摘要：设计了一套基于无线传感网的设施环境二氧化碳精准调控系统,包括主控节点、监测节点及补施节点,通过Zig Bee协议实现节点间信息交互。监测节点实时获取设施内多点二氧化碳浓度、温度、光照数据;主控节点根据作物各阶段最适生长环境,结合温度与光照阈值,动态计算二氧化碳浓度目标值与实时值之间的差值作为调控参数,采用反馈控制实现二氧化碳动态调控;为改善以往设施二氧化碳补施不均的普遍现象,设施中气体扩散管道采取双M型布置方式,设计开孔大小不同的二氧化碳扩散孔,由补施节点配合对流装置控制各小区域的二氧化碳排放量,达到均匀和定量补施的目的。实地布置和试验表明基于无线传感网的设施环境二氧化碳调控系统可实现稳定可靠运行,以设施番茄为研究对象,在面积36.66 m^2日光温室内补施目标值与实时值的相对误差小于3.5%,在面积27.74 m^2玻璃温室内验证监测节点间二氧化碳浓度变异系数小于2.93%,证明本系统可实现二氧化碳精准及均匀补充。

摘要：针对目前设施栽培中营养液动态调配精确度低的问题,提出一种基于支持向量机回归(Support vector machine regression,SVR)的营养液调控模型。首先,通过设计嵌套试验采集了13个温度、50组不同Knop营养液(A:99%Ca(NO3)2·4H2O、B:98%KNO3、C:99%KH2PO4、D:98%MgSO4·7H2O、E:99%EDTANaFe 5种化合物)配比下的营养液pH值、EC、K+质量浓度、Ca2+质量浓度和NO-3质量浓度等检测指标值,并基于SVR构建营养液检测指标预测模型;然后,采用离散斜率法计算营养液检测指标值与5种化合物含量的响应曲线离散斜率,并利用人工鱼群算法获取离散斜率最大突变点;最后,以该突变点对应的5种化合物含量作为最优调控目标值,基于SVR构建营养液调控模型,并进行验证试验。结果表明:基于SVR的营养液调控模型中对应5种化合物含量的决定系数分别为0.99、0.98、0.99、0.96、0.99,均方根误差分别为4.29、7.39、5.02、2.85、3.96 mg,拟合效果良好。对比逐步拟合响应模型获取目标值的结果发现,基于SVR的营养液调控模型5种化合物含量的平均相对误差分别降低了37.65%、49.94%、40.53%、50.58%、42.84%;在验证试验中,对比逐步拟合响应模型发现,基于SVR的营养液调控模型5种化合物使用量的相对误差平均值分别降低了46.42%、52.08%、54.03%、53.59%、54.54%,调控过程中5种化合物使用量的平均降低率分别为1.69%、5.81%、5.85%、3.65%、7.08%。本文基于SVR构建的营养液调控模型具有高效、节能特点,可为设施作物栽培的实际生产应用提供参考。

摘要：设计了一种垂直起降尾座式无人机,利用中心组合试验(Central composite design,CCD)对无人机的翼展长、后掠角、小翼高和小翼厚4个结构参数进行设计,构建了25组样本点。利用ANSYS CFX进行升阻比和阻力数值模拟,通过Design-Expert软件建立无人机结构参数与升阻比、阻力的响应面模型,其中升阻比随着翼展长和小翼高的增加而增大,后掠角和小翼高对升阻比的影响较小,当攻角为4°～8°时,升阻比随小翼厚的增加而减小,当攻角为10°～12°时,升阻比随小翼厚的增加而增大;阻力随着翼展长和小翼厚的增加而增大,随小翼高的增加而减小,随后掠角的增加先增大后减小。以升阻比最大和阻力最小为优化目标,采用多目标遗传算法进行结构参数优化,得到最优结构参数为:翼展长1 123 mm、后掠角34°、小翼高39 mm、小翼厚3 mm,与原始样机相比升阻比提高了12. 4%,阻力降低了5. 3%。采用风洞试验对响应面模型进行了验证,其中升阻比和阻力的数值模拟相对误差小于8. 0%,响应面模型相对误差小于3%,表明响应面模型具有较高的精度和良好的通用性,可用于垂直起降尾座式无人机的优化设计。

摘要：成簇规律间隔短回文重复序列/成簇规律间隔短回文重复序列关联蛋白9(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins,CRISPR/Cas9)技术是近5年来在生物基因改造中应用最广泛的新型编辑工具,具有成本低、效率高、多位点打靶以及脱靶效应可预测等优点,正在成为不同生物体中设计基因组的有力工具。表观遗传的不断发展对分子生物学的中心法则提出挑战,包括DNA中碱基和组蛋白的修饰、非编码RNA对基因组和染色质结构的调节中都起到至关重要的作用。对CRISPR/Cas9系统的改造可以对表观基因组进行修饰。对CRISPR/Cas9系统在表观基因组中进行修饰的应用进行概述,讨论了定向修饰基因组存在的问题,以期为CRISPR/Cas9系统在基因组编辑领域的应用提供参考。

摘要：为探究水肥多因子耦合对樱桃番茄生长、产量、品质等方面的综合调控效果,获取最适水肥因素组合,以灌水量、施N量、施K2O量、施CaO量为试验因子,进行正交旋转组合设计,利用多层次模糊评判方法对表征樱桃番茄生长的4类因素及14类子因素进行综合评判,构建水肥多因子对樱桃番茄综合生长的调控模型。结果表明:当其他因素为中间水平时,樱桃番茄的综合生长随灌水量增加呈线性关系,随施N量、施K2O量、施CaO量的增加均呈开口向下的抛物线关系;灌水量与施K2O量及施CaO量均呈负交互效应;多因子耦合作用中,灌水量、施N量、施K2O量、施CaO量编码值为1.682、0、-0.744、-1.223更有利于樱桃番茄的综合生长;对于不同水平施CaO量而言,灌水量、施N量、施K2O量、施CaO量编码值为1.682、0.521、0.071、-1最有利于樱桃番茄综合生长。灌水量为补充至灌溉上限用量的91.34%~100%、施N量为12.26~13.50 g/株、施K2O量为2.92~5.13 g/株、施CaO量为2.69~4.39 g/株时,多层次模糊综合评判指数有最优区间,最有利于樱桃番茄的综合生长。

摘要：行走阻力对平移式喷灌机的动力配置具有重要影响,为了确定不同土壤条件下喷灌机的行走阻力,为机组提供合理的动力配置依据。针对黄绵土和塿土2种土壤类型,以土壤含水率和容重为因素,选取表征机组行走阻力的5个土壤力学参数即土壤黏聚变形模数、摩擦变形模数、沉陷指数、黏聚力和内摩擦角为指标,采用二元二次通用旋转组合试验设计,通过平板沉陷试验与直接剪切试验,建立了2种土壤类型含水率、容重与5个参数间的回归模型,从而得出喷灌机所需行走阻力,并以此为依据对喷灌机行走驱动系统进行配置和田间行走试验。结果表明,含水率、容重和二者交互作用对2种土壤的5个参数均有显著影响(P<0.05);随着含水率和容重增加,黄绵土黏聚变形模数呈减小趋势而塿土呈先增大后减小趋势,且2种土壤的摩擦变形模数均减小,沉陷指数均呈先减小后增大趋势,黏聚力与内摩擦角均增大。采用上述方法进行的驱动系统配置满足喷灌机动力需求,由5个参数的回归模型所得驱动功率计算值与田间试验功率实测值最大相对误差分别为6.43%、7.73%,模型合理。研究可为平移式喷灌机动力配置提供依据。

摘要：针对农业光伏设备积灰严重导致发电量降低的问题,该文采用人工布灰的室内试验方式,利用太阳能全自动模拟跟踪装置,研究灰尘粒径、积灰密度和光照强度对光伏组件输出功率的影响规律,建立了输出功率减小率预测模型,并在室外自然光照下进行模型验证。结果表明:光伏组件输出功率减少率随积灰密度的增大而增大,但增长速度逐渐变缓;当积灰密度相同时,光伏组件输出功率减小率随灰尘粒径的增大而减小,当光照强度为18 300 lux、积灰密度为10 g/m2时,0～38、38～75、75～110和110～150μm粒径组对应输出功率减小率分别为15.96%、12.51%、8.16%和5.39%。双因素方差分析结果表明,灰尘粒径、积灰密度及两者交互作用对输出功率减小率影响显著,光照强度对输出功率减小率影响不显著。通过理论分析,提出了基于遮挡效果相同的不同颗粒级配灰尘的等效粒径的概念和计算公式,进一步利用多项式拟合,建立了光伏组件输出功率减小率随积灰密度和等效粒径变化的计算模型(R2=0.986)。利用太阳能水肥一体化装置对计算模型进行验证,误差绝对值均小于1.5%,表明模型具有很好的实际应用价值。该模型可为光伏农业设备中供电系统的优化配置提供设计依据。

摘要：本文旨在研究不同全混合日粮(TMR)物理有效中性洗涤纤维(peNDF)水平对泌乳中期奶牛瘤胃液和乳中脂肪酸组成的影响。选用30头体重约650 kg、2胎次、产后(120±8)d、日均产奶量(33.03±1.59)kg、体况相近的健康荷斯坦奶牛为试验动物,采用单因素试验设计,随机分为3组,通过控制搅拌时间获得低(9.02%)、中(10.56%)、高(11.25%)3个peNDF水平的TMR,每种TMR饲喂1组奶牛,每组10头。TMR精粗比为60∶40。预试期21 d,正试期6 d。结果表明:1)随着peNDF水平的提高,瘤胃液中肉豆蔻酸(C14∶0)、反9肉豆蔻烯酸(C14∶1trans9)、珍珠酸(C17∶0)、顺6油酸(C18∶1 cis6)含量降低,异棕榈酸(C16∶0 iso)、反9棕榈烯酸(C16∶1 trans9)含量上升,高peNDF组和低peNDF组差异显著(P<0.05)。2)随着peNDF水平的提高,乳中顺9肉豆蔻烯酸(C14∶1 cis9)、顺10十五烯酸(C15∶1 cis10)、顺10十七烯酸(C17∶1 cis10)、顺11油酸(C18∶1 cis11)、反9,12亚油酸(C18∶2 trans9,12)含量降低,异肉豆蔻酸(C14∶0 iso)、C16∶0 iso含量上升,高peNDF组和低peNDF组差异显著(P<0.05);随着peNDF水平的提高,乳中短链脂肪酸含量提高,肉豆蔻烯酸△9去饱和酶指数、油酸△9去饱和酶指数降低,高peNDF组和低peNDF组差异显著(P<0.05)。结果提示,在高精料条件下,泌乳中期奶牛饲喂低peNDF水平(9.02%)TMR可改善乳中脂肪酸组成。

摘要：针对设施栽培中营养液调控缺少监测管理、自动化程度低、稳定性难以保证等问题,设计了一种设施栽培营养液自动调控装置。通过传感器对营养液指标值的实时检测、控制器对检测数据的处理、执行部件对营养液指标值的调整,实现设施栽培营养液的自动调控。同时,设计了各关键部件结构参数及传感器检测子系统、数据融合与智能决策子系统和协同调控子系统的硬件和软件结构。采用响应曲面法试验,研究了均匀混合机构的纵向安装位置、横向安装位置、作业速度对营养液均匀混合时间的影响,并进行验证试验。响应曲面试验结果显示:试验因素的显著性主次顺序为作业速度、纵向安装位置、横向安装位置,最优组合参数为作业速度110r/min、纵向安装位置50mm、横向安装位置150mm。验证试验表明:营养液自动调控装置完成1次营养液调控所需时间约为135s,完成调控后营养液指标值pH值、EC、K^(+)浓度、Ca^(2+)浓度和NO_(3)^(-)浓度的误差分别为4.73%、3.28%、4.44%、4.15%、3.54%%。所设计的营养液自动调控装置具有结构简单、调控误差小的优点,可为提高设施栽培作业自动化程度提供参考。

摘要：比较冷冻干燥(freeze drying,FD)、热风干燥(hot air drying,HAD)、中短波红外干燥(short-and medium-wave infrared drying,ID)和微波真空干燥(microwave vacuum drying,MVD)4种干燥方式对杏鲍菇滋味成分的影响。结果表明,与新鲜杏鲍菇相比,干燥对杏鲍菇滋味成分的影响较大。ID处理的杏鲍菇中可溶性糖总含量最高,MVD处理的杏鲍菇中海藻糖含量最高(328.10 mg/g dw);除FD外,HAD、ID及MVD处理的杏鲍菇中5′-腺苷酸(5′-adenosine monophosphate,5′-AMP)、5′-鸟苷酸(5′-guanosine monophosphate,5′-GMP)、5′-肌苷酸(5′-inosine monophosphate,5′-IMP),谷氨酸含量都有所升高,说明温度地升高有助于鲜味物质地生成;此外,4种干燥方式处理的杏鲍菇中有机酸总含量、柠檬酸、琥珀酸含量有所上升;MVD处理的杏鲍菇鲜味浓度最大,味精当量(equivalent umami concentration,EUC)值为302.15 g MSG/100 g,其次是HAD、ID,FD处理的杏鲍菇鲜味浓度低于新鲜杏鲍菇,其EUC值最低。