温室轨道施药机器人系统设计

针对温室人工施药效率不足,且容易中毒的现状,设计开发了温室轨道施药机器人系统。结合探测、限位传感器输入信号及输出执行元件的特点,系统采用三菱PLC作为控制核心,控制移动搭载平台、电机、电磁阀及药液泵等各个部分,通过探测传感器定位作物行,调控PWM波占空比实施变量施药作业,从而实现温室自动化精准施药。实验结果表明:机器人定位准确率高,喷头流量与PWM占空比呈正相关,随着施药距离的增加,药液沉积量呈递减趋势;系统操作简单,自动化程度高,可以有效提高温室施药工作效率和农药利用率。     

河西绿洲区大棚甘蓝产量、品质和养分吸收对不同水肥组合的响应

为探明河西绿洲区塑料大棚甘蓝适宜的水肥管理模式,通过田间小区试验,设定3个施肥量(F_1:N、P_2O_5、K_2O含量为320,160,210kg/hm~2;F_2:N、P_2O_5、K_2O含量为260,120,157.5kg/hm~2,F_3:N、P_2O_5、K_2O含量为200,80,105kg/hm~2)和2个灌水频率(H_1:6d/次,H_2:9d/次),共6个处理,分析甘蓝农艺性状、产量、品质和叶球养分吸收及水肥利用效率对不同施肥量和灌水频率的响应规律。结果表明:H_1处理水平下叶球全氮、磷、钾含量随施肥量增加逐渐升高,H_2处理水平下氮、磷含量随施肥量增加先升高后降低,而钾含量却在随施肥量增加逐渐升高,同一灌水条件下肥料偏生产力随施肥量的减少而升高;同一施肥水平下,叶球中的全氮、磷、钾含量及吸收量高灌水频率大于低灌水频率处理,而肥料偏生产力的变化则相反。水肥耦合作用下,甘蓝叶球纵横径、生物产量和干物质量均H_2F_1处理最高,叶球紧实度、干鲜重比、单球重、经济产量和经济系数均H_2F_2最大,而叶球中心柱长和帮叶比H_2F_3处理最小。灌溉频率和施肥量对甘蓝叶球品质影响显著,且两因素的交互作用达到显著水平,其中硝酸盐含量H_1F_1最高、可溶性糖含量H_2F_1最高、Vc含量H_2F_2处理最大。水肥耦合后全氮和全磷含量及两者吸收量均以H_2F_2最大,全钾及吸收量H_2F_1最高。随着施肥量的增加,水分利用效率也逐渐升高,H_2F_1水分利用效率显著高于其他处理。综合分析表明,水肥耦合对河西绿洲区塑料大棚甘蓝叶球的农艺性状、产量、品质和养分吸收及水分利用率的影响显著,且灌溉频率的影响大于施肥量。H_2F_2处理(灌水频率9d/次,施肥量N、P_2O_5、K_2O为260,120,157.5kg/hm~2)是河西绿洲区塑料大棚甘蓝农艺性状、产量、品质、养分吸收以及水肥利用效率方面最佳的水肥组合模式。     

温室穴盘苗并联高速移栽机器人运动误差分析与试验

现有产业化应用的温室穴盘苗移栽机大都为三坐标龙门架式结构,其体积庞大、惯性大、相对刚度低、移栽速度低、柔性作业能力差,无法满足高速剔苗、高速补苗作业要求。针对这些问题设计了一种并联式三平移移栽机器人,阐述了并联移栽机器人主体结构和为其配套设计的5种末端执行器,并统计了这些末端执行器的质量;在ADAMS中建立刚柔耦合动力学模型,选定一条最长对角线轨迹进行仿真;比较了刚性模型理论轨迹与柔性模型实际轨迹的误差,并分析了因动平台质量变化引起的误差变化情况,发现移栽轨迹末段存在振荡问题;最后通过物理样机进行定位精度试验,样机经误差补偿后,平均误差由7.611 mm降低到1.208 mm,其中大部分误差为系统误差。运动试验发现,机构运行平均速度为2 m/s、加速度峰值为20 m/s~2时,满足精度要求;但机构在平均速度3 m/s、加速度峰值30 m/s~2时,误差会扩大,需要进一步改善关节径向支撑力。     

水分亏缺条件下毛管埋深对番茄生长、产量及品质的影响

通过番茄滴灌试验,研究不同水分亏缺条件下毛管埋深对番茄植株生长、果实形态、产量与品质的影响。结果表明:毛管埋深对日光温室番茄产量、灌水量有显著影响(p0.05),对灌溉水利用效率和品质无显著影响(p0.05);毛管埋深为20 cm时,番茄植株生长速度较快,果实横茎较大。轻度与中轻度水分亏缺灌水条件下,毛管埋深为20 cm可显著减小C级(番茄直径D6.5 cm)果实比例29.2%,分别提高A级(D≥7.5 cm)与B级(6.5 cm≤D7.5 cm)果实比例16.6%、2.0%。番茄产量、灌水量随毛管埋深增加呈先增后减趋势,毛管埋深为20 cm时,番茄产量最高,达到66.44 t/hm~2。番茄产量和灌溉水利用效率随灌水下限增加而显著降低(p0.01),可通过不同毛管埋深与灌水下限组合,显著降低番茄灌水量,提高产量和水分利用效率。综合考虑,毛管埋深20 cm,灌水下限为田间持水量的60%处理组合为关中地区日光温室适宜的滴灌灌溉方式。     

水氮调控对设施土壤有机氮组分、全氮和矿质氮的影响

为探讨水氮调控对设施土壤有机氮组分、全氮和矿质氮的影响,通过膜下滴灌设施番茄田间定位试验,采用灌水下限(W_1、W_2、W_3)和施氮量(N_1、N_2、N_3)的两因素三水平随机区组设计,研究水氮调控对休耕期0—30cm土层土壤有机氮组分、全氮和矿质氮的影响。结果表明,不同水氮调控下,设施土壤有机氮主要是以酸解态氮为主,总体表现酸解态氮大于非酸解态氮含量。土壤有机氮组分在酸解态氮和非酸解态氮中分配比例差异明显。土壤有机氮各组分含量及占全氮比例的大小顺序为氨基酸氮/氨态氮未知氮氨基糖氮。除氨基糖氮,其余酸解态氮各组分和酸解总氮含量及其占全氮比例均随着土层深度的增加而降低,不同土层含量差异显著(P0.05)。土壤全氮、矿质氮和总有机氮含量随土层深度的增加也呈降低趋势,且含量差异达到极显著水平(P0.01)。除氨基糖氮,全氮与其他有机氮各组分、酸解总氮间均达到极显著正相关(P0.01);矿质氮仅与酸解氨态氮及酸解总氮的影响达到极显著(P0.01)和显著正相关(P0.05)。灌水下限、施氮量及水氮交互对设施土壤全氮、矿质氮和总有机氮及有机氮组分影响均达到极显著水平(P0.01)。因此,设施土壤氮素含量的变化与水氮管理模式紧密相关。氨态氮和氨基酸氮是设施土壤中最主要的有机氮形态,是土壤活性氮中的主要组分,亦是土壤供氮潜力的表征。考虑土壤供氮潜力,灌水下限35kPa、施氮量300kg/hm~2为该设施生产下最优的水氮管理措施。     

二次聚类与神经网络结合的日光温室温度二步预测方法

精确预测日光温室温度是实现对温室精准调控的前提。由于温室是复杂非线性系统,受室内外众多环境因素影响,且部分因素难以准确测量和建模,因此,难以通过机理分析建立室外因素精确影响室内温度的物理模型。而现有时间序列分析、人工神经网络等仅基于数据的方法预测准确度也较低。本文提出连续时间段聚类与BP神经网络相结合的二步日光温室温度预测方法。首先,进行二次聚类,对室外温度情况相似的日进行聚类,并将全年划分为若干个类似时间段,根据连续时间段内相似日的数量进行聚类,将全年内的连续时间段归入若干类别。其次,对不同类别的时间段,分别采用BP神经网络建立室外温度、相对湿度、太阳辐射、风速和温室室内温度间的关联模型,通过数据训练,能够较为准确的根据室外环境数据预测室内温度。通过涿州实验农场2年数据试验验证,通过二次聚类,全年连续时间段可划分为3类,通过分别建立BP神经网络并分别训练,结果表明本方法预测误差仅为6.23%,与现有未分类的BP神经网络预测算法对比,本文方法有效地提高了准确度,平均误差降低5.4个百分点。     

温室地下滴灌灌水控制下限对番茄生长发育、果实品质和产量的影响

用温室小区试验的方法,通过对番茄株高和茎粗、果实品质和产量以及水分生产效率进行比较,探讨了温室栽培茄果类地下滴灌灌水控制下限的适宜取值范围。结果表明:在壤质土壤的试验地上,当地下滴灌管埋深为30 cm、计划湿润层深为15 cm~45 cm(厚度30 cm)、湿润比取0.7、灌水控制上限取田间持水量时,将土壤水吸力30 kPa作为控制灌水的下限,有利于番茄植株生长发育,可以达到高产、优质、节水的目的。     

不同类型杀虫剂对温室白粉虱若虫的毒力研究

利用一龄若虫浸渍法测定了不同类型杀虫剂对温室白粉虱四季青种群的毒力,发现白粉虱对噻嗪酮、阿维菌素极其敏感,对吡虫啉和联苯菊酯次之,而对马拉硫磷和ＤＤＶＰ不敏感。     

Report of resistance to the neonicotinoid insecticide imidacloprid in Trialeurodes vaporariorum (Hemiptera: Aleyrodidae)

Susceptibilities of UK and mainland European samples of Trialeurodes vaporariorum (Westwood) to the neonicotinoid insecticide imidacloprid were investigated over a 7 year period. All 24 strains collected between 1997 and 2003 showed similar baseline levels of susceptibility to that of a known susceptible laboratory strain when exposed to a diagnostic concentration (128 mg L(-1)) of formulated imidacloprid. Two samples collected during 2004, one from the UK and one from The Netherlands, demonstrated reduced susceptibility at this concentration. Using dose-response assays, the presence of resistant individuals was disclosed in both these strains; some individuals were unaffected at doses high enough to induce phytotoxic effects. This report represents the first confirmed cases of neonicotinoid resistance inducing control failures in T. vaporariorum, and highlights a need for careful vigilance to sustain the effectiveness of imidacloprid and related neonicotinoid insecticides.     

Advances and Perspectives in the Biological Control of Greenhouse Pests with Special Reference to Colombia

This paper analyses the state of the art of biological control of greenhouse pests with special reference to Colombia, one of the world's largest producers of cut flowers. After a discussion of the use and impacts of selected natural enemies on a variety of arthropod pests in greenhouses, suggestions on how to enhance the effectiveness of inundative release strategies further to achieve successful biological control of key pests are provided.