Decreasing detection frequency of MITE(MCLas-A) in the population of ‘Candidatus Liberibacter asiaticus' recently collected in southern China

An active miniature inverted-repeat transposable element(MITE), MCLas-A, was previously identified from ‘Candidatus Liberibacter asiaticus' known to be associated with citrus Huanglongbing(HLB, yellow shoot disease). To explore the recent transposition status of MCLas-A, 389 ‘Ca. L. asiaticus' strains collected from nine regions in China were amplified using a specific primer set and three representative ‘Ca. L. asiaticus' strains were analyzed by next-generation sequencing(NGS) approach. PCR and genomic analysis showed that the entire MCLas-A was only present in 1.80%(7/389) and the jumping-out type of the MITE was predominant(81.23%) in samples tested, suggesting high frequency transposition occurred in ‘Ca. L. asiaticus' strains recently collected from China. Biological roles of transposition of the active MITE remain to be determined.     

基于离散元的柔性作物茎秆振动响应仿真

建立考虑柔性作物茎秆振动响应特性的动力学模型，对探索谷草分离机理、分析谷物分离过程和联合收获机参数优化具有重要意义。本文提出考虑柔性作物茎秆振动响应特性的动力学仿真模型，研究了作物茎秆的动力学响应特性。首先，给出了作物柔性茎秆的动力学模型和动力仿真方法；以成熟期小麦第3节间为例，测量了茎秆的内外径、单位质量密度和弹性模量等参数；对茎秆的横向弯曲振动和纵向拉伸振动进行仿真，研究茎秆的动力学响应特性，并与理论计算结果进行比较。通过仿真获得长度108mm、外径3.7mm、内径1.9mm、弹性模量5.27GPa的小麦茎秆的横向振动频率和纵向振动频率分别为164.28、7633.59Hz，与理论计算结果的相对误差分别为0.28%和0.12%。最后，通过谷草分离仿真实验，验证了柔性作物茎秆模型的实用性。     

黄河三角洲不同土地利用类型土壤微观结构特征

黄河三角洲不同土地利用类型盐碱土微观结构的研究,对认识该地区盐碱土的工程性质和对滨海盐碱地治理具有重要意义。该研究结合粒度分析(particle size distribution,PSD)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、压汞(mercury intrusion porosimetry,MIP)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)方法,对3种不同土地利用类型盐碱土的微观结构进行定量分析,旨在揭示其微观特性,为黄河三角洲盐碱地治理提供微观理论依据。结果表明:不同土地利用类型下的土壤黏粒含量表现大小依次为农田、滩地、草地,而土壤孔隙度大小依次为草地、滩地、农田;农田、草地与滩地盐碱土矿物成分中,石英、方解石和钠长石等原生矿物占绝对优势,仅含少量黏土矿物,且农田黏土矿物含量远大于草地与滩地;草地与滩地盐碱土孔隙特征类似,两者在0.1≤孔隙直径<10μm范围内小孔隙与微孔隙占有绝对优势,而农田盐碱土以孔隙直径在<2μm范围内的微孔隙与超微孔隙为主。农田盐碱土由致密片状、扁平状结构与微裂隙构成,骨架颗粒间由黏土矿物胶结;草地盐碱土由紧密镶嵌的块状颗粒和架空孔隙构成,骨架颗粒间无胶结;滩地盐碱土由紧密堆积的粒状颗粒和粒间孔隙构成,骨架颗粒间无胶结。研究成果可提高对黄河三角洲不同土地利用类型盐碱土微观结构的认识,为滨海盐碱地的治理、利用和开发提供了微观尺度上的依据。     

基于深度学习的大豆生长期叶片缺素症状检测方法

为了检测作物叶片缺素,提出了一种基于神经网络的大豆叶片缺素视觉检测方法。在对大豆缺素叶片进行特征分析后,采用深度学习技术,利用Mask R-CNN模型对固定摄像头采集的叶片图像进行分割,以去除背景特征,并利用VGG16模型进行缺素分类。首先通过摄像头采集水培大豆叶片图像,对大豆叶片图像进行人工标记,建立大豆叶片图像分割任务的训练集和测试集,通过预训练确定模型的初始参数,并使用较低的学习率训练Mask RCNN模型,训练后的模型在测试集上对背景遮挡的大豆单叶片和多叶片分割的马修斯相关系数分别达到了0.847和0.788。通过预训练确定模型的初始参数,使用训练全连接层的方法训练VGG16模型,训练的模型在测试集上的分类准确率为89.42%。通过将特征明显的叶片归类为两类缺氮特征和4类缺磷特征,分析讨论了模型的不足之处。本文算法检测一幅100万像素的图像平均运行时间为0.8 s,且对复杂背景下大豆叶片缺素分类有较好的检测效果,可为农业自动化生产中植株缺素情况估计提供技术支持。     

2CZD-1型段茎式甘蔗种植机设计与试验

研制了2CZD-1型段茎式甘蔗种植机,可一次性完成甘蔗种植的开沟、施肥、自动取种、自动排种、覆土和覆膜等工序,适用于宽窄行甘蔗种植。设计了机架、取送种机构、转盘施肥机构、旋耕覆土机构、覆膜机构和液压传动系统等结构,其中取送种机构采用排冗结构实现均匀排种。利用有限元分析软件ANSYS对甘蔗种植机的机架进行模态分析,并通过田间试验获得甘蔗种植机的覆土厚度合格率、种植密度、伤芽率、漏植率及总排肥量稳定性变异系数等性能参数。模拟结果表明,当激励频率为8~80 Hz时,机架容易发生共振,且最大位移可达28.12 mm。田间试验表明,该种植机的种植密度为142325芽/hm^2,覆土厚度合格率为93.6%,伤芽率为2.8%,漏植率为4.7%,种植深度合格率为89.3%,总排肥量稳定性变异系数为5.8%,工作生产率为0.32 hm2/h,符合甘蔗种植机的设计要求,能够显著提高甘蔗种植的效率。     

气动式水稻株间机械除草装置研制

目的 针对水稻株间机械除草自动化程度低、难度大的问题，在机器视觉识别定位技术研究的基础上，研制一种气动式水稻株间机械除草装置。方法 采用机械设计理论、离散元动力学仿真方法结合田间试验，研制出气动式水稻株间机械除草装置。首先对气动式株间除草机构的结构进行设计，运用运动学方程计算并确定机构的几何参数，通过Pro/E运动学仿真验证机构的可行性；然后对除草刀齿与水田土壤的相互作用过程进行仿真，并对仿真结果进行验证试验；最后进行田间试验验证整机工作性能，并利用三因素五水平二次旋转正交试验对影响除草率与伤苗率的工作参数进行分析。结果 气动式水稻株间除草机构连杆长35.00 mm，摆杆长72.24 mm，除草部件到回转中心水平距离为84 mm，垂直距离为191 mm。离散元动力学仿真分析表明，倾角为10°的弯齿刀除草刀齿与土壤的接触阻力较小，阻力平均值为3.12 N，且对土壤的扰动程度较大，受影响的面积达149.69 cm²。田间试验中，在机具前进速度0.25 m/s、气缸伸缩速度0.45 m/s和除草深度2.5 cm的工作参数下，平均除草率为83.91%、伤苗率为3.63%。结论 该机具满足除草率大于80%、伤苗率小于4%的设计要求，能够满足水稻株间避苗除草的作业要求。     

角钢⁃集成材L形组合柱的受压性能研究

为提高装配式木结构中异形柱的力学性能,设计了一种用热压等边角钢和SPF集成材为原料,环氧树脂胶黏剂连接制作的角钢-集成材L形组合柱,作为框架结构或框架剪力墙结构的角柱。以角钢边宽度对L形柱正截面承载力的影响进行了轴压试验研究,并进行ANSYS有限元模拟,以判断模拟预测的准确性。结果表明:角钢-集成材L形组合柱相对于同截面面积的木柱而言承载能力上升37.0%~51.4%,刚度上升36.5%~72.8%,同时L形柱有良好的延性;适当增加L形柱中的角钢边宽度可以使承载能力有效提高,但是其短边处的集成材易产生破裂,增加试件的脆性破坏;集成材之间的环氧树脂胶合界面在破坏前后都性能良好,在材料弹性阶段钢材和木材有效共同受力,承载力计算时需要考虑钢材的塑形增强作用;ANSYS有限元模拟的角钢-集成材L形组合柱弹性模量结果和试验结果一致,误差在10%以内,模拟结果基本可靠。研究成果对于预测角钢-集成材L形组合柱在实际预制装配时的安全可靠性提供了理论依据。     

日粮补充苹果渣或有机矿对鹅生产性能、蛋品质及繁殖性能的影响

本研究旨在评估日粮单独添加苹果渣或补充苹果渣和有机微量元素对鹅生产、繁殖性能及蛋品质的影响。试验将产蛋期的360只鹅随机分为3组,每组120只(30只/重复),对照组饲喂基础日粮,处理组分别饲喂苹果渣日粮和苹果渣+有机微量元素日粮,试验持续14周。结果:苹果渣补充或不补充有机矿较对照组显著提高了孵化率和仔鹅存活率(P<0.05),苹果渣+有机矿组较其他两组显著提高了蛋长度、蛋壳尖端和钝端厚度(P<0.05),但显著降低了蛋型指数、蛋壳重量和蛋黄重量(P<0.05)。日粮添加苹果渣同时补充有机矿较对对照组显著提高了鹅蛋中甘油二酯、胆固醇、胆固醇酯的含量(P<0.05),但苹果渣补充或不补充有机矿磷脂含量较对照组显著降低了13.17%和20.08%(P<0.05)。与苹果渣组相比,日粮添加苹果渣补充有机矿非酯化脂肪酸含量显著提高了31.76%(P<0.05)。结论:日粮添加苹果渣同时补充有机铜和锌可显著改善鹅的繁殖性能、蛋品质及蛋中脂肪组分。     

苜蓿秸秆压缩仿真离散元模型参数标定

为了提高苜蓿秸秆压缩过程中离散元仿真研究所用参数的准确度,该研究采用物理试验和仿真优化设计相结合的方法对离散元仿真参数进行标定。首先,以接触参数物理试验结果为仿真参数选择依据,利用Plackett-Burman试验对初始参数进行显著性筛选,方差分析结果表明,苜蓿秸秆-苜蓿秸秆静摩擦系数、苜蓿秸秆-苜蓿秸秆滚动摩擦系数、苜蓿秸秆-45钢静摩擦系数对仿真休止角影响显著。进一步以休止角的相对误差值为评价指标,对3个显著性参数进行最陡爬坡试验,优化显著性参数取值范围,并基于Box-Behnken试验建立休止角与显著性参数的二阶回归模型,以物理试验得到的38.88°休止角为目标值,对显著性参数进行寻优,得到最优组合:苜蓿秸秆-苜蓿秸秆静摩擦系数为0.45、苜蓿秸秆-苜蓿秸秆滚动摩擦系数为0.08、苜蓿秸秆-45钢的静摩擦系数为0.54。最后利用T检验得到P0.05,表明仿真休止角与物理试验值无显著性差异,验证了最优参数组合的可靠性。研究结果表明,应用上述各优化试验来标定离散元仿真参数是可行的,同时标定的参数可为苜蓿秸秆的其它仿真试验提供参考。     

磁化水灌溉对保护地土壤质量及尖椒品质的影响

[目的]探讨磁化水处理技术对长期保护地栽培土壤矿质养分、生物酶活性、物理结构等土壤理化性状及果实品质的影响,为减缓保护地栽培土壤次生盐渍化进程及土壤质量改善提供理论依据,为磁化水处理技术的应用提供理论基础。[方法]以山东省寿光市洛城镇长期保护地栽培土壤和尖椒为试材,采用田间小区试验设计,设置磁化水灌溉处理,以非磁化水灌溉处理为对照,测定0~15cm土层中土壤全量养分、有效性养分和交换性养分含量、土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性以及土壤容重、孔隙度、土壤颗粒以及pH等土壤理化性质和果实品质指标,分析其变化特征。[结果]结果表明：(1)磁化水灌溉提高了尖椒果实中维生素C、花青素、还原糖含量和可溶性糖含量,提高比例分别为1.76~46.85%；降低了果实中有机酸含量。(2)磁化水灌溉处理促进了Fe、Cu、N和P在叶片中的累积,其含量高于果实,而Mn和Zn含量则略低于果实中含量；Fe含量提高比例最高,在叶片和果实中平均值为57.20%,其次为全磷含量,平均值为53.49%；且磁化水灌溉处理尖椒果实和叶片矿质元素含量均高于非磁化水灌溉处理。(3)磁化水灌溉保护地栽培土壤中N、P、Mn和Zn等元素全量含量降低,为2.04%~20.61%；Fe和Cu等元素全量含量提高为4.64%-6.48%；土壤交换性K、Na和Ca等离子含量降低,为2.15%~4.95%,而交换性Mg离子含量则提高；铵态氮、硝态氮、速效磷和有机质等有效性养分含量提高。(4)磁化水灌溉保护地栽培土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶等生物酶活性均有不同幅度的提高,为0.27%~24.75%。(5)磁化水灌溉保护地栽培土壤容重降低、孔隙度增加,黏粒和粉粒等细小颗粒含量增加,而砂粒含量则有所下降。[结论]综上所述,磁化水处理技术有利于土壤物理结构的改善,对土壤有效性养分累积和供应强度以及土壤生物酶活性有明显的促进作用,从而提高尖椒果实的鲜食品质；并通过调整交换性离子含量和组成以及土壤pH的调节,减缓保护地土壤次生盐渍化的发生。