施肥开沟机作业信息远程监测方法与试验

针对目前施肥开沟机缺少作业信息检测装置及其远程监测的需要,基于惯性传感器技术、数据处理技术及网络通讯技术,开发施肥开沟机作业信息远程监测系统。所检测施肥开沟机作业信息包括开沟深度、油耗、作业时间、作业轨迹和作业距离,其中,油耗采用超声波油位传感器检测,作业时间通过设定界限值判断是否为作业段来检测,作业距离和作业轨迹则依赖于GPS定位。由于开沟深度和农作物产量相关,作业信息检测方法重点围绕开沟深度进行研究。采用2个惯性传感器分别检测开沟机和车身的俯仰角,相减得到的倾角差值结合开沟机相关尺寸计算可得开沟深度。基于卡尔曼滤波算法对倾角差值进行滤波以减小机具振动等产生的检测误差。在MATLAB中建立倾角差滤波模型进行仿真,仿真发现:Q/R比值不变,Q、R值变化时,滤波效果基本相同;Q/R比值不同时,随Q/R减小,滤波后倾角差的方差越小,但滞后效果越明显。倾角差滤波试验分为2部分:1)滤波验证试验以模型车为载体,利用不同Q、R参数进行试验,结果与仿真结论一致;2)土槽试验中固定Q、R参数,倾角差经滤波,其方差由4.07减小为0.47,表明滤波有效。田间试验对作业信息进行检测,结果表明:1)开沟深度检测误差在5%以内,结果精确;2)其他作业信息检测准确,检测方法可靠,远程监测系统具有实用价值。     

基于异构数据集成技术的农业信息综合管理网络平台开发

针对中国当前农业无线监测中农业信息化标准尚未建立,监测终端各不相同,监测系统数据结构兼容性差的问题,该文围绕异构数据规范化设计和管理,开发了面向差异化农业信息监测终端的一体化网络平台。根据异构网络数据特点,将不同监测终端上传的数据格式标准化;基于XML(extensible markup language)和Visual Basic 6.0开发了标准化网管数据接口,将不同终端数据按照通讯协议的标准格式解析、存储数据;基于PHP、My SQL数据库和服务器及网站网页技术设计并搭建了远程监测平台。利用开沟机监测终端进行田间试验,监测耕深和跟踪机具,试验表明:网管数据接口能实时接收并正确解析终端数据;监测平台可实现远程数据的曲线显示、数据导出和控制终端的远程控制、轨迹绘制的功能;通过导出数据的轨迹和平台显示轨迹对比,轨迹精确。该研究解决了监测系统异构数据及终端硬件差异问题,把单机测控应用扩展至广域网,可应用于农机信息的远程实时监测和远程控制,对现代化农业信息化共享有着重要作用。     

人结核病病原菌型的PCR指印分析

以结核分枝杆菌特异插入序列ＩＳ６１１０两端序列为模板,设计一对外向ＰＣＲ引物进行ＰＣＲ扩增,从而建立一种结核分枝杆菌的快速分子生物学分型技术,该试验的基础是利用ＩＳ６１１０在结核分枝杆菌染色体ＤＮＡ中反复重复且ＩＳ６１１０序列之间相距较近,经ＰＣＲ扩增呈现多条带型构成ＤＮＡ指印。采用ＰＣＲ指印技术,对人结核病患者痰标本中的结核分枝杆菌进行分型,５７份痰标本呈现７种ＰＣＲ指印。该ＰＣＲ分型技术对结核     

采用限制性酶切片段长度多态性和PCR指印技术对牛结核分枝杆菌分型研究

5株牛结核分枝杆菌DNA经PvuⅡ消化后，用来自IS1081中的248bp荧光探针杂后后进行限制性酶切片长度多态性（RFLP）分型，5株牛分离株中4株具有相同杂交带型，剩余的1株在3．6kb处多了1条带。将248bp探针对北京牛结核分枝杆菌分离株的RFLP分型法结果与直接反向PCR分型法对上述分离株分型结果比较发现：5株牛结核分枝杆菌分离株中有2株具有相同的PCR指印带型，剩余3株牛结核分枝相杆菌分离株则PCR指印带各不相同，上述结果显示出，直接反向PCR分型法较标准的RFLP分型法分型能力强。直接PCR法对新疆牛结核分枝杆菌分离株的分型结果显示出，PCR指印带型中带数较少，且与北京牛结核分枝杆菌分离株的PCR指印带型截然不同。     

基于环介导等温扩增技术检测江苏省中部地区小麦赤霉病病菌的种群组成

为明确江苏省中部地区小麦赤霉病病菌的种群组成,于2017年在江苏省镇江市、扬州市和南京市采集小麦赤霉病样本151份,采用可特异性识别亚细亚镰孢、禾谷镰孢、黄色镰孢、藤仓镰孢、燕麦镰孢、木贼镰孢和拟轮枝镰孢的环介导等温扩增（loop-mediated isothermal amplification,LAMP）检测技术检测了样本中该7种镰孢菌的分布情况。结果表明,从151份样本中共检测出7种镰孢菌中的6种。其中,亚细亚镰孢为优势种,检出率达100%;藤仓镰孢和禾谷镰孢为次优势种,检出率分别为10%和6%;黄色镰孢、燕麦镰孢和拟轮枝镰孢检出率依次为2.6%、2.0%和0.6%。小麦赤霉病存在复合侵染现象,从单份发病样本中最多检测到3种致病菌。LAMP法可用于小麦赤霉病病菌与种群组成的快速检测。     

快速检测马铃薯干腐病病原接骨木镰孢的环介导等温扩增技术

 本研究基于环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification, LAMP),建立了一种快速、准确和灵敏的接骨木镰孢的检测技术。通过比对接骨木镰孢与其近源种之间的候选靶标序列,选取TEF1-α(translation elongation factor 1-α,翻译延伸因子)基因作为靶标,设计并筛选出一套对该病原菌具有种特异性的LAMP引物,建立了检测接骨木镰孢的 LAMP 体系。该体系在反应前加入染料羟基萘酚蓝(hydroxynaphthol blue,HNB),经62℃恒温反应70 min之后,可根据肉眼观察到的反应物的颜色判定结果。特异性分析结果表明,仅接骨木镰孢的DNA经检测后呈天蓝色的阳性反应,而其他供试菌株的DNA均呈紫色的阴性反应。该方法对DNA的最低检测限为100 pg·μL^-1。在采自内蒙古和黑龙江的28份马铃薯干腐病疑似病害样本中,检测到14份阳性样品。该方法的建立为接骨木镰孢的检测及其所致病害的诊断提供了快捷准确的技术。     

主动式温室地暖系统温控效果仿真与试验

针对严寒天气影响温室内作物生长的问题，提出了一种主动式温室地暖系统，并基于热平衡理论，首先对地暖系统的热量传递过程进行了研究，分别建立了温控系统径向、轴向传热数学分析模型；再利用有限元分析软件进行了二维稳态温度分布状态的数值模拟，研究结果表明，若将距地面20cm处土地温度大于15℃作为地暖系统的有效作业范围（简称Qf），地暖系统的开启温度应不低于28℃，且系统入风口温度每增加2℃，其轴向有效作业辐射范围可扩大2.4～2.8m；通过与昌平区马池口温室大棚实地试验的数据对比，地暖系统换热过程对浅层与深层土壤温度扰动规律与理论分析结果一致，进一步验证了仿真分析的有效性。     

温室作业机具室内定位方法研究

针对农机具在温室大棚内的定位、作业轨迹跟踪及作业面积核算需求,提出一种基于多源数据融合理论的温室机具室内定位优化算法。首先根据惯性导航测量技术预估被测目标定位初值,再利用无线RSSI测距技术使用加权质心算法获得定位测量结果,利用卡尔曼滤波算法进行定位信息最优化计算,以消除基于单一测量技术存在数据漂移、测试信号受遮挡、电磁干扰造成的误差,获得准确的定位信息,进而实现作业轨迹的实时跟踪以及作业面积的有效核算。在Matlab仿真分析中,首先建立定位算法评价指标以便于定位效果评估,通过仿真计算得出:基于多源数据融合的优化定位算法的定位精度及稳定性均优于单一无线RSSI室内定位算法。温室大棚田间试验的实际测试结果表明,室内定位精度不大于0.125 m,定位误差小于0.4%,能够较好地满足温室内作业机具的定位及作业轨迹实时获取与监测的需求。