基于有机肥 /生物有机肥和菌剂的化学氮肥减施技术在大蒜上的应用

在中国出口大蒜主产区山东省济宁市金乡县王丕镇玛丽亚大蒜种植基地连续种植 25年的大蒜田,分别研究化学氮肥减施 30%、化学氮肥减施 30%结合有机肥和菌剂组合技术、化学氮肥减施 30%结合生物有机肥和菌剂组合技术对大蒜生长、产量和品质的影响。结果显示:与常规施肥对照相比,化学氮肥减施 30%可导致大蒜长势、蒜头产量和部分品质降低;化学氮肥减施 30%结合有机肥和菌剂组合技术可以维持大蒜长势和蒜头产量,并提高大蒜品质;化学氮肥减施 30%结合生物有机肥和菌剂组合技术可以显著提高大蒜长势、蒜头产量和大蒜品质。可见,基于生物有机肥和菌剂的化学氮肥减施技术是适合中国出口大蒜主产区连作大蒜的减肥增效技术。     

双行手扶式大蒜联合收获机设计和试验（英文）

为解决大蒜机械化收获时损伤率与损失率较高的问题,结合大蒜物理特性和种植模式,该研究设计了一种双行手扶式大蒜联合收获机,主要由挖掘装置,矫正装置,夹持装置,切割装置,收集装置等组成,可一次完成大蒜的挖掘,姿态矫正,夹持输送,茎根切割,低损收集等作业工序。为提高大蒜收获作业质量,采用Box-Behnken中心组合试验方法,以前进速度、挖掘深度、链条距离为试验因素,以损伤率和损失率为评价指标,进行参数优化试验。建立各影响因素与指标之间的回归数学模型,分析各因素对响应值的交互影响,获得最优参数组合为:前进速度0.51 m/s、挖掘深度97.2 mm、链条距离7.6 mm,对应的损伤率、损失率分别为0.65%、1.28%,对优化结果进行验证试验,试验结果表明在最优参数组合下,损伤率为0.63%、损失率为1.25%,各评价指标与预测值均很接近。研究结果可为大蒜联合收获机进一步完善结构设计和工作参数优化提供参考。     

双行手扶式大蒜联合收获机设计和试验（英文稿）

为解决大蒜机械化收获时损伤率与损失率较高的问题，结合大蒜物理特性和种植模式，该研究设计了一种双行手扶式大蒜联合收获机，主要由挖掘装置，矫正装置，夹持装置，切割装置，收集装置等组成，可一次完成大蒜的挖掘，姿态矫正，夹持输送，茎根切割，低损收集等作业工序。为提高大蒜收获作业质量，采用Box-Behnken中心组合试验方法，以前进速度、挖掘深度、链条距离为试验因素，以损伤率和损失率为评价指标，进行参数优化试验。建立各影响因素与指标之间的回归数学模型，分析各因素对响应值的交互影响，获得最优参数组合为：前进速度0.51 m/s、挖掘深度97.2 mm、链条距离7.6 mm，对应的损伤率、损失率分别为0.65%、1.28%，对优化结果进行验证试验，试验结果表明在最优参数组合下，损伤率为0.63%、损失率为1.25%，各评价指标与预测值均很接近。研究结果可为大蒜联合收获机进一步完善结构设计和工作参数优化提供参考。     

大蒜果秧分离试验装置的设计与测试

为提高大蒜联合收获果秧分离作业性能,解决果秧分离过程中留茎长、伤损率高等问题,该文研制了一种大蒜联合收获果秧分离试验装置,该试验装置由夹持输送装置、排序-对齐装置、切割装置、机架等组成,能够完成大蒜的夹持、排序、对齐、切割分离等工序的作业。并进行了大蒜果秧分离试验台作业参数优选试验,得出最优组合参数为夹持高度190 mm,夹持角度79o,主夹持链速度1.06 m/s,此时大蒜的平均留茎长度为37.56 mm,伤损率为2.33%,满足大蒜果秧分离作业质量的要求。该研究可为大蒜联合收获果秧分离机构的研发提供参考。     

基于Jetson Nano处理器的大蒜鳞芽朝向调整装置设计与试验

为满足大蒜定向播种的农艺要求,针对现有大蒜鳞芽调整方法对杂交蒜适应性差的问题,该研究设计了一种基于Jetson Nano处理器的大蒜鳞芽朝向自动调整装置。采用双卷积神经网络模型结构,其中一个神经网络模型对大蒜是否被喂入进行实时监测,检测到大蒜喂入调整装置后,一个ResNet-18网络模型对蒜种鳞芽朝向进行判断,当鳞芽朝上时大蒜鳞芽调整机构打开Y型料斗使大蒜以鳞芽朝上的姿态直接落下,当鳞芽朝下时大蒜鳞芽调整机构翻转180°带动大蒜一起翻转后以鳞芽朝上的姿态落下,实现大蒜鳞芽朝向实时调整。神经网络模型推理及舵机控制采用英伟达边缘计算处理器Jetson Nano进行处理。利用离散元分析软件EDEM结合正交试验方法对调整装置的关键结构参数进行优化,并以杂交大蒜为试验对象进行台架试验,试验结果表明:大蒜鳞芽调整成功率为96.25%,模型推理时间0.045 s,平均每粒大蒜调整时间为0.785 s,满足大蒜播种机播种要求。该文研究结果可为解决杂交大蒜直立播种问题及边缘计算在精密播种设备中的应用提供有益参考。     

江苏省辐照大蒜商业化经济效益分析

江苏省在流通领域中，利用辐照大蒜季节差价和地区差价提高经济效益，以远销和外销为好，本地销售次之，辐照大蒜深加工，以综合加工的效益最高，脱水大蒜次之，糖醋大蒜和去臭大蒜最差，１９９１￣１９９４年，江苏辐照大蒜９２０ｔ，年收入１４万元，社会经济效益８７万元。     

适于餐厅与家庭的叶菜外部品质在线检测与分级系统

该研究从中式菜肴原料的品质控制需求出发,针对叶菜变黄、腐烂、虫害危害消费者健康、人工挑选费时费力的技术难点,开发了基于机器视觉的叶菜外部品质在线检测与分级系统,以实现在中小型餐厅和家庭场合对黄化叶、腐烂叶以及虫眼叶的快速检测判别与分级。该系统硬件部分主要包括基于负压吸气式的样品分离单元、基于LED光源照明系统的样品检测单元以及基于气吹式分选单元等。利用Open Cv和Visual C++编写了叶菜外部品质无损快速检测软件,实现样品信息的自动采集、数据分析和结果显示。最后结合对应的特征信息提取方法,利用320个菠菜样品对装置性能进行试验验证,其中黄化叶、虫眼叶、腐烂叶以及正常叶数目各为91、75、91、63。针对黄化叶与腐烂叶,利用RGB到HSV的颜色空间变换方法分别设定分量值H∈(60?,130?)、S∈(0,0.17)和V∈(0,0.23)提取菠菜黄化叶与腐烂叶的特征信息,实现菠菜黄叶与腐烂叶的判别;针对虫眼叶,在RGB颜色空间中调节2G-R-B的阈值对虫眼叶菜进行灰度化、二值化及形态学消噪提取虫眼叶轮廓特征信息,实现虫眼叶判别及虫眼面积的计算。试验结果表明,利用该装置并结合各自的特征信息提取算法,能够实现对菠菜外部品质的判别,与人工判别相比,黄化叶、腐烂叶以及虫眼叶的判别正确率分别为96.70%、92.59%、84.62%,整体判别正确率为94.69%,1个叶菜样品的分选时间为0.84 s。     

蔬菜嫁接机器人研制与试验

在中国,蔬菜嫁接仍以人工作业为主,为解决人工嫁接存在的作业效率低、成活率低、质量难以保证等问题,该文基于瓜、茄苗通用的"贴接法"嫁接技术,采用双工位上苗方式设计搬运装置、切削装置、上苗及送夹装置,利用虚拟样机技术构建瓜、茄类蔬菜嫁接机器人。经试验得出:切刀旋转半径为68mm,切刀转速为120r/min时,秧苗切削成功率98%,满足嫁接技术要求;嫁接速度为884株/h,嫁接成功率为95.7%,成活率为96.8%。因此,蔬菜嫁接机器人可有效解决人工嫁接存在的问题,取代人工嫁接作业。     

3种大蒜中洋葱黄矮病毒的RT-PCR分子鉴定

洋葱黄矮病毒（Onion yellow dwarf virus,OYDV）是危害大蒜产量和品质的主要病毒之一。快速有效的病毒检测方法可为大蒜病毒病的研究和有效防御提供理论与技术资料。本研究利用反转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）技术对甘肃＂成县迟蒜＂和山东＂鲁蒜王2号＂中OYDV外壳蛋白基因进行特异性扩增,并克隆到载体PMD18-TEasy Vector上进行核苷酸序列测定及分析。成功分离得到OYDV的两个DNA片段——GSCCS和SDLSW2,与GenBank中已报道的AB000837.1、AB000838.1和AJ409311.1等22个OYDV DNA片段的核苷酸相似性分别为81%～98%和81%～84%,氨基酸相似性分别为85%～99%和89%～94%,二者之间核苷酸相似性为84%,氨基酸相似性为89%。系统进化树显示不同DNA片段可聚为3个组群,GSCCS与中国山东金乡OYDV DNA片段同属一组,SDLSW2与其它16个OYDV DNA片段同属一组,表明OYDV在甘肃＂成县迟蒜＂和山东＂鲁蒜王2号＂中均存在,但具有一定差异。本实验确定了OYDV的基因变异程度,为进一步研究病毒进化和变异提供了有利条件。     

晋北生态修复区种源补充技术研究

在宁武县张家山流域片实施了水土保持生态修复试验研究,探讨了在晋北干旱半干旱生态脆弱区,依靠生态系统自身修复为主,辅以人工适度补植,加速植被的恢复技术.选择乡土树种补充种源,按树种风媒传播范围确定补植密度,因地制宜配置混交方式,采用大营养袋定植等综合技术,可提高造林成活率.经5年试验,当年造林成活率90%～95%,造林保存率80%～85%,试验区植被盖度达71.5%,人工补充种源新增盖度10.6%,提高生物产量33.72%,形成了较为稳定的植被群落.     

全自动蒜种盒提取投放装置设计与试验

针对目前大蒜播种机械自动化程度低、蒜种鳞芽朝上率低的现状,基于种盒式大蒜播种方式,设计了一种全自动蒜种盒提取投放装置。该装置主要包括机架、地轮、地轮轴、测速编码器、光电传感器、控制箱、输送装置和提取投放装置,能够实现蒜种盒自动给进、准确抓取、平稳输送、精确投放等功能。设计了机械臂和机械手结构,通过理论分析建立了各关键部件参数数学模型,确定了机械臂和机械手工作参数,探明了机组行进速度对各舵机工作参数的影响规律,明确了影响蒜种盒投放间隙的因素。为了测试蒜种盒投放效果影响进行了试验,结果表明当机组行进速度为0.90 km/h,中心舵机、辅助舵机、控距舵机转速分别为26.04、26.04、13.89 r/min时蒜种盒投放后衔接间隙平均值为5.6 mm,投放效果较优,满足大蒜播种要求。该文研究结果可为实现大蒜播种自动化提供参考。     

遗传神经网络在稻米垩白度检测中的应用研究

新的优质稻谷国家标准中，垩白度是4个定级指标之一，被用来代表稻谷的商品品质。垩白度的检测目前仍由人工目测完成。为使检测结果更具客观性、一致性，建立了遗传神经网络对垩白像素和胚乳其它像素进行了识别，从而实现了垩白度的自动无损检测。对两种市售粳米进行了检测，计算机视觉的检测结果与人工检测结果的误差小于0.05。试验结果表明所建立的新方法是可行的，它为开发垩白度在线检测系统提供了科学依据。     

大蒜联合收获切根试验台设计与试验

为了提高大蒜联合收获切根作业性能,解决大蒜切根过程中根系一次清除率低、蒜头损伤率高等问题,该文设计了一种大蒜联合收获切根试验台,该试验台主要由毛刷辊、前旋转切刀、夹持输送机构、排序-对齐机构、浮动切根机构等组成,可一次性完成蒜株的根系清理和预切、蒜株排序和对齐、根系浮动切割等作业工序。该文确定了切根装置关键结构参数和作业参数,并对影响切根作业质量的主要因素开展了试验研究。试验结果表明,影响切根作业质量的主次作用因素为夹持输送速度、夹持角度、浮动切刀转速,较优参数组合方案为夹持输送速度1.05 m/s、夹持角度79°、浮动切刀转速2 200 r/min(切割线速度为17.3 m/s),此时根系去净率为96.1%,蒜头伤损率为2.39%,满足大蒜切根作业质量要求。该文研究结果可为大蒜联合收获切根装置的设计提供参考。     

Assessment of initial stages of Maillard reaction in dehydrated onion and garlic samples

The initial steps of the Maillard reaction in freshly laboratory-freeze-dried and commercial dehydrated onion and garlic samples have been assessed by quantitative determination of 2-furoylmethylamino acids, obtained after acid hydrolysis of the corresponding Amadori compound. In freshly prepared samples, hardly any presence of 2-furoylmethylamino acids was detected, whereas in commercial samples, onion contained much more important levels of 2-furoylmethylamino acids as compared to garlic species. 2-Furoylmethyl-gamma-aminobutyric acid (1), 2-furoylmethyl-lysine (furosine; 2), and 2-furoylmethylarginine (3) were identified in all commercial dehydrated onion samples, with compound 3 being the most abundant. All garlic samples presented slightly higher levels of 2 than 3 with no presence of 1. The observed differences between onion and garlic commercial samples may be due to their very different content of reducing sugars. Moreover, some variations found in 2-furoylmethyl derivatives within both onion and garlic species could be also attributed to different processing and storage conditions during the manufacture of these products. The findings of this study show the first evidence of important levels of Amadori compounds in dehydrated garlic and onion samples, as well as the usefulness of 2-furoylmethyl derivatives as quality indicators for the early detection of the Maillard reaction in onion and garlic products.     

自动定向大蒜播种机的设计与试验

针对现有大蒜播种机难以满足蒜种"鳞芽朝上、直立栽种"农艺要求的问题,该文设计了一种大蒜自动定向播种机。该播种机主要由底盘、机架、种箱、取种装置、蒜种定向装置、插播装置、气动控制系统和镇压轮组成。采用链勺式取种方式完成单粒取种,利用三级锥形料斗实现蒜种鳞芽定向,通过鸭嘴式插播器实现直立栽种。设计了各关键部件结构,通过试验研究探明了影响取种效果和鳞芽定向效果的主要因素,确定了合理工作参数组合。以兰陵大蒜为试验对象,取种试验表明,当播种机行进速度0.10 m/s、振动机构振动作用力15 N、十字轮转速20 r/min时,单粒取种率为93.50%,多粒率为2.30%,漏取率为4.20%,综合取种效果最优;蒜种定向试验表明,当3级料斗尖锥半顶角依次为45°、40°和30°时,料斗安装间距100 mm、料斗打开间隔时间0.4 s时的鳞芽朝上率为94.44%,综合定向效果最优。大蒜播种机田间试验结果表明,上述参数组合下鳞芽朝上率为89.2%,重播率为3.2%,漏播率为2.0%,播种效率为500～650 m~2/h,满足大蒜播种农艺需求。该文研究结果为推动大蒜播种机械化和自动化发展提供参考。     

基于双侧图像识别的大蒜正芽及排种试验台设计与试验

针对现有大蒜播种机难以满足杂交蒜种"鳞芽朝上、直立栽种"农艺要求的问题,提出了一种基于图像识别的蒜种鳞芽识别与正芽方法,设计了大蒜排种及正芽试验台,实现了蒜种的单粒取种、图像采集、鳞芽方向识别、鳞芽扶正等功能。以杂交大蒜为试验对象,通过试验确定了影响蒜种鳞芽扶正效果的4个主要因素:通道宽度、电动机转速、拍摄距离、识别阈值,建立了蒜种鳞芽扶正率与试验因素之间的回归模型,模型决定系数R2值为0.903 8,分析了各因素对蒜种鳞芽扶正率的影响,各因素对蒜种扶正率影响的显著性顺序从大到小依次为通道宽度、电动机转速、拍摄距离、识别阈值。并对试验因素进行了综合优化。最优工作参数组合为:电动机转速为18 r/min、蒜种通道宽度为38 mm、拍摄距离为8.6 mm、识别阈值为178时,蒜种鳞芽扶正率为90.56%,平均每粒蒜种识别用时0.29 s,满足大蒜播种机播种要求。该文结果可为解决杂交大蒜直立播种问题提供参考。     

抽薹装置定位钩改进减小蒜薹抽提力提高效率

针对传统抽薹装置抽薹时抽提力较大、抽提效率低问题,该文对抽薹装置的定位钩进行了改进,并制作了钩提抽薹装置。为了解2种抽薹装置的抽薹效果,开展了2种装置(传统抽薹装置和钩提抽薹装置)在不同时段(早上、上午、下午)及降雨条件下对抽提力度、蒜薹及大蒜产量影响的试验。经过对多个指标测定和方差分析,结果表明:采用钩提抽薹装置能降低抽薹拉力,提高抽薹的稳定性和抽薹效率,并且不会造成蒜头产量下降,上午、早上及降雨条件下是抽薹的最佳时期,特别是降雨条件下,薹长和出薹率最高,分别达到47.7 cm和99.7%,蒜薹产量达到5 222.22 kg/hm^2。综合来看,蒜薹抽提的最佳方案:采用钩提抽薹装置,早上和上午进行抽提,如遇降雨条件,尽量进行抽提。研究结果可为蒜农抽薹提供依据,并为蒜薹抽提的机械化研究提供理论基础。     

超高压和超声波预处理对蒜片热风干燥过程及品质的影响

为缩短蒜片热风干燥时间,提高干制蒜片品质,将超高压与超声波技术应用到蒜片干燥前处理,并利用低场核磁共振技术(Low Field Nuclear Magnetic Resonance, LF-NMR)分析预处理对蒜片干燥过程中内部不同状态水分迁移的影响。结果表明:干燥前超声或超高压预处理有利于加快干燥过程,超声、超高压和超高压-超声预处理的干燥时间分别比没有预处理的对照组降低了37.50%、43.75%、62.50%;三种预处理均可以降低干燥能耗,尤以超高压-超声最为显著(P0.05),相比对照降低了32.31%。低场核磁共振测定结果表明,预处理后蒜片中存在三种状态的水分,自由水占的比例最大,不易流动水次之,结合水最少。干燥过程中脱除的主要是自由水,超声和超高压均降低了自由水的脱除时间,超高压-超声预处理脱除自由水的时间最少,为90 min,说明超高压和超声联合更有利于减弱蒜片组织对水分的束缚并增强水分的流动性。通过扫描电镜发现,超高压使蒜片细胞间隙增大,细胞壁破坏严重,而经超声预处理的蒜片组织出现疏松多孔的结构,超高压-超声扩增了蒜片的显微通道,验证了超高压-超声更有利于提高水分的流动性。经超高压或超声预处理后,干制蒜片的色差降低,复水比和蒜素含量显著提高(P0.05),超高压与超声联合预处理得到的干制蒜片品质较优,色差值为16.11,大蒜素含量为2.67 mg/g,复水比为2.90 g/g。研究结果为高效节能、高品质的大蒜干燥技术提供理论参考。     

大蒜果秧分离机构参数优化及试验

为了提高大蒜果秧分离机构的作业质量,降低蒜头的平均留茎长度、伤损率、提高切痕合格率,该文运用Box-Benhnken的中心组合试验设计理论,在构建的大蒜果秧分离试验台上,对主夹持链输送速度、蒜株夹持角度、蒜株夹持高度、夹持株数等影响其作业质量的4个因素进行四因素三水平的响应面试验。建立了响应面数学模型,分析了各影响因素对作业质量的影响,同时,对各影响因素进行了综合优化。结果表明试验因素对果秧分离质量有较大影响,综合优化结果为主夹持链输送速度1.05 m/s,蒜株夹持角度77°,蒜株夹持高度220 mm,夹持株数2株,此时平均留茎长度为36.9 mm、伤损率为2.23%、切痕合格率为98.29%。研究结果可为大蒜果秧分离机构的结构完善设计和作业参数优化提供依据。