温度和光周期对楸树抗寒性生理生化指标的影响

为探究低温和短日照与楸树抗寒性诱导的关系,以2年生滇楸和灰楸嫁接苗为试材,进行4个温度与光周期组合处理:常温长日照(16 h/8 h,23℃)、常温短日照(8 h/16 h,23℃)、低温长日照(16 h/8 h,5℃)、低温短日照(8 h/16 h,5℃),研究温度和光周期对楸树抗寒性发育的影响,利用电导法(Electrolyte leakage,EL)和电阻抗图谱法(Electrical impedance spectroscopy,EIS)测定抗寒性的变化,测定质膜三磷酸腺苷酶(ATP酶)和5′-核苷酸酶(5′-AMP酶)、可溶性糖及淀粉含量等生理生化指标。结果表明,低温长日照(16 h/8 h,5℃)、低温短日照(8 h/16 h,5℃)对楸树抗寒性增强诱导最快,其中低温短日照处理对抗寒性的诱导又强于低温长日照处理,表明温度对楸树抗寒性增强起主导作用,光周期起次要作用,且温度和光周期对楸树抗寒性的诱导为非加性关系;常温长日照(16 h/8 h,23℃)处理下,2种楸树抗寒性均得到增强,表明在23℃仍能诱导楸树抗寒性的增强;高频电阻率r测定的抗寒性与电导法测定的抗寒性均显著相关,其中低温短日照处理下的抗寒性与电导法测定的抗寒性极显著相关,相关系数达到0.77,表明高频电阻率r可用于楸树抗寒性的测定;随着2种楸树抗寒性的增强,ATP酶和5′-AMP酶活性也上升,均在处理第30天时显著上升并达到高值,其中5′-AMP酶活性均高于ATP酶活性,且滇楸的2种酶活性均高于灰楸。

梨花药愈伤组织诱导和悬浮培养体系的建立及应用

【目的】建立梨悬浮细胞体系,并利用悬浮细胞体系获得高质量悬浮细胞,进行遗传转化和原生质体的分离。【方法】以新梨7号花药为试材,诱导获得梨花药愈伤组织,研究了细胞悬浮系建立和影响悬浮细胞增殖的主要因子。【结果】花药在1/2 MS+1.0 mg·L^(-1)2,4-D+0.4 mg·L^(-1)NAA+30 g·L^(-1)蔗糖+7 g·L^(-1)琼脂(pH值为5.8~6.0)培养基上诱导的愈伤组织,经4~5次继代得到了黄白色、颗粒状,状态相对较好的愈伤组织;将愈伤组织接种于液体培养基中,于28℃,200 r·min-1的黑暗条件下悬浮振荡培养,经4~5次悬浮继代培养建立了悬浮细胞系,适宜的启动和增殖培养基为:MS+1.5 mg·L^(-1)2,4-D+1.0 mg·L^(-1)6-BA+30 g·L^(-1)蔗糖,细胞生长曲线呈“S”型,活细胞率达81.98%,近圆细胞率达83.66%,可作为遗传转化的受体,转化率为20.00%。也可直接用于原生质体的分离,原生质体产量达3.67×10^(6)个·mL^(-1),活力可达92.00%。【结论】建立了梨悬浮细胞培养体系,利用所建体系获得了高质量的悬浮细胞,可直接用于遗传转化和原生质体的分离。

苹果扦插培育装置结构设计与仿真优化

针对苹果嫩枝扦插生根培育中地热线控制基质温度不均匀的问题,设计了基于水循环控温装置—恒温母盘,利用计算流体力学(CFD)对恒温母盘流场均匀性进行数值模拟,以各通道流速平均值与入口流速比值为指标,设计单因素实验,对恒温母盘进行结构优化改进,确立最优结构。结果表明,恒温母盘内部增设倾角45°的离散式T型导流板后,通道流速平均值达到0.502 m/s,与入口流速比值为1.004,流场均匀性良好;通过穴槽基质测温实验,保持恒温母盘进口流速0.5 m/s、水温20℃时,基质达到温度稳定时长需13 min,监测点基质温度稳定在19.6℃~20℃,恒温母盘结构设计达到苹果扦插培育基质控温要求。

基于模糊控制的温室内土壤湿度智能监控系统设计

为提高温室管理水平,针对有线系统监测布线不灵活或长时无人监测和无线系统数据传输不稳定等问题,设计一种基于GSM技术具有远程交互功能的土壤湿度监控系统。该系统由MSP430控制器、GSM模块灌溉控制电路等组成。通过GSM模块以短信的方式实现与用户之间的交互功能,并利用模糊控制算法进行精确灌溉。运行试验结果表明：设计的系统工作稳定,数据传输距离不受限,节水灌溉效果显著,GSM模块收发信息的正确率达100%;接收数据正确率达98.73%,实时监控灌溉性能稳定;能够实现精确灌溉,与人工漫灌相比节省20%~30%的用水量,节水效果显著。

阻抗谱和电导法测定的桃树抗寒性与生理指标通径分析

以8年生的桃树枝条为试材,采用通径分析方法对电解质渗透率(EL)法和电阻抗图谱(EIS)法测定的桃树抗寒性与生理指标(脯氨酸含量、可溶性糖含量、淀粉含量、含水率)的关系进行分析。结果表明:EIS参数胞外电阻率(re)测定的抗寒性与生理指标关系中,脯氨酸含量、可溶性糖含量直接通径系数分别为-0.35(P<0.05)和-0.61(P<0.05),含水率的间接通径系数为0.53(P<0.05);EL法测定的抗寒性与生理指标关系中,脯氨酸含量、含水率直接通径系数分别为-0.51(P<0.05)和0.50(P<0.05),可溶性糖含量的间接通径系数为-0.75(P<0.05)。在影响2种方法测定桃树抗寒性的生理指标中,脯氨酸含量、可溶性糖含量与含水率都是重要的生理指标。同时,EIS也可以作为快速测定桃树抗寒性的方法。通径分析方法能够充分反映自变量对因变量的影响,同时也可以反映因变量之间的关系,能够应用于研究影响桃树抗寒性与生理指标相关性的分析中。

基于电阻抗图谱法测定桃树抗寒性

对3个桃树品种分别进行冷冻处理,采用电解质渗透法(EL)、电阻抗图谱法(EIS)进行抗寒性测定及相关分析。结果表明,2种方法测定3个桃树品种的抗寒性与其生产上表现的抗寒性强弱一致,并且均随着外界温度的变化而变化。其中EIS参数中胞内电阻率(ri)法测得的抗寒性和EL法测得抗寒性的相关性(r=0.890**)最高,线性回归方程为y=0.881 8x-2.280 7(r^2=0.807 4)。

基于Labview的设施环境自动控制实验教学改革

为了提高设施农业科学与工程专业学生的动手实践能力,同时针对缺少设施环境自动控制实验仪器的问题,利用Labview软件平台进行实验教学,将实验分为教学复习环节和实验环节。实验环节设置了开放性实验部分,进一步为学生提供了理论和实践相结合的学习环境。通过学生课程调查数据表明:85%的同学能够独立完成设施环境调控labview程序的编程,同时81%的同学能够完成创新实验中全部4个参数的优化。本实验教学改革,有助于设施农业科学与工程专业学生理解和掌握该课程的主要知识点,提高工程实践能力,完善学生的知识结构,不断强化其独立思考能力和创新意识。

可调式握力高枝剪设计及分析

可调式握力高枝剪的设计包括外观参数的确定和刀具的设计。根据大宗果树的生长状况确定高枝剪各关键部件结构及参数;根据高枝剪在果园作业受到剪枝过程中刀具剪断和夹持枝条所需力的大小进行刀具的设计。通过在Inventor软件中构建可调式手握高枝剪三维模型,利用AIP中的有限元功能对模型进行分析,得出果园工作环境下高枝剪的安全系数和变形量。果园作业试验结果表明:在该设计参数下,高枝剪性能可靠、使用灵活。

中小温室土壤水分监控系统设计

针对中小型温室提出一种低成本、低功耗的实用型土壤湿度监控系统,采用分布式检测控制方法,借助无线数传技术搭建了主从单片机湿度监控系统,设计了微控制器人机交互电路和程序,实现了土壤水分的精确自动化监测和微灌控制。结果表明,该系统低功耗,宜配置,工作稳定,温室灌水利用率达到0.65,比漫灌节水50%以上。

连栋互插式温室结构的优化设计

为提高连栋互插式温室的抗风、雪荷载能力,以及节省单位面积的用钢量,以其主要构件——天沟和钢管为研究对象,对连栋互插式温室结构进行优化设计。结果表明,同荷载、同尺寸的有沟槽天沟比无沟槽抗弯性能好;在相同压力作用下,钢管插入角度越大,杆件越稳定;在相同拉力作用下,插入角度越大,杆件稳定性越差,在钢管底部安装弯头,可以提高温室的抗拔和抗压性能。

基于虚拟仪器的农产品“身份证”数字识别系统

介绍了基于虚拟仪器图形化语言LABVIEW开发的农产品"身份证"数字识别系统,采用CCD摄像机对农产品"身份证"编号进行采集,通过PCI-1411彩色图像采集卡将图像传输到计算机并进行图像处理,最后应用美国NI公司的OCR软件包对处理好的编号进行识别。结果表明,该系统抗干扰能力强且精度高。

不同光环境对设施桃果实品质的影响

[目的]探讨弱光环境下设施桃果实品质的发育变化规律及形成机理。[方法]以3年生设施桃为试材,通过扣棚搭建2种不同的光环境(不遮荫、全光照和遮荫约35%),测定果实的体积及单果重和可溶性总糖、可滴定酸、可溶性蛋白、维生素C等果实品质指标,研究不同光环境对设施桃果实品质的影响。[结果]在设施遮荫环境下,桃果实的体积及单果重较对照均减小,在果实生长发育早期,遮荫对果实体积和平均单果重的影响较小,后期影响较大。在设施栽培条件下,与设施自然光环境相比,遮荫处理后桃树果实中可溶性总糖和Vc含量降低,而可滴定酸和可溶性蛋白含量升高。[结论]该研究为设施果树的高效优质栽培的调控及提高设施果实品质提供理论依据。

基于离散元法的棉花勺式排种器排种性能模拟

为了研究棉花勺式排种器排种性能,探讨影响排种器粒距合格率和重播、漏播率的因素,建立了棉花勺式排种器的离散元仿真模型,应用EDEM软件对棉花勺式排种器工作过程中棉籽的运动过程进行了仿真分析,通过分析棉花勺式排种器排种过程,明确了棉籽的运动规律和出现重播、漏播情况主要与充种、护种和递种的过程发生异常有关,涉及的主要参数有勺匙曲面半径、勺匙角度、勺匙前斜面角度和排种盘转速等。在相同工况下,进行台架验证试验,结果表明,仿真和台架试验结果基本一致,说明采用离散元法分析棉花勺式排种器排种性能,可以为进一步优化排种器提供依据。

电阻抗断层成像评价丰花月季抗寒性

【目的】研究电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)技术评价丰花月季抗寒性的可行性,为快速、非破坏性地检测观赏植物抗寒性提供新的可借鉴方法。【方法】以3个多年生丰花月季(Rosa hybrida Hort.‘Floribunda’)品种‘红帽’(Hongmao)、‘柔情似水’(Rouqingsishui)、‘仙境’(Xianjing)为试材,测定当年生茎段在自然低温以及人工冷冻处理下EIT图像和电阻抗图谱(electrical impedance spectroscopy,EIS)参数的变化,并与传统电导法(electrolyte leakage,EL)测定的抗寒性进行相关分析。同时,对自然低温下3个丰花月季品种茎的胞外电阻率r_e、胞内电阻率r_i、弛豫时间t和弛豫时间分布系数ψ4个EIS参数与EIT重构值进行相关性分析。【结果】3个丰花月季品种在最冷月抗寒性顺序为:‘仙境’>‘柔情似水’>‘红帽’;各个品种不同温度下的茎段都可以得到清晰的EIT图像,且EIT重构值随温度降低呈减小的趋势,通过EIT重构值计算的抗寒性与电导法求得的抗寒性有极显著的相关性(r=0.92),但较EL法测得的抗寒性低。抗寒锻炼期间,EIS参数均发生变化,总体上,胞外电阻率r_e呈上升趋势,弛豫时间t呈下降的趋势;自然低温下,‘红帽’和‘仙境’的胞外电阻率r_e与EIT重构值正相关(r>0.72),‘柔情似水’和‘仙境’的弛豫时间t同样和EIT重构值正相关(r>0.63),说明EIT重构值、r_e和t可以表征细胞、组织的状态。【结论】冷冻处理下,丰花月季枝条受到冻害以后,EIT图像重构值显著降低,可以通过重构值用Logistic方程拟合计算,得到抗寒性,但是所得抗寒性较EL法低。未经冷冻处理的胞外电阻率r_e和弛豫时间t两个EIS参数与EIT重构值有一定的相关性。样本经冷冻处理后,可以用茎的电阻抗断层成像(EIT)图像重构值评价丰花月季的抗寒性。

基于摇杆滑块机构的割草机割茬高度机构设计

针对现代矮砧密植苹果园通过果树行间生草控制草体高度方式调控果园微域生态环境需要,应用摇杆滑块机构对果园割草机割茬高度调整机构进行分析和设计。当割草作业留茬高度调整幅度值为50mm时,针对不同形式的摇杆滑块机构进行几何条件、机构参数选择和结构设计,为实现割茬高度调整的手动操作和电控自动操作提供依据。

果园作业平台静态防侧翻系统的设计

为了提高果园作业平台的安全性和操控稳定性,针对果园特殊环境的作业特点,设计了一种静态防侧翻控制系统。该系统以STC89C52RC单片机为核心处理芯片,采用横向载荷转移率(LTR)作为平台稳定性判定指标,通过计算确定了侧翻阈值。实验结果表明,系统能够改善并提高平台作业稳定性。

基于单片机的温室大棚智能清洁机设计

设计了一款温室大棚智能清洁机,实现温室大棚顶部的半自动或全自动清洁。该清洁机采用3轮行走装置,主轮驱动电机采用脉宽调制技术调速,经过增量式光电编码器测速,由单片机实现PID控制。同时单片机还提供吸尘电机和毛刷电机的驱动信号,使清洁机在行走过程中完成清扫和吸尘工作。清洁机控制系统内部嵌有路径规划算法,使清洁机在工作区域内按直线往复运行方式移动,从而实现高覆盖、低重复的清扫。此外,清洁机可由遥控器控制。

奶牛活动量低功耗自动监测系统设计

为加强奶牛活动量的监测,设计了一种无线数据传输的低功耗计步器。单片机选用高性能的AT-MEGA32,无线发射模块选用NRF24E1芯片,上位机采用了LABVIEW编程,系统平时工作在休眠状态,数据的采集和传输通过软件中断请求进行处理。实验结果表明,该系统能够提供可靠的奶牛活动量数据,并且系统模块集成度高、结构简单、功耗低、工作稳定可靠,适合推广应用。

温室侧窗开窗形式对流量系数取值的影响

运用CFD技术模拟温室窗洞口的气流流动情况分析侧窗开窗形式对流量系数的影响。分析结果表明，压力对流量系数的影响不明显，特别是在温室风机运行工作范围0～55Pa之内;角度对流量系数的影响最大，随着角度的增大，窗洞口的流量系数也随之增加;长宽比对流量系数的影响不大。

施肥对野牛草生长及叶片叶绿素含量的影响

采用盆栽试验设计研究了不同氮、磷用量对野牛草生长和叶片叶绿素含量的影响,结果表明:氮的施用可明显改善野牛草的生长,表现为显著增加草屑积累量,提高生长速率和叶片叶绿素含量,但磷的效果不显著。