对柑橘黄龙病防控对策分析

黄龙病又名黄梢病、黄枯病,是柑橘的重要病害。果实病斑为不规则的椭圆形或卵圆形凹陷病斑,表面布满棕色霉层或黄褐色斑点,部分植株染病部位生出褐色霉层。严重时还会使果实畸形、严重时叶片枯萎脱落,果皮粗糙发亮、易剥落,造成损失。果实成熟时开裂后剥落,不能食用。受害植株茎则降低产量、影响品质,重则造成毁灭性灾害。若蔓延到全树,易造成树势衰弱,影响果农的经济收入和柑橘的品质与市场竞争力。我国广西部分地区也已发生过黄龙病疫情区,对该病防控工作造成了严重损失。本文分析了黄龙病的发生条件及流行特点,并对黄龙病预防及控制措施进行了研究,希望为柑橘生产行业从业人员提供参考。     

手持式柑橘除梢机的设计与试验

针对目前柑橘人工除梢劳动强度大、效率低及反复性大等问题,通过分析柑橘新梢物理特性和生长环境,设计了一种手持式柑橘除梢机;阐述了该除梢机结构及工作原理,并对锯片和无刷电机等关键部件及切割线速度等工作参数进行了设计与试验。试验结果表明:该除梢机的除梢成功率为93.8%,除梢后留茬长度理想率为88.4%;该机最大工作高度达3.1m,整机能连续工作12h以上。     

基于高光谱成像的柑橘黄龙病无损检测

采用高光谱成像技术,结合最小二乘支持向量机(LS-SVM)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)2种方法,探索柑橘黄龙病快速无损检测的可行性。在380~1 080 nm光谱范围内,采集正常、轻度黄龙病、中度黄龙病、重度黄龙病和缺素5种柑橘叶片的高光谱图像。采用方差分析方法,分析了正常、轻度黄龙病、中度黄龙病、重度黄龙病和缺素5种叶片的叶绿素、淀粉和可溶性糖含量间的差异,表明3指标可作为判别黄龙病的指示性指标。采用偏最小二乘法,建立了叶绿素、可溶性糖及淀粉3指标含量的定量分析数学模型,模型预测均方根误差分别为7.46、5.51、5.88,提供了柑橘黄龙病高光谱成像快速检测依据。提取高光谱图像感兴趣区域的平均光谱,通过分析正常、轻度黄龙病、中度黄龙病、重度黄龙病和缺素5种叶片的代表性光谱,在750 nm处吸光度存在差异。采用2阶导数处理样品光谱,消除了450~650 nm和800~1 000 nm波段的基线漂移,放大了有效光谱信息。采用主成分分析(PCA)和连续投影算法(SPA)筛选柑橘黄龙病LS-SVM定性判别模型的输入变量,建立了LS-SVM定性判别模型,同时与PLS-DA进行对比。采用未参与建模的预测集样品评价模型性能,结果表明PLS-DA模型判别柑橘黄龙病的准确率更高,模型误判率为5.6%。实验结果表明,高光谱成像技术结合偏最小二乘判别分析方法可实现柑橘黄龙病快速无损检测与黄龙病病情等级判别。     

基于拉曼光谱和自荧光光谱的柑橘黄龙病快速检测方法

为了快速检测黄龙病这一柑橘毁灭性病害,分析了柑橘黄龙病样本和健康样本的自荧光和拉曼光谱差异,建立了基于自荧光光谱、拉曼光谱和混合光谱的PLS-DA模型,进行了模型的结果比较,最后绘制了三种模型的分类器特征曲线ROC,通过曲线下面积AUC参数进一步评价了模型的性能。试验结果表明,柑橘黄龙病叶片样本和健康叶片样本的自荧光光谱和拉曼光谱存在差异信息。在785nm波长激光诱导下,柑橘叶片样本都产生了比较强的自荧光。黄龙病叶片的自荧光相对于健康样本的自荧光在小于1203cm ^-1范围更弱,而在大于1206cm ^-1范围更强,其下降的斜率（绝对值）相对健康样本更小。在典型的黄龙病样本和健康样本的拉曼光谱数据中,均可发现具有以下拉曼峰且具有一致性：920cm ^-1,1160cm ^-1,1289cm ^-1,1331cm ^-1和1529cm ^-1。黄龙病样本和健康样本相比在1257cm ^-1、1396cm ^-1、1446cm ^-1、1601 cm ^-1和1622cm ^-1具有更大的拉曼峰值强度和光谱带宽,在1006cm ^-1、1160cm ^-1、1191cm ^-1和1529cm ^-1位置谱峰强度较弱,提示黄龙病样本的类胡萝卜素含量较低。基于自荧光光谱、拉曼光谱和混合光谱三种光谱的PLS-DA模型鉴别的准确率分别为86.08%、98.17%和94.75%。进一步计算三种模型的ROC曲线下面积AUC参数分别为0.9313、0.9991和0.9875,拉曼光谱模型的AUC值最大,也表明拉曼光谱模型的鉴别效果最优。拉曼光谱分析技术可以成为探索柑橘黄龙病快速诊断鉴别的新途径。     

SMS和双向特征融合的自然背景柑橘黄龙病检测技术

柑橘黄龙病严重影响柑橘的产量和品质。在自然背景下,柑橘叶片之间存在相互遮挡以及尺寸变化大的问题,使得遮挡及小尺寸的黄龙病叶片容易漏检,而且由于黄龙病叶片的颜色、纹理特征与柑橘其他病害十分相似,容易存在误检的问题,导致现有的算法对自然背景柑橘黄龙病检测的精度不高。本研究提出了一种结合剪切混合拼接（Shearing mixed splicing,SMS）增广算法和双向特征融合的自然背景柑橘黄龙病检测方法,该方法通过SMS、镜像翻转和旋转方法对训练集和验证集进行了增广,增加了训练集和验证集图像中背景目标的数量和多样性;为了自适应地改变柑橘黄龙病检测中的局部采样点,增大有效感受野,使用可变形卷积替换骨干网络后3个卷积层中所有的标准卷积;为了减小自然背景的影响,使用全局上下文模块对骨干网络后3个卷积层输出的特征图进行特征增强,来建立有效的长距离依赖,以便更好的学习到全局上下文信息;使用双向融合特征金字塔,改善浅层特征和深层特征的信息交流路径,用以降低因柑橘黄龙病叶片尺寸变化大导致的漏检,提高小尺寸的柑橘黄龙病叶片的检测精度。实验结果表明,本研究提出的方法用于自然背景柑橘黄龙病的检测,平均精度可达84.8%,性能优于SSD、RetinaNet、YOLO v3、YOLO v5s、Faster RCNN、Cascade RCNN等目标检测方法。     

不同喷雾器械对柑橘害虫的防治研究

分别用4种植保器械对柑橘树上害虫进行喷雾防治。结果表明:对于防治柑橘粉虱,MATABI背负式手动喷雾器、工农16背负式手动喷雾器和泰山18型背负式机动喷雾器的防治效果均优于FT21-2手推担架式机动喷雾器。对于防治橘全爪螨,MATABI和泰山18型的防治效果最好,持效期30天;其次是工农16型,持效期20天;FT21-2的防治效果一般,持效期只15天。对于沉积率,MATABI和泰山18型喷雾器最高,显著高于工农16型;工农16型的沉积率显著高于FT21-2手推式。地面流失率则呈相反趋势,手推式喷雾器的药液流失最大,其次是工农16型。对于单株用药液量和单位体积叶幕层用药液量,泰山18型最低,其次是MATABI,再次是工农16型,FT21-2手推式的用药液量最大。泰山18型适合在大型缺水果园使用,MATABI适合在小型、山地果园使用,手推担架式FT21-2只适合在水源充足的大型、高树冠的果园使用。     

远红外蔬菜脱水工艺的试验研究

采用远红外加热技术对蔬菜进行脱水干燥,具有热辐射率高、干燥速度快、传热效率高、能耗低、产品质量好等优点。为此,在远红外蔬菜脱水试验台上,进行了大量试验,深入地探讨了蔬菜在干燥过程中,加热温度、干燥时间、料层厚度、辐射距离等各参数对干燥效果的影响规律。     

柴油机缸盖温度场试验研究

介绍了作者研制成功的多测点热电偶测温系统及在ＺＨ１１０５柴油机上对两种不同形状的燃烧室所做的测试结果，利用该系统可以同时对缸盖上１４个不同的测点进行测量，并能根据需要，布置在任意部位，可以为缸内多维传热模型的模拟计算及热负荷，热应力的计算提供准确的边界条件。     

桔梗切片远红外干燥特性及动力学研究

为探讨远红外干燥技术对桔梗切片的干燥效果,获得品质较好的桔梗干制品.研究不同温度、切片厚度和辐照高度条件下桔梗的远红外干燥特性,通过建立其干燥动力学模型,对比不同干燥条件下桔梗干燥品质的变化.结果表明:干燥温度的适宜范围为55℃～60℃,切片厚度为4 mm物料的干燥效果较好;weibull分布函数能够较好地描述桔梗的远...     

远红外辅助热泵干燥装置性能试验

以湿毛巾为研究对象,在自行研制的远红外辅助热泵干燥装置上进行了干燥系统的性能测试。比较了热泵(HP)干燥和加热功率为500、1 000和2 000 W的远红外(FIR)辅助热泵干燥条件下,干燥室进、出口空气温度和相对湿度,以及干燥对象不同部位的温度在干燥过程中的变化情况。与单一热泵干燥相比,不同功率远红外辅助热泵干燥的除湿能力提高8.1%～22.2%。结果表明远红外辅助热泵干燥可以有效缩短干燥时间,提高干燥效率。     

热辐射下汽车温度分布及隔热分析

为研究热辐射下汽车内部温度场分布及不同隔热措施下汽车温度上升状况,在COMSOL中运用表面辐射传热模块对汽车温度场进行仿真.首先在SolidWorks中建立普通小型汽车的三维模型,然后导入COMSOL并定义汽车不同部位材料属性,最后通过加载外部热辐射、表面漫反射等参数仿真了暴露在阳光下和停靠在阴影下两种状况汽车温度上升...     

香菇远红外连续干燥主要工艺参数的试验研究

香菇远红外干燥能够保留香菇鲜品的色、香、味及营养成分,且脱水彻底。为此,利用国内外最先进的烘干设备—远红外连续干燥设备对香菇烘干工艺进行研究,利用正交回归实验设计得出影响干燥时间的因数主次顺序为:温度,风速。利用SPSS绘制三维图,并对影响干燥时间的风速和温度的交互作用进行了分析,得出干燥时间随着风速的增加而减小,干燥时间随着温度的增加而减小,且干燥时间随着温度的变化趋势要比随着风速的变化趋势明显。     

设施猪场生猪体温红外巡检系统设计与试验

针对规模化生猪养殖过程中难以及时获取猪只体温的问题,设计了基于红外技术的生猪体温巡检系统,以实现对设施猪场生猪体温的快速监测。硬件包括红外移动采集装置、系统控制装置和电源3部分。其中红外移动采集装置包括滑轨、移动小车、红外热像仪和保护壳;系统控制装置包括惠普MINI微型计算机、XP2-18R/RT型整体式控制器和DM542型数字式步进电机驱动器;电源包括电缆线和电缆滑车。控制系统集成红外图像的采集、存储控制,移动小车的运行控制及与远程服务器的数据通信等功能。在限位栏猪舍安装该装备,并进行了28 d的测试试验,试验表明:系统工作稳定,巡检过程中红外图像平均缺失率为1. 12%,能有效采集限位栏生猪红外图像。试验选择耳根区域作为生猪体温敏感区域,通过统计得到猪只耳根区域周期性巡检精度在90%以上,能有效监测猪只耳根区域温度情况。试验连续5 d对3～6号猪只耳根区域温度最大值进行监测,并统计其日均值,通过分析验证了温度数值的科学性,可为养殖人员提供有效的监测信息,对生猪的健康监测和疫情防治具有重要意义。     

红外玉米穗干燥试验研究

为研究红外辐射干燥条件下收获期玉米穗干燥的水分迁移规律,利用自制红外玉米穗干燥试验台对玉米穗进行了恒温和变温干燥试验,探讨了多种温度条件下玉米穗的红外辐射干燥特性及对干燥后玉米穗外观品质的影响规律。结果表明:初始含水率、干燥温度、干燥用时和辐射距离是影响玉米穗干燥效率和外观品质的主要因素;当恒温干燥玉米穗的干燥温度为58℃、辐射距离为150mm时,干燥速率达2.25%/h,且玉米籽粒的外观品质最好;变温干燥玉米穗时,较佳的干燥温度范围为55~65℃,且采用逐渐升温干燥时的干燥品质较好。本研究为研制红外辐射玉米穗干燥机研发奠定了坚实基础。     

联合收获机传动带稳态温度场预测与试验

传动带是联合收获机的关键传动部件,在联合收获机高强度作业过程中会出现因温度升高加剧橡胶老化、表面硬化及磨损开裂等现象。针对传动带稳态温度场分布计算问题,提出了一种基于动力学模型和有限元仿真计算的传动带稳态温度场预测方法。首先,在AVL Excite TD软件中通过设置带轮的物性参数、带的动态特性参数、张紧机构摩擦和扭转参数、驱动和负载参数,构建了传动带温升热源计算模型。其次,通过分析传动带热平衡方程、确定热流分配系数和对流换热条件,建立其二维稳态温度场有限元预测模型。再次,基于联合收获机CAN总线,开发了传动带工况采集系统。最后,以GM80型小麦收获机发动机动力输出轴与后中间轴之间的联组带为对象,开展了传动带稳态温度场预测田间试验。试验结果表明：当主动轮平均转速2244r/min、从动轮平均负载338N·m时,实测稳态温度为42.55℃,仿真稳态温度为41.7℃,稳态误差为1.97%;当驱动轮平均转速2244r/min、从动轮平均负载382N·m时,实测稳态温度为45.95℃,仿真稳态温度为45.2℃,稳态误差为1.63%。两次试验的稳态误差均小于2%,验证了联合收获机传动带稳态温度场预测方法的可行性与准确性。     

对冲喷头喷雾场液滴分布特性试验

植保扇形喷头的喷雾扇形面内不同位置处液滴直径是不相同的,呈现接近于U形分布的中间液滴直径小而两侧液滴直径偏大的情况,这导致同高度水平方向上各点处的液滴在靶标上的沉积行为不同,致使防治效果存在差异。本文对出水口孔径1mm和切槽角30°的对冲喷头喷雾场的液滴直径分布特性进行试验,该喷头是基于射流和撞击流耦合作用的新型喷头,发现对冲喷头在喷雾扇形面内的液滴直径呈现中间区域液滴直径较大且均匀而两侧液滴直径较小的特性,如喷施压力0.4MPa时在300mm高度测试面上,喷雾扇形面内中间区域液滴直径在265~268μm,而靠近两侧边缘处的液滴直径在250~252μm,这有利于解决喷杆式喷雾机大田作业时液滴直径分布不均匀的不足;并对喷头这一特性进行理论分析,提出在分裂区的3次雾化（即扰动雾化、撞击雾化和振荡雾化）是引起这一特性的根本原因。同时采用径向不均匀指数对喷雾场的液滴分布均匀特性进行定量表征分析,发现径向不均匀指数能够总体反映喷雾场的非均匀特性,当喷施压力在0.6~0.7MPa范围时,径向不均匀指数在0.47~0.51较小范围内变化,说明在该压力范围内工作时喷头喷雾场具有良好的液滴均匀分布特性。     

分区控制对乏风热逆流氧化装置温度场的影响

在大型煤矿乏风氧化装置运行过程中,存在着氧化装置内各个区域温度场分布不协调的情况。为了解决这个问题,在自行设计的煤矿乏风氧化装置实验台上进行了温度场分区控制实验。通过调节换向时间和各个区域煤矿乏风进口流量,实现对氧化装置温度场的协调控制。实验结果表明:增大某一区域进口流量调节阀开度可以提高其整体温度场的增加速度;调整某一区域上、下进口流量调节阀的开度差值和换向时间,可以有效地对温度场峰值偏移进行控制。     

联合收割机排气联合远红外在机稻谷干燥试验台的设计

利用联合收割机内燃机的排气余热产生的热风联合远红外在机干燥能够有效实现谷物的干燥节能,并防止稻谷发生霉变。为了验证该在机干燥方案的可行性并优化在机干燥工艺,以联合收割机的谷物提升搅龙和收粮箱为基础,搭建了联合收割机排气联合远红外在机稻谷干燥试验台。该试验台能够实现收割速度、干燥风温和风速以及2个远红外加热器功率的多因素组合试验,模拟了在联合收割机中直接进行谷物干燥的作业环境。该试验台的搭建为优化在机干燥设备和干燥工艺等方面研究提供有利的平台。     

基于多孔介质理论的渠道基土温度场特性研究

视冻土为均匀各向同性的多孔介质,确定了不同冻结状况下的土壤热参数。根据热传导方程,建立了土壤冻结过程的二维变系数数学模型,通过全隐式差分方法,并采用交替方向差分格式,得到了随时间和空间变化的温度分布场的求解方法。利用土柱冻结解析解验证了数值模型。以整体式小型U形渠道为对象,研究了不同位置及深度的基土温度分布状况,并与野外观测结果进行了对比。结果表明,基于多孔介质理论确定土壤热参数可以简化非线性方程的求解,全隐式交替差分格式对于小型渠道基土求解温度场比较适用;由于渠道区域形状的不规则及其二维边界,导致地下水位、热流对渠道不同部位的温度分布具有不同的作用,阴坡温度普遍低于渠底,已冻区逐渐扩大,温度分布较均匀,正冻区渠道基土温度呈非均匀分布状态。     

旋耕灭茬刀热处理参数对耐磨性影响的试验研究

采用65Mn弹簧钢作为制作旋耕灭茬刀的金属材料,以正交试验方法设计耐磨性试验方案,研究具有不同热处理方法的试件耐磨性规律,得出了不同的热处理工艺参数对耐磨性的影响规律并获得好的耐磨性的最佳工艺参数.