过刊目录

  • 2020年, 43卷, 第3期
    刊出日期:2020-05-01
      

  • 全选
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  • 梁红凯 陈辉龙 杨溥原 殷丛培 梁永波 崔江慧 常金华
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    为了解OFP(Ovate family proteins)基因家族在高粱基因组中的特征,本研究利用生物信息学方法对高粱OFP基因家族进行了家族成员鉴定,进化关系分析,基因定位,保守motif分析,基因结构、功能启动子元件、基因共线性以及盐胁迫条件下的表达特征进行了分析。结果表明:高粱中鉴定得到37个OFP基因,编码139~543个氨基酸,分子量大小在15.379 88~60.055 64 kD之间,等电点为4.49~11.62,均为亲水蛋白;通过系统发育分析发现,该家族基因可分为三大类,分别包含高粱OFP家族13、8、16个基因;该家族成员在高粱10条染色体上呈不均匀分布,其中3号染色体上分布最多,含有10个SbOFP基因;该家族蛋白保守结构域基本由Motif1和Motif2组成,有13个基因同时具有干旱诱导响应元件(MBS)、脱落酸响应元件(ABRE)和茉莉酸甲酯响应元件(CGTCA-motif和TGACG-motif);高粱内部有20对共线性基因,与水稻、谷子和玉米共线性基因个数分别为27、27、32。胁迫发现SORBI3005G042800、SORBI3003G227000、SORBI3003G010700和SORBI3006G187600共4个基因的表达与盐胁迫关系密切。本研究结果将有助于了解高粱OFP基因家族,为高粱OFP基因家族成员的深入研究奠定理论基础。
  • 曹彩云,党红凯,郑春莲,李科江,马俊永
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    为探讨低平原区一季玉米种植适宜播期和品种搭配高效种植模式,本研究以播期为主处理[2015和2016年4个播期(4月20日、5月5日、5月20日和6月5日),2017和2018年采用5个播期(5月5日、5月20日、6月5日、6月20日和6月30日],‘登海605’‘先玉335’和‘郑单958’3个当地生产推广玉米品种作为副处理,研究了不同品种不同播期下的产量、产量性状及不同播期耗水组成及水分利用效率等的影响。结果表明:2015和2016年随播期的延后产量均呈现增加趋势以6月5日播种平均产量最高。2017和2018年产量随播期延后呈现先增加后降低的趋势,平均以6月20日播种产量最高,且较其他播期产量差异达显著水平。从产量性状看,播期主要影响玉米百粒重的提高,播期过早(4月20日、5月5日)或过晚(6月30日)不利于粒重提高,是产量降低的主要原因。从不同品种的产量对播期的响应来看,不同品种受年型影响较大,6月5日到6月20日播种综合产量较高,综合表现较好的品种为‘登海605’和‘先玉335’。从水分利用效率看,过早或过晚播种均不利于水分利用效率的提高。综合4年的研究结果,‘登海605’适播期在5月20日—6月20日,‘先玉335’在5月5日—6月20日播种均可获得较高产量,‘郑单958’在6月5日—6月20日播种较好。
  • 卢鹏飞,高志强,孙 敏,董石峰,任爱霞,候非凡,尹雪斌
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    为明确不同种类硒肥对小麦富硒能力的影响,本研究以山西中部大面积推广的优质小麦品种‘中麦175’为材料,在开花期叶面喷施3种不同种类硒肥(无机硒肥、有机硒肥、纳米硒肥),对小麦农艺性状、产量形成、籽粒硒积累、硒强化指数等进行测定计算。结果表明:小麦开花期叶面喷施硒肥较不喷硒植株干物质量显著增加,千粒重显著提高,产量显著提高,达5.7%~10%,且以喷施有机硒肥最高;成熟期各器官硒含量及其累积量显著提高,籽粒中硒含量达236~275μg/kg,均达到富硒稻谷标准。喷施有机硒肥较纳米硒肥和无机硒肥成熟期茎、颖壳+穗轴及籽粒硒含量及其积累量显著提高,叶硒含量及其积累量显著降低;籽粒中硒代蛋氨酸、甲基硒代半胱氨酸含量显著提高,硒酸盐降低。此外,喷施纳米硒肥和有机硒肥植株和籽粒硒强化指数均显著高于喷施无机硒肥,且籽粒及籽粒有机态硒强化指数均以喷施有机硒肥显著最高。综上所述,小麦开花期喷施有机硒肥有利于通过提高千粒重提高产量,有利于促进植株中硒素向到籽粒中运转,有利于减少籽粒中无机态硒积累,促进有机态硒积累。
  • 王永兵;程海涛 ;马兆惠 ;吕文彦
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    在影响稻米品质的诸多因素中,镁处理对稻米品质的影响极为重要。本试验以优良食味粳稻品种‘秋田小町’、软米品种‘彦粳软玉 1 号’和一般高产品种‘辽星 1 号’为研究对象,通过裂区试验,MgO 用量按 0、 90、180、270 kg/hm2 基施,研究施镁对不同水稻品种品质构成因素的影响。结果表明:品质性状存在品种间相应差异。对于‘秋田小町’和‘辽星 1 号’,合理选择施镁量有助于提高其糙米率和精米率,改善米饭的外观、黏度、平衡度和食味值,降低米饭硬度。而对于较低直链淀粉含量的软米品种,施镁有助于提高蔗糖含量。综合比较,‘秋田小町’和‘辽星 1 号’选择 180 kg/hm2 MgO 用量对改善品质最佳,而‘彦粳软玉 1 号’,选择用 270 kg/hm2 MgO 用量对于提高其蔗糖含量和淀粉 RVA 特征值(Rapid visco-analyze)的最高粘度最有利,可见施镁总体能够改善稻米品质,但不同品种类型存在差异。
  • 贾树云,高志岭,李睿琦,赵? 哲
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    养殖场粪污堆放存储中的氨挥发损失是粪肥 N 素养分损失的重要环节。采取控氨措施能够降低粪污堆存过程中的氨排放、保存粪肥养分。从现有的可用于测定粪污堆存过程氨挥发的技术中筛选出简单易行且可靠的技术手段可为我国养殖场氨排放测定技术标准的完善提供重要依据。本研究采用通气法(VCT)、间歇式密闭室抽气法(DCT)和被动采样法(PST)同步测定牛粪堆存过程中未经处理、表面覆盖(醋糟、CZ)及施用外源添加剂(磷酸二氢钾 + 氯化镁、TJ)的氨挥发特征及排放通量。结果表明:(1)试验期间 VCT、 PST 测定的氨挥发总量均低于 DCT 测定结果。VCT 法下 CK、CZ 和 TJ 处理的氨挥发量仅为 DCT 法测定值的 20.46%、10.09% 和 11.17%, 而 PST 法 下 CK、CZ 和 TJ 处理的氨挥发量为 DCT 法测定值的 64.38%、 68.64% 和 61.67%;(2)采用 VCT、DCT、PST 3 种方法测定两类减排措施的减排效果一致,覆盖醋糟(CZ)及施用外源添加剂(TJ)均可起到抑制氨挥发的作用,CZ 的减排率为 35.83% ~ 70.33%,TJ 的减排率为 35.89% ~ 65.01%;(3)利用 PST 法测定所得的氨排放量及减排率与基准方法 DCT 测定结果基本一致,表明 PST 法可作为检验农业源氨减排措施效果的测定技术,但仍需进行更多的田间验证,为后续推广提供数据支撑。
  • 公菲菲,李? 森,杜? 崴,高? 阳,侯非凡,亢秀萍
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    为解析黄花菜 LHY 基因的开花时间生物学功能和调控机理,本试验以大同黄花(Hemerocallis citrina cv.‘DatongHuanghua’)为材料,通过转录组数据库检索和 PCR 技术克隆了黄花菜生物钟基因 HcLHY,分析了该基因的生物信息学、系统发育和时空表达特性。结果表明:该基因 cDNA 全长共计 1 929 bp,编码 642 个氨基酸,蛋白相对分子量为 69 470.67 D,理论等电点 (pI) 为 5.82。生物信息学预测其为亲水蛋白,不具有跨膜结构域;其为转录因子,定位于细胞核中,不具备信号肽,该基因所编码蛋白的 N 端具有典型的 Myb DNAbinding 保守结构域;系统发育分析显示,HcLHY 蛋白与芦笋 AoLHY(XP_020245416.1) 亲缘关系最近,同时发现不同植物的 LHY 蛋白保守结构域也有较高的相似性,在被子植物生物钟系统中的功能高度保守;时空表达特性分析 HcLHY 基因在开花前 -12 h 表达量最高,且在花瓣中表达量最高,显著高于叶片、雌蕊、雄蕊、花萼及根。此结果为以黄花菜为生物钟模式植物的分子生物学研究提供了借鉴,为进一步通过遗传和外源影响开花时间调控黄花菜采收提供理论依据。
  • 宫彬彬,赵? 峰,王? 宁,吴晓蕾,李敬蕊,吕桂云,高洪波
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    为了探求不同育苗基质气水比和水分控制对幼苗生长发育的影响,本试验以 3 种具有显著差异气水比(分别为 0.17、0.27、0.36)的育苗基质为材料,在精确控制基质含水量(基质最大含水量的 50% ~ 60%, 70% ~ 80%,90% ~ 100%)的条件下测定番茄幼苗生长情况。结果表明:基质自身气水比与含水量的控制对番茄幼苗生长的影响关系密切,表现为在较低(0.17)气水比条件下,在基质最大含水量的 50% ~ 100% 范围番茄幼苗生长指标总体均较差;在中等气水比(0.27)条件下,维持基质最大含水量的 70% ~ 80% 可以促进番茄幼苗生长,表现番茄幼苗株高茎粗、全株干鲜重以及壮苗指数显著高于对照;在高气水比(0.36)的混配基质下,以维持基质最大含水量的 90% ~ 100% 为宜,与对照相比壮苗指数提高了 114%。因此,育苗基质气水比和基质含水量对番茄幼苗的生长存在交互作用,在气水比为 0.27 时维持基质含水量在 70% ~ 80% 为宜,在气水比为 0.36 时,基质含水量维持在 90% ~ 100% 较好
  • 王倩云;卢? 银;王彦华;赵建军;申书兴;冯大领
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    植株的大小与光合能力密切相关。本研究以大白菜小植株突变体 s1 和其野生型 WT 为材料,通过测定叶绿素含量、净光合速率、叶绿素荧光参数以及对光反应相关基因的转录水平分析,解析大白菜植株大小与光合能力的相关性。结果表明:与野生型相比,大白菜小植株突变体 s1 的叶绿素含量无显著差异,但光合速率显著降低 29%;Fv/Fm 和 Y(II)值在二者之间无显著差异 (P>0.05),而 s1 的外叶和新叶 ETR 值都显著低于 WT;进一步的转录组分析表明光合电子传递链上的 PSII、PC、FNR、ATP 合酶相关基因表达下调 0.94 ~ 1.69 倍。由此证实,大白菜小植株突变体 s1 光合速率低与光合电子传递链中的基因表达下降及光合电子传递速率下降有关。该研究为进一步挖掘大白菜植株大小相关的优异基因资源提供了良好的试验材料,也为大白菜分子设计育种提供了理论依据
  • 司旭阳,李文静,张洪艳,张 科,潘延云
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    对来自 Salk 库的拟南芥 T-DNA 插入突变体 SALK_037453 的表型分析发现,该突变体株系因莲座叶叶柄较短而呈现聚集表型。遗传分析和 PCR 检测显示,SALK_037453 突变体的表型与网站提供的 T-DNA 插入位点所在基因不连锁,应是由另外的未知插入位点的 T-DNA 引起的。为了寻找该位点,鉴定导致莲座叶聚集表型的基因,本研究利用 TAIL-PCR 的方法,鉴定出与突变表型连锁的 T-DNA 插入位点,位于基因 At4G39400 (AtBRI1)和 At4G39403(AtPLS)之间。进一步利用 qRT-PCR 的方法检测,发现该位点由于 T-DNA 的插入,同时影响了 AtBRI1 和 AtPLS 的转录水平的表达。该研究为探索叶发育的过程提供了新的候选基因,并为进一步阐明 AtBRI1 和 AtPLS 的生物学功能提供了新材料。
  • 白? 华,曹宏哲,刘鹏飞,周? 帆,藏金萍,董金皋,张? 康,邢继红
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    转录因子 MYB44 通过 EAR 基序与 TPL/TPRs 蛋白直接互作,参与植物抵抗生物和非生物胁迫过程,其同源蛋白 ZmMYB153 的功能和调控机制尚未明确。本研究利用酵母双杂交(Yeast two-hybrid, Y2H)技术,对 ZmMYB153 与 TPL/TPRs(TOPLESS/TOPLESS-related proteins)蛋白之间的互作关系进行研究,结果发现,共同转化 ZmMYB153 与 TPR2 组合(AD-ZmMYB153+BD-TPR2、BD-ZmMYB153+AD-TPR2)的酵母菌落在 -Leu/-Trp、-Leu/-Trp/-His 和 -Leu/-Trp/-His+3-AT 培养基上均能正常生长;而其他组合以及阴性对照组合的酵母菌落均不能在 -Leu/-Trp/-His+3-AT 培养基上正常生长,表明 ZmMYB153 与 TPR2 蛋白在酵母细胞中能够直接互作;与阳性对照相比,共转化 EAR 基序突变的 ZmMYB153-mEAR 与 TPR2 组合(AD-ZmMYB153- mEAR+BD-TPR2、BD-ZmMYB153-mEAR+AD-TPR2)的酵母不能在 -Leu/-Trp/-His+3-AT 培养基上生长,表明 EAR 基序是 ZmMYB153 与 TPR2 蛋白在酵母中互作的关键位点。研究结果为阐明 ZmMYB153 在玉米生长发育和抵抗生物 / 非生物胁迫中的功能及其调控机制奠定了基础。
  • 梁? 娇 ;张聪颖;乔? 柳;孟翠丽;蒋继志
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    为了挖掘生防细菌与化学农药混用对致病疫霉的抑菌潜力,本研究将短小芽孢杆菌 W-7 菌株与甲霜灵锰锌混合培养后涂布统计菌落数,明确两者复配的可行性及适宜浓度。以平板对峙法检测复配液对致病疫霉菌丝体形态及生长的影响,混合培养法镜检观察复配液对孢子囊形态及直接萌发的影响,块茎切片法评价复配液在马铃薯离体组织上的防病效果。结果显示,15 μg/mL 的甲霜灵锰锌药液对 W-7 菌株的生长无明显影响,将药液与 W-7 菌液原液以 1∶2 体积比复配后,对致病疫霉菌丝体的抑制率(98.94%)及致畸率(48.56%)均明显高于两者单独处理之和;复配液处理后孢子囊的直接萌发率(5.87%)显著低于两者单独处理,同时孢子囊的畸变率(53.88%)与两者单独处理的畸变率之和相近;复配液在马铃薯块茎切片上对晚疫病的防效(91.36%)显著高于两者单独处理后的防效之和。这表明短小芽孢杆菌与甲霜灵锰锌复配在防治马铃薯晚疫病过程中,对于减少使用甲霜灵锰锌有积极作用。
  • 李晓天;任达;高卫;陈来;霍静倩;朱岩;王彦恩;张金林
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    基于新型除草活性先导结构的优化是除草剂创制的重要途径。本研究以前期发现的除草活性化合物 4u 为先导结构,对其苯氧乙酰胺部分进行修饰改造,设计合成了 8 个结构新颖的 3-( 呋喃 -2- 基 )-1- 嘧啶 -1H- 吡唑 -5- 胺衍生物。化合物结构均经氢谱、碳谱和高分辨质谱验证,且除草活性经小杯法测定。结果表明,在 200 mg/L 浓度下,化合物 5c 对马唐根的生长抑制率达 65%,与先导化合物 4u 的活性相当,优于对照药剂莠去津(58%)。
  • 李伟哲;刘? 露;李丽娜 ;肖? 勤
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    桃拉综合征病毒 (Taura syndrome virus, TSV) 是威胁虾类养殖业的主要病毒之一。本试验建立了一种快速检测 TSV 的环介导等温扩增联合横向流动试纸条 (LAMP-LFD) 方法,并与荧光定量 PCR(qPCR) 进行了对比。基于 TSV 的衣壳蛋白 VP2 核酸序列,设计 3 对特异性引物 ( 外引物:FIP/BIP, 内引物:F3/B3, 环引物: LF/LB),进行 LAMP 反应体系的优化。其中引物 LF 以 BIO 标记,LB 以 FAM 标记,用于横向流动试纸条 (LFD) 的检测。结果表明:LAMP 最佳反应可在 63 ℃恒温条件下 40 min 内完成。整个扩增反应到 LFD 结果判定可在 45 min 内完成。LAMP-LFD 可特异性检出 TSV 特异性片段,未与其它病毒和细菌发生交叉反应,且其检测限为 22.9 fg。与 qPCR 相比,本研究所建立的 LAMP-LFD 检测体系虽然检测限高于 qPCR 10 倍,但比 qPCR 检测时间缩短近 1 h,且 LAMP-LFD 特异性强、操作简单,无需特殊仪器设备,可快捷、方便地检测出 TSV,满足 TSV 基层快速检测的需要。
  • 温? 静, 黄大庄
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    白洋淀流域位于雄安新区上游,是其重要的水源涵养区和生态屏障。以白洋淀流域为研究区域,采用 ArcGIS 和 Fragstats 软件计算并分析白洋淀流域景观结构组成和景观格局分布特征、时空变化规律以及不同景观类型与地形因子的关系。结果表明:(1)白洋淀流域总面积 33 877.64 km2 ,各景观类型面积比例由大到小排序为:耕地(39.76%)>林地(37.91%)>建设用地(10.89%)>草地(8.94%)>未利用地及其他(1.72%)>水域(0.78%)。(2)2003—2018 年间,耕地、林地、草地面积减少,建设用地、水域和未利用地及其他面积增加。(3)流域景观斑块总数增加,平均斑块面积减少,景观形状指数、面积—周长分维数、景观多样性增加,表明景观破碎化增加。(4)林地景观在高海拔、坡度较大和阴坡区域分布较多,耕地景观随地貌等级的升高其面积逐渐下降,且多集中分布于平坡区域。
  • 王? 超;刘? 军;刘占良;付永斌
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    针对现有谷子播种机播种量大、谷种表皮易损伤的问题,设计了 1 种气吸式谷子精量穴播机,并对其整体结构及关键部件进行了分析。通过理论分析确定了传动系统、仿形机构、肥箱等部件的相关参数,利用 Solidworks 三维设计软件对机架进行静态应力分析。结果表明,机架最小安全系数为 2.00,最大应力为 1.18e+ 10 N/m2 ,最大应变为 4.05e-4,最大位移量为 1.42 mm。采用样机田间试验和静态试验检验了播种性能。结果表明,谷苗株距合格率为 86.67% ~ 91.33%,株距变异系数为 15.84% ~ 29.42%,空穴率为 1.33% ~ 4.67%,种子破损率为 0.43%,各指标均满足播种机质量评价标准和谷子农艺专家要求。
  • 刘? 丹,马璐萍,李建昌,孙? 磊,赵建国,郝建军
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    在玉米追氮关键期对其氮含量进行准确检测,是玉米减量施肥的重要举措。传统的全波段光谱分析法数据量大,氮含量检测数学模型建立困难。选取能够反映玉米叶片氮含量水平的特征波长,能够极大减小建模难度。针对玉米生长对氮含量特征波长变化影响,提出玉米追肥关键期叶片氮含量检测方法。将标准归一化、卷积平滑处理算法与连续投影算法相结合,提取了玉米拔节期、大喇叭口期及抽雄期 3 个追氮关键期的叶片氮含量光谱特征波长,为玉米追氮光谱检测模型建立提供了依据,并通过多元线性回归建立玉米叶片氮含量光谱模型,极大降低了算法复杂度。通过对比分析表明,采用本文提取的方法得到的特征波长,具有准确性强,均方根误差小,运算复杂度低的优势。
  • 杨? 瑞,肖志刚,袁洪波,程? 曼
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    精准配肥是当前水肥一体化研究中的 1 个关键问题,它可以实现作物营养按需供给,同时也能够提高肥料利用率,对施肥泵特性的分析是实现精准配肥的前提。螺杆泵具有结构简单、造价低、体积小,安装检修方便的优点,适用于黏性较大的液体,易于实现流量的精准控制。笔者针对 GQS 型潜水螺杆泵进行研究,测定了其特性,建立了流量、压强和电压 3 个变量之间的关系模型,并通过边折叠算法对其进行了降维简化。试验结果表明,与原模型相比,使用简化模型后,平均误差保持在 3% 之内,单片机运算速度提升了 54.8%,实现了快速控制,提高了配肥效率,该方法为实现精准高效配肥提供了 1 种有益的参考。
  • 边永亮,李建平,王鹏飞,刘洪杰,杨? 欣
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    为探究 Z-3N 单旋翼油动无人机在梨园进行病虫害防治作业的适用性,对其旋翼流场进行流体仿真并在梨园进行喷雾试验。结果表明:旋翼下压风场分布较为均匀,压强分布为上层>中层>下层,下层最低压强为 3.54 N/m2 ,说明旋翼下压风场可以较好地穿透到果树下层,下层最小风速≥3 m/s,有助于雾滴到达梨树叶面叶背。单旋翼油动无人机喷雾作业后的梨树冠层雾滴沉积覆盖率上层叶面平均覆盖率为 9.31%,叶背为 1.34%;中层叶面平均覆盖率为 10.79%,叶背为 3.46%;下层叶面为 2.47%;叶背为 1.58%。靶标果树冠层叶面的平均体积中值直径为上层>中层>下层,叶背的平均体积中值直径为中层>上层>下层,雾滴均匀分布为中上层优于下层。田间试验表明单旋翼油动无人机的旋翼下压风场分布和药液雾滴沉积覆盖率适用于梨园的病虫害防治作业。
  • 杨? 萍,郭志成
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    针对花椒市场需求量大、采摘困难的现状。笔者设计了自动识别花椒系统,通过对比 4 种识别算法的性能,采用识别效果最好的 K-means 聚类算法对花椒果实目标进行提取,针对花椒串生长具有离散性特点提出用平面内质点系模型求出花椒串质心。提出了 Otsu 算法与 K-means 算法结合图像相减的方法识别出花椒的结果母枝,然后根据小孔成像的基本原理和凸包理论得出单目视觉的花椒深度信息。最后以到花椒质心最短距离为限定条件确定母枝上采摘点所在的直线段,经过坐标转换求出直线段上采摘点的三维世界坐标。
  • 陈文卓,姜 丰,刘? 萍
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    为了使易腐生鲜类农产品在复杂交通环境能够快速找到最优移动路径,进行考虑包括时间、油耗、罚没成本等因素在内的多目标配送,从而对综合成本与新鲜度保障进行平衡,提出了在传统蚁群算法的基础上改进转移规则,并加入含时间启发因子的影响函数。通过算例仿真,证明了改进蚁群算法的有效性和合理性,其降低了复杂程度,优化了传统蚁群算法容易陷入局部最优的问题,提升了迭代运算的收敛速度,同时降低了配送的综合成本。
  • 王彩蒙,宇云飞,朱常志,刘明珠
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    以某桩锚支护结构的基坑工程为例,利用 FLAC3D 软件,建立了基坑周边是否有超载的数值分析模型。对不同开挖工况下的支护桩水平位移与弯矩、锚索轴力以及基坑周边地表附加沉降进行了分析,揭示了基坑开挖与既有建筑物的相互影响规律。所得成果对类似工程的基坑支护设计具有参考价值。