果园变量施药机械及施药技术研究现状与趋势

首先介绍了果园植保机械发展现状以及存在的问题,提出了发展变量施药机械与施药技术的必要性。然后从变量药液喷施技术和辅助气流变量控制技术两个方面介绍了果园变量施药技术研究现状,指出了目前变量施药技术研究主要是针对新技术的研发,而对于具体作业对象所需喷雾量和辅助气流的作业模型的建立却少有研究。在此基础上,提出了进一步研发适合果树种植要求、各地区地理特征的新型果园喷雾机械,深入研究变量施药技术、防飘移技术以及雾滴在作物表面特性的研究方向。

中非农业机械应用技术培训方案设计

科学技术转移和科技人才培训是中国援助非洲的重要组成部分。通过阐述“一带一路”背景下非洲农业机械应用技术人才培养的背景及意义,提出当前非洲农业机械技术应用方面还存在农业生产方式落后,农业机械工业基础薄弱,推广人员严重缺乏农业机械相关的专业技能和知识等诸多问题。在了解当地农机推广人员专业技能和知识水平基础上,制定农业机械设计、制造、农业机械化规划、应用管理方面的培训计划,开展订单式人才培训项目。为保障中非农业机械应用技术培训的实施,需构建质量保障体系,完善教学质量标准,完善教学质量管理制度,强化教学条件建设,发挥师资队伍优势。

过热蒸汽干燥技术在脱水蔬菜的应用与展望

本文介绍了过热蒸汽干燥原理、干燥特点及近年来国内外对于过热蒸汽干燥技术在蔬菜脱水中的研究及运用现状。分析了过热蒸汽干燥技术存在的问题,并对过热蒸汽干燥今后的发展方向作了简单的阐述。

基于机器视觉的果树树冠体积测量方法研究

针对人工测量精度低、费时费力,而基于三维激光扫描技术、超声波技术等自动测量方法成本高、操作复杂的不足,提出了基于机器视觉的果树树冠体积测量方法,搭建了可移植性果树树冠体积自动测量平台。基于机器视觉实现待测树冠图像获取,通过图像处理算法获得树冠图像面积特征,并采用最小二乘法和五点参数标定法获得普适性树冠面积与体积相关关系模型,从而得到树冠体积,通过对梨树以及桂花树样本的试验,可以发现预测树冠体积平均误差分别为13.73%和10.18%。对于不具备系列样本无法构建模型的树冠,采用单点测量法,根据树冠轮廓拟合椭球结构体,然后根据体积求算补偿公式,完成体积测量,测量误差在10%左右。表明树冠形态特征的图像提取算法可行有效,通过面积以及轮廓特征量均能很好地表达树冠体积特征。

基于EDEM-Fluent的气动式鱼塘投饲机性能优化

为提高气动式鱼塘投饲机抛料均匀性,提高饲料利用率,利用EDEMFluent耦合方法对投饲机抛料过程进行性能分析和数值模拟,研究造成抛料分布不均匀的主要原因,并对投饲机结构进行优化改进。在此基础上设计三元二次回归正交旋转组合试验,研究设计参数外腔体半径Ro、外腔体高度ho、导流板圆心角α等对抛料均匀性的影响,建立饲料颗粒周向分布变异系数Cv与因素Ro、ho、α之间的二次多元回归模型并解析,确定最优设计参数组合并进行场地验证试验。结果表明,各因素对周向分布变异系数的影响程度由大到小为:导流板圆心角α、外腔体半径Ro、外腔体高度ho,当Ro取77.00mm、ho为85.40mm、α为93.20°时Cv最小,其理论结果为14.13%,验证试验结果为15.08%,与模型理论值相吻合,与未优化前相比Cv降低50.50个百分点。表明基于EDEMFluent耦合方法进行气动式投饲机抛料性能参数优化改进是可行的。

果园风送式喷雾机防治效果试验

为明确风送条件下不同农药制剂浓度对病虫害防治效果的影响,以虫口减退率和病情指数为指标,测试2种农药对梨蚜虫、梨黑斑病的田间防治效果;同时利用荧光试剂研究雾滴在冠层内的沉积分布,提出适应风送式施药的药液质量浓度范围。结果表明：果园风送喷雾机行驶速度1 m/s、风机转速1 200 r/min、单侧流量7.2 L/min工作条件下,喷施药液量为0.24 L/棵,比人工喷施减少药量33.3%。风送式喷施0.4 g/L的10%吡虫啉防治梨蚜虫,14 d后防效可以达到人工喷施0.8 g/L农药防治效果,药剂质量为0.096 g/棵,为人工施药的1/3。风送式喷雾防治效果随药液质量浓度增加而提高。风送式喷施0.75 g/L、1.0 g/L、1.5 g/L 3种质量浓度的75%百菌清防治梨黑斑病,第14天防效为46.52%、44.46%、55.63%,防效均显著优于人工喷施1.0 g/L质量浓度的农药。喷施0.75 g/L农药的药剂用量为0.18 g/棵,为人工施药时的1/2。风送式施药雾滴空间分布情况更好,可以参考人工作业减少1/3药液喷施量,同时适当增加药液质量浓度以求达到更好防效,实际喷施药剂量建议为人工作业的1/3-1/2。

梨树风送喷雾关键作业参数优化与试验

针对目前不同叶面积体密度果树风送喷雾关键作业参数设置缺少可操作性依据,该文通过叶面积体密度、出口风速、穿透距离对雾滴在树冠中的穿透率、沉积率及飘移率的影响试验,并以穿透率、沉积率和飘移率为评价指标,分析得出不同叶面积体密度果树喷雾的最佳出口风速。同时,根据叶单位面积所需药量标准,提出了估算喷雾机行驶速度的方法,从而优化了梨树风送喷雾的关键作业参数。该文还在试验基础上,建立了树冠内的雾量衰减模型。经检验,雾量衰减模型决定系数R2在0.90以上,平均预测误差在20%以内,有较高预测精度,能较好地预测树冠内各点雾量的分布,可对出口风速、行驶速度等参数的优化作进一步的定量分析。该文为实际喷雾作业参数的优化设置提供了参考。

3WZ-700型果园喷雾机通过性能分析

针对现代果园低矮密植的园艺特征和果园喷雾机重心动态变化特点,通过试验和建立数学模型对大容量药箱的果园喷雾机的通过性能进行分析,得出药量与越障高度的关系曲线。在0～200 L药量区间内前轮越障由200 mm下降到84 mm;在200～400 L药量区间内前轮越障高度随药量变化缓慢,由84 mm下降到53 mm;后轮越障高度与喷雾机参数无关。实地测试表明,试验均值与理论值基本一致,喷雾机通过性能较好。

农作物几何特征量测量系统设计与试验

为实现复杂背景下农作物几何特征量的实时测量,设计了交互式软件系统和便携式硬件结构。软件基于Matlab图像处理技术和多个作物几何特征量的计算模型,提出了动态交互式颜色特征提取方法和逐点颜色分量差值筛选法,实现了目标作物与背景的有效分离。研究了非旋转体作物体积与投影面积的关系,提出了测量这类作物的体积等特征量的新思路;建立了单位像素实际值与物距的对应关系,避免了需要在背景中设置参照从而计算单位像素代表作物几何特征量的实际值。软件渗透了人机交互和分类设计的思想,具有较好的交互性、通用性和扩展性。硬件采用高配的PC机核心部件、快速响应的工业触摸屏、自动定焦对焦工业相机和可控的相机支架、大容量锂电池。结构紧凑（29.8 cm×19.9 cm×6 cm）、操作简便、便于手持式和分体式测量。系统经过精度测量和实时测试,能完成多种作物的几何特征量测量,一般测量误差4%~8%,自动处理时间平均1.63 s（建好颜色特征库时）,装置有较好的处理速度,有一定的实用价值。

农业院校工科类专业课程思政建设路径

课程思政建设是当下各高校教育教学改革的重点任务之一,是培养高素质的中国特色社会主义接班人与建设者的关键。农业院校工科类专业肩负培养具有“三农”情怀且以强农兴农为已任的高素质工科人才的责任。通过梳理并探析农业院校工科类专业开展课程思政建设的核心问题与难点,阐明课程思政建设的指导思想,提出课程思政建设的具体路径:响应国家战略,明确建设目标;立足立德树人,建设师资队伍;改造教学内容,创新教学方法;构建保障机制,实现持续改进。

稻谷整粒与粉碎水分测试方法的对比分析

通过连续测试在一定含水量区间内的稻谷籽粒含水量,对比分析国家标准稻谷粉碎测试与国外稻谷整粒测试所得的含水量。结果表明,稻谷经粉碎后测试含水量与整粒测试含水量在整个水分测试区间存在较大差异,整粒测试所得含水量大于粉碎测试所得含水量,并且随着稻谷籽粒含水量的降低2种测试方法间含水量差异性逐渐减小,直至稻谷含水量达到11%左右时2种测试方法间无差异。因此总体来说整粒测试方法所得稻谷含水量测定结果更准确可靠。

农业工程实验室运行管理模式——以南京农业大学工学院为例

南京农业大学工学院教改团队对农业工程相关专业的教学大纲、教学方法、课程实验、创新能力训练等实践教学任务进行改革,并结合农业工程实验室实际情况,经过不断地探索和实践,在实验教学中心形成了“学生为本、强化基础、注重能力、促进创新、提高素质”全过程管控的实验教学模式。实践证明,这种管理模式有利于实践教学管理和实验设备维护,在实验室管理实践中取得了良好效果。

耕读教育与专业知识教育协同的汽车拖拉机学课程教学研究与实践

耕读教育与专业知识教育协同教学是培养涉农高校大学生强农兴农使命和知农爱农情怀的有效途径之一。文章以汽车拖拉机学课程为研究对象,分析了专业知识教育存在的问题和解决思路,论述了耕读教育的目的、育人目标和内涵,探讨了耕读教育在汽车拖拉机学课程教学与建设中的实现路径,提出了耕读教育与专业知识教育协同教学理念,开发了基于耕读教育与专业知识教育协同的汽车拖拉机学课程教学设计方案和教学改革措施,培养了学生的动手能力和解决复杂工程问题的分析能力,提高了课程的教学效果。耕读教育与专业知识教育协同教学,为涉农高校深化专业课程的教育教学改革、拓展人才培养形式提供了一种行之有效的教学方法。

基于PLC和云平台的鹅孵化机监控系统设计与试验

【目的】为了提高鹅种蛋孵化性能,针对现有鹅孵化机孵化过程自动化程度低、温度波动大、鲁棒性差,现场操作复杂等不足,设计了一种基于可编程逻辑控制器(Programmable logic controller,PLC)和云平台的鹅孵化机监控系统。【方法】根据鹅种蛋孵化工艺要求和鹅孵化机工作原理,采用PLC作为主控制器设计了系统的硬件电路和软件程序,实现孵化机温度、湿度、翻蛋和喷水晾蛋的自动控制,利用触摸屏和组态软件设计了孵化机现场监控的人机交互界面,并利用通用分组无线业务(General packet radio service,GPRS)智能网关、云平台服务器和移动端设计了远程监控系统。系统工作时,GPRS智能网关读取PLC中的存储数据,通过4G/5G网将数据上传至云平台服务器,移动端通过微信公众号、APP或网页可以直接访问和下载云平台服务器中的数据,并以图表形式显示出来。【结果】该监控系统运行稳定、状态良好;孵化过程中的温度采样数据鲁棒性高,100%达到控制要求;自动控制有助于提高鹅孵化机自动化水平;孵化生产试验结果表明,狮头鹅受精蛋平均孵化率为87.84%,比现有记载最高纪录高1.44%。【结论】该系统能够满足鹅种蛋孵化要求,且控制精度高,实现了鹅孵化机的自动控制、现场监控和远程监控,具有良好的人机交互界面,对促进农业装备自动化和信息化发展具有指导意义。

池塘水产养殖精准投喂系统研制与试验

针对传统池塘养殖多依靠经验粗放式投喂而导致生产效率低、环境压力大、养殖风险高的问题,该研究提出一种适配池塘养殖的精准投喂系统。该系统主要包括水质监测、决策控制、驱动执行和远程监控等模块。以影响鱼类摄食需求的关键因子溶解氧、温度、体质量等为输入参数,以摄食需求量为输出参数,基于蚁群优化算法的模糊PID控制技术实现精准投喂。为验证系统的实用性和有效性,以精养草鱼为对象开展池塘养殖对比试验,从调控性能、生长性能、经济效益和环境效益等方面进行综合评价。结果表明:所提出的精准投喂系统控制性能稳定可靠,控制误差小于7%,与传统投喂系统相比,Nash-Sutcliffe效率系数(N_(NS))提高至0.913,均方根误差(R_(RMSE))降低16.10。草鱼生长参数不存在显著差异性(P>0.05),但饵料系数显著降低11.73%(P<0.05),养殖收益提高1.46万元/hm^(2),吨产减排约241.40 kg。所研制的精准投喂系统具有较好的综合应用性能,可为其他养殖模式、鱼类精准投喂设施研发提供参考和技术支持。

池塘水产养殖投饲区溶解氧稳定性分析研究

针对目前鱼塘投饲机定点投饲作业时,鱼群集中摄食而导致投饲区溶解氧不足,影响饵料利用率的问题,结合投饲区溶解氧稳定性特征规律研究提出投饲机优化设计思路。以振动式(VFM)、气动式(PFM)和风送投饲增氧一体式(AFM)3种投饲机为研究对象,基于鱼类呼吸耗氧模型及溶解氧收支平衡方程理论推导构建溶解氧稳定性模型,以溶解氧变异系数(DCV)为评价指标,深入分析投饲机作业时投饲区溶解氧变化规律。3种投饲机作业时DCV实测值和理论值分别为43.56%、42.28%(VFM);12.50%、14.92%(PFM);1.96%、3.88%(AFM),验证了所构建溶解氧稳定性模型有效性,同时结果表明投饲机作业性能对溶解氧稳定性具有重要影响。基于试验结果提出溶解氧参数应作为投饲机优化设计的重要指标之一,并提出以提高投饲区溶解氧稳定性为目的,将溶解氧参数与机械参数相结合,从内部抛料结构、投饲模式(定点投饲改为动点投饲)及智能化水平(精准投饲增氧)3个方面进行投饲机优化改进的建议。

果园风送式施药雾滴在冠层内沉积分布规律

为探究果园风送施药雾滴在梨树冠层内的穿透规律和冠层各区域沉积药量分布,通过田间试验研究风送式喷雾机典型工况下,单、双侧风送式施药雾滴在梨树冠层不同区域的沉积分布规律。结果表明:风送喷雾机不同风送状态下,果园树冠内各截面雾滴覆盖均沿风送方向呈现递进减弱关系。风机单侧施药、转速为1 300r·min-1时,靠近喷头的C环前半层的雾滴覆盖率达26.1%,C后层约为7.35%;喷雾机双侧施药,树冠内各层雾滴覆盖均沿风送方向呈现"V字"分布。单、双侧施药时,药液在叶片正反两面覆盖均存在互斥行为,正面沉积越多的叶片,反面沉积越少。风机转速提高至1 300r·min-1时可以改善正反面覆盖均匀性。