视品种和长势而定,一般为120至150公斤,好点的200公斤以上。一般情况下每亩油菜可产300斤以上油菜籽。一亩油菜一般可以产菜籽300斤左右。油菜每市亩可产油菜籽300斤左右。
一亩油菜籽产量多少斤一亩油菜产多少菜籽视品种和长势而定,一般为120至150公斤,好点的200公斤以上。一般情况下每亩油菜可产300斤以上油菜籽。一亩油菜一般可以产菜籽300斤左右。油菜每市亩可产油菜籽300斤左右。
在蔬菜种植过程中,发展有机蔬菜生产,为群众提供安全、优质、放心的蔬菜,不断满足群众对食品安全的需求,最终实现我国农业的可持续发展和进步。这是我为大家整理的关于蔬菜种植的学术论文,仅供参考!
有机蔬菜生产技术
摘 要:该文阐述了有机蔬菜种植技术,包括品种选择、生产基地要求、肥料管理、病虫草害防治技术等内容,为生产优质有机蔬菜产品提供参考。
关键词:有机蔬菜 品种选择 生产基地要求 肥料管理 病虫草害防治
中图分类号:S4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(c)-0135-01
进入21世纪以来,我国城市化进程的飞速发展,预计到2015年,中国富裕家庭的数量将超过440万户,仅次于美国、日本和英国,而这些家庭对蔬菜等农产品的需求数量、品种和质量都提出了更高的要求。食品安全问题成为了人们健康的大敌。有机蔬菜化学残留很少,品质与口感都很好,越来越受到人们的欢迎。该文结合有机生产标准,针对有机蔬菜生产中存在的问题,对有机蔬菜的生产技术进行了总结。
1 有机蔬菜专用品种的选择
首先要注意的问题是应当适应当地的土壤、气候特点及市场需要;其次,由于有机蔬菜栽培过程中禁止使用农药、除草剂等,最好选择一些对病虫害有抗性的蔬菜种类及品种,再次,应选择获得认证的有机蔬菜种子和种苗,禁止使用任何转基因种子。最后,在蔬菜品种的设置方面,要尽量多的收集好品种,避免单一品种给生产与销售带来弊端。
2 有机蔬菜地块选择与整地
2.1 地块选择
有机蔬菜生产基地要求土壤肥沃,集中连片,地块完整,其间不得混合常规蔬菜生产的地块,有机和常规地块分开超过10 m,并安排乡村道路,农田林网或物理障碍物作为缓冲区间,以确保有机地块免受污染,一般由常规生产向有机生产通常需经过2年的转换时间。生产基地要求具有丰富且优质的灌溉水资源;同时交通方便,便于销售;面积适中,能够进行作物轮作生产。
2.2 换茬
前茬蔬菜腾茬后, 为给后茬作物创造一个优良的生长环境,要求彻底打扫田块,将植株残体全部收集并运出基地进行无害化处理,也可就近投入沼气池。
2.3 整地
基地一般在换茬后整地,目的是创造良好的土壤耕层结构和表面状态,有利于蓄水保墒,协调水、养分,空气,热量和其他因素的影响,提高土壤肥力,为播种和作物生长、田间管理提供良好条件。
3 肥料的管理
3.1 肥料的种类
有机蔬菜生产对病虫草害的防治和肥料使用,要求比常规蔬菜生产的要高很多。生产允许的肥料主要包括:腐熟的动物粪便与残体,绿肥、沤肥、沼泥,腐熟的饼肥,草木灰等;磷矿粉、钾矿粉和氯化钙等自然界存在的一些矿物质;另外还有国家认证的一些肥料厂生产的有机肥料和部分微生物肥。
3.2 肥料的无害化处理
在使用自己沤制或堆制的有机肥料时, 必须在施用前60 d需进行无害化处理。方法主要有:一是将肥料用水拌湿、翻匀、堆积,用塑料膜密封覆盖,使其充分腐熟;二是发挥沼气池作用,将有机肥进入沼气池发酵,沼液或沼渣是很好有机肥料。
3.3 施肥方法
土地在使用肥料时,要做到种菜与培肥同步进行,植物肥与动物肥要保持数量以1∶1为宜,一般每公顷施有机肥45000~ 60000 kg,追施有机专用肥15000 kg。为防止有机蔬菜因出现缺肥缺素而影响产量,有机肥料的用量要充足。并且可以利用根瘤菌等土壤有益微生物来加速养分释放和养分积累,促进有机蔬菜对养分的有效利用。
在对需要追肥的有机蔬菜施肥时要坚持两个原则:一是要施足基肥,将施肥总量80%用作底肥或基肥均匀施入耕作层内,结合基地情况,在播种或移栽前,先开沟,将肥料置入后进行填土;二是要巧施追肥,一般蔬菜开花期肥力需求较大,此时应进行追肥。施用量为总肥量的20%。
追肥既可以结合浇水、培土等方法进行土壤追肥,又可以进行叶面追肥,在生长期根据植物长势需要,选取生物有机叶面肥,每隔7~10 d喷洒一次,连喷2~3次。
4 有机蔬菜的病虫草害防治技术
有机食品的生产技术标准是整个有机蔬菜生产过程中所必须遵循的准则。即生产过程中不使用基因工程技术进行干预,完全不使用人工合成物质,如化学农药、生长调节剂等,所以说有机蔬菜的病虫草害防治将是一大技术难题。在生产中,我们坚持“预防为主,防治结合”的原则,主要采用生物防治、化学防治、物理防治、农业防治四种方法来达到病虫草害防治的目的。
4.1 生物防治
生物防治就是利用生物及其代谢产物防治植物病原体、害虫和杂草的方法。在农事活动中,一方面,可利用害虫天敌进行害虫捕食和防治,例如捕食螨、瓢虫、小黑隐翅甲等;另一方面,可以利用昆虫病原微生物如细菌、真菌、病毒等及其代谢产物防治害虫;另外,可以利用微生物或其代谢产物防治植物病原菌;最后,可以利用食草昆虫和专性寄生于杂草的病原菌防治杂草。
4.2 化学防治
在有机蔬菜生产的特殊时期可以协调利用化学防治。首先,可以使用石灰水、石硫合剂、波尔多液防治病害;其次可以少量施用铜制剂、植物提取剂、醋等来防治真菌性病害。再次,可以采用生物制剂肥病害。
4.3 物理防治
有机蔬菜栽培中提倡通过释放寄生性捕食性天敌动物(如捕食螨、瓢虫和赤眼蜂等) 来防治虫害。可利用一些昆虫固有的趋光、趋味性和感应颜色刺激的性质进行大量的集中诱杀或驱避,达到杀灭害虫、保护有益昆虫的作用。
4.4 农业防治
在有机蔬菜的农业生产过程中,农民一般通过选用抗病、虫品种,调整和改善作物的生长环境,以控制、避免或减轻病、虫、草的危害。农业防治如能同生物、物理、化学防治等配合进行,可取得更好的效果。
参考文献
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有机蔬菜栽培技术
[摘 要] 随着人们的物质生活水平不断提高,群众对食品安全的要求也越来越高,在蔬菜种植过程中,发展有机蔬菜生产,为群众提供安全、优质、放心的蔬菜,不断满足群众对食品安全的需求,最终实现我国农业的可持续发展和进步。本文主要对有机蔬菜种植过程中的种植技术进行了集中的论述和探讨,希望本次研究对更好的开展有机蔬菜种植有一定的帮助。
[关键词] 有机蔬菜 栽培技术 种植
[中图分类号] S63 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2014)07-0183-01
现代农业的发展带给人们更多物质财富和文明,但同时在农业生产过程中,由于不合理的使用化肥、农药和除草剂等化学物质,也给环境和人类的身体健康带来了严重的威胁。在农业发展过程中,实行科教兴农的发展战略,采用科学发展观的理论和观点,走可持续发展的战略,最终实现农业生态的和谐发展和进步,基于此,有机蔬菜便诞生了。在这里有机蔬菜主要说的是,在蔬菜生产过程中,不使用化学合成的农药和化肥,同时也不会使用转基因生物和产物作为有机蔬菜种植的主要方式,而是在蔬菜种植过程中遵循自然生长的规律和生态学原理,采取可持续发展的农业技术,协调蔬菜种植过程中的各项平衡,维持农业生态系统的稳定,并经过专业评定机构认证之后,向其颁发有机蔬菜证书的一种种植方式。
一、品种的选择
有机蔬菜种植的开始阶段,可以选择未经过禁用物质处理中常规方法来进行种植。在种植和生产过程中,要根据以往的种植经验,选择适合的地块和合适气候环境进行种植,并且应该保证种植的蔬菜对虫害有一定抵抗性。
二、制定有机蔬菜轮作计划
轮作技术是指在同一块土地上有计划的种植不同种类的蔬菜和不同类型的农作物的一种复种形式。在进行有机蔬菜种植过程中轮作问题是首先需要解决的重点问题之一。只有全面而有效的解决这项问题,才能彻底摆脱农业生产过程中过分依赖农业化学品,所以轮作是有机栽培蔬菜栽培过程中最基本的要求和特征。
不管是土壤的培肥还是病虫害防治首要是实行作物轮作技术,在生产过程中采用轮作技术可以有效的利用土壤中的各种营养元素,把农业用地和养地有效的结合起来,不断改善土壤的理化性质,增加土壤中生物的多样性,使土地肥力和土壤环境逐渐改善;其次,进行轮作可以在很大程度上改善和减少作物连坐所带来的各种病虫害的威胁;再次,合理的进行轮作就会使食物条件恶化和寄主减少,降低病虫害的发生。最后,在种植过程中合理的轮作技术在一定程度上还可以促进土壤中对病原物的有抵抗作用微生物的活动,从而能够有效的抑制病原菌的滋生和发展。
三、清洁地块
这里所说的清洁主要是对土地环境进行全面的清理和彻底的翻耕,在蔬菜生长过程中,应该及时的拔除田间的杂草、摘除病叶和病果。在作物收获之后,彻底的对病虫进行打扫清理,将田间腐烂的枝叶运出田间,进行集中销毁或者深埋处理,以保持田间的卫生。这样能够在很大程度上减少病虫害的发生,同时对减少有害生物的生存有着积极的作用。
四、配套栽培技术
在有机蔬菜种植过程中,通过培育壮苗、起高畦栽培、秸秆覆盖、肥料调控以及合理的修剪等技术,保证植物能够充分的利用阳光和土壤中的营养成分,以达到高产高效的目的。
五、肥料的使用
在使用肥料之前,应该对土壤的肥力进行全面的测定,因地制宜的使用肥料。在有机蔬菜施肥过程中提倡使用有机肥,强调不使用任何的化学肥料。在生产过程中,示范田内均要严格遵守操作程序,可以使用少量的矿物质肥料。例如:硫酸钾、钙镁磷肥、氯化钙等。在选择使用有机肥过程中一定要选择经过认证合格的、发酵充分的、可以降解的腐熟质有机肥。在施肥过程中,要采用堆肥的施肥方式,消除和降解堆肥中可能存在的化学农药、化学药品以及虫卵等物质,堆肥的时间一般维持在3个月左右,这样可以保证有效的发酵,从而保证肥料满足蔬菜种植的要求。肥料在使用过程中,主要的使用方法包括以下几点,首先,施肥量的控制,有机肥在施肥过程中应该保证用量充足,一般情况下,每亩施加有机肥45~60吨左右即可;其次,施足底肥,将施肥总量的80%左右用作基肥,结合对土地的深耕处理,将肥料均匀的混合在土壤内部,保证植物生长所需的养分;最后,合理的进行追肥,在蔬菜生长到3~4片叶子之后,可以开沟或者开穴进行施肥,并及时的进行浇水处理。
六、病虫害防治
首先,病虫害的防治主要选择石灰石、硫磺、波尔多液、醋和高锰酸钾等物品对有机蔬菜在种植过程进行病害的防治。同时在防治过程中,还可以利用小苏打加植物油的混合液对白粉病进行防治,能够起到很好的防治效果。再次,虫害的防治。提倡通过释放寄生性、捕食性的天敌来对病虫害进行防治。在杀虫过程中使用植物性的杀虫剂来进行消杀处理,同时也可以使用诱导剂和设备等方式对病虫害进行重点防治。
结语
发展有机蔬菜生产,能够实现农业和生态的和谐发展,为人类提供更加优质、安全、营养的蔬菜产品,是一项惠民工程,在农业发展过程中有着广泛的推广价值和极具生命力的体现。
参考文献
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蔬菜是人们日常生活中不可或缺的食品,但蔬菜又是易于富集硝酸盐的作物,人体吸收的硝酸盐80% 以上来自于蔬菜[1]。故硝酸盐含量是评价蔬菜品质的重要指标之一。虽然硝酸盐对人体没有直接的毒害作用,但进入人体后,会在微生物的作用下还原为有毒的亚硝酸盐,它可与人体血红蛋白反应,使之失去载氧功能,造成高铁血红蛋白症。长期摄入亚硝酸盐会造成智力迟钝[2]。另一方面。亚硝酸盐还可间接与人类摄取的其它食品、医药品、残留农药等成分中的次级胺反应,在胃腔中(pH=3)形成强致癌物—— 亚硝胺,从而诱发消化系统癌变[3]。因此,硝酸盐污染问题已引起人们的普遍关注,世界各国学者对蔬菜硝酸盐积累及其控制途径进行了日益广泛和深入的研究。近年来许多研究单位对蔬菜中的硝酸盐污染以及如何控制进行了大量的研究。影响蔬菜硝酸盐积累的因素很多,与蔬菜的种类品种有关,与水分、温度、光照有关,也与施氮量、氮肥种类、施氮方法等因素有关,但施肥是非常重要的因素之一。要减少蔬菜硝酸盐含量,一是要进行合理施肥,控制施肥种类、数量,掌握好施肥方法等。二是调节水、温、光等环境条件,从而达到控制植株根系对NO3-的吸收速率,降低其吸收量,进而加速硝酸盐在植物体内的代谢的目的。 2 影响蔬菜硝酸盐含量的因素 2.1内部因素 影响蔬菜硝酸盐含量的内部因子主要包括:蔬菜种类、品种、部位和生育期,这些因子主要受遗传因子所控制[4]。 2.2.1 蔬菜种类不同其硝酸盐含量差异明显。现在研究证实,不同蔬菜种类的硝酸盐含量从大到小的次序为根菜类> 叶菜类> 瓜类> 茄果类。 2.2.2 同一种类蔬菜不同品种硝酸盐含量也不相同,如莴苣Bellone品种叶片中硝酸盐含量为2878mg/kg,而Tornade品种硝酸盐含量仅为123mg/kg,2个品种间硝酸盐含量差异十分悬殊。 2.2.3 蔬菜不同部位的硝酸盐含量也有很大差异,一般而言,根>茎>叶>果;叶柄>叶片;外叶(下部叶)>内叶(上部叶)。 2.2.4 生育期对于菠菜而言,其体内硝酸盐含量随着生育期的延长而降低,这可能是由于随菠菜生育期推进其吸收土壤硝酸盐能力下降,或随植株增大硝酸盐相对量降低造成的。因此菠菜不宜提早收获。 2.2外部因素 蔬菜积累硝酸盐的过程也受外部其他环境因素如土壤水分、光照、温度、栽培措施等显著影响[5]。 2.2.1光 光照对植物体内的硝酸盐代谢起着极为重要的作用,是决定植株硝酸盐含量的主要因素之一。光照强度、光周期和光照持续时间均影响植株硝酸盐含量。在低光照强度下,植株积累大量的硝酸盐, 而在较高的光强下,硝酸盐的积累减少[6]。光照影响植株硝酸盐含量的主要原因是硝酸还原酶活性受光照强度的调节,而且光照正常条件下, 光合作用良好,植株生长量大,吸入的硝酸盐被稀释而不致累积很多,同时光合作用可提供硝酸还原的能量,使之转化为铵态氮,因此也有利于减少硝酸盐的累积[7]。 2.2.2 温度 温度高低影响植物对硝酸盐的吸收速率。在适温范围内,随温度升高,植物生长速度加快,根系对硝酸盐的吸收也加快,促进植株地上部生长,NRA也随之提高使植株体内硝酸盐积累减少。温度降低,根系吸收硝酸盐能力减弱,同时,NRA也因温度降低而减弱,以致硝酸盐积累增加[8]。 2.2.3 水分 硝态氮的吸收、运输与水分运动密切相关。质流是水分驱动的物质运动,而质流对作物吸收硝态氮的贡献率达70%-90%。蒸腾作用的持续进行,使溶解于水中的硝态氮向植物体内各处移动,分布于不同器官的组织内部及外部空间的水分中。另外,硝态氮的代谢也离不开水分[9]。 2.2.4 氮肥供应 大部分蔬菜为喜硝态氮作物,于是人们为追求高产而盲目追施硝态氮肥,而NO3-含量却随氮肥用量增加而不断升高,不能及时被还原。另一方面,施肥方法不当,基肥不足,追肥次数偏多,导致硝酸盐积累增加。 3 降低硝酸盐含量的控制途径和措施 综上所述,有关影响植物体内硝酸盐积累的因素是多方面的,作物之间的差异也十分明显,因此要有效降低硝酸盐的积累首先要分析研究对象所特有的影响因子,针对主要因子通过明确的调控措施,达到降低硝酸盐积累的目的。 3.1 施肥措施 蔬菜硝酸盐严重超标,除了与蔬菜的种类、品种、遗传特性不同有关外,一个重要影响因素是:施用化肥,超量施肥,重施氮肥,没有均衡的控制和调节土壤肥力。控制蔬菜硝酸盐过量残留的措施是,严格控制氮肥的施用量,少施化学氮肥,应以有机肥为主。因为有机肥矿化速度慢,不会导致硝酸盐在植株体内明显积累,并能提高蔬菜的产品质量和口感度[10]。 3.1.1 合理施用氮肥 ⑴搭配施用不同形态的氮肥 邱孝煊等报道,每公顷氮素用量450Kg,空心菜中硝酸盐含量,氯化铵<硫酸铵<尿素<碳酸氢铵<硝酸铵.施氯化铵的空心菜硝酸盐比其它化学氮肥低10%以上,这与氯化铵中的Cl-能抑制硝化作用有关。李海云等报道,铵态氮和硝态氮的比例不同影响硝酸盐的积累量,经多种蔬菜试验表明,NH4+-N所占比例越大,NO3-含量降低越明显。其原因在于NH4+被植物吸收后立即参加含氮有机物的形成,而NO3-则要先还原,后一过程需消耗额外能量并在相应酶系参与下进行。因此,施铵态氮肥可使蔬菜硝酸盐含量减低。朱祝军等研究的结果是,对不结球生长的营养液中,铵态氮和硝态氮浓度(mmol/L)比例以1:1为最佳。[11] ⑵适宜的氮肥施用量 氮素是植物生命活动的必需养分,且需要量在各元素中居首位。任祖金等报道,偏施和滥用氮肥,是造成蔬菜硝酸盐积累的重要原因,提出300Kg/hm2为氮肥用量的临界值。在保证产量的同时,适当降低氮肥施用量能降低硝酸盐的富集。 ⑶严格掌握氮肥的施用方法 氮肥要深施、早施。深施可以减少氮素挥发,延长供肥时间,提高氮肥利用率。早施则利于蔬菜植株早发快长,延长肥效,减少硝酸盐积累。还应根据蔬菜种类、栽培条件、气候条件等灵活施肥。无公害蔬菜生产过程中,其硝酸盐含量是不断变化的。据研究,随着氮肥追肥时间的推移,蔬菜体内的硝酸盐含量有逐渐减少的趋势。对蔬菜来讲,追肥的时间应安排在采收前30天,追肥的原则为“少量多次”[12]。 ⑷控制氮肥施用时间 研究结果表明,追氮后8天是蔬菜收获上市的安全始期,随着时间延长,硝酸盐累积具有明显下降趋势,至追氮后18天,蔬菜体内硝酸盐分别比始期下降21.9% ~34.7% 。因此,得出蔬菜“攻头控尾”的施氮技术模式[13]。 3.1.1有机肥无机肥配合施用 菜田施用有机肥是一项降低蔬菜硝酸盐积累,提高产品营养价值的有益的农业措施。这是因为生物降解有机质是个渐进过程,养分释放缓慢,适合于蔬菜对养分吸收;土壤中有机质能促进土壤反硝化过程,从而有效降低土壤中硝态氮浓度。和氮肥相比,施有机肥能降低蔬菜50% 的NO3-的积累量 。据此,要广辟肥料,确保蔬菜生产对有机肥的需求。但有机肥施用量过大,也会引起蔬菜中硝酸盐的大量积累,菜田有机肥施用量最大限量为60t·hm2。 化学氮肥与厩肥、土杂肥配合施用,能有效控制和降低蔬菜中的硝酸盐积累。通常无机氮与有机氮的比为l:1;氮、磷、钾三要素的比例,100天以内的短季节蔬菜为l:0.2:0.5,长季节蔬菜为l:O.5:0.6。[14] 3.1.2 推广测土配方施肥、平衡施肥技术 测土配方施肥,是控制蔬菜硝酸盐积累的重要措施之一。大量研究结果表明,氮肥施用量与蔬菜体内硝酸盐含量呈正相关,磷、钾肥的施用量则与之呈负相关。这是由于:钾在植物体内能促进蛋白质的合成,钾的浓度越高,促进作用越强,从而提高了氮的利用率,蔬菜中K含量每递增0.1% ,NO3-量下降33.O% ;磷是硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的重要组成部分,参与NO3-的还原和同化。高祖明等指出,N、K比过大是造成叶菜NO3-积累的重要原因,且缺磷比增氮更易引起叶菜组织内NO3-积累。因此,在蔬菜生产上应大力推广测土配方施肥技术,做到缺什么补什么,缺多少补多少。达到平衡施肥。这样,不仅能降低蔬菜中硝酸盐的含量,而且增产效果十分显著[15]。 3.1.4 叶面喷施微肥 施用微量元素肥料,对于减少蔬菜中硝酸盐的积累有一定的效果。蔬菜收获前lO天,叶面喷施微肥,能提高产量和品质,收获前1天用草酸、甘氨酸等喷洒,可明显降低蔬菜中的硝酸盐含量。近年来的研究结果表明,叶面喷施钼、锰等微肥,对降低蔬菜硝酸盐积累有良好的效果。这是因为钼和锰元素在植物体内参与硝态氮的还原过程,钼是硝酸还原酶的组成部分,锰是多种代谢酶的活化剂。对蔬菜叶面喷施钼肥和锰肥,能激活蔬菜体内的硝酸还原酶,从而使蔬菜体内硝态氮的还原同化量超过其吸收量,降低蔬菜硝酸盐的含量。 叶菜类不能叶面施氮肥。叶面喷施直接与空气接触,铵离子易变成硝酸根离子被叶片吸收,硝酸盐积累增加,又不耐贮存[16]。 3.2 改善生态条件 3.2.1 改善光照条件,增加光照时间 保证正常光照,是硝酸盐在植物体内同化并降低其浓度的决定条件之一。露地和保护地条件下光照强度降低20% ,蔬菜硝酸盐含量增加150%; 强光照下可使菠菜的硝酸盐含量较之弱光照来得低。正常光照条件下,光合作用良好,植株生长量大,吸入的硝酸盐可被稀释而不致积累太多,同时还促进硝酸还原酶的合成,程高其活性,并为硝酸还原提供能量,因此有利于硝酸盐含量的下降[17]。 3.2.2 改善土壤水分供应状况 研究表明,土壤水分充足时,蔬菜的生长量可提高109.9%~174.8% ,而硝酸盐含量却降低19.4%~ 25.0%,硝酸盐还原酶活性也明显降低。因此,在蔬菜生产中应注意水分管理,避免由于缺水造成水分胁迫[17]。 在干旱情况下,蔬菜的硝酸还原酶的合成受阻,分解加快,硝态氮积累显著增加。因此,在收获前几天进行灌水,可使硝酸盐含量下降。 3.3 配合使用氮肥抑制剂 为降低和控制蔬菜硝酸盐的含量,目前国外普遍采用氮抑制剂来抑制土壤硝化细菌的活性,从而达到减少土壤和蔬菜中硝酸盐积累的目的。在现有的氮抑制剂中,使用效果较好的首推双氰胺(DCD)。在氮肥中,添加10~20%的双氰胺与单施尿素相比,可使青菜茎叶中的硝酸盐含量降低10~30%。将双氰铵与碳铵一起施用效果更佳,可使叶柄和叶片中的硝酸盐含量减少25~45%。[18] 因此,蔬菜在施用氮肥时,应按纯氮量的10~20%添加双氰胺,与化肥拌匀后施用,控制硝酸盐积累的效果最佳。 3.4 选育低富集硝酸盐的品种 由于硝酸盐积累存在遗传差异,所以选育低积累的品种被认为是控制蔬菜硝酸盐含量的有效方法之一,低硝酸盐含量已成为育种的1个重要目标。国外有育成硝酸盐富集力弱的菠菜新品种的报道,但国内目前还没有选育成功低积累的蔬菜品种。随着对蔬菜硝酸盐积累的遗传规律的进一步认识,特别是随着现代分子生物技术的发展,利用基因工程选育低富集硝酸盐品种必将成为重要的发展方向。 3.5 调整收获时期和时间 由于不同生长发育阶段的蔬菜硝酸盐含量不同,一些蔬菜生长前期大于后期,所以,适当晚收有利于降低蔬菜中的硝酸盐,降低幅度可达数倍甚至数十倍。另外,光照、温度等外部因素对蔬菜硝酸盐积累也有明显影响。因此,生产中应根据1d内温度和光照变化的节奏确定适宜的收获时间,同时应根据光、温等条件的季节变化以及蔬菜生长发育进程确定适宜的收获时期。[20] 4 存在的问题与展望 目前,蔬菜体内硝酸盐的积累问题已引起广大科研工作者的关注,而且在这一领域的研究已取得了一些成果,但是,尚缺乏控制效果好、简单易行的方法。一些控制硝酸盐积累的措施目前还很难用于生产实践,另外一些方法控制效果不太明显,还有一些方法或观点虽在理论上成立,但目前还没有取得应用成果。我国目前蔬菜生产条件及农民的科技水平,特别是目前国内生产者对产量的追求以及消费市场对供应量的要求决定了在短期内难以显著降低氮肥的施用量(氮肥是蔬菜体内硝酸盐的主要来源),因此,不降低氮素投人,如何控制蔬菜硝酸盐积累就成为一个重要研究课题。针对这一研究目标,从营养互作,水氮互作等营养生理以及代谢方面出发进行NO3-的转化的基础研究就显得非常必要。另外,由于蔬菜种类繁多,遗传基础及适宜生长条件、同化利用硝酸盐能力差异较大,所以,无论是关于硝酸盐积累过程的基础研究还是控制措施的探讨均要有明确针对性。 5 小结 综上所述,通过调整施肥措施、改善生态条件、使用抑制剂、选育低富集硝酸盐的蔬菜品种、调整收获时期和时间等,对减少蔬菜中硝酸盐累积量有很大的作用,应该对菜农加强宣传,采用合理的技术措施来减少蔬菜中硝酸盐累积,既使菜农节约肥料成本、增产增收,又减小对消费者的危害。
1、应用工业工程技术提高洗衣机生产效率
2、工业工程课程体系设置优化研究
3、浅谈工业工程的发展现状与展望
4、工业工程在台湾产业界的典范移转
5、工业工程综合实验平台规划设计研究
6、工业工程与创造学的关系分析
7、工业工程及其在中国企业中的应用
8、浅谈工业工程与经济发展之关系
9、工业工程在当代世界的发展趋势
10、工业工程在生产效率方面改善之应用
行政绩效评估的重要性(一)行政绩效评估意义的负面阐释绩效评估的重要性可以从正面和负面两个角度来阐释。正面阐释即从正面论述测定的积极意义,负面阐释则侧重于研究不进行测定或者不能精确测定可能导致的消极后果。经济学家沃尔夫曾从负面讨论绩效评估的重要意义。在他看来,不进行测定或测定不精确会导致几种消极后果:1、公共物品的过度供给,成本上升和浪费。“当不能很精确地测量非市场活动的产出和运行时,非市场活动的总供给,或特定的非市场活动的供给(比如,政府的防卫和规划功能),就会趋向于较高。当它们的质量和数量经不起检测时,生产这些产品就需要更多的投入(或成本)。多余的成本可以被认为是由于缺乏精确地量度成本的标准而导致的浪费”。2、鼓励官僚的预算最大化倾向。由于缺乏把利润作为推动或评价其运行的标准,非市场机构“便根据机构成员和下级单位对扩大预算和保护其免受削减所做出的贡献来对其行为做出评价。机构内的动力是来自于对那些能够‘证明成本的合理性而不是减少成本’的成员的奖赏”。3、导致公共机构内部的私人目标。由于缺少直接的运行指示器,公共机构必须发展它们自己的标准,“用来确立非市场组织内的目标,用以指导、规制和评估机构运行和机构人员的行为。公共机构就具有‘私人的’内在目标”,从而偏离公共机构为公众服务的宗旨。(二)行政绩效评估意义的正面阐释1、行政绩效评估体现了公共管理的新思维迄今为止的行政管理实践中,以韦伯为代表的层级制模式一直占据着主导地位。层级制行政模式以政府垄断为基础,权力高度集中、严格死板的规章制度、过程取向的控制机制、官吏的非人格化等等是其主要特征。层级制相对于小农经济时代的行政管理是一个巨大的进步,它最适应于烟囱林立的大工业时代。但是,人类已经进入了后工业时代和信息社会,层级制行政模式被认为已经过时,新时代呼唤着“后层级制行政模式”。根据当代行政改革的实践,学术界对公共管理的新范式和新思维做了概括和总结。从下面的讨论可以看出,绩效评估为公共管理新思维提供了有力的技术支持。行政绩效评估与市场模式。传统行政管理模式的基础是政府对公共服务的垄断,现代管理模式则强调市场机制和个人选择。市场机制主要是竞争机制——公私组织之间、公共组织之间的充分竞争,其主要形式是市场检验、合同出租、内部市场等。科学的绩效评估对公共管理“市场模式”的作用在于:帮助高层决策者根据实际绩效水平选择理想的公共服务提供者;帮助决策者对合同实施情况进行严密的监督和控制;提供各个公共服务机构绩效方面的信息,引导公众做出正确的选择;在公共部门内部形成浓厚的竞争意识,提高服务质量和工作效率。行政绩效评估与分权化改革。传统行政模式的主要特征之一是权力高度集中,依靠烦琐的规章制度实行严密的层级控制。过分集权和死板的规章制度压抑人的积极性和首创精神,最终导致效率低下。现代行政管理的新范式则是“分权的政府:从等级制到参与和协作”。政府内部的分权化改革实现了上下级关系由直接隶属关系到契约关系的转变,上级对下级的控制由着眼于工作过程到着眼于工作结果的转变。对于分权化以后的机构,主管部门不再直接指导和干涉它们的日常工作。其主要责任是:配置资源,主要是拨款;建立工作要求、结果及产出方面的具体指标;设计具体程序和测定方法,监测和评估各独立单位的工作。显而易见,绩效评估是分权化改革的迫切要求,又是分权化改革得以顺利实施的技术保证。行政绩效评估与结果为本的管理。传统行政管理模式“注重的是投入,而不是结果”,而现代政府则是以结果为本的“讲究效果的政府”。结果为本的管理要求“按效果而不是按投入拨款”,而按效果拨款的前提是对结果(即绩效)的科学测定。传统行政管理模式“由于不衡量效果,也就很少取得效果”。反过来说,现代管理要取得效果,就必须对结果进行科学的量度。绩效评估是以结果为本的现代管理观念实施的前提和保证。2、行政绩效评估是提高政府绩效的有效工具现代政府管理的核心问题是提高绩效。管理学家阿姆斯特朗指出:“要改进绩效,你必须首先了解目前的绩效水平是什么”。“测定是绩效管理的一个关键环节:如果你不能测定它,你就无法改善它。除非在绩效目标实现程度的测定方法方面达成一致或谅解,否则,一切确定绩效目标或标准的努力都是徒劳无益的”。在公共部门管理中,绩效评估具有计划辅助、监控支持、报告、政策评价和激励等多项功能,对政府绩效的提高和改进具有重要的意义。在备受克林顿推崇的《改革政府》一书中,作者以“业绩测量的力量”为题,以许多生动的事例阐明了绩效评估对提高政府绩效的重要作用:测量能推动工作;若不测定效果,就不能辨别成功还是失败;看不到成功,就不能给予奖励;不能奖励成功,就有可能是在奖励失败;看不到成功,就不能从中学习;看不到失败,就不能纠正失败。3、行政绩效评估有助于提高政府的政治合法性展示成果,能赢得公众的支持。绩效评估是向公众展示工作效果的机会,展示成果能赢得公众对政府的支持。 展示绩效状况,能推动公众对政府的监督。许多政府部门的服务处于垄断地位,无法同其他地方或部门比较——公民不能体验其他部门的服务,甚至不能直接体验本地区的服务(如消防、国防等纯公共物品)。绩效评估的实质是一种信息活动,其特点是评估过程的透明和信息的公开。因此,评估和公布绩效状况是公众“体验服务”的一种方式。把政府各部门、各个公共服务机构在各方面的表现情况做出全面的、科学的描述并公之于众,无疑有助于广大群众了解、监督和参与政府的工作。行政绩效评估,能帮助提高政府的信誉。绩效评估并不只是展示成功,它也暴露不足和失败。暴露不足和失败并不一定损害政府部门的信誉。相反,它有助于提高政府的信誉,因为它向公众展示了政府为提高绩效而做出的不懈努力。作为一种需求导致的活动,组织绩效评估是任何组织都无法回避的。当代西方行政管理实践已经证明了绩效评估对改进公共管理的重要意义。我国的组织绩效评估还没有制度化、规范化,基本上停留在自发、半自发状态,体现出盲目性、单向性、封闭性等特征,由此带来了运动式行政管理的弊端和检查评比中的不正之风。因此,借鉴其他国家的先进经验,探讨和建立适合我国情况的组织绩效评估理论框架、方法体系及操作程序,从而使组织绩效评估规范化、系统化、制度化、科学化,已经成为我国行政管理现代化的迫切要求。行政绩效评估的指标体系行政绩效评估是运用不同的指标来衡量政府绩效的过程,因此,确立评估的指标体系是评估活动的基础和核心。所谓行政绩效评估的指标体系,是指行政组织根据一定的价值准则所设定的作为衡量行政绩效高低的一系列数据、标准的总和。前面已经谈到,行政绩效评估具有多目标性和弹性的特征。行政机关作为公共权力的行使者,必须服务于公共利益。但是,社会层面的公共利益范围广泛、内容颇多,政府所追求的价值也不一而足,这就为行政机关的行为设定了多种目标和价值取向,也对行政绩效的评估提出了指标体系系统化的要求。把行政绩效的指标单一化和简要化,会抹杀行政组织的价值多样性,对行政组织自身发展和社会发展都会造成严重的负面影响。在中国共产党十六届三中全会上,中共中央提出了坚持以人为本,树立全面、协调、可持续的科学发展观,并强调要教育干部树立正确的政绩观。十届人大二次会议的政府工作报告又强调指出,树立正确的政绩观是加强政风建设的一项重要内容。科学的发展观和正确的政绩观就是要克服现实中存在的以单一的经济指标和数字进行政绩评估的错误倾向,引导绩效评估与考核逐渐走向全面化、科学化和整体化。根据不同的标准,对行政绩效评估的指标体系可作不同的分类。(一)根据行政绩效的内容性质划分1. 经济发展指标经济绩效表现在经济的持续发展上,国民经济不仅在量上扩张,而且在结构合理的前提下有质的提升。一般来说,一国的行政经济绩效主要是指宏观经济发展水平,主要指标有:①人均国民收入的水平;②人均国民收入的增长率;③社会就业率;④进出口总额;等等。当然,也有经济学家提出了不同看法。美国马里兰大学的两位经济学家默瑞尔教授和奥尔森教授指出,为更加准确地衡量一国经济的真实绩效,需要考虑其实际人均国民收入增长率和潜在人均国民收入增长率的差距。换言之,良好的经济绩效意味着一国能尽可能地挖掘该国经济增长的潜在能力,缩小其实际人均国民收入增长率和潜在人均国民收入增长率的差距。2. 社会发展指标社会绩效是在经济发展基础上的社会全面进步。社会全面进步内涵丰富,包括:人们的生活水平和生活质量的普遍改善和提高;社会公共产品供给及时到位,社会治安状况良好,人们安居乐业;社会和谐有序,社会群体、民族之间协调,没有明显的对抗和尖锐的冲突;等等。具体来说,可以有以下一些指标:(1)社会教育事业发展指标。包括适龄儿童就学率,单位人群的初中、高中和大学毕业率,国家财政年度投入教育的比例,学生身体素质指标等一系列指标。(2)社会卫生健康事业发展指标。包括单位人群的医疗机构数目、单位人群的医疗设施数目、年度人均医疗健康支出、不同地区之间健康支出的差异值、国家医疗投入的实际效果等指标。(3)环境保护指标。包括国家森林面积、人均森林面积、人均耕地面积、人均水资源数量、人均绿化面积等指标。(4)社会治安和事故指标。包括年度治安事件的发生率,各类案件的发案率和破案率,各类交通、安全事故的频率,事故死亡人数等指标。3. 政治发展指标在市场经济条件下,政治绩效最经常表现为制度安排和制度创新。市场经济的游戏规则是一种政府制度安排,这是政府核心能力之一。政府制度安排的能力越强,政治绩效就越容易体现。政治发展内容宽泛而抽象,指标不易确定,但主要包括:(1)行政机构管理指标。包括行政机构中公务员数量、与人口总数的比例,行政机关自身支出占全部财政支出的比例等。(2)行政决策指标。包括政治性的行政决策民主化程度指标、公众和社会专家参与决策程度指标、决策程序的时效指标等。经济发展、社会发展和政治发展三类指标是有机结合在一起的宏观层面的行政绩效评估指标。经济发展在整个行政绩效体系中发挥基础作用,没有经济发展,后两者将失去物质基础。社会发展是行政绩效体系中的价值目标,没有社会全面发展,经济发展也将失去意义。政治发展是整个行政绩效体系的中枢与核心,为实现经济发展和社会发展提供制度和法律的保证。只有这三方面指标有机地、全面地运用于行政绩效评估,才能达到客观和公正地评估行政绩效的目的。(二)根据评估的方法划分行根据评估的方法划分,行政绩效评估也有若干类指标,国内外学者对此有着不同的看法。学者芬维克认为行政绩效评估包括了三个层面:经济(economy)、效率(efficiency)和效益(effectiveness),即著名的3E指标。学者弗莱恩在此基础上加上了公平(equity)指标,成为4E,受到世界各国管理实践者的认同,下面进行具体说明。1. 经济评估指标经济评估指标即成本评估指标,一般指组织投入到管理项目中的资源水准。成本指标关心的是“投入”的项目,以及如何使投入的项目获得最经济的利用。换句话说,成本指标要求的是以尽可能低的投入或成本,提供与维持既定数量和质量的公共产品或服务。成本指标好像是在询问:“某组织在既定的时间内,究竟花费了多少钱?是不是按照法定的程序花费金钱?”经济指标并不关注服务的品质问题。资金是行政管理活动的血液。然而,一个行政组织从事管理活动时实际投入的并不是金钱,而是由金钱转化而来的人力、物力、设备等等。即使在一些涉及金钱直接付出的活动中(如救济金的发放),也需要人力、物力和固定资产来处理个案申请。这些人力、物力、设备等构成了行政组织对特定管理活动的投入,而获得和维持这些人力、物力、设备所花的资金,就是投入的成本。不经济既可以表现为获得某一投入(如购买一台设备)花了高于市场价的资金,又可以表现为超量投入,如办公条件过于豪华、设备闲置等等。2.效率评估指标效率指标要测定的是“行政机关在既定时间内,预算投入究竟产生了什么样的结果”。人们通常将行政效率定义为行政投入与行政产出的比率关系。一般说来,行政效率与行政投入呈反比例关系,在行政产出一定的情形下,行政投入越高,行政效率越低;反之,行政效率越高。而行政产出与行政效率则呈正比例关系,在行政投入一定的情形下,行政产出越高,行政效率越高。效率评估主要测定产出与投入的关系。这一关系可由一系列效率指数显示出来。效率指标通常包括:服务水准的提供、活动的执行、服务与产品的数量、每项服务的单位成本等。我们在日常生活中经常使用效率这一概念。例如一项公益政策从决策到实施用了很短的时间,我们就说行政组织的效率很高。但这不是严格意义上的效率评估。效率评估对效率的描述至少应具备两个特征:第一,这一描述是定量而非定性的;第二,这一描述反映的是整体而非个别情况。这是组织绩效评估的必然要求。效率一般可以分为两种类型:一类是生产效率(productive efficiency),它是指生产或提供服务的平均时间成本;另一类是配置效率(allocative efficiency),它是指组织所提供的产品或服务是否能满足利害关系人的不同偏好,也就是说,在政府部门所提供的各种项目中,如国防、教育、健康等,其预算配置比例是否符合民众的偏好顺序。例如,英国政府部门和社会科学界在长期的实践中,开发了一套复杂的效率测定技术方法。它涉及一些专门的概念,如“技术效率”、“配置效率”,包括不同的分析技术,如回归分析、数据网络分析、参照系与非参照系比较技术等等。3.效益评估指标效益评估关注的是组织工作的质和社会效果,也就是行政管理的有效性。没有质的量和没有效益的效率是毫无意义的。效益评估是评估内容中最为重要的一项。行政管理工作包罗万象,不同部门的工作性质差别很大,因而其效益的展示方式也不同。对某些行政管理活动而言,其效益只能通过产出的质来体现,而有的行政管理活动的效益则只能体现为产出的社会效果。一般来说,人们对社会效果的测定可以从两方面着手:一是看管理活动的产出是否满足了社会或公众的需求;二是看这一活动的产出对既定目标的实现作出多大贡献。前者是直接测定,后者是间接测定,因为既定目标并不总是等同于客观效果,尽管人们正是追求特定社会效果才选择这些目标的。效益同样需要一系列效益指标来测定。效益指标的设计是十分困难和复杂的。困难的主要原因是:有的测定需要与既定目标比较,而目标往往不十分明确,也没有充分量化;指标要求的是量的描述,而质与社会效果往往难以量化;社会效果测定需要到行政组织之外去收集有关的信息资料,这一工作开支庞大,费时费力;行政管理活动的社会效果与直接产出比较具有明显的时间上的滞后性,而实践往往要求在某些活动的社会效果未充分展示时就对它进行效益评估。目前一些流行的主要做法如下:(1)质的量化展示。例如,在卫生与社会保险部门为医疗卫生系统拟订的评估方案中,为医院的服务质量制定一些指标,如手术前后死亡人数、非计划重新人院人次、病人在院感染率、免疫接种率等。可见,质的量化可通过一系列量的分析综合来反映一个事物的质。在那些难以直接量化展示的领域,往往需要使用替代指标或中介指标。替代指标是对质或社会效果的间接显示。举例来说,不同大学的毕业生质量难以进行直接测定和比较,于是人们用毕业生在一定时期的就业率、申请就业的成功率、首次就业的平均工资水平等来间接测定。中介指标就是用中间效果来推断或预测最终社会效果,它是针对组织产出的社会效果具有滞后性这一特点而设计的测定方法。举例来说,交通安全宣传教育的最终社会效果是交通事故率的降低。在最终社会效果未充分展示时,可以用公众对交通规则的了解程度、司机系安全带的比率等来测定宣传效果。但要注意的是,替代指标和中介指标是有其缺陷的,因而不能滥用此类指标。(2)用民意测验测定效益和服务质量。既然行政管理活动的目的是满足社会或公众的需求,那么测定社会效果和质量的最佳方法,就是面向服务对象,了解他们的评价、他们的满意程度。民意测验法虽备受青睐,但也有局限性,如成本高,受公众判断力的影响而难以准确可靠。此外,受益者的满意并不能回答这样一个问题——这一服务是否提供给了最需要它的人?(3)质量保证体系。质量保证是一套完整的质量控制过程,主要应用于那些从事量的处理工作的行政部门和业务性质单一的公共服务机构。对于那些应用了质量保证体系的部门来说,其绩效评估只注意效率。4. 公平评估指标在20世纪70年代的新公共管理运动中,公平问题开始日益受到广泛重视。公平评估指标因而成为衡量政府绩效的重要指标。公平指标主要关注于:“接受政府提供的服务的团体或个人是否受到了公平的待遇?社会中相对的弱势群体是否能够同样享受到公共服务?”因此,公平指标通常是指接受行政机关服务的团体或个人所获得的公正性,一般无法由市场经济自身自发解决。公共行政学者弗雷德里克森曾经提出社会公平的复合理论,认为社会公平可以分为下列类型:(1)单纯的个人公平。系指一对一的个人公平关系,例如每人获得某种公共物品的数量或者机会平等。(2)分部化的公平。系指同一类别下的公平关系,如农夫与商人有不同的赋税标准与薪资水平,这是基本分工所造成的实际公平。(3)集团性的公平。系指团体或次级团体所要求的公平,例如黑人要求与白人有平等的享受公共服务的权利,女性和男性享受平等的政府失业补助金等。(4)机会公平。每个人的天赋不同,后天的发展也不同,但如果两人都有相同的机会参与竞争某种行政职位,就是机会平等。(5)代际公平。指这一代与未来一代之间的公平。目前美国行政机关运用3E指标进行绩效评估的情形相当普遍,其中至少有68%的政府机关使用“效益”指标,14%使用“经济指标”,8%使用“效率”指标。可见,不同政府部门根据自身的特点,可以选取不同的指标对行政绩效进行评估。
论文选题 1、依法保护我国环境问题的几点探讨 2、关于社会发展中的行政道德问题的思考 3、中国政府行政管理应对WTO挑战的对策选择 4、基层领导干部的素质要求之浅见 5、浅论企事业发展中人才培养的作用与途径 6、关于非公有制企业中养老保险工作的思考 7、当代社会依法理财问题的探讨 8、谈谈中小企业如何吸引人才的策略建议 9、试论传统文化与现代管理的融合 10、现代化进程中乡村治理的相关问题思考11、城市化建设中的信访问题及其对策措施 12、论我市民营企业的地位作用与发展对策 13、公共管理的社会性内涵之浅见 14、关于完善我市社会保障体系的思考 15、浅析知识管理的目标与策略 16、浅析国有资产流失及管理体制的完善 17、试论信息经济时代企业知识型员工的管理 18、浅析我国公务员制度 19、浅谈我国行政管理效率的现状及其改观对策 20、浅谈公共行政管理的信息技术化 21、浅论行政监督中的舆论监督 22、论行政管理现代化的根源 23、谈谈中小企业发展的现状与对策 24、浅谈农村经济发展的问题与解决对策 25、浅谈民办非企业单位职工的社会保障体系问题 26、创新流动人口治安管理工作之我见 27、浅议政府工作中的浮夸问题及治理对策 28、浅论我国当前社会诚信缺失的原因与重塑策略 29、浅论“机关效能建设”的意义与对策 30、浅谈当前农村思想政治工作的原则与对策 31、当前提高村级组织威信的几点想法 32、当前农村剩余劳动力流转制度建设的思考 33、浅谈企业行政管理的功能特点及其要求 34、浅谈政府保护自然资源的若干措施 35、浅谈我市农村社会保障工作存在的主要问题及其工作措施 36、当前行政违法的原因分析及其预防与矫治 37、加强流动人口计划生育管理的探讨 38、国家公务员职业道德建设之我见 39、行政管理体制改革与电子政务的关系 40、浅谈当前我市社区民主建设的基本内容与要求 41、论政府人事管理的变革—从传统人事管理到现代公共资源管理 42、中国“电子化政府”的现状及对策初探 43、论我国现阶段社会保障制度中公平优先的原则 44、试论知识经济时代的领导艺术 45、关于中国现阶段农村劳动力流动制度的思考 46、浅论完善政府形象的现实措施选择 47、试论领导干部必须树立正确的权利观 48、试论构筑科学规范的人才选用机制 49、论行政领导艺术50.我国现行人事制度的缺陷与对策51.提高行政效率的有效途径52.行政管理与行政环境关系初探53.行政决策科学化初探54.浅析××单位行政管理的现状及改革(可泛论或就某一侧面)55.关于社会保障制度若干问题的探索
现代工业工程是以大规模工业生产及社会经济系统为研究对象,在制造工程学、管理科学和系统工程学等学科基础上逐步形成和发展起来的一门交叉的工程学科.下面学术堂整理了二十条有关工业工程论文的题目,供大家参考.1、工效学在企业管理中的应用2、工效学原理在投资决策中的应用3、网络计划在企业生产管理中的应用4、影子价格在生产管理中的应用5、日用品价格体系研究6、JIT与产品功能分析7、制造企业库存问题研究8、我国汽车市场的发展问题分析9、论我国农产品绿色经营10、如何构建以快速物流为核心竞争力的物流组织结构11、物流企业核心竞争力的构建12、实现快速物流对企业管理的价值13、加强物流管理对企业实施低成本战略的价值14、基于ABC+EVA的企业业务外包研究15、绿色供应链环境下供应商的评价与选择研究16、电子商务环境下的第三方物流企业运作模式17、企业业务流程再造(BPR)研究18、基于精益生产的现场改善研究19、TPS在WQ纺织公司织造车间的应用探讨20、JIT在我国中小企业实施条件分析
宽叶的水分大 不如窄叶子的好吃
什么样的韭菜更好吃呢?对此国家蔬菜工程技术研究中心研究员何洪巨告诉《生命时报》记者,按叶片的宽窄,现在市场上的韭菜有宽叶和窄叶之分。窄叶韭菜叶片修长,叶色深绿,纤维含量多,香味浓郁,但卖相较差;宽叶韭菜叶色淡绿,纤维含量偏低,吃起来味道相对淡。所以对于真正喜欢吃韭菜的人,当以窄叶韭为首选。需要注意的是,叶片宽大异常的韭菜要慎买,因为栽培时很有可能使用了生长调节剂。
他招揽生意瞎说的!如果说打农药,菜农都会打,哪儿有什么品种之分!顺便说一句我从小到达吃的都是宽叶的!从来没见过窄的所以没觉得自己吃的那个宽!第一次见到窄韭菜我表示很难接收,没宽的味道香!又难看跟稻谷苗似的!所以,你不必担心韭菜宽,因为那个宽的韭菜是天生宽!!
他招揽生意瞎说的!如果说打农药,菜农都会打,哪儿有什么品种之分!顺便说一句我从小到达吃的都是宽叶的!从来没见过窄的所以没觉得自己吃的那个宽!第一次见到窄韭菜我表示很难接收,没宽的味道香!又难看跟稻谷苗似的!所以,你不必担心韭菜宽,因为那个宽的韭菜是天生宽!!
选择宽厚适中的韭菜,这样才是鲜嫩的韭菜。要选韭菜叶比较厚实的,摸起来较软的,这样的韭菜是新鲜好吃的。
一、优良品种推荐 1.汉中东韭原为陕西省汉中地区农家品种,栽培历史悠久,现已在西北、东北、华北、华东等地推广,成为我国著名的优良韭菜品种之一。该品种生长健壮,株丛直立,但分蘖力较弱,株高40~50厘米,单株功能叶7~9片,叶形宽大,叶长一般30~40厘米,宽0.8~1.2厘米。假茎粗0.5~0.7厘米,黄白色,横断面近圆形。对气候条件适应力强,抗寒性强,冬季回根晚,春季返青萌发早,夏季耐热性亦好,产量高,品质中等。适于露地和保护地栽培。 2.791韭菜系河南省平顶山市农业科学研究所选育。植株充分生长高度可达50厘米左右,生长势强,株丛直立,假茎粗壮,抗倒伏。叶片宽而厚,平均叶宽1.2厘米,最宽可达2厘米,平均单株重6克。分蘖力强,适期播种的一年生单株分蘖可达6个,三年生则可达30个左右。该品种最突出的特点是,抗寒性强,春季返青萌发早,秋冬回根晚,故又称"雪韭"。产品肥嫩,粗纤维少,品质好,韭味浓,产量高,适宜各地种植,是目前保护地栽培的理想品种之一。 3.平韭2号也是河南省平顶山市农业科学研究所选育的韭菜新品种。植株充分生长高可达50厘米以上,株丛直立,分蘖力强,叶鞘粗壮,抗倒伏。叶片宽大肥嫩,叶色翠绿,平均叶宽1厘米左右,叶色优于791韭菜,而直立性稍差。耐寒性、产量和品质都与791韭菜相似,适宜栽培范围广,也是目前保护地和露地栽培的优良品种之一。 4.寿光马蔺韭是山东寿光市农家品系,有独根红、大青根、半红苗三个品种,其中以独根红最好。①独根红 在生长旺盛期,株高70厘米左右,叶宽1~1.3厘米,假茎粗1厘米左右,叶浅绿色,假茎基部微现紫红色,故称独根红。长势强,分蘖力较弱。夏季抽薹早,抽薹期长而不集中。抗寒性强,既适宜冬春保护地栽培,又适宜于露地栽培。 ②大青根 生长盛期叶宽1~1.4厘米,株高60~80厘米,假茎粗0.9~1.2厘米。叶片柔嫩多汁,深绿色。生长势强,分蘖力较强。在露地栽培,产量高于独根红,但品质稍差。 5.津引1号原名绿皮带,系70年代由日本引入,经天津蔬菜研究所系统选育而成。该品种具有抗寒力强,分蘖力强且丰产性突出的特点。株高45厘米左右,叶片长约35厘米,叶鞘长10厘米,叶片宽平均1厘米左右。叶片质地柔嫩,纤维细,甜味较重,辣味较轻。植株生长势强,在较低温度条件下生长良好,在短日照条件下几乎不休眠。京津地区,11月中下旬将地上部收割后进行保护地生产,12月底即可达到商品收获期。缺点是对灰霉病抗性较汉中冬韭弱,在越夏期间叶片常发生干尖现象。但不影响秋后长势和冬季保护地栽培的产量。 6.北京铁丝苗又名红根韭,原为河北省河间县地方品种。该品种属窄叶类型,叶片细长,横断面略呈三棱形,叶片长35~40厘米,宽0.35~0.38厘米。假茎较细,断面呈圆形,叶片和叶鞘均为绿色,但叶鞘茎部呈紫红色。叶簇直立,生长迅速,分薹力强,鳞茎小,适于密植。叶质较硬,香味较浓。耐寒,耐热,不易倒伏,适于囤韭栽培。二、露地栽培韭菜的全套技术 1.育苗移栽(1)播前准备 ①地块选择韭菜育苗地应选择旱能浇、涝能排的高燥地块,为在移栽起苗时能够保全根系,最好选用沙质壤土。若以粘质壤土地育苗,冬前要进行深翻、晒垄,加灌冻水,土壤经过冬冻春化,土质变得膨松,以利出苗。 ②整地作畦韭菜出土能力弱,播种前精细整地是保证全苗的技术关键。经过秋翻、风化的土地,在临近播种前再行浅耕,细耙,然后做畦。育苗畦一般畦埂高10~14厘米,宽10~12厘米,要踩实,拍平,以防因雨水冲淋掩埋埂边幼苗,同时便于管理操作。畦的大小视地块平整状况灵活掌握,一般宽豆.3~1.5米,长8~10米。 韭菜是一种极耐肥的蔬菜,要培育出健壮的韭菜苗,在选好地块的前提下,还必须施入充足的有机肥做底肥。做好畦后,每畦施入优质有机肥100千克左右,磷酸二铵0.5千克,均匀地撒在畦内,然后用四齿镐刨两遍,使粪土充分混匀。最后用平耙搂平,尽量做成四平畦。若土壤墒情不好,做畦后应浇一次水,待2~3天后土不粘时,再施肥整地。为了防止烧苗和生蛆,施用的有机肥必须充分腐熟、过筛,千万不要施用生粪。 ③浸种催芽韭菜可用干籽播种,也可浸种催芽,应依据种植季节、气温的高低等情况酌情采用。早春播种,土温和气温偏低,为了争取快出苗宜进行浸种催芽。晚春或初夏播种,温度条件适宜,可不行浸种催芽或只浸种不催芽。 浸种催芽的方法是在播种前4~5天,把种子放入30℃左右的温水中,约经24小时后去掉浮在上面的瘪籽和杂物,用冷水淘洗干净捞出,用干净的纱布为里层,干净的湿麻袋为外层包裹好,放在15~20℃的温度条件下进行催芽。在催芽期间,每天用清水淘洗一次,经3~4天即可露芽,便可用于播种。 (2)播种京津地区和河北省中部,韭菜的播种期多在春季,适宜播期为清明节后到立夏前(4月上旬至5月上旬)。播种过早,气温和地温低,种子发芽缓慢,出苗不整齐;播种过晚,虽然出苗快,但发芽率低,出苗不全,而且苗草一起长,拔草费工,特别是出苗后很快进入高温多雨季节,不利于幼苗生长,到定植时,(7月下旬至8月上旬)达不到定植标准,只能推迟到第二年春天定植,也就相应推迟了收获期,从而造成损失。 韭菜播种方法分干籽播种和湿籽播种两种方法。无论哪种方法,都应使用新籽,最好先进行发芽试验,一般发芽率应在70%以上才能用。 干籽播种按10~20厘米的行距,开1.5~2厘米深的浅沟,将种子均匀地洒在沟内。播后,平沟覆土,轻踩一遍后浇水。幼苗出土前保持土壤湿润,防止地表板结。每亩用种6~7千克。 湿籽播种即用经过浸种催芽的种子播种。首先在畦内浇足底水,一般水层深度7~9厘米,这样的水量可以使幼苗出土后长到6~7厘米高时无需浇水,待水渗下后,于畦面撒布0.2~0.3厘米厚的底土,如畦面有不平之处可用底土将之补平。上底土可使种子不粘泥,更利于发芽出土。上底土后即可播种。一般采用撒播,用种量比干籽条播的适当多些,以8~10千克为宜。播后覆过筛素土1~2厘米厚,再在畦面上覆盖地膜,以提高土壤温度和保墒。 (3)苗期管理韭菜从播种到幼苗出土所需日数,取决于当时的温度。以北京郊区为例,惊蛰播种,由于地温较低,需要20多天才能出土;清明后播种,12~15天出土;立夏播种,6~8天就可出土。总的来看,韭菜发芽缓慢,幼苗顶土困难,播种后地表应保持湿润,一般湿籽播种,有地膜覆盖,出苗前不需浇水,拱土后应及时撤去地膜,视土壤湿度决定是否浇水。干籽播种,除先播种后浇一透水外,以后隔4~5天浇一小水,水漫畦面一溜即可,千万不能大。适期播种的两水后即可出苗。 幼苗出土后,在管理技术上掌握前期促苗、后期蹲苗的原则。幼苗出土长出第一片真叶到3~4片叶时,植株根系细弱且多分布在土壤表层,因此,不可缺水,要保持畦面不干,一般每隔5~7天浇一小水。当幼苗长出5片叶,苗高15~18厘米时,根系已比较发达,可适当控制浇水,以防徒长引起浇水,从苗高15厘米左右到雨季之前应结合浇水追肥2~3次,每次每亩追施尿素10~15千克,这对培育壮苗有重要作用。 除草保苗是韭菜苗期管理中一项十分费工的作业。根据韭菜出土缓慢,杂草发芽迅速这一特点,在韭菜临近出土前浅锄畦面,不仅可有效清除杂草,还有疏松表土促进出苗的作用。近几年来,许多科技人员试验在韭菜田中应用化学药剂除草,取得了可喜的成果,并且已推广应用。北京市顺义县赵全营乡的科技人员经过几年的试验,总结出一套韭菜化学锄草的成功经验,并已在全乡推广应用,取得了良好的效果。他们的做法是,当韭菜播种后出苗前选用20%百草枯,每亩用药150~200克,对水50~70千克,均匀喷布于畦面。百草枯是灭生性除草剂,因此,必须在韭菜出苗前施用,否则会造成药害,但此药无残效,对出苗无影响。对于播种期偏早,特别是湿籽播种时,使用33%的锄草通效果较好,播种后,每亩用药150~200克,对水50~70千克,均匀喷洒于畦面,此药残效期长而安全,在韭菜出苗后仍可使用,基本上可免去人工除草。 夏天天气炎热多雨,韭菜叶片生长缓慢,一般不再浇水、追肥,主要是防涝、除草,不能使畦面积水,以免造成倒伏烂秧。 2.定植 (1)定植期定植期应根据播种早晚和秧苗大小而定。株高18~20厘米,7~9片叶时是韭菜定植的适宜苗龄。春分至清明播种的,夏至以后定植;谷雨至立夏播种的,大暑前后定植;秋播的,第二年清明后定植,韭菜的定植期最好避开高温高湿季节,否则土壤含水量过多,氧气含量不足,影响新根发生甚至引起烂根。气温过高,蒸腾作用过盛,容易引起叶片过量失水而枯干,延迟缓苗。定植过晚,当年秋季生长时间短,鳞茎积累的养分少,影响第二年春季的产量。 (2)定植地块的准备韭菜虽然对土壤的适应性较强,但为夺取优质高产,应选择土质疏松、肥沃、有机质含量高,二年以上未种过葱蒜类蔬菜、排水良好的沙质壤土或壤土地,前茬最好是种植春甘蓝、春菜花或采种白菜地,这样到6月下旬即可净地。 前茬作物收获后,应及时清洁园田,浅耕细耙,按扇平好,然后再按照田间布置的要求作畦。种植韭菜的地块以东西长短不短于150米为好。在北京地区,一般2.5~3米高的风障,冬春季防风保温有效范围为3.5~4米。风障和菜畦均匀为东西走向。每道风障前做1.5~1.7米宽的畦四排,靠近风障的第一排畦俗称"并一畦",第二排畦俗称"并二畦",这两排畦用于定植韭菜。第三排和第四排留作冬季和早春为韭菜上土时取土用和作为管理操作的通路,春夏季可栽培其它蔬菜,畦的长度可根据地势是否平坦而定,一般为10~15米。如果不夹风障进行露地栽培,多为两排韭菜畦中间留一排1米宽的"夹畦"。畦作好后,按每亩施发酵好、捣碎的优质有机肥4000~5000千克,磷酸二铵20~30千克,分畦撒施均匀,翻刨两遍,使粪土充分混合,再用平耙耙平。 (3)定植方法与密度合理密植是韭菜高产稳产的关键,其适宜密度应根据栽培方式和品种的分蘖能力强弱来决定,以促进分蘖、持续高产、便于管理为原则。定植方式主要有单棵密植、小丛密植、小垄丛植和宽垄大撮等。 单棵密植是一种双行带状(俗称宽窄行)密植方式。带间距离(宽行)13~15厘米,带内行距(窄行)为5~7厘米,株距4~5厘米,每亩栽苗15~20万株,适于宽叶韭菜栽培。小丛密植即每丛栽 6~8株苗,丛距 8~9厘米,行距 12~14厘米,每亩栽苗30~40万株,适于窄叶韭栽培。小垄丛植即每丛20~25株,丛距15厘米左右,行距20~25厘米,每亩栽苗30万株左右,宽叶韭和窄叶韭均适用。宽垄大撮即每丛30~40株,丛距15~20厘米,行距30~35厘米,每亩栽苗30万株左右,适于宽叶韭栽培。上述定植方式各有优缺点,如单棵密植,单株粗壮,产量高,但管理费工;宽垄大撮,产量高,管理省工,但丛内有弱苗,且要求土壤肥力高。采用何种定植方式,生产者应该根据自己的生产条件和当地市场需要来决定。 为了避免大缓苗和提高成活率,应采取随起苗、随理苗,随栽随浇水的定植方法。理苗,就是要把大小苗分开,淘汰弱苗,剪去根梢和叶梢,然后按定植每丛用苗数把鳞茎比齐,一把把放好。栽植深度,以不超过叶鞘为宜,过深分蘖减少,不易发根,过浅容易散撮,生长寿命短。栽植时还要注意,穴坑要深,使韭苗根系舒展开,这样有利于缓苗和生长。 定植后及时浇水,促进缓苗。当新叶长出后浇缓苗水,促其发根长叶,而后中耕保墒,保持土壤见湿见干。 3.田间管理 (1)当年秋季管理京津地区,处暑节后至寒露前雨量减少,天气日渐凉爽,最高气温很少超过30℃,最低气温很少低于10℃,是韭菜最适宜的生长季节,也是肥水管理的关键时期。韭菜越冬能力和来年长势主要取决于冬前植株积累营养物质的多少,而营养物质的积累又取决于韭菜秋季的生长状况,因此,要加强肥水管理。在此期间,浇水的原则是要见湿见干,即畦土发干就要浇水,但切忌大水漫灌。一般每隔5~7天浇一次水,结合浇水追施速效氮肥2~3次,每次每亩追施尿素10~15千克。还要注意及时除草,寒露以后,天气渐冷,生长速度减慢,叶片中的营养物质逐渐贮藏于鳞茎和根系中。此时根系吸收能力减弱,叶面水分蒸腾减少,应减少浇水保持不干即可。浇水过多,植株贪青,影响营养物质的积累。立冬以后,根系活动基本停止,叶片经过几次霜冻逐渐枯萎,被迫休眠。为确保韭菜安全越冬和翌年早返青,在土壤上冻前要浇足冻水。浇冻水的时机很重要,如果时间掌握不好,则起不到应有的作用。浇冻水的适宜时间是早、晚地表上冻,白天化开之时,京津地区一般是小雪节前后。 (2)立风障风障韭菜栽培冬前应立好风障。北京地区土地封冻的时间多在小雪节以后,因此,夹风障的时间应在小雪节前,过早会使韭苗贪青不利于营养"回根",过晚则土壤结冻不便于操作。 夹风障的材料以芦苇最好,因为它有弹性,防风效果好。也有的用玉米秸作主要材料,还有用竹竿做骨架,背后用稻草作披风或覆以旧农膜等。用芦苇夹风障,10米长的畦需要芦苇40~50千克,还需6~7千克稻草作披风,以提高保温效果。如果用玉米秸夹风障,夹厚一点,一般可不再夹披风。为了扩大风障的防护范围和提高防寒保温效果,应该尽可能将风障夹厚一点,高度应该在2.5~3米之间,并使风障稍向南倾斜,使之与地平面呈70~75度角。 (3)第二年及其以后的管理露地和风障韭菜播种后当年一般不收割,主要是发棵养根,从第二年春季开始正常收获。这对管理技术与播种当年大同小异,主要应围绕"培根壮秧"这一中心,根据韭菜的生长规律、生理特性和形态表现来确定管理措施,正确解决割与养根、当年效益与延长寿命持续高产的关系。 ①春季管理立春后,气温回升,风障前土壤开始解冻。这时要用竹耙子搂净枯叶,俗称"刮毛",接着用铁耙子搂松表土,以利于提高地温,促使根系生长。为使韭菜早上市,可在畦面上均匀撒施充分腐熟的优质有机肥,每畦100千克左右。为了不降低地温,只要土壤潮湿,第一刀收获前一般不浇水。如果冬季无雨雪,显得干旱的沙土地可浇一次小水,待2~3天后表土不粘时,再用四齿镐或铁耙搂松表土。 两年以上的老根韭菜,除一般管理外,还普遍采取覆土的措施,俗称"客土"。由于韭菜具有跳根的特性,使鳞茎和根系不断向地表延伸,往往使根茎裸露于地面,不仅影响植株生长,而且植株容易倒伏,为此需要逐年客土。客土要在晴天中午进行,选用晒过的细土,每次覆土厚度应根据韭菜每年跳根高度而定,一般为2厘米左右。 天津郊区露地和风障韭菜多为宽行大撮栽培,除采用上述管理措施外,还广泛采取剔根、紧撮,是在剔根的基础上把向外开张的植株拢在一起,再把经过剔根后晾晒一天的土培回。这一措施能改善田间通风透光状况,防止雨季植株倒伏和腐烂。培土则是把行间细土培于株丛间,不仅能防止倒伏,还有加速叶鞘伸长和软化的作用。 春分节后,原来和地面呈70度角的风障,到下午三点钟以后会逐渐加宽对并一畦遮荫,妨碍韭菜生长,因此,春分以后需要把风障直立起来。立夏以后,天气已经暖和,风障已无保留的必要,应及时撤掉。 ②夏季管理韭菜不耐高温。在高温雨季光合作用降低,呼吸强度增强,植株长势减弱,呈现歇伏现象。由于气温高,叶部组织纤维增加,品质下降,一般不再收割。雨后排水防涝,防止倒伏和腐烂,并加强除草,防止草荒。高温雨季,各种杂草生长迅速,极易造成草荒,而人工除草费时费工,应用化学除草效果很好,根据各地经验,韭菜割伤愈合后,每亩施用 48%氟乐灵乳油150~200毫升,对水50~70千克,喷药后中耕混土,同时清除大草。以后视情况可再施用一次33%除草通乳油,每亩150毫升。沟、路田边因不种植作物,可选用10%草苷磷胺盐液剂,每亩用药500~800克,对水50~70千克喷于草上。整个夏季喷药两次,可基本除灭杂草。 ③秋季管理进入9月以后,天气逐渐变凉,韭菜又进入旺盛生长期,要加强肥水管理和防止韭蛆危害。从处暑到秋分节,根据植株长势可以收割1~2刀,但在当地韭菜凋萎前50~60天应停止收割,并及时施肥浇水使之积累充足养分贮存于根茎中,这样既能增强植株越冬抗旱能力,又能为翌春返青生产打好基础。 4.收获韭菜光合作用所制造的营养物质既用于叶部的生长,也贮藏于根茎中。叶部收割后,还要靠根茎中贮藏的营养物质供新叶生长,而产品的收获必然降低根茎中的营养含量,所以,正确处理收割与养根的关系,是韭菜持续高产的关键。 当年韭菜一般不收割,主要是发棵养根。如果播种得早,土壤肥力高,长得旺,直播韭菜可在立秋前后收割一次,收割后加强管理,促进壮根发棵。育苗移栽的当年基本上不收割。无论直播,还是移栽的韭菜,播后第二年都进入正常的收获期。 韭菜再生能力强,生长速度快,一年可收割两次,但为持续高产,防止早衰,应严格控制收割次数。每年收割次数的多少,要看生长势的强弱和施肥管理水平而定。一般每年收割4~5刀为宜,收割季节主要在春秋两季。风障韭菜第一刀应当早收,这样虽然产量低,但价格较高,当植株长到20厘米左右时,大约在春分前后就可收割,过一个月左右收第二刀。以后由于市场进入蔬菜旺季,各种蔬菜价格普遍下降,所以,第三刀韭菜可适当晚收,使叶片长足,并有部分营养物质贮藏于根茎中,弥补前两刀收割后的物质消耗,一般在第二刀割后的30~40天。露地韭菜的收割比风障韭菜大约晚15~20天,即在清明节后收第一刀。 韭菜每次收割的留茬高度必须适当,留茬过高影响本茬产量和质量,过低损伤根茎,严重影响下茬的生长和产量。有人试验表明,刀口距鳞茎1厘米处的比在3厘米处的下茬产量,要减少20%~ 30%。正如农谚所说,"扬刀一寸,等于多上一次粪"。收割时间最好在晴天早晨,此时叶部水分尚未蒸腾,叶片鲜嫩,品质好,质量高。收割后要及时清理畦面,锄松,搂平,以利伤口愈合。 韭菜耐水肥,每次收割后当新叶长到3~5厘米高时,即应及时追肥、浇水。每亩可追施尿素10~15千克,也可随水浇灌充分发酵后的粪稀水。有条件的可同时拦施优质有机肥,每亩1000~1500千克,但一定要充分腐熟,切忌使用生粪。
什么样的韭菜更好吃呢?对此国家蔬菜工程技术研究中心研究员何洪巨告诉《生命时报》记者,按叶片的宽窄,现在市场上的韭菜有宽叶和窄叶之分。窄叶韭菜叶片修长,叶色深绿,纤维含量多,香味浓郁,但卖相较差;宽叶韭菜叶色淡绿,纤维含量偏低,吃起来味道相对淡。所以对于真正喜欢吃韭菜的人,当以窄叶韭为首选。需要注意的是,叶片宽大异常的韭菜要慎买,因为栽培时很有可能使用了生长调节剂。
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《模具工业》2001. No . 4 总 242 40激 光 加 工 技 术 在 模 具 制 造 中 的 应 用江苏理工大学(江苏镇江 212013) 张 莹 周建忠 戴亚春[摘要]随着激光加工技术的日趋成熟和工业用大功率激光设备价格的逐渐下降 ,给产品和模具的制造工艺带来了新的变革 ,在模具制造、 模具表面强化与维修、 取代模具等 3个方面 ,就激光优化模具制造工艺作了较为详细的分析和探讨。关键词 模具 激光 工艺优化[ Abstract ]Wi t h t he mat uri ng of t he las e r p r oces si ng t echnology and t he dec r easi ng of p rice of t hei ndus t rial la r ge - p owe r las e r e quipme nt , a new i nnovat ion was br ought t o t he manuf act uri ngt echnology of t he p r oduct s and t he dies and moulds . A r elat ively de t ailed analysis and dis cus sionwas made on t he las e r op t imized manuf act uri ng p r oces s f or dies and moulds f r om t hr e e asp ect s ofmanuf act uri ng , s urf ace r ei nf orceme nt and mai nt e nance , and s ubs t i t ut ive dies or moulds .Key words die and mould , las e r , t echnological p r oces s op t imizat ion1 引 言激烈的市场竞争使制造企业对快速响应市场需求和一次制造成功等要求日益迫切。而在常规制造系统中 , 产品生产所需大量模具的设计、制造和装配调试不仅耗费大量资金 , 更严重的是延长了产品生产的准备时间 , 从而延长了新产品开发周期 ,形成制造过程中的瓶颈。因此 , 如何快速有效地制造出高质量、低成本的模具及产品 , 就成为人们不断探索的课题。随着激光加工技术的日趋成熟和工业用大功率激光器设备价格的下降 , 给产品和模具制造工艺带来了重大变革。本文在模具制造、模具表面强化与维修、取代模具等 3个方面 , 就激光加工在模具制造中的应用作一些探讨。2 模具制造2. 1 模具的激光叠加制造1982年 ,日本东京大学的中川教授等人提出用薄片叠加法制造拉伸模 , 1985年 , 美国加州某公司推出了模具的激光叠加制造法 , 并获得专利 , 其工艺流程见图 1 ,原理为将激光切割的多层薄板叠加 ,并使其形状逐渐发生变化 , 最终获得所需的模具立体几何形状。日本在冲模的激光叠加制造方面已达到实用阶段 ,所制的凸、 凹模质量高 ,加工尺寸精度— — —— — —— — —— — —— — —— — ——收稿日期:2000年8月10日已达 ±0. 01mm ,切割厚度为 12mm。 经激光切割后 ,在切口表面形成深 0. 1~0. 2mm、 硬度为 800HV 的硬化层 ,用来冲裁 1mm 厚的钢板 ,单凭自冷硬化层就可冲压 10 000 件 , 如在激光切割后再经火焰淬火 ,则可冲压 3~5万件。 由于各薄板间的连接简单 ,故用叠加法制作冲模 ,成本可降低一半 ,生产周期大大缩短。用来制造复合模、落料模和级进模等都取得了显著的经济效益。图 1 激光叠加模具制造工艺流程由模具 CAD 和激光切割相结合构成一个完整的模具 CAD/ CAM 系统 ,实现板料切割的 FMS ,适用于多品种小批量生产。用激光切割的薄板来叠加合成任意三维曲面的制造系统 , 不仅为在塑性加工和模具领域中实行 FMS 提供了思路 , 而且对于内部结构复杂的模具制造 ,如型孔、 中孔体及复杂的冷却管道等 ,也是快速而经济的制造模具的有效方法 ,并且能带动其他技术如固相扩散等的发展。2. 2 快速模具制造模具 CAD三维设计二维外形NC 程序激光切割去除梯级创层面精加工成形模具装配薄片连结精加工NC 程序模 具 制 造 技 术《模具工业》2001. No . 4 总 242 41快速成型制造技术(RPM)是 80年代后期出现的一项制造技术 , 目前 RPM 技术已发展了十几种工艺方法。基于 RPM 技术快速制造模具的方法多为间接制模法 , 即利用 RPM 原型间接地翻制模具。(1) 软质简易模具 (如汽车覆盖件模具) 的制作。采用硅橡胶、低熔点合金等将原型准确复制成模具 , 或对原型表面用金属喷涂法或物理蒸发沉积法镀上一层熔点极低的合金来制作模具。这些简易模具的寿命为 50~5 000件 ,由于其制造成本低 ,制作周期短 , 特别适用于产品试制阶段的小批量生产。(2) 钢质模具制作。RPM 原型 — — — 三维砂轮— — — 整体石墨电极 — — — 钢模 ,一个中等大小、 较为复杂的电极一般 4~8h 即可完成。 美国福特汽车公司用此技术制造汽车覆盖件模具取得了满意的效果 ,与传统机械加工制作模具相比 , 快速模具制造省去了耗时、 昂贵的 CNC加工 ,加工成本及周期大大降低 ,具有广阔的应用前景。3 模具表面强化与修复为提高模具的使用寿命 , 常常需对模具表面进行强化处理。常用的模具表面强化处理工艺有化学处理 (如渗碳、 碳氮共渗等) 、 表层复合处理 (如堆焊、 热喷涂、 电火花表面强化、 PVD 和 CVD 等) 以及表面加工强化处理(如喷丸等) 。这些方法大多工艺较为复杂 , 处理周期较长 , 且处理后存在较大的变形。采用激光技术来强化和修复模具 , 具有柔性大 , 表面硬度高 , 工艺周期短 , 工作环境洁净等优点 ,因此具有很强的生命力。3. 1 激光相变硬化激光相变硬化 (激光淬火) 是利用激光辐照到金属表面 , 使其表面以很高的升温速度达到相变温度 (但低于熔化温度) 而形成奥氏体 ,当激光束离开后 , 利用金属表面本身热传导而发生自淬火 , 使金属表面发生马氏体转变 , 形成硬度高、抗磨损的表层 , 从而使金属表面得到强化。所用设备为三轴联动的数控激光加工机。影响激光强化的主要因素有激光功率、光斑尺寸和扫描速度。在强化过程中要对这些参数进行优化 , 并对具体材料选择合适的激光处理参数。对于CrWMn、 Cr12MoV、 Cr12、 T10A 及 Cr-Mo 铸铁等的常用模具材料 , 在激光处理后 , 其组织性能较常规热处理普遍改善。 例如 ,CrWMn 钢在常规加热时易在奥氏体晶界上形成网状的二次碳化物 , 显著增加工件脆性 ,降低冲击韧性 ,使用在模具刃口或关键部位寿命较低。采用激光淬火后可获得细马氏体和弥散分布的碳化物颗粒 ,清除网状 ,并获得最大硬化层深度以及最大硬度 1 017. 2HV。Cr12MoV 钢激光淬火后的硬度、抗塑性变形和抗粘磨损能力均较常规热处理有所提高。对 T8A 钢制造的凸模和Cr12Mo 钢制造的凹模 ,激光硬化深 0. 12mm ,硬度1 200HV , 寿命提高 4~6倍 , 既由冲压 2万件提高到 10~14万件。 对于 T10钢 ,激光淬火后可获得硬度 1 024HV、 深 0. 55mm 的硬化层;对于 Cr12 ,激光淬火后可获得硬度 1 000HV、 深 0. 4mm 的硬化层 ,使用寿命均得到了较大的提高。3. 2 激光涂覆激光涂覆是用激光在基体表面覆盖一层薄的具有一定性能的涂覆材料 , 这类材料可以是金属或合金 ,也可以是非金属 ,还可以是化合物及其混合物。在涂覆过程中 , 涂覆层在激光作用下与基体表面通过熔合迅速结合在一起。它与激光合金化的主要区别在于经激光作用后涂层的化学成分基本上不变化 , 基体的成分基本上不进入涂层内。激光涂覆工艺实用的材料范围很广 , 正在研究的母体材料有低碳钢、 合金钢、 铸铁、 镍铬钛耐热合金等 ,研究的添加材料有钴基合金、 铁基合金和镍基合金等。采用激光技术在有送粉器的 2kW CO2 激光器上 , 对 4Cr5MoV1Si 钢基体表面涂覆一层由镍基高温合金和 WC + W2C 粒子组成的高温耐磨合金粉末 ,在激光功率 P = 1 500W ,送粉量为 10g/ min ,工件移动速度为 2~3mm/ s 条件下 ,获得多道搭接的大面积高温耐磨合金。 在试验温度为 600℃ 时 ,硬度为 550~580HV0 .2 ; 在温度为 950℃时 , 硬度为100~200HV0 .2。 可见在 1 000℃ 左右高温下 ,涂覆层仍有很高的强硬性 , 是较理想的高温模具耐磨合金。另外 , 采用激光涂覆方法来修复已磨损的冲模及拉伸模等 ,可大大延长模具的使用寿命 ,降低模具的使用成本。3. 3 激光堆焊对于一些汽车覆盖件冲裁修边模具 , 为提高使用寿命 ,节省优质模具材料 ,刃口往往采用在较差的基体材料上堆焊一层性能优异的合金。 过去 ,堆焊大多采用人工氧 — 乙炔火焰堆焊法 ,这种方法虽然设备《模具工业》2001. No . 4 总 242 42费用低 ,但功率密度不高(102~103W/ cm 2) ,且难以进行精确控制 , 因而堆焊质量和生产率都较低。70年代以来 , 开发成功了等离子粉末堆焊技术 , 由于其具有较高的功率密度且控制性能也较好 , 因而得到了广泛的应用。但等离子堆焊存在着电极寿命短、 堆焊层母材稀释率较高等问题。80年代以来出现的激光堆焊法与使用同一材料的氧 —乙炔火焰堆焊法相比 ,激光堆焊层组织细微、 致密 ,不良品率仅为前者的 1/ 10。激光堆焊的速度快 ,生产率比氧— 乙炔火焰堆焊高 1. 75倍 , 而堆焊的材料使用量仅为其 1/ 2。而且激光堆焊层的室温硬度比氧 — 乙炔火焰堆焊的高 50HV 左右。 激光堆焊质量与激光的光束模式、 功率及堆焊速度等因素有关。4 激光加工替代模具冲压加工4. 1 激光切割替代薄板件的冲裁模激光切割替代钣金件及汽车车身制造中的冲裁修边模大有可为。三维激光切割技术 , 由于其本身具有加工灵活和保证质量的特性 , 在 80 年代就开始在汽车车身制造中应用。切割时只需用平直的支撑块来支撑工件 , 因此夹具的制作不仅成本低而且快速。由于与 CAD/ CAM 技术相结合 ,切割过程易于控制 , 可实现连续生产和并行加工 , 从而实现高效率的切割生产。切割板材所使用的激光器主要有两大类 , 即CO2 激光器和 Nd : YA G激光器 ,功率为 100~1 500W , 因为功率小于 1 500W 的激光器其振动模式为单模 , 切缝宽度为 0. 1~0. 2mm , 切割面也很整洁 ,而输出功率大于 1 500W 时激光器的振动模式为多模 , 割缝宽度近 1mm , 切割面质量较差。因 Nd :YA G的激光可通过光导纤维输送 , 比较灵活方便 ,适用于机器人手执激光喷嘴配程序控制进行精确操作 , 因此在三维切割时大多采用。影响激光切割工件质量的主要因素有切割速度、焦点位置、辅助气体压力、 激光输出功率及模式。美国福特和通用汽车公司以及日本的丰田、日产等汽车公司 , 在汽车生产线上普遍采用激光切割技术 , 它不必采用各种规格的金属模具 , 除了快速方便地切割各种不同形状的坯料外 , 还用来大量切割加工因规格不同需要更改的零件安装孔位置 , 如汽车标志灯、 车架、 车身两侧装饰线等。通用汽车公司生产的卡车仅车门就有直径为 <2. 8~<39mm 的20种孔 , 公司采用 Rofin- Sinar 的 500W 激光器通过光纤连接到装在机械手的焊头上 , 用以切割这些孔 ,1min 就完成一扇门开孔的加工 ,孔边缘光滑 ,背面平整 。<2. 8mm 孔的公差为 0. 03~0. 08mm ,<12mm 孔的公差为 - 0. 25mm~ + 0. 03mm。该公司生产的卡车和客车有 89 种孔径和孔位配置不同的底盘 ,经过优化设计 ,现在只需要冲压 5种不同的底盘 ,然后再由激光切割出配置不同的孔 ,简化了工艺 ,提高了效率 ,降低了成本。我国自然科学基金委在 1997 年把大功率 CO2及 YA G激光三维焊接和切割理论与技术作为重点项目进行资助 , 国家产学研激光技术中心的课题组成员对此进行了系统的研究 , 为在我国汽车车身制造业中应用三维激光立体加工技术做出了很大贡献。该中心为一汽轿车公司、宝山钢铁公司等国有大型企业的技术改造开展了重大工程项目攻关 , 其中开发红旗加长型轿车覆盖件的三维激光制造工艺技术 , 在我国轿车生产中是首次采用。在汽车用薄厚钢板激光大拼板拼接工艺试验研究中首次采用了激光切割替代精裁工艺技术 , 取得了较好的技术经济效果。三维激光切割在车身装配后的加工也十分有用 ,例如开行李架固定孔、 顶盖滑轨孔、 天线安装孔、修改车轮挡泥板形状等。在新车试制中用于切割轮廓和修正 ,既缩短了试制周期又节省了模具 ,充分体现出采用激光切割加工的优点。4. 2 激光打标替代冲模打标企业在其生产的零部件上常常需要打上企业自己的标志或特定的符号与数字 , 以往的方法是使用冲模打标或用铸模成型 , 打标质量不高。采用数控激光机打标不仅速度快 , 而且克服了冲模打标中常见的毛边、尖锐的边缘和畸变。由于采用计算机控制 , 因此可以打出任意复杂的图案 , 省去了模具设计、 制造及调试等环节 ,大大缩短了产品的开发制造周期 , 同时也降低了成本。因激光打标机所需功率小 ,成本低 ,打出的标记美观、 漂亮 ,现已为大多数企业所采用。4. 3 激光成形替代弯曲模成形金属板料的激光成形技术是一种利用聚焦光束以一定的速度扫描金属板料表面 (扫描速度应足够快以防止表面熔化) ,使热作用区内的材料产生明显的温度梯度 ,导致非均匀分布的热应力 ,从而使板料塑性变形的方法。与常规成形方法相比 , 激光成形《模具工业》2001. No . 4 总 242 43具有许多优点: ① 属于无模成形 ,生产周期短 ,柔性大 , 可不受加工环境限制 , 通过优化激光加工工艺参数 , 精确控制热作用区域以及热应力的分布 , 将板料无模成形; ② 因其是一种仅靠热应力而不用模具使板料变形的塑性加工方法 , 因此属无外力成形; ③ 为非接触式成形 ,所以不存在模具制作、 磨损和润滑等问题 ,也不存在贴模、 回弹现象 ,成形精度高; ④ 可使板料通过复合成形得到形状复杂的异形件(如球形件、 锥形件和抛物形件等) 。激光成形机理的实质就是弯曲机理。当激光加热板料时 , 一方面在激光作用区及其周围产生热应力 , 同时降低了被加热区域板料的屈服极根 , 从而使热应力作用区的热态材料产生非均匀的塑性变形 ,实现板料的弯曲成形。试验表明 ,激光每扫描一道次 ,金属板料可弯曲 1° ~5° ,不同的扫描轨迹和工艺参数组合能够产生不同的成形效果和不同程度的变形量 , 即可得到各种复杂形状的工件。图 2表示在工艺参数为激光速功率 1. 5kW , 激光束直径5. 4mm , 材料 SUS304 , 厚 1mm , 碳涂覆面的条件下 ,激光扫面速度与材料弯曲角之间的变化关系。图 2 激光扫描速度对弯曲角的影响现在世界上许多国家都投入较大的人力、物力对激光成形技术进行专项研究 , 在某些领域现已开始了初步的工业应用。波兰基础技术研究所的HFrackiewicz 教授利用激光成形先后制造出了筒形件、 球形件、 波纹管和金属管的扩口缩口、 弯曲成形等;德国学者 MGeiger 等将激光成形与其他加工工序复合运用于汽车制造业 , 进行了汽车覆盖件的柔性校平和其他成形件的成形 , 而且对弯曲成形过程进行计算机闭环控制 , 提高了成形精度。德国Trumpf 公司于 1997 年开发了商品化激光成形多用机床 Trumat ic L 3030。 相信随着研究的不断深入以及其他相关技术的发展 , 激光成形技术将逐趋成熟 ,进入实用化阶段。5 结束语激光加工技术作为一种先进的加工工艺 , 在国外各行业已得到了广泛的应用 ,我国机械行业在 “九五”期间也将其作为十大技术之一。国家自然科学基金委也把激光加工工艺和激光加工设备的研究作为重点研究项目进行资助 , 并明确指出其主要应用领域应该在汽车制造业。模具作为一种工具 , 其生产周期、质量和成本直接影响产品的制造过程和销售。而激光作为一种万能加工工具 , 在减少模具制造装备 ,缩短模具制造周期 ,降低制造成本和保证模具质量等方面具有很大的优势。如何在实际生产中应用激光加工技术来优化模具制造工艺 , 对传统的模具制造工艺进行改进和组合 , 需要我们做出不断的努力。参 考 文 献1 陈大明 ,徐有容 . 模具钢表面激光熔覆硬面合金层改性研究.金属热处理 ,1998 , (1)2 李懦荀 ,平雪良.连续激光强化模具刃口的工艺研究.电加工 ,1995 , (6)3 孙中发 . 我国激光产业发展对策.上海交通大学学报 ,1997 , (10)4 曹 能 ,冯 梅.激光加工技术在汽车工业中的应用 ,宝钢技术 ,1998 , (3)5 管延锦 ,孙升.激光快速成形与制造技术及其在汽车工业中的应用.汽车工艺与材料 ,1999 , (9)6 A Domenico . 加工汽车车身部件的三维激光切割技术 .机电信息 ,1999 , (6)7 周建忠 ,袁国定.应用激光强化技术提高覆盖件模具寿命.模具工业 ,2000 , (4)8 胡晓峰 . 基于数控激光切割的快速制模方法研究 . 江苏理工大学硕士论文 ,1997.9 M Geiger ,F Voll tert sen. Flexible St raightening ofcar Body Shells by laser .10 Bob Trving. Welding Tailorde Blanks. Welding Jou-rnal ,1995 , (8)11 M Geiger . Synergy of laser Material Porcessing andMetal Forming. Annals of t he CIRP ,1994 ,43(2)12 H Arnet ,F Vollert sen. Extending Laset bendingfor t he generation of convex shapes. Porc . Inst n.Mech. Engrs. ,1995 , (209)13 Trumf Lt d. The heat is on for laser profiler . SheetMetal Indust ries ,1997 , (1)
稀土掺杂氟化物多波长红外显示材料的研究摘 要本文简单介绍了稀土发光原理、上转换发光材料的大致发展史、红外上转换发光材料的应用以及当前研究现状。以PbF2为基质材料,ErF3为激活剂,YbF3为敏化剂,采用高温固相反应法制备了PbF2: Er,Yb上转换发光材料。重点讨论了制备过程中,制备工艺中的烧结时间、烧结温度对红外激光显示材料发光效果的影响。研究了Er3+/Yb3+发光系统在1064nm激光激发下的荧光光谱和上转换发光的性质。实验表明,在1064nm激光激发下,材料可以发射出绿色和红色荧光,是一种新型的红外激光显示材料。关键字:1064nm 上转换 红外激光显示 Er3+/Yb3+AbstractThis paper simply described the rare earth luminescence mechanism, the development of up-conversion materials and their applications were systematically explained. Present situation of the research on infrared up-conversion luminescence is also presented. PbF2 as matrix, ErY3 as activator and YbF3 as sensitizer were adopted to synthesize PbF2: Er,Yb up-conversion material with high temperature solid-phase reaction. A great emphasize was paid on the factors that effect on the luminescence properties of infrared laser displayed materials such as sinter temperature, time of sinter. The luminescence system of Er3+/Yb3+, their fluorescence spectrum and their character of up-conversion with 1064nm LD as an excitation source were studied. The experimental results that intense green and wed up-conversion emissions were observed under 1064nm LD excitation, which is a new type of infrared laser displayed materials.Key Words: 1064nm Up-conversion Infrared laser displayed materials Er3+/Yb3+目 录摘要Abstract第一章 绪论 11.1 稀土元素的光谱理论简介 11.1.1 稀土元素简介 11.1.2 稀土离子能级 11.1.3 晶体场理论 21.1.4 基质晶格的影响 21.2 上转换发光材料的发展概况 31.3 上转换发光的基本理论 41.3.1 激发态吸收 41.3.2 光子雪崩上转换 41.3.3 能量传递上转换 51.4 敏化机制与掺杂方式 61.4.1 敏化机制 61.4.2 掺杂方式 71.5 上转换发光材料的应用 81.6 本论文研究目的及内容 8第二章 红外激光显示材料的合成与表征 102.1 红外激光显示材料的合成 102.1.1 实验药品 102.1.2 实验仪器 102.1.3 样品的制备 112.2 红外激光显示材料的表征 122.2.1 XRD 122.2.2 荧光光谱 12第三章 结果与讨论 143.1 基质材料的确定 143.2 助熔剂的选择 153.3 烧结时间的确定 153.4 烧结温度的确定 163.5 掺杂浓度的确定 17结 论 21参考文献 22致 谢 23第一章 绪论1.1 稀土元素的光谱理论简介1.1.1 稀土元素简介稀土元素是指周期表中IIIB族,原子序数为21的钪(Sc):39的钇(Y)和原子序数57至71的镧系中的镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),共17个元素[1]。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f和5d电子组态,因此具有丰富的电子能级和长寿命激发态,能级跃迁通道多达20余万个,可以产生多种多样的辐射吸收和发射。稀土化合物发光是基于它们的4f电子在f-f组态之内或f-d组态之间的跃迁。稀土发光材料具有许多优点:(1)与一般元素相比,稀土元素4f电子层构型的特点,使其化合物具有多种荧光特性;(2)稀土元素由于4f电子处于内存轨道,受外层s和P轨道的有效屏蔽,很难受到外部环境的干扰,4f能级差极小,f-f跃迁呈现尖锐的线状光谱,发光的色纯度高;(3)荧光寿命跨越从纳秒到毫秒6个数量级;(4)吸收激发能量的能力强,转换效率高;(5)物理化学性质稳定,可承受大功率的电子束、高能辐射和强紫外光的作用。1.1.2稀土离子能级稀土离子具有4f电子壳层,但在原子和自由离子的状态由于宇称禁戒,不能发生f-f电子跃迁[3&7]。在固体中由于奇次晶场项的作用宇称禁戒被解除,可以产生f-f跃迁,4f轨道的主量子数是4,轨道量子数是3,比其他的s,p,d轨道量子数都大,能级较多。除f-f跃迁外,还有4f-5d,4f-6s,4f-6p电子跃迁。由于5d,6s,6p能级处于更高的能级位置,所以跃迁波长较短,除个别离子外,大多数都在真空紫外区域。由于4f壳层受到5s2,5p6壳层的屏蔽作用,对外场作用的反应不敏感,所以在固体中其能级和光谱都具有原子状态特征。因此,f-f跃迁的光谱为锐线,4f壳层到其他组态的跃迁是带状光谱,因为其他组态是外壳层,受环境影响较大。稀土离子在化合物中一般出现三价状态,在可见和红外光区观察的光谱大都属于4fN组态内的跃迁,在给定组态后确定光谱项的一般方法是利用角动量耦合和泡利原理选出合理的光谱项,但这种方法在电子数多,量子数大时,相当麻烦且容易出错。所以,对稀土离子不太适合。利用群论方法,采用U7>R7>G2>R3群链的分支规则可以方便地给出4fN组态的全部正确的光谱项,通常用大写的英文字母表示光谱项的总轨道角动量的量子数的数目,如S,P,D,F,G,H,I,K,L,M,N,O,Q……分别表示总轨道角动量的量子数为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,……,25+l表示光谱项的多重性,S是总自旋量子数。在光谱学中,用符号2S+1L表示光谱项。1.1.3 晶体场理论晶体场理论认为,当稀土离子掺入到晶体中,受到周围晶格离子的影响时,其能级不同自由离子的情况。这个影响主要来自周围离子产生的静电场,通常称为晶体场[2]。晶体场使离子的能级劈裂和跃迁几率发生变化。稀土离子在固体中形成典型的分立发光中心。在分立发光中心中,参与发光跃迁的电子是形成中心离子本身的电子,电子的跃迁发生在离子本身的能级之间。中心的发光性质主要取决于离子本身,而基质晶格的影响是次要的。稀土离子的4f电子能量比5s,5p轨道高,但是5s,5p轨道在4f轨道的外面,因而5s,5p轨道上的电子对晶体场起屏蔽作用,使4f电子受到晶体场的影响大大减小。稀土离子4f电子受到晶体场的作用远远小于电子之间的库仑作用,也远远小于4f电子的自旋—轨道作用。考虑到电子之间的库仑作用和自旋—轨道作用,4f电子能级用2J+I LJ表示。晶体场将使具有总角动量量子数J的能级分裂,分裂的形式和大小取决于晶体场的强度和对称性。稀土离子4f能级的这种分裂,对周围环境(配位情况、晶场强度、对称性)非常敏感,可作为探针来研究晶体、非晶态材料、有机分子和生物分子中稀土离子所在局部环境的结构,且2J+I LJ能级重心在不同的晶体中大致相同,稀土离子4f电子发光有特征性,因而很容易根据谱线位置辨认是什么稀土离子在发光。1.1.4 基质晶格的影响基质晶格对f→d跃迁的光谱位置有着强烈的影响,另外其对f→f跃迁的影响表现在三个方面:(1)可改变三价稀土离子在晶体场所处位置的对称性,使不同跃迁的谱强度发生明显的变化;(2)可影响某些能级的分裂;(3)某些基质的阴离子团可吸收激发能量并传递给稀土离子而使其发光,即基质中的阴离子团起敏化中心的作用。特别是阴离子团的中心离子(Me)和介于中间的氧离子O2-以及取代基质中阳离子位置的稀土离子(RE)形成一直线,即Me-O-RE接近180°时,基质阴离子团对稀土离子的能量传递最有效。1.2 上转换发光材料的发展概况发光是物体内部以某种方式吸收的能量转换为光辐射的过程。发光学的内容包括物体发光的条件、过程和规律,发光材料与器件的设计原理、制备方法和应用,以及光和物质的相互作用等基本物理现象。发光物理及其材料科学在信息、能源、材料、航天航空、生命科学和环境科学技术中的应用必将促进光电子产业的迅猛发展,这对全球的信息高速公路的建设以及国家经济和科技的发展起着举足轻重的推动作用。三价镧系稀土离子具有极丰富的电子能谱,因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道,为多种能级跃迁创造了条件,在适当波长的激光的激发下可以产生众多的激光谱线,可从红外光谱区扩展到紫外光谱区。因此,稀土离子发光研究一直备受人们的关注。60年代末,Auzel在钨酸镱钠玻璃中意外发现,当基质材料中掺入Yb3+离子时,Er3+、Ho3+和Tm3+稀土离子在红外光激发下可发出可见光,并提出了“上转换发光”的观点[5&4]。所谓的上转换材料就是指受到光激发时,可以发射比激发波长短的荧光的材料。其特点是激发光光子能量低于发射光子的能量,这是违反Stokes定律的。因此上转换发光又称为“反Stokes发光”。从七十年代开始,上转换的研究转移到单频激光上转换。到了八十年代由于半导体激光器泵浦源的发展及开发可见光激光器的需求,使其得到快速发展。特别是近年来随着激光技术和激光材料的进一步发展,频率上转换在紧凑型可见激光器、光纤放大器等领域的巨大应用潜力更激起广大科学工作者的兴趣,把上转换发光的研究推向高潮,并取得了突破性实用化的进展。随着频率上转换材料研究的深入和激光技术的发展,人们在考虑拓宽其应用领域和将已有的研究成果转换成高科技产品。1996年在CLEO会议上,Downing与Macfarlanc等人合作提出了三色三维显示方法,双频上转换三维立体显示被评为1996年物理学最新成就之一,这种显示方法不仅可以再现各种实物的立体图像,而且可以随心所欲的显示各类经计算机处理的高速动态立体图像,具有全固化、实物化、高分辨、可靠性高、运行速度快等优点[15]。上转换发光材料的另一项很有意义的应用就是荧光防伪或安全识别,这是一个应用前景极其广阔的新兴研究方向。由于在一种红外光激发下,发出多条可见光谱线且各条谱线的相对强度比较灵敏地依赖于上转换材料的基质材料与材料的制作工艺,因而仿造难、保密强、防伪效果非常可靠。目前,研究的稀土离子主要集中在Nd3+,Er3+,Ho3+,Tm3+和Pr3+等三价阳离子。Yb3+离子由于其特有的能级特性,是一种最常用的敏化离子。一般来说,要制备高效的上转换材料,首先要寻找合适的基质材料,当前研究的上转换材料多达上百种,有玻璃、陶瓷、多晶粉末和单晶。其化合物可分为:(1)氟化物;(2)氧化物;(3)卤氧化物;(4)硫氧化物;(5)硫化物等。迄今为止,上转换发光研究取得了很大的进展,人们已在氟化物玻璃、氟氧化物玻璃及多种晶体中得到了不同掺杂稀土离子的蓝绿上转换荧光。1.3 上转换发光的基本理论通过多光子机制把长波辐射转换成短波辐射称为上转换,其特点是吸收光子的能量低于发射光子的能量[2&8]。稀土离子上转换发光是基于稀土离子4f电子能级间的跃迁产生的。由于4f外壳层电子对4f电子的屏蔽作用,使得4f电子态间的跃迁受基质的影响很小,每种稀土离子都有其确定的能级位置,不同稀土离子的上转换发光过程不同。目前可以把上转过程归结于三种形式:激发态吸收、光子雪崩和能量传递上转换。1.3.1激发态吸收激发态吸收(Excited Stated Absorption简写为ESA)是上转换发光中的最基本过程,如图1-1所示。首先,发光中心处于基态能级E0的电子吸收一个ω1的光子,跃迁到中间亚稳态E1上,E1上的电子又吸收一个ω2光子,跃迁到高能级E2上,当处于能级E2上的电子向基态跃迁时,就发射一个高能光子。图1-1 上转换的激发态吸收过程1.3.2 光子雪崩上转换光子雪崩上转换发光于1979年在LaCl3∶Pr3+材料中首次发现。1997年,N. Rakov等报道了在掺Er3+氟化物玻璃中也出现了雪崩上转换。由于它可以作为上转换激光器的激发机制,而引起了人们的广泛的注意。“光子雪崩”过程是激发态吸收和能量传输相结合的过程,如图1-2所示,一个四能级系统,Mo、M1、M2分别为基态和中间亚稳态,E为发射光子的高能级。激发光对应于M1→E的共振吸收。虽然激发光光子能量同基态吸收不共振,但总会有少量的基态电子被激发到E与M2之间,而后弛豫到M2上。M2上的电子和其他离子的基态电子发生能量传输I,产生两个位于M1的电子。一个M1的电子在吸收一个ω1的光子后激发到高能级E。而E能级的电子又与其他离子的基态相互作用,产生能量传输II,则产生三个为位于M1的电子,如此循环,E能级上的电子数量像雪崩一样急剧地增加。当E能级的电子向基态跃迁时,就发出能量为ω的高能光子。此过程就为上转换的“光子雪崩”过程。图1-2 光子雪崩上转换1.3.3能量传递上转换能量转移(Energy Transfer,简写成ET)是两个能量相近的激发态离子通过非辐射过程藕合,一个回到低能态,把能量转移给另一个离子,使之跃迁到更高的能态。图1-3列出了发生能量传递的几种可能途径:(a)是最普通的一种能量传递方式,处于激发态的施主离子把能量传给处于激发态的受主离子,使受主离子跃迁到更高的激发态去;(b)过程称为多步连续能量传递,在这一过程中,只有施主离子可以吸收入射光子的能量,处于激发态的施主离子与处于基态的受主离子间通过第一步能量传递,把受主离子跃迁到中间态,然后再通过第二步能量传递把受主离子激发到更高的激发态;(c)过程可命名为交叉弛豫能量传递(Cross Relaxation Up-conversion,简称CR),这种能量传递通常发生在相同离子间,在这个过程中,两个相同的离子通过能量传递,使一个离子跃迁到更高的激发态,而另一个离子弛豫到较低的激发态或基态上去;(d)过程为合作发光过程的原理图,两个激发态的稀土离子不通过第三个离子的参与而直接发光,他的一个明显的特征是没有与发射光子能量匹配的能级,这是一种奇特的上转换发光现象;(e)过程为合作敏化上转换,两个处于激发态的稀土离子同时跃迁到基态,而使受主离子跃迁到较高的能态。(a)普通能量传递 (b)多步连续能量传递(c)交叉弛豫能量传递 (d)合作发光能量传递(e)合作敏化上转换能量传递图1-3 几种能量传递过程的示意图稀土离子的上转换发光都是多光子过程,在多光子过程中,激发光的强度与上转换荧光的强度有如下关系:Itamin ∝ Iexcitationn其中Itamin表示上转换荧光强度,Iexcitation表示激发光强度,在双对数坐标下,上转换荧光的强度与激发光的强度的曲线为一直线,其斜率即为上转换过程所需的光子数n,这个关系是确定上转换过程是几光子过程的有效方法。1.4 敏化机制与掺杂方式1.4.1 敏化机制通过敏化作用提高稀土离子上转换发光效率是常用的一种方法[9]。其实质是敏化离子吸收激发能并把能量传递给激活离子,实现激活离子高能级的粒子数布居,从而提高激活离子的转换效率,这个过程可以表述如下:Dexc+A→D+AexcD表示施主离子,A是受主离子,下标“exc”表示该离子处于激发态。Yb3+离子由于特有的能级结构,是最常用的也是最主要的一种敏化离子。(1)直接上转换敏化对与稀土激活中心(如Er3+,Tm3+,Ho3+)和敏化中心Yb3+共掺的发光材料,由于Yb3+的2F5/2能级在910-1000nm均有较强吸收,吸收波长与高功率红外半导体激光器的波长相匹配。若用激光直接激发敏化中心Yb3+,通过Yb3+离子对激活中心的多步能量传递,可再将稀土激活中心激发至高能级而产生上转换荧光,这类过程会导致上转换荧光明显增强,称之为直接上转换敏化。图1-4以Yb3+/Tm3+共掺杂为例给出了该激发过程的示意图。图1-4 直接上转换敏化(2)间接上转换敏化由于Yb3+离子对910-1000 nm间泵浦激光吸收很大,泵浦激光的穿透深度非常小,因此虽然在表面的直接上转换敏化能极大的提高上转换效率,但它却无法应用到上转换光纤系统中。针对这种情况,国际上与1995-1996年首次提出了“间接上转换敏化”方法[7]。间接上转换敏化的模型首先在Tm3+/Yb3+双掺杂体系中提出的:当激活中心为Tm3+时,如果激发波长与Tm3+的3H6→3H4吸收共振,激活中心Tm3+就被激发至3H4能级,随后处于3H4能级的Tm3+离子与位于2F5/2能级的Yb3+离子发生能量传递,使Yb3+离子的2F5/2能级上有一定的粒子数布居。然后处于激发态2F5/2的Yb3+离子再与Tm3+进行能量传递,实现Tm3+的1G4能级的粒子数布居,这样就通过Tm3+→Yb3+→Tm3+献的能量过程间接地把Tm3+离子激发到了更高能级1G4。从而导致了Tm3+离子的蓝色上转换荧光。图1-5给出了间接上转换敏化的示意图。考虑到稀土离子的敏化作用与前述的上转换机理,在实现上转换发光的掺杂方式通常要考虑如下几点:(1)敏化离子在激发波长处有较大的吸收截面和较高的掺杂浓度;(2)敏化离子与激活离子之间有较大的能量传递几率;(3)激活离子中间能级有较长的寿命。图1-5 间接上转换敏化1.4.2 掺杂方式表1-1给出了当前研究比较多的掺杂体系,表中同时列出了某一掺杂体系对应的激发波长、基质材料、敏化机制等。表1-1 常见的掺杂体系稀土离子组合 激发波长 基质材料 敏化机制单掺杂 Er3+ 980nm ZrO2纳米晶体 —Nd3+ 576nm ZnO–SiO2–B2O3 —Tm3+ 660nm AlF3/CaF2/BaF2/YF3 —双掺杂 Yb3+:Er3+ 980nm Ca3Al2Ge3O12玻璃 直接敏化Yb3+:Ho3+ 980nm YVO4 直接敏化Yb3+:Tm3+ 800nm 氟氧化物玻璃 间接敏化Yb3+:Tb3+ 1064nm 硅sol–gel玻璃 合作敏化Yb3+:Eu3+ 973nm 硅sol–gel玻璃 合作敏化Yb3+:Pr3+ 1064nm LnF3/ZnF2/SrF2 BaF2/GaF2/NaF 直接敏化Nd3+:Pr3+ 796nm ZrF4基玻璃 直接敏化三掺杂 Yb3+: Nd3+ :Tm3+ 800nm ZrF4基玻璃 间接敏化Yb3+: Nd3+ :Ho3+ 800nm ZrF4基玻璃 间接敏化Yb3+: Er3+ :Tm3+ 980nm PbF2:CdF2玻璃 直接敏化1.5 上转换发光材料的应用稀土掺杂的基质材料在波长较长的红外光激发下,可发出波长较短的红、绿、蓝、紫等可见光。通常情况下,上转换可见光包含多个波带,每个波带有多条光谱线,这些谱线的不同强度组合可合成不同颜色的可见光[7]。掺杂离子、基质材料、样品制备条件的改变,都会引起各荧光带的相对强度变化,不同样品具有独特的谱线强度分布与色比关系(我们定义上转换荧光光谱中各荧光波段中的峰值相对强度比称为色比,通常以某以一波段的峰值强度为标准)。因而上转换发光材料可应用到荧光防伪或安全识别上来。上转换发光材料在荧光防伪或安全识别应用上的一个研究重点是制备上转换效率高,具有特色的防伪材料,实现上转换荧光防伪材料能够以配比控制色比;也就是通过调整稀土离子种类、浓度以及基质材料的种类、结构和配比,达到控制色比关系。1.6 本论文研究目的及内容Nd:YAG激光器发出1064nm的激光,在激光打孔、激光焊接、激光核聚变等领域具有广泛的应用价值,是最常用的激光波段。然而,由于人眼对1064nm的红外光不可见,因此,需要采用对1064nm激光响应的红外激光显示材料制备的显示卡进行调准和校正。本论文采用氟化物作为基质,掺杂稀土离子,通过配方和工艺研究,制备对1064nm响应的红外激光显示材料。研究组分配比、烧结温度、气氛和时间等对粉体性能的影响。并采用XRD和荧光光谱分析等测试手段对粉体进行表征。确定最佳烧结温度、组分配比,最终获得对1064nm具有优异红外转换性能的红外激光显示材料。第二章 红外激光显示材料的合成与表征经过多年研究,红外响应发光材料取得了很大进展,现已实现了氟化物玻璃、氟氧化物玻璃、及多种晶体中不同稀土离子掺杂的蓝绿上转换荧光。然而上转换荧光的效率距离实际实用还有很大的差距,尤其是蓝光,其效率更低。因此,寻找新的红外激光显示材料仍在研究之中,本文主要研究对1064nm响应的发光材料。本章研究了双掺杂Er3+/Yb3+不同基质材料的蓝绿上转换荧光,得到了发光效果较好的稀土掺杂氟化物的红外激光显示材料,得到了一些有意义的研究结果。2.1 红外激光显示材料的合成2.1.1 实验药品(1)合成材料所用的化学试剂主要有:LaF3,BaF2,Na2SiF6,NaF,氢氟酸,浓硝酸等。稀土化合物为Er2O3、Yb2O3,纯度在4N以上。(2)ErF3、YbF3的配制制备Yb3+/Er3+共掺氟化物的红外激光显示材料使用的ErF3,YbF3是在实验室合成的。实验采用稀土氧化物,称取适量的Er2O3,Yb2O3放在烧杯1和烧杯2中,滴加稍微过量的硝酸(浓度约为8mol/L),置于恒温加热磁力搅拌器上搅拌,直至烧杯1中出现粉红色溶液、烧杯2中出现无色溶液停止。其化学反应如下:Er2O3+6HNO3→2Er(NO3)3+3H2OYb2O3+6HNO3→2Yb(NO3)3+3H2O再往烧杯1和烧杯2中分别都加入氢氟酸,烧杯1中生成粉红色ErF3沉淀,烧杯2中生成白色絮状YbF3沉淀,其化学反应如下:Er(NO3)3+3HF→ErF3↓+3HNO3Yb(NO3)3+3HF→YbF3↓+3HNO3生成的ErF3、YbF3沉淀使用循环水式多用真空泵进行分离,并多次使用蒸馏水进行洗涤,将从溶液中分离得到的沉淀倒入烧杯放入电热恒温干燥箱,在100℃条件下保温12小时,得到了实验所需的ErF3、YbF3,装入广口瓶中备用。2.1.2 实验仪器SH23-2恒温加热磁力搅拌器(上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司)PL 203电子分析天平(梅特勒一托多利仪器上海有限公司)202-0AB型电热恒温干燥箱(天津市泰斯特仪器有限公司)SHB-111型循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)WGY-10型荧光分光光度计(天津市港东科技发展有限公司)DXJ-2000型晶体分析仪(丹东方圆仪器有限公司)1064nm半导体激光器(长春新产业光电技术有限公司)4-13型箱式电阻炉(沈阳市节能电炉厂)2.1.3 样品的制备(1)实验方法本实验样品制备方法是:以稀土化合物YbF3、ErF3,基质氟化物为原料,引入适量的助熔剂,采用高温固相法合成红外激光显示材料。高温固相法是将高纯度的发光基质和激活剂、辅助激活剂以及助熔剂一起,经微粉化后机械混合均匀,在较高温下进行固相反应,冷却后粉碎、筛分即得到样品[8]。这种固体原料混合物以固态形式直接参与反应的固相反应法是制备多晶粉末红外激光显示材料最为广泛使用的方法。在室温下固体一般并不相互反应,高温固相反应的过程分为产物成核和生长两部分,晶核的生成一般是比较困难的,因为在成核过程中,原料的晶格结构和原子排列必须作出很大调整,甚至重新排列。显然,这种调整和重排要消耗很多能量。因而,固相反应只能在高温下发生,而且一般情况下反应速度很慢。根据Wagner反应机理可知,影响固体反应速度的三种重要因素有:①反应固体之间的接触面积及其表面积;②产物相的成核速度;③离子通过各物相特别是通过产物相时的扩散速度。而任何固体的表面积均随其颗粒度的减小而急剧增加,因此,在固态反应中,将反应物充分研磨是非常必要的[6]。而同时由于在反应过程中在不同反应物与产物相之间的不同界面处可能形成的物相组成是不同的,因此可能导致产物组成的不均匀,所以固态反应需要进行多次研磨以使产物组成均匀。另外,如果体系存在气相和液相,往往能够帮助物质输运,在固相反应中起到重要作用,因此在固相反应法制备发光材料时往往加入适量助熔剂。在有助熔剂存在的情况下,高温固相反应的传质过程可通过蒸发-凝聚、扩散和粘滞流动等多种机制进行。(2)实验步骤根据配方中各组分的摩尔百分含量(表3-1,表3-2,表3-3中给出了实验所需主要样品的成分与掺杂稀土离子浓度),准确计算各试剂的质量,使用电子天平精确称量后,把原料置于玛瑙研钵中研磨均匀后装入陶瓷坩埚中(粉体敦实后大概占坩埚体积的1/3),再放入电阻炉中保温一段时间。冷却之后即得到了实验所述的红外激光显示材料样品。图2-1为实验流程图:图2-1 实验流程图2.2 红外激光显示材料的表征2.2.1 XRDX射线衍射分析是当今研究晶体精细结构、物相分析、晶粒集合和取向等问题的最有效的方法之一[10&9]。通常采用粉末状晶体或多晶体为试样的X射线衍射分析被称为粉末法X射线衍射分析。1967年,Hugo M.Rietveld鉴于计算机处理大量数据的能力,在粉末中子衍射结构分析中,提出了全粉末衍射图最小二乘拟合结构修正法。1977年,Malmros等人把这个方法引入X射线粉末衍射分析中,从此Rietveld分析法的研究开始迅速发展起来[16&10]。本实验采用丹东方圆仪器有限公司生产的DXJ-2000型晶体分析仪对粉末样品进行数据采集,主要测试参数为:Cu靶Kα线,管压45kV,管流35Ma,狭缝DSlmm、RS0.3mm.、SS1 mm,扫描速度10度/min(普通扫描)、0.02度/min(步进扫描),通过测试明确所制备的材料是否形成特定晶体结构的晶相,也可以简单判断随着掺杂量的增加,是否在基质中有第二相形成或者掺杂的物质同基质一起形成固溶体。