近红外光谱技术快速无损诊断黄瓜植株氮、镁元素亏缺

为了快速无损诊断黄瓜植株氮、镁元素亏缺,以K-最近邻域法(k-nearest neighbors,KNN)模型识别率作为遗传算法中染色体的适应度值,采用遗传算法(genetic algorithm,GA)优选近红外光谱特征子区间,交互验证优化主成分因子数和K值后建立了特征子区间对应的GA-KNN诊断模型。通过控制营养液中氮和镁的含量,在温室大棚内以无土栽培方式培育氮、镁元素亏缺植株,并用近红外光谱仪采集缺氮、缺镁植株老叶的光谱信息。结果表明:原始光谱经过标准正交变换预处理和子区间总数优化后,均匀划分为42个子区间,遗传算法优选出第6、9、13、17、18、24、34和37共8个特征子区间,当主成分因子数为5,K值为5时得到最优GA-KNN诊断模型。模型对应的训练集识别率为98%,预测集识别率为96%,优于全光谱Bayes和KNN模型的诊断效果。试验证明利用近红外光谱技术快速无损检测黄瓜氮和镁元素亏缺是可行的。

基于计算机仿真技术的旋风除尘器流场模拟

采用CFD模拟软件Fluent 6.2提供雷诺应力模型(RSM),对焚化炉用旋风除尘器内部流场进行三维稳态数值模拟;计算并分析了除尘器内部压力场与速度场分布特点,并与实验数据相比较,模拟结果与实验数据基本吻合。数值模拟结果表明:随入口速度提高,旋风除尘器分离效率和压力损失同样增大;在除尘器内部,存在短路流以及返混夹带等影响除尘器性能的流动现象。通过对影响除尘器性能的内部流动进行分析,为进一步优化结构提供参考依据。

风筛式清选装置中农业物料透筛概率的研究

建立了联合收割机风筛式清选装置单颗粒的透筛概率公式,指出了影响农业物料透筛的因素主要有物料颗粒在筛面上的跳动次数、下落倾角和相对粒度大小。采用高速摄像系统及数字图像处理技术对物料颗粒在清选装置中的透筛过程进行了试验研究,通过对试验结果进行极差分析,得出了振动筛主要工作参数与物料透筛概率之间的关系,为联合收割机清选装置的优化设计提供了依据。

醋糟基质应用于观赏南瓜的栽培技术

观赏南瓜自古以来是兴旺的象征,代表着幸福、丰收。观赏南瓜是通过自然变异和人工选择培育出的品种,其瓜形小巧美观,奇形怪状。颜色组合各式各样,有红、橙、黄、绿、白、金等多种颜色,且分单色、双色和条纹彩色等,极具观赏价值,可当作观赏植物栽培，是发展观光旅游农业的首选栽培种类。大田露地栽培容易感病，易产生病斑，果面色泽不鲜艳，导致观赏价值不高。

中国植保无人机发展技术路线及行业趋势

使用无人驾驶超低空作业的植保轻型直升飞机（本文简称植保无人机）具有作业效率高、单位面积施药液量小、无需专用起降机场、机动性好等优点。植保无人机可以远距离摇控操作，从根本上避免了作业人员暴露在农药中的危险，改善了操作者的劳动条件。植保无人机在水田、高秆作物间作业和应对爆发性病虫害等方面已经表现出突出的优势，而且可以应对农村劳动力减少的问题，近年来发展迅猛。日本等国在植保无人机及其施药技术的研究方面已比较成熟，而我国在此方面还比较落后。

BiPLS结合模拟退火算法的近红外光谱特征波长选择研究

为了简化近红外光谱模型,提高对草莓可溶性固形物含量的预测精度,将反向偏最小二乘法(BiPLS)与模拟退火算法(Simulated annealing algorithm,SAA)相结合优选特征波长,建立了多元线性回归可溶性固形物光谱模型.原始光谱经过预处理后,用反向偏最小二乘法优选出4个特征子区间(分别为第8、13、16、17);对所选的特征子区间,进一步用模拟退火算法选择可溶性固形物的特征波长.在SAA选择出的7565 cm-1、7706 cm-1、8289 cm-1、8489 cm-1、8499 cm-1、8724 cm-1、8807 cm-1 7个特征波数点的基础上建立了预测模型.模型的预测均方根误差为0.428,优于偏最小二乘法、向后区间偏最小二乘法建模结果.研究结果表明:反向偏最小二乘法结合模拟退火算法可以有效选择近红外光谱特征波长.

基于近红外光谱的设施栽培水果黄瓜磷元素亏缺初期快速诊断

磷元素(P)亏缺初期,水果黄瓜植株根部叶片出现小斑点,其症状的外观特征与健康植株根部叶片老化初期类似,难以用肉眼或者计算机图像处理技术识别。本文根据近红外光谱能够反映叶片组织中有机物组分的差异,运用近红外光谱技术对水果黄瓜植株磷元素亏缺进行了快速诊断研究。精确控制营养液中磷元素含量,通过设施栽培方式培养缺磷植株和对照样本。近红外光谱仪采集了90片叶子的原始光谱(60片作为训练集,30片作为预测集),经光谱预处理和窗口宽度优化后均匀划分为27个子区间,分别提取每个子区间的10个主成分数据作为BP人工神经网络(BP-ANN)的输入变量,以叶片缺素情况作为输出变量,建立3层BP-ANN诊断模型。当主成分因子数为3时,第7个子区间对应的模型效果最佳,模型对缺磷叶片和正常叶片的预测准确率均达到100%。研究表明:近红外光谱技术结合BP-ANN快速诊断水果黄瓜磷元素亏缺是可行的。

长翅灰飞虱图像边缘的多区域多结构检测方法

采用Sobel等4种常用方法检测长翅灰飞虱翅膀、爪子等多细节边缘时,会出现边缘不明显、噪声干扰大等问题。采用形态学单结构腐蚀边缘检测也不理想,其边缘间断数和像素损失率最小值分别为10和0.689%。为此,对长翅灰飞虱图像先进行区域划分,以使单个区域的检测得到简化,并针对划分后的各个区域采用形态学多结构方法构造了膨胀腐蚀型边缘检测算子进行边缘检测。试验结果表明:这种划分区域并结合多结构的方法能提高对长翅灰飞虱边缘的检测能力,其边缘间断数和像素损失率最小值分别为3和0.554%。

脉宽调制型变量喷雾控制ECU设计与分析

提出一种脉宽调制型变量喷雾ECU设计方案,设计包含通讯单元及控制单元,通讯单元通过CAN总线可与拖拉机上配置的控制器直接联系;控制单元则利用斩波横流电路提高了系统电磁回路的响应速度。利用EDA手段并结合实验,对控制单元的斩波横流电路进行了分析和研究。结果表明使用斩波横流电路使电流上升时间为4.5ms,下降时间为9ms,并使流量随占空比线性增加。

农药胁迫对生菜叶片叶绿素荧光图像参数的影响

对生菜(Lactuca sativa)分别均匀喷洒浓度为70、140、280μg/L的杀虫剂氰戊菊酯,以清水为对照,以意大利全年耐抽薹生菜为试材,结果表明,随着农药浓度的增加,光系统Ⅱ的最大光化学效率、实际光化学效率、光化学淬灭系数和相对电子传递速率均下降,非光化学淬灭系数、非调节性能量耗散的量子产额和调节性能量耗散的量子产额上升,综合影响造成光系统Ⅱ的中心活性区域缩小、光合速率下降。另外生菜叶片自身的光化合保护机制能在一定程度上减轻农药的胁迫作用。与对照相比,光系统Ⅱ的实际光化学效率受农药影响最大,喷洒浓度为280μg/L的杀虫剂会对生菜光合作用过程产生持续性的、不可逆转的影响。

氮素胁迫对生菜叶片叶绿素荧光图像参数的影响

为验证合理施氮对蔬菜生长的重要性,探讨了不同氮素胁迫对生菜叶片叶绿素荧光动力学参数的影响。本试验利用无土栽培法培植意大利全年耐抽抗热生菜(Lactuca sativa),在出苗后25 d时,分别对生菜施加4种氮素水平的营养液:①重度氮胁迫(N1)纯氮14 mg/L;②轻度氮胁迫(N2)纯氮42 mg/L;③推荐供氮(N3)纯氮56 mg/L;④过量供氮(N4)纯氮84 mg/L。每5 d测量一次各组生菜叶片的叶绿素荧光图像,绘制相应的荧光参数变化曲线,研究各氮素浓度下生菜的叶绿素动态荧光参数变化规律。结果表明,氮素对最大光量子产量(Fv/Fm)影响较小,随着生育期的推移,各氮素水平下Fv/Fm参数均表现不同程度上升;过高或过低供氮时叶片实际光合效率[Y(Ⅱ)]呈现M形的波动变化,适量供氮时Y(Ⅱ)保持较高的稳定水平;氮素过高或过低时都将影响生菜的光能利用率,适量供氮下,叶片非光化学淬灭系数(qN)在整个生育期都处于稳定的较低水平。

不同配比醋糟基质应用于黄瓜穴盘育苗的效果

以当地酿醋工业废弃物醋糟为主要材料,与草炭、蛭石等按不同比例复配成7种不同的基质,通过基质间理化性状比较及对穴盘黄瓜苗生长生理影响进行了研究。研究结果表明,50%醋糟+25%草炭+25%蛭石配比基质育苗效果最好,其次是75%醋糟+25%草炭,34%醋糟+33%草炭+33%蛭石也取得了良好的育苗效果。

日光温室黄瓜叶片形态和叶水势之间的关系

针对温室中黄瓜叶片在受到水分胁迫时会发生萎蔫的现象,希望利用计算机视觉技术提取黄瓜叶片形态变化这种叶片萎蔫时最直接的表象,并通过形态指标来量化这些形态特征。同时,结合当时叶片的水势状态,通过相关性分析,分析黄瓜叶片形态指数和叶片水势之间的相互关系。实验选用8组形态指标和叶片水势进行分析,结果表明:叶片延展率AR与叶片有相同截面惯性矩的椭圆形的延长率E、离心率Ec与叶片水势数据之间的相关性最好。

中国植保无人机发展技术路线及行业趋势探析

回顾了中国植保无人机从2004年开始由科技部863计划、农业部南京农机化所等开始无人机植保的研究和推广,到2007年我国第一架工程型植保无人直升机的产业化探索,2010年第一架商用的植保无人机交付市场,再到近两年全国范围内推广使用的技术路线发展脉络,对中日植保无人机进行了比较,提出助力中国无人机植保行业发展的"十万天兵计划",推广合作培养专业的农民无人机操作员,把无人机专业技能和植保专业知识交给下游用户,真正普及无人机植保技术。