作物表型信息获取机器人底盘设计与试验

为进一步提升农业机器人底盘田间适应性和行驶稳定性,面向我国山东地区小麦表型信息获取作业场景,设计了一种四轮独立驱动转向的农业机器人底盘。根据小麦种植农艺需求和行驶地形环境,确定了底盘总体布局方案和主要技术参数。分别开展了底盘驱动部件、转向部件以及摆臂平衡部件设计,并进行了参数校核和元件选型。建立了关键部件ANSYS有限元模型,分别进行了摆臂平衡机构的应力形变分析和车架振动模态模拟,仿真结果表明,摆臂平衡机构的强度和刚度均能满足设计要求,车架能够有效避免因地形激励产生的共振。建立底盘ADAMS动力学仿真模型,分别进行纵向、横向稳定性分析和单侧凸起、凹坑越障性分析,仿真结果表明,底盘横纵向稳定性能够满足设计要求,摆臂平衡机构能够有效补偿单侧障碍造成的质心高度变化,提高了底盘的行驶稳定性。田间试验表明,机器人底盘具有良好的行驶性能,硬质地面直线行驶平均偏驶率为0.51%,田间地面平均偏驶率为1.13%。原地转向中心点偏移量为3.1mm,阿克曼转向最小转向半径为1.125mm。纵向翻倾角为34°,横向翻倾角为28°。单侧越障最大高度为160mm,单侧跨坑最大深度为160mm。     

变温度-风速模拟条件下微润灌工况自适应调节机理

通过模拟光照、吹风改变蒸发强度,对比分析了4种蒸发条件(CK、光照(L)、吹风(W)、光照+吹风(LW))下微润灌入渗速率以及湿润体变化特征。结果表明,常温下微润灌累积入渗量与时间呈显著线性相关关系(决定系数R²>0.99),符合Philip入渗模型水平吸渗项入渗规律;微润管出流速率因多孔介质管壁穿透入渗、管周土壤水分入渗分别随时间呈现出初期骤增、线性减小的演变规律;改变上边界条件后各处理蒸发均显著增大,然而入渗速率只随温度增加而提高,吹风带走土表热量,入渗速率反而减小;光照期间,L、LW处理入渗速率分别增长56.56%、29.51%;撤去光照2 h后,LW处理蒸发强度不变,入渗速率骤降5.90%,揭示了微润灌对温度响应的敏感性远高于上边界蒸发。湿润锋运移距离与时间呈显著幂函数关系,温度提高后入渗速率增加促进了湿润锋运移,温差和重力势共同驱动下水分向背离热源方向移动,光照处理中湿润锋水平运移距离D_horiz、垂直向下运移距离D_down较预测值分别增长75.81%、99.30%。该研究揭示了源于辐射的地温变化在微润灌...     

气力输送技术在农业机械中的应用

气力输送技术可在很大程度对农业机械进行结构简化,降低成本和提高作业效率,越来越多地被用于播种、施肥和捡拾收获等物料输送装置中。了解气力输送技术的特性以及在农业机械中的应用现状,对于提高农机作业效率、促进先进农业机械化技术研发具有重要意义。为此,在农业物料气力输送特性、气力输送技术在农机领域的应用情况等方面进行大量文献调研分析和归纳总结。根据正负压输送的不同特点,对气力播种、施肥、收获捡拾机械装备的主要结构、工作原理和特点进行分析和阐述。在此基础上,指出农业领域气力输送应用和研究中存在的问题,包括：气力输送方式存在易堵塞、精度稍低的问题,能耗较大的问题以及相关基础研究不足的问题。针对以上存在的问题,提出针对性的建议：优化结构、配套监测系统,提高工作可靠性;改用效率较高的智能风机,降低能耗;加强基础研究,充分利用仿真等研究手段,进一步促进气力输送技术的应用。     

无线网络环境下基于手机的农村信息服务模式探究

随着以3G、4G为标志的下一代移动互联网技术和智能手机产业的迅猛发展,智能手机已经成为人们须臾不可或缺的工具。移动通信技术和智能手机的普及,为农民提供高效便捷、简明直观、双向互动的信息服务,也将为农村信息化带来革命。通过考察手机在中国农村信息服务中的作用、优势和现状,分析以智能手机为终端以农民为中心对象的农村信息服务新模式,并就建设重点、难点和关键问题等进行了探讨。     

信息技术平台在农业技术推广中的运用——以微信公众平台为例

随着现代科技的不断成熟,信息技术对各行业发展产生了非常大的影响,在社会发展过程中发挥了较大的作用。近几年,受农业改革影响,研究人员尝试借助信息技术平台开展农业技术推广工作,以期提高农业技术发展速度。本文作者阐述了微信公众平台在农业技术推广中的优势及重要性,介绍了微信公众号推广农业技术的流程,总结了微信公众号平台在农业技术推广中遇到的问题,并提出了具体优化方案,供从业人员参考使用。     

刺参肠道菌群的研究进展

刺参(Apostichopus japonicus)是我国传统海珍之一,目前国内人工养殖技术已经相对成熟,但养殖产业仍旧面临养殖可控性差,病害频发、抗生素滥用等诸多问题。刺参肠道菌群与刺参的营养消化、免疫防御以及肠道再生等生理功能密切相关。养殖过程中,维持刺参肠道微生态健康是保障刺参养殖成活率和营养品质的关键要素之一,刺参自身生长阶段和外部环境因素均会影响肠道菌群的组成和功能。基于此,总结了国内外有关刺参肠道菌群结构和生理功能的研究现状,列举了影响刺参肠道菌群的主客观因素,以期为刺参的科学健康养殖提供理论指导。     

基于主成分分析的高光效小麦品种筛选

探讨不同小麦品种光合性能,筛选高光效小麦品种,对促进小麦高光效育种研究进程奠定重要基础。选用河南省新中国成立以来28个主推品种,通过测定小麦灌浆期旗叶的叶绿素含量、叶绿素荧光参数等,采用主成分分析法对28个小麦品种的13个光效率相关指标进行研究。结果表明,不同小麦品种间13个光效率指标变异系数为2.33%～26.53%。主成分分析提取的前3个主成分累计贡献率为88.22%,表明能全面反映光效率信息。基于光效率综合得分和小麦产量,筛选出高产高光效品种(百农307、周麦16、洛麦6号、内乡188、豫麦49、郑麦7698和百农207)、低产高光效品种(豫麦10、豫麦21、豫麦25和周麦27)、高产低光效品种(矮抗58、宝丰7228、高优503、温6、西农979、豫麦34、郑麦366、郑麦9023和周麦18)和低产低光效品种(阿勃、阿夫、辉县红、陕农7859、西安8号、豫麦54、豫麦18和豫麦13)。     

中国水稻主产区白叶枯病菌致病型分析及近等基因系鉴别寄主的构建

【目的】分析中国不同稻区白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）致病型,建立近等基因系鉴别寄主,为白叶枯病菌群体结构田间实时准确监测、抗性品种应用以及抗病育种提供科学依据。【方法】利用中国鉴别寄主、IR24以及15个抗白叶枯病近等基因系等共21个鉴别寄主,采用人工剪叶接种方法,对2018—2021年采自广东、广西、海南、浙江、湖南、辽宁、云南共7个省（自治区）的954个单菌落分离菌株进行致病型测定,探明白叶枯病菌致病型种类、分布及毒性分化;基于测试菌株与15个近等基因系及IR24的抗感互作,应用主成分因子分析法,开展近等基因系与病菌互作的变量因子分析,构建白叶枯病菌致病型近等基因系鉴别寄主;基于抗病基因与测试菌株的抗感反应,分析抗病基因聚合效应。【结果】954个测试菌株在中国鉴别寄主上鉴定出11个致病型,包括SRRRR（I）、SSRRR（Ⅱ）、SSSRR（Ⅲ）、SSSSR（Ⅳ）、SSRRS（V）、SRSRR（Ⅵ）、SSSSS（Ⅸ）、SSSRS（新型1）、SRSRS（新型2）、SRSSS（新型3）以及SSRSS（新型4）,占测试菌株的比率分别为11.53％、4.82％、7.34％、6.18％、7.23％、1.05%、59.96％、1.57%、0.10%、0.10%、0.10%。Ⅸ型菌作为致病性最广的强毒菌系已上升为华南和长江中下游湖南和浙江稻区的优势致病型,西南稻区的云南以Ⅳ型菌为主,东北稻区的辽宁以I型菌为主。15个水稻抗白叶枯病近等基因系对954个菌株的抗感性分析结果表明,测试的15个近等基因系可分为5种类型,第Ⅰ类为高感基因系,包括IRBB1、IRBB2、IRBB10、IRBB11、IRBB4;第Ⅱ类为中感基因系,包括IRBB3、IRBB203、IRBB14;第Ⅲ类为中抗基因系,包括IRBB8、IRBB13;第Ⅳ类为抗病基因系,有IRBB21;第Ⅴ类为高抗基因系,包括IRBB5、IRBB7、CBB23、GDBB23;测试菌株中,出现可侵染抗病基因xa5的有42个、Xa7的有34个、Xa23的有31个。对以白叶枯病近等基因系为主的16个品种（系）与954个菌株组成的抗感互作变量数据矩阵进行因子分析,以解释总变量>85.0%为界,提取出8个主成分因子,组建了以近等基因系为主的10个品种(系)组成白叶枯病菌近等基因系鉴别寄主,按其对变量方差贡献大小,这些寄主分别为IRBB10（Xa10）、IRBB4（Xa4）、GDBB23（Xa23）、IRBB5（xa5）、IRBB7（Xa7）、IRBB21（Xa21）、IR24（Xa18）、IRBB13（xa13）、IRBB3（Xa3）、金刚30;新鉴别寄主可将954个测试菌株划分为55个致病型,对测试稻区的白叶枯病菌菌株表现出较好的鉴别力。基因聚合联合抗性分析表明,不同抗病基因聚合对病菌的抗性频率有一定的提升,不同抗病基因对测试菌株的抗性具有一定的互补性。【结论】监测稻区的白叶枯病菌系趋向多样化,毒性分化明显,强毒菌系Ⅸ型菌在部分稻区已上升为优势致病型,侵染xa5、Xa7及Xa23等广谱抗性基因的菌株有上升趋势;抗病基因聚合可拓宽品种对病原菌系的抗性谱,是培育广谱抗性品种的有效途径;近等基因系鉴别寄主的建立与应用可为白叶枯病发生流行的精准监测以及田间实时预警提供技术支撑。     

腐植酸对小麦生长发育的调控研究

本文以济麦22为材料采用土壤施肥和叶面喷施两种方法进行大田试验,研究腐植酸对小麦生长发育的影响,探讨腐植酸肥料对小麦生长发育的调控作用。结果表明,土壤施肥中单施腐植酸显著提高了小麦株高（4.64%）和灌浆期旗叶面积（11.74%）;小麦的有效穗数、理论产量、蛋白质相对含量、淀粉相对含量以及穗、茎、旗叶的全氮含量分别提高了13.39%、12.69%、12.79%、2.24%、9.39%、17.55%、10.62%。土壤施肥中腐植酸配施常规肥处理组的小麦光合速率、蒸腾速率显著提高了15.66%和11.79%;其蛋白质和淀粉相对含量也提高了2.92%、2.17%。叶面施肥中单施腐植酸可以显著提高蒸腾速率（15.16%）、气孔导度（22.05%）、灌浆期叶面积（11.65%）、蛋白质相对含量（7.61%）。此外,腐植酸可以增加生长素积累,促进细胞伸长和细胞数目增加。基因表达谱分析表明,腐植酸的施加可能通过调控生长素合成、光合作用等相关基因的表达促进了小麦的生长发育。     

木质纳米纤维素基材料热传导性能研究进展

木质纳米纤维素基材料,如气凝胶或泡沫,具有原料广泛、生物可降解且多孔性等特征。作为常温常压下使用的非导体材料,其热传导主要取决于气体传导,其次为固体传导,而对流和辐射换热则可忽略不计。研究者致力于通过筛选干燥方式（如超临界干燥、冷冻干燥、气干或者烘干）、优化干燥工艺参数、添加纳米填料以及疏水改性来调控材料的孔径以及超微结构,进而获得热导率低于空气热导率,室温下为25 mW/（m·K）的超级保温材料。这类材料有望替代市场上常见的建筑或包装用石油基保温材料,可极大地减少环境污染压力。文中概述木质纳米纤维素基材料的热传递过程,讨论木质纳米纤维素基材料的热传导及其影响因子和作用机制,期望对开发新型的、具有低热导率的超级保温材料提供参考。