生物学自主设计型实验探索——以叶绿体DNA提取为例

指出了分子生物学是生命科学相关学科的主干课程,具有很强的实践性。同时,学生掌握分子生物学的实验方法和技术手段,对培养自身科研能力具有重要意义。结合当前高校对于绿色植物叶绿体DNA提取的实验,从丰富教学方法、更新教学手段、改进考核方式等方面进行了改革与探索。以期提高学生学习质量,强化实验技能及综合能力培养,为高校培养高素质创新型人才奠定基础。     

健美操教学对高职院校女大学生身体形态影响的研究

主要通过实验法对高职女大学生的体育课教学进行研究,得出结论是身体形态各项指标在通过健美操教学之后,不同程度都有所下降,其中体重和腰围健美操组下降明显。而在大腿围、胸围、肩宽等的减少两组差别不大。     

益生菌检测在食品微生物实验教学中的应用

该文将益生菌检测项目引入大学本科实验教学，设计了市售乳饮料中乳酸菌检测综合型实验。该实验涵盖知识点多，实验过程简单，易于在本科教学课堂实施。该实验将食品微生物学课程前期所学的基础知识和基本实验技能与生活热点问题相结合，激发学生学习兴趣，培养学生理论联系实际的能力及综合实验技能。在培养“厚基础、强能力、宽适应”的创新型人才和创业型人才方面具有重要意义。      

基于图像特征R通道检测玉米粒霉变及霉变程度的方法

霉变玉米粒对食品业、畜牧业和工业加工都有影响,因此快速识别霉变玉米粒具有重要应用意义。通过试验发现,正常玉米粒与霉变玉米粒在R通道上的像素值界限分明,G通道次之,而在B通道上两者的像素值大致相同,据此提出一种基于R通道来检测霉变玉米粒的方法。该方法利用正常/霉变玉米粒R通道上像素值的特征,对测试集中的玉米粒进行数理统计分析,获得正常/霉变玉米粒R通道像素值的取值区间。通过玉米粒图像处理得到总像素点数和霉变像素点数,并定义霉变像素点数与总像素点数之比为占比,通过非参数估测方法获取正常/霉变玉米粒占比交点作为判断玉米粒是否霉变的阈值。本文还探讨霉变玉米粒的霉变程度,即将霉变像素值的区间划分为三个子区间,分别得到重度、中度和轻度霉变像素点的数量,并分别依据占比将霉变玉米粒划分为重度、中度和轻度霉变。试验结果表明,所提出的方法对玉米粒是否属于正常还是霉变,检测的正确率都达到99%;对同一批霉变玉米粒进行不同位置重复试验,也能较稳定地识别出霉变玉米粒的霉变程度。     

基于双向准Z源逆变器的无刷直流电机驱动系统研究

针对农用电动运输车直流电源电压降落而导致的动力降低,以及车辆行驶工况复杂多变等问题,设计一种基于双向准Z源逆变器的无刷直流电机驱动系统。以STM32F103C8T6为控制器,完成驱动系统的硬件电路设计。通过直流母线方波升压和SVPWM控制策略,使无刷直流电机驱动系统具有ON-PWM斩波、准Z源方波升压、准Z源SVPWM三种驱动模式。最后搭建驱动系统的试验平台,取直流电源电压U_(dc)=24 V,直通占空比D_0=0.2,准Z源方波升压和准Z源SVPWM都将逆变桥的直流母线电压提升至40 V以上,有效解决直流电源电压降落的问题。驱动系统根据加速、爬坡、重载等具体工况快速、准确地切换工作模式,满足车辆的动力需求,提高车辆行驶的安全性和可靠性。     

我国植物工厂智能化装备研究现状与展望

植物工厂是实现精准农业的重要方式之一。近年来,智能化装备的发展和相关技术的突破,促使植物工厂取得重要进展。从种苗生产、作物管理、物流三方面对我国植物工厂智能化装备进行梳理总结;分析植物工厂智能化装备发展中面临种苗生产配套智能装备不够完善、作物管理智能化装备集成度低、物流智能化装备通用性差且普及率低等问题;并指出多传感器融合技术、作物生长模型、高性能低成本的零部件、小型智能化装备、智能化集成系统是未来发展趋势。     

基于PCA-Attention-LSTM网络的土壤氮含量监测

土壤作为农作物生长的主要营养来源,氮是植物生长的重要元素,有效评价土壤氮素含量可以促进配方施肥的发展。提出主成分分析、注意力机制和长短时记忆神经网络相结合的模型(PCA-Attention-LSTM)来监测土壤的氮素含量。采用PCA(主成分分析)对数据进行处理,提取影响土壤氮含量的关键影响因子,降低模型向量输入的维数,利用注意机制突出预测中的关键输入特征。在Keras深度学习框架的基础上搭建PCA-Attention-LSTM的网络模型,实现对未来2 h土壤氮含量的精监测。最后,以黑龙江省依安甜菜养植基地的数据对土壤氮含量进行训练和验证。结果表明,与RNN等其它网络模型相比,该模型的效果更好,基于PCA-Attenlion-LSTM网络模型的平均绝对误差,均方根误差和平均绝对百分误差分别为0.119、0.020、0.156。该模型预测精度高,泛化能力强,可以应用于土壤氮含量的监测。     

基于两段式收获工艺的花生起收机设计与试验

针对我国新疆地区花生种植的模式,考虑到现有机具适应性差的问题,结合花生收获农艺需求,研制一种可有序铺放的花生起收机,该机具主要由机架、挖掘铲、升运链、振动装置和铺放装置组成。振动装置中振动轮采用3个直径为80 mm的橡胶轮依次排列,排列间距为120 mm,铺放装置中两铺放对辊的间距区间为100～200 mm;机具可一次性完成花生的挖掘输送、振动去土和有序铺放等作业。采用正交试验法对机具关键部件性能进行田间试验,确定试验参数的较优组合。试验结果表明该机在升运链轮转速100 r/min,对辊间距150 mm,机具行走速度为1 km/h的条件下具有较优的性能,其总损失率为2.4%,带土率为13.6%,有序铺放率为80.4%,作业质量满足花生收获农艺需求,为新疆地区花生机械化收获的发展提供一定借鉴。     

油菜覆膜打孔穴播机打孔装置设计与试验

为实现油菜等小粒径作物覆膜种植中膜上均匀打孔的功能,针对传统膜上成穴装置结构庞大复杂、工作时易黏土挑种及撕挑地膜等问题,设计了一种法兰式滚轮与螺纹式圆锥型锥钉组合式结构的打孔装置,确定了其主要结构参数范围;构建了打孔装置运动学模型,分析了打孔锥钉关键点的运动轨迹,确定了膜上打孔过程,并基于轨迹方程分析了膜孔尺寸参数;运用ADAMS运动学仿真,采用四因素三水平正交试验方法,以打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、打孔滚轮半径、机组前进速度为试验因素,以膜孔长度、膜孔间距偏差为试验考核指标,进行了打孔装置结构和运动参数的仿真试验。仿真结果表明:影响膜孔长度的因素主次顺序为打孔滚轮半径、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、机组前进速度;影响膜孔间距偏差的因素主次顺序为打孔滚轮半径、机组前进速度、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径;基于参数优化,获得较优参数组合为:打孔锥钉顶角53°、打孔锥钉直径16 mm、打孔滚轮半径65 mm、机组前进速度4 km/h。以打孔装置较优结构参数组合进行了田间验证试验,结果表明:打孔装置所打膜孔形状较规则,普遍呈类圆形状,膜孔长度均在18 mm以上,膜孔间距较为均匀,与仿真结果基本一致;各行膜孔长度一致性变异系数为4.98%,各行膜孔间距均匀性变异系数为3.44%。结果表明试验参数组合选取合理,打孔装置符合设计要求。