最终空行程路径达到全局优化。
为直观看出本文算法优势,绘制了两种代表性的裁片文件的空行程路径图(如图4所示),这两种裁片包括结构相对简单的弹袖棉裁片和结构比较复杂的裤袋布(长)裁片的。图4中细线所绘制的封闭轮廓部分为裁片,裁片间的粗折线段则表示刀具空行程路径。
在所展示裁片中,弹袖棉的裁片构成要比裤袋布(长)的裁片构成简单,裁片规模也相对较小。结合两裁片的路径图分析表4中的数据:对于弹袖棉裁片,IMAS算法比扫描算法以及NACS算法,空行程分别缩短了56.6%和23.6%;对于裤袋布(长)裁片,IMAS算法比扫描算法以及NACS算法,空行程分别缩短了69.8%和35.1%。由此可以得出IMAS算法随着裁片轮廓复杂程度的增加以及裁片规模的增大将越来越优于扫描算法和NACS算法。其原因是原始的搜索扫描算法并非智能算法,该算法针对不同对象时不能进行反馈调节,而NACS算法却没能考虑裁片裁剪顺序与裁片入刀节点选择之间存在的松散耦合关系,所以随着裁片数目的增多以及轮廓越趋复杂其优化效果也会变差。而本文算法充分考虑到此松散耦合关系,故可以取得更优解。
4结语
基于最大最小蚁群算法,针对密集型多轮廓加工走刀空行程路径进行优化,提出一种新的路径优化算法。该算法已经成功集成到自动化服装裁剪设备的CAD/CAM系统上,实例验证了该算法的可行性,对比现有算法,在刀具空行程的路径长度优化上具有明显优势。其中的参数选择需根据每个特定实例进行实验选择,在将来的研究中将对参数的选择进行深入研究,从而提高该算法的实用性。
参考文献:
[1]MATEIO,POPP.Anefficientgeneticalgorithmforsolvingthegeneralizedtravelingsalesmanproblem[C]//Proceedingsof2010IEEEInternationalConferenceonIntelligentComputerCommunicationandProcessing.Piscataway,NJ:IEEEPress,2010:87-92.
[2]GUTING,KARAPETYAND.Amemeticalgorithmforthegeneralizedtravelingsalesmanproblem[J].NatualComputing,2010,9(1):47-60.
[3]POPPC,MATEIO,SABOC.Anewapproachforsolvingthegeneralizedtravelingsalesmanproblem[C]//HybridMetaheuristics,LNCS6373.Berlin:SpringerVerlag,2010:62-72.
[4]RENAUDJ,BOCTORFF.Anefficientcompositeheuristicforthesymmetricgeneralizedtravelingsalesmanproblem[J].EuropeanJournalofOperationalResearch,1998,108(3):571-584.
[5]YANGJH,SHIXH,MARCHESEML.AnantcolonyoptimizationmethodforgeneralizedTSPproblem[J].ProgressinNatualScience,2008,18(11):1417-1422.
[6]MOULM.AnovelantcolonysystemwithdoublepheromonesforthegeneralizedTSP[C]//Proceedingsof2011SeventhInternationalConferenceonNaturalComputation.Piscataway,NJ:IEEEPress,2011:1923-1928.
[7]DIMITRIJEVIV,ARIZ.Anefficienttransformationofthegeneralizedtravelingsalesmanproblemintothetravelingsalesmanproblemondigraphs[J].InformationSciences,1997,102(1):105-110.
[8]NOONCE,BEANJC.Anefficienttransformationofthegeneralizedtravelingsalesmanproblem[J].AnnArbor,1989,1001:48109-2117.
[9]LAPORTEG,putationalevaluationofatransformationprocedureforthesymmetricgeneralizedtravelingsalesmanproblem[J].INFOR,1999,37(2):114-120.
[10]BEHZADA,MODARRESM.Anewefficienttransformationofthegeneralizedtravelingsalesmanproblemintotravelingsalesmanproblem[C]//Proceedingsofthe15thInternationalConferenceofSystemsEngineering.Berlin:SpringerVerlag,2002:6-8.
[11]HUB,RAIDLG.Effectiveneighborhoodstructuresforthegeneralizedtravelingsalesmanproblem[M]//EvoCOP2008:Proceedingsofthe8thEuropeanConference.Berlin:SpringerVerlag,2008:36-47.
[12]BONTOUXB,ARTIGUESC,FEILLETD.Amemeticalgorithmwithalargeneighborhoodcrossoveroperatorforthegeneralizedtravelingsalesmanproblem[J].Computers&OperationsResearch,2010,37(11):1844-1852.
[13]KARAPETYAND,GUTING.Efficientlocalsearchalgorithmsforknownandnewneighborhoodsforthegeneralizedtravelingsalesmenproblem[J].EuropeanJournalofOperationalResearch,2012,219(2):234-251.
[14]THOMASS,HOLGERH.MAXMINantsystem[J].FutureGenerationsComputerSystems,2000,16(8):889-914.
关键词:机械密封;可靠性;石油化工企业;工作寿命
离心泵、搅拌机、压缩机等旋转机械在工作的过程中大都采用了机械密封装置。近年来,因为机械结构、材料的不断改善,机械加工、装备精度也得到了极大的提高,这不仅增强了其密封性,同时显著的增长了故障出现的间隔时期,提高了结构应用的可靠性。然而在机械密封泄漏装置的应用中,这些问题不仅是机械故障之一,更是引发企业安全事故的主要原因之一。为此这里我们有必要对机械密封可控性进行研究,以保证机械使用效率和工作寿命。
一、机械密封可控性分析
在普通的机械密封控制和管理工作中,一般都只是针对机械的稳定运行条件而言的,而当工作条件或者是工作环境发生变化的时候,经常会因为生产值以及工作稳定性不佳而导致密封断面出现开裂,大大的缩短了机械的使用寿命,甚至是出现泄漏以及密封失效隐患。这些问题的出现不仅使得整个企业停产而引发经济损失,甚至是造成严重的环境污染,这些经济损失往往都是密封本身装置价格的几倍、几十倍甚至是上百倍。特别是对于石油化工企业而言,一旦出现机械密封时效,其所引发的环境问题极为严峻,由此造成的经济损失不可估量。可见,在目前的社会发展中做好机械密封可控性分析是多么的重要。
1、机械密封的理论研究
机械密封在设计的过程中,最为关键的内容便是如何获取低泄露的同时减少密封构件表面出现的摩擦损失,提高构件的使用寿命和效率。根据当前的理论性进行分析,其在工作的过程中主要可以从泄漏量和磨损率两个方面进行研究和分析,从而保证工作的正常开展,
2、机械密封的实践分析
机械密封泄露是最为常见的机械故障之一,尤其是在石油化工企业的生产和工作中,它一旦出现,其所造成的负面影响极为突出。就过去生产工作中所采用的离心泵、压缩机、搅拌机等机械进行分析而言,由于受到材料、结构的变化要求,使得机械加工量、装备精确度都得到了极大转变,这不仅增强了其密封性,而且有效的缓解了故障问题,提高了结构的稳定性。但是就过去工作而言,因为机械密封管理控制不科学、机械保养不完善而引发的机械密封不佳问题时有发生,这就需要我们在工作中做好机械密封可控性实践管理。
二、机械密封可控性研究
机械密封可控性研究的工作目的不仅仅在于提高机械密封的可靠性和工作寿命,同时对于整个机械设备的运行可靠性和耐久性也有着重要的意义。在工作中,为了降低泄露量,人们有意识的提高机械密封的断面比压,同时减少断面结构的磨损率,从而减少结构摩擦阻力,降低因为摩擦而造成的密封性不佳。经过过去长期的工作实践分析总结得出,工作人员通过获取可靠性好、耐久性高的工作寿命,从而提高机械密封装置的标准量和端面的比压范围,这为日后密封装置的检测提供了科学可靠的理论依据。
在机械密封可控性研究过程中,许多学者把机械密封的端面温度作为反馈参数,而把端面比压或膜厚作为控制参数。T.G.Doust和A.I.Parmar的研究表明,机械密封的端面温度是影响其密封性能的重要因素。端面磨损的结果使得端面温度升高,温度的升高速度反映了机械密封端面的磨损水平。
三、工程应用以及其中存在问题分析
在目前的工作实践中,通过对机械密封装置的可控性进行分析得出,反馈信号可谓是最为关键的内容,它主要包含了端面温度、端面膜厚度、端面摩擦系数以及泄露量,为此在控制的过程中需要针对这几方面的内容进行研究,从而保证整个工作的顺利进行。
1、端面温度
在工作中,采用端面温度作为可控机械密封装置的管理系统以及反馈信号是最为常见的,它不仅是因为密封箱内介质温度变化处于恒定状态,同时端面温度的变动也与摩擦系数密切相关。
2、端面膜厚度
尽管端面膜厚是影响机械密封性能和寿命的重要参数,但要在工业装置上采用端面膜厚作为反馈信号参数,还有待于更深入的研究。通常使用涡流传感器测量端面膜厚。由于工作过程中机械密封的膜厚很薄,处于10-7~10-5 m的数量级,而装置设备运转时引起的机械密封振动幅值至少也处于膜厚数量级,甚至还远远大于这个数量级,因此,即使涡流传感器的精度很高,也会因为噪声过大而淹没实际膜厚信号。
3、反馈执行机构
反馈执行机构是可控机械密封正常可靠运行的保证。执行元件通常有压电晶片、电磁铁、调节阀和液压缸等。以压电晶片制作的执行元件,其特点是在其两端加上电压,使晶体本身产生膨胀。建立一个端面温度和输入晶体两端的电压关系以及膨胀率和压力之间的关系,是实现控制功能的关键。压电元件在介质中的绝缘性能要求是其工业化推广的主要障碍。电磁铁作执行元件,其特点是以通电线圈代替弹簧提供闭合力。由于温度的输出和线圈的输入都是电压量,因而可以方便地控制机械密封端面比压或膜厚,安装要求也不高。
四、研究方向
随着密封技术、制造技术、计算机技术的发展以及工业化生产的需求,机械密封可控性研究应该更多地考虑控制系统设计的先进性、传感器设计制造安装的现实性和执行机构的可操作性。
1、机械密封控制系统工业化结构
生产装置上应用的机械密封控制系统,一般要求:安装方便,快捷;具有一定耐压力波动能力;稳定的工作性能;较高的可靠度:价格低廉。
2、关键技术
工业装置用机械密封控制系统的实施,关键技术之一是小量程大孔径转矩传感器的设计制造,另一关键技术是稳定可靠的执行机构的设计制造与安装。传感器材料选择的合理与否对传感性能有着重大的影响。传感器的稳定性是工业装置用机械密封控制系统正常运行的基础。执行机构的灵敏度与精度是机械密封控制系统正常运行的保证。
五、结束语
理论分析表明,调节机械密封端面比压,可以改变动静环表面接近量与端面间液膜厚度,实现对机械密封装置控制的主要手段,也是促进石油化工企业可持续发展的关键。
参考文献
[1] 孙见君,魏龙,朱洪生. 弹簧比压可控振动可测型机械密封试验装置[J]. 石油机械. 2002(02)
[关键词] 旱地玉米 形态生理指标 调控技术
[中图分类号] S513 [文献标识码] B [文章编号] 1003-1650 (2014)08-0150-02
米是府谷县旱地的重要的粮食作物,府谷县试验县多年示范研究表明,在正常降雨年份(472.2mm)产量达500kg或500kg以上是完全可能的。为了最大限度地挖掘旱地玉米的生产潜力,实现栽培技术的规范化、指标化,去年结合示范重点研究了杂交种农大108玉米亩产500的产量构成指标、群体动态指标和不同生育时期的苗情指标及关键调控技术,现将结果整理于后。
一、材料与方法
试验设在府谷县麻镇刘家坪,属黄土地貌,半干旱易旱气候,年平均温度11.9℃,年均降水472.2mm,土壤为黄绵土。示范地前茬绿豆,冬季休闲,基础肥力每亩产量300kg,示范时按施N5kg,配施P2O54kg;增产100kg玉米进行施肥,所以需肥料播前整地时底肥一次施入。试范品种,选用了适宜当地种植的杂交品种农大108,该品种紧凑型中晚熟高产杂交种,抗旱、抗病、高产、稳产、优质。试验密度分每亩3200株、4200株、5200株、6200株、7200株五级,人工挖穴,按不同密度播种。出苗后按70%出苗率定点取样进行测定,管理同大田。
二、结果与分析
1.旱地玉米亩产500kg形态生理指标
1.1产量构成指标
玉米产量是由亩穗数、穗粒数和千粒重三大因素构成的。亩穗数是群体发育在产量上的表现,穗粒数和千粒重是个体发育的结果。实践证明,只有三大因素发展较为协调时,才能实现旱地玉米的高产、稳产。去年试验,旱地玉米亩产500kg的产量构成指标见表1。
表1 旱地地膜玉米亩产500k量构成指标
从表1看出,五种密度中以每亩种植5200株的产量结构较好,产量最高。五者平均,旱地玉米亩产500k量结构指标大体是:一般每亩总穗数3640穗,穗粒数490.6粒,千粒重301.1g。由此看来,在产量构成中,三者都占有相当比例,因而在大面积生产中,对旱地玉米来说,应在基本苗5200左右的基础上,以总穗数、穗粒数、千粒重三者均衡发展为宜。旱地玉米亩产500kg以上,每亩需留苗5200-6200株,实收穗数3500-4500穗,每穗粒数400-500粒,千粒重290g以上,单穗重130-160g左右。
1.2群体结构动态指标
建立合理的群体结构,是充分利用光能和增加干物质生产的前提,也是提高经济产量的基础。旱地玉米群体结构动态变化可用种植密度、、亩产收穗数表示,据试验研究,旱地玉米亩产500kg的种植密度,亩产收穗的动态结构指标是:种植密度是5200-6200株,实收穗数的3500-4500穗。
1.3苗情诊断指标
苗期,要求苗全苗匀、苗齐、苗壮。缺苗率不超过5%。幼苗生长整齐,分布、高矮、粗壮、叶色一致;生长健壮、幼基粗扁,叶片宽厚,颜色深绿,心叶重叠,根系发达,根层多,根量大;拔节孕穗期,植株生长整齐健壮,茎基扁粗,节间粗短,叶片宽厚,叶色浓绿,叶片较挺,根粗而多;开花灌浆期,株形紧凑,茎杆粗壮,穗上叶上冲,叶片肥厚,颜色浓绿,花粉多,果穗大,功能叶10片以上;成熟期,秆青、叶绿、棒大壳黄,结实满尖,籽大粒饱。
2.实现各项指标的调控技术
2.1蓄水保墒,防旱抗旱
干旱是制约旱地玉米高产稳产的重要因素,因此,要提高旱地玉米产量,实现高产稳产,必须树立有旱要抗,无旱要防的思想,千方百计做好蓄水保墒工作。目前,蓄水保墒的耕作措施有旱地整地,遇雨耙耱收墒,合口过伏,减少水份蒸发。在有条件的地方,可实行糜草覆盖,即在玉米收后将地翻耕耱平,将糜草均匀撒于地表,可起到既保墒,又肥地的作用。近年来,在秋收后尽早翻地,将地面耙耱平整,然后起垅,垅上覆盖地膜,沟内覆盖糜草,这样可2倍面积上的降水聚积于垅沟中,使水份能入渗到深层,发挥黄土层深层贮水能力强的特点,使有限的降水量最大限度地保存于土壤中,为高产及其它调控措施的实施打下基础。
2.2增加投入,合理施肥
增施肥料,科学配方是玉米高产的保证。据研究结果,府谷县旱地在正常降水年份,施N5kg,配施P2O54kg,约可增产100kg玉米籽粒,按此配方,在地方基础300kg的基础上每亩需再施纯N10kg、P2O58kg,即可达到500kg或500kg以上。旱地氮磷化肥作底肥一次施入效果较好,底肥施足后一般不再追肥。若用碳酸氢胺作底肥,应施于15cm土层以下,若用尿素作底肥,施于10-15cm土层为宜。在玉米生产过程中,于大喇叭口期每亩5-7.5kg,尿素即可。
2.3选用良种,适时播种
选用抗旱高产品种,是提高旱地玉米产量经济而有效的途径。目标产量为每亩500kg宜选中晚熟紧凑型高产品种,以发挥品种增产潜力大,光合作用强,茎杆粗壮抗倒的优势,每亩只需5200株,即可实现目标产量,这样群体密度比较合理,通风透光,可减轻病虫危害。
适期播种,培育壮苗也是实现旱地玉米高产的重要因素。据试验,府谷县旱地,玉米最佳播期为4月20日至5月1日。在适宜播种期内,旱地气温高时可推迟2-3天,雨涝气温低时可提旱2-3天。
2.4合理密植,调控群体
计划产量每亩500kg,选用紧凑型中晚熟品种,播量每亩5200-6200株,使基本实收穗数达3640-4340穗。玉米播后要加强管理,遇雨地表板结要及时破除,保证出苗均匀整齐。总之,通过控制播量,田间管理,保证实收穗数达3640-4340穗,这样,可保证有足够的穗数获得高产。
参考文献
【关键词】超重型;高精度;轧辊磨床;机加工艺
重型数控精密轧辊磨床是大型轧机的母机制造装备及重型轧辊的精加工设备,一直依赖于进口,尤其是承载在100吨以上的超重型数控轧辊磨床为国外发达国家(德国、芬兰、日本)所垄断。本机床的成功研制使百吨以上的轧辊国产化成为可能,填补国家在超重型轧辊精加工设备的空白,对于提升国产机床的技术附加值,具有战略意义。
一台机床的生产,特别是一台超重型、高精度机床的首次生产,更需要有合理的机加工艺方法来保证各种高精度零件的机械加工。此台重型数控精密轧辊磨床的关键件有主轴箱体、尾座体、机床主轴、刀架床身、工件床身等,下面就对这些零件的加工工艺进行分析。
主轴箱体为机床主要传递扭矩的动力部件,是机床回转精度支承主体件。该轧辊磨床为重型精密机床,因此主轴箱体的尺寸规格大、各孔系的精度要求高。精加工主轴箱体的各孔系时必然要遇到调头镗的问题。传统调头镗找正的方法无外乎通过检套、检棒找正,或者是利用基准面记录定位尺寸找正。前者的找正方法中检套、检棒的加工误差会影响找正精度;后者的找正方法中基准面的加工误差同样会影响找正精度,并且母机的定位精度也会影响找正精度。因本台机床的主轴箱体精度要求非常高,鉴于以上原因,如采用上述找正方法无法实现零件的合格加工。因此采用了创新的工艺方法:在加工主轴箱体各孔系的过程中利用激光跟踪仪临床配合检验各孔系的同轴度、平行度、孔距等精度(此时零件有加工余量),操作者根据激光跟踪仪临床检测数据,在进行切削加工(仍然留加工量),如此反复,直至各孔系精度达到要求。此台机床的尾座体加工时也是利用激光跟踪仪来解决调头镗问题的,并且还用激光跟踪仪控制了尾座体主轴孔的抬头与勾头。另外此台轧辊磨床的主轴箱体为开瓦式结构,为提高强度,主轴箱体前端配合一整体轴承座,但却因此多了一处配合环节,增加了加工难度。如果主轴箱体的轴承座把合面在数控铣镗床上插补铣完成后就直接与轴承座把合,结合面容易下塞尺,因此需要刮研结合面。传统有轴承座结构的重型机床中,机体与轴承座为定心套定位,轴承座外圆与机体内圆无须配合,有较大间隙,可以进行互研,但是此台轧辊磨床的主轴箱体与轴承座为H7/h6配合,无法进行互研,因此工艺设计了一套环形研具既可以刮研主轴箱体又可以刮研轴承座,以此来保证接触刚度和几何位置精度。
此台轧辊磨床的回转精度高达0.004mm,因此必须严格控制机床主轴的精度,该机床主轴的前后均为双列圆柱滚子轴承支承,工艺要求此处的轴承必须均准备一整套标准轴承及留有磨削加工量的轴承内环。主轴加工完成后,先按工艺要求组装标准轴承,卸下标准轴承的滚珠及外环,检测轴承内环外滚道的径向跳动,如果两轴承内环外滚道径向跳动
此台机床的刀架床身没有采用普遍使用的平导轨结构,而是采用了移动精度高,能自动补偿磨损的“V”型导轨结构。根据机床加工规格的要求此台机床由4节床身拼接组成,因为床身的精度要求高,为保证零件精度必须在数控龙门导轨磨床上进行最后的磨削精加工,但由于受母机数控龙门导轨磨床加工零件规格的限制,一次只能磨削2节床身,由于床身采用的是“V”型导轨结构,那么怎样保证相拼接床身之间的尺寸一致性是机加的难点,最后通过增加一节工艺用短床身解决了这一问题。工艺增加了一节与零件床身主体结构一致只是长度只有1米的短床身,在数控龙门导轨磨床上进行磨削加工时,先按照第一节床身、第二节床身、工艺用短床身的连接顺序一同磨削床身,然后按照工艺用短床身、第三节床身、第四节床身的顺序连接,按照已加工完的工艺用短床身进行控制相拼接床身之间的尺寸一致性。此台机床的工件床身也没有采用普遍使用的平导轨结构,采用的是“山”型导轨,其加工方法同刀架床身的加工方法类似。
通过以上例子可以看出,合理的机加工艺方法对于零件的合格加工至关重要,也正因为采用了创新的机加工艺方法才使得我厂的超重型数控轧辊磨床得以成功研制。 [科]
【参考文献】
关键词:控释肥;夏玉米;农艺性状;产量
中图分类号:S513.062文献标识号:A文章编号:1001-4942(2014)09-0085-04
据联合国粮农组织估计,在发展中国家的粮食增产中,有55%来自化肥的作用[1],化肥作为粮食增产的决定因子,在我国农业生产中发挥着举足轻重的作用。但近20多年来,我国化肥用量持续增长,而粮食产量增加缓慢,化肥利用效率极低[2]。大量化肥不合理使用的现象带来了一系列的问题,比如粮食、蔬菜、环境受到不同程度的污染等,因此,科学施肥、平衡施肥成为了研究的热点。控释肥具有肥效长且稳定、利用率高等特点,一次性施肥减少了劳动投入并且增产效果显著,因此控释肥已成为肥料界研究领域中新的热点。控释肥料代表了目前世界上化肥发展的最新趋势,是提高肥料利用率、减轻环境压力的一种有效途径[3,4]。近年来,国内外开展了很多控释肥效应的研究[5~8]。本试验研究了不同控释肥对夏玉米干物质、产量及性状的影响,旨在为夏玉米高产、优质、高效提供理论依据,促进我国农业可持续发展,改善生态环境。
1材料与方法
试验在德州市农业科学研究院科技园(E116°20′35.7″、N37°21′24.5″)进行。供试土壤为潮土,质地为沙质壤土。
1.1供试材料
玉米品种为郑单958。控释肥料:CRFA、CRFC为山东省农业科学院资源与环境研究所自行研制的树脂包膜尿素肥料,(N 44%);CRFB为金正大公司生产的控释肥(N-P2O5-K2O=29-5-6); CRFD为中国农业大学资源与环境学院研制的包膜尿素肥料(N 44.8%);CRFE为中国科学院南京土壤研究所研制的包膜尿素肥料(N 41.4%);CRFF为施可丰公司研制的添加NAM长效剂控释肥(N-P2O5-K2O =24-10-14);CRFG为住商肥料公司研制的脲醛类控释肥(N-P2O5-K2O=26-6-8);CRFH为乐喜施肥料公司生产的控释肥(N-P2O5-K2O =26-6-8);常规肥料为尿素(N 46%)、过磷酸钙(P2O5 12%)、硫酸钾(K2O 50%)。
1.2试验方法
试验设10个处理,随机区组排列,重复3次,试验小区长47.6 m,宽4.2 m,面积200 m2。玉米种植采用夏直播,行距0.60 m,株距 0.25 m。玉米季总N投入为 240 kg/hm2(尿素播前基施或种肥75 kg沟施+喇叭口追施165 kg), P2O5用量为105 kg/hm2,K2O用量为135 kg/hm2,磷钾为底肥一次性基施。各处理区施肥情况见表1。
1.3调查项目及方法
调查项目:(1)产量:实收中间2行计产,换算成含水量14%的产量;(2)植株性状:测量株高、茎粗,中间行从第3株开始连续测量10株;(3)干物质量:每次重复取3株均匀个体,烘干,测定整株干物质量,然后根据株行距折合单位面积干物质量;(4)室内考种:随机抽取10个果穗,测定穗行数、单穗重、果穗长、秃顶长、行粒数、千粒重、籽粒产量等。
1.4数据处理
用Excel 2007进行数据的整理分析,DPS软件邓肯氏新复极差(DMRT)法进行统计分析。
2结果与分析
2.1不同控释肥处理对玉米植株生长性状的影响
试验结果(表2)表明,不同控释肥处理玉米株高变化不同,其中CRFB、CRFC、CRFH处理与CK1、CK2间差异达到极显著水平,与CK2相比,分别增加8.03%、10.59%和8.15%。茎粗表现最为突出的是CRFH处理,与CK1、CK2相比分别增加19.57%和7.60%,其次是CRFD、CRFC处理。空秆率最低的是CRFE处理,仅有0.28%,其次是CRFC处理。综合植株性状的三项指标,表现最为突出的控释肥为CRFC,其次为CRFH。
2.2不同控释肥处理对玉米穗部性状的影响
表3结果表明,果穗长表现最好的是CRFC、CRFB、CRFD、CRFH处理,与CK1差异均达到极显著水平,分别增加11.08%、10.49%、9.71%和9.42%。秃顶长表现最好的是CRFB、CRFD、CRFH,与CK2相比差异均达到显著水平,分别减少73.29%、68.94%和68.94%。玉米穗行数表现最好的是CRFB,与CK1、CK2相比,分别增加14.06%和12.33%,其次是CRFD与CRFE。不同控释肥对玉米行粒数的影响不同,与CK1相比,CRFD、CRFB、CRFH分别增加20.70%、20.33%和20.33%,差异极显著;与CK2相比,CRFG、CRFA和CRFF分别减少7.70%、4.62%和1.86%。综合4项指标,玉米穗部性状表现最突出的是CRFD与CRFB处理,其次是CRFH处理。
2.3不同控释肥处理对玉米千粒重和出籽率的影响
试验结果(表4)表明,不同控释肥处理对玉米千粒重的影响不同,与CK1相比, CRFH、CRFE、CRFD处理分别增加16.38%、16.37%和15.79%,差异均达显著水平,而CRFG则不如对照。与CK1相比,不同控释肥处理的出籽率都相对较高,但与CK2相比,只有CRFA、CRFB、CRFD、CRFF分别增加0.47%、0.94%、0.48%和0.89%,其他控释肥处理不如CK2。 综合两项指标,表现最为突出的为CRFD处理。
2.4不同控释肥处理对玉米产量、生物量及经济系数的影响
表5数据显示,不同控释肥料对玉米产量的影响程度不同,但是8种控释肥处理与CK1、CK2相比都有增产效果, CRFB、CRFD、CRFF处理分别比CK2增产16.19%、15.95%和14.15%,增产达显著水平。生物量较高的为CRFD、CRFH、 CRFC处理,其次为CRFE与CRFB处理。不同控释肥处理的经济系数都略高于对照,且各处理间差异不显著。综合各指标, CRFB处理表现最为突出,其次为CRFD处理。
3结论与讨论
光温条件、化控药物、耕作制度、肥料等均影响玉米的产量和性状[9~12]。在本试验条件下,8种控释肥对夏玉米郑单958的性状和产量的影响也不尽相同,对于植株性状的影响,表现最为突出的控释肥为CRFC,其次为CRFH;玉米穗部性状表现最突出的是CRFD与CRFB处理,其次为CRFH处理;对玉米千粒重和出籽率的影响,表现最为突出的为CRFD处理;综合玉米产量、生物量及经济系数指标,处理CRFB表现最为突出,其次为CRFD处理。综合各个研究指标,CRFD表现最为突出,其次为CRFB、CRFC和CRFH,这4种肥料能够满足夏玉米郑单958的养分需要,作为基肥施用,省工省时,具有推广价值。
本试验结论中推广的控释肥既有包膜尿素肥料又有包膜复合肥,与前人研究的推广包膜复合肥,淘汰包膜尿素肥料[13]的结论不相一致。控释肥作为新型肥料的发展方向之一,有待进一步深入研究其对土壤氮含量以及作物养分吸收方面的影响。
参考文献:
[1]张民,史衍玺,杨守祥,等.控释和缓释肥的研究现状与进展[J].化肥工业,2001,28(5):27-30.
[2]卫丽,马超,黄晓书,等.控释肥对土壤全氮含量及夏玉米产量品质的影响[J].水土保持学报,2009,23(4):176-179.
[3]赵秉强.环境友好型肥料发展现状与趋势[J].作物杂志,2003(3):22-23.
[4]Peoples M B, Freney J R , Moiser A R. Minimizing gaseous losses of nitrogen[M]//Bacon P E. Nitrogen fertilization in the environment. New York:Marcel Dekeker Inc.,1995:565-601.
[5]李宗新,王庆成,刘霞,等.控释肥对夏玉米的应用效应研究[J].玉米科学,2007,15(6):89-92,96.
[6]赵霞,刘京宝,王振华,等.缓控释肥对夏玉米生长及产量的影响[J].中国农学通报,2008,24(6):247-249.
[7]游奕来,李伯欣,甘道建,等.甜玉米施用控释肥效应研究[J].广东农业科学,2008(6):16-17.
[8]孙克刚,和爱玲,胡颖,等.小麦-玉米轮作制下的控释肥肥效试验研究[J].土壤通报,2010,41(5):1125-1129.
[9]东先旺.光温条件对高产夏玉米产量及产量性状的影响[J].莱阳农学院学报,1991,8(3):192-197.
[10]王春虎,杨文平.化控药物对玉米植株部分性状及产量的影响[J].湖北农业科学,2012,51(10):1967-1970.
[11]肖占文,王多成.不同连作年限对玉米制种产量及其农艺经济性状的影响[J].作物杂志,2010(2):107-109.
关键词:玉米空秆;表现症状;形成原因;防治
中图分类号: S435.13 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2015.22.062
1 玉米空秆表现症状
玉米空秆是指植株不结果穗或有果穗而无籽粒。目前玉米空秆率一般为5%~10%,严重者高达15%以上,是影响玉米产量的重要因素之一。一般空秆株在苗期基部为圆形,叶片发紫,顶端浓绿发紫,叶脉相间有白色透明的斑点或条痕,拔节期植株细弱矮小,叶片淡绿、窄长,与茎的夹角小。
2 玉米空秆的形成原因
2.1 内部因素
内部因素指的是遗传因素的影响,如品种抗逆性不强,种子生活力弱,种子发育不健全等方面。
2.2 种植密度过大
玉米是喜温作物,如果生产中不考虑品种特性、土壤地力和施肥水平,留苗过多、密度过高、田间布局不合理,则田间郁蔽,光照强度减弱,光合产物减少,植株间的互相遮蔽会引起雌穗花丝发育不良,不能很好授粉。导致单株穗数减少,造成玉米个体发育不良,使空秆率增加。
2.3 植株之间生长不平衡
由于种子大小不整齐、播种深浅不一、覆土厚薄不匀、施肥不均,造成幼苗参差不齐,长势强弱不一,造成大苗欺小苗。苗大的根深叶茂,生长旺盛,争光夺肥;苗小的则缺乏营养,生长细弱,发育不良,果穗的分化与发育受到抑制,自然正常发育果穗少。
2.4 营养物质比例失调
在玉米出苗后的雌穗分化阶段,如果营养不良,糖代谢缓慢,有机物积累少,植株瘦小叶黄,光合面积较小,不能满足果穗分化期对养分的需求,雌穗发育不良,空秆率提高。玉米旺长阶段,矿质营养供应过多,造成营养生长旺盛,生殖生长减弱,有机质向雌穗上分配的少,从而形成空秆。
2.5 不良气候条件的影响
不良气候条件会增加空秆率,穗分化的关键阶段(喇叭口至抽穗前)是玉米需水量最多的时期,如果这个时期干旱缺水,根系瘦弱,植株矮小,光合作用受阻,就会影响雄穗正常开花和雌穗花丝的抽出,造成抽雄提前,吐丝延迟,花粉生活力弱,花丝容易枯萎,不能授粉授精。玉米抽雄散粉时期,阴雨连绵,光照不足,花粉粒易吸水膨胀而破裂死亡或粘结成团,丧失授粉能力,而雌穗花丝未能及时受精,造成有穗无籽。另外,如果田间积水土壤缺氧,根系呼吸困难,吸收力减弱,都会造成不同程度的空秆。
2.6 病虫为害
一是玉米大、小斑病,黑粉病、玉米螟的为害,破坏玉米雌穗组织,消耗植株体内的养分,阻碍茎叶养分向雌穗输送,影响穗的发育形成;二是灰飞虱传播的玉米粗缩病,可直接导致玉米植株畸形而不能抽穗,或雌穗畸形而不能正常授粉结实。
3 玉米空秆的防治方法
3.1 选用良种
各地根据具体情况选用丰产性好、品质优良、抗逆性强、适应性广的稳产高产品种。
3.2 合理密植
合理密植就是要因地制宜地增加单位面积种植株数,扩大绿色叶面积和根系的吸收面,有效利用光、热、水、气、肥等要素,生产出更多的干物质。生产中可根据土、肥、水及品种、种植方式、田间管理水平来确定单位面积种植的株数,这样既可保证个体的正常发育,又可促进群体的充分发展,减少空秆的发生。
3.3 合理用好肥水
玉米从拔节到果穗吐丝受精孕穗阶段,是生长发育最旺盛的时期,此期养分供应充足,能减少空秆缺粒,促进果穗的正常结实,对防治空秆有积极作用。增施有机肥,氮、磷、钾合理配比,尤其是防止田间缺少磷肥与硼肥。实行叶龄施肥:当叶龄指数达35%~40%即6~7叶展开时,普施有机肥,全部追施磷、钾肥和60%的氮肥。叶龄指数达60%~70%即12~13片叶展开时,追余下40%的氮肥。
3.4 人工去雄
生产上采用的去雄技术能有效削弱顶端优势,当雄穗露尖时,隔行或隔株将雄穗拔出,切忌带掉功能叶。去雄后,全田只剩一半雄穗。授粉结束后,将剩余的一半雄穗再去掉,植株去雄后,植株变矮,改善了中部叶层的通风透光条件,有利于提高光合作用效率,增加有机物质积累,减少空秆。此外,拔除部分雄穗,可将原来用于开花、花粉发育及后期生长所需的养分和水分转运到雌穗,使本来无效的果穗变为有效,从而降低空秆率。
3.5 加强田间管理
加强中耕除草、培土技术,尤其是拔节后培土,可增强土壤的透气性,促进玉米根系发育;采用宽窄行种植技术,改善田间的通风透光条件。在玉米心叶末期,加强对玉米螟的防治;在玉米生育中后期,注意防治各种叶斑病和蚜虫、双斑蝇叶甲等;玉米生长时期处于夏秋季节,也是杂草滋生盛期,要加强田间杂草的适时防除,避免杂草与玉米争光、争水肥、争营养。
参考文献
[1]闫倩清.玉米形成空秆的原因及防止途径[J].河南农业,2012,(05).
[2]丁玉美.玉米空秆的原因及其防治对策[J].安徽农学通报(上半月刊),2010,(15).
[3]鞠洪韬.玉米空杆原因及防止措施[J].农业与技术,2008,(03).
[4]訾平.玉米空秆形成原因及预防对策[J].中国农业信息,2012,(18).
关键词:知识密集型服务贸易 空间分布 影响因素 因子分析
目前,知识密集型产业已经成为世界经济发展的重要动力,知识密集型产业的发展水平不但决定着一国的国际竞争力,而且决定着一个国家在世界经济中所处的国际分工地位。我国的知识密集型服务贸易与知识密集型产业的发展是密切相关的,一个地区的知识密集型产业发展水平高,从一定程度上来说,该地区的知识密集型服务贸易水平也较高,除此之外,知识密集型服务贸易也与地域特征紧密相关。因此,本文利用因子分析的方法对我国知识密集型服务贸易空间分布的影响因素进行了分析,并提出了相应的对策。
知识密集型服务贸易空间分布影响因素指标体系构建
(一)知识密集型服务贸易的涵义及其在我国的空间分布
知识密集型服务贸易,即本国服务提供者通过商业存在或自然人流动等方式向他国境内的消费者提供具有较高知识、技术含量并具有互动性、创新性的服务产品,同时取得相应收入的商业活动,并将知识密集型服务贸易分为了通讯服务、建筑服务、保险服务、金融服务、计算机和信息服务、版税和特许费、广告和咨询、文化娱乐服务这几项。
从我国各省服务贸易进出口的情况来看,东部各省份为我国服务贸易进出口主要地区。2009年,上海、北京、广东、天津和江苏的服务贸易进出口总额位居全国前五名(见表1)。上海实现服务贸易进出口总额747.32亿美元,占全国比例的
26.1%,北京实现服务贸易进出口总额644.10亿美元,占全国比例的22.5%,广东省实现服务贸易进出口总额429.5亿美元,占全国比例的15%,天津实现服务贸易进出口总额144.06亿美元,占全国比例的5%,江苏省实现服务贸易进出口总额167.84亿美元,占全国比例的5.8%,这五个省市的服务贸易进出口总额占全国服务贸易进出口总额比例的74.4%。中、西部地区与东部地区相比较而言,服务贸易尚处于较低的水平。
(二)指标体系的构建
知识密集型服务贸易发展中的一个核心要素就是智力密集型资本,也就是说,先进的科技和具有创新能力的人才是支撑知识密集型服务贸易发展的关键因素,此外,一个地区的知识密集型产业的发展程度也与该区域知识密集型服务贸易的发展程度是密切相关的,一个地区的知识密集型产业越发达,竞争力越强,它在出口方面就会具有比其他地区同种产业具有更大的优势。考虑到这些因素以及数据的可获得性,从研究需要的角度出发,本文设置了一套支持知识密集型服务贸易发展的指标体系,主要分为研发投入指标、研发产出指标、地区开放力度指标这三个大的方面(见表2)。
1.研发投入指标。研发投入指标主要包括对科研的投入和对人力资源的投入。对科研的投入主要体现在政府和有关单位投入在研发上的经费,本文选择R&D/GDP来表示科研活动的强度,它反映了一段时间内,一个地区对科研的投入的强度大小。人力资源投入指标的选取要充分的显现人力资源的知识水平结构和创新能力等因素。本文选取科研人员比例和大专以上学历的劳动力比例来代表人力资源投入指标,这体现了人力资源投入的质量高低。
2.研发产出指标。研发产出是能够反应知识技术创新和产品创新的指标。它包括专利、国家级科技奖等方面。专利数是衡量区域创新能力的常用指标之一,可以从一定的角度反映出该地区知识创新的多寡,并能在一定程度上比较不同地区之间的知识技术创新能力和产业结构。因此,考虑到数据的可获得性,本文选择国家级专利数量和第三产业占GDP的比重来反映研发产出指标。
3.地区开放度指标。地区开放度指标主要涉及的是区域的对外开放力度。从金融方面来讲,区域的开放力度直接影响资本的形成和变动,并有利于该地区资本的积聚;从人力资源的角度来讲,对人才来说,区域开放力度越大,人才的流动性加大,通过区域优惠政策,有利于优秀人才的流入。本文引入了外商直接投资占GDP比重这个指标来衡量地区开放力度。
4.地区经济发展水平指标。一个地区的经济发展水平,可以用人均GDP和居民人均消费水平这两个量来衡量,地区的经济发展水平决定着该地区的服务业发展水平。
(三)数据的来源和方法的选择
数据的来源。根据上文的统计数据,由于我国各省运输服务贸易数据以及其他商业服务数据无法获得,以至于无法计算出我国各省具体的知识密集型服务贸易额,因此本文选取了2009年服务贸易在全国排前十名的地区作为知识密集型服务贸易的样本地区来进行研究,分析影响知识密集型服务贸易地区分布的因素。本文以表2所建立的知识密集型服务贸易影响因素评价指标体系为依据,从《中国城市统计年鉴2010》、《上海统计年鉴2010》、《北京统计年鉴2010》、《河北经济年鉴2010》、《全国第六次人口普查》以及国家统计局网站等权威的数据机构搜集相关的数据并进行整理。
方法的选择。由于上文选取的是十个地区的相关指标来研究知识密集型服务贸易空间分布的影响因素,这是一个多地区、多指标的模型,这些指标变量之间可能存在错综复杂的相关关系,这时就要求能从中提取少数的综合变量,还要求这些综合变量之间尽可能的彼此不相关,为了使这些影响因素清晰明了,本文选取因子分析的方法来建立模型。
模型的构建
利用SPSS软件对上文的数据进行因子分析,得到以下结果:
“说明的总方差”给出了每个公因子所解释的方差及其累计和。观察“初始特征值”一栏下的“累积%”列,前2个公因子解释的累计方差已经达到了85%以上,因此提取2个公因子就可以比较好的解释原有变量所包含的信息了。
由于因子载荷是各变量与公共因子的相关系数,所以对一个变量来说,载荷绝对值较大的因子与它的关系就更为紧密,也更能代表这个变量。那么根据这个观点,第一公因子代表受过高等教育的人数比例和研发投入力度这两个变量,第二公因子代表外商直接投资占GDP的比重。进一步分析,可以把第一个公因子解释为人力资源因素,因为它反映的是与人力资本相关的要素,那么第二个公因子把它解释为外资利用因素。
根据表3,可以看出,上海和北京的第一因子得分最高,这说明了这两个地区在人力资本要素方面具有绝对的优势;上海和广东省的第二因子得分最高,这体现了这两个地区在吸收外资方面表现突出。因此,可以得出结论:知识密集型服务贸易的空间分布主要与两大因素相关,一是人力资本要素,二是利用外资要素。
对策与建议
(一)优化城市投资环境,吸引内外资进入高端服务业产业
优化城市投资环境,吸引内外资进入高端服务业产业,如高端金融业,这为知识密集型服务业发展提供了良好的外部环境,知识密集型服务业的发展又会进一步促进知识密集型服务贸易出口,地区在制定知识密集型服务业发展策略时,应与自身的产业空间布局和城区布局结构相衔接,找到知识密集型服务业与城市空间产业结构优化的结合点。以合理的城市基础设施规划、人口分布规划、功能区域规划等保障知识密集型服务业的发展空间,实现知识密集型服务贸易发展与城市发展互促共进。
(二)地方政府应出台政策,建设知识密集型服务人才队伍
建设知识密集型服务人才队伍,知识密集型服务人才是知识密集型服务业发展的重要支撑。地方政府应出台政策加大高端服务紧缺人才引进和培养力度,建立知识密集型服务人力资源储备库。一是通过多种途径引进国内外知识密集型服务人才,如放宽知识密集型服务人才户籍准入限制,营造知识密集型人才安居乐业的环境,建立并发展国际化的专业人才中介机构,拓宽引才渠道等。二是通过各种具体的方式加快培育知识密集型服务人才,如引导高等院校、社会培训机构发展不同层次和类型的知识密集型服务专业教育,通过不同渠道和不同形式培养发展知识密集型服务业急需的人才。
参考文献:
1.魏江,陶颜,王琳.知识密集型服务业的概念和分类研究[J].中国软科学,2007(1)
2.王铁山.知识密集型服务贸易的内涵、效应与发展趋势[J].国际贸易,2009(6)
3.牛端端.知识密集型服务业结构和竞争力的实证研究[J].中国科技论坛,2009(8)
4.潘菁.我国知识贸易对经济增长影响的实证分析[J].大连理工大学学报,2010(4)
5.李磊,赵旭.我国第三产业发展的特点分析[J].经济学动态,2006(12)
6.江小涓,裴长洪.中国服务业发展报告No.3[M].社会科学文献出版社,2005