基于机器视觉的工厂化循环水养殖智能投喂策略

智能投喂策略是实现工厂化循环水养殖过程中饲料高效利用、降低养殖成本的关键。提出一种结合水面图像纹理判别和YOLOv5-BCH残饲检测的智能投喂策略。首先,以平静水面为基线,通过摄食过程水面图像纹理特征获得残饲识别帧;其次,通过采用BottleNet-CSP模块与CBAM模块分别对YOLOv5的Backbone和Neck端进行改进,增强了深度神经网络在空间和通道维度上的特征表示能力,且有效融合了多尺度特征。同时在Head部分设置3个微尺度检测头增强对水面小目标特征的捕捉能力,使mAP0.5、mAP0.5:0.95和精确率分别提升40.26%、15.59%和37.85%;最后,设计智能投喂系统并采用“试投+单轮多次”自适应投喂策略,有效降低了劳动力投入及饲料浪费。研究表明,该系统可代替人工实现全流程智能化投喂,为工厂养殖饲喂环节实现无人化提供参考。

不同地理大鲵子三代养殖群体肌肉营养成分比较

试验旨在对比评价重庆大宁河水系和陕西汉江水系的养殖子三代大鲵群体肌肉营养价值。采用常规生化分析方法对重庆大宁河种群(C组)和陕西汉水种群(S组)的养殖子三代大鲵肌肉营养成分进行测定分析,并进行品质评价。结果表明,C组大鲵肌肉中水分和粗脂肪含量均显著低于S组(P<0.05),粗灰分和粗蛋白质含量差异不显著(P>0.05)。两个种群大鲵肌肉中均检测到18种氨基酸,其中谷氨酸含量最高;第一限制氨基酸均为色氨酸,而必需氨基酸的构成比例符合联合国粮农组织/世界卫生组织的标准。C组大鲵的必需氨基酸指数为97.29%,高于S组(85.82%)。C组大鲵肌肉中氨基酸总量(TAA)和总必需氨基酸(TEAA)均显著高于S组(P<0.05),而鲜味氨基酸没有显著差异(P>0.05)。S组大鲵肌肉中检测出15种脂肪酸,比C组多了珠光脂酸(C17∶0)和顺-11-二十碳一烯酸(C20∶1) 2种脂肪酸;S组大鲵肌肉的单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、二十碳五烯酸+二十二碳六烯酸均显著高于C组(P<0.05)。两个种群大鲵肌肉中8种矿物质含量均为常量元素K含量最高、微量元素Zn含量最高。研究表明,两个地理种群子三代大鲵营养价值较高,肉质鲜美,C组大鲵肌肉的蛋白质和微量矿物元素品质优于S组,S组大鲵肌肉的脂肪酸和常量矿物元素品质优于C组。

不同水温调节系统在重庆市工厂化循环水养鱼中的应用

在工厂化循环水养殖过程中,保持水温恒定是水产养殖生产效率的重要保障。为解决工厂化循环水养殖系统调温环节能耗高及对养殖环境影响大等问题,以重庆市某512 m3的养殖场为例,分析了水源热泵、空气源热泵、螺杆机组+锅炉和空气源热泵+锅炉4种水温调节方式的设备初投资和长期运行的适用性。结果表明,空气源热泵初投资为50.76万元、运行费用为25.82万元,水源热泵初投资为48.21万元、运行费用为16.87万元,均具有较好的长期使用价值。但由于水源热泵在廉价水资源难以获取的地区运行费用较高且维护成本及难度较高,故对于该研究而言,空气源热泵投资和运行费用较低,整体适应性较好。

不同预处理方式对玉米秸秆结构及产气特性的模拟研究

以玉米秸秆为原料,在25℃条件下,分别采用沼液及不同含量的NaOH溶液对秸秆进行预处理,研究NaOH投加量与秸秆纤维结构、预处理料液理化性质以及产能特性之间的关系.结果表明,采用4mg·g-1 NaOH溶液预处理7d后,料液中COD浓度已基本稳定,溶液pH值在7～8之间,可直接装罐发酵.利用扫描电镜观测预处理后秸秆结构变化状况,发现经4mg·g-1NaOH溶液预处理后的秸秆表层结构粗糙、多孔,有助于厌氧微生物与可发酵底物的接触,产气量是未经预处理玉米秸秆的5.5倍,其干物质产气率为225.8 mL·g-1.综合考虑产气效率、生产成本及工程操作,采用4mg·g-1NaOH溶液预处理秸秆更利于工程推广应用.

基于植物工厂LED阵列补光灯的栽培槽平面光场强度预测模型

【目的】针对重庆地区寡日照的气候特点,结合不同作物、不同生长阶段光需求的差异性,探究植物工厂中光源不同高度和光强比例条件下的栽培槽平面光场分布规律,建立补光灯高度、光强比例与栽培槽平面光场强度之间的定量关系模型,为补光灯高度及光强的自动、精准、按需调控提供支撑。【方法】在重庆市农业科学院的密闭型智能仿真农业环境实验室中,以智能LED补光灯为研究对象,探究补光灯不同高度和光强比例条件下的栽培槽平面光场强度变化规律,采用回归型支持向量机算法构建以补光灯高度、光强比例、空间位置信息为输入,栽培槽平面光场强度为输出的补光灯光场强度预测模型,利用此模型进行栽培槽平面光场强度的预测及实现根据不同作物、不同生长阶段需光特性的补光灯高度的精准调节。【结果】探析不同高度和光强比例条件下的栽培槽平面光场分布规律,发现在同一光源高度条件下,随着光强比例的增大,栽培槽平面的光场强度值也随之增加;在同一光强比例下,随着补光灯高度的增加,栽培槽平面中心区域的光场强度值随之减小,而边缘区域的光场强度值反而有一定程度的增加。对比5种建模方法,发现SVR算法在所得数据集上表现最佳。构建的栽培槽平面光场强度预测模型的训练精度R^(2)可达0.9897,测试精度R^(2)达0.9815,证明此模型可靠性良好。【结论】解析植物工厂LED阵列补光灯的栽培槽平面光场强度分布规律,证明了构建栽培槽平面光场强度预测模型的必要性。该模型的精准构建,为设施农业或植物工厂条件下不同作物、不同生长阶段的光源位置及强度最优动态调控奠定良好的支撑。

地源热泵系统在西南地区温室的应用分析

为探索地源热泵系统在西南地区温室的应用效果和发展潜力,于2016年开展了重庆地区玻璃温室地源热泵系统设计、工程施工和夏季降温试验研究。结果表明,在重庆气温最高的8月,采用地源热泵系统可在室外平均气温36.2℃的情况下,将温室内温度降低至26.5℃,相比常规冷源空调,地源热泵系统节能率23.5%。

一种农村户用型旋转自搅拌堆肥箱的研制

随着人居环境整治的不断深入,广大农村地区环境面貌得到了明显改善,但日常生活垃圾处理仍普遍采用简单堆放的处理方式。基于此,研制了一种农村户用型旋转式自搅拌、自保温、自通风补氧的堆肥箱,以满足广大农村地区单个家庭堆肥需要。该堆肥箱可以提高堆肥效率,改善人居环境,并为后续产品的研发提供技术指导与借鉴。

PC板温室内立体育秧温度和光照对秧苗生长情况的影响分析

主要以重庆PC板温室内多层立体育秧架温度和光照对秧苗生长情况的影响为目的,首先对PC板温室内多层育秧架温度数据进行记录并分析,其次针对光照对秧苗生长情况的影响试验展开分析。研究结果表明:光照强度是造成各层之间温度差异的原因之一;温度对秧苗的株高影响不显著;光照对秧苗的株高影响显著(相关系数0.576),且对秧苗的茎粗影响极显著(相关系数0.814)。以此为基础,对西南地区工厂化立体育秧提供参考。

重庆市农业节水灌溉现状分析及评价体系研究

随着现代农业的发展,节水灌溉成为农田灌溉发展的必然趋势。在全面分析重庆市农业基本情况、水资源分布、农业用水及节水灌溉现状的基础上,总结全市农业节水灌溉存在区域发展不平衡、高效节水灌溉占比低、节水灌溉设施建设标准不高等问题,建立了节水灌溉效益评价指标体系,探讨并提出了加快完善重庆市节水灌溉建设的相应对策。

旋转立体栽培架补光系统设计

随着乡村振兴的大力推进,设施农业也迎来了其迅猛发展的黄金时期。植物工厂作为设施农业的重要组成部分,在现代农业工程中占有举足轻重的地位。然而,传统植物工厂里的温室和大棚,由于受到阴雨、雾霾和雨雪等自然天气的影响,时常让植物出现许多缺光并发症。基于此,研制了一款基于旋转栽培架的补光设备,旨在通过补光使旋转栽培架上的植物避免由于光照不均匀所导致的打蔫、发黄和生长期延长等现象,同时也为同类补光设备的研制提供理论指导与技术借鉴。

基于PLC和SCADA技术的智能温室控制系统设计与实现

重庆地区设施农业不断发展,但存在夏季高温导致温室内出现60℃以上高温等问题亟需解决。目前重庆的设施农业在智能控制上基本靠引进,存在与重庆环境不适应、操作人员操作习惯不符等情况,导致控制系统的利用效率不高。为彻底解决这些问题,避免季节变化和极端气候条件对作物生长的不利影响,提高温室的智能化控制水平,针对重庆地区Venlo型玻璃温室控制需求,设计研发了基于PLC和SCADA技术的智能温室控制系统,实现智能温室设施的最优控制,建成投入使用1年来运行良好,试验结果表明,控制系统能实现温室环境参数的智能控制,节约了人力成本,降低了能耗。

温室棚顶清洁设备研究现状及展望

温室棚顶会覆盖灰尘和生长青苔,致使温室棚顶透光率降低,严重影响温室内作物的生长,降低温室的产出效益,但是目前市场上缺少成熟的温室棚顶清洗设备。文章介绍了国内外温室棚顶清洗设备的发展现状,指出国内温室棚顶清洗设备存在的问题,并对未来发展趋势进行展望。

鱼菜共生耦合智能控制系统设计与试验

为研究鱼菜共生系统鱼菜耦合关系,采用传感器技术、物联网技术和自动控制技术设计一套含数据自动采集、记录、分析和控制于一体的鱼菜共生耦合智能控制系统。该系统能实现鱼池和生化池溶氧、温度及水位自动控制,水肥自动配比、旋转立体栽培架自动灌溉及温室环境自动控制功能,数据自动采集、存储和分析功能,以及设备远程控制、状态远程查看等功能。

食物对四个茶尺蠖地理种群发育和生殖的影响

【目的】明确不同成熟度茶树叶片对浙江等4个地理种群茶尺蠖Ectropis oblique Prout发育和生殖的影响,旨在揭示不同地理种群茶尺蠖对不同质量食物的适应力差异,为制定各地茶尺蠖种群的差异化防治策略提供依据。【方法】通过对浙江、湖北、福建和江西等地茶尺蠖种群饲喂嫩叶、成叶和老叶3种不同成熟度的茶树叶片后,对比研究其发育历期、死亡率以及内禀增长率等生长发育与生命表参数。【结果】不同地理种群茶尺蠖发育历期存在显著差异,且均以成叶处理发育历期最短;幼虫3龄前死亡率以老叶处理死亡率最高(达33%),嫩叶处理最低(达15%),每雌产卵量以嫩叶处理最高(达362.23粒),老叶处理最低(达56.67粒);在内禀增长率、净繁殖率、种群加倍时间、周限增长率等5个生命表参数方面,各地理种群在成叶处理下差异不显著(P>0.05),嫩叶和老叶处理下差异显著(P<0.05)。通过茶树叶片内含物与茶尺蠖发育相关性分析,发现不同地理种群生命参数与各物质成分的相关性不尽一致,分别有2种物质与湖北种群、江西种群相关性最大,分别有1种物质与浙江种群、福建种群密切相关。【结论】浙江、福建、湖北和江西4地区茶尺蠖种群在取食适应性方面存在明显差异。其中,浙江种群取食不同发育成熟度茶树叶片后的适应性较强,在幼虫期存活率、每雌产卵量和世代净繁殖率(R0)等重要参数方面都较突出;而湖北种群对老叶这一不良食物的适应能力最弱(死亡率最高、净繁殖率较低);江西种群对老叶的适应能力较弱(死亡率较高、净繁殖率最低)。

粪秆混合厌氧发酵渗滤床工艺的消化性能

以玉米秸秆-牛粪为原料,利用自行设计的渗滤床反应器(Leach bed reactors),对比研究了渗透液回流喷淋时间、喷淋量、发酵温度及粪秆比4因素对原料物能转化率的影响。结果表明:发酵结束后罐内物料的TS浓度在13%~15%之间,属于高浓度发酵范畴;9样品产气峰值出现在发酵后的10~14 d,物能转化率排序为L6>L2>L9>L7>L1>L8>L4>L5>L3;TS产气率相对较高的共同特点主要为35℃中温、较高的渗滤液回流量以及较高的粪秆比。通过TS产气率的直观分析,4因素对实验结果影响大小排序分别为发酵温度>粪秆比>喷淋量>喷淋时间间隔,得到的最佳工况参数为喷淋时间间隔2 h、喷淋量4 L、发酵温度35℃、粪秆比1∶1,此条件下得到的平均TS产气率为(98.4±3.5)mL·g^(-1)。方差分析结果表明,发酵温度、粪秆比及喷淋量对产气结果影响极显著,为控制渗滤床发酵工艺的主要参数。