基于RealSense深度相机的多特征树干快速识别方法

针对农业机器人在果园定位和导航中,环境背景复杂、光照强度变化大等问题,本文提出了一种基于RGB-D相机并利用颜色、深度、宽度和平行边特征的树干快速识别方法。首先,使用RealSense深度相机获取果园的彩色图像和深度数据;然后,将彩色图像转换为HSV颜色空间,再对HSV颜色空间中的S分量进行超像素分割,并将颜色特征和深度特征相近的相邻超像素块进行合并;随后,对深度图像进行树干宽度特征检测,对宽度置信率大于阈值的物体看作是待处理物体;最后,对待处理的物体进行平行边特征检测,在待处理物体边缘区域选择感兴趣区域窗口（ROI）进行边缘检测,搜索可能的树干边缘直边,当物体边缘的置信率R_B大于设定的阈值T_LB时,则识别为树干。通过对树干的多特征提取,有效提高了在不同环境下树干识别准确率。利用移动机器人平台在果园环境进行试验测试,以检验在强光照、正常光照和弱光照条件下树干识别算法的性能。试验结果表明,本文的树干识别算法在强光照、正常光照和弱光照条件下,树干识别的准确率分别为92.38%、91.35%和89.86%,每帧图像平均耗时分别为0.54、0.66、...     

基于小波变换和BP神经网络的水稻冠层重金属含量反演

自然农田生态系统中,农作物的各种生化参数受重金属污染胁迫后虽表现异常,但其特征往往极为微弱,极不稳定。利用处理非稳定信号方法中常用的信号处理方法——小波分析法(Db-5),对水稻的光谱反射率数据进行处理,有效提取光谱信号中受重金属污染胁迫而潜藏的一些"突变"弱信息。利用Db-5小波基进行小波变换,从中选取具有异常光谱特征的奇异点,利用奇异点对应波段(716、745、766 nm)的光谱反射率构建反向传播(BP)神经网络模型,对水稻冠层4种重金属含量进行反演。将利用模型得到的预测值与实测值进行相关性分析,结果表明,基于BP神经网络的水稻冠层重金属含量反演模型对于实验区镉、铅、汞、砷4种重金属胁迫,具有良好的反演效果。     

基于粒子群算法的混联机构神经网络自适应反演控制

针对含有不匹配干扰的混联机构轨迹跟踪控制问题,提出了一种极限学习机与自适应反演控制相结合的控制策略。在对干扰进行分析的基础上,分别采用两个极限学习机网络对系统中的匹配和不匹配干扰进行逼近和补偿。基于Lyapunov函数稳定性设计了混联机构的控制律与自适应律,实现混联机构的轨迹跟踪控制。由于控制器可调参数较多,采用粒子群算法进行控制器参数的寻优整定。仿真结果表明,所提出的控制方法具有良好的轨迹跟踪精度和鲁棒性。     

木霉菌胞外酶及对番茄灰霉病菌作用的研究

研究了木霉菌T21及其4种长势好抗逆性较强的REMI转化体对番茄灰霉病菌抑菌能力,温室防效以及其发酵液中几丁质酶、-β1,3-葡聚糖酶和纤维素酶的活性。结果表明:5株木霉菌株对番茄灰霉病病菌都有不同程度抑制作用,其中Ttrm68抑制效果最好,培养一定时间后,木霉可以把番茄灰霉病菌完全覆盖;温室防效也是Ttrm68的效果最好。胞外酶活性的测定结果表明:对番茄灰霉菌抑制效果好的木霉菌几丁质酶和-β1,3-葡聚糖酶的活性高,而纤维素酶活性则没有明显的规律。     

木霉菌对甜瓜枯萎病的防治

研究木霉菌T23、Ta22菌株对甜瓜枯萎病菌的拮抗作用和T23、Ta22二者复合处理对甜瓜枯萎病的室内及田间防治效果,结果表明：T23与Ta22对枯萎病菌拮抗系数都很高,二者复合处理对甜瓜枯萎病的田间相对防效可达79．00％。     

不同LED光质对紫甘蓝幼苗生长的影响

以紫甘蓝品种‘紫辉甘蓝’为试材,在南方塑料大棚内密闭式光照植物培养架中,采用新型LED光源研究了不同光质对紫甘蓝幼苗生长的影响,试验共设置6个处理:R(红)、B(蓝)、8R2B(红光∶蓝光=8∶2)、5R5B(红光∶蓝光=5∶5)、2R8B(红光∶蓝光=2∶8)和荧光灯(对照CK)。结果表明:(1)在8R2B处理下,紫甘蓝幼苗地下部鲜重、地上部鲜重、单株鲜重、株高、根体积、根总表面积和根投影面积均最大;(2)与CK相比,不同光质处理均提高了幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量,以2R8B处理最高;(3)与CK相比,除R处理的幼苗可溶性蛋白质含量降低外,其它处理均有助于幼苗可溶性蛋白质含量的积累,以8R2B处理最高;(4)可溶性糖含量以R处理最高;(5)与CK相比,各光质处理均显著降低了幼苗MDA含量,以B处理效果最显著,8R2B和5R5B次之;(6)各光质处理对紫甘蓝幼苗叶片脯氨酸含量的影响与CK相比无显著性差异。     

茶树MADS-box转录因子基因的克隆与非生物胁迫响应分析

本研究基于茶树转录组数据库,以茶树龙井43为试验材料,通过RT-PCR方法从该茶树的cDNA中克隆得到1个CsMADS1基因。序列分析表明:茶树CsMADS1基因开放阅读框长度为657 bp,编码218个氨基酸,是典型的植物MADS-box家族转录因子。序列多重比对显示,该序列与多个相关物种的MADS-box序列一致性为65.65%,含有高度保守的MADS结构域和半保守的K结构域。氨基酸理化性质、亲疏水性、亚细胞定位预测、无序化分析,以及二级和三级结构分析显示,CsMADS1转录因子是亲水性蛋白,可能定位于细胞核中,无序化程度明显,以α-螺旋结构为主,并与人MEF2蛋白具有相似的三级结构。利用实时荧光定量PCR方法分析了茶树龙井43中CsMADS1基因在非生物胁迫下的表达。结果表明,茶树中CsMADS1基因对高温、低温、干旱和高盐等不同非生物胁迫有响应,且表达存在差异。     

水稻颖花持续开放突变体sostenuto floret opening(sfo1)的鉴定与基因定位

水稻颖花开放是其生殖发育一个关键生理过程,对受精和随后种子发育具有重要影响。本文报道了一个与水稻颖花开放相关的突变体,来源于籼稻保持系西农1B的EMS(ethyl methane sulfonate)诱变群体。该突变体表现为开颖后浆片失水萎缩过程缓慢,内外稃持续开裂不闭合,暂命名为水稻颖花持续开放sostenuto floret opening 1(sfo1)突变体。遗传分析表明sfo1性状受1对隐性单基因控制,利用群体分离分析法(bulked segregation analysis,BSA)将SFO1基因定位在第5染色体SSR标记RM1054和IN/DEL标记ZTQ51之间,物理距离113 kb,含注释基因15个。本研究结果为SFO1基因的图位克隆和功能研究奠定了基础。     

H_2O_2在外源GA_4解除果梅季节性休眠中的信号作用

以GA_4处理的果梅休眠芽和转PmRGL2基因杨树叶片为材料,通过测定H_2O_2含量、抗氧化酶类活性及其编码基因和信号转导相关基因表达的变化,分析了H_2O_2在外源GA_4解除果梅休眠中的信号作用。结果表明:GA_4处理的果梅花芽的萌芽率显著高于对照,且H_2O_2含量在休眠解除时达到峰值,信号转导相关基因表达发生规律性变化;‘桃形梅’和‘丰后’的需冷量分别为574 CH(低温小时数Chilling hours)和1 108 CH,休眠解除前后,两品种叶芽中的H_2O_2含量没有显著差异,但需冷量低的‘桃形梅’具有更高的抗氧化酶类活性;转Pm RGL2杨树中NADPHoxi下调表达,有利于使H_2O_2含量维持在较低水平,并对赤霉素合成及信号转导相关基因的表达产生影响,而抗氧化酶类活性及其编码基因的表达量上升。推测GA_4通过调控抗氧化酶类活性而影响H_2O_2含量的变化,并引起上下游多种信号相关基因表达水平的变化,最终对休眠解除起作用。     

氯虫苯甲酰胺拌种对稻纵卷叶螟的防治效果及安全性评价

为减少水稻抽穗前田间稻纵卷叶螟的化学防治次数及用药量,降低对天敌的伤害及农药残留,最终实现稻纵卷叶螟的简约化防控,采用氯虫苯甲酰胺对水稻种子进行拌种处理,室内测定了药剂拌种对种子发芽的安全性,并结合不同栽培模式下的田间试验,评价了不同用量下氯虫苯甲酰胺拌种对稻纵卷叶螟的控制时长及保叶效果,明确了药剂拌种对天敌蜘蛛的影响及最终残留情况。结果表明:当氯虫苯甲酰胺按有效成分用量30~120 g/hm2拌种时,对种子的发芽率及出苗均无影响。直播稻模式下,氯虫苯甲酰胺按有效成分60 g/hm2拌种,播种后110 d,其保叶效果仍高达97.13%;旱育手栽秧模式下,氯虫苯甲酰胺按有效成分90 g/hm2拌种,播种后108 d保叶效果为82%以上,旱育机插秧模式下按有效成分90~120 g/hm2拌种,播种后90 d保叶效果仍在95%以上;3种模式下拌种处理的保叶效果及持效期均远优于常规喷雾防治。研究表明,利用氯虫苯甲酰胺对水稻种子进行拌种处理,可有效控制水稻前期及中期稻纵卷叶螟的为害,降低后期田间虫口基数,并且对田间天敌蜘蛛安全性高,同时在收获的稻谷中未检出氯虫苯甲酰胺残留(残留量低于定量限0.000 8 mg/kg)。在江苏省丘陵地区粳稻区应用氯虫苯甲酰胺拌种处理,可确保水稻直至抽穗初期无需再进行稻纵卷叶螟的防治,并可显著减少后期稻纵卷叶螟虫源基数,实现稻纵卷叶螟的简约化防治。