Breeding by design for future rice:Genes and genome technologies

1. Introduction Rice is a staple food for 3.2 billion people. The food security threat that shook many Asian countries in 2008 still looms, because farmers are ...     

耕作方式对土壤理化性状及夏玉米生长发育和产量的影响

研究耕作方式对土壤理化性状、夏玉米生长发育及籽粒产量的影响,为黄淮海北部地区土壤结构改善和籽粒产量提高提出有利的科学依据。试验设夏玉米前茬深松、翻耕、隔年深松和传统耕作旋耕4个处理。研究结果表明,深松、隔年深松、翻耕能够显著降低10 cm以下土层的土壤紧实度;提高各生育时期土壤含水量,尤其以20～40 cm土层表现最为明显;增加20～60 cm土层速效钾含量;有利于维持夏玉米灌浆中后期叶面积指数,干物质的积累量增加7．79％～18．09％;提高籽粒最大灌浆速率、平均灌浆速率,每公顷产量提高4．1％～9．3％。各处理间以深松和隔年深松处理表现最好,且两处理无显著差异。本试验条件下,隔年深松是兼顾高产节能高效的耕作方式。     

膜上移栽钵苗栽植机构运动分析与参数优化

针对吊篮式钵苗移栽机膜上移栽易撕膜的问题,设计了一种鸭嘴式钵苗移栽机.建立了该机栽植机构的运动数学模型,并以此为依据在ADAMS中对栽植机构进行了参数化建模.利用参数化模型,分析了主要参数对机构运动特性的影响.在保证钵苗直立度较高的同时,以产生的穴口尽量小为优化目标,获得了一组最佳参数组合.此组合下,形成的穴口大小约为1.8 mm,鸭嘴栽苗后的运动轨迹垂直度较高,满足膜上移栽钵苗直立度高、不撕膜的农艺要求.     

基于主动热成像技术的苹果早期机械损伤检测

针对苹果早期机械损伤在普通光学图像中特征不明显,易受表皮颜色、果梗和花萼干扰,很难检测识别的特点,选取红富士苹果作为研究对象,通过主动红外热激励以及降温措施,利用红外热成像技术研究苹果表面机械损伤温度变化情况.结果表明:苹果表面早期机械损伤在热图像中的对比度受周围空气流动影响,苹果的缺陷部位与果梗、花萼的线轮廓温度曲线的波形特征存在明显差异,可以较好地排除苹果果梗和花萼的干扰,达到缺陷检测的目的.     

4UX—550型马铃薯收获机悬挂机组机液耦合仿真

应用Pro/E软件建立了4UX-550型马铃薯收获机与东方红200P型拖拉机悬挂机构参数化模型,进行了拖拉机悬挂机构与马铃薯收获机装配.将装配模型导入ADAMS中,建立了液压提升回路系统模型,进行了机械系统与液压系统的耦合仿真.结果表明,液压力驱动悬挂机组提升工况下,上悬挂点垂直方向出现最大力的时间要比机械力驱动滞后0.080 s,下悬挂点滞后0.088 s;下降工况下,上悬挂点滞后0.056 s,下悬挂点滞后0.060 s.液压力驱动与机械力驱动上、下悬挂点的受力基本相同,液压缸缓冲力的波动范围为5.09 ～ 15.39 N.     

猕猴桃外观尺寸在线检测分级系统设计与试验

目前市场上存在的猕猴桃分级机械主要是针对质量特征进行分级的大型机械,而消费者在购买猕猴桃时往往更注重它的外观品质,且大型设备难以在以农户小规模营销为主的市场环境下得到普及。为了实现猕猴桃外观品质的自动分选,适应广大猕猴桃种植农户的需求,设计了一种基于机器视觉的小型移动式猕猴桃外观尺寸在线检测与分级系统。该系统主要由输送机构、检测机构、分级执行机构和控制系统组成。输送机构采用倾斜式输送带方案,结构简单,便于实现猕猴桃的输送和分级;检测机构采用图像处理的方法得出猕猴桃的大小等级信息;分级执行机构借助猕猴桃的重力与旋转磁铁的开合实现猕猴桃的分离。对样机进行了试制和验证试验,结果表明:该系统的平均分级成功率为96.3%,单个猕猴桃分级时间约为2.5s。该猕猴桃检测分级系统的设计为今后完成多特征指标的融合分级提供了基础和依据。     

干燥机粮层通风阻力特性数值模拟与试验

粮层内部通风阻力特性是影响干燥均匀性和能量损耗的关键因素之一。针对传统的经验公式存在精度偏低、未考虑粮层多孔介质的复杂变化因素和非线性的不确定性问题,基于传统的Ergun模型进行了压力损失因素分析;在通风阻力试验平台测定试验数据,通过探索性分析方法对风速进行分段,引入误差影响因子λ,导出了一种新的基于多孔介质Ergun的稻谷变层压力场模型;给出了优化阻力特性曲线,构建了变层阻力与层厚的数学关系。试验结果证实,风速小于0.2m/s时,λ取值为1;风速在0.2~0.4m/s范围内时,λ取值为0.89;风速在0.4~0.6m/s范围内时,λ取值为0.79。     

剔除土壤背景的棉花水分胁迫无人机热红外遥感诊断

剔除无人机热红外影像中的土壤背景是提高作物水分诊断精度的有效途径,但也是热红外图像处理的难点问题。本文以不同水分处理的花铃期棉花为研究对象,分别在09:00、13:00和17:00等3个时刻,连续5 d采集无人机高分辨率热红外影像,并采用二值化Ostu算法和Canny边缘检测算法对热红外图像进行掩膜处理,实现对土壤背景的剔除,然后分别计算二值化Ostu算法、Canny边缘检测算法和包含土壤背景下的3种棉花水分胁迫指数(Crop water stress index,CWSI),最后建立不同时刻下3种CWSI与棉花叶片气孔导度Gs的关系模型。研究结果表明,应用Canny边缘检测算法可有效剔除热红外影像中的土壤背景,剔除土壤背景后的温度直方图呈单峰的偏态分布;3种处理方法获得的作物水分胁迫指数CWSI中,Canny边缘检测算法的CWSI最小,二值化Ostu算法的CWSI较高,包含土壤背景的CWSI最大;采用Canny边缘检测算法剔除土壤背景后的CWSI与棉花叶片气孔导度Gs的决定系数R2达到0.84,Ostu算法的结果次之,包含土壤背景的最差。本研究可为无人机热红外遥感监测作物水分状况提供参考。     

基于胶粘物质的肥料控释装置的方案设计及其养分释放模拟

该文提出了可应用于农田的肥料控释装置方案设计,此装置由肥料主管道和养分释放分管道组成,选取天然、半天然高分子材料壳聚糖和果胶作为释放分管道的胶粘物质,在实验室条件下检测了其控释效果,结果表明:养分主要呈线性释放,装置具有良好控释效果.利用Fick第一扩散定律和欧姆定律模拟了装置养分的释放,结果表明:养分的释放主要受扩散系数或物阻率、扩散面积、胶粘物质厚度等因素影响.该模型表明,养分是呈线性释放的,和实测结果相一致,并由此计算出了胶粘物质的控释参数:扩散系数或物阻率,为实际应用提供了理论基础.     

红壤旱地四种春夏作物水势比较研究

大豆、花生、红薯、玉米是低丘红壤区主要的夏季旱地作物,研究表明:四种不同作物在相同或相似的环境条件下,作物水势时空分布的趋势一致;大豆(初花期)、玉米(大喇叭口期)、花生(开花结荚期)、红薯(块根膨大期)永久萎蔫时叶水势依次为:-2.3MPa、-2.10MPa、-1.75MPa、-1.30MPa,土壤水势分别为-1.159MPa、-0.818MPa、-1.534MPa、-1.644MPa。正常情况下,作物叶片水势大小及作物耐旱性顺序为:红薯>花生>大豆、玉米。小麦茬口玉米(抽穗期)和大豆(初花期)因叶片水势连续一周分别低于-2.2MPa和-2.3MPa被旱死。