农机远程智能管理平台研发及其应用

本研究针对农机管理实时数据少、农机实时作业监管困难、服务信息不对称等问题，首先提出专业化远程管理平台设计时应具有五大原则：专业化、标准化、云平台、模块化以及开放性。基于这些原则，本研究设计了基于大田作业智能传感技术、物联网技术、定位技术、遥感技术和地理信息系统的可定制化的通用农机远程智能管理平台。平台分别为各级政府管理部门、农机合作社、农机手、农户设计并实现了基于WebGIS 的农机信息库及农机位置服务、农机作业实时监测与管理、农田基础信息管理、田间作物基本信息管理、农机调度管理、农机补贴管理、农机作业订单管理等多个实用模块。研究着重分析了在当前的技术背景下，平台部分关键技术的实现方法，包括采用低精度GNSS定位系统前提下的作业面积的计算方法、GNSS定位数据处理过程中的数据问题分析、农机调度算法、作业传感器信息的集成等，并提出了以地块为核心的管理平台建设思路；同时提出农机作业管理平台将逐步从简单作业管理转向大田农机综合管理。本平台对同类型管理平台的研发具有一定的参考与借鉴作用。     

Shikonin inhibits neuronal apoptosis induced by OGD through targeting PI3K/Akt signaling pathway

AIM: To explore the effect of shikonin on rat primary cortical neurons in oxygen-glucose deprivation (OGD)-induced injury model.METHODS: The neurons were pretreated with shikonin at different concentrations (0.02, 0.2, 2 and 20 μmol/L) followed by treatment with OGD. Lactate dehydrogenase (LDH) release assay and fluorescein diacetate/propidium iodide (FDA/PI) double staining were used to detect neuronal viability and apoptosis, and then the optimal concentration of shikonin was determined. LY294002 (PI3K/Akt signaling pathway inhibitor, 1 μmol/L) was added before the addition of shikonin, and the protein level of p-Akt (Ser473) in the neurons was determined by Wes-tern blot. LDH release assay and FDA/PI double staining were also used to detect neuronal viability and apoptosis.RESULTS: A certain concentration (0.2~20 μmol/L) of shikonin increased the viability of impaired neurons (P<0.05) and the protein level of p-Akt (Ser473) in the neurons (P<0.05). The effect of shikonin on neuronal p-Akt (Ser473) levels and the cell death were blocked by LY294002 (P<0.05).CONCLUSION: A certain concentration of shikonin reduces OGD-induced apoptosis of rat primary cortical neurons by activating PI3K/Akt signaling pathway.     

戴松恩院士对我国首部《种子法》的贡献

戴松恩院士在我国较早提出制定《种子法》建议,并积极推动立法,为我国种子管理工作的法制化作出了贡献。1978年7月,戴松恩在山西太原召开"全国农业学术讨论会"时首次建议制定《种子法》。此后,他三次撰文呼吁迅速制定《种子法》,他的建议被《人民日报》公开报道,引起了相关部门的重视。在戴松恩等专家的努力和相关部门的推动下,1989年3月,我国首部《种子管理条例》发布。戴松恩提出的组织良种审定委员会、建立良种繁育基地、种子贮藏制度等建议,均得到采纳。在该条例的基础上,我国逐步推进立法,2000年首部《种子法》颁布。     

基于GM(1,1)的天然次生林空间结构预测

【目的】系统地分析已有天然次生林林分空间结构数据,通过灰色模型预测天然次生林林分空间结构各指标未来的发展趋势,对天然林经营具有十分重要的意义。【方法】以湖南大围山自然保护区典型次生林为研究对象,依据结构化森林经营理论,选取了混交度、竞争指数、角尺度、空间密度指数、开阔比数、大小比数、林分综合均质性指数作为天然次生林林分空间结构合理性评价与预测的量化指标,构建了基于GM(1,1)的天然次生林林分空间结构灰色预测模型。模型将2008年林分空间结构各指标的平均值作为初始值,并在研究区设置了面积为20 m×20 m的5个研究样地(M1,M2,M3,M4,M5),利用保护区2008-2018年典型样地林分空间信息,预测了研究区调研样地2019年-2021年林分空间结构各指标未来的变化趋势。【结果】利用精度检验机制对该模型的精确度进行了有效性检验,检验结果表明,所有指标预测合格概率P合=71.43%,良好的概率P良好=22.86%,优的概率P优=5.71%,表明该预测模型符合精度检验要求。【结论】样地未来3 a各指标整体变化尺度不大,林分空间结构基本稳定。从各指标在2008-2018年时空上的变化规律来看,各样地林分平均竞争指数、平均大小比数及平均空间密度指数是影响林分均质性指数的关键指标。     

自然生草桃园表层土壤水分和草地地上生物量的空间分布及其关系

【目的】阐明桃树果园短期自然生草条件下土壤水分空间分布特征及其与草地地上生物量的关系。【方法】以信阳沙壤土五月鲜桃园为研究对象,在冬春季短期自然生草条件下,采用1 m×1 m网格采样法,以经典统计学和地统计学半方差函数为工具,研究表层(0~5 cm)土壤水分和草地地上生物量空间分布特征。【结果】表层(0~5 cm)土壤含水量和地上草地生物量符合正态分布,平均体积含水量为10.08%,95%置信区间为9.84%~10.32%,变异系数为16.36%,0.2 m×0.2 m草地地上生物量均值为9.17 g,变异系数为56.71%。区域田块尺度上,自然生草桃园草地地上生物量和表层(0~5 cm)土壤水分空间分布均符合指数函数模型,模型块金值/基台值分别为0.477 3和0.499 8,变程分别为7.20和2.51。即二者均具有中等程度的空间依赖性,草地地上生物量较表层(0~5 cm)土壤含水量具有更强的空间依赖性。克里格插值结果表明,表层(0~5 cm)土壤含水量和草地地上生物量空间上呈斑块状分布,且表现为距离树体越远值越大的分布特征。相关分析结果表明,地上生物量与表层(0~5 cm)土壤含水量之间极显著正相关(P<0.001)。【结论】果园短期自然生草有利于保蓄表层土壤水分,改善土壤水分条件,草地地上生物量是影响果园表层土壤水分空间分布的重要因素。     

基于GC-MS对水稻种子耐镉差异代谢物的筛选与分析

为了筛选耐镉性较好的水稻品种,本研究利用气相色谱质谱联用仪,对24份不同耐镉程度的水稻品种进行了代谢物的定性与定量分析,通过主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等多元统计分析方法筛选出水稻耐镉差异性代谢物。结果表明:24份水稻种子共检测出59种主要代谢产物,有机酸类物质可将不同耐镉水平的水稻区分开;同时结合PLS-DA与T检验筛选后得出4种差异代谢物(VIP>1,p<0.05),其中9,12-亚油酸主要存在于低耐品种,而丙二酸、扁桃酸和D-甘露醇主要存在于高耐品种中。说明有机酸类物质与水稻耐镉性相关,可作为区分水稻种子耐镉差异的标志代谢物。     

红枣提取物对虹鳟血清指标和头肾免疫相关基因表达的影响

为了探讨添加红枣提取物对促进虹鳟(Oncorhynchus mykiss)机体健康的可能性,选取体长为7.2~8.4 cm的健康虹鳟,随机分成4个试验组,分别投喂红枣提取物添加量为0%(对照组)、0.25%、0.50%和1.00%的等氮等脂饲料,饲养56 d,养殖结束后测定12项血清生化指标和头肾的6个免疫相关基因mRNA表达量。结果显示:与对照组相比较,血清中肌酐(CREA)和尿素氮(BUN)含量三个红枣提取物组均出现极显著下降;谷丙转氨酶(GPT)活性在0.50%和1.00%组极显著下降,谷草转氨酶(GOT)活性也在0.50%和1.00%组出现了一定程度下降,但差异不显著;酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(AKP)活性无显著变化;总蛋白(TP)和白介素6(IL-6)含量在0.25%组出现显著增加;溶菌酶(LZM)活性三个红枣提取物组均显著升高;超氧化物歧化酶(SOD)活性在0.50%组极显著增加;补体4(C4)和肿瘤坏死因子(TNF-α)含量在0.25%和0.50%组均极显著增加。在头肾中,与对照组相比,SOD、白介素1β(IL-1β)和补体3(C3)基因表达量在0.50%和1.00%组均为显著或极显著上调;Factor H基因表达量在0.50%组显著上调;过氧化氢酶(CAT)和LZM基因表达量在0.50%和1.00%组仅出现差异不显著上调。上述结果表明,在虹鳟饲料中添加一定量的红枣提取物,可以起到促进肾功能,保护肝脏和提高其非特异性免疫功能的作用。     

应力波在落叶松活立木中传播影响因素数值模拟

探究应力波在落叶松活立木中传播的影响因素,有助于研究应力波在人工林活立木中的传播机理。依据固体介质中的应力波传播理论和弹性力学理论,将活立木看作只由心材层和边材层组成的两层结构材料,基于活立木的正交各向异性假定,利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对应力波在活立木中的传播进行了模拟计算,并研究了敲击载荷频率、活立木胸径和心材比对应力波传播的影响。结果表明,应力波波速随着载荷脉冲频率的增大而减小;对于胸径为10 cm的活立木模型,当传播距离达到1. 2 m时,应力波波阵面已经转换为一维平面波,而对于胸径超过30 cm的活立木模型,应力波在0～1. 2 m传播距离内是以三维膨胀波的形式传播;活立木胸径对应力波的传播速度有影响,当胸径小于10 cm时,波速较小且基本没有发生变化,当胸径从10 cm增加到40 cm时,应力波的波速随着活立木胸径的增加而增加,而当胸径超过40 cm时,波速略微增加后保持相对稳定;应力波在活立木中的波速随着心材比的增大而减小。胸径对应力波在活立木中的传播形式以及波阵面形状有影响,而敲击载荷频率和心材比对应力波在活立木中的传播形式以及波阵面形状没有影响,但三者都会对应力波的传播速度产生影响,数值模拟最佳的敲击载荷频率为2. 5 kHz,应力波在活立木中的传播速度不只取决于边材的力学性能,而是受到心材和边材的共同影响。     

拖拉机动量飞轮主动防侧翻控制与模型试验研究

针对拖拉机侧翻致死致伤事故仍时有发生的问题，基于旋转刚体加速时的反向施矩原理，以反作用动量飞轮为执行元件，提出了从主动安全角度解决拖拉机侧翻问题的研究方法。通过构建拖拉机动力学系统数学模型，解析了整机侧翻行为的动态演变机理。为保证拖拉机主体结构的完整性，将动量飞轮置于拖拉机前部，取代传统静态配重的同时可主动提供防侧翻力矩。应用Matlab/Simulink软件，对反作用飞轮的回稳过程进行了基于PID控制的有效性仿真分析，同时设计并搭建了比例模型试验平台，对主动施矩飞轮的回稳控制效果进行了试验验证。结果表明，装备飞轮的拖拉机与无控制组对比，在一次试验中可多次实现整机的防侧翻控制，使整机防侧翻性能得到明显改善，且不同行驶工况下的试验数据与仿真结果的相关性较强，充分验证了本文拖拉机侧翻动力学模型的有效性。