科研产出
除草机器人自适应快速积分终端滑模跟踪控制技术
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：智能除草机器人在草坪作业时，易受到外界扰动以及系统不确定性的影响，从而导致轨迹跟踪收敛时间长以及跟踪效果差等问题。因此，设计一种面向轨迹跟踪的自适应快速积分终端滑模控制算法。首先，考虑驱动轮动力学特性以及未建模误差、外界干扰、动静摩擦等不确定性因素，建立除草机器人的动力学模型。然后基于所建立的动力学模型，设计自适应快速积分终端滑模控制器。所提出的控制器结合了快速终端滑模、积分滑模和自适应估计技术的优点，能够实现期望的跟踪性能并抑制控制信号抖动。同时，在不需要明确系统不确定性和外界干扰上界的情况下，可以通过所设计自适应估计项进行实时补偿，提高系统的鲁棒性。最后，通过仿真和试验验证了该方法的有效性。试验结果表明，所设计的控制器能够使跟踪误差在有限时间内快速收敛，并且横向误差绝对值不超过0.097 9 m,纵向误差绝对值不超过0.102 6 m,航向角误差绝对值不超过0.057 8 rad,保证除草机器人准确跟踪作业路径，同时具有较强的鲁棒性。
关键词： 除草机器人 轨迹跟踪 动力学模型 自适应估计 快速积分终端滑模
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重庆地区萝卜根肿病抗性种质资源鉴定
《南方农业 》 2023
摘要：十字花科根肿病是由芸薹根肿菌(Plasmodiophora brassicae Woronin)引起的一种世界性土传病害,严重影响重庆萝卜产业发展;培育既抗根肿病又适应重庆市场的萝卜品种是最经济有效的方法.为给今后更好地防治萝卜根肿病及开展抗根肿病萝卜品种的选育研究提供指导,在武隆高山蔬菜所及根肿病鉴定病圃,对50份萝卜种质资源进行了根肿病抗性鉴定.综合苗期和成株期抗性评价,结果显示:4份材料表现高抗(HR)根肿病,分别为KR032-2、KR052-3、KR117-2、KR69-3,13份材料表现抗病(R),14份材料表现感病(S),10份材料表现高感(HS),对照秋雪2号表现高感;表现高抗(HR)根肿病的杂交组合有2份,抗病(R)的组合有6份,感病(S)的组合有1份.
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稻菜轮作下不同施氮处理对土壤微生物多样性的影响
《西南农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析稻菜轮作模式下不同施氮处理对土壤微生物多样性的影响，为氮肥减量施用提供理论支撑。【方法】设置氮肥全量施用（T1）、氮肥减施（T2）、氮肥配施有机肥（T3）、不施氮肥（CK）4个处理，利用高通量测序技术和生物信息学手段，研究其对土壤真菌和细菌群落结构和多样性的影响。【结果】土壤细菌和真菌群落Alpha多样性分析表明，T1处理的细菌群落Chao1指数和Observed指数低于CK处理，T2、T3处理高于CK,但处理间差异不显著；T1、T2、T3处理的细菌Shannon指数和Simpson指数均高于CK处理，差异不显著。T1、T2、T3处理的真菌Chao1指数和Observed指数均高于CK处理，而Shannon指数和Simpson指数均低于CK处理，差异不显著。微生物群落Beta多样性分析表明4个处理的土壤细菌群落组成基本相似，处理间差异不显著；T3处理的真菌群落组成与CK、T1、T2处理有一定的差异。土壤细菌群落组成基本相似，4个处理的细菌优势菌群均为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloronexi）和酸杆菌门（Acidobacteria）,T2处理的绿弯菌门相对丰度最高，T3处理的变形菌门相对丰度最高，施氮处理均降低了酸杆菌门、放线菌门和硝化螺旋菌门相对丰度。真菌群落组成有一定的差异性，真菌优势菌群均为子囊菌门（Ascomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）和担子菌门（Basidiomycota）,T1处理增加担子菌门的相对丰度，T2处理增加被孢霉门的相对丰度，T3处理子囊菌门相对丰度最高。T2处理显著降低了大理石雕菌属（Marmoricola）相对丰度，T3处理显著增加腐质霉属（Humicola）和青霉菌属（Penicillium）相对丰度，施氮处理均显著降低链格孢属（Alternaria）相对丰度。【结论】在水稻-茎瘤芥轮作模式下，与氮肥全量施用相比，减氮施肥和氮肥配施有机肥均提高了土壤细菌群落的丰富度，降低了真菌群落的丰富度。处理间土壤微生物的群落结构差异不明显，其微生物群落多样性的差异主要体现在大理石雕菌属、腐质霉属、青霉菌属和链格孢属相对丰度的显著变化。
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马铃薯播种机漏播监测与补种系统设计研究
《农机化研究 》 2023 北大核心
摘要：针对现有马铃薯播种机存在的适应性差、株距变异大、漏播率及伤薯率高的问题，设计了以AT89S51为控制核心的马铃薯播种机漏播监测系统。系统由触发和红外监测模块组成，触发模块由小磁钢和霍尔传感器组成，当小磁钢靠近霍尔传感器时，系统就会触发启动由红外发射和接收模块组成的马铃薯漏播监测系统。系统安装在主播种勺链和补薯勺链监测点上，如果红外线监测系统发现主勺链和补薯勺链任意一个未有种薯时，便会立即驱动步进电机实现快速补薯。补薯机构由单行双链的勺链式取种机构组成，取种勺链分为主播种勺链和补薯勺链，主播种勺链用地轮驱动，补薯勺链用步进电机驱动，两个播种链共用一个下薯口，以保证播种的株距一致；当漏播监测系统监测主播种勺链没有种薯时，便立即驱动步进电机带动补薯勺链作业，实现精准补薯。试验结果表明：勺链的工作线速度在0.4～0.7m/s时，补薯成功率为85%～87%,总播种成功率为99%,提高了马铃薯播种机的作业性能，且此勺链式取种机构工作线速度较前人研究的勺链工作线速度有所提高。
关键词： 马铃薯播种机 漏播监测 自动补薯装置 勺链式取种器
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基于相对土壤质量指数法的铜梁区农田质量评价
《安徽农业科学 》 2023
摘要：[目的]明确铜梁区不同区域农田土壤质量状况，揭示影响土壤质量的敏感因子。[方法]选择铜梁区具有代表性的农田0～20 cm土层土壤作为研究对象，利用统计法分析该区域土壤理化特性分布特征，并利用相关性分析土壤各评价指标之间的关联性，借助层次分析法得到各指标对土壤质量的贡献率，最后利用相对土壤质量指数法对比不同区域农田土壤质量状况。[结果]该区域主要以弱酸性土壤为主，土壤理化指标变异系数为31.79%～125.88%,变异程度由大到小的指标依次为有效磷、全磷、有机质、速效钾、全氮、碱解氮、pH、全钾；各指标之间均为正相关，尤其pH与各养分指标之间关联性较大；相对土壤质量指数为1.769～3.416,平均值为2.905。[结论]该研究有助于客观地评价土壤质量以及科学指导土壤改良。
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1JS-100土壤捡石机的设计
《农机化研究 》 2023 北大核心
摘要：目前，宜机化整治后大量岩石留在地表和耕作层，严重影响农业生产，迫切需要一种效率高、不仅能捡拾地表岩石还可搜索土层的机具来解决这一难题。为此，通过对国内外研究现状与发展趋势进行分析，设计了挖掘式土壤捡石机，并进行了挖掘机构、土石分离装置、集石装置理论计算及样机试制。田间试验结果表明：土壤捡石机纯工作时间作业效率为0.135hm~2/h,平均石块捡净率95.4%,石块含土率9.9%,基本达到样机设计要求，但需要进一步试验，以验证其稳定性和对不同土壤的适应性。
关键词： 土壤捡石机 挖掘机构 土石分离装置 集石装置 宜机化整治
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柑桔轮斑病菌2个菌株对杀菌剂敏感性的差异分析
《中国南方果树 》 2023 北大核心
摘要：为了筛选出柑桔轮斑病菌的有效防治药剂，采用菌丝生长速率法测定了29种杀菌剂对分离自重庆的WZ1菌株及分离自陕西的DS3菌株的抑制效果，并对2个菌株的β-微管蛋白（β-tubulin）基因序列及编码的氨基酸序列进行比较。结果表明，在29种药剂中，咪鲜胺、双胍三辛烷基苯磺酸盐、氟硅唑和双胍·咪鲜胺对WZ1和DS3菌株的有效中浓度(EC50)＜0.1 mg/L,抑制作用均强；苯醚甲环唑·氟唑菌酰胺、丙环·嘧菌酯、氟唑菌酰羟胺·苯醚甲环唑、烯肟·戊唑醇、苯甲·烯肟、吡萘·嘧菌酯、苯甲·嘧菌酯、苯醚甲环唑、氟唑菌酰羟胺·咯菌腈、唑醚·戊唑醇、氟吡菌酰胺·肟菌酯和戊唑醇对WZ1和DS3菌株的EC50＜1 mg/L,抑制作用较强；DS3菌株已经对甲基硫菌灵和苯菌灵产生了抗药性，相应的EC50分别为3 596.628 4和115.555 2 mg/L;DS3菌株对氟啶胺、抑霉唑，WZ1菌株对代森锰锌的敏感性下降较明显，可能存在抗药性风险。DS3菌株β-tubulin基因第599位碱基由T突变为A,相应β-tubulin第200位氨基酸由苯丙氨酸变为酪氨酸，是导致该菌株对甲基硫菌灵和苯菌灵等苯并咪唑类杀菌剂产生抗药性的原因。
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三峡库岸带土壤净氮矿化的温度敏感性及驱动因子
《土壤通报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】三峡库岸带土壤氮矿化过程对三峡水库水体富营养化及生态安全影响显著，明确三峡库岸带土壤净氮矿化对温度升高的响应和驱动因子。【方法】在整个三峡库岸带分9个断面，分别采集消落区（高程145～155 m、155～165 m、165～175 m）和非淹水区（高程175～185 m）共108个表层土样，在15、22、29和36℃四个温度下培养28 d，测定培养前后土壤铵态氮、硝态氮含量变化，计算净氨化速率、净硝化速率和净氮矿化速率及其对温度升高的响应。【结果】在四个温度下三峡库岸带土壤净硝化速率、净氮矿化速率均与高程显著正相关（P ＜0.05），而净氨化速率在高程之间无显著差异（P＞ 0.05）；总体上，三峡库岸带净氮矿化速率的温度敏感性(Q10)在0.62～3.21之间，且消落区比非淹水区土壤净氮矿化对升温更加敏感。降雨是消落区和非淹水区Q10变化的共同驱动因子；此外，消落区Q10与高程、p H值、年均降水量、微生物生物量碳（P ＜0.05）以及到三峡大坝的距离呈显著负相关（P ＜0.01）。【结论】在未来气候变暖条件下，与非淹水区相比，预期将有更多消落区氮素通过矿化途径进入水体，进而增加三峡水体营养负荷。
关键词： 三峡大坝 库岸带 消落区 非淹水区 氮矿化 温度敏感性
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基于虚拟探照灯的离合制动履带底盘寻径跟踪
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：油动履带底盘由于具有成本低、技术成熟、动力充足、续航能力强、维修便捷等特点而被广泛应用于农业生产，但其操控精度低、振动严重等问题对其应用造成挑战。该研究以农用油动履带底盘为对象，根据共性传动结构提出离合制动式履带底盘，并以STM32F303作为主控器搭建基于实时动态差分全球导航卫星系统（real-time kinematic global navigation satellite system,RTK-GNSS）的自动导航系统，建立其运动学模型，提出一种改进模糊式预瞄控制算法—虚拟探照灯寻径跟踪（virtual searchlight pathfinding tracking,VSPT）算法。针对横向偏差和速度变化引起的跟踪振荡问题，提出基于横向偏差指数的视域角动态调整方法和基于行驶速度的虚拟目标点判断方法，并通过仿真和试验验证算法的有效性。仿真结果表明，在底盘前进速度0.4 m/s时，横向偏差指数λ、视域增益k_1和目标增益k_2取值分别为1/4,0.005 rad·m和6 s~(-1)时可获得较好的导航效果。现场试验结果表明，在水泥路面，不同初始位姿下，直线导航平均上线距离为1.64 m，平均横向偏差和航向偏差为0.44 cm和1.57°；行驶速度提高会导致导航精度降低，适当修正k_1、k_2可维持较好的导航效果，3种行驶速度下获得的平均横向和航向偏差分别为0.75 cm和1.05°，平均纠偏次数为4.7次；田间路况下，由于土路附着系数增加，转向相对平稳，纠偏次数降低至2.7次，相同参数时2种路况下的导航效果接近。研究表明，VSPT算法针对离合制动式履带底盘具有良好的跟踪效果和路况适应性，该研究可为离合制动履带平台提供一种高效、稳定的导航控制方案。
关键词： 精准农业 车辆 导航 RTK-GNSS 履带底盘 控制算法
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