新型植物源有机药肥对水稻的肥效及防虫效果

目的 研究新型植物源有机药肥(烟渣有机药肥和茶皂素有机药肥)在水稻上的肥效以及对水稻害虫的防治效果,促进水稻栽培过程中化肥、农药双减的实现。方法 水稻田间试验设计3个处理：常规施肥(对照)、烟渣有机药肥+80%常规施肥、茶皂素有机药肥+80%常规施肥。测定水稻产量,分析水稻稻谷、秸秆养分吸收以及土壤速效养分含量,并在水稻分蘖期调查有机药肥对稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis和白背飞虱Sogatella furcifera的防治效果。结果 与常规施肥相比,烟渣有机药肥和茶皂素有机药肥的部分替代施用分别提高水稻产量22.29%和18.58%,稻谷N、P和秸秆K吸收量显著提高,水稻收获后的大田土壤速效养分含量无显著差异。植物源有机药肥对稻纵卷叶螟和白背飞虱有明显的防治效果,其中烟渣有机药肥和茶皂素有机药肥对稻纵卷叶螟的防效分别达到81.27%和51.09%,对白背飞虱的虫口减退率分别为55.74%和37.70%。结论 施用新型植物源有机药肥能部分替代化肥并减少化学农药的使用,增加水稻产量,减少虫害,促进农业可持续生产。     

高粱酒糟对烟草向日葵列当的防治效果及对烟草生长和品质的影响

目的 明确高粱酒糟对烟草向日葵列当Orbanche cumana的防治效果及对烟草生长和品质的影响。方法 通过田间小区试验,研究施用不同剂量的酒糟处理土壤对烟草向日葵列当的防治效果及对烟草生长、产量和品质的影响。结果 在各施用剂量下,土壤施用酒糟对烟草向日葵列当有较好的防治效果,2018年各处理平均株防效和平均鲜质量防效分别为62.73%~74.16%和42.70%~66.03%,2019年平均株防效和平均鲜质量防效分别为57.10%~64.17%和53.23%~80.56%;各施用剂量下烟草长势较好,各项生长指标均明显高于对照;施用酒糟后烟草产量明显提高,2018、2019年烟叶鲜质量分别比对照提高17.76%~24.22%和6.63%~15.71%,烟叶干质量分别提高6.70%~11.63%和15.39%~20.17%,中上等烟叶比例分别提高7.35%和3.90%。结论 高粱酒糟可用于烟草田间防治向日葵列当,在烟苗移栽前均匀撒施并与20 cm深土壤混匀后起垄,施用剂量为1~2 kg/m²。     

外源褪黑素对铜胁迫下大豆幼苗生长及生理特性的影响

目的 研究在铜(Cu)胁迫下，褪黑素对大豆Glycine max (Linn.) Merr.生理特性的影响，为缓解重金属胁迫提供一定的参考。方法 采用盆栽试验，选用Cu敏感品种‘桂早1号’和耐Cu品种‘巴西13’，在0.5 mmol·L^-1 Cu胁迫下，施用100 μmol·L^-1褪黑素，探究褪黑素对大豆生理指标(根长、株高、鲜质量、叶绿素相对含量和Cu含量)，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性，丙二醛(MDA)、可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响。结果 Cu胁迫下喷施100 μmol·L^-1褪黑素显著提高了2个大豆品种的根长、株高、鲜质量和叶绿素相对含量。Cu胁迫下施用褪黑素显著降低2个品种地上部、地下部Cu含量，‘桂早1号’降低25.01%、18.40%，‘巴西13’降低26.84%、20.28%。Cu胁迫下施用褪黑素，‘桂早1号’的地上部POD活性和‘巴西13’的地下部CAT活性显著提高，分别为56.84%和48.35%；‘桂早1号’和‘巴西13’地上部SOD活性分别显著提高19.07%和7.30%；地上部MDA含量分别显著减少8.05%和26.56%。单施褪黑素和Cu胁迫下施用褪黑素对2个品种可溶性蛋白含量无显著影响；而Cu胁迫下施用褪黑素，‘桂早1号’和‘巴西13’地上部可溶性糖含量分别显著提高149.70%和58.75%。结论 适宜浓度的褪黑素可以通过提高植株抗氧化酶活性，抑制膜脂氧化，减少对Cu的吸收和增加渗透调节物质等方式缓解Cu胁迫对大豆生长发育的影响。     

香蕉假茎自动对靶精准施肥装置的设计与试验

目的 针对华南地区蕉园施肥模式不能满足农艺要求、施肥效率低以及施肥机械自动化程度低等问题,设计一种香蕉假茎自动对靶精准施肥装置。方法 根据蕉园实际沟施过程和农艺要求,确定装置的控制原理和关键部件的安装位置,并基于此建立施肥时间滞后模型;对外槽轮排肥器结构进行创新设计,建立排肥机构单圈排肥量和周期排肥量的数学模型,并通过EDEM仿真对肥料运动特性进行验证。采用响应曲面优化方法对排肥机构的工作参数进行优化,满足香蕉在不同生长时期的需肥要求,并以施肥量变异系数、施肥长度变异系数和假茎中心偏移距离为评价指标,进行最优参数组合下的田间试验,进一步验证精准施肥装置的工作性能。结果 确定排肥机构最优工作参数为：排肥轴转速85 r/min,槽轮内芯初始有效工作长度6 mm。田间试验结果表明,施肥量变异系数和施肥长度变异系数均小于4%,假茎中心偏移距离平均值最高为7.4 cm,满足农艺要求。结论 该施肥装置工作性能可满足香蕉施肥要求,本研究可为蕉园精准施肥装置的设计提供参考。     

刮板输送式大棚有机肥排肥装置的设计与试验

目的 解决现有有机肥排肥装置排肥稳定性差的问题,提高大棚内有机肥施撒机械化水平,设计一种刮板输送式大棚有机肥排肥装置。方法 以苏南地区草莓种植大棚为例,依据大棚基本尺寸参数和草莓种植农艺要求,确定排肥装置设计的主要要求。结合散体力学理论对设计的排肥装置关键结构和参数进行分析和确定,确定影响排肥量稳定性的主要因素为排肥轴转速和排肥器开度。搭建室内有机肥排肥试验平台,进行转速与排肥量单因素试验和两因素五水平的响应面试验。结果 转速与排肥量相关性试验结果表明,在试验设定的转速和开度范围内,不同开度条件下,转速和排肥量均呈良好的线性关系,整体的决定系数大于0.9857,排肥量可通过实时调节开度和转速实现调节。响应面试验结果表明,排肥范围内排肥量稳定性较好,排肥轴转速对于排肥稳定性变异系数的影响大于排肥器开度。当排肥器开度为30.42 mm、排肥轴转速为51.5 r/min时,排肥稳定性变异系数结果最优,为1.84%。验证试验结果表明,变异系数相对误差不大于5%,变异系数相对误差均值仅为2.95%,符合要求。对比验证试验表明,常用的螺旋式有机肥排肥器的排肥稳定性变异系数均值为6.12%,本文设计的刮板输送式有机肥排肥器有效提高了有机肥的排肥稳定性。结论 设计的刮板输送式排肥装置具有较好的排肥性能,能够满足设施大棚内有机肥施肥作业要求。     

一种基于云模型的水肥配比控制策略

针对水肥配比控制精度低以及控制方法对于被控系统动态变化适应性弱的问题，开展了水肥配比控制策略设计，构建了基于云模型的模糊PID控制方法，能够有效改善传统PID控制对被控系统动态变化适应性较弱的问题，实现了根据输入值的动态变化对PID控制参数的实时修正。最后通过试验验证了方法的有效性，表明将基于云模型的模糊PID控制方法用于水肥配比控制可以快速调节肥液流速，缩短水肥比例调控的时间，实现根据由水压等原因导致水流速的变化来动态调节肥液流速，使得系统按照理想的水肥比例将水和肥同步灌溉到作物，具有较好的应用前景。     

马归液膀胱灌注治疗腺性膀胱炎的临床疗效分析

目的 研究马归液膀胱灌注治疗腺性膀胱炎的疗效及安全性。方法 选取我院2012年1月至2015年7月间符合纳入标准的患者61例,将选入的患者随机分为马归液组39例和吡柔比星组22例,其中马归液组予以自制中药马归液进行膀胱灌注治疗,吡柔比星组予以吡柔比星进行膀胱灌注治疗。结果 经治疗后,马归液组的治疗有效率高于吡柔比星组,且有统计学意义（P<0.05）;两组治疗前与治疗后各组最大尿流率、平均尿流率的比较均有统计学意义（P<0.05）,两组间比较,最大尿流率差异无统计学意义（P>0.05）、平均尿流率差异有统计学意义（P<0.05）。结论 采用马归液膀胱灌注治疗腺性膀胱炎具有确切疗效。     

不同肥源、施氮量对土壤-作物系统中铬、镉含量的影响

外源有害重金属是造成土壤-作物系统污染的重要渠道, 采用田间试验方法, 研究了不同施肥条件下土壤和作物中重金属镉、铬的含量状况, 分析了土壤-植物系统中重金属镉、铬的富集特征。结果表明, 施肥易造成表层土壤中重金属的累积, 重金属镉富集效果明显。化肥处理下, 土壤镉的生物有效性提高, 显著增加白菜对镉的吸收富集, 与对照相比, 过量施肥(N1)、常规施肥(N2)、减量施肥(N3)处理下白菜中镉含量分别提高59.7%、41.1%和40.3%(P<0.05), 过量施肥(N1)处理下, 白菜中镉含量接近食品安全国家标准的限量要求(0.2 mg·kg^-1)。施用有机肥可以显著降低白菜对镉的吸收(P<0.05), 单施有机肥(N6)处理效果更为显著, 镉含量比对照降低了36.3%(P<0.05), 比有机肥配施磷钾肥(N4)和有机-无机肥混施(N5)处理也显著降低了41.9%和38.8%(P<0.05)。施肥同样造成表层土壤重金属铬的富集, 随着化肥施用量的增加, 白菜对铬的吸收富集也显著增加, 同样, 过量施肥(N1)处理下, 白菜中铬含量接近食品安全国家标准的限量要求(0.5 mg·kg^-1)。有机肥的施用可以调节土壤pH值, 抑制白菜对重金属的吸收, 对镉的抑制效果要好于铬。有机肥、化肥具有不同的供肥特征和理化性质, 根据需求合理配施, 方可达到合理供肥和保护环境的双重效益。     

基于深度卷积神经网络的水稻田杂草识别研究

目的 利用深度卷积神经网络对水稻田杂草进行准确、高效、无损识别，得出最优的网络模型，为水稻田种植管理以及无人机变量喷施提供理论依据。方法 以水稻田杂草为主要研究对象，利用CCD感光相机采集杂草图像样本，构建水稻田杂草数据集(PFMW)。利用多种结构的深度卷积神经网络对PFMW数据集进行特征的自动提取，并进行建模与试验。结果 在各深度模型对比试验中，VGG16模型取得了最高精度，其在鬼针草、鹅肠草、莲子草、千金子、鳢肠和澎蜞菊6种杂草中的F值分别为0.957、0.931、0.955、0.955、0.923和0.992，其平均F值为0.954。在所设置的深度模型优化器试验中，VGG16-SGD模型取得了最高精度，其在上述6种杂草中的F值分别为0.987、0.974、0.965、0.967、0.989和0.982，其平均F值为0.977。在PFMW数据集的样本类别数量均衡试验中，无失衡杂草数据集训练出来的VGG16深度模型的准确率为0.900，而16.7%、33.3%和66.6%类别失衡的数据集训练的模型准确率分别为0.888、0.866和0.845。结论 利用机器视觉能够准确识别水稻田杂草，这对于促进水稻田精细化耕作以及无人机变量喷施等方面具有重要意义，可以有效地协助农业种植过程中的杂草防治工作。     

腐植酸碱性液体肥对香蕉生长的影响及机制

目的 探究腐植酸碱性肥料对香蕉生长的影响及促生机制,为腐植酸碱性肥料的研制与推广应用提供理论依据。方法 采用盆栽试验,研究腐植酸碱性肥料对香蕉生物量、土壤微生物、酶活性、根系活力和土壤氮磷养分含量的影响。结果 与常规复合肥和无腐植酸碱性液体肥料相比,腐植酸碱性肥料有利于促进香蕉生长,明显增加香蕉生物量、根系活力、土壤脲酶活性、酸性磷酸酶活性、土壤矿质氮含量、有效磷含量以及细菌、真菌和放线菌数量。香蕉叶面积增加了50~100 cm²,生物量增加了10%~21%,香蕉根系活力增加了89%~188%,土壤脲酶活性增加了25%~91%,酸性磷酸酶活性增加了2.4~3.5倍。腐植酸碱性液体肥处理的土壤细菌、真菌和放线菌的数量分别是常规肥料的1.6~14.4、1.7~26.7和2.3~3.8倍,分别是无腐植酸碱性肥的3.0~10.6、3.9~56.0和1.2~2.0倍。结论 施用腐植酸碱性液体肥能明显促进香蕉生长,其机制在于：一方面,肥料的碱性改良了土壤酸性环境而有利于土壤微生物多样性;另一方面,肥料的腐植酸增加了土壤的脲酶和酸性磷酸酶活性,改善了土壤的氮、磷营养状况,进而增加土壤肥力。因此,施用腐植酸碱性液体肥料是为香蕉提供养分和提高土壤肥力的有效措施。     

基于神经网络PID的无人机自适应变量喷雾系统的设计与试验

【目的】针对传统植保无人机在定量喷施作业时由于飞行速度的变化造成施药不均匀以及传统控制算法无法满足无人机变量喷雾系统所需的实时性和稳定性等问题,设计一种基于神经网络PID的自适应无人机变量喷雾系统。【方法】采用风压变送器测出无人机的飞行速度,根据速度采用脉宽调制(PWM)方法进行自适应变量喷雾,同步用流量传感器测出实际喷雾流量,融合BP神经网络PID控制算法调节喷雾流量。由MATLAB构建BP神经网络PID控制算法,并与PID、模糊PID和神经元PID对比及分析;田间试验过程中,对比分析无人机定量喷雾与随飞行速度改变的变量喷雾效果,采用水敏纸获取雾滴沉积量分布,分别从整体区域、飞行方向和喷杆方向评价沉积量分布的均匀性。【结果】算法仿真对比试验结果表明,与PID、模糊PID和神经元PID相比,BP神经网络PID阶跃响应上升时间分别少28.57%、84.73%和31.03%,正弦跟踪平均误差分别小63.01%、87.03%和0.58%,方波跟踪平均误差分别小74.00%、79.53%和6.80%,鲁棒性强,无静差,超调量为1.20%;喷雾对比试验结果表明,本系统能够根据飞行速度自适应调节喷雾流量,实际流量与目标流量的平均偏差为8.43%,水敏纸扫描结果表明总体区域雾滴沉积量的变异系数对比定量喷雾平均降低26.25%,喷杆方向平均降低18.79%。【结论】该研究结果可为农业航空变量喷雾技术的应用提供理论基础。     

基于PID算法的水稻直播机播量控制系统的设计与试验

【目的】为了解决现有的机械式水稻直播机镇压轮传动播种导致的漏播以及播量无法同步均匀调节的问题,实现水稻直播机播量自动精准调节。【方法】对现有苏南地区传统机械式水稻直播机进行自动化改造,设计了基于PID调速算法的水稻直播机播量控制系统。该系统在田间播种作业时,由设计的测速轮采集机具作业速度,结合设定的目标播种量和机具作业速度,依据播量控制策略得到排种轴理论转速;利用PID调速算法和编码器测到的排种轴反馈转速对直流电机进行闭环控制,可在线无极调节播量,从而实现精准播种。【结果】该系统排种电机空载时转速调整时间小于0.63 s,最大超调量8.21%,施加12.5 N·m负载时,排种电机最长回调时间为0.32 s。目标设计播量对应转速范围内,转速控制误差最大值小于7.21%,转速误差小于5.21%,田间播量误差小于4.92%。田间车速阶梯变化时,排种转速跟随响应及时,具有较高的排种同步性,与传统机械式水稻直播机相比播量调节性能显著提高。【结论】该系统自动化改造简便,重点改进了播量调节机构,提高了传统播种机播种性能,对传统机械直播机具有较高适配性。     

基于模糊PID算法的草籽喷播机自动转向控制系统

针对喷播机转向控制系统中,基于驾驶员经验建立模糊控制器计算期望转向轮偏转角进行控制时,出现调整过量或调节不足,以及在转向控制中应用经典PID控制器时,存在超调量大、调整时间过长等问题,设计输入值加权因子控制器调节模糊控制器输出,并将模糊思想应用到PID参数调节中,对导航系统中转向控制器进行相关研究。结果表明:1)在原控制器不改变的基础上,应用加权因子控制器改变输入值权重,调节控制器输出,实现对模糊控制器的优化;2)将模糊原理应用到PID参数调整,根据输入值大小对PID参数进行优化,超调量减少了20%~50%,加快了响应速度;3)对于恒速液压转向系统,转向响应速度与转角大小成正比。     

基于变论域模糊理论的温室番茄智能控温策略

为了对北方温室番茄种植进行精准的温度控制,根据番茄各生长时期的温度特性,运用温度积温理论以及变论域模糊控制理论提出了符合北方温室番茄种植的智能温度控制策略。利用温度积温法对温度阈值进行计算使其可以适应外界环境的动态变化,通过变论域模糊控制理论解决传统模糊控制方式因结构参数相对固定而不适用于高精度控制的难题,提升了稳定性以及系统的响应时间,降低了控制误差。仿真实验表明,该温度控制策略相比PID控制,在响应时间及超调量方面有54.17%和75%的提升;相比传统模糊控制,在响应时间及超调量方面有35.29%和55.56%的提升。温室实验表明,与原有控制策略相比,在日间与夜间控制方面,使用该控制策略的室内平均温度均更接近于期望温度值,同时节约近10%的能量消耗,有效提高能源利用率。     

基于LabVIEW的温室大棚温、湿度解耦模糊控制监测系统设计与实现

温室环境系统是一个多变量、非线性、时变和滞后的系统,各变量之间具有耦合关系,很难建立精确数学模型。其中,温度和湿度的变化是最基本因子,对作物影响最为显著。为此,系统通过有限状态机机制,调用Lab-VIEW中PID Control Toolkit下的Fuzzy Controller子VI,采用模糊控制策略,建立模糊控制系统模型并设计模糊控制器,引入解耦参数,实现了系统温、湿度解耦控制。相对于温、湿度单独控制,系统监测精度有所提高。当温、湿度分别为27.5℃和55%时,结果表明该系统温、湿度变化超调量较小,模糊控制过程较平稳,达到了作物生长环境需求。     

Design of Greenhouse Environment Control System Based on Internet of Things

There are some disadvantages, such as complicated wiring, high cost, poor monitoring flexibility, low accuracy and high energy consumption in traditional greenhouse environment monitoring system which based on previous wireless sensor networks(WSN). Aiming at these problems, a greenhouse environmental parameter monitoring system had been designed based on internet of things technology in this paper. A set of control system with good robustness, strong adaptive ability and small overshoot was set up by combining the fuzzy proportion-integral-derivative(PID) control. The system was composed of a number of independent greenhouse monitoring systems. The server could provide remote monitoring access management services after the collected data were transmitted. The data transmission part of greenhouse was based on Zig Bee networking protocol. And the data were sent to intelligent system via gateway connected to the internet. Compared to the classical PID control and fuzzy control, the fuzzy PID control could quickly and accurately adjust the corresponding parameters to the set target. The overshoot was also relatively small. The simulation results showed that the amount of overshoot was reduced 20% compared with classical PID control.     

基于模糊免疫PID的Smith预估器在温室控制中的应用研究

针对温室环境控制中被控对象温度的大迟延和模型参数的不确定性,结合传统Sm ith预估控制方法和模糊免疫PID控制方法,设计了基于模糊免疫PID的Sm ith预估控制器。通过对温室控制系统的数学模型进行仿真,结果表明,所设计的控制器抗干扰能力强,调节速度快,超调量小,适用于类似温室温度控制的、缺乏精确数学模型且参数变化的大迟延工业过程。     

基于AMESim的旋耕机自动调平系统仿真分析与试验研究

为实现旋耕机田间作业过程中保持水平，设计了一种机具自动调平系统，该系统由控制系统、液压系统、三点悬挂机构、执行元件等组成。建立了该机具在不同情况下的数学模型，并基于AMESim软件构建了液压系统的仿真模型，仿真结果表明：常规PID算法超调非常明显，且连续调平后需要的稳定时间超过2 s，整体调节时间较长，达不到系统所需要求，而模糊PID算法响应时间为1 s左右，基本不超调，到达目标时间、且稳定时间明显更短。并对有、无自动调平功能的旋耕机进行了田间作业，结果表明：具有自动调平功能的系统相较无自动调平功能的系统在耕整地上有大幅度提升，前者耕深高度差最大为23 cm，后者耕深高度差最大为94 cm；前者平均耕深稳定性系数为947%，后者平均耕深稳定性系数为81%；前者平整度≤108 cm，后者平整度≤28 cm。研究了液压系统对调平影响规律，深入分析了调平响应速度、调平控制精度、系统稳定性，为旋耕机具对土壤作业保持平整性和耕深一致性提供了一定依据。     

拖拉机线控液压转向系统的联合仿真

随着农业机械的智能化、自动化程度不断提高,线控转向技术在拖拉机等农用车辆上的应用得到了重视和研究,为了指导拖拉机线控液压转向的研究,缩短开发周期。本文在分析线控液压转向系统的控制算法与结构的基础上,建立其联合仿真模型。基于AMESim软件平台建立液压系统模型,以及整车模型;利用Simulink分别建立模糊免疫PID、模糊PID、常规PID的控制器模型,通过Visual C++6.0实现接口通讯,完成了传动比为1时的转角响应、转角跟随的联合仿真,以及在拖拉机车速15 km/h,方向盘转角180°,传动比为9时的横摆角速度响应、质心侧偏角响应等联合仿真。模糊免疫PID控制可以获得0.272 s的阶跃响应时间、1.182°的跟随误差、3%的横摆角速度响应超调量、0.85°/s的质心侧偏角响应稳态值,均优于常规PID与模糊PID。联合仿真具有较强的参考价值,模糊免疫PID控制应用于线控液压转向系统可以获得理想的控制效果。     

基于自适应模糊PID控制的猪舍温湿度控制系统研究

我国北方猪舍冬季室内外温差大,影响温湿度控制精度。文章基于自适应模糊PID控制算法研究母猪舍温湿度控制。该算法具有超调量小、响应速度快、鲁棒性强优点,可提高寒地猪舍温湿度控制精度。仿真试验数据表明,该算法系统超调量为2.57%,系统调控时间较原有PID控制算法调控时间缩短57.56%;实测结果表明,基于该算法改进温湿度控制系统最大温湿度偏差值分别为0.61℃和6.86%,较原有PID控制算法调控温湿度偏差分别减少1.8℃和2.21%,研究可为我国北方寒地猪场冬季养殖管理提供更精准温湿度环境保障。