农业机器人并联视觉云台研究

针对智能农用机器人对机器视觉工作范围的需求,提出了一种用于农业机器人的并联视觉云台设计方案。基于双摇杆的输入输出特性,提出了一种运动支链设计方法,用于构建二自由度全球面工作空间解耦并联机构。在此基础上,衍生出两种可行的运动支链P5R和PRR,基于这两种运动支链,设计了2种二自由度全球面工作空间并联视觉云台RRP5R和RRPRR。通过运动学分析,分别建立了2种机构的位置关系表达式;通过尺寸优化,得到了2种机构的最优杆长比;通过对比得出,RRP5R型并联视觉云台具有更好的输入输出性能;通过有限元分析,研究了载荷对RRP5R型并联视觉云台运动精度的影响。结果表明,RRP5R机构强度满足要求,但杆件的累积弹性变形导致运动副的位移偏差较大。     

行星轮系水稻钵苗移栽机构正反求设计方法研究

为了解决现有行星轮系水稻钵苗移栽机构较难同时具备理想的移栽轨迹和姿态的问题,提出了正向设计与局部轨迹微调的反求设计相结合的设计方法。以非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构的设计为例,阐述该方法的实现过程。建立行星轮系水稻钵苗移栽机构设计要求,并分析其工作原理,在前期正向设计的基础上,局部调整其移栽静轨迹,通过反求设计进一步优化设计移栽机构。进行局部反求设计的运动学分析和运动学建模,基于Matlab平台开发计算机辅助设计软件,通过人机交互的方式得到移栽机构的机构参数,使其不仅满足移栽臂移栽的姿态要求,同时获得更理想的移栽工作轨迹。根据最终得到的机构参数设计移栽机构结构,完成三维建模、虚拟仿真试验,加工、装配移栽机构物理样机,完成了高速摄像运动学试验。将移栽机构理论计算、虚拟仿真、样机试验得到的移栽静轨迹比较,同时逐一将轨迹相关参数、取秧角、推秧角、角度差等设计目标参数与相应数值化目标进行对比,结果显示,均满足要求,验证了设计方法的正确性。与以往单一的正向设计、反求设计方法相比,该方法设计的移栽机构不仅具有更优的移栽工作轨迹,也可满足较好的移栽姿态要求。     

湖南植烟土壤磷素状况分析

为明确湖南省植烟土壤磷素状况,对湖南烟区的4 866个土壤普查样品进行了分析,结果表明,湖南省植烟土壤全磷含量整体偏低,均值为0.74 g·kg~(-1),低于适宜值,呈中等强度变异。"适宜"(1.0～1.5 g·kg~(-1))和"高"(1.5g·kg~(-1))的植烟土壤仅为14.15%和2.00%。土壤速效磷含量很高,均值为38.1 mg·kg~(-1),变异强度较大,约有52.39%的植烟土壤速效磷含量表现为极高(30 mg·kg~(-1)),有21.03%的土壤速效磷含量处于高水平(20～30 mg·kg~(-1)),仅有16.68%的土样处于适宜(10～20 mg·kg~(-1))水平。     

东北地区春玉米临界氮浓度稀释曲线的建立和验证

过量施氮是目前玉米栽培中存在的普遍现象,基于临界氮浓度稀释曲线计算得出的氮营养指数是诊断氮营养丰缺的重要手段。基于东北地区4个生态点的试验数据,构建了东北地区春玉米临界氮稀释曲线,并在此基础上建立了氮营养指数模型和需氮量模型,结果表明,东北地区春玉米地上部临界氮浓度与生物量符合幂函数关系。利用独立试验资料对建立的临界氮浓度稀释曲线进行检验,发现基于临界氮浓度稀释模型计算的氮营养指数可以准确诊断玉米植株的氮营养状况,并计算出实时的氮素需求量。该研究建立的东北地区春玉米临界氮稀释模型可以为该地区春玉米的氮营养诊断和动态调控提供较好的理论和技术指导。     

菊花花瓣伸长相关基因CmXTHs的克隆与功能验证

从杭白菊(Chrysanthemum morifolium‘Hangbaiju’)中克隆了4个细胞壁松弛和伸展相关的木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因,分别命名为CmXTH1、CmXTH2、CmXTH3和CmXTH4,序列分析表明其编码的氨基酸序列N端都含有23~30个氨基酸组成的信号肽区域和保守的催化活性位点DE(I/L)DEFLG以及紧邻的N(R/A)T组成的N端糖基化位点,CmXTH1/2/3的C端均含有4个保守的半胱氨酸残基,CmXTH1/2/3/4蛋白的相似度为66.2%。系统进化分析结果表明,CmXTH1/2/3属于XTH家族Ⅰ组,CmXTH4属于Ⅱ组。实时荧光定量结果表明:(1)菊花CmXTH1/2/3/4在根、茎、叶和花蕾中均有表达。CmXTH1在根中表达量较高,CmXTH2/3在茎中表达量较高,CmXTH4在花蕾中表达量最高。(2)CmXTH1/2/3/4在花序不同部位表达量有差异,CmXTH1/4在舌状花中表达量最高,CmXTH2/3在筒状花中表达量较高。(3)CmXTH1/2/3/4在舌状花不同发育阶段表达量差异显著,CmXTH1/2在盛花期表达量最高,CmXTH3在衰老期表达量最高,CmXTH4在初开期表达量最高。病毒诱导基因沉默结果表明,CmXTH1/2/3/4沉默系的花序直径和舌状花长度与对照相比均有所减小,其中CmXTH4沉默系减小最大,分别减小了25.67%和10.42%,舌状花花瓣表皮细胞与对照相比明显变小,影响了舌状花花瓣的伸长;CmXTH2沉默系的筒状花雄蕊长度和CmXTH4沉默系的花萼直径分别与对照相比显著减小。这表明菊花CmXTH1/2/3/4基因参与了花序的开放,促进了舌状花花瓣的伸长,对于菊花的花序增大具有重要作用。     

环境因子对当归药材形成的影响研究进展

环境因子对当归药材形成起决定性作用,相对适宜的环境能促进当归药材的生长发育,且有利于有效成分的合成和积累,从而提高当归药材质量。笔者就近几十年土壤因子、气候因子、地形因子、生物因子和人为因素等环境因子对当归药材形成的影响进行了归纳总结,以期为当归生态学研究提供基础资料和思路。     

丘陵山地水田旱地交错分布区耕地地力评价

在自然条件下,通过比较水田和旱地地块的肥力差异,选择合适的评价模式,以制定合理的耕地利用依据。结合研究区丘陵山地水田和旱地交错的分布特点,依据最小控制斑块面积确定评价单元数,重点分析了水田和旱地在实际耕作中的差异性,并结合操作实践合理分配水田和旱地在评价体系中各指标的权重系数。结果表明,评价单元数的多少对评价结果的影响比较明显,综合研究区耕地地力实际情况和节约计算耗时的实际,建议最小控制斑块面积在临界值(推荐值)的10%为佳;另外通过水旱分开评价和水旱统一评价两种评价模式的比较,发现水旱分开能使评价结果更加贴近实际情形,反映实际耕地地力状况,能够更加有效地指导农业生产实践。     

芷江白蜡虫优势寄生蜂发生规律及综合防治

湖南芷江是我国传统的虫白蜡产区,素有"白蜡之乡"的美誉,但因受病虫害及气候条件等影响,芷江虫白蜡生产上一直未能实现种虫自给自足。本文研究了芷江白蜡虫生产过程中寄生蜂发生规律及综合防治方法,结果表明:芷江白蜡虫种虫生产上受寄生蜂危害严重,寄生率最高达91.3%,平均为56.1%,大量引发白蜡虫种虫绝收,寄生蜂危害是导致芷江长期不能规模化培育白蜡虫种虫的最直接原因。跳小蜂科的白蜡虫阔柄跳小蜂、白蜡虫花翅跳小蜂、中华花翅跳小蜂是白蜡虫优势寄生蜂,种群数量占寄生蜂混合种群数量的90%以上。7月至10月是寄生蜂危害高峰期。寄生蜂的优势种类结构及发生规律与云南昆明等白蜡虫种虫传统产区相比有明显差异,建议抓住优势种群危害高峰期,开展白蜡虫寄生蜂的综合控制。     

氮肥与密度互作对单粒精播花生根系形态、植株性状及产量的影响

为明确花生单粒精播适宜的氮肥水平和种植密度,本研究于2018年和2019年以‘花育22’为供试花生品种,设置3个氮肥水平(0 kg hm~(–2), N0; 60 kg hm~(–2), N1; 120 kg hm~(–2), N2), 3个种植密度(7.93万株hm~(–2), D1; 15.86万株hm~(–2),D2; 23.79万株hm~(–2), D3),采用二因素裂区试验设计,研究氮肥、密度及其互作对单粒精播花生根系形态、植株性状及产量的影响。氮肥对花生根长、根表面积、根体积、根干重的影响不显著,而密度的影响显著。单株根长、根表面积、根体积及根系干重随密度的增加而降低, D1显著高于D2和D3, D2、D3处理间差异不显著;单位面积根长、根表面积、根体积及根系干重随密度的增加而增加, D1显著低于D2和D3, D2、D3处理间差异不显著。氮肥和密度互作对2019年收获期单位面积根长、根表面积的影响显著,与D1相比, N1处理下D3的增幅显著高于N0和N2处理。氮肥及氮肥与密度互作对植株性状的影响存在年度和时期间的差异,主茎叶片数、侧枝数和主茎第一节间粗随密度增加有降低趋势。氮肥对荚果产量的影响不显著,荚果产量随密度的增加呈增加的趋势。产量与根体积、根干重、主茎叶片数、主茎高及侧枝长呈显著正相关。综上所述,在本试验条件下,花生单粒精播适宜的氮肥(N)水平为60 kg hm~(-2),种植密度为18.8万株hm~(-2)。