自动挡雨预警推送蒸发器手机在线控制装置研制

为消除蒸发器水面蒸发量检测过程中因天然降雨对检测结果的不利影响。在脉冲式蒸发器水面蒸发量手机在线检测装置基础上增加了自动挡雨装置和天气预警及其挡雨装置是否正常运转的推送功能。该装置通过个推软件工具开发包实现了预警推送功能,并采用雨水传感器感应板输出的电信号变化感知是否出现降雨情况,实现了挡雨盖遮挡和移除的智能控制。结果表明:1)装置运行可靠,60次试验中,挡雨盖完全遮挡和回到初始位置、挡雨和移除挡雨盖成功后,收到反馈消息的成功率均为98.3%;2)装置运行稳定,支撑杆转动的理论角度与实测角度的绝对误差范围为1.6°～3.5°,最大相对误差为4.1%,最小相对误差为1.9%。田间试验结果表明,该装置适应性较强,性能良好,支撑杆转动的理论角度与实测角度的最大绝对误差为3.4°。可见,该装置不仅通过降雨感知进行挡雨,而且可以通过手机在线控制,查看降雨天气预警、挡雨盖完全遮挡蒸发器和回到初始位置是否成功的推送消息,提高了蒸发器挡雨操作的智能化水平,解决了蒸发器蒸发量检测过程中因降雨造成检测失败的突出问题。该研究为智能挡雨和消息推送技术在农业智能设备研发中的应用提供了新思路。     

野生软枣猕猴桃组织培养及褐变处理

以野生软枣猕猴桃嫩芽、幼嫩叶片以及茎段作为外植体,研究野生软枣猕猴桃组织培养整个过程,以建立快速高效的野生软枣猕猴桃再生体系。结果表明：最适宜的诱导叶片、茎段愈伤组织的培养基分别为MS+0.5 mg/L 6-BA+1.0 mg/L NAA和MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA;诱导出愈伤组织在MS+0.6 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA培养基上能很好地分化不定芽苗;诱导幼芽产生丛生芽的培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA;较适宜的生根培养基为1/2MS。愈伤组织继代中发现细胞生长素NAA可以防止愈伤褐化。在愈伤组织分化中,发现将分化出的芽苗再次愈伤化,可以提高分化率。     

基于病害高发期气象因子的三七病害发生率预测

准确预报病害发生率是提前应对三七病害、提高产量和品质的重要基础。该研究利用2018－2019年云南红河州三七种植基地内田间气象数据和病害发生率资料,采用主效应分析（Principal Components Analysis, PCA）来避免多元共线性的发生。以2018年和2019年的5－9月气象数据集作为训练集与验证集,以随机森林（Random Forest, RF）算法作为基础学习机构建初步预测模型,最后通过梯度下降算法（Gradient Descent, GD）进行优化。结果表明,通过主效应分析可知土壤温度与棚内湿度的皮尔逊相关系数在0.25～0.75之间,棚内土壤热通量和三七冠层上方土壤热通量与病害发生率呈负相关,其皮尔逊相关系数在-0.75～-0.25之间;通过随机森林获得的模型的均方根误差为0.23;通过梯度下降优化,代价函数收敛时值为241.003,并获得各个气象因子对三七病害高发期的病害发生率影响的权重,其中土壤温度正相关程度最大,权重为21.686,三七冠层上方的土壤热通量负相关程度最大,权重为-13.834。该研究结果在通过田间气象因子预测三七病害高发期的病害发生率上具备可靠的预测能力,可为降低三七病害的设施环境调控和智能化管理提供理论依据和技术支持。     

沟灌方式和水氮对玉米产量与水分传导的影响

采用正交试验设计,用美国Dynamax公司生产的高压流速仪（High Pressure Flow Meter, 简称HPFM）的瞬时法原位测定大田玉米拔节期、抽雄期和蜡熟期的根系及冠层水分传导（简称根及冠层水导）,研究了不同沟灌方式、灌水量和施氮量对玉米水分传导、产量和植株氮的影响。结果表明,玉米根系或冠层水导最大值均在拔节期取得,均随生育期的推移逐渐变小。通过对玉米产量和水分传导综合比较得出最优组合处理是隔沟交替灌（简称交替沟灌）中水高肥：即沟灌方式为交替沟灌、灌溉量为282 mm、施氮量为240 Kg?hm-2的处理。可见,交替沟灌在根区两侧反复的对干燥侧根系进行灌水,促进根系和冠层水导增大,提高了根系对水肥的吸收利用和传输效率,使得植株氮含量较高,产量较大。     

荫蔽栽培与亏缺灌溉对干热区小粒咖啡生长和冠层结构的影响

干热区小粒咖啡水、光管理粗放,高效生产受到限制。通过大田试验,采用完全组合设计,设3个灌水水平[充分灌水(FI)、轻度亏缺灌水(DIL)和重度亏缺灌水(DIS)]和4个荫蔽栽培模式[无荫蔽(S0):单作咖啡;轻度荫蔽(SL):4行咖啡间作1行香蕉;中度荫蔽(SM):3行咖啡间作1行香蕉;重度荫蔽(SS):2行咖啡间作1行香蕉],研究香蕉荫蔽栽培下亏缺灌溉对干热区小粒咖啡生长和冠层结构的影响。结果表明:与FI相比,其余灌水处理的株高增量和新梢长度分别减少13.62%～23.94%和8.82%～13.96%,总定点因子增加9.55%～34.97%。与S0相比,其余荫蔽处理的株高增量、茎粗增量、冠幅增量、新梢长度和叶面积指数分别增加18.33%～33.65%、6.43%～15.47%、5.38%～12.60%、8.82%～24.69%和5.18%～22.85%,冠层开度、林隙分数、平均叶倾角、总定点因子和透光率分别减少4.42%～15.50%、4.85%～16.49%、5.50%～15.07%、13.78%～41.44%和10.36%～31.78%。相关分析表明,冠层开度、林隙分数、平均叶倾角、直接定点因子、间接定点因子、总定点因子、冠下直接辐射、冠下间接辐射、透光率和消光系数相互之间均呈显著正相关,且分别与冠层叶面积指数呈显著负相关。聚类分析表明,当类间距离为5时,可将12个处理分为3类, FISS、DILSS和FISM处理为第1类, FISL、DILSL、DILSM、DISSS、FIS0和DISSM处理为第2类, DILS0、DISSL和DISS0处理为第3类。其中第1类的生长状况最佳,可作为干热区小粒咖啡灌水处理和香蕉荫蔽栽培模式的优选组合。该结果可为干热区小粒咖啡水光管理提供理论指导。     

金柑CHS和CHI基因的克隆及表达分析

为了研究查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)和查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)在金柑类黄酮合成过程中的作用,从金柑果实中克隆3个CHS和2个CHI编码基因,构建进化树进行聚类分析;同时采用紫外分光法测定类黄酮含量,并通过qRT-PCR(quantitative real time polymerase chain reaction)进行定量分析。结果表明,FmCHS1和FmCHS2与已知功能CHS紧密聚为一类,界定为CHS蛋白;FmCHS3单独聚类,界定为CHS-like蛋白。FmCHI1界定为类型Ⅰ CHI蛋白,具有CHI酶催化活性,参与类黄酮合成;FmCHI2界定为类型Ⅳ CHI蛋白,在拟南芥中与类型Ⅰ CHI蛋白互作,促进类黄酮合成。在金柑果实发育过程中,类黄酮含量在果皮中呈明显的下降趋势,而在果肉中呈先升后降的变化趋势。FmCHS1和FmCHI1在金柑果实发育中呈高表达模式,且与类黄酮积累模式最为接近。FmCHS1和FmCHI1可能直接参与了金柑果实类黄酮的合成;虽然FmCHI2没有催化功能,但与FmCHI1互作促进类黄酮的合成。     

遮阴下滴灌施肥对小粒种咖啡土壤质量和水分利用的影响

【目的】探究遮阴下不同水肥耦合模式对小粒种咖啡根区土壤质量及水分利用的影响。【方法】以小粒种咖啡为研究对象,在30%遮阴度下,试验设2因素（灌水和施肥）3水平完全设计,共9个处理。3个灌水水平:高水（W_H:1.2 Ep）、中水（W_M:1.0 Ep）和低水（W_L:0.8 Ep）;3个施肥水平:高肥(F_H:530.00 kg·hm^-2)、中肥(F_M:353.33 kg·hm^-2)和低肥(F_L:176.67 kg·hm^-2)。分析小粒种咖啡根区土壤养分、微生物数量、酶活性、干物质量及灌溉水分利用效率对水肥调控的响应规律,通过隶属函数和因子分析相结合对土壤质量进行综合评价,再以TOPSIS法综合分析,找出小粒种咖啡最佳水肥耦合模式。【结果】灌水水平和施肥水平对小粒种咖啡根区土壤养分、微生物数量、酶活性（除秋季过氧化氢酶）、根干物质量、树干干物质量、总干物质量和灌溉水分利用效率影响显著。F_H...     

内陆石羊河灌区灌溉和施氮对夏玉米苗期生长及生理特性的影响

以夏玉米为材料,设4个灌水水平:337.5、6751、012.5、1 350 m3/hm2;4个施氮水平:75、150、225、300 kg N/hm2,研究限量灌溉和施氮对夏玉米苗期生长及生理指标的影响。结果表明:严重干旱会抑制玉米的生长。在玉米苗期,充分供水和高氮对玉米的生长不利,轻度亏缺与中氮组合使玉米苗期处于最佳生长状态,水氮共同作用对玉米的光合速率有促进作用;玉米苗期适度经受水分亏缺,有利于根系的生长;在同一施氮水平下,不同程度水分亏缺处理的根冠比(R/S)大于充分供水的处理。玉米苗期叶水势随灌水量的增大而增大,在灌水量相同时,叶水势随施氮量的增加而逐渐变大;干旱会使玉米光合速率下降,但适量增施氮肥可增加玉米的光合速率。     

基于语义分割的芒果表皮缺陷识别

【目的】运用语义分割技术自动识别芒果及其表皮缺陷,实现芒果的质量评估及分选,为芒果质量快速无损检测提供参考。【方法】采集自然环境下的多场景芒果表皮缺陷图像用于模型的训练与测试,将联合上采样金字塔(Joint pyramid upsampling,JPU)结构替换DeepLabV3+中空洞空间卷积池化金字塔(Atrous spatial pyramid pooling,ASPP),将Atrous-ResNet模型替换DeepLabV3+中Xception模型,采用类别像素准确率(Class pixel accuracy,CPA)、平均像素准确率(Mean pixel accuracy,MPA)、平均交并比(Mean intersection over union,MIoU)作为模型的精度评价指标。【结果】采用JPU模块替换ASPP模块,在ResNet网络中运用扩张卷积有利于增大模型的感受野,总体上预测的边界更加平滑,且对细小缺陷的识别更精确;与SegNet、LinkNet算法的对比验证表明,Atrous-ResNet模型具备更高的精度,CPA小幅提升,MPA提升3.79个百分点,MIoU...     

调亏灌溉与氮营养对玉米根区土壤水氮有效性的影响

为探索调亏灌溉与氮营养对玉米根区土壤水氮有效性的影响,采用盆栽玉米试验,研究了水分调亏时期和不同施氮量对玉米根区土壤硝态氮迁移动态和水氮利用的影响。结果表明：施氮量决定根区土壤硝态氮含量,各生育阶段的灌水量和养分吸收影响硝态氮的变化动态。调亏灌溉的玉米根区中、下层土壤硝态氮含量介于常规灌溉的高水和低水处理之间。抽穗期结束时根区中、下层土壤硝态氮含量与施氮量呈正相关关系。施氮量、调亏时期对干物质和全氮累积量影响显著。拔节期水分亏缺对干物质累积量影响最大,苗期水分亏缺影响次之,抽穗期水分亏缺影响最小。苗期亏水、高氮处理的水分利用效率最高。高氮处理的植株全氮累积量最大,是无氮处理的2.54～3.23倍。低氮调亏灌溉的氮肥表观利用效率都大于30%,比高氮调亏灌溉的高约6.6%。最佳的水氮组合为抽穗期亏水低氮处理。