基于WebGIS的数字农业园区信息系统研究

针对农业园区生产管理和服务的需求,开发了基于WebGIS的数字农业园区信息系统.系统采用Openlayers开发WebGIS前端,实现地理图形展示绘制和属性处理等功能,以Geoserver和PostGIS作为地图服务器,MySQL为业务数据库系统,采用Java开发服务器管理端应用系统,实现了农业园区生产的数字化管理、分析和信息服务.该系统功能模块包括资源维护、业务管理、统计信息、农技信息服务和系统管理,目前,该系统已在江西省农业科学院高安农业园区示范应用.结果表明:该系统可实现农业园区的高效管理和农技服务的信息透明,对转变农业生产和管理方式具有重要意义.     

β-胡萝卜素乳液凝胶微球制备与理化特性研究

β-胡萝卜素作为重要的生物活性物质,其稳定性差、生物利用率低,极大限制了其在食品领域的应用。以大豆分离蛋白为水相,以玉米油为油相,通过添加壳聚糖、海藻酸钠制备多层乳液,与Ca2+交联制备运载β-胡萝卜素凝胶微球。通过粒径、ζ-电位、乳化稳定性、界面蛋白吸附量、β-胡萝卜素包埋率等指标和扫描电镜观察、红外光谱分析、体外释放动力学实验,研究了壳聚糖、海藻酸钠质量分数对乳液稳定特性及β-胡萝卜素凝胶微球释放特性的影响。结果表明,当壳聚糖质量分数为2.0%时,形成的双层乳液稳定性最好,对β-胡萝卜素的包埋率最高,达(64.82±0.31)%;当海藻酸钠质量分数达到2.0%时,形成的三层乳液对β-胡萝卜素包埋率最高,达到(86.75±2.00)%。红外光谱分析表明,凝胶微球中海藻酸钠与壳聚糖发生了静电相互作用;扫描电镜观察表明,干燥的凝胶微球呈球形,且随海藻酸钠质量分数的增加,凝胶微球的结构变得更加紧密;体外释放实验证明,凝胶珠微球具有持续性释放的功能,乳液凝胶微球可作为β-胡萝卜素一种良好的缓释体系。     

基于有效拐点和最短最小路径的蚁群路径规划方法

为了提高蚁群算法路径寻优的收敛精度和收敛速度,提出一种基于有效拐点的栅格图和基于最短距离最小步数路径（最短最小路径）的蚁群算法,用于搜索地面移动机器人从起点到终点的最短路径。在标准蚁群算法路径规划中,蚂蚁的搜索方式是有限方向有限邻域,本文采取无限邻域的搜索方式,可取捷径搜索任何可直通的栅格点,并提出有效拐点的概念,减小了单步搜索量。提出最短最小路径的概念,并用其取代欧氏距离作为启发值,提高了启发值的准确度和可靠性,同时用起点到终点的最短最小距离指导信息素更新,提高了蚁群算法迭代的质量。最后,在不同规模、不同障碍比例的栅格地图环境下进行实验,结果表明用最短最小路径距离取代欧氏距离的合理性,并验证了本文方法可以在降低计算量的同时,以更快的收敛速度搜索到距离更短、步数更少的路径。     

大空间运动3-RRRU并联机器人运动学标定与误差分析

并联机器人具有高速、高刚度和大负载等明显优势,被广泛应用到农业和工业领域,但多关节导致该类机器人控制精度不高。针对大空间运动3-RRRU并联机器人的运动学建模和误差标定方法展开了系统、深入研究。综合应用DH法和空间矢量法建立了机器人的运动学模型,在此基础上,借助偏微分理论推导并建立机器人的误差模型;应用激光跟踪仪进行不同轨迹下机器人的空间位置数据采集,对一般遗传算法进行改进,以等步距搜索策略实现主要遗传算子的优化,并通过全局数值寻优获取机器人的误差补偿数据,完成标定和补偿工作。实验表明：基于直线标定方式,补偿后直线轨迹跟踪误差控制在0.14～1.34mm,但不适用于曲线轨迹补偿,其实测补偿后的最大误差高达5.08mm。曲线轨迹标定精度高于直线轨迹标定,补偿后将直线和曲线两种路径下的最大误差分别降低至1.18mm和1.56mm。该标定方法自动化程度高,适用于含有大量关节并联机器人的误差标定工作。     

增施硅肥对枸杞生理代谢、产量及品质的影响

硅元素作为一种植物生长所需的有益元素,能有效提升作物产量,改善品质。以3 a生红枸杞‘宁杞7号’为试验材料,在常规滴灌施肥基础上分别设置叶面喷施硅肥+滴灌清水(T1)、叶面喷清水+滴灌增施硅肥(T2)、叶面喷施硅肥+滴灌增施硅肥(T3)3个处理,并以叶面喷施清水+滴灌清水为对照(CK),探讨增施硅肥对枸杞生理代谢、产量和品质的改善效果。结果表明:施硅处理能有效促进枸杞叶片的叶绿素合成及植株的营养生长,增加其叶片的植被覆盖指数(NDVI)和干物质累积量、光合速率(P_n)、水分利用率(WUE)在叶面喷施硅肥配合滴灌增施硅肥和叶面喷清水配合滴灌增施硅肥中均显著提高,叶片气孔导度(G_s)在叶面喷施硅肥配合滴灌增施硅肥中显著提高了16.98%,而叶面喷施硅肥配合滴施清水整体的效果不显著,蒸腾速率(T_r)在施硅处理中显著降低;增施硅肥可以显著改善浆果可溶性固形物、可溶性糖和还原性糖含量,对维生素C(V_C)含量有极显著影响,显著增加高达133.61%,但枸杞的总酸含量在各施硅处理下显著降低。枸杞的产量在叶面喷施硅肥配合滴施清水、叶面喷清水配合滴灌增施硅肥、叶面喷施配合滴灌增施硅肥中依次显著提高了3.46%、13.00%、24.57%,以叶面喷施配合滴灌增施硅肥处理下的经济效益达到最大,为35 270.8元·hm~(-2),增幅为26.73%,产投比为1.85。在常规施肥的基础上,通过增施硅肥能有效改善枸杞光合特性,提升枸杞产量,改善枸杞品质,尤其采用叶面喷施硅肥配合滴灌增施硅肥的方式对枸杞的生产应用有较大的推广价值。     

不同水肥管理模式对糯玉米叶片抗氧化酶及产量的影响

为了探讨全膜双垄沟播条件下糯玉米叶片过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)积累量、产量及水分利用率对不同水肥措施的响应,选择适宜糯玉米生长的最适宜水肥管理措施.设置2个灌水水平:I0(控制4个时期土壤水分含量于适宜水平,具体为播种期、苗期至拔节前期、拔节后期至孕穗期及孕穗期至开花期分别为田间持水量的75％～85％、65％～75％、70％～80％及70％～80％)、I1(控制2个时期土壤水分含量于适宜水平,具体为播种期、拔节后期至孕穗期均为田间持水量的75％～85％)及3个施肥水平:F0(氮磷钾肥均基施)、F1(氮钾肥基施加追施,基施、拔节期和大喇叭口追施比例为3:3:4,P肥全部基施)和F2(氮钾肥基施加追施,基施、大喇叭口追施比例为3:7,磷肥全部基施)进行研究.结果表明:不同水肥条件下叶片SOD、CAT变化趋势均为先增大至孕穗期后减小,POD、MDA全生育期逐步增加,I0水平不同施肥处理间叶片MDA各生育期差异均不显著,SOD、POD、CAT对水肥敏感程度为POD>SOD>CAT,各处理糯玉米穗长、穗粗、行数及粒数均无显著差异,F1I0、F2I0可以显著增加糯玉米百粒干重,籽粒产量F1、F2高于F0,I0高于I1,最高增产10.9％,因此在全膜双垄沟播条件下,F2I1为本年型最优水肥措施.     

喷施赤霉素对骏枣叶片发育及产量品质的影响

以明确骏枣花期喷施不同质量浓度赤霉素对内源GA₃含量、光合效率及品质产量的影响为目的,以骏枣为材料,于骏枣盛花期叶面喷施外源赤霉素,处理质量浓度分别为0 mg/L（CK）、10 mg/L、20 mg/L、40 mg/L、60 mg/L、80 mg/L,测定骏枣叶片相关指标及光合作用,检测果实缓慢生长期、迅速生长期、白熟期、转色期和红熟期果实内源GA₃含量;在红熟期调查骏枣品质产量相关指标。结果表明：喷施不同质量浓度赤霉素后骏枣叶片光合作用表现为低质量浓度促进、高质量浓度抑制,其中处理40 mg/L对叶片光合作用的促进最显著;随着枣果发育,幼果期内源GA₃含量显著上升,果实缓慢生长期内源GA₃含量快速下降,赤霉素处理显著提高了果实内源GA₃含量,全红期果实中处理较对照的内源GA₃含量提高了0.011~0.031 mg/kg。品质方面,低质量浓度处理与对照相比单果质量和产量有所增加,果形指数和果柄耐拉力差异不明显;随着处理质量浓度的增加,全红期枣果可溶性糖、总酸含量先升高后降低,蛋白质含量先降低后升高,纤维素含量逐渐下降后上升。喷施赤霉素能明显提高骏枣果实质量和叶片光合效率,因此在新疆地区骏枣以高产优质为目标建议喷施40 mg/L赤霉素。     

96份玉米杂交种抗矮花叶病鉴定与评价

为明确96份玉米杂交种对甘蔗花叶病毒（SCMV）引起的玉米矮花叶病的抗性差异,于2011-2015年间通过苗期人工摩擦接毒和成株期自然感病相结合的方法进行田间抗性鉴定。结果表明,未发现高抗材料（HR）;''兴达糯1号''五谷2010''2011''正德306''豫丰96-68''818''临早杂1号''正德305''甘农963''和''金穗51216''等10份材料表现抗病（R）,占供试材料的10.4%;''CN8706''甘农821''东单339''NF09''玉源209''等22份材料表现中抗（MR）,占供试材料的22.9%;''宁玉524''潞玉36''陇单026''9909''龙生1号''等22份材料表现感病（S）,占供试材料的22.9%;''龙单1号''平玉8号''金518''登海605''超甜603''等42份材料表现高感（HS）,占供试材料的43.8%。     

基于大田土壤温度和水分变化的吉林省春玉米播期研究

基于对吉林省长春市大田土壤温度和水分变化分析,研究不同播种日期对春玉米出苗率及产量的影响,确定最佳播种日期,为提高吉林省春玉米产量提供理论依据.以春玉米品种松玉419为试验材料,田间设置9个不同播种日期,播期间隔5～6天,监测春玉米苗期田间土壤温度和水分变化,测定春玉米产量并对产量构成因素进行分析,建立出苗率与土壤温度和水分多元线性回归数学模型.结果表明:春玉米出苗率与土壤温度和水分呈显著正相关.播种时土壤水分和土壤温度的差异显著影响成熟期籽粒产量.当土壤温度一定时,土壤体积含水率每增加1％,出苗率提高0.789％,出苗速率提高0.798％;当土壤体积含水率一定时,土壤温度每增加1℃,出苗率提高0.352％,出苗速率提高0.793％.松玉419在4月29日播种时产量最高,比正常播期(5月4日)产量提高6.66％,即每年4月底5月初,土壤平均温度在13.1～13.6,土壤体积含水率在13.1％～15.3％时播种最佳.土壤水分对春玉米出苗率影响最大,而土壤温度对春玉米出苗速率影响最大.     

多效唑对繁茂度不同株型大豆产量及生理调控的影响

为了明确多效唑对繁茂度不同类型大豆产量及生理性状的影响,以株型繁茂度不同的两个类型品种杂交豆5号和九农30为试验材料,初花期喷施900 g/hm2多效唑,分析多效唑对繁茂度不同品种类型大豆生理和农艺性状调控.结果表明,多效唑提高了不同繁茂度大豆品种叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率,增加了茎粗、分枝数;降低了大豆株高、中部节间长度及叶面积指数,且对不同类型品种产量影响差异显著.繁茂型杂交大豆品种,早发优势显著,叶面积指数较大,通过多效唑控制,降低了叶面积指数,增加叶片光合特性,防止徒长,利于田间透光,显著增加单株粒重、百粒重,从而显著增加产量.而收敛型品种最大叶面积指数接近最适叶面积指数范围,喷施多效唑后,叶面积指数进一步降低,虽然增加叶片光合速率,增加百粒重,但单株粒重显著降低,反而显著减产.说明施用多效唑增产效果与大豆冠层繁茂度密切相关,应根据冠层发育特征在合理情况下施用.