高架栽培草莓采摘机器人系统设计

为了提高草莓采收自动化水平,针对高架栽培草莓设计了自动采摘机器人系统,其采用无线遥控和语音提示相结合的人机交互方式,可以对机器人本体两侧果实同时进行采摘。该系统采用机器视觉和声纳测距相结合的方式实现了自主导航,通过双目视觉相机对果实进行识别和空间定位,由关节型机械臂操纵末端执行器进行定位。系统末端执行器采用果实吸附、果柄夹持和电热切割的方式对果实进行柔性操作。针对系统控制方案,制定了采摘机器人系统作业流程,并对机械臂末端运动路径节点和时间节拍进行规划,防止与周围环境发生运动干涉,保证机器人作业效率。试验结果表明,草莓采摘机器人系统末端定位平均误差小于2.2mm,单次采摘作业平均耗时10.99s。     

不同林龄桉树林下植被多样性分析

以广东省信宜市中部山区不同林龄（3 a 生和 5 a 生）桉树人工林为研究对象,通过样地调查, 统计和分析了桉树林下植被结构特征（种类组成、结构与分布）和物种多样性（Margale 丰富度指数、 Simpson 优势度指数、Shannon-Wiener 指数和 Pielou 均匀度指数）。结果表明：（1）3 a 生桉树林下植被共 记录维管束植物23 科 31 属 33 种,5 a 生桉树林林下植被共记录维管束植物 24 科 32 属 35 种,不同林龄 桉树林下植被结构与分布特征差异较大,乔木幼苗、灌木层和草本层的优势种均明显不同;（2）林龄对 桉树林下植被丰富度影响相对较小,但对优势度和均匀度影响较大;随着林龄的增加,桉树林下灌木层 和草本层植被物种多样性均明显下降,其中灌木层下降幅度大于草本层。总体而言,林龄对林下植被的 种类组成影响相对较小,但对林下植被的结构与分布以及物种多样性有显著影响。     

畜禽舍防疫消毒机器人设计与试验

针对畜禽养殖防疫消毒劳动强度大、安全性差的问题，设计了防疫消毒机器人系统，以实现畜禽舍防疫消毒喷雾的智能化作业。机器人系统由移动承载平台、防疫喷雾部件、环境监测传感器以及控制器等4部分构成，支持全自动运行和遥控操作2种工作模式。针对畜禽舍内弱光、低应激的工况条件，提出了“磁标-射频识别”组合的导航路径探测方法，实现在畜禽舍内养殖笼架间的自主移动。设计了风助式药液喷嘴，可同步实现消毒药液的雾化和扩散。通过对喷嘴内腔风场进行流体动力学仿真，对喷嘴气体导流和药液雾化部件结构参数进行了优化设计，确定了锥形导流垫块和雾化栅板的倾角分别为75°和90°。最后，在禽舍内对机器人导航和喷雾性能进行了现场测试。试验结果表明，机器人移动平台可满足0.1~0.5 m/s速度范围的自动巡线导航，其实际轨迹相对磁钉标记的最大偏移量为50.8 mm；风助式喷嘴可适用于200~400 mL/min流量的药液喷洒，形成的雾滴直径（DV.9）为51.82~137.23 μm，雾滴沉积密度为116~149 个/cm²。本畜禽舍防疫消毒机器人可实现养殖舍内消毒和免疫药液的智能化喷雾作业。     

微型植物工厂内部环境调控试验平台研制及试验

为解决植物工厂研究中存在的控制对象模型缺失问题,该文介绍了一种微型植物工厂内部环境调控试验平台。该平台舍弃了常用的参数设定间接调控模式,赋予控制算法对加热、降温等执行器的开关控制权,从而为更加直接地观测植物工厂内部环境的控制响应创造了条件。实际测试表明,该试验平台的加热、降温调控功能运行良好。同时,初步的数据分析确定了系统的延迟特性和平台内部温湿度因子间的相关性特征,为采样周期的选择以及后续开展温湿度智能优化调控奠定了良好的基础。     

干旱胁迫对两种速生树种叶绿素含量的影响

以竹柳和尾巨桉2种速生树种为试材进行干旱胁迫模拟盆栽试验,通过对比干旱胁迫后叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素（a＋b）含量以及叶绿素（a/b）值的变化,对供选树种进行抗旱性能分析与评价,为在华南地区选育优良的抗旱、节水速生树种提供重要的理论支持和参考依据。试验结果表明,两个树种在干旱胁迫下均表现出叶绿素a含量逐渐降低的趋势,尾巨桉降幅为70.2%,竹柳为55.5%;叶绿素b、叶绿素（a＋b）含量先缓慢增加后降低,叶绿素b含量与正常水分条件相比变化较小,叶绿素（a＋b）含量的变化主要由叶绿素a引起,竹柳的叶绿素（a＋b）含量变化幅度小于尾巨桉。叶绿素（a/b）值呈现先降低后升高的变化趋势,最小值均出现在干旱胁迫第9 d,且竹柳的降幅小于尾巨桉。经过对各项指标的综合分析并结合植物的抗旱性表现,得出竹柳比尾巨桉的适应性强,抗旱性能较好。     

干旱胁迫下华南地区3种苗木渗透调节物质的动态变化

采用盆栽法,在干旱胁迫条件下,对华南地区常见树种楝叶吴茱萸Evodia meliaefolia、石斑木Rhaphiolepis in-dica和任豆Zenia insignis叶片中的渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质)进行了研究.以探明供试树种通过渗透调节来适应干旱胁迫的途径与机理,为华南石漠化干旱区的树种选择提供科学依据.结果表明:在干旱胁迫下,3个树种的脯氨酸和可溶性糖质量比均表现出逐渐增加的趋势,在重度干旱时达到最大值,其中石斑木的质量比最高(脯氨酸为490.86μg/g,可溶性糖为38.13 mg/g),楝叶吴茱萸最低(脯氨酸为278.33μg/g,可溶性糖为27.74 mg/g).而可溶性蛋白质质量比则表现出先增大后减小的规律,其中楝叶吴茱萸和任豆在轻度干旱时先达到最大值,分别为5.97和6.84 mg/g,而石斑木在中度干旱时才达到最大值(7.44 mg/g),重度干旱时,只有石斑木的可溶性蛋白质质量比高出正常水分条件53.64%,表现出很强的渗透调节能力.综上可知:在3个供试树种中,石斑木具有很强的渗透调节能力,对干旱胁迫有较强的适应性,任豆次之,楝叶吴茱萸渗透调节能力最弱,抗旱适应性较差.     

草珊瑚植株表型对光照和氮素营养的响应

【目的】草珊瑚 [Sarcandra glabra (Thunb.)Nakai] 是一种极具药用及观赏价值的多年生草本或亚灌木植物,氮素与光照强度均是植物生长发育过程中的关键性因素。本文研究了不同光照强度和氮素浓度下草珊瑚植株的形态特征、生物量积累及分配的变化,初步提出了草珊瑚人工栽培适宜的光氮组合。【方法】以1年生草珊瑚为试验材料,在华南农业大学跃进北实验大棚内 (N23°09′58.80″ 、E113°21′46.00″,海拔高度约为60 m) 进行了盆栽试验。设定自然光照的80%(L1)、60%(L2)、40%(L3) 三个强度水平,施N 0(N0)、83.3 mg/kg(N1)、167 mg/kg(N2)、250 mg/kg(N3) 四个水平。幼苗于2016 年3月移栽,12 月取样监测了苗木苗高、地径、生物量、根系特征和叶片特征等指标。【结果】草珊瑚形态指标中主根长、根尖数、苗高、地径、叶面积均在L2N2处理下达到最高,比叶面积在L2N1处理下达到最大。氮素水平一定时,根、茎、叶鲜重和干重均在L2光照水平下达到最大;光照强度一定时,其在N2水平下达到最大。生物量分配受氮素影响显著,受光照影响不显著,但光照和氮素有一定的交互作用。N0和N1水平的根系生物量占比和根冠比显著高于N2和N3水平;N2和N3水平的茎叶生物量占比及叶根生物量比均显著高于N0和N1水平;叶生物量占比在N2水平下显著高于其他氮水平,其在N2水平下,L2光照水平的叶生物量和叶根比达到最大;形态参数对光照强度和氮浓度变化的可塑性指标PI_光 = 0.38、PI_氮 = 0.37;生物量积累对氮浓度变化的可塑性指标PI_氮 = 0.43,是光照强度对其影响的表型可塑性的1.65倍;生物量分配的表型可塑性参数PI_氮 = 0.19,是其对光照响应的3.80倍。【结论】草珊瑚有较好的氮浓度变化适应性,即当氮浓度在试验范围内变化较大时,草珊瑚仍能较好地适应性生长,对光照强度变化的可塑性较低,即当光照强度在试验范围内变化较大时,不利于草珊瑚的生长,对光照强度变化适应性低。在60%自然光+施氮167 mg/kg土组合处理下草珊瑚生长最佳,有利于提高草珊瑚产量。草珊瑚应对不同光氮环境的策略主要是通过调整根茎叶的形态特征来适应光照及氮素的变化,且主要通过调整根、茎、叶生物量的积累及分配来适应氮素的变化。     

丁酸梭菌在饲料中的应用研究

丁酸梭菌作为一类厌氧异养生存的杆状芽孢杆菌科细菌,同时也作为一种肠道的益生菌,可以有效提高畜禽对营养物质的消化吸收能力和畜禽自身的抵抗力,抑制有害微生物的生长繁殖,提高畜禽养殖的经济效益,是一种具有很大开发潜力的微生态制剂。本文就丁酸梭菌的培养和发酵工艺,应用和发展趋势几个方面的问题进行了阐述。     

基于STM32的微型植物工厂温湿度监测系统设计

利用嵌入式技术研发了针对家庭用微型植物工厂的温湿度监测系统。该系统以STM32微处理器为核心,在μC/OS-Ⅱ操作系统环境下,实现了温湿度信息的实时采集和显示,并采用分批估计数据融合算法提高了单传感器精度;同时,该系统还具备SD卡存储功能,可以随时查询微型植物工厂内部温湿度历史数据。种植试验结果表明:该系统稳定可靠,能准确、实时地对微型植物工厂内部的温湿度进行监测和显示,且方便通过触摸屏进行历史数据查询,具有较高的实用性。