中国大田无人农场关键技术研究与建设实践

智慧农业是现代农业的发展方向,无人农场是实现智慧农业的重要途径。为了探索和推广无人农场在现代农业中的应用,华南农业大学对大田无人农场的关键技术进行了深入研究,包括无人农场作业环境、作业对象和作业机械装备信息的数字化感知技术;土地整治、耕整、种植、播种、田间管理和收获方案的智能化决策技术;农机自动导航和农机精准作业的精准化作业技术;农作物生长、农机运维和农场经营管理的智慧化管理技术。2020年在广东增城创建全球首个无人农场,实现了五大功能,包括耕种管收生产环节全覆盖,机库田间转移作业全自动,自动避障异况停车保安全,作物生产过程实时全监控,智能决策精准作业全无人。取得了显著的经济、社会和生态效益,2021年广东增城水稻无人农场种植的优质丝苗米十九香产量达到9934.35 kg/hm^(2),比当地的平均产量高32%;2023年湖南益阳千山红镇再生稻无人农场两季产量达到17988 kg/hm^(2),说明了人不下田也能种地,也能种好地。截至2023年11月,在国内15个省启动了30个无人农场的建设,包括水稻、小麦、玉米和花生4种作物,实践结果证明了无人农场和智慧农业发展的巨大潜力,为解决“谁来种地”和“如何种地”提供了重要途径。

直播稻播前不同土壤火焰温度条件下杂草种子发芽率试验

杂草的有效控制是降低直播稻稳产风险的重要措施,播前土壤火焰处理是以非化学方法在进行播种前抑制杂草种子萌发的有效手段。为明确土壤火焰处理中温度场对杂草种子发芽率的影响规律,采用数值模拟方法对燃料分流部件中集管结构参数进行了研究,数值模拟和验证试验结果表明,当集管内径d为20 mm、气体输入流量为1.0~3.5 m^(3)/h时,最大流量偏差系数Δη在3.0%以内,支管间气体流量分配较均匀。基于数值模拟结果设计了火焰燃烧装置,研究6种输入流量(1.0~3.5 m^(3)/h)的液化石油气燃料对火焰高度和火焰温度分布的影响,以拖拉机行进速度、燃料输入流量和土壤深度作为试验因素,进行了全因素试验,采用稻田间常见的杂草种子研究温度场对杂草种子发芽率的影响规律。试验结果表明,在常温常压工作环境下,火焰高度和火焰温度最高值均随着燃料输入流量的增大而增大;当拖拉机行进速度为2.36 km/h,燃料输入流量为2.5、3.0、3.5 m^(3)/h时,土壤温度最高值可分别达到92.83、116.58、156.83℃;相比未经火焰处理的对照组,当土壤温度达到92.83℃时,在α=0.05的显著性水平下,千金子、异型莎草种子发芽率显著降低,但马唐、鳢肠种子发芽率受影响不显著,当土壤温度达到116.58℃和156.83℃时,4种杂草种子发芽率均显著降低;当土壤温度达到156.83℃时,马唐、鳢肠、千金子和异型莎草4种杂草种子发芽率分别降低94.82%、87.81%、86.54%和84.05%。田间试验结果表明,土壤火焰处理对稗草、马唐、鳢肠和异型莎草有显著的抑制萌发作用,其相对除草率Y≥80.00%。

秸秆排水体联合间歇抽真空处理疏浚泥试验研究

为明确秸秆排水体联合间歇式真空处理高含水率疏浚泥的加固效果,对不同真空间歇时长下的疏浚泥展开室内模型试验,研究了不同真空间歇时长下疏浚泥的处理效果。研究结果表明:和恒定真空加载方式相比,采用间歇式真空可降低排水体滤布的淤堵,提高真空在土中的传递效率,从而改善真空预压处理后疏浚泥的加固效果。通过综合对比分析,对文章所使用的秸秆排水体和疏浚泥来说,采用中间间歇12 h再施加真空荷载的模式处理疏浚泥效果更佳。相对传统恒定真空加载模式,疏浚泥的累积出水量提升15%,十字板剪切强度提高32.7%,土体含水率降低19.3%。除此之外,秸秆的降解会影响排水体的真空传递效果;随着秸秆的持续降解,10 d左右后,秸秆排水体内部的真空度开始呈现明显下降的趋势。

癌症幸存者营养状况管理及随访对策的研究进展

通过介绍癌症幸存者营养状况及影响因素、营养状况评估方法、营养管理策略及随访现状,探讨营养管理在国内外癌症幸存者中的研究现状,为癌症幸存者营养相关研究的进一步开展提供参考,以期提高癌症幸存者营养水平,规范化其管理路径。

职业教育与技能型社会耦合的逻辑、价值与路径

职业教育作为技能型社会建设的重要主体,必须与技能型社会建设进行有效嵌入和深度 耦合。这一耦合在实践中有三方面的逻辑支撑,即技能形成、教育改革和产业升级;在价值旨归上 表现为推动技能战略不断创新、促进技能形成体系不断完善和助力技能人才高质量发展。实现耦 合的具体路径主要有 :完善国家技能战略,推动职业教育与技能型社会的深度融合;创新校企合作 模式,增强职业教育与技能型社会的耦合韧性;推进产教融合改革,促进职业教育与技能型社会的 灵活互动;建设技能开发体系,实现职业教育与技能型社会的自主联通。

四轮转向喷杆喷雾机平移换行导航控制系统设计与试验

针对传统喷杆喷雾机在转弯、换行过程中调头空间有限、转向半径大、易碾压作物等问题,提出了一种可利用车辆平行移动来实现换行作业的控制方法。基于平移换行方式设计了四轮转向喷杆喷雾机的导航控制系统,该控制系统采用RTK(Real time kinematic)定位模块和姿态传感器进行组合导航,以喷雾机位置信息和姿态信息作为输入,在四轮转向运动学模型基础上,结合运动学解算实现了喷杆喷雾机非转弯调头换行的自动导航跟踪控制,根据喷雾作业要求设计了基于有限状态机的自动作业策略。开展了传统PID(Proportion integration differentiation)控制器与单神经元PID控制器的实地对比测试。在常规方形硬质平整地块试验时,搭载常规PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为7.63、4.27 cm,而搭载单神经元PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为6.48、3.24 cm。在常规方形田间地块试验时,搭载常规PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为11.01、6.66 cm,而搭载单神经元PID控制器的喷雾机在平移换行过程中的最大跟踪偏差、平均绝对偏差为8.60、4.47 cm。试验表明,单神经元PID控制器与传统控制器相比,具有较好的控制精度与适应性,解决了传统换行方式转向半径大而需要较大的转向空间的问题,为宽幅喷杆喷雾机的地头转向和换行提供解决方案。

喷杆喷雾机旋翼悬浮式喷杆自动收放控制系统研究

旋翼悬浮式喷杆分别融合了地面机械和空中无人机的优点,可简化复杂的桁架结构并通过旋翼下压风场能减小雾滴飘移造成的二次污染,具有较好的应用前景。传统的收放方式难以收放旋翼悬浮式喷杆,为此提出了一种以正四边形滚筒为主体的喷杆自动收放装置,建立了喷杆收放过程的D-H坐标系和正运动学模型,通过牛顿-欧拉法构建了动力学模型,并采用三次均匀B样条曲线轨迹规划获取了喷杆收放最优轨迹。以喷杆收放的运动时间、关节冲击和能量消耗为多目标函数,通过NSGA-Ⅱ算法求解Pareto解集,选取解集中喷杆展开时间为56、61、66、71、76、81 s,喷杆收卷时间为54、59、64、69、74、79 s轨迹进行喷杆收放试验。试验结果表明:喷杆运动时间与喷杆角度标准差存在显著性关系,运动时间越短,喷杆稳定性越差、关节冲击越大、能量消耗越多。取喷杆收放时间59、61 s对应轨迹为喷杆收放最优轨迹时,滚筒转速与规划转速的平均跟踪误差不超过0.201(°)/s,关节3、4、5实际运动角度与规划角度的平均跟踪误差不超过6.201°,喷杆能较好地跟踪最优轨迹完成收放。该研究验证了喷杆自动收放装置的有效性和喷杆收放最优轨迹的准确性。

高职师范生语言表达能力培养的路径探析——以##学院小学教育专业为例

在新时代背景下,师范生急需提升语言表达能力以满足自身需求和职业要求。师范生语音的规范意识薄弱、阅读能力不足、表达意识欠缺、锻炼平台不够等原因直接影响语言表达能力。加强“阅读”学习、创设不同情境、创新第二课堂,寓语言能力培养在日常生活及课堂教学之中,营造语言表达能力提升的环境与氛围,发挥第二课堂在培养表达能力中的作用,是改变当下问题的对策。

营养风险指数对老年卵巢癌患者术后并发症的预测价值

目的探讨营养风险指数(NRI)对老年卵巢癌患者术后并发症的预测价值。方法纳入2019年1月—2021年12月于江苏省肿瘤医院明确诊断为卵巢癌并行手术治疗的147例老年患者为研究对象,分为并发症组(n=45)和无并发症组(n=102)。评估患者的NRI评分,比较不同NRI评分组患者并发症的发生率。通过二元Logistic回归分析明确影响术后并发症的危险因素并构建风险模型。结果NRI>100、97.5≤NRI≤100、83.5≤RI≤97.4及NRI<83.5的患者分别有58例(39.46%)、11例(7.48%)、63例(42.86%)和15例(10.20%)。NRI>100组、83.5≤NRI<100组和NRI<83.5组在体质量指数(BMI)、白蛋白、血红蛋白和并发症发生率方面差异具有统计学意义(均P<0.05)。与无并发症组相比,并发症组BMI更小、前白蛋白和白蛋白水平更低、血红蛋白水平更低、肿瘤直径更大、FIGO分期更高、手术时间更长、NRI评分更低(均P<0.05)。患者前白蛋白低(OR=0.99)、血红蛋白低(OR=0.95)、FIGO分期高(OR=2.24)、手术时间长(OR=1.02)及NRI评分低(OR=0.85)是可能影响并发症发生率的危险因素。本研究所构建的风险模型鉴别是否发生术后并发症的曲线下面积为0.86,敏感性和特异性分别为80.0%和74.5%。结论NRI低与术后并发症密切相关;联合NRI与其他临床、实验室和手术指标有助于评估老年卵巢癌患者术后并发症的风险。

P300/CBP相关因子在BCa细胞DNA损伤修复与肿瘤干细胞干性维持中的作用

目的探究P300/CBP相关因子(PCAF)在人膀胱癌(BCa)细胞DNA损伤修复与肿瘤干细胞干性维持中的作用。方法利用Ad-PCAF RNAi转染人膀胱癌细胞系5637,荧光显微镜和Western blot检测转染效果,选择顺铂诱导膀胱癌细胞DNA损伤,MTS法检测损伤细胞的增殖活性,免疫荧光染色检测损伤细胞内PCAF与γ-H2AX的募集情况,细胞彗星实验分析顺铂诱导细胞DNA损伤的程度;从膀胱癌细胞中分选CD44^(+)标记的肿瘤干细胞,Western blot检测Bca干细胞标志物67LR、OCT4及YAP1蛋白表达水平变化,细胞成球实验检测细胞干性变化。结果Ad-PCAF RNAi转染5637细胞后,明显抑制了细胞中PCAF表达(P<0.05);在下调PCAF表达后,20、40、60、80、100 nmol/L的顺铂处理下5637细胞活性下降,增强了5637细胞对顺铂的敏感性,细胞内γ-H2AX焦点形成明显增加,细胞拖尾较长,拖尾细胞数目和尾距均增加(P<0.05);经分选得到CD44^(+)比例为93%且67LR、OCT4及YAP1蛋白呈阳性表达的膀胱癌干细胞,通过下调PCAF表达,肿瘤干细胞的球体体积变小,成球个数也减少(P<0.05)。结论通过下调PCAF的表达能够抑制膀胱癌细胞DNA损伤修复,调控肿瘤干细胞的干性维持。

素馨花水提物及其主要成分对3T3-L1细胞成脂分化的影响

该研究探讨素馨花水提物(WE)及其化学成分在3T3-L1前脂肪细胞上的降脂作用。通过将3T3-L1细胞诱导为成熟脂肪细胞,油红O染色定量和检测甘油三酯(TG)含量判断素馨花样品对脂滴的抑制作用;液质联用仪分析WE中化学成分;MTT检测素馨花及其成分对3T3-L1细胞增殖的影响;Western Blot检测AMPK、C/EBPα、FAS、ACC、CPT1、Bax、Bcl-2等蛋白表达。结果发现,WE能剂量依赖性抑制脂滴形成,其中高浓度WE(500μg/mL)能降低中性脂质含量23.59%,降低TG含量30.20%,在脂肪积累早期作用最显著,并证明其活性成分主要是橄榄苦苷,含量为13.77%。WE及橄榄苦苷能激活AMPK(123.19%和115.98%)和其下游靶点ACC(451.06%和1050.0%)的磷酸化、下调其下游靶点FAS(81.72%和60.50%)的蛋白表达,减少脂肪形成,提高CPT1(164.84%和292.19%)蛋白的表达,加快脂肪酸氧化;抑制C/EBPα(68.97%和34.57%)的表达,影响3T3-L1细胞分化;上调Bax(154.60%和139.37%)、下调Bcl-2(41.10%和45.62%)蛋白的表达,诱导脂肪细胞凋亡。结果提示,WE能在3T3-L1细胞分化过程早期抑制细胞生长、分化和脂肪合成并促进脂肪酸氧化从而有效抑制脂质积累,机制上可能通过调控AMPK和Bax/Bcl-2通路。

喷杆喷雾机旋翼悬浮式喷杆自动调平控制系统研究

现有的大型喷杆喷雾机的喷杆大多采用传统桁架结构,随着喷杆长度的增加,配套机构、设计复杂度及整机质量相应增加,整机质量大,农田中行走的通过性差,陷车风险高;喷杆平衡控制难度加大,降低了整机的可靠性和便利性;特别是在水田喷施作业中,大型喷杆喷雾机的功能受到很大限制。本文提出了一种旋翼悬浮式喷杆,分别融合地面机械高续航、载重大和空中无人机作业灵活、受地形地貌限制小的优点,并设计了自动调平控制系统以实现喷雾机喷杆在喷施作业过程中保持水平姿态。分析了喷杆的受力情况,对自动调平控制系统进行了辨识和建模,采用“陀螺仪+激光雷达”进行双传感器融合控制的方式,开展了旋翼悬浮式喷杆自动调平控制算法的仿真试验、台架试验和田间试验。试验结果表明:采用双传感器融合的模糊PID控制算法优于单传感器的角度PID控制算法,可较好地避免出现失稳状态;在田间试验中,当喷杆进入稳定状态后,整根喷杆各点离地高度均值在1.4~1.5 m之间,标准差不大于0.1027 m,具有较好的水平度;所采集的10个不同时刻喷杆各点高度均值的变异系数为1.40%,说明喷杆悬浮高度的稳定性较好。该研究验证了旋翼悬浮式喷杆作业方法的可行性。

国家职业技能培训体系下职业院校的机遇、挑战与变革

《“十四五”职业技能培训规划》是我国首次编制的国家级职业技能培训五年专项,其提出的构建以企业为主体、职业院校为基础、政府推动与社会支持相结合的职业技能培训体系,为职业院校参与国家职业技能培训提供了机遇,也带来了挑战。对此,职业院校必须加强自身变革,主要实施路径有:突出类型化特征,全面落实学历教育与培训并举的法定职责;强化高质量发展,全面融入并有效服务技能型社会建设;增强办学适应性,全面服务产业转型与技术升级;建设信息化资源,全面提升职业技能培训质量和技能供给能力。

基于势科学和教育立场的高水平专业群建设反思

基于势科学与教育的立场,高水平专业群是建立在专业基础上,为提高人才培养能力和水平,多个差别大、联系紧的专业自主组合的具有专业特色、世界水平的育人共同体。高水平专业群具有跨专业性、教育性、现代性、共治性等特征。从势科学与教育的立场理解,专业群发展的主要目标是为培养复合型技术技能人才营造教育信息势,以提高人才培养质量和水平,而营造教育信息势则需要专业群要素具有"差别大、联系紧"的特征。为此,高水平专业群的发展应该坚持全要素性、有序性、生态性发展取向。

新时代小学全科教师培养目标的定位分析

全科教师培养目标是全科教师培养的关键要素之一,对整个培养过程具有导向、激励和评价等功能。在确定小学全科教师培养目标时必须以马克思关于人的全面发展的学说为哲学基础,以素质教育思想为教育基础,以习近平总书记关于教育工作的论述作为政治基础,以人民至上的国家治理改革为根本依循,以乡村振兴战略为现实基础,以农村教育综合改革为核心指向。通过培养目标定位分析、目标内涵分析和目标评价建议等对新时代小学全科教师培养目标进行精确定位。

教育信息化背景下“学习者中心”教学的内涵与特征

教育信息化背景下“学习者中心”教学可以概括为学习者在教师的有效指导下,在“互联网+”的学习环境下自主开展的深度学习的过程。自主学习和深度学习是“学习者中心”教学的本质内涵,个性化、智能化、探究性、合作性、终身化是“学习者中心”教学的基本特征。

淮河干流疏浚工程超大型排泥场优化设计

本文以淮河干流香浮段行蓄洪区调整与建设工程为例,介绍了该工程中超大型排泥场优化设计的原则,阐述了土方平衡与调配方案、排泥场形式、退水方式、围堰等优化设计主要内容。通过优化设计,既节省了工程量和工程投资,更确保了排泥场运行期的安全,可为类似工程建设提供借鉴。

植保无人机航空喷施飞行质量的试验与评价

【目的】植保无人机的飞行质量是航空喷施作业效果的重要影响因素。探讨不同类型和不同控制方式的植保无人机航空喷施作业的飞行质量和作业效果,为航空喷施作业机型的选择和植保无人机技术的改进提供数据支持和指导。【方法】采用微轻型机载北斗导航定位系统,获取半自主飞行控制模式下单旋翼油动植保无人机(SoUAV)、单旋翼电动植保无人机(Se-UAV)和半自动四旋翼电动植保无人机(Saqe-UAV)以及全自主控制模式下四旋翼电动植保无人机(Faqe-UAV)的飞行轨迹和飞行参数,并对飞行质量(包括飞行参数均匀性、航线精度和航线长度均匀性)进行了分析和评价。【结果】四旋翼植保无人机飞行质量优于单旋翼植保无人机,且Faqe-UAV飞行质量优于Saqe-UAV;Faqe-UAV在整个作业区域内的飞行参数变化的均匀性最佳,飞行速度和飞行高度参数变化的均匀性分别为3.66%和4.67%;Faqe-UAV的平均飞行航线偏差最小,为0.172 m。飞行方向对Saqe-UAV飞行参数的影响显著,但对Faqe-UAV飞行参数的影响不显著;航线长度对Faqe-UAV飞行参数的影响显著,但对SaqeUAV飞行速度的影响不显著。【结论】在航空喷施作业过程中,全自主控制方式下四旋翼电动植保无人机飞行质量最佳,对药液喷施质量更有保障。

电动多旋翼植保无人机升力特性综合测评方法

升力特性是电动多旋翼植保无人机性能测试的重要参数之一。为了实现对电动多旋翼植保无人机升力特性的性能检测,针对不同型号、不同规格的电动多旋翼植保无人机在评价过程中存在无统一的评价指标问题,该文提出了一种半系留式电动多旋翼植保无人机升力特性的测试与评价方法,包括性能检测平台、升力特性测试方法及指标、升力特性的评价方法。为了验证方法的可行性,对3种不同机型(分别为四旋翼机型Ⅰ、六旋翼机型Ⅱ、八旋翼机型Ⅲ)进行了升力特性指标的性能测试试验。试验结果表明:3种机型在功率载荷、重量效率、热效比等方面有较大差异,功率载荷最好的机型Ⅲ比最差的机型Ⅰ大7.6 m N/W,重量效率最好的机型Ⅰ比最差的机型Ⅱ大0.33,热效比最好的机型Ⅲ比最差的机型Ⅱ大10.5 N/℃,反映出3种机型在设计过程中整个动力系统效率、机型整体结构和材料选择上的差异,从而在整机作业性能上表现出差异。在上述指标测试的基础上,结合无人机动力系统数学模型,提出了运用功率载荷、重量效率和热效比进行电动多旋翼植保无人机升力特性综合评价的评分方法,对上述3种机型进行综合评分的结果为:机型Ⅲ>机型Ⅰ>机型Ⅱ,该结果表明所提出的评价方法能有效对不同类型电动多旋翼植保无人机的升力特性进行综合评判。该文所给出的测试与评价方法,不仅能用于电动多旋翼植保无人机性能的评测,还能为机型性能的进一步改进提供参考。

中国植保无人机发展形势及问题分析

植保无人机作为我国农业航空产业的重要组成之一,近年来的迅猛发展和应用引起了人们广泛的关注。为全面、深入地了解中国植保无人机的发展形势及存在的问题,农业农村部农机化司委托华南农业大学国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心统计和撰写了“2016 年我国农用植保无人飞机发展形势分析与政策建议”的报告。在此报告的基础上,本文对我国植保无人机的类型、生产企业及保有量分布情况进行了统计和分析,比较全面地展示了中国植保无人机行业的发展状况,总结和提出了目前植保无人机行业发展中在关键施药技术研究、相关标准制订以及监督管理这 3 个方面存在的主要问题及建议,并对植保无人机的市场前景、关键技术和作业服务模式的发展趋势进行了预测,以期为国内科研机构和企业的科学研究及应用提供参考,加快我国植保无人机产业的发展进程,促进和推动我国植保无人机产业的健康快速发展。