摘要：针对玉米、烟草等高秆作物中耕管理作业需求,设计了一种液压驱动的小型遥控高地隙履带作业车。作业车采用龙门架式车架结构,可以在田间实现跨行行走和原地转向,液压系统中采用分流集流阀以提高作业车行走的直线性。为研究重心偏移和分流集流阀对作业车直线行驶稳定性的影响,在作业车左侧车架上添加不同配重,使用Solid Works软件对作业车重心偏移量进行精确评估,选取空载、添加2块和4块配重3种典型负载工况,对含有和去除分流集流阀的作业车行驶直线性进行仿真和样机试验。使用AMEsim软件对液压系统进行仿真表明:有、无分流集流阀时两侧马达稳定工作时转速差相对于总转速偏差分别小于1%和大于38%。样机试验表明,含有分流集流阀时偏驶率分别为4.12%、4.28%、4.62%;无分流集流阀时偏驶率为5.08%、6.54%、9.43%。仿真和试验结果表明,采用分流集流阀提高行驶直线性的液压方案可行,作业车直线行驶稳定性满足国家标准要求。

摘要：针对玉米追施肥机械田间作业通过性及施肥量精确控制问题,设计了一种三轮高架作业车变量施肥系统,该系统由机械排肥系统、液压传动系统和电控调速系统3部分组成。电控调速系统采用闭环控制,以STM32F103R8T6微处理器为控制核心,结合设置的施肥参数和检测到的速度信号,采用增量式PID算法控制施压系统中的电液比例流量阀来调节排肥轴的转速,实现对施肥量的控制,并显示施肥参数、作业车前进速度和排肥轴转速。室内试验表明,排肥槽工作长度为30 mm,排肥量平均变异系数最小,确定了该工作长度下排肥量和排肥轴转速的拟合方程;整定PID控制参数,确定了Kp为1.2,Ki为0.02,Kd为0.4。田间试验表明,施肥量平均偏差为0.84%,平均变异系数为1.852%,实现了对玉米机械化精确追肥。

摘要：为了充分利用稻壳这一资源,获得高吸收性活性炭,以稻壳灰(RHA)为原料,分别用NaOH为脱硅剂和KOH为活化剂对其进行脱硅和活化处理,采用单因素分析和正交试验设计法,以活性炭的亚甲基蓝吸附值为考核指标,考察炭碱比、活化温度、活化时间对活性炭吸附性能的影响,确定制备高吸附活性炭的最优工艺条件。结果表明,活化工艺参数最佳组合为炭碱比1∶3、活化温度550℃、活化时间40 min;影响活性炭吸附性能的因素次序为炭碱比>活化温度>活化时间。根据吸附-脱附等温线,经活化后的活性炭等温线属于IV型,具有发达的微孔和介孔结构。利用扫描电子显微镜(SEM)观察到活性炭的孔径和孔容,结果表明经过KOH活化法可制得高比表面积、高吸附性的活性炭。利用X射线衍射(XRD)观察稻壳灰、脱硅稻壳灰和活性炭的微晶结构发现,在衍射角2θ分别为22.3°、24.0°、24.4°附近有衍射峰,表明稻壳灰制备的活性炭具有炭无定型结构。

摘要：我国稻壳资源丰富,其完全燃烧后可产生含硅量约90%的副产物,若不能及时利用会造成资源的极大浪费,同时污染环境,本着提高粮食副产物的附加值和保护环境的目的,以稻壳灰为原料,采用碱溶酸沉的方法将其中的SiO2溶出制备高纯度白炭黑。首先通过单因素试验研究氢氧化钠溶液和稻壳灰的液料比、反应温度、反应终点pH值对白炭黑纯度的影响,然后采用Box-Behnken中心组合设计响应面试验以优化制备工艺。结果表明:影响白炭黑纯度的因素次序为反应温度>反应终点pH值>液料比,反应温度对白炭黑的纯度影响极其显著,反应终点pH值与液料比交互作用影响显著。得到最佳工艺条件:液料比11(mL/g)、反应温度60℃、反应终点pH 10,在此条件下制得的白炭黑纯度为98.56%,产品通过红外光谱进行了表征,质量检测结果符合国家标准。

摘要：为解决传统图像采集时采集到的图像不能实时传输到计算机并及时标记处理、镜头与载物板之间距离不易控制、光源不均、籽粒必须整齐摆放等问题,以及为实现图像处理技术在小麦不完善粒识别中的应用,设计一个采集小麦图像的简易装置,研究一种基于OpenCV计算机视觉库和Python语言的小麦不完善粒图像处理方法,并结合Keras框架的VGG16神经网络模型对小麦籽粒进行识别测试。通过对采集到的不同类型的小麦籽粒图像进行图像增强与形态学处理后,执行k均值聚类图像分割和统一处理,将小麦单籽粒图像建成图像数据库用于Keras框架下的VGG16神经网络模型训练,训练得到的模型对小麦不完善粒与完善粒进行检测识别。结果表明,使用Python-OpenCV图像处理技术可显著增强小麦籽粒图像外观特征,在此基础上的VGG16神经网络模型对小麦图像中随机分布的不完善粒识别准确率高达85.4%。此图像处理方法可有效用于小麦不完善粒的识别,可为小麦不完善粒的智能、快速、无损检测设备的研发提供理论支撑。

摘要：对玉米脱粒过程的研究,理论分析与数学建模存在着理想假设的局限性,整机田间试验受制于系统结构、环境条件而不能深入测试分析。为便于室内研究玉米脱粒过程,以4YL-4/5型收获机脱粒系统为参照,设计了切流-横轴流脱粒试验系统,结构设计模块化,可根据需要更换脱粒滚筒等关键零部件或调整技术参数,以便兼顾开展多种谷物脱粒试验研究。工作参数标定表明,试验台架可满足最高37 k W的工作负载,满足滚筒线速度为0~29.06 m/s、喂入量为0~8.08kg/s的谷物脱粒试验。在入口脱粒间隙为36 mm,出口间隙为12 mm,喂入量为2.6 kg/s的条件下,切流滚筒采用螺旋柱齿结构、横轴流滚筒采用柱齿-板齿结构形式,以不同的横轴流滚筒线速度为测试速度,对含水率在22%~32%的玉米果穗进行脱粒试验,试验表明:切流滚筒的脱粒物质量占比随着含水率的增加而减弱,当含水率在28%以下,切流滚筒与横轴流滚筒脱粒筛分段的脱粒能力几乎相当,当含水率高于28%,切流滚筒的脱粒物质量占比下降明显。脱粒系统在线速度15.84~18.72 m/s和含水率为22%~26%的条件下,籽粒破碎率指标满足国标规定值≤5%。在滚筒线速度为17.28 m/s、含水率为24%~26%区间内,脱粒系统的籽粒破碎率最低,平均值为1.7%。通过脱粒试验台,将玉米脱粒过程的试验研究与田间测试有效结合,可为玉米籽粒收获机脱粒系统的设计提供科学依据。

摘要：为研究水稻生长素响应因子OsARF12在水稻生长发育中的作用,通过CRISPR/Cas9基因编辑技术,设计OsARF122个不同外显子突变靶点,化学合成包括突变靶点的特异性序列,并与中间载体sgRNA连接进而与Cas9终载体重组获得OsARF122个不同突变靶点的表达载体。选取测序成功的单一克隆,利用农杆菌介导法导入粳稻品种日本晴,获得转基因植株,并结合测序结果分析突变单株的突变类型,T1突变体KO-ARF12-1有3种纯合突变、2种双等位突变,共5种突变类型;KO-ARF12-2有6种纯合突变、4种双等位突变和1种杂合突变,共11种突变类型。挑选突变类型为缺失1 nt、缺失4 nt、缺失7 nt和缺失2 nt插入1 nt、缺失5 nt的株系作为研究对象,荧光定量PCR鉴定结果表明,OsARF12在突变体中的表达量较野生型极显著下降(P<0.01)。在正常大田生长条件下,2种突变体不同突变类型株系与野生型相比,株高显著降低,降幅为13.15%~18.39%;第1,2茎节间长度无显著差异,第3,4茎节间长度显著降低,降幅为21.91%,23.46%。利用CRISPR/Cas9创制的OsARF12突变体,对水稻节间延伸及株高具有一定调节作用,对于完善水稻生长素响应因子的分子调控机制具有重要意义。

摘要：菲利普孢囊线虫(Heterodera filipjevi)是在我国黄淮麦区新发现的小麦病原线虫,其致病力更强,危害更严重,对小麦产量和质量造成潜在威胁。病原致病型鉴定对抗病品种的筛选和培育十分重要。为了建立一套简便、快速、准确的SCAR标记检测体系,以黄淮麦区5个重要禾谷孢囊线虫致病型共9个群体为材料,首先对其进行RAPD分析,然后在RAPD分析的基础上对其进行SCAR分析。结果表明,通过筛选97条随机引物,获得2个菲利普孢囊线虫淮阳和博爱致病型群体特异的RAPD标记,其中,引物S232扩增出的多态性条带大小为550bp,引物S278扩增出的多态性条带大小为1 700bp。其后将引物S232扩增的条带进行回收、克隆及测序,根据测序结果设计的特异性引物F232-8-1/R232-8-1仅在菲利普孢囊线虫淮阳和博爱致病型群体中扩增出大小为517bp的特异性条带,而在小麦孢囊线虫其他致病型群体中没有扩增出该条带,说明菲利普孢囊线虫淮阳和博爱致病型群体SCAR标记成功建立,并将其命名为SC-S232。

摘要：OsbHLH120是一个参与非生物胁迫响应基因,与水稻的抗旱性密切相关。本研究根据RNAi表达载体设计原则,从水稻日本晴基因组DNA扩增OsbHLH120基因片段,将长度400 bp干扰目的片段通过正反两个方向与载体p TCK303连接。从pTCK303载体的启动子、终止子和Rice Itron结构中设计两对检测引物,直接将检测引物的PCR产物测序验证载体是否构建成功。通过农杆菌介导法将构建的OsbHLH120RNAi干扰表达载体导入水稻品种日本晴,获得18株转基因阳性苗。本研究结果将有利于进一步研究OsbHLH120在水稻抗旱过程中的作用。

摘要：针对高秆作物生长中后期无人化田间机械作业需求,在遥控式小型全液压驱动高地隙履带车的基础上,设计了履带车自动行走控制系统。该系统以STM32控制器为控制核心,通过搭载测距、触杆、角速度等传感器得到有效信号,精确控制液压电磁阀开闭时间,使履带车旋转对应的角度,进而使履带车在田间可根据作物生长情况对行行走。为得到履带车在不同偏移状态下的转角,建立了该履带车转向运动模型以及标准田间偏移模型,推导出了履带车在不同对应状态下理论转角的表达式。考虑到履带车转向时存在滑移、滑转的现象,对履带车在不同行驶速度下的转向角速度进行了标定,试验得出实际转向角速度在理论转向角速度的63%~67%之间。为验证液压车自动行走系统的行走效果,在硬质水泥路面进行了两种作业模式的履带车通过性试验,使用集思宝G970高精度GNSS设备精确测定了履带车转向轨迹,数据结果显示,两种行走模式下逆时针行走时,接收机相位中心转向轨迹半径分别为5. 573、5. 572 m,顺时针分别为4. 704、4. 645 m,两种模式下接收机相位中心偏移量在0. 163~0. 285 m之间,车架几何中心转向轨迹半径与实际半径相对误差在0. 92%~2. 14%之间,履带车对行行走通过效果良好,可为田间自走式履带车辆自动行走控制系统的设计研究提供参考。