桁架式超声雾化栽培器的雾滴沉降和根际温湿度变化规律

桁架式超声雾化栽培器的根域雾场及温度场对雾化栽培效果的影响极大,甚至决定了雾培的成败。应用NIPCI-6110数据采集卡在Labview平台上,构建了温湿度的实时采集系统;以PIC16F877A芯片为核心构建了喷雾控制系统;应用四因素五水平的二次回归正交旋转组合设计试验方法,研究了出风口面积、室内温度、雾化率和喷雾时间对桁架式雾化栽培器栽培管道内雾滴沉积量、温度和湿度变化的影响,建立了雾滴沉积量和温湿度的二次回归模型,为该型雾化栽培器实现根际雾场以及温湿度最优控制提供了试验依据。结果表明:喷雾时间、雾化率以及出风口面积和室内温度的交互作用对上下管道内雾滴沉积量的影响显著;出风口面积,室内温度、雾化率和喷雾时间对上下管道内温度影响显著;出风口面积和室内温度的交互作用对上管道内温度影响显著;出风口面积,室内温度和喷雾时间对上下管道内湿度的影响显著。     

基于无线传感网络与模糊控制的精细灌溉系统设计

为准确判断作物需水量并确立合适的灌溉控制策略,实现作物的自动、定位、实时与适量灌溉,设计了基于ZigBee无线传感网络与模糊控制方法的精细灌溉系统。该系统通过ZigBee无线传感器网络采集土壤水势与微气象信息（包括环境温度、湿度、太阳辐射与风速等）,并传输灌溉控制指令;结合FAO56 Penman-Monteith公式计算农田蒸散量,并将农田蒸散量和土壤水势作为模糊控制器的输入量,建立了多因素控制规则库,实现了作物灌溉需水量的模糊控制。试验结果表明该系统经济实用、通信可靠、控制准确性高,特别适用于中小型灌溉区域的精细灌溉。     

制种玉米黑束病在不同土壤生态环境下发病规律的研究

在甘肃张掖大规模制种过程,采用人工调控土壤生态环境和田间调查方法,针对不同土体温度、湿度、酸碱度、养分含量,研究了菌丝体的生长状况和对寄主侵染的规律,提出了抗病品种为主的栽培措施以外的以调控土壤环境为主的防治方法。结果表明:致病菌枝顶头孢霉Acrrmonium strictum W.Gams在土壤pH7.0-8.0时生长迅速;生长适温为28～32℃,较菌丝体在培养基上的适温高;当绝对含水量在10%或20%时生长迅速;肥力因子N、K、P素对该病的影响较大,养分有效N素含量高、有效P素含量低、有效K含量不足发病重;病菌对幼苗的侵染也具明显的规律性,高温高湿有利于病菌对幼苗的侵染,病情指数增高,感病品种较抗病品种病情指数低。     

连续型饱和盐法湿度发生器

针对传统湿度发生器存在的诸多缺点，在总结和吸收国内外对湿度发生器研究成果的基础上，根据在不同温度定点条件下和饱和盐水溶液共处于平衡状态的空气相对湿度仅仅是温度的函数，引入微机控制系统，实现自动温度控制，研究开发了能够产生连续湿度定点的湿度发生器，使湿度传感器或其他小型湿度仪表的校准更为快捷和准确。这种类型的湿度发生器在国内还是首创，具有重要的研究与实用价值。     

早酥梨抗黑星病相关新基因Vnp1的克隆及其表达分析

在前期已克隆得到的早酥梨(Pyrus bretschneideri cv.Zaosu)抗病基因同源类似物Pb-Zs3(GenBank登录号:EU939783)的基础上,通过RT-PCR获得Pb-Zs3的cDNA序列,并利用RACE技术获得该基因的全长cDNA序列,命名为早酥梨抗黑星病相关基因(Vnp1),提交至GenBank(GenBank登录号:FJ763188).生物信息学分析表明,早酥梨Vnp1基因的全长cDNA序列为1200 bp,包含一个完整的921 bp的开放读码框架(ORF),编码306个氨基酸残基,预测其分子质量为34.6 kD.同时,该基因含有与抗病相关的功能结构域核酸结合位点(NB-ARC),同源性比对显示其与苹果黑星病菌(Venturia inaequails)诱导后的苹果EST序列ABEA004598(GenBank登录号:EB150292)同源性达71%.对早酥梨Vnp1基因进行半定量RT-PCR研究的结果表明,该基因在梨黑星病菌(Venturia nashicola)诱导后216 h内的叶片中的表达水平呈明显上升趋势.     

步双重PCR法检测梨火疫病原细菌(Erwinia amylovora)

由梨火疫病原细菌（Erwinia amylovora）导致的火疫病（fire blight）是梨、苹果及其它蔷薇科植物上的毁灭性病害,我国将其定为对外一类检疫性有害生物。该病随种苗、果实及包装材料传播。目前国际上所建立的E.amylovora分子检测技术主要基于该病菌所含有的pEA29质粒序列,研究发现失去质粒的人工突变菌株的致病力下降，认为质粒对于梨火疫病菌的致病力是至关重要的。虽然带有pEA29质粒的梨火疫病菌菌株在自然界中占有绝对的数量，但Llop et al．（2006）报道了自然侵染的植物中存在具有致病力但不含pEA29质粒的梨火疫病菌（IVIA1614-2a菌株）。     

EAsdiA基因的克隆和作为新靶标对梨火疫病菌的检测

基因sdiA属于与群体效应相关的LuxR家族,目前已证实存在于Escherichia coli和Salmonella typhimurium基因组中。本研究从梨火疫病菌(Erwinia amylovora)中克隆到了一个sdiA的同源基因,命名为EAsdiA(GenBank登录号:AY864839),该基因与E.coli和S.typhimurium的sdiA基因在氨基酸水平上分别有45.42%和43.33%的同源性,与其它细菌的luxR同源基因的同源性更低。根据梨火疫病菌EAsdiA和其它病原细菌的luxR基因的序列比对设计了1对特异引物F-EAluxR和R-EAluxR,能够特异地检测梨火疫病菌,检测灵敏度为10个菌体,在含有梨组织浸出液中可检测到102个菌体。本研究首次从梨火疫病菌中克隆sdiA基因并作为新靶标应用于该病菌分子检测。     

北京市水产养殖病害测报系统设计与实现

研究开发了北京市水产养殖病害测报系统,通过B/S架构实现水产养殖病害测报的电子化、网络化以及智能化,从而提高了对数据的采集、分析处理和应用能力,为政府部门决策提供可靠及时的参考,为北京市水产养殖病害的防治工作提供有力的信息化工具。     

梨火疫病菌分子检测新靶标——EAsdiA基因的克隆与应用

SdiA属于与群体效应相关的luxR家族基因，目前已证实存在于Escherichia coli和Salmonella typhimurium基因组中。本研究从梨火疫病菌中克隆到了一个sdiA的同源基因，命名为EAsdiA，该基因与Es. coli和S. typhimurium的sdiA基因在氨基酸水平上分别有45.42%和43.33%的同源性，与其他细菌的luxR同源基因的同源性更低。根据梨火疫病菌EAsdiA和其它病原细菌的luxR基因的序列比对设计了一对特异引物F-EAluxR和R-EAluxR，该引物能够特异地检测梨火疫病菌，检测灵敏度为 10个菌体，在含有梨组织浸出液的情况下可检测到102个菌体。本研究是首次从梨火疫病菌中克隆SdiA基因并应用于该病菌分子检测的报道。     

梨火疫病菌的免疫检测技术（简报）

首次采用免疫分离和免疫鉴定相结合的方法对梨火疫病菌进行检测,检测样本中的目的的菌检测灵敏度达１０＾１－１０＾２ｃｆｕ／ｍＬ,回收率达３０％以上。检测人工接种材料,进口或国产的苹果,梨以及在江苏省内定点采集样品的结果,除实验室人工接种材料阳性外,所检测样品中均不带梨火疫病菌。     

池塘养殖全自动精准投饲系统设计与应用

目前池塘养殖过程中需要人工搬运饲料,劳动强度大、人工成本高。现有投饲设备缺少称量和自动控制功能,存在投饲量控制不精准、自动化程度低、难以集成管控等问题。为此,该研究设计了一种全自动精准投饲系统,主要由机械设备、自动控制系统、信息管理系统等组成。基于"控制在本地、管理在云端"原则确定了系统结构。采用大料仓投饲机和散装饲料实现饲料出厂、运输、装料和投料全程机械化作业。开发了基于可编程逻辑控制器和称重传感器的自动控制系统,实现设备全自动运行和投饲量精准控制。控制系统与信息管理系统对接,实现投饲管控与企业生产经营管理的一体化。通过对视频监控设备的集成实现投饲过程的可视化监控。该系统在某大型养殖企业投入生产应用,建立了800 hm2的全自动投饲养殖示范基地,基本实现投饲过程的无人化作业。与传统小型投饲机、人工搬运和加装饲料的投饲方式相比,该系统可以减少劳动力成本70%、节约饲料用量3%,有效降低成本,取得了良好经济效益,具有实际工程应用价值。     

草地螟一代幼虫发生面积的气象预报模型

利用内蒙古兴安盟1996-2009年草地螟发生资料和同时段气象资料,分析了草地螟一代幼虫发生面积与气象因子的相关关系,确定了影响草地螟一代幼虫发生面积的主要气象因子;以春季越冬代成虫数量即野外调查的百步惊蛾量和通过相关检验的气象因子为基础,采用多元回归方法建立了草地螟一代幼虫发生面积的气象预报模型。结果表明,一代幼虫发生面积与5月中、下旬相对湿度以及6月中旬平均温度呈正相关,与5月中旬-6月上旬温度以及6月中旬相对湿度呈负相关。通过模型历史回代检验,模拟等级与实际等级完全一致的占77%,与实际相差一个等级的占15%,3级及其以上（中度以上）发生年份的模拟准确率达到100%。通过对2009年草地螟发生面积的试报检验,预报效果较好。利用模型的预报结果可为提前了解草地螟一代幼虫的发生趋势、有效指导当地草地螟防控工作提供参考。     

基于UWB与物联网的移动式温室环境监测系统设计与实现

为低成本实现对温室不同区域环境的全面感知，该研究设计了移动式温室环境监测系统，其采用超宽带（Ultra Wide Band，UWB）网状拓扑结构进行分布式组网，节点设备以一主多从的形式对移动工作台实时定位。利用优化后的双向双边测距算法计算各基站与标签之间的距离，通过距离的归一化残差分布判断是否存在非视距（Non Line of Sight, NLOS）误差，利用改进后的增量卡尔曼滤波算法消除NLOS误差，通过Chan算法解算标签准确位置。移动工作台以Arduino控制器为核心，搭载温度、湿度、二氧化碳和光照度传感器，实现对温室环境的实时监测和对移动工作台的远程控制。测试结果表明，系统静态定位最大横向偏差为7.92 cm，最大纵向偏差为7.98 cm，横向和纵向偏差的平均值均<5 cm；移动工作台以0.4 m/s的平均速度行驶，动态定位最大横向偏差为8.7 cm，平均横向偏差为4.7 cm；采集参数上传平均丢包率为2.78%；温度、湿度、光照度和二氧化碳浓度监测相对误差分别低于0.63%、0.34%、0.70%和0.67%，满足温室环境信息移动监测要求。该研究对温室环境调控和温室内作业机具精准定位技术的发展具有一定的理论意义和参考价值。     

物联网在设施农业中的应用研究

为了实现设施农业的自动化管理,提高工作效率、降低劳动成本,开展了物联网在设施农业中的应用研究。采用物联网技术研发了基于物联网的设施农业监控系统,对生产过程中的温湿度、太阳光照等生产参数进行实时采集监控。该系统运用传感器进行感知、利用RFID、Zigbee和GPRS组成的三层网络架构实现数据传输,服务器端则采用RIA-CBX软件架构实现监测数据的接收和处理,可以短信接收数据以及通过短信触发控制。该系统已经在辽宁省几个试验点进行了测试,通过对系统的测试数据的时延、流量等性能的评估,验证了系统的可靠性和准确性。基于物联网的设施农业监控系统自动监测设施农业综合环境信息,实现了对设施农业的自动控制和智能化管理,为科学预测和科学种植提供了依据。     

空气循环式塑料大棚蓄热除湿装置及运行效果

根据湿热空气遇到固体低温表面产生冷凝效应,其水汽凝结为水,同时放出潜热的原理,利用冬季晴天时塑料大棚内气温高,湿度大,而地温低的环境条件,在塑料大棚内设计、建造和安装了一套空气循环式蓄热除湿装置,晴天将塑料大棚内的湿热空气用轴流式风机强制性地抽送入安装在土壤中的多个冷凝管道,并使其从塑料大棚内另一端的出口排出,再回到塑料大棚内,形成循环,达到既除湿又不降温的目的。观测分析结果表明,与对照塑料大棚相比,试验塑料大棚内1.7 m高度的相对湿度明显降低,大部分时间段达到差异显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）水平;晴天各个正点时刻,冷凝塑料大棚内1.7 m高度平均气温和20 cm地温均高于对照,分别高出0.1～3.0℃、1.4～1.7℃。     

混合架构智能温室信息管理系统的设计

针对物联网型智能温室的信息管理要求,基于客户端/服务器（C/S）和服务器/客户端（B/S）混合架构设计了智能温室信息管理系统。系统由现场管理、数据库和远程管理等3个子系统组成。采用分布图法检测了温室传感器网络离异数据。结合铁皮石斛的耐湿特性,通过Mamdani推理实现了温室空气温度、湿度和光照强度等环境参数的模糊决策。基于异步JavaScript和XML（AJAX）技术构建了Web数据异步交互框架。运用服务器推技术实现了温室机构动作状态的实时同步。系统在江苏农博园现代农业馆智能温室部署运行,成功实现了温室信息局域网的采集、处理、存储、显示和决策,以及广域网的高效远程访问与管理。     

油菜精量排种器种子流传感装置设计与试验

针对油菜精量播种过程中缺乏小粒径种子流传感而导致播量监测困难的问题,设计了一种油菜精量排种器种子流传感装置。运用高速摄影技术及碰撞动力学模型,记录并分析油菜种子与聚偏氟乙烯压电薄膜的碰撞轨迹,为传感装置的导管、压电薄膜倾角、出种口位置等关键结构参数提供依据。基于油菜种子与压电薄膜的碰撞信号特征分析,设计了沉槽基板-压电薄膜感应结构,将碰撞信号的衰减时间从9缩短至1 ms,提高了对高频种子流检测的时间分辨率,同时能够有效抵抗机械振动带来的干扰影响。对微弱碰撞信号进行放大、半波整流、电压比较、单稳态触发转化为单脉冲信号,通过单片机定时计数采集处理,实现油菜种子流排种频率与排种总量的实时检测,并利用无线收发模块定时发送给监测显示终端,实现播量数据的实时显示与保存。油菜精量排种器台架及数粒仪高频排种试验表明:在排种频率8.1~32.9 Hz范围内,检测准确率不低于99.5%。田间播种试验表明传感装置能够实时检测精量排种器的排种频率与排种总量,在无排种时计数为零,正常播种状态时检测准确率不低于99.1%,机械振动及粉尘对传感装置没有影响。该传感装置为油菜精量播种过程播量监测、漏播检测以及补种提供有效支撑。     

陕西省干旱预测预警技术及其应用

依据陕西省生态农业干旱相似区,将陕西省干旱预测预警划分为8个分区;利用中期或延伸期天气预报、土壤相对湿度观测值、地面植被等信息,分别建立了综合气象和综合农业干旱预测模型,开发了陕西省干旱预测预警系统平台,可逐日对全省97个气象站点未来的干旱演变进行滚动预测,在此基础上结合干旱预警条件分析及等级判识,进一步判断是否发布以及如何发布干旱预警信息。与实际出现的旱情相比,2007年的干旱预测准确率达88%~96%。     

南明河流域枯水径流量的长期预报

多年来对河流径流量进行预报,一直是水文工作者追求的目标之一,但由于全国各地水汽来源不同,河流特性千差万别,因而用一套通用的预报方案不能够准确、及时地预报,以达到防洪抗旱的能力。介绍了用频谱分析进行枯水径流分析和预报的基本方法,并用该方法对岩溶地区南明河流域径流进行预报分析和建模。模拟预报结果表明,该流域径流量存在3个显著枯水周期（2,4和9a左右）,预报结果可为南明河流域经济发展提供依据。