面向柔软物体抓取的遥操作工程机器人位置反力控制

为改善工程机器人系统的操作性,并提高在抓取和搬运柔软物体过程中的安全性,对主从遥操作系统的控制进行了研究,提出了位置速度/位置反力混合控制的方法。工程机器人在自由移动时,采用位置速度控制,工程机器人与环境间产生反馈力时,切换到位置反力控制。利用反馈力作为反馈信号,实现对力的间接控制。设计并开展了抓取与搬运柔软物体的实验,并对抓取和搬运过程中的物体最大变形量以及活塞杆平均位移进行了统计分析及配对t检测。结果表明:相比传统的位置速度控制方法,位置反力控制方法能够改善主从遥操作系统的操作性,确保在抓取和搬运过程中柔软物体的安全性。     

基于地理探测器的重庆坡耕地时空格局演变特征及驱动机制

坡耕地是耕地的重要组成部分,分析坡耕地时空格局演变规律及驱动因素,有益于为合理利用坡耕地资源及生态功能修复与保持提供参考。基于2000—2018年坡耕地空间分布信息,利用土地利用转移矩阵、局部空间自相关(Local Spatial Autocorrelation, LISA)、地理探测器(Geodetector)等方法,从坡耕地时空变化特征、坡耕地冷热点格局和坡耕地变化驱动因子等方面开展,揭示重庆坡耕地时空分布特征及驱动因素。结果表明：1)与2000年相比,2018年重庆坡耕地面积减少2.40%,坡耕地2.23万km²,占耕地59.35%。6个区县(渝中、江北、江津、南岸、大渡口、石柱)年均坡耕地变化动态度大于1%,不同区县坡耕地面积变化趋势差异明显。2)近18年坡耕地与林地、草地、水田、建设用地等地类发生显著转移,转出、转入总体较均衡,其中坡耕地退为林地主要集中位于秦巴和武陵山区的石柱、武隆、丰都、云阳等区县,在土地利用转移过程中坡耕地面积呈小幅度减少趋势。3)坡耕地局部空间自相关异质性较显著,大多数区域坡耕地面积呈高-高和低-低聚集状态,热点区集中在渝东北区,...     

抗草甘膦棉花研究进展

抗草甘膦棉花最早于1997在美国释放,它是通过将编码抗草甘膦酶5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶基因导入珂字棉312而获得的抗性株.抗草甘膦棉花在美国的种植面积占棉花总种植面积从1997年的3.2%到增加到2005年的60%左右.在这近十年内,抗草甘膦棉花虽然得到了广泛的种植,但也存在着不少问题,其中最为突出的是草甘膦的施用方法和时期的不正确操作对抗草甘膦棉花的根系生长、育性和产量都产生了负面影响.这主要是因为:1、外界因素,包括草甘膦施用方法在内的其他栽培措施和不利的环境条件,如高温,对抗草甘膦棉花的产量及生长的影响;2、内部因素,抗草甘膦棉花不同器官对草甘膦的吸收量及抗草甘膦基因的表达量差异有关.因此,本文从抗草甘膦棉花对草甘膦的吸收分配、草甘膦的施用量和时期对抗草甘膦棉花根系生长、花药开裂及产量等方面综述了这些年来抗草甘膦棉花在应用过程中的问题,并且对今后抗草甘膦棉花育种方面作了展望.     

柑橘裂皮类病毒广东分离物YC全长cDNA序列克隆及分析

柑橘裂皮类病毒(Citrus exocortis viroid, CEVd)是危害柑橘的重要病原之一,认清该类病毒的分子特性是进一步研究其致病机制的前提.本文利用RT-PCR技术对广东分离物YC的全长cDNA序列进行了扩增、克隆,获得了全长372bp的片段,对该片段进行测序及分析显示:CEVd广东分离物YC的分子结构域包括5个功能区即左手末端区(TL)、致病区(P)、中央保守区(C)、可变区(V)和右手末端区(TR).通过与GenBank已登陆序列的比对分析发现:与来自西班牙的分离物CEVd-f-1(登陆号:EF494677.1)的同源性高达98%;与湖北分离物CEVd-HB(登陆号:AY456136)的同源性仅为92.7%;与强度株系CEVd-A(登陆号:M30868)的同源性为96.8%,与弱毒株系CEVd-de26(登陆号:K00965)的92.4%.说明该广东分离物YC分子特性更接近强毒株系.这是国内首次对柑橘裂皮类病毒cDNA的分子特性进行报道.     

斑节对虾循环水养殖系统构建与运行试验

为探索斑节对虾循环水养殖可行性及应用发展价值,该研究自主设计蛋白分离组合装置、内循环流化床等关键工艺环节水净化装备,构建了技术先进、结构紧凑的斑节对虾循环水养殖系统。针对其不同阶段生长特性及水环境需求,提出一种水质调控方法,科学投喂。运行试验120d,溶解氧浓度5.30～7.14mg/L,p H值7.23～8.44,氨氮浓度0.43～1.38 mg/L(稳定运行后),亚硝酸盐氮浓度0.15～0.56 mg/L(稳定运行后);斑节对虾在循环水养殖模式水生态环境下正常生长,先后经历快速生长期、稳定生长期及缓慢生长期,终末养殖密度3.02 kg/m2,取得高效养殖结果;终末饲料系数1.67,单茬每平方米利润34.78元,每平方米年利润69.56元(按1年2茬计),获得良好经济效益。该实践可为斑节对虾循环水养殖模式应用提供技术支持。     

耐镉阿氏芽孢杆菌缓解水稻受镉胁迫的研究

为了探究阿氏芽孢杆菌T61缓解水稻受镉胁迫的效应,运用96孔板法、电感耦合等离子体质谱法、比色法测定菌株T61的镉耐受性、镉去除率和植物促生性;利用绿色荧光蛋白标记的T61,观察菌株在水稻上的定殖;利用蘸根法施加T61菌剂,观察其降低水稻籽粒镉积累的效应。结果表明：菌株T61对Cd²⁺的最大耐受浓度达到500 μmol·L^-1;在含镉液体培养基中培养24 h后,菌株T61对Cd²⁺的去除率超过50%。菌株T61可以合成植物促生性物质吲哚乙酸（6.2 μg·mL^-1）和铁载体（46.6 μmol·L^-1）,并具有溶磷能力（37.1 μg·mL^-1）。菌株T61可以在水稻根和茎上定殖。大田条件下,T61菌剂可以降低营养期水稻茎叶丙二醛含量和抗氧化酶活性,并使水稻728B和NX1B籽粒中的镉含量分别降低13.5%和11.2%。研究表明,阿氏芽孢杆菌T61是一株具有植物促生性的耐镉细菌,可以缓解某些水稻品种遭受的镉胁迫,在镉污染稻田的微生物修复方面具有一定的应用前景。     

基于成本视角的水质水量双向调节生态补偿量研究

[目的]以黄河流域陕西片区为实例进行水质水量双向调节的生态补偿量研究,为解决黄河流域上下游生态权益分配矛盾,实现流域区域间公平发展提供理论依据。[方法]同时考虑成本、价值和奖惩3个方面,以基本补偿标准为基础,采用水质改良系数法和水量贡献度法,构建基于水质水量的补偿标准测算模型开展研究。[结果]黄河流域陕西片区生态补偿量的基本补偿标准为13.74亿元;基于水质、水量调节值分别为-5.66和6.84亿元;2018年陕西省获得生态补偿金额为14.92亿元。[结论]相比以往的测算模型,该模型的测算结果更符合实际情况,同时也更适应于外部环境要素的变化。     

ANSWER模型评估新疆咸水灌溉棉花产量与效益

利用咸水或微咸水进行农田灌溉是缓解中国新疆地区农业水资源供需矛盾从而保障当地棉花产业可持续发展的主要途径之一。为了明确不同咸水灌溉措施对棉花产量及经济效益的影响,该研究通过2 a的棉花膜下滴灌大田试验和文献检索获取了新疆9个不同试验地点的土壤、作物及灌溉等数据资料,评估作物产量-水盐胁迫响应分析模型(ANalytical Salt WatER,ANSWER)在新疆棉花产量评估中的适用性和可靠性,并结合经济收支平衡方法,模拟分析不同咸水灌溉措施(包括不同灌溉定额和灌溉水电导率的组合)对棉花产量与经济效益的影响。采用决定系数(R²)、均方根误差(root mean squared error,RMSE)、相对均方根误差(relative root mean squared error,RRMSE)评价模型精度。结果表明,在9个不同试验地点,ANSWER模型均可较准确地估算棉花的相对产量,其估算值与实测值之间的R²≥0.54,RMSE≤0.14,RRMSE≤0.16;不同试验地点,优化获得的各个模型生物参数(与棉花根系吸水的水盐胁迫响应相关的参数)...     

基于温度差监测西北地区的土壤相对湿度

在2012年黑河生态水文遥感试验（HiWATER）观测资料的基础上,结合卫星的地表温度产品计算观测点的垂直温度差及温度的日较差,并分析了不同时间尺度上温度差与浅层土壤相对湿度（包括土层深度2 cm,4 cm和10 cm的土壤相对湿度）的相关性。为检验温度差在区域含水量监测中的效果,利用经度、纬度和海拔高度对气温进行插值。同时为消除温度的区域性差异,将各温度差进行归一化处理,最后将归一化后的垂直温度差区域分布与土壤相对湿度进行了对比。结果表明:在各温度差中,地表温度和气温计算的垂直温度差与浅层土壤相对湿度的相关性最好;在时间尺度上,温度差与浅层土壤相对湿度的相关系数随时间尺度的增加而增大;在各土层深度中,温度差与4 cm的浅层土壤相对湿度相关性更好;在气温插值中,在纬度和海拔高度基础上插值出的气温与实测值之间更为接近;区域尺度上,归一化后的垂直温度差有效地解决了地理位置和下垫面对垂直温度差的影响,可以很好地监测月尺度上土壤湿度的变化的情况。     

Environmentally friendly slow-release nitrogen fertilizer

To sustain the further world population, more fertilizers are required, which may become an environmental hazard, unless adequate technical and socioeconomic impacts are addressed. In the current study, slow-release formulations of nitrogen fertilizer were developed on the basis of natural attapulgite (APT) clay, ethylcellulose (EC) film, and sodium carboxymethylcellulose/hydroxyethylcellulose (CMC/HEC) hydrogel. The structural and chemical characteristics of the product were examined. The release profiles of urea, ammonium sulfate, and ammonium chloride as nitrogen fertilizer substrates were determined in soil. To further compare the release profiles of nitrogen from different fertilizer substrates, a mathematical model for nutrient release from the coated fertilizer was applied to calculate the diffusion coefficient D. The influence of the product on water-holding and water-retention capacities of soil was determined. The experimental data indicated that the product can effectively reduce nutrient loss, improve use efficiency of water, and prolong irrigation cycles in drought-prone environments.