农业自动化喷雾机械标靶害虫自动识别系统的研究

农业喷雾对象的识别和定位是农业自动化喷雾机械研究中的核心技术之一。对病虫害甘蓝进行精准喷洒农药,实现病虫害准确自动识别成为关键。为此,利用机器视觉的欧氏距离甘蓝夜蛾虫害自动识别检测系统,结合由Qualityspec光谱仪组成的光谱成像系统,对甘蓝正常叶片和遭受甘蓝夜蛾虫害的甘蓝叶片的颜色特征和光谱特征进行分析,并采用机器视觉分割阈值选取中的Otsu算法和自适应波段选择方法提取出了颜色差异的最佳几何阈值和两种叶片的特征波段。试验结果表明:综合机器视觉和光谱技术能够实现甘蓝夜蛾虫害的自动且准确的识别,准确率可达94%。因此,建立机器视觉和光谱技术综合识别体系,可为农作物病虫害自动防治喷雾机器人的研制奠定基础,以达到农作物病虫害实时识别和及时治理的目的。     

不同杀虫剂防治甜菜甘蓝夜蛾效果研究

甜菜甘蓝夜蛾是甜菜的主要虫害之一，严重影响甜菜的产量和质量，成为甜菜生产的一大隐患。文章对应用于甜菜的几种高效低毒的杀虫剂进行防效试验，防治效果达90％以上，延长甜菜功能叶片生命力，增产效果明显。     

晋西隰县鼠类区系及其天敌资源评估

以捕获实物标本为依据,对晋西隰县鼠类区系进行了调查研究,查明隰县各类生态环境中有12种鼠类,占全国鼠类总种数216种的5.56%,占山西省鼠类总种数23种的52.17%。隰县境内分布的这12种鼠类隶属四科九属,区系从属关系为古北界的种类9种,占75.00%;东洋界的种类1种,占8.33%;广布种的种类2种,占16.67%。同时,以调查、走访和查阅文献等方式对当地天敌资源、天敌数量和对鼠害的控制作用进行了评估,为了解当地天敌资源、探明各物种间的交互作用奠定了基础。     

巧保害虫天敌

保护害虫天敌是无公害果树栽培的一项重要内容。果园的生态环境比较稳定．果树生长长期遭受多种害虫危害，但捕杀害虫的天敌种类也很多，它是控制害虫种群数量的重要因素。若害虫一旦失去天敌的控制。将会以惊人的速度繁殖。保护天敌的措施是多方面的．不能片面理解为不使用农药就是保护天敌的唯一措施。保护天敌，首先要查明本果园害虫与天敌之间的主要种类和其生物学特性．     

甘蓝夜蛾发生消长规律及防治技术

甘蓝夜蛾（Mamestra brassieae）又名甘蓝夜盗蛾,是甘蓝、白菜等十字花科蔬菜的主要害虫之一,近年来在晋中盆地和东部山区菜田均有发生和为害。据2010年6月中旬在榆次区东阳镇蔬菜田调查,该虫发生为害盛期单株最高有51龄幼虫12头.     

淹灌和间歇灌溉对晚稻田节肢动物群落多样性影响

为探明节水灌溉对稻田节肢动物多样性影响,采用群落生态学研究方法,比较了淹灌和间歇灌溉2种不同灌溉模式下稻田节肢动物群落多样性。结果表明:间歇灌溉增加了水稻各生育期节肢动物群落科数和种数,有效提高了天敌类群种类数和数量,全生育期种类数平均增加24.4%,数量平均增加26.2%,在拔节孕穗期种类数和数量增加率均达到最高,种类数高于淹灌125.0%,数量高于淹灌50.0%。间歇灌溉有效提高了稻田节肢动物天敌群落多样性,降低害虫群落多样性,害虫、天敌类群D_(MG)、H′、S和E在间歇灌溉下受环境波动影响小,各多样性指数的消长基本一致,整体天敌与害虫群落分布具有稳定性。节水灌溉有助于实现对稻田害虫的生态控制。     

基于赤眼蜂的生物防治技术研究现状与展望

赤眼蜂人工投放效率低,时效性差,难以满足大面积防治的需求,且容易出现漏防、覆盖不均匀等问题。为解决上述难题,进一步推进赤眼蜂机械化投放技术,综述国内外赤眼蜂投放技术的发展状况,对比分析现有的几种主要的赤眼蜂卵的保护措施以及相关投放机械。结合我国赤眼蜂防治技术的应用情况,指出我国赤眼蜂投放技术的相关研究单一、赤眼蜂投放机械的应用不成熟等问题,并对赤眼蜂投放技术在机械创新设计、精准投放、智能作业等方向进行展望,旨在为更好地实现机械化投放赤眼蜂提供参考。     

结球甘蓝物理力学特性研究

在田间和实验室对北方垄作收获期早熟结球甘蓝进行测定,研究其形状参数、拔取力、根部不同部位的含水率以及剪切强度等物理力学特性.对早熟甘蓝的几何特征值进行了统计分析,得出了主要形状特征值的变化区间;通过拉伸试验对收获期甘蓝拔取力进行测试,利用微机控制电子式万能试验机(WDW-5)对甘蓝根茎不同部位剪切强度进行了研究,应用Design-Expert Version 6.0.10软件对数据进行了统计分析.试验结果表明:甘蓝在田间的拔取力为[103.0,279.0]N;甘蓝根茎自上至下含水率呈逐渐减小趋势,分别为[87.85,90.89]％,[84.45,91.45]％,[75.83,83.31]％,[79.79,87.11]％;剪切强度逐渐增大,分别为[5.37×10-2,2.85×10-2] MPa,[2.58×10-2,1.10×10-2] MPa,[1.06,1.78] MPa,[1.25,1.97] MPa.研究结果对结球甘蓝收获机的研发具有重要意义.     

大白菜黑斑病识别与综合防治

大白菜黑斑病又称黑霉病,是危害大白菜的一种真菌性病害,寄主种类有白菜、甘蓝、等十字花科蔬菜,近几年在承德市零星发现。我们通过三年的防控实践,基本得到了有效控制。现对该病的症状识别与防控技术进行总结。     

基于EDEM的甘蓝翻转卸料过程运动与损伤分析

针对甘蓝整修系统中卸料自动化程度低、损耗严重等问题,设计了一种甘蓝整修系统配套的翻转卸料装置。利用EDEM仿真软件,依据“秦选2号”甘蓝物理特性建立了甘蓝模型,并建立了翻转卸料装置模型,进而分析了翻转卸料过程中果箱内不同区域甘蓝的运动规律;研究了果箱翻转角速度、果箱翻转角度、上盖打开角速度对甘蓝损伤率的影响。仿真结果表明:果箱翻转角速度对甘蓝损伤率的影响无明显变化规律;随着果箱翻转角度的增加,甘蓝损伤率呈上升趋势;随着上盖打开角速度的增加,甘蓝损伤率先减小后增大,且在30°~70°/s范围内甘蓝损伤率较小。在相同工况下随机选取4种等级甘蓝,进行了验证试验,结果显示:验证试验结果与仿真基本相同,甘蓝损伤率最大误差为4.1%,且甘蓝损伤率与果箱翻转角速度、果箱翻转角度、上盖打开角速度的变化趋势一致。这表明,采用离散元法分析翻转卸料装置甘蓝卸料过程和损伤是可行的。该研究为甘蓝卸料装置及整修系统的设计提供了参考。     

陵川县甘蓝

甘蓝在陵川县已有十几年的栽培历史,全县种植面秋666．7hm^2,上百个村庄均有种植。甘蓝的生产对陵川县农业产业结构调整、农民增产增收发挥着重要作用。近年来,受本地菜农种植习惯、土壤、气候等洲索的影响,甘蓝病虫害的发生日趋严重,给甘蓝生产构成了严重威胁,病虫害防治中过多使用化学农药造成甘蓝农药残留超标,严重影响了甘蓝的品质。     

嗅觉可视化技术鉴别不同原料和不同批次的食醋

利用自主研制的嗅觉可视检测仪对镇江产的3种原料的食醋进行鉴别,并对3种不同批次的米醋进行区分。利用不同色敏材料对不同食醋挥发气体的响应信号进行判别分析,得出了9种卟啉和6种酸碱指示剂组成的传感器阵列的LDA训练集和预测集的识别率均为100％,说明嗅觉可视化可很好地用于食醋种类的鉴别;单纯通过5种酸碱指示剂鉴别的LDA训练集和预测集的识别率分别为100％,98．33％,说明酸碱指示剂对不同种类食醋的鉴别起了主要作用;单纯利用5种卟啉对3种食醋的训练集和预测集的识别率分别为96．67％,80％,说明传感器阵列可抑制醋中高浓度乙酸,响应醋中的微量成分。用15种色敏材料制得的传感器阵列对3个批次的米醋的响应信号进行判别分析,其训练集和预测集的识别率均为77．78％。结果表明,嗅觉可视检测仪对不同原料和批次的食醋均有很好的识别能力。     

两种生物农药对广赤眼蜂成蜂的毒性和种群生命表参数的影响

采用药膜法研究了阿维菌素和苦参碱对广赤眼蜂成蜂的毒性,同时采用Jackknife统计技术研究了供试农药亚致死剂量对广赤眼蜂实验种群生命表参数的影响。根据药膜法剂量与效应测定结果,广赤眼蜂成蜂对阿维菌素比较敏感,LC50值为2.1991mg·L-1,而对苦参碱不敏感,LC50值为617.71mg·L-1.Jackknife统计结果显示,阿维菌素LC35处理后的广赤眼蜂内禀增长率等5种参数与对照种群无显著差异,而苦参碱LC35处理后的广赤眼蜂除世代平均周期外,内禀增长率等其他4种参数均与对照种群差异显著。     

甘蓝采后整修系统自动调向装置设计与试验

针对甘蓝自然状态下根部姿态不一致、难以高通量采后整修处理的问题,设计了一种甘蓝采后整修系统自动调向装置,以提高甘蓝采后整修处理效率并降低人工成本。装置主要包括驱动电机、链传动机构、齿轮齿条副、辊轮调向机构、图像检测机构及机架。结合“中甘15号”甘蓝物理特性参数,对甘蓝在辊轮调向机构上的运动状态及甘蓝的受力情况进行了理论分析,确定了辊轮直径等关键部件结构参数及辊轮转速等关键作业参数范围。在ADAMS仿真软件中进行了甘蓝自动调向作业运动学仿真分析,并试制自动调向装置进行了验证试验。结果表明:设计的甘蓝采后整修系统自动调向装置采用机械结构实现了甘蓝根部的自动调向;当辊轮直径为80.00mm、辊轮径向间距为53.35mm、辊轮轴向间距为53.35mm、辊轮转速为2.96rad/s时,甘蓝调向成功率为92%,基本满足甘蓝采后整修处理作业需求。     

基于六轴多旋翼飞行器的赤眼蜂投放系统设计与试验

为更好地进行农作物病虫害防治,结合农业无人机和生物防治,设计了一种基于Hex-Rotor飞行器的赤眼蜂投放系统,实现赤眼蜂自主投放功能。首先,使用共轴双桨和旋翼系统的倾斜配置,对6轴多旋翼飞行器结构进行了改进,提高了系统的冗余性和可靠性,整个系统满载9 kg,以10 m/s的速度可飞行超过20 min;然后,利用带有扩张状态观测器和快速微分器的反步控制算法,使系统在投放干扰和外部风扰共同作用下,能够很好地完成轨迹跟踪飞行任务。最后,设计了专用的赤眼蜂投放装置,配合GPS和Google earth地图,实现赤眼蜂自主投放功能。在实际试验中,投放系统投放速度超过9 700 m2/min,飞行投放覆盖率100%,赤眼蜂孵化率75.81%。试验证明,该系统可以稳定可靠地完成赤眼蜂的投放工作,投放效率和经济效益方面表现良好,可以实现无人机自主生物防治。     

基于转动惯量的采后甘蓝自动定向方法研究

针对采后甘蓝人工连续定向效率低、劳动强度大等问题,以“中甘15号”甘蓝为研究对象,提出了一种基于转动惯量的采后甘蓝自动定向方法。首先,建立了采后甘蓝的简化几何模型,对3个惯量主轴的转动惯量及其定向运动稳定性进行了理论分析;其次,建立了定向仿真模型,基于ADAMS软件分析了26种初始姿态的采后甘蓝在定向过程中的位移差值和采后甘蓝中心轴与辊轮轴线的夹角随时间的变化规律;最后,搭建自动定向试验平台,以辊轮直径、轴向间隙、径向间隙和角速度为试验因素,以采后甘蓝中心轴与辊轮轴线的夹角和定向成功率为试验指标,进行了单因素和正交试验。理论分析和仿真结果表明,采后甘蓝在定向运动过程中,逐渐趋向绕转动惯量最小且唯一的中心轴转动,且该运动状态动态稳定,即实现了采后甘蓝的自动定向。试验结果表明,试验因素对采后甘蓝中心轴与辊轮轴线的夹角影响的显著性主次顺序为辊轮直径、角速度、轴向间隙、径向间隙,试验因素对定向成功率影响的显著性主次顺序为角速度、辊轮直径、轴向间隙、径向间隙;最优参数组合为辊轮直径80mm、轴向间隙80mm、径向间隙70mm、角速度6rad/s。在最优参数组合下进行了验证试验,结果表明,采后甘蓝中心轴与辊轮轴线的夹角平均值为（6.72±1.23）°,定向所需时间为6.8s,定向成功率为96%,满足采后甘蓝自动定向及后续高通量处理的需求。     

基于深度学习与特征可视化方法的草地贪夜蛾及其近缘种成虫识别

草地贪夜蛾是对粮食安全具有巨大威胁的害虫，早发现、早防治对虫情控制具有重要意义。目前，利用深度学习方法进行草地贪夜蛾及其近缘种成虫识别的相关研究存在数据量严重偏小的情况，有可能造成模型未能真正学习到草地贪夜蛾及其近缘种成虫的环形纹、肾形纹等关键视觉特征。针对上述问题，本研究在建立包含草地贪夜蛾在内的7种夜蛾科成虫，10,177幅图像组成的数据库基础上，采用迁移学习方式建立了VGG-16、ResNet-50和DenseNet-121，3种夜蛾成虫识别深度学习模型，并用相同的测试集测试了所有模型。结果表明，构建的模型识别准确率均超过了98%。此外，本研究用特征可视化技术展现了模型习得的特征，并验证了这些特征和专家进行人工识别的关键视觉特征的一致性——ResNet-50和DenseNet-121的平均特征识别率在85%左右，进一步支持了用深度学习进行草地贪夜蛾成虫实时识别的可行性。研究发现，不同模型对夜蛾科成虫视觉特征的学习能力不一样，在评价模型时不能仅看识别率，还需要加入视觉特征识别率指标对模型的学习内容进行评价。本研究通过试验证明可视化分析可以直观认识模型的特征学习情况，可为行业内或其他领域的研究人员提供参考。     

基于深度学习的大田甘蓝在线识别模型建立与试验

针对大田蔬菜对靶施药过程中靶标难以精准识别定位的问题,以甘蓝为研究对象,进行基于深度学习的靶标在线识别方法与模型研究。对比3种当前性能较优的目标检测模型Faster R-CNN、SSD和YOLO v5s,选择YOLO v5s作为田间甘蓝识别迁移学习模型,提出一种MobileNet v3s主干特征提取网络与深度可分离卷积融合的YOLO-mdw大田甘蓝目标识别方法,实现复杂环境下的大田甘蓝实时识别;提出一种基于卡尔曼滤波和匈牙利算法的甘蓝目标定位方法,并将模型部署于NVIDIA Xavier NX开发板上。试验结果表明,YOLO-mdw识别模型在晴天、多云、阴雨天气条件下识别准确率分别为93.14%、94.75%和94.23%,图像处理时间为54.09 ms,相对于YOLO v5s模型用时缩短26.98%;速度不大于0.6 m/s时,识别准确率达94%,平均定位误差为4.13 cm,平均甘蓝直径识别误差为1.42 cm。该靶标识别系统能在大田复杂环境下对甘蓝进行实时识别定位,为对靶施药提供技术支持。     

甜菜夜蛾生物学特性及防治

作为一种世界性杂食性害虫,甜菜夜蛾对田间危害极大。介绍甜菜夜蛾的分布情况,描述其成虫、卵、幼虫、蛹的形态特征,分析其生物学特性,总结甜菜夜蛾的农业、物理、生物、化学等防治方法,为防治甜菜夜蛾提供技术借鉴。     

立体种植存在问题及对策

立体种植存在问题及对策１．盲目追求多熟有些农户在同一块土地上种有小麦、玉米、蕃茄、黄瓜、花生、甘蓝等多种作物。由于种植作物种类过多，产量都不高，产值和效益低，而且给田间耕作管理和追肥、浇水、治虫等都带来不便。因此，在推广立体种植时，应选择操作简便、产...