ESS温室喷雾器喷雾特性的PDIA检测实验

为研究静电喷雾系统（ESS）温室喷雾器的喷雾特性、荷电喷雾场的空间形态及雾滴的尺寸分布，并为具体的喷雾施药场合选择最佳的雾滴大小，运用Oxford激光粒子图像分析测试系统（PDIA）对气流中群体荷电雾滴流场进行实验研究。选取荷电喷雾场中的不同位置，通过对雾滴的粒谱范围、尺寸分布及发散度的测试与分析，为ESS静电喷雾器在温室内的喷施与操作提供实验依据。研究表明：沿轴向距离喷嘴越远，喷雾发展越充分，荷电雾滴粒径越小、分布越均匀；沿横向雾滴粒径呈中间小两边大的分布状况；雾滴粒径谱范围集中在4．4～31．2μm之间；相对尺寸范围和发散边界随着喷雾场轴向距离的增大而增大、扩散比基本不随距离变化且保持相对稳定。实验结果表明ESS喷雾器的雾化质量很高，具有优良的综合技术性能。

江苏太湖地区多目标的农业结构优化设计

本文利用多目标规划模型,进行了粮食与副食品供应安全保障、农业面源污染减排和农业经济发展多目标下的江苏太湖地区农业结构优化设计,并通过在保障粮食与副食品供应安全的前提下,农业面源污染排放与农业经济产出的优化关系分析,得出了低污限产型、中污保产型和多污增产型不同模式下的农业结构优化方案,为江苏太湖地区的农业结构调整提供了理论依据和参考。

水平圆管内盐析湍流流动特性的实验研究

采用相位多普勒粒子分析仪对圆管内碳酸钠溶液的盐析湍流流动进行了研究.实验结果表明,随温度的降低,颗粒相的相对数密度及平均粒径值均呈上升趋势,15℃时平均粒径值由30℃时的40μm增至60μm以上,表明在过饱和度增加的情况下盐析晶体颗粒不断析出与生长;在相同温度下,液相脉动强度低于颗粒相,在接近壁面处受壁面的影响而减小,但颗粒相却是越接近边壁越大;在盐析流动过程中,湍流具有明显的各向异性;不同温度下两相平均速度沿水平方向基本呈对称分布,且液相平均速度均略大于颗粒相,二者速度差值在主流平均速度值的3%以内,仍可以把这种状态下的流动看成平衡流;同时随温度降低,颗粒相平均速度减小.

透射率法实时检测农药浓度的实验研究

为了满足植保机械精确精量喷雾的发展需求,解决现有农药浓度检测方法的取样弊端,采用了一种透射率法来实现农药浓度的实时检测。该方法利用激光二极管作为激发光源,光电池作为光电探测器并通过I/V转换电路将光电池短路电流转化为电压值,由数显电压表终端显示。在对7组标准溶液进行电压—浓度的标准指数衰减曲线拟合实验中,拟合度为0.993 5。通过误差分析试验可以将检测误差控制在±4%以内,表明该农药浓度实时检测的方法可靠,稳定性高。

醋糟条垛式堆肥发酵技术及效果

为了探讨醋糟发酵过程中氮素形态变化对pH值的影响,采用向堆体添加水分的两阶段条垛式堆肥发酵方法,测定了两个阶段堆体中总氮、氨氮、硝氮的质量分数及堆体温度、有机质、pH值。试验结果表明:堆肥完成后堆体总氮、氨氮、硝氮相对质量分数均有所上升,堆体pH值由最初的4.3上升至最高7.94,最后又回落至6.3左右,有机质质量分数由最初的91.8%下降到了83.2%,发芽指数GI达到102.3%。研究表明:经两阶段堆肥发酵,醋糟堆体已完全腐熟。

黄瓜地上部分形态-光温响应模拟模型

为了建立基于生理的黄瓜生长可视化生长模型,该研究根据黄瓜地上部分对温度和有效光合辐射的响应,建立了以光温因子—辐热积(product of thermal effectiveness and PAR,TEP)为尺度的黄瓜地上部分模型,并用独立的试验数据进行了检验。模型对黄瓜叶片形态特性、叶柄长度和直径以及节间高度和直径的模拟值和实测值的符合度较好,对黄瓜主茎高度的模拟值与实测值之间有一定的差异,模型对黄瓜叶片形态特性的模拟值与实测值之间的决定系数分别为0.92、0.91、0.95,回归标准误差分别为8.5,6.9,2.8 mm;模型对叶柄长度和直径的决定系数分别为为0.89,0.93,回归标准误差分别为5.6,0.3 mm;模型对节间长度和节间直径以及主径高度的决定系数分别为0.87,0.91,0.75,回归标准误差分别为4.5、0.8、120 mm;模型对果长和果径的决定系数分别为0.85和0.92,回归标准误差分别为8.2和2.4 mm。该研究建立的辐热积模型能较准确地预测黄瓜地上部分的生长情况,可为黄瓜生长可视化系统的开发提供理论参考。

醋糟和苇末有机基质的理化性状及配套栽培技术研究

对自行研制开发的醋糟和芦苇末基质的理化性状进行了分析,基质的容重、总孔隙度等物理指标良好,EC值远远高于泥炭,但醋糟基质的大小孔隙比偏大,芦苇末的pH值略高。针对基质的特点,从基质配方、水分和养分管理等方面提出了有机基质的配套栽培技术及适宜栽培模式。

基于双目识别技术的复杂背景中果实识别试验

为了迅速识别不同背景中的果实目标,在规范结构下建立了双目立体视觉识别系统,对复杂背景中的果实进行定位和识别.提出了基于角点聚类的局部特征提取及匹配算法,利用极限约束条件,通过提取同行像素角点特征完成立体匹配,获取果实3维信息.通过对不同背景下果实目标进行大量试验,发现基于单一特征属性的提取方法,角点匹配效率低,定位精度差:基于视差的定位精度为78%,基于距离的定位精度为73%,基于颜色的定位精度为68%.文中提出的算法融合3种特征属性,定位精度为89%.试验结果表明:该算法具有较高的鲁棒性,能够更有效地定位果实位置,提高机械手采摘效率.

太湖流域农业结构多目标优化设计

该文运用线性规划模型,以农业面源污染削减、粮食及副食品供应安全和农业经济发展为多重目标,设置了流域6大分区农、牧、渔共72个变量,进行了太湖流域农业结构的优化设计。研究结果得到了流域及其6大分区不同农田利用方式、畜禽和淡水养殖结构的优化方案,可以在保证流域粮食及副食品安全和目前产值水平的前提下,达到农业面源污染35.1%的削减率。根据优化设计结果,提出了保持水田面积、旱地栽培大幅压缩,蔬菜生产设施化、园地生产保持稳定、猪与家禽养殖明显压缩、淡水养殖"压中有保"的太湖流域农业结构调整方向,并对不同分区的调整重点进行了分析。

基于小波变换的多尺度边缘检测用于稻谷内部损伤的检测

针对稻谷在成熟、收获、分级包装、装卸运输、烘干、贮藏、加工和销售等各个环节容易产生损伤,而稻谷的损伤程度又难以精确评价的问题,开发了一套稻谷损伤检测装置,通过体式显微成像系统等获取损伤稻谷的高清晰显微图像,基于信号与噪声在不同尺度下小波系数模的变化规律,利用小波变换系数模局部极大值来提取稻谷内部损伤特征信息。结果表明:采用基于小波变换的多尺度边缘检测方法能较准确地提取稻谷内部损伤特征,并有效地降低噪声,较传统边缘检测算子有更好的效果。

基于嵌入式系统的农村电网质量监测技术

随着国民经济的发展,对农村电网的供电质量提出了更高的要求,而农村电网参数的测量是提高电能质量的必要条件。为此,采用DSP+CPLD的双核架构,设计开发了一种基于嵌入式系统的农村电网质量监测仪。该系统外设接口丰富,扩展的SD卡可以方便地存取大量的实时数据。同时,系统移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-II,可以通过因特网远程实时监测电网的各种电能参数,为农村电网向信息化和数字化方向发展提供了一个新途径。

藤茎类秸秆专用切割刀片的设计与试验

为了解决传统切割刀片滑切角变动幅度大、受力不均、波动较大等问题,该文应用对数螺线方程,设计了藤茎类秸秆专用的等滑切角锯齿型刀片。通过对成熟期番茄藤和茄子藤在不同水分下的切割试验,结果表明:在刀轴转速为4 000 r/min、切割速度约为85 m/s的条件下,与普通刀片和等滑切角平型刀片相比,等滑切角锯齿型刀片切割番茄藤和茄子藤的电能分别为0.18和0.25 k W·h,消耗的切割电能少、切割效率高、切割效果好;40°等滑切角锯齿型刀片与45°的相比,40°等滑切角锯齿型刀片切割番茄藤和茄子藤的电能分别为0.38和0.49 k W·h,消耗的切割电能少、切割效率高、切割效果好;材料为Cr12Mo V的等滑切角锯齿型刀片与65Mn的相比,Cr12Mo V的刀片切割番茄藤和茄子藤的电能分别为0.17和0.24 k W·h,切割效果较好。该文设计的刀片在切割过程中受力较均匀,具有降低切割功耗、提高切割效率的作用,对于改进秸秆切割机械的工作性能和减小切割过程的能量消耗具有重要意义。

无人直升机飞行高度与速度对喷雾沉积分布的影响

为了找出小型无人直升机喷洒农药时影响农药沉积的因素及各因素对农药沉积的影响程度,并通过试验制定相应的试验方法和规范,该文采用二因素三水平试验方法安排试验,研究了无人直升机喷雾沉积浓度,沉积均匀性与飞机飞行高度,飞行速度及两因素间的交互作用的关系,分别建立了试验指标之沉积浓度,沉积均匀性与飞行速度和飞行高度之间的关系模型。对试验样本进行方差分析和回归分析(显著性水平α取0.05),结果表明:飞行高度,飞行速度及两因素间的交互作用对沉积浓度的影响极显著,对应的P-value值分别为2.0684×10-4,8.2190×10-5,9.7052×10-5;飞行高度和飞行速度对沉积均匀性的影响极显著,对应的P-value值分别为9.8410×10-3,1.1550×10-3;两因素间的交互作用对沉积均匀性影响显著,对应的P-value值为2.5594×10-2。分别建立的沉积浓度,沉积均匀性与飞行速度和飞行高度之间的关系模型,在飞行速度和飞行高度区间范围内失拟不显著,对应的失拟性检验结果分别为:FLf=3.7024<F0.1(3,1)=53.5932,FLf=17.60<F0.1(3,1)=53.5932,可以为实际生产应用提供指导。小型无人直升机喷洒农药时,影响沉积浓度及均匀性的因素有:飞行高度,飞行速度及两因素间的交互作用。建立的沉积浓度,沉积均匀性与飞行高度和飞行速度两因素关系模型可以为实际生产应用提供指导。

农用荷电喷雾雾滴粒径与速度分布的试验研究

为研究荷电喷雾场的空间运动结构及其对植株界面的影响,该文运用PDPA测试系统对不同条件下的农用静电喷雾场进行了测试,结合荷质比、喷雾宽度测量结果,对雾滴的粒径分布、主流平均速度分布及平均速度与粒径的关系进行了分析和讨论。结果表明:在机械力和电场力的前后作用下,喷嘴压力愈大,荷电雾滴的粒径愈小且分布愈均匀;雾滴的粒径值随充电电压的增加而下降且粒径均匀分散;在较高的充电电压下,单个雾滴动能损耗的降低和雾滴粒径分布的均匀性又促使其主流平均速度分布趋于均匀。在较大粒径时,随着平均速度的增加,非荷电雾滴不易粘附于植株标靶界面;与非荷电相比,小粒径荷电雾滴群又因具有较大动能而提高了抗漂移能力。

不同灌水下限对黄瓜穴盘苗生长及生理指标的影响

为了给黄瓜工厂化穴盘育苗适宜灌溉下限指标提供参考,该文采用醋糟基质为穴盘育苗基质,以‘津优1号’黄瓜为材料,研究了以基部供水为灌水方式,不同灌水下限处理对黄瓜穴盘苗干物质积累、根系活力、光合能力及叶绿素荧光参数的影响。共设4个处理,灌水下限分别为基质饱和含水率的65%、55%、45%、35%。结果表明,以相对含水率55%作为灌水下限的黄瓜穴盘苗干物质积累量、主根长、根系活力,光合能力均显著高于其他处理,相对含水率为45%的下限处理处理次之,在基质相对含水率为45%～55%的下限处理范围内,有利于黄瓜穴盘苗生长,可以作为以醋糟为基质的黄瓜穴盘育苗的灌溉下限指标。

基于模糊C均值聚类的作物病害叶片图像分割方法研究

为提高作物病害图像的分割效果,根据作物病害图像的特点,提出了一种基于模糊C均值聚类算法(FCM)的作物病害图像自适应分割方法。该方法将像素的灰度与其邻域均值作为FCM的输入特征,变换FCM的隶属度函数使其包含图像的局部邻域特性;通过聚类有效性验证分析和试验确定模糊C均值聚类算法(FCM)的最优聚类数、模糊加权指数。运用该方法对棉花病害叶片图像进行分割。结果表明:该方法能较好将病斑部分和正常部分分割开,平均分割误差率小于5%,对作物病害图像的分割处理非常有效。

桁架式超声雾化栽培器的雾滴沉降和根际温湿度变化规律

桁架式超声雾化栽培器的根域雾场及温度场对雾化栽培效果的影响极大,甚至决定了雾培的成败。应用NIPCI-6110数据采集卡在Labview平台上,构建了温湿度的实时采集系统;以PIC16F877A芯片为核心构建了喷雾控制系统;应用四因素五水平的二次回归正交旋转组合设计试验方法,研究了出风口面积、室内温度、雾化率和喷雾时间对桁架式雾化栽培器栽培管道内雾滴沉积量、温度和湿度变化的影响,建立了雾滴沉积量和温湿度的二次回归模型,为该型雾化栽培器实现根际雾场以及温湿度最优控制提供了试验依据。结果表明:喷雾时间、雾化率以及出风口面积和室内温度的交互作用对上下管道内雾滴沉积量的影响显著;出风口面积,室内温度、雾化率和喷雾时间对上下管道内温度影响显著;出风口面积和室内温度的交互作用对上管道内温度影响显著;出风口面积,室内温度和喷雾时间对上下管道内湿度的影响显著。

早春逆温条件下茶园近地温度时空分布特征

为防止早春晚霜对茶叶的危害,首先要探明逆温条件下茶园近地气温和地温的时空分布特征。对平地、北坡和南坡等不同地形上茶树冠层温度水平分布、地温日变化以及近地7 m高度范围内气温垂直分布规律的研究结果表明,初春晴朗天气条件下,茶园昼夜温差很大,均在10℃以上,最高达20℃,且晴朗少风条件下夜晚容易出现逆温现象,从而形成霜冻。21:00—06:00时段内逆温程度较强,05:00—06:00达到最强。逆温效应随高度变化,且在4 m高处达到最大;北坡受逆温影响最大,极易遭受霜害。地温变化平缓,傍晚达到一天中的最大值,且平地始终高于北坡。

高温对水稻抽穗扬花期生理特性的影响

以扬稻6号(中熟中籼)和南粳43(中熟晚粳)为材料,探讨了抽穗扬花期高温胁迫对水稻花粉活力、花粉萌发率以及剑叶有关理化特性的影响.结果表明:高温胁迫使两个品种水稻花粉萌发率和花粉活力显著下降,细胞内渗透调节物质脯氨酸(Pro)、可溶性糖、可溶性蛋白质含量以及剑叶叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性均明显降低,丙二醛(MDA)含量和质膜透性明显增加,抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量在胁迫初期略微增加,尔后迅速下降.在相同条件下,抽穗扬花期南粳43受高温的伤害始终小于扬稻6号.高温胁迫下水稻剑叶保持较高水平的MDA含量和质膜透性以及较低水平的Pro、可溶性糖、可溶性蛋白质、AsA,GSH和SOD的含量是水稻抗逆的生理基础.

低频超声雾化喷头优化设计及试验

为克服雾化栽培中高频超声雾化器的缺点,提出了一种新型低频超声雾化器结构.通过理论分析及计算确定了该低频超声雾化器的主要结构尺寸;建立了喷头三维参数化模型及有限单元模型,进行了模态分析,确定了其工作模态和频率,模态分析试验验证了理论计算和模态分析的正确性;应用相位多普勒测量(PDPA/PDA)技术对低频超声雾化器雾化效果进行了测量;通过对测量结果的统计分析发现,体积中径小于5μm的超细雾滴占22.3%,说明其可以产生超细雾滴,基本满足雾化栽培的需要;雾化试验结果还表明该型雾化器具有雾化量大、可靠性高、以及连续工作时间长等特点,是一种在雾化栽培中极具应用前景的新型雾化器.