不同自然通风方式对日光温室性能的影响

为探究不同自然通风方式下日光温室室内环境因子的变化规律,提高日光温室自然通风效率,设计2种不同自然通风方式:后坡整体开窗式和后坡间隔开窗式。将分别采用后坡整体开窗式和后坡间隔开窗式通风方式的温室,依次记为G1、G2,并以传统顶通风式日光温室(G3)为对照,对上述3座采用不同自然通风方式的温室内部环境和作物生长状况进行了研究。结果表明:晴天白天,G1、G2的室内光照强度分别比G3提高了26.34%和10.16%,G1、G2、G3平均气温分别为33.7、33.8、34.8℃,平均相对湿度分别为47.15%、47.21%、44.03%,风速折减率分别为0.80、0.74、0.90;晴天13:00,G1、G2的植物冠层气温分布呈现南高北低,而G3的呈南低北高分布。G1、G2内的番茄产量分别比G3提高了19.54%、6.90%。综上,后坡整体开窗式表现最优。     

基于高光谱图像的香醋醋醅均匀性快速判别

以镇江香醋固态发酵过程中总酸质量分数和p H值为表征指标,利用高光谱图像技术和化学计量学实现翻醅均匀性快速判别。以翻醅前后醋醅为研究对象,首先采集其高光谱信息,同时检测对应的总酸质量分数和p H值;然后以联合区间偏最小二乘(si PLS)和遗传算法(GA)优选特征变量;采用偏最小二乘(PLS)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)方法建立表征醋醅均匀性指标的快速预测模型;最后使用最优模型计算高光谱图像每个像素点的总酸质量分数和p H值,伪彩色处理,获得醋醅总酸质量分数和p H值分布图。结果表明,总酸质量分数和p H值最佳模型的相关系数(R)分别为0.775 1和0.797 4、预测均方根误差(RMSECP)为0.389%和0.041 7;分布图中翻醅前总酸质量分数和p H值范围为3.0%~7.8%和3.5~4.2,醋醅局部有明显结块,分布不均匀,翻醅后总酸质量分数和p H值范围较集中,为4.8%~7.0%和3.6~3.9,醋醅分布较均匀。结果表明利用高光谱技术快速预测醋醅均匀性是可行的。     

低磷胁迫对转基因抗虫玉米苗期生长的影响

为了了解导入Bt基因是否会引起玉米对磷元素利用能力发生改变,本研究采用转基因抗虫玉米Bt 38及其背景材料郑单958(ZD 958)为试验材料,进行水培试验,设置正常供磷(1mmol/L)和低磷(1μmol/L)两个水平。结果表明:在相同磷浓度下,ZD 958与Bt 38的某些生物性状、生理性状显著地不同,在生物性状上,正常供磷条件下与ZD 958相比,Bt 38根长极显著降低,全展叶叶面积极显著减小,低磷条件下与ZD 958相比,Bt 38株高、根长、茎粗、叶长,叶宽、地上鲜重、地下鲜重均极显著增加,根冠比显著下降;在生理特征上,相同供磷条件下,与ZD 958相比,抗虫玉米心叶、全展叶叶绿素含量及Chla/Chlb均有显著性变化,抗虫玉米不同部位可溶性糖、淀粉含量、激素含量亦有显著性变化。此外,全展叶中可溶性蛋白含量和抗氧化物酶活性也有显著性变化。综上,Bt基因的导入改变了ZD 958苗期对磷元素的利用能力,从而使ZD 958与Bt 38在不同磷环境下表现出不同的生存能力。     

作物生长和环境信息多传感检测系统设计

研发了适用于温室高架栽培作物的轨道式移动检测方法,设计了移动检测平台,可搭载作物生长和环境信息多传感检测装置,可实现对高架作物的茎、果、叶长势和冠气温差等生长信息,以及环境温湿度、光照强度等气象环境因子的检测。为了适应温室路面环境,提高行走的稳定性,移动检测平台采用轨道式机构设计,可利用温室加热管道为轨道。移动检测平台采用高举升降机构,结合5个自由度机械臂系统,能准确地将检测设备置于目标高度和预定位姿,实现对不同株型不同生长期温室高架栽培作物长势和环境信息的检测。     

油炸藕片含油量快速预测及微观结构的三维重建

以油炸藕片为研究对象,首先利用高光谱图像技术(hyperspectral imaging technology,HSIT)结合联合区间偏最小二乘(synergy interval partial least squares,si PLS)和净分析物法(net analyze signal,NAS)提取油炸藕片的光谱信息,建立快速预测模型,并计算每个像素点的油含量值,将其表面油分布可视化;然后利用激光共聚焦显微镜(confocal laser scanning microscopy,CLSM)观察油在细胞中的分布,并扫描藕片Z轴方向序列图片进行微观结构的三维重建。结果显示,优选4个子区间,依据NAS法挖掘同油相关的NAS信号NAsk,建模后其预测集相关系数和均方根误差分别为0.819和0.682 mg/g,表明HSIT可快速预测油炸藕片含油量并可视化表面油分布。经CLSM扫描并图像三维重建后观察,油主要分布在细胞表面、边缘、细胞间隙以及破碎细胞内,且细胞的形状、大小均发生了很大的变化,可观察其内部油分布。结果表明,该研究可为油分布提供有效手段,并依据微观结构的变化为减少含油量提供科学的理论依据。     

低磷胁迫对转基因抗虫玉米苗期Bt蛋白和磷利用效率的影响

为研究低磷胁迫(LP)、正常条件(HP)2个处理对转Bt基因玉米和郑单958根系形态以及磷利用效率的影响。以转Bt基因玉米(Bt799)和受体郑单958为试验材料,进行温室水培试验。研究证明:1)低磷胁迫后Bt799的根长、根鲜重和根冠比升高幅度高于郑单958,就总根长、根系投影面积总和、根表面积、根平均直径、单位立方米总根长和根总容积而言,Bt799玉米的LP/HP是郑单958玉米LP/HP的1.13、1.19、1.33、1.18、1.14和1.55倍。2)低磷胁迫降低各叶位Bt蛋白量,根部除根基处1~7cm Bt蛋白量上升以外,其余根系均下降。在正常处理下,Bt799全株和根系Bt蛋白总量为1 750和423ng,低磷处理下Bt799分别为1 470和784ng。3)低磷胁迫下2种玉米叶片和根系磷含量和磷积累量显著降低,各叶位磷占总磷比例显著下降,但根系磷占总磷比例反而升高。研究表明,Bt799通过根长、根表面积和根系直径等形态变化来优化其空间分布构型,吸收更多的磷元素,但向叶片转运磷元素的能力较弱。     

基于近红外光谱技术的醋醅中常见杆菌快速识别

醋醅中微生物群落及其代谢产物是镇江香醋独特口感和风味形成的关键因素。研究醋醅微生物的快速识别方法,有利于监控醋醅微生物的群落组成及其动态变化情况,保障发酵产品品质。利用近红外光谱技术对醋醅中5种形态相似的常见杆菌进行快速检测。首先采集5种杆菌菌落的近红外光谱信息,并利用PCR方法对5种杆菌进行生物学鉴别(分别为地衣芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌和醋酸杆菌),然后利用K-最近邻法和最小二乘支持向量机法建立5种杆菌的近红外光谱识别模型,结果表明当主成分为4时,LS-SVM模型对应的校正集识别率为100%,预测集识别率为97.50%。     

不同墙体结构日光温室性能测试及分析

为提高日光温室冬季保温蓄热的能力,同时推动日光温室的快速建造,设计3种新型墙体结构的日光温室:相变固化土主动蓄热温室(G2)、模块化素土主动蓄热温室(G3)、现浇混凝土被动蓄热日光温室(G4)。测定3种温室室内环境,以传统主动蓄热温室(G1)为对照温室进行对比分析。结果表明:4种温室在典型晴天条件下夜间的平均温度分别为15.7、16.4、17.8、16.6℃;在典型阴天情况下夜间的平均温度分别为12.4、13.8、13.8、13.1℃;在连续雪天情况下最低平均温度分别为7.3、8.3、8.8、7.8℃。G3即模块化素土主动蓄热温室在夜间和连续低温条件下都表现出了较好的保温性能,能够在室外温度较低时给室内作物提供更好的生长环境,且建造方便,在适宜日光温室发展的地区具有一定的推广价值。     

装配式主动蓄热墙体日光温室热性能分析

主动蓄热墙体日光温室作为节能日光温室的一种发展形势,具有较好的蓄放热效果,但施工速度慢、建造成本高。该文采用不同施工工艺建造装配式主动蓄热墙体,对传统主动蓄热墙体日光温室(G1)、回填装配式主动蓄热墙体日光温室(G2)、模块装配式主动蓄热墙体日光温室(G3)进行冬季室内环境测试。试验结果表明,连续晴天条件下,G1、G2、G3的夜间平均气温分别为15.2、16.0、17.3℃,连续阴天条件下,3座温室的夜间平均气温分别为11.3、12.9、13.0℃;连续31 d(2017-12-22至2018-01-21)的测试结果分析表明3座温室的气温总体表现为G3略优于G2,G3、G2均优于G1;G1、G2、G3在典型晴天蓄热体厚度分别为700~800、800~900、700~800 mm,在典型阴天蓄热体厚度分别为300~400、500~600、500~600 mm,G2、G3蓄热体厚度较G1大;G1的每平方米建筑成本为461.1元,G2、G3分别较G1降低了71.2、162.1元;运行成本表现为G1G2G3。综上,G3的空气及墙体的温度与G2差异不大,但均优于G1,可满足番茄的越冬生产。因此,装配式日光温室主动蓄热墙体的技术方案可行,且成本较低,在适宜日光温室发展的地区具有一定的推广价值。     

乙烯利对夏玉米果穗生长发育影响及生理机制探究

采用大田种植方法,以郑单958为试验材料,于玉米7展叶期（E7）、9展叶期（E9）喷施乙烯利,比较研究玉米产量、果穗维管束特征、子粒干物质积累及相关生理指标,探讨乙烯利对玉米果穗发育的影响及生理机制。结果表明,乙烯利处理使玉米子粒千粒重下降;子粒灌浆起始生长势降低、灌浆天数缩短,可溶性淀粉积累量下降;子粒中IAA（生长素）含量降低、ABA（脱落酸）含量升高,果穗穗轴的维管束长度及筛管半径显著降低,穗柄维管束个数下降、维管束长度也下降。IAA含量下降抑制木质素前体苯丙烷及木质素的形成,进而抑制木质部的形成,使得维管束个数、长度下降,进而子粒库容降低,子粒库活性降低,导致最终产量下降。