基于改进蚁群算法的植保无人机路径规划方法

为了规划出更加高效的植保无人机路径，提出一种基于改进蚁群算法的植保无人机路径规划方法，该方法适用于多个具有复杂多边形边界与内部障碍物的三维作业区域。采用扫描方式生成水平面内的作业路径，经过离散化处理后，在三维地形曲面上插值，获得三维作业路径。在此基础上，建立作业路径生成算法，以三维作业路径总长度尽量短、作业路径数量尽量少为目标，对植保无人机作业航向进行寻优。改进蚁群算法通过附加记录作业路径进入点的机制，实现对三维作业路径的合理排序，生成总长度较短的转移路径。经过算例检验，针对同一作业区域规划出的三维作业路径与水平面内的作业路径的航向角存在较大差异，相差最大为92°，这说明考虑三维地形的必要性。算例中，将改进的蚁群算法与贪婪算法进行了对比，针对一系列相同的作业起点，改进的蚁群算法所得的转移路径总长度均较短，比贪婪算法所得结果缩短3%~28%；在未选定作业起点情况下，改进的蚁群算法与贪婪算法求得的转移路径总长度最小值分别为1661m与1763m，说明改进的蚁群算法具有良好的寻优能力。实例检验情况与算例所得结论基本一致。算例与实例中的作业区域边界与地形复杂，涵盖情况全面，表明本文提出的路径规划方法具有一定实用性。     

锯材种类与切面对UV喷绘涂层性能的影响

近年来,高效环保的UV数码喷绘技术已逐渐应用于家具板材的表面装饰。研究木质基材对于喷绘性能与效果的影响将为基材的选择与改性提供理论支持。选取3种代表性实木锯材:樟子松、桦木、白蜡木,分析其解剖结构与表面特性,包括基材的表面粗糙度、表面湿润性、SEM形貌及BET比表面积、孔径等对UV喷绘涂层的光泽度、附着力、耐磨性的影响;表征涂层与基材结合界面的形貌与化学结构,探索界面结合机制。结果表明:樟子松管胞与介孔含量高,导致横切面粗糙度最大,喷绘涂层光泽度差;桦木本身颜色暗淡、明度低,导致涂层颜色偏暗;白蜡木横切面的湿润性较好,喷绘后涂层附着力高达1级;同时各锯材横切面由于管胞、导管的影响导致喷绘涂层显现出生长轮的形状;界面分析结果证实,油墨并没有与木材发生化学反应,喷绘图案与木材的界面结合是以范德华力为主的机械锚钉结构。因此,对实木材料进行UV喷绘时,应选择材色较浅、明度较高的基材,如需打印涂层遮盖木材纹理,则应同时考虑选择孔含量较少、较小且分布均匀的基材。     

生物质导热系数测量系统设计

随着不可再生能源的日渐枯竭,生物质能源的研究工作受到越来越多的关注。想要充分了解和利用生物质能源,生物质材料的热物性分析必不可少。其中,导热系数表征就是研究的重点内容之一,设计出可靠便捷的测量系统至关重要。笔者以LabVIEW平台为基础,依靠其强大的测控功能,结合3ω法测量原理及具体的实验步骤,设计出一种固液相样品都适用的导热系数测量系统。实验中测量端的铂丝将产生电信号,经前置放大电路被锁相放大器SR830采集,然后通过GPIB接口卡与PC机通讯。其中,上位机LabVIEW的程控交互界面包括了前期准备、信息记录、数据采集和曲线显示4个部分,为研究人员提供了直观、便捷、高效的实验进程帮助。还从测量对象的性质和实验台搭建过程两个方面,分析了可能存在的误差来源。为了验证该导热系数测量系统的可靠性,对常见的生物质液体,包括存在固液相变化的样品,进行了测量实验。测量值与文献参考值比较显示,系统误差小于5%,说明该测量系统具有较高的可靠性和稳定性。     

茶树几丁质酶基因的克隆及其在干旱胁迫下的表达分析在干旱胁迫下的表达分析

以铁观音茶树叶片为材料,利用逆转录PCR及RACE法,克隆了茶树几丁质酶基因CsChi(GenBank登录号为KR078345).CsChi基因的cDNA全长为1 192 bp,包含972 bp的开放阅读框(ORF),编码323个氨基酸.生物信息学分析结果表明,CsChi蛋白的分子量为34.33 ku;理论等电点pI为8.44;原子组成为C1519H2285N413O464S18,总原子数为4 699;蛋白质结构分析显示该蛋白有6个蛋白的跨膜区域,属于跨膜蛋白;存在于细胞外;没有卷曲螺旋结构存在;CsChi基因编码的蛋白属于糖苷水解酶19家族,含有保守的ChtBD1结构域,与溶菌酶的保守结构域类似,可能兼具几丁质酶活性和溶菌酶活性,qPCR定量分析结果显示在不同干旱胁迫处理下茶树的CsChi基因的表达量,与对照组相比有所增加.推测CsChi基因在茶树干旱等逆境胁迫中起重要作用.     

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。     

牛源ATG13的克隆表达及功能分析

细胞自噬是细胞的一种自我保护机制。本研究选取牛源autophagy related gene 13(ATG13)为研究对象,通过分子生物学方法,对ATG13蛋白进行了鉴定与分析。原核表达及Westenblot鉴定发现,ATG13基因编码的蛋白大小为53k D左右。研究结果为研究牛源ATG13蛋白的生理功能及调控机制积累了前期实验数据,同时为生物医学与生物材料学领域中进一步开发利用牛源ATG13蛋白奠定了基础。     

基于柱塞泵与单片机的可控施肥机设计与喷灌试验

为了实现水肥一体化施肥装备流量精确且无水头损失,设计了一种基于柱塞泵与单片机的高精度可控施肥机,开展了恒流模式下6个流量梯度的喷灌系统施肥均匀性试验;以喷头总流量变化幅度为变量,设计了在1∶10的水肥配比下2种灌溉总流量变化幅度的不同工况,对比启、闭可控施肥机恒定水肥比例模式对水肥一体化支管内肥料浓度稳定性的影响效果.试验结果表明,高精度可控施肥机在流量分别为100,200,400,600,800,1 000 L/h的6种恒流模式时,喷灌均匀系数C_U为99.33%~99.71%、变异系数C_V为0.35%~0.75%;C_U,C_V与施肥机流量分别呈正相关与负相关关系,且喷头喷洒肥液的电导率总平均值E_C_-与施肥机流量之间具有显著的正相关性.在恒定水肥比例模式时,试验组管道内肥液浓度在160 s时趋于稳定,且稳定后肥液电导率与目标值偏差率小于4%.高精度可控施肥机恒流模式试验表明施肥机大流量下施肥均匀性变异系数仅为小流量下的50%,且改变施肥机的流量是水肥一体化喷灌系统实现高均匀度变量施肥的一种有效途径;试验证明恒水肥配比模式可有效减小支管肥料浓度受外界的影响.     

农业产业振兴需要定力

正小小油菜,全身是宝,从苗到花再到籽"吃干榨尽",可油用、饲用、蜜用、花用等,开拓出不少新产业新业态。但是,笔者最近听到了几位农民的烦恼。农民说,辛辛苦苦种一季,卖菜籽每亩地毛收入有六七百元,刨去种子化肥等成本,挣不了多少钱。收购商反映,一些地方种植分散,品种杂乱,难以满足企业标准化要求,好菜籽难求。加工业主说,油菜可加工成菜粕,因富含蛋白质,成为畜牧水产养殖的绝佳饲料,但因加工设备和工艺的限制,生产成本较高。养殖企业一般要把菜粕和豆粕搭配使