高效智能蚯蚓养殖设备的设计与验证试验

为了解决目前我国蚯蚓养殖自动化程度低、养殖劳动强度大、养殖效率低等问题,基于可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)设计了一种温度、湿度、通气量可自动控制的高效智能蚯蚓养殖设备,可实现单独蚯蚓养殖箱内温度、湿度的实时显示,监测和自动调控,为蚯蚓提供适宜的生长环境,通过定期通气还可以实现蚯蚓的高密度养殖。笔者主要介绍了高效智能蚯蚓养殖设备的主要结构、工作原理和设计思路,并进行了验证试验。结果表明:该设备具有工作可靠、反应灵敏、成本低、易于管理和维护等优点,可有效降低蚯蚓养殖的劳动强度,通过定期向养殖基料中通入空气,提高养殖基料中的含氧量,蚯蚓养殖密度提高15%,节省人工养殖费用560元/万条,节省劳动力58.3%。说明采用高效智能蚯蚓养殖设备可为蚯蚓养殖提供便利,实现了蚯蚓的高密度养殖。     

基于SSA-LSTM的玉米土壤含氧量预测模型

土壤含氧量（Soil oxygen content,SOC）是影响作物生长的重要土壤环境因素之一,具有时序性、不稳定性和非线性等特点,精确预测土壤环境中含氧量的变化趋势,有助于制定更加合理的土壤通气增氧方案。本研究提出基于麻雀搜索算法（Sparrow search algorithm,SSA）和长短时记忆（Long and short-term memory,LSTM）神经网络预测模型,利用国家土壤质量湛江观测实验站记录玉米种植期间的气象环境和土壤环境数据,基于SSA-LSTM模型对SOC变化进行预测及相关性分析,并与传统的BP预测模型、LSTM预测模型、GA-LSTM预测模型及PSO-LSTM预测模型进行对比。试验结果表明,SOC与降雨量、土壤含水率、土壤温度、土壤充气孔隙度相关性极显著,相关系数高于0.8,与大气温度和风速相关性显著,与大气湿度和土壤呼吸速率相关性较弱。SSA-LSTM模型预测精度明显高于其他4组对照预测模型,R2达到0.95979,RMSE仅为0.4917%,MAPE为3.7331%,MAE为 0.3620%,预测值与试验值之间的拟合程度高。本研究可为土壤含氧量变化的精准预测及土壤通气增氧技术的应用推广提供理论支撑与科学依据。     

玉米全价值收获机械设计

立足于研究热带生态循环农业模式的实际需要,结合热带地区玉米种植的农艺要求,设计一种牵引式的小型玉米全价值收获机。在现有的收获机的基础上,通过正交试验,选取关键部件摘穗辊的长度、转速、间距为影响因素,以摘穗率为评价指标,利用Design-Expert数据分析软件对玉米摘穗装置及茎秆粉碎装置进行优化设计,通过试验分析得到玉米收获最佳摘穗率,在摘穗辊长度为350 mm、转速为3.5 r/s、间距为14 mm时摘穗率达到最优,并通过田间试验进行验证。     

融合田间水热因子的甘蔗产量GA-BP预测模型

甘蔗产量预测对于制定甘蔗生长期间的精准管理决策具有重要意义。遗传算法(Genetic algorithm,GA)优化神经网络可以提高预测效率及预测精度,通过高速计算快速找到最优解。基于湛江观测实验站2011—2020年间田间物联网获取的气象因子（大气相对湿度、大气温度、降雨量）、田间水热因子及甘蔗产量,采用BP神经网络及GA-BP神经网络模型对所选地区甘蔗产量进行预测与相关性分析。结果表明,通过Pearson及Spearman相关系数可知,甘蔗产量与月土壤最高温度、月土壤最低温度、月土壤平均温度、月大气最高温度、月大气平均温度、月大气平均相对湿度为极显著相关,相关系数高于0.7,与月土壤平均含水率、月降雨量显著相关,与月大气最低温度相关性较弱。GA-BP神经网络模型对甘蔗产量的预测精度明显高于BP神经网络模型,R2达到0.8428,MAPE仅为0.90%,RMSE为1.10t/hm2,预测值与试验值之间拟合程度较高,V型交叉验证结果表明模型预测结果准确稳定。因此,GA-BP模型能够更加科学、合理地预测甘蔗产量,对甘蔗田间管理措施及统筹分配具有重要的指导意义。     

增氧灌溉技术研究现状与智能化发展趋势分析

增氧灌溉技术在改善土壤环境和提高作物产量等方面具有巨大的潜力和应用前景,是未来绿色农业、循环农业发展的大势所趋。为此,总结了不同土壤增氧方式及设备的发展现状,系统论述了增氧灌溉技术目前的应用现状,深入分析了增氧灌溉技术在改善土壤环境及作物生长等方面取得的成效和存在的问题,并提出多元化增氧灌溉技术与智能化精准增氧技术将是未来发展的重点。最后,提出未来应着重于研究多元化增氧灌溉技术的发展、提高增氧灌溉技术生产效率及建立田间智能化增氧调控系统,以此作为未来增氧灌溉技术发展的参考。     

水稻植质钵育秧盘成型机的设计

农作物秸秆成型技术是进行生物质能转换的主要方式之一,而秸秆成型机是进行秸秆成型技术的关键机械。目前,秸秆成型机械成型主要利用玉米和小麦秸秆,且成型制品比较简单、机械效率低。为此,以水稻秸秆为原料,制作水稻植质钵育秧盘,利用气吸式成型方法进行秸秆成型。成型系统主要包括模具的设计、传动系统的设计、电机的选择和轴系的设计。最后,利用三维制图软件进行仿真,仿真结果表明:水稻植质钵育秧盘成型机结构设计合理,达到了预期设计目标。     

增氧灌溉系统的优化设计

氧气在植物的生长过程中必不可少,但由于旱涝灾害、地下灌溉时暂时性根部缺氧及地表温度较高等原因,导致植物根系水氧矛盾日益突出,进而影响植物的生长发育,导致品质及产量下降。为了探索增氧灌溉对土壤呼吸作用、氧气含量、土壤温度与充气孔隙度的影响,拟采用空气泵给地下灌溉系统加入氧气的方法,设计了一种增氧灌溉系统,以期达到促进作物与根系生长的目的,并使作物产量显著增加。     

加气灌溉下红壤土呼吸速率变化及其与土壤水氧的关系

加气灌溉技术是在地下滴灌的基础上发展起来的一种土壤通气增氧的新型灌溉方式,可以有效避免土壤含氧量低、通气性差给作物带来的危害.探明加气灌溉(AI)技术下红壤土呼吸速率变化规律与作用机理,为加气灌溉技术的推广提供理论依据.本研究基于中国热带农业科学院国家土壤质量湛江观测实验站,对比研究了加气灌溉与不加气灌溉处理下土壤呼吸...     

林学本科专业课程思政的思考与实践

课程思政是新时代我国高校大学生思想政治教育的重要途径,对落实高校立德树人根本任务和实现人才培养目标具有重要意义.林学在我国生态文明建设、乡村振兴和木材供给中发挥着重要的作用.针对林学专业及学生特点,挖掘林学专业课程体系中蕴含的爱国主义、生态文明、顽强拼搏、团队协作、森林文化、生命价值、法制教育等思政元素,探讨林学专业教育与思政课程的结合点,重构林学课程体系顶层设计,探索适合林学专业的课程思政改革并付诸实践,将有利于提升林学教学质量,促进林学专业大学生的全面发展.     

灌溉增氧技术对玉米产量和根系生长的影响

为了揭示灌溉、施肥和增氧三者耦合作用对玉米产量及根系生长的影响,以鲜食玉米“晶甜3号”为研究对象,选取灌溉量、液肥量、增氧量为影响因素,以玉米“晶甜3号”的产量及根系生长为评价指标进行正交试验研究。结果表明:对玉米产量影响大小顺序依次为灌溉量、增氧量和液肥量,对根干重影响大小顺序为增氧量、灌溉量和液肥量。运用Design-Exper10.0对数据完成方差分析和显著性检验,确定了最佳工艺参数组合:当灌溉量为3600m³/hm²、液肥量为650kg/hm²、增氧量为2000m³/hm²时,理论的玉米产量为9987kg/hm²,根干重为30.25g。试验结果与优化结果相符,满足玉米农艺性状要求。