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关键词 花生产业;育种方向;食用型花生;机械化收获;分子标记;四川
中图分类号 S565.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)22-0055-02
花生(Arachis hypogaea L.)起源于玻利维亚南部和阿根廷北部,是世界上重要的油料和经济作物,在农业和国民经济发展中占据重要地位。我国加入WTO后,花生成为我国具有较强国际竞争力的大宗作物之一,规模化和商品化的发展使中国花生种植面积、单产居世界第2位,总产居第1位[1]。联合国粮农组织统计数据显示,2009年全球花生总产3 552万t,其中我国花生总产占全球的1/3,居世界首位。中国是世界上主要的花生出口大国,具有一定的产量和价格优势,但油酸/亚油酸(O/L)比值偏低、耐贮性差;黄霉素含量、农药残留超标;食用率低、深加工产业发展滞后等品质问题成为阻碍中国花生应对国际市场的关键因素[2]。因此,O/L值比较高、高蛋白、低脂肪、高油脂且宜榨油、抗性强的品种将成为今后我们着重选育的优良花生品种[3]。如何通过继续提高产量、改进花生品质和精化、深化加工手段以增加其利用渠道,来增强中国花生在国际市场的竞争力,扩大其销售量,增加花生种植户的收益,是我国花生育种工作亟需解决的首要问题。
1 四川花生产业在农业中的重要意义
1.1 四川省花生面积日益扩大
四川盆地是中国重要的农产品生产基地,其花生种植分布较广,规模种植区域相对较集中,在1985年以前植面积保持在6.67万~10.00万hm2,到2000年达到了23.96万hm2,2009年花生播种面积为25.60万hm2,近年来四川花生面积保持在26.67万hm2左右,并有上升趋势。播种面积在大春作物中仅次于水稻、玉米、红薯,列于第4位。预计到2020年四川花生面积可在2000年基础上翻1番,达到近53.33万hm2(表1)。
1.2 花生适宜范围广泛,是调整农业结构和增加农民收入的重要途径
在四川东北边远山区,气候条件干旱恶劣,相对其他作物,花生在山区更适宜生长,是山区脱贫致富的先锋作物。花生已发展成为一种高产作物,理论上增产潜力还很大,而目前四川花生的零售价格为10~15元/kg,高于水稻、小麦、玉米、大豆、油菜等,经济效益高,在其他作物经济效益进一步下降的情况下,花生的比较效益优势将更加明显,所以发展花生有利于农业结构调整和增加农民收入。与山东、河南等省相比较,四川省花生生产始终处于自给自足的原始农业阶段,所以在采取措施增加花生产量的同时要加以引导使其产业化、专业化才能达到进一步促进农民增产增收的目的。
1.3 特色花生在四川已经广泛应用
黑花生是彩色花生的一种,也被称作富硒黑花生或黑粒花生。黑花生的外衣呈黑色,其仁与普通花生一样依然为白色,黑花生内含钙、钾和8种维生素及19种人体所需的氨基酸等营养成分,适口性好,同时还富含硒、铁、锌、铜、锰等微量元素和黑色素,可有效保持人体良性循环,清除体内多余脂肪。黑花生品质优良,营养丰富,其粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪含量分别达到30.68%、10.81%、44.67%,比普通花生分别高5.00%、96.55%、0.90%;同时黑花生中精氨酸含量比普通花生高23.9%;其中人体所必需的微量元素锌、硒含量分别为3.7 mg/100 g、8.3 μg/100 g,比普通花生分别高48.00%、101.00%[4-5]。近年来,黑花生在四川大部分地市均有种植,并取得较好的经济效益。
1.4 四川花生产业发展的主要问题
一是加工层次低。四川花生的加工层次非常单一,只是将原料加工为花生食品,没有利用花生副产物加工饲料、蛋白粉、医药原料、化工原料等产品,产业链效应和资源效益不能充分发挥,产业优势无从体现。二是良种化水平低。四川花生育种居全国中上等水平,中粒种选育具有明显优势,“八五”以来已育成适应不同栽培制度、适于不同用途的花生品种,提纯复壮也从未间断,为生产应用创造了良好基础[6-7]。但四川原有的少数花生良种繁殖推广机构早已解体,新的体系尚未形成,大多数农户习惯于集市购种、自种自留,一次更换、长期使用,导致品种布局不合理,新品种推广缓慢,良种退化严重,制约了“天府花生”良种丰产潜力和品质优势的发挥。
2 四川花生育种方向
2.1 加强食用型花生新品种选育
四川花生的深加工转化率很低,仅占可消费的4.2%~5.7%;四川地处内陆,花生出口仅占全国焙烤花生出口量的0.57%,出口总量少;四川传统习惯消费菜籽油为主,花生用于榨油的比例极低;四川花生约90%的产量用于直接食用[8]。因此,食用型花生新品种的选育是主攻方向。在继承四川省花生品种适宜食用和加工(口感好、外形美观)的传统基础上,开展食用型花生新品种选育。主要技术措施是丰富四川省花生育种资源,从国内、国外引进大粒型花生品种,通过与当地品种杂交,适当提高花生的百粒重,从而达到提高产量的目的。
2.2 特色花生新品种选育
黑花生营养丰富,富含硒、钙、各种维生素、矿物质及19种人体必需的氨基酸,具有一定的保健功能,适口性好,品质优,具有广阔的市场开发潜力。特色花生育种也将是今后的一个重要的方向。
从我国其他省份及国内主要花生科研单位引进黑花生品系,以四川近年审定的推广品种作对照,经过综合评价确定亲本材料。利用杂交转育配制多个杂交组合,利用系统选择方法培育黑色花生新品种[9]。并进行黑花生产品的商业化推广,形成的产品具有广泛的应用前景。
2.3 适合机械收获的花生新品种选育
目前,花生的收获主要还是靠人工来完成,耗时,费力,生产成本高。借鉴小麦联合收获机对外服务和跨区作业的成功经验,农民已把花生收获机械当做是增加收入的又一个好途径。在国内人工成本不断提高的大背景下,传统的花生产业在高劳动成本的挤压下,发展空间受到严重冲击。因此,开展适宜机械收获的花生新品种选育将是一个重要的发展方向。
2.4 分子标记技术在花生育种的应用
花生新品种的选育都经历了比较漫长的过程,要想得到综合农业性状优良的品种需要长达数十年时间。由于花生栽培种是异源四倍体,研究发现其在DNA水平上多态性较差,因此分子标记技术在花生上的应用明显落后于该技术在其他物种中的应用。花生的DNA分子标记始于20世纪90年代,目前在花生遗传图谱的构建、基因定位、系统发育关系的分析、种质资源分类鉴定以及辅助选育等方面上得到了应用。Hong et al利用分子标记技术可对物种遗传多样性进行研究,并对杂交后代进行精确鉴定。同时,构建栽培花生的指纹图谱能够对控制数量性状的基因进行定位,并能确切地鉴定花生品种,从而为花生育种工作提供可靠保障。因此,通过综合运用常规育种和分子标记辅助育种的方法,加快了对专用花生新品种的选育进程,并提高选择效率,同时加快对花生产品的商业化推广,形成在国内具有较大影响力和巨大商业价值的新品牌,以此带动花生产业的健康发展。
3 参考文献
[1] 邹晓芬,陈志才,宋来强,等.黑花生新品种赣花9号的选育[J].江西农业学报,2012,24(5):24-25.
[2] 董文召,汤丰收,张新友.花生育种目标的市场诱导创新因素[J].中国农学通报,2004,20(3):97-99.
[3] 翁伯琦,林代炎,罗旭辉.花生高产优质育种与栽培技术研究进展及其对策思考[J].花生学报,2003(32):185-194.
[4] 黄秀泉.黑花生的特征特性及其高产栽培[J].江西农业科技,2003(5):11-12.
[5] 黄玉鸾,杨四军,路兆英,等.黑花生新品种(系)的引进和筛选[J].江苏农业科学,2004(5):31-32.
[6] 范育科.特种黑花生91-1选育研究初报[J].安徽农学报,2000,6(1):38-39.
[7] 岳福良,张小红,张相琼,等.黑花生新品系BH-3的选育过程及栽培技术[J].现代农业科技,2011(21):103.
关键词二氧化钛,硫酸法,氯化法,生产工艺
1前 言
钛白粉(TiO2)一直都是陶瓷行业主要应用的原材料之一。作为陶瓷色料行业来说,它的用量占到了坯体色料的60%以上。钛系列的陶瓷色料产品主要有橘黄、橘红和米黄,通常都是应用在坯体砖上面,但也有很少一部分产品应用在陶瓷釉用水晶砖上面。
自1791年发现钛元素到1918年采用硫酸法商业生产钛白粉以来,至今已有80多年的生产和商业使用历史。钛白粉的生产方法主要有硫酸法和氯化法两种。①硫酸法是用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸进行酸解反应,得到硫酸氧钛溶液,经水解得到偏钛酸沉淀;再进入转窑煅烧产出TiO2。硫酸法以间歇法操作为主,生产装置弹性大,利于开停车及负荷调整。②氯化法是用含钛的原料,以氯化高钛渣、或人造金红石、或天然金红石等与氯气反应生成四氯化钛,经精馏提纯,然后再进行气相氧化;在速冷后,经过气固分离即可得到TiO2。该TiO2因吸附一定量的氯,需进行加热或蒸气处理将其赶走。该工艺简单,但在1000℃或更高条件进行氯化,有许多化学工程问题如氯、氯氧化物、四氯化钛的高腐蚀等难题需要解决,再加上所用的原料较为特殊,较之硫酸法成本高。
2 钛白粉的生产工艺及流程
2.1 钛白粉的原材料
目前主要有两种具有经济开采利用价值的钛矿:岩矿和砂矿。大多数钛矿在其适合用于钛白粉颜料加工之前,需要进行浓缩与富集、或用其它的加工方法以提高TiO2在原料中的含量。
采用通常的选矿方法如重选、磁选、静电选等进行选矿,进一步的加工则是电炉冶炼成高钛渣和铁还原的工艺生产人造金红石。
2.2 硫酸法生产工艺
硫酸法技术的主要工艺步骤是:将TiO2原料用硫酸酸解,将可溶性硫酸氧钛从固体杂质中分离出来,水解硫酸氧钛为不溶的水解产物,或称之为偏钛酸。最后通过煅烧除去水份,生成干燥的纯TiO2。若采用的最初原料配料的铁含量高或钛含量低时,则要在净化和水解之间增加去除和回收七水硫酸亚铁和浓缩钛液的工艺步骤。
2.2.1 酸 解
经研磨、干燥的钛铁矿或酸溶性钛渣,一般在铅衬反应器中用浓硫酸在150~180℃的温度下酸解。为便于酸解,原料通常要磨到200目左右。需要指出的是,白钛石、人造金红石和金红石不溶解于硫酸,因此不能用于硫酸法钛白粉的生产。
酸-料混合物一般用空气进行气流搅拌并通过吹入蒸汽进行加热。大多数生产厂家使用H2SO4含量为85~92%的硫酸,剧烈的放热反应在160℃左右就会开始。而某些厂家则先进行酸矿预混物料,这样有助于缓和剧烈的反应。钛铁矿中的铁含量越高,所用硫酸的稀释程度就越高。对处理岩矿而言,合适的酸浓度为含85%的H2SO4。而处理钛渣,酸中的H2SO4一般为91~92%。为了获得平缓的反应,不需使用比此更浓的硫酸。
然后,钛液被逐渐稀释,首先用酸,然后用水。无论酸的浓度如何,反应固相物的形态都为疏松的多孔饼,其主要组成是Fe2(SO4)3和TiOSO4(硫酸氧钛)。由于原料中存在的钒、铬和其它金属要在硫酸中进行分解,因此多孔饼中也含有这类金属硫酸盐。
如果让Fe3+进入水解阶段,它们将吸附在TiO2粒子表面,造成最终钛白粉产品的白度指标偏低,因此,在整个工艺过程中使铁保持二价形态至关重要。
2.2.2 沉清/沉降
冷却酸解液、固体惰性物质和未反应的原料残余物溶液从酸解罐的底部全部排放到宽底的低位沉淀池/沉降池中,将由钛矿杂质形成的可溶性残余物去掉。加入酪蛋白、淀粉或其它有机絮凝剂,液体便通过简单的重力分离作用沉淀在沉降池中。可溶性残余物的沉降可以在此阶段辅以硫化锑(SbS3)沉淀的形式进行。为此,需在酸解阶段将氧化锑加入到最初的原料中,沉降时加入硫化钠以沉淀生成SbS3。
通常,在沉降池底部有一集中排放点。固体物质排除后,先用废酸洗涤以回收未反应的原料,然后用水洗掉残留酸。沉降后的钛液通过精滤除掉细小的残余粒子,这些精滤滤渣与从沉降池中收集的其它固体物合在一起送往许可的堆放场。整个沉降过程大约8h。
2.2.3 回收绿矾
绿矾主要是七水硫酸亚铁(FeSO4・7H2O),一般同时混杂有铬、钒、锰和其它金属硫酸盐。这些金属是最初的原料夹带进来的。剩余的Fe2+仍留在钛液中。绿矾可以红泥浆的形式滤掉。处置绿矾是硫酸法工艺的主要问题之一。在现代化的硫酸法工厂中,绿矾用专门的真空冷冻结晶系统去除,该系统设计为能生成很大尺寸的FeSO4・7H2O七水晶体,而铬、钒杂质含量最少。大晶体便于处理和储存:这一点非常重要,因为大多数钛白粉生产商将回收的绿矾加工成副产品销售,如用作土壤调节剂或水处理剂。
如果只用钛渣作原料,此阶段没有大量的铁析出。这样,钛白粉生产商就避免了随之而来的绿矾处理问题。
2.2.4水 解
水解工序是硫酸法钛白粉生产过程非常关键的一步。这一步将可溶性硫酸氧钛在90℃时水解成不溶于水的水合TiO2沉淀物,或称偏钛酸。
为控制水解速度、水解物的过滤洗涤性能和最终产品的细度及质量指标,需要在水解时加入晶种。晶种的加入方式有两种:自身晶种(Blumenfeld法,1928年)和外加晶种(Mecklenburg法,1930年)。外加晶种是向钛液加入经另外制备的金红石或锐钛型晶种,用以控制水解速度和钛白粉产品的最终晶体类型。
偏钛酸的沉淀是通过几小时的钛液沸腾达到的。在沉淀快结束时,有时要加入一定的水以提高水解率。但是,加入的水过量则会破坏TiO2沉淀物的质量。整个水解沉淀过程需要花费3~5个小时。
水解沉淀物浆料经过滤、洗涤后,在还原条件下用硫酸酸浸以除去最后微量吸附的铁和其它金属。即通常所说的漂白。大约7~8%的SO3紧紧吸附在浆料中,无法洗掉。事实上,要经历过滤和洗涤,才能将偏钛酸沉淀分离出来。硫酸法钛白粉生产的大部分废酸由此产生。
为控制粒度生长,需向偏钛酸中加入调节剂,如硫酸钾、磷酸钾和锌。有时还需在此步骤中进一步加入金红石晶种以促进煅烧时形成金红石TiO2。最终用于煅烧的物料是水合TiO2浆料,固含量为35~50%。
2.2.5煅 烧
煅烧是在一个微倾的内燃式回转窑中进行。在重力作用下,水合TiO2浆料在回转窑中缓缓前移。煅烧温度为900~1250℃。为了达到所需的钛白粉类型,实际温度需要按几个等级严格控制。一般生产金红石钛白粉所需的温度要高一些。通过煅烧环节脱去水份和除去残余的微量SO3,同时还可以将锐钛型TiO2转变成金红石型。
煅烧还有助于增强最终钛白粉产品的化学惰性和确定其粒度,尽管粒度的确定主要是在水解阶段。通过过程取样和对颜色、消色力及粒度的物理检测,可以对煅烧过程的严密控制起到辅助作用。
煅烧后,TiO2经研磨破碎烧结成颗粒。其后,一些钛白粉以未包膜TiO2初品的形式出售用于搪瓷、焊条等需要初级产品应用的地方。几乎所有的钛白粉厂均要进行表面处理,即后处理。
2.3 氯化法生产工艺
氯化法技术的主要步骤为:用氯气在还原气氛下氯化钛原料,将生成的四氯化钛冷凝、精馏提纯,最后将四氯化钛氧化生成TiO2。
2.3.1氯化
在氯化法生产钛白粉工艺中首先要生产四氯化钛(TiCl4)。其生产是用钛原料与烧结的石油焦饼和经预热的氯气混合,并在800~1000℃的温度条件下进行反应。通常的氯化反应器采用流化床反应器,也有其它的一些反应器。
石油焦中的炭在氯化反应中的主要目的是移走钛矿中的氧,所以应尽可能减少与金属反应的氯含量。
目前有部分公司具有使用钛精矿和高钛渣或金红石或板钛矿混合进料的技术与商业生产的能力。其进料的矿TiO2含量可达60%,其目的是降低原料的生产成本。其它的氯化公司采用掺合原料量不能低于85%的TiO2含量,并且要求具有低MgO、CaO的天然金红石、人造金红石、钛渣。在氯化时,Ca、Mg太高,形成的液体氯化物如MgCl2、CaCl2会堵塞流化床,造成生产不正常及停产。
从反应器出来,气体经过袋滤气分离灰尘,再经过冷凝器维持200℃温度以分离掉主要的FeCl3。假使采用钛精矿与板钛矿进行掺合进料,此间分离的FeCl3量明显增多,带来废副处理量大的问题。
2.3.2 精 馏
该工序冷凝并提纯TiO2气体。该气体从氯化反应器出来后,通过可调喷雾冷却和冷凝的操作步骤。其目的是使气体温度降到136℃,刚好是TiCl4的沸点,在此条件下FeCl2、MnCl2、CaCl2、MgCl2以固体形式予以分离,并得以移出。
冷凝分离出大部分固体杂质后的TiCl4气体仍旧含有许多与其沸点类似的杂质如SnCl4、SiCl4、FeCl3、MnCl2和VOCl3等,减少这些杂质的量是氯化钛白粉操作的关键因素之一。
分离VOCl3是通过用亚铁或矿物油的络合方式进行。用H2S在90℃处理含杂质的TiCl4,还原VOCl3成 VOCl2,其后以硫化物的铁、钒沉淀分离,将AlCl3转化成络合盐而分离掉。
2.3.3 氧 化
将TiCl4与空气或氧气进行氧化反应,生成纯的TiO2和氯气。氧化反应对产品的细度及质量是控制的关键。
氯气与四氯化钛在所使用的氧化温度条件下腐蚀性极强。通常的反应器均采用不锈钢衬耐火材料做成。氧化反应热不能维持足够的反应温度,必须提供辅助热量,通常的做法有:①TiCl4和氧气/空气与少量蒸气混合,分别预热到所需的温度,分别进入反应器;②通过燃烧CO成CO2以提供辅助热;③氧气通过电火花进行加热。
从滤器中分离出的TiO2含有大量的吸附氯,需通过加热移去,最常用的方法为蒸汽处理,氯被洗出并转化成盐酸,再进一步处理是用含0.1%硼酸的蒸汽除掉微量的氯和盐酸以得到较纯的TiO2。
3钛白粉的后期加工及工艺发展
无论从硫酸法煅烧,还是从氯化法氧化之后所产生的钛白粉都是十分纯的产品,但作为颜料填料并不使用这种产品,通常根据不同的市场用途如涂料、塑料和造纸行业进行不同的后处理。其目的是改善其应用性能:
(1) 提高钛白粉的耐候性;
(2) 提高钛白粉在不同介质溶剂、塑料、水溶性乳胶中的分散性;
(3) 提高钛白粉的润湿性;
(4) 提高其遮盖力及光泽。
后期处理主要有湿磨、无机包膜、洗涤、干燥、气流磨及有机包膜和产品包装等工序。
3.1 湿 磨
硫酸法生产中经砖窑煅烧获得的TiO2或从氯化法生产中经氧化后获得的TiO2,在无机或有机分散剂的存在下进行湿磨。其湿磨设备主要采用介质磨,有球磨机、珠磨机、砂磨机、重介质磨等。将TiO2聚集粒子尽量磨细解聚为原级粒子,以利于进行无机包膜。此工艺在90年代开始大量使用,其关键是可获得更好包膜处理的颜料性能更佳的钛白粉。
3.2 无机物包膜与干燥
经湿磨解聚后的TiO2需要进行无机物包膜,以屏蔽紫外光,提高钛白粉的耐侯性。常用的无机包膜剂有硅、铝的氧化物及水合氢氧化物。硅、铝包膜剂提高了钛白粉的耐侯性能,但与之相反却影响了应用时的光泽。因此,近年来已采用锆来进行混合包膜,达到高耐侯、高光泽的颜料应用。
3.3 有机包膜与气流粉碎
气流粉碎是为得到狭窄粒度范围和优良颜料性能的钛白粉后处理的最后一道工序。目前采用的粉碎机多数为扁平式气流粉碎机,其气源为16kg的过热蒸汽,并根据产品用途加入一定的有机包膜剂;其目的有两个:一是由于粉碎后的钛白粉表面能较高,容易重新团聚,需要中和其能量(或谓之表面电位),同时起到助磨效果;二是改变其钛白粉的表面物理化学性能,以使其应用在涂料、塑料等物质有更好的配伍性及相容性。
3.4 钛白粉的最新生产工艺
2002年4月23日,美国俄特尔纳米材料公司(Altair Nanomaterials Inc.)申请了一个发明专利。该工艺既不是硫酸法生产工艺,又不是氯化法生产工艺;应该说是盐酸法生产工艺,其工艺流程为:用盐酸浸取钛铁矿,分离掉不溶的残渣。浸取液将高价铁还原为低价铁,冷却结晶出氯化亚铁,并分离氯化亚铁;分离出氯化亚铁后的含钛浸取液进行第一次溶剂萃取,萃取相为含钛和高铁溶液,萃余相为含亚铁的水溶液,返回工艺用于再生盐酸,回到浸取工序;含钛的萃取相进行第二次萃取,萃取相为含钛的水溶液,萃余相为含高铁的水溶液,返回盐酸再生工序;经过萃取提纯后的氯化钛溶液进行水解,最好的水解方法是喷雾加热水解,得到偏钛酸,气相的盐酸和水返回盐酸再生系统。水解后的偏钛酸进行煅烧、湿磨、无机包膜、过滤洗涤、干燥、汽粉和包装。该工艺可生产纳米钛白粉、锐钛性和金红石型钛白粉。在冷却结晶分离出的氯化亚铁进行热解从而得到氧化铁固体,气体为氯化氢和水蒸气,并返回开始的浸取工序。其特征是盐酸循环使用,副产物只有氧化铁渣。
该公司已于美国纳斯达克上市,1999年从总部设在澳大利亚的BHP公司购买新工艺技术和实验装置,为加强新工艺的开发,2001年将参与研究的15位科学家聘请到俄特尔继续进行新钛白粉工艺研究,2002年第一个专利在美国批准。大家将1910年代称为克洛朗斯硫酸法的时代,1950年代为杜邦氯化法的年代,21世纪是俄尔特盐酸法的时代。
4结 束 语
陶瓷色料行业的钛白粉用量是十分惊人的。以本公司的保守计算,一年的用量在400吨以上,而且大多数厂家使用的产品含量都在98%左右,也有部分厂家利用部分钛铁矿来代替钛白粉进行生产,但是效果并不令人满意。目前,进口的高含量钛矿(96%)的价格在4000元/吨左右,而98%含量的钛白粉价格在10000元/吨左右。通过借鉴钛白粉生产工艺中的一些原料处理技术对原矿进行处理,将矿物按照色料产品配方直接混合后进行煅烧就能生产出合格的桔黄产品,可以产生很好的经济效益和社会效益。
参考文献
1 陈朝华,刘长河.钛白粉生产及应用技术[M].化学工业出版 社,2006
2 龚家竹.钛白粉生产工艺技术进展[C].中国化工学会无机酸碱盐专业委员会,2003年无机盐学术年会
在机械设计制造及自动化中,机械设备占主要地位,同时它还兼具了机械设计和自动化管理两个方面。现如今我国经济正在飞速发展中,机械制造业及其自动化技术在国内的各行各业中应用广泛,对机械自动化人才的需求量也逐渐增多。为了加快我国经济的发展,推进企业科技的进程,培养更多高素质的机械自动化人才,这是发展的前提条件。
2 机械设计制造及其自动化的发展方向
2.1 机电一体化和智能化以及模块化
机械设计制造自动化技术在发展过程中主要的技术基础就是机电一体化技术的有效实施。为了保障相关机械制造业的可持续发展,并为机械设备制造技术提供全面的可行性措施,就必须对机电一体化技术展开全面的技术应用。
2.2 优化机械设备智能化手段
通常情况下,智能化是指在相对控制理论的基础上对新型思想和新型技术手段互通互汇,并在模拟人类智能的同时提升机械生产设备的行为判断力、机械设备的逻辑性、机械设备的自主决策能力。为了完善机械设备的智能化生产制造,就必须实现控制机械设备目标的前提条件。
2.3 提升自动化产品质量
自动化技术产品的种类和自动化产品生产质量共同决定研发电气、动力和接卸接口开展工作的方向。通常情况下,在接口工作正在进行时,我们首先考虑的问题是相对应的接口单元处理工作。当智能减速技术动力单元和电动机一体化技术动力单元进行的图像处理技术以及图像测距技术时,可以扩大自动化生产技术的规模并提升机械设计自动化技术产品的生产效率和生产产品质量。
2.4 网络化和微型化
近些年,由于科学技术的迅猛发展和计算机网络的广泛应用,我国的自动化技术产品的发展也逐步向网络化靠近。在机械制造业自动化技术中微机化自动化生产技术是主要技术取向之一。利用微机化自动化生产技术中生产的产品具有体积适中、产品能耗少的优点。最为重要的是微机机械自动化生产技术的生产过程中可以减少资源的损耗,从根本上降低了机械生产设备的生产成本。
3 机械设计制造及其自动化方在生产实习中存在的问题
3.1 生产实习工作趋向简单化
因为生产实习的人员数量较多,规模小的企业不具备接纳众多实习人员的条件,只能由大型企业接纳。在大型企业中,其机械制造加工设备具有高智能化和自动化的特点,操作方式简单,由于实习方式过于简单,实习人员无法认真参与到实习中,使之难以达到理论联系实际的效果。
3.2 实习人员对生产实习的认可度差
伴随经济条件的改善和生活水平的提高,多数实习人员对工作的要求较高。由于大多数实习单位地处偏僻,生产环境差,工作强度高,加上对生产实习缺乏正确的认识,从而导致实习人员不愿意去实习的现象产生。
3.3 学习与生产实习不相关
在多数机械加工企业的生产中,现场人员大多遵从机械化的执行操作命令,但对生产产品的工艺原理和实际理念却并不了解,加之生产任务较重,使其不愿意和实习人员进行过多的交流;实习单位本身具有专业性较强的工程师并不多,在繁杂的生产过程中,无暇顾及到实习人员,实习人员很难得到有效的指导。
4 针对机械设计制造及其自动化方向生产实习问题的解决途径
4.1 是加强实习基地的建设
为了实习人员适应实习需求,更好的进行实践生产管理,单位应根据自身所在外部工业发展环境,扩充生产实习内容,建立专业化的生产实习基地,将外部资源和内部资源进行资源整合。由于企业的生产技术较为专业化,企业本身也具有较多的高素质技术人员和工程师傅,他们可以将生产技术和经验传授给实习人员。由此可见,建立生产培训基地是多方受益的措施。
4.2 对生产实习内容的改革
在生产实习中,实习人员据实际生产情况和机械设计及自动化方向的特点,制定生产实习目标。在实习内容安排上单位和企业做好沟通,明确实习人员的实习目标,企业在兼顾生产的前提下安排学生跟随车间管理人员和工人师傅学习,熟悉产品生产的整个流程,了解企业的组织管理。
4.3 完善和加强生产实习中的管理
实习指导人员对生产实习起着很重要的作用。为了避免管理人员对实习过程不熟悉,影响实习人员的实习效果,在实习前,派管理指导人员去工厂进行学习和参观,熟悉环境和有关人员,了解生产产品的技术装备和工艺流程。这样既能够更好地在实习现场进行指导,同时也有利于提高自身专业素质。
5 结束语
随着机械设计制造及其自动化的發展进程逐渐加快,在机械生产时应遵守对机器的功能性要求和使用高科技技术创新的原则。同时,培养综合素质强点的技术型人才也是生产实习中的首要任务。结合上文,为了培养更多的机械专业类人才,应对机械设计制造及自动化设计的实习课程进行改善,建立科学的培训机制。
[关键词] 西南民族地区 经济生产方式转型 文化变迁 互动
中国现代化的过程,也是各民族发展的过程。中国作为一个统一的多民族国家,赋予了民族文化的多样性特点。中国实施西部大开发战略,就是要解决西部发展问题,包括西南民族地区少数民族的现代化。在民族地区现代化过程中,经济生产方式转型与少数民族传统文化发生互动,产生了文化适应、文化变迁等新问题和新现象,社会文化变迁也对经济生产方式转型产生了深刻的、潜在的影响。
西南民族地区是我国少数民族的主要聚居区,生活着壮族、藏族、土家族、彝族、苗族、布依族、傣族、傈僳族、拉祜族、景颇族、怒族、纳西族、佤族、独龙族、羌族、德昂族、阿昌族、布朗族、瑶族、侗族、仫佬族、毛南族、回族、京族、仡佬族、水族等世居少数民族,种类多,分布广,历史悠久,文化特色鲜明,民族风情多姿多彩,多数处于经济后发展地区。随着我国市场经济体制的确立和逐步完善,西南少数民族的生活方式和价值观念也在市场经济大潮的冲击下不断发生变化。在经济生产方式转型的过程中,不断调整自己原有的生活习惯和思想意识,以逐步适应市场经济的多元化和现代化,传统的生活方式和观念的变迁也对经济生产方式转型具有很大的影响力。经济与文化在双向的互动中发生着明显的变迁形态,显示出民族性与时代性的统一、涵延性与主导性的并存、兼容性与选择性的一致的情态,社会文化观念更加开放,传统价值理念明显改变,生产方式和生活方式发生了巨大转变。主要表现在以下几个方面。
一、西南民族地区社会文化既保持着各自特色又不断变迁发展
西南各民族文化的特色很鲜明,文化个性薪火相传,一脉相承,文化认同持续延伸,以自身的特色不断发展,转向更加开放的形态。每一个民族的文化都是沿着其自身的文化轨迹发展,在一定历史条件、社会环境中发生演变的。
(一)众多少数民族保持着独特而鲜明的文化生态。
由于生存环境和文化环境,如语言工具、交通工具、生活方式、劳动方式、思维能力等的不同,造成了不同的民族。民族是以文化来区别的,不同的民族有不同的文化。西南少数民族地处区域广阔,又往往住在环境较为险要、偏远的地方,各民族来往不方便,因而各个民族或者各个地区的民族由于各自的环境孕育了不同的文化,显示出相对的封闭性,具有一定的独立性或独特性的特点,代代相传,孕育了众多的特色鲜明的民族文化,形成民族文化顽强的生命力和多元发展的格局,并随着人类的发展和各族的生存环境的变化而缓慢地改变。在经济生产方式转型的过程中,仍然保持着传统文化生态的相对完整性。
黑衣壮广西那坡县壮族中民族文化独特的一支,至今仍显示出鲜明的民族个性。黑衣壮自称布壮,总人口51800多人,占当地壮族总数33%。[1]黑衣壮的高度聚居是长期社会变迁的结果,有相当多的村落全部是黑衣壮,有的村落90%都是黑衣壮。黑衣壮的生活并不富裕,但是他们勤劳、节俭、家庭关系和谐、社会安定。黑衣壮以黑色为美,以黑为神,以黑色作为族群的标记。黑衣壮古朴的族群个性至今仍表现于社会生活的各个方面。他们至今仍穿着传统的服饰,住着古老的干栏式房屋,仍吃着腊肉、五色糯米饭等传统食品,仍过着二月初二、三月三等民族传统节日,仍保留着古老的族内婚制。黑衣壮生性浪漫,擅长唱山歌,每当夜幕降临,男女老少便集于村头寨尾,以歌代言,山歌成为显著的文化特征。
(二)经济生产方式的变化,带动着民族文化心理的变迁。
民族文化源自不同的自然环境、生产方式、历史发展阶段以及民族文化传统等因素,随着这些要素的改变,在经济生产方式转型过程中,民族文化心理也随之变化,以适应社会经济发展的需求。随着文化经济的市场运作被逐渐认同,广西黑衣壮聚集的那坡县领导提出了“文化搭台、旅游唱戏、经济发展”的发展思路,以黑衣壮为品牌,依托周边大新、靖西旅游大县,着力构建沿边特色经济旅游带。2000年开始,那坡县采取措施把黑衣壮介绍给外面的世界,以文化推动那坡的经济发展。2001年通过广西民俗摄影协会,邀请了来自全国的180多位摄影家到黑衣壮居住的村落采风,并在广西首府南宁举行“神秘的那坡”的民俗风情摄影展,同年黑衣壮合唱团登上南宁国际民歌艺术节的舞台,使原生态的黑衣壮文化成为一种旅游、演艺的文化资源和产业形态。又据新华社记者采访报道,51岁藏族农民旺扎一家2000年前住在土坯房里。因为修建青藏铁路要拆他们的房子,还要让土地,他们开始想不通。后来政府帮着盖起藏式别墅,住在拉萨火车站周边,铁路建设还给他们带来了致富机会。他家里用上了彩电、电饭锅,还花9万元买了辆“东风”翻斗车,大儿子跑运输,一天纯收入400多元,他们还想在车站旁开个招待所和餐厅。商品观念的形成,经济利益的驱动,跑运输、开招待所和餐厅成为现在藏民的自觉选择。[2]在现代化市场经济的推动下,西南民族地区的民族文化价值观念的经济变迁是明显的,民族文化形态的变迁有先后继承的脉络,变迁的因素和过程是可以考察的。
1材料与方法
1.1试验概况
试验安排在大丰市农业科学研究所试验基地2号田内,试验地地势平坦,农田水利设施配套齐全,排灌方便,麦棉间套茬口,砂壤土,肥力中等,pH值为8.1,有机质含量21.9 g/kg、全氮1.85 g/kg、碱解氮92 mg/kg、有效磷24.5 mg/kg、速效钾122 mg/kg。供试棉花品种为铜杂411,供试棉苗均为大丰农业科学研究所培育。
1.2试验设计
试验共设4个处理,分别为:水浮育苗移栽(A);无土育苗移栽(B);穴盘基质育苗移栽(C);营养钵育苗移栽(D)。试验采用随机区组排列,3次重复,小区面积(7.5 m×4.4 m)33 m2。采用地膜覆盖栽培,密度统一为2.25万株/hm2。
1.3试验实施
1.3.1育苗移栽。营养钵育苗于4月10日播种,其他育苗方式为4月20日播种。5月15日移栽。选用大小、叶龄一致的健壮棉苗;营养钵育苗用口径7 cm的打塘器,其他育苗方式用口径5 cm的打塘器开穴;1穴1株放苗,保持钵体、基质完整,无土苗摆放时让根系舒展;回填大半塘熟土,使幼苗直立;浇足活棵水,每株250~300 mL水,覆土封膜,浇水后约2 h再次覆土,将棉株扶直,填满根际钵塘,封严膜口,以利保墒。
1.3.2大田管理。于4月20日整地时施磷酸一铵(N 11%、P2O5 44%)300 kg/hm2+尿素180 kg/hm2+氯化钾150 kg/hm2作基肥。于6月5日施提苗肥,用尿素75 kg/hm2对水浇施。7月12日追施第1次花铃,肥用复合肥450 kg/hm2+尿素150 hm2打塘穴施。7月30日追施第2次花铃肥,用尿素225 kg/hm2;8月15日追施盖顶肥,用尿素112.5 kg/hm2。铺设地膜前用乙草胺2 250 mL/hm2对土壤表面喷雾封草化除。移栽后分别于6月6日、6月18日、7月8日人工除草结合松土3次,7月12日培土壅根。6月24日一次性去叶枝,于7月18日、7月25日、8月15日抹芽3次,8月8日摘除顶心。棉花生育期间交替使用联苯菊酯、毒死蜱、氟虫腈、啶虫脒、甲维氯氰、阿维菌素等农药防治蚜虫、盲蝽象、红蜘蛛、棉铃虫、斜纹夜蛾、烟粉虱等害虫,用药计13次。在初花期、花铃期、打顶后化控5次,累计用缩节胺162 g/hm2,10月20日用乙烯利3 kg/hm2催熟,促进吐絮[3-4]。
2结果与分析
2.1不同轻简育苗方式对棉苗素质的影响
由表1可知,轻简育苗的3个处理即处理A、处理B、处理C棉苗(苗龄均为30 d),与营养钵育苗即处理D相比,苗高减少2.9~10.5 cm,单株鲜重减少1.180~3.814 g,茎粗减少0.7~0.9 mm,真叶减少0.83~1.15片。单株叶面积A处理为90.5 cm2,较处理D减少6.3 cm2,叶片较薄,处理B、处理C单株叶面积不足处理D的1/2。根系以处理A最发达,处理B、处理C理较差。处理A长势偏旺,棉苗过嫩,苗脚较高;而处理B、处理C长势较弱,过于老健,子叶部分老化或脱落,真叶数相差1片,单株鲜重只有处理D的1/3~1/2。由此可见,3种简化育苗方式的棉苗素质差于营养钵苗。
2.2不同轻简育苗方式对棉花生育进程的影响
移栽后观察发现,不同育苗方式的棉苗缓苗期,处理A为5 d、处理B为10 d、处理C为6 d,分别比处理D延长2、7、3 d。棉花苗成活率处理A为94.3%、处理B为89.2%、处理C为96.8%,分别比处理D下降了3.7%、8.8%、1.2%。根据生育调查结果可以看出,轻简育苗的处理A、处理B、处理C生育期分别比处理D延长2、6、4 d,生育期基本不同步。从各个生育时段上分析,处理A、处理B、处理C从出苗至现蕾所需时间较长,分别比处理D多2、6、3 d(表2)。由此可知,3种简化育苗方式受出苗至现蕾期长的影响整个生育期后移,出现开花迟、吐絮迟、成熟偏晚的现象。影响生育进程的原因:一是移栽时3种简化育苗方式的棉苗较小,叶片较少,棉苗多项素质指标与营养钵育苗悬殊较大;二是移栽后因钵体破损残缺、基质及无土苗不带土等根系断裂,伤根较重,缓苗时间长,醒棵后有一个恢复生长过程,发棵较慢,致使现蕾期推迟,但现蕾后生长速度较快,虽然不同步,中、后期各个阶段所需的时间大致相仿。
2.3不同轻简育苗方式对棉花生育性状的影响
由表3可知,轻简育苗的3个处理即处理A、处理B、处理C在株高、果枝台数、果节数及单株成铃数、单铃籽棉重等主要性状指标上,均低于或略低于营养钵育苗即处理D。3个处理相比,处理A、处理C基本相当,处理A略好于处理C,处理B较差。根据结铃的数量按时段统计结果:伏前桃处理D占5.3%,处理A、处理B、处理C没有伏前桃;伏桃处理A、处理B、处理C、处理D分别占38.7%、34.5%、36.3%、49.6%;秋桃处理A、处理B、处理C、处理D分别占61.3%、65.5%、62.4%、45.1%。由此可见,轻简育苗的3个处理伏桃比例较小,而秋桃比例较大,结铃期相对偏晚,霜前花明显较低。
2.4不同轻简育苗方式对棉花产量的影响
由表4可知,3种轻简育苗方式与营养钵育苗相比,均表现不同程度减产,其中处理A、处理C分别比处理D减产2.32%、3.68%,2个处理间差异不显著,与处理D差异显著;处理B比处理D减产12.38%,比处理A、处理C分别减产10.30%、9.04%,它们之间的差异达极显著水平。
2.5不同轻简育苗方式经济效益分析
由于轻简育苗方式节工省本明显,效益以处理A最好,处理C次之,处理B最差。与处理D比较,处理A效益增加1 444.8元/hm2,增收11.1%;处理C效益增加838.2元/hm2;增收6.5%;处理B效益减少372元/hm2,减收2.9%(表5)。
3结论与讨论
综上所述,3种轻简育苗方式与营养钵育苗移栽相比,缓苗期较长,成活率略有下降,生育进程前期慢、中期快、后期生长势较强,产量水平略有降低。但是轻简育苗方式具有减轻劳动强度、降低劳动力成本、提高工效、增加实际效益的优势,在开展示范工作中,棉农表示认可。水浮、穴盘基质2种育苗方式可以进一步扩大示范、推广[5-6]。而无土育龄苗移栽方式因大丰市东部沿海地区土壤盐分较高,不宜采用。针对水浮、穴盘基质棉苗的生育特性,在栽培配套技术上采取以下相应措施:一是改进基质配方,培育优质壮苗;二是坚持地膜覆盖栽培,提高移栽质量;三是早施提苗肥,促进早发快长;四是中期适度化控,增蕾保铃维稳长;五是后期及时催熟,确保丰产增收[7-8]。
4参考文献
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[6] 肖水平,柯兴盛,孙亮庆,等.棉花无土育苗移栽技术与应用前景的思考[J].棉花科学,2011,33(6):14-19.