• 2021年第42卷第3期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • 封面

      2021, 42(3).

      摘要 (539) HTML (0) PDF 2.35 M (614) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 目录

      2021, 42(3).

      摘要 (394) HTML (0) PDF 429.64 K (571) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 猪O型口蹄疫病毒抗原表位/VP1蛋白的融合表达及免疫原性研究

      2021, 42(3):1-8. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202009034

      摘要 (930) HTML (238) PDF 5.17 M (753) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 获得可稳定表达猪O型口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus,FMDV)抗原表位融合结构蛋白VP1的中国仓鼠卵巢细胞株(CHO-K1),制备亚单位疫苗。方法 设计合成含FMDV抗原表位与VP1基因序列的重组基因RP1,将其克隆到表达载体pCDH-CMV-MCS-EF1-Puro中,将构建的重组质粒与辅助质粒PLP1、PLP2和PLP3共转染HEK-293T细胞,获得重组慢病毒HIV-RP1;将收获的病毒液感染CHO-K1细胞,经筛选获得单克隆细胞株,通过间接免疫荧光试验(Indirect immunofluorescence assay,IFA)和Western blot鉴定,获得可表达RP1的阳性细胞株,命名为CHO-K1-RP1;将CHO-K1-RP1连续传30代,每隔5代收获相同数量的细胞样品进行Western blot鉴定。结果 IFA结果显示,表达RP1的细胞发出绿色荧光,而空白对照无绿色荧光;Western blot结果显示,在约55 kU处能观察到清晰的条带;表明成功获得了融合蛋白。将获得的融合蛋白与佐剂等体积混合制备成亚单位疫苗免疫BALB/c雌鼠,抗体检测结果显示,二次免疫后,该亚单位疫苗组与口蹄疫(Foot-and-mouth disease,FMD)商品化灭活疫苗组小鼠之间抗体水平无显著差异,两者抗体水平均显著高于对照组(P<0.05)。结论 本研究构建的亚单位疫苗能有效刺激小鼠机体产生免疫应答反应,为猪口蹄疫新型疫苗的研制提供了参考。

    • 印记基因XISTH19 DNA甲基化水平与猪克隆胚胎发育效率关联分析

      2021, 42(3):9-16. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202008014

      摘要 (799) HTML (195) PDF 15.43 M (570) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 体细胞核移植(Somatic cell nuclear transfer,SCNT)在农业、生物医学等领域应用广泛,但是克隆效率太低制约了该技术的应用和推广。本研究的目的在于探究印记基因XISTH19 DNA甲基化水平与克隆效率的联系。方法 利用同一头猪源耳朵成纤维细胞培养获得14个细胞克隆团,分别作为供体细胞进行SCNT试验,统计比较以各克隆团为供体细胞生产克隆胚胎的囊胚率以及各囊胚的XISTH19基因调控区的DNA甲基化水平,对XISTH19基因差异甲基化区域DNA甲基化水平与克隆胚胎的囊胚率进行相关性分析。结果 以1号克隆团为供体细胞得到囊胚的XIST基因DNA甲基化水平最高且囊胚率最低,分别为65.04%、8.6%,以14号克隆团为供体细胞得到XIST基因囊胚的DNA甲基化水平最低但囊胚率最高,分别为16.68%、38.2%;相关性分析表明XIST基因的DNA甲基化水平与囊胚率之间存在高度负相关(|r|=0.8125>0.8)。H19基因A侧甲基化平均水平最高和最低分别为5.12%和0.61%,相关性分析表明H19基因A侧DNA甲基化水平与囊胚率间只有极弱的相关(|r|=0.1647<0.3);H19基因G侧DNA甲基化水平最高和最低分别为90.92%和72.69%,相关性分析表明H19基因G侧DNA甲基化水平与囊胚率间只有低度相关(0.3<|r|=0.3098<0.5)。结论 XIST基因DNA甲基化水平越低,则克隆团囊胚率越高。研究结果对提高猪SCNT胚胎发育效率,改善现有的猪SCNT技术体系提供了基础。

    • 蓝舌病病毒、流行性出血病病毒和帕利亚姆血清群病毒三重RT-qPCR检测方法的建立及应用

      2021, 42(3):17-25. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202007033

      摘要 (786) HTML (141) PDF 2.41 M (708) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 建立蓝舌病病毒(Bluetongue virus,BTV)、流行性出血病病毒(Epizootic hemorrhagic disease virus,EHDV)及帕利亚姆血清群病毒(Palyam serogroup virus,PALV)快速筛查和诊断的三重RT-qPCR检测技术。方法 选择BTV的NS3、EHDV的NS1以及PALV的VP7基因作为靶基因,设计3组特异性引物和探针,建立3种病毒的三重RT-qPCR检测方法。对检测方法的灵敏度、特异性和重复性进行验证,同时使用我国分离的BTV、EHDV与PALV不同血清型毒株和对应的阳性血液样本,与24个BTV血清型及6个EHDV血清型参考毒株对该三重法的检测效果进行验证。结果 三重RT-qPCR的扩增效率均可达90%以上,对3种病毒核酸拷贝数的检测下限均为10 μL-1级别,与单重法的检测灵敏度相当;与阿卡斑病毒、小反刍兽疫病毒、口蹄疫病毒和牛流行热病毒之间无交叉反应;Ct值批内、批间变异系数均在2%以内;可检测出24种BTV血清型、6种EHDV血清型与3种PALV血清型,具有群特异性;可有效检测血液中的病毒核酸,检测结果与单重法一致。结论 本研究建立的BTV、EHDV与PALV三重RT-qPCR具有良好的敏感性、特异性和重复性,可用于临床样本中对3种病毒的同时诊断与筛查。

    • 施硅对水稻幼苗吸收锌、铜的影响

      2021, 42(3):26-32. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202007001

      摘要 (813) HTML (189) PDF 821.93 K (646) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 研究不同硅(Si)肥水平下水稻幼苗的生长状况及锌(Zn)、铜(Cu)的吸收和转运情况。方法 试验以水稻‘皖稻71号’为材料,通过水培方式,设置硅肥(以SiO2计)水平分别为0(对照,CK)、30、60、90、120和150 mg·L-1共6个处理,研究不同Si肥水平处理下水稻幼苗的生物量、Zn和Cu含量及积累状况。结果 施用Si肥后,水稻幼苗叶片数、株高和根长均高于对照,水稻地上部和根部生物量(鲜质量)分别增加5.44%~52.81%和4.83%~42.49%,叶片数、株高、根长和地上部生物量均在90 mg·L-1 SiO2处理达到最高值。施Si处理的水稻幼苗根部Zn净吸收量提高了5.79%~77.43%,Cu净吸收量提高了6.51%~44.96%。60和90 mg·L-1 SiO2处理的Zn转运系数较对照分别提高10.91%和38.18%,Cu转运系数较对照分别提高8.70%和26.09%。水稻地上部Zn、Cu含量随着Si肥水平的提高而增加,90 mg·L-1 SiO2处理达到峰值,之后随Si肥水平的增加开始出现下降的趋势。结论 综合考虑水稻生长指标、生物量和对Zn、Cu的吸收等因素,本研究中90 mg·L-1 SiO2处理是微量营养元素Zn、Cu吸收的最佳施用Si肥水平。

    • 3个甜玉米品种在不同储藏条件下可溶性固形物含量及挥发性风味成分变化

      2021, 42(3):33-44. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202007003

      摘要 (714) HTML (243) PDF 5.91 M (865) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 阐明甜玉米Zea mays L. saccharata Sturt.采后在不同贮藏温度、贮藏时间下可溶性固形物含量和挥发性风味物质的变化规律,为甜玉米采后品质性状研究奠定基础。方法 以‘奥弗兰’、‘王朝’、‘广良甜27’3个甜玉米品种为材料,利用手持数显糖度计测定可溶性固形物含量;同时采用顶空固相萃取法,通过色谱-质谱联用仪测定3个品种在常温(室温)和4 ℃低温储存条件下挥发性风味成分,结合多元统计分析对不同品种的挥发性风味成分进行分析。结果 与常温储藏相比,甜玉米在低温储藏时可溶性固形物含量下降缓慢。在常温和低温储存条件下分别检测到58和59种挥发性物质,主要为烷烃类和酯类物质。不同品种在不同储藏条件下挥发性风味物质种类存在一定差异,共有的挥发性风味物质有8种,分别为3,8-二甲基癸烷、3-甲基十一烷、正十二烷、十四烷、3-甲基十五烷、十六酸乙酯、正十九烷和正十六烷。偏最小二乘判别分析(Partial least squares discriminant analysis ,PLS-DA)表明,常温和低温储藏时分别鉴定到9和10种变量重要性投影(Variable importance projection,VIP)>1的关键挥发性物质,常温和低温储藏时‘奥弗兰’共有的关键挥发性物质为(+)-环苜蓿烯,‘王朝’为正十二烷。结论 储藏温度和时间均会影响甜玉米可溶性固形物含量及挥发性物质的种类和含量。

    • 接种丛枝菌根真菌对不同类型盐碱胁迫下向日葵生长及盐离子积累的影响

      2021, 42(3):45-54. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202006044

      摘要 (689) HTML (174) PDF 1.24 M (670) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 探讨接种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal, AM)真菌对不同类型盐碱胁迫下向日葵生长和盐分离子积累的影响,为不同类型盐碱地的利用与生物修复提供基础数据和技术支持。方法 采用温室盆栽的方式,研究接种AM真菌摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae处理对不同类型盐碱胁迫(CK、NaCl、NaCl+Na2SO4、NaCl+NaHCO3)下向日葵Helianthus annuus菌根侵染率、生物量、营养元素吸收、C∶N∶P化学计量比、Na+吸收积累、光合作用以及细胞膜透性的影响。结果 3种类型盐碱胁迫使得接种AM真菌F. mosseae向日葵菌根侵染率降低29.53%~47.31%。3种类型盐碱胁迫处理均在一定程度上抑制了向日葵的生长,抑制效果的顺序为NaCl+Na2SO4>NaCl+NaHCO3>NaCl。接种AM真菌使得NaCl、NaCl+Na2SO4、NaCl+NaHCO3盐碱胁迫下向日葵的总干质量分别增加了19.58%、42.15%和60.35%。接种AM真菌使CK、NaCl和NaCl+NaHCO3处理茎叶P质量分数分别增加了82.50%、71.11%和74.47%,使CK和NaCl+NaHCO3处理根系P质量分数分别增加了61.54%和88.37%;使CK和NaCl+NaHCO3处理茎叶和根系C∶P和N∶P显著降低,使NaCl处理茎叶C∶P和N∶P显著降低。接种AM真菌使NaCl+NaHCO3处理茎叶和根系Na+积累量增加了33.76%和82.25%,使NaCl+Na2SO4处理根系Na+积累量增加了74.20%。接种AM真菌使NaCl和NaCl+NaHCO3处理叶片蒸腾速率(Tr)增加了11.67%和10.12%,使NaCl+NaHCO3处理叶片气孔导度(Gs)增加了20.00%,使3种类型盐碱胁迫处理下叶片的净光合速率(Pn)均呈增加的趋势;使NaCl+NaHCO3处理叶片细胞膜透性降低了51.49%。结论 AM真菌可在一定程度上缓解盐碱胁迫处理对向日葵生长的毒害作用,但接种效应在不同类型盐碱胁迫间存在显著差异。

    • 基于高通量测序的穿心莲连作根际土壤细菌群落多样性分析

      2021, 42(3):55-63. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202006056

      摘要 (912) HTML (311) PDF 1.99 M (1954) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 研究穿心莲Andrographis paniculata连作对土壤细菌多样性及种群结构的影响。方法 通过16S rRNA 基因高通量测序对连作组(连作5年穿心莲的根际土壤)和对照组(连作5年穿心莲周边相同土质的未耕作自然土壤)样品进行测序分析,比较2组土壤细菌的丰富度、多样性和群落结构差异。结果 α 多样性指数分析结果显示,连作组土壤中细菌丰富度指数Chao1指数、Observed species指数显著低于对照组(P<0.05),连作组土壤中的多样性指数Shannon指数和Simpson指数均低于对照组,但差异不显著。主坐标分析及分子方差分析进行组间群落结构差异显著性分析结果显示,穿心莲连作显著改变了土壤细菌群落结构(P<0.05)。从2个处理组土壤样品中共检测到2769个可操作分类单元,分属于47门885属,穿心莲连作明显改变了土壤细菌在门和属水平上的结构分布。在门分类水平上,酸杆菌门Acidobacteria、变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes和Patescibacteria等11个细菌门是2个处理组的主要细菌类群,连作组土壤中变形菌门和酸杆菌门的相对丰度较对照组分别增加了21.97%和46.33% (P<0.05),而Patescibacteria较对照组减少了68.99% (P<0.05);在属分类水平上,有10个优势菌属的相对丰度变化显著(P<0.05),其中连作组土壤中有益生防细菌黄杆菌属FlavobacteriumHaliangium的相对丰度较对照组分别减少了78.40%和54.55%,而植物病原细菌伯克氏菌属Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia的相对丰度较对照组增加了804.17%。结论 穿心莲5年连作降低了土壤细菌丰富度和多样性水平,使土壤微生态系统稳定性降低,同时有益菌相对丰度显著降低,而病原菌相对丰度显著增加造成细菌群落结构改变。上述变化打破了原有的土壤微生态平衡,可能是穿心莲连作障碍的重要原因之一。

    • 基于高通量测序的低温胁迫下赤桉miRNAs的挖掘与分析

      2021, 42(3):64-74. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202011009

      摘要 (701) HTML (204) PDF 12.82 M (630) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 预测、挖掘和分析涉及赤桉Eucalyptus camaldulensis低温胁迫应答的miRNA,为研究其调控赤桉低温胁迫应答的分子网络奠定基础。方法 采用高通量测序对低温处理组和对照(CK)组的赤桉组培苗茎尖进行小RNA测序。以miRBase21.0、Rfam14.1和巨桉E. grandis基因组为参考数据库,利用Bowtie、miREAP和miRDeep2等软件进行miRNA预测,使用RNAfold对预测到的miRNA前体进行二级结构的折叠;采用psRNATarget预测靶基因,通过DEGSeq包分析差异表达的miRNA,并对它们进行GO注释和KEGG富集分析。结果 在赤桉中,共预测到隶属于54个家族的392个已知miRNA和97个新miRNA;其中,CK组共预测到282个已知miRNA,65个新miRNA;低温处理组共预测到329个已知miRNA,51个新miRNA。挖掘到80个在低温处理下显著差异表达的miRNA,包括55个上调和25个下调。GO基因功能注释和KEGG富集分析的结果表明,这些差异表达miRNA可能通过参与代谢通路、次生代谢物的生物合成、细胞膜的改变、信号转导和生物调节等响应低温胁迫。此外,还挖掘到25个可能与ICE1-CBFs-COR通路有关的miRNA。结论 借助高通量测序和生物信息学软件初步得到了低温胁迫下差异表达的赤桉miRNA,为进一步分析这些miRNA在赤桉低温胁迫中的分子功能提供一些参考。

    • 土壤养分、种植年限和种植方式对巴戟天寡糖含量的影响

      2021, 42(3):75-85. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202007030

      摘要 (799) HTML (184) PDF 1.10 M (603) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 分析土壤养分、种植年限、种植方式(林下和非林下)等3个重要因子对巴戟天Morinda officinalis品质核心指标寡糖含量的影响,为我国“四大南药”之一的巴戟天种植提供理论与数据支撑。方法 在广东省德庆县巴戟天道地产区选择18个非林下种植点,采用随机多点采样法采集土样和不同生长年限巴戟天样品,测定土壤养分和巴戟天肉质根寡糖含量,分析土壤养分含量和不同生长年限与巴戟天寡糖含量的关系;分别采集林下和非林下种植的巴戟天样品,通过主成分分析探究林下和非林下种植方式巴戟天的品质差异。结果 土壤pH与巴戟天蔗糖含量呈极显著的负相关关系(P<0.01),与寡糖含量呈显著正相关关系(P<0.05);土壤全磷、速效磷、速效钾与1-蔗果三糖、耐斯糖含量呈显著正相关关系(P<0.05)。3年生巴戟天的蔗糖含量显著高于其他生长年限的巴戟天,4年生巴戟天的1-蔗果三糖含量显著高于2年生巴戟天。林下种植巴戟天的品质优于非林下种植。结论 提高土壤中速效磷与速效钾含量可以提高巴戟天品质,4年生巴戟天的药材品质最佳,林下种植有利于提高巴戟天品质。

    • 白粉病胁迫下小麦叶片光谱响应与智能分类识别

      2021, 42(3):86-93. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202009001

      摘要 (716) HTML (266) PDF 7.64 M (713) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 开展基于高光谱技术的白粉病胁迫下田间小麦光谱的响应研究,实现小麦白粉病感染等级的快速确定。方法 采用光纤光谱仪配合积分球和叶片夹采集大田活体小麦叶片可见-近红外光谱;通过光谱数据拟合得到的SF-SPAD (Spectrum fitting SPAD)值来反映叶绿素含量,对叶片感染白粉病进行初步判定;使用PROSPECT模型进行光谱敏感度分析确定敏感波段;结合主成分分析(Principal component analysis, PCA)降维和支持向量机(Support vector machine,SVM)建模,实现对光谱数据的二分类;根据二分类模型判断的病点百分比对小麦病虫害感染程度进行分级。结果 SF-SPAD值随自下而上的叶序的增大而逐渐上升;SF-SPAD值≤0.90的全是病点,≥1.05的全是好点。光谱敏感度分析确定了敏感波段为可见光波段440~500和540~780 nm,降低了数据维度。确定了感染等级(R)与病点百分比(%)的关系为R1:0~30%、R2:30%~50%、R3:50%~70%、R4:70%~100%。本研究所建模型适用的检测株数最少为20株。结论 结合SF-SPAD值和光谱PCA-SVM二分类建立的监测模型可以准确、快速地判定小麦白粉病感染与否及感染等级,同时可以降低采样数量、减少地面检测工作量、提高检测效率,是一项实用性强、简单、易推广的智能化监测技术。

    • 基于Mixup算法和卷积神经网络的柑橘黄龙病果实识别研究

      2021, 42(3):94-101. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202008041

      摘要 (935) HTML (189) PDF 9.53 M (816) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 解决传统柑橘黄龙病果实图像识别方法依赖人工设计特征、费时费力、网络模型参数量大、识别准确率低等问题。方法 首先,采集柑橘黄龙病的果实图像,并对其进行翻转、旋转、仿射、高斯扰动等数据扩增;采用Mixup算法建立样本之间的线性关系,增强模型识别数据样本的鲁棒性;然后,迁移Xception网络在ImageNet数据集上的先验知识,提出一种基于Mixup算法和卷积神经网络的柑橘黄龙病果实识别模型-X-ResNeXt模型;最后,采用动量梯度下降优化方法,有效地减缓震荡影响,并且有效地加速模型向局部最优点收敛。结果 采用数据扩增数据集训练的X-ResNeXt模型准确率可以达到91.38%;在进行迁移学习优化后,训练时间减少了432 s,准确率提升为91.97%;结合Mixup混类数据增强进一步训练,模型准确率提升为93.74%;最后,利用动量梯度下降方法进行模型收敛优化,最终模型的准确率达到94.29%,比Inception-V3和Xception网络分别提高了3.98%和1.51%。结论 在数据量较少情况下,降低模型复杂度并迁移已有先验知识,有助于模型性能提升;Mixup混类数据增强方法有利于提高模型识别柑橘黄龙病果实图像样本的适应性,提升柑橘黄龙病果实识别模型性能;X-ResNeXt模型在准确率与召回率指标上优于经典识别模型,可为柑橘黄龙病的高精度、快速无损识别提供参考。

    • 植保无人飞机对4种棉花喷施脱叶催熟剂的效果研究

      2021, 42(3):102-110. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202009007

      摘要 (784) HTML (332) PDF 22.97 M (593) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 研究棉花收获前植保无人飞机喷施脱叶催熟剂的效果。方法 使用植保无人飞机以22.5 L·hm-2的施药液量喷施采收前30 d的棉花‘金棉18#’、‘北泉9#’、‘植金13#’和‘合信47#’,以人工机械喷雾(施药液量450 L·hm-2)为对照,测试4种棉花冠层中的雾滴覆盖率;于药后4、7、14和21 d分别进行脱叶和吐絮效果调查,计算不同棉花品种的脱叶率和吐絮率;检测4种棉花的纤维品质和产量构成因子(铃质量、衣分)。结果 雾滴覆盖率在4种棉花品种中均呈现出上部冠层显著高于中下部冠层的规律,且植株越高,中下部冠层的雾滴覆盖率越低;除‘合信47#’人工喷雾处理的吐絮率没有达到机采棉采收标准外,其余处理的脱叶率和吐絮率均达到了机采棉的采收标准;4种棉花品种的纤维品质和产量构成因子(铃质量、衣分)均不受施药器械的影响。结论 植保无人飞机可作为棉花采收前喷施脱叶催熟剂的施药器械。

    • 基于时间序列和多元模型的集约化猪舍温度预测

      2021, 42(3):111-118. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202010008

      摘要 (763) HTML (348) PDF 2.82 M (754) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 从挖掘猪舍历史环境参数数据时序信息角度出发,提出基于时间序列模型和多元模型序列的猪舍温度预测模型。方法 采取缺失部分环境因子统计预测,评估猪舍环境中相对湿度、二氧化碳浓度、氧气浓度等环境因子对温度预测的影响程度。针对猪舍温度时间序列进行数据预处理,滤除错误值和缺失值,采用时间序列模型构建基于门控循环单元网络(Gated recurrent unit,GRU)的猪舍温度预测模型,采用多元模型建立基于梯度提升决策树(Extreme gradient boosting,XGBoost)缺失值重要程度的猪舍温度预测模型。将该预测模型用于预测广东省某集约化猪场母猪分娩舍温度,并与循环神经网络(Recurrent neural network, RNN)模型、反向神经网络(Back propagation neural network, BPNN)模型进行对比试验。结果 对比温度预测值与实测值发现,基于GRU模型对应的猪舍温度均方根误差和平均绝对误差分别为0.25和0.19 ℃,平均绝对百分比误差为0.65%;基于XGBoost多元模型的猪舍温度均方根误差和平均绝对误差分别为1.21和0.71 ℃,平均绝对百分比误差为2.50%。在时间序列的温度预测模型中,GRU模型表现出更优的预测效果;在多元模型的温度预测中,XGBoost模型的预测效果更优。结论 本研究使用的GRU模型在时间维度上对母猪分娩舍温度的变化起到了预警作用,确定了各种环境参数对温度的影响程度,为养殖环境的精细调控提供了参考。

    • 基于蚁群-BFS算法的复杂环境下农业机器人全区域覆盖研究

      2021, 42(3):119-125. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202009027

      摘要 (659) HTML (257) PDF 2.60 M (552) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 以路径重复率为优化目标解决农业机器人在数字生态农场中的全区域覆盖问题。方法 首先,将栅格地图中的障碍物进行膨胀处理,在此基础上进行矩形分区以及分区合并操作;然后,通过改进的蚁群算法规划分区间的遍历顺序、通过改进的广度优先搜索(Breadth first search, BFS)算法规划分区间终点与起点的衔接路径,从而实现机器人全区域覆盖。2种算法的具体改进方案为:分别通过人工免疫算法与粒子群算法改进遗传算法的选择与交叉算子,并将改进后的选择算子、交叉算子、原遗传算法变异算子与蚁群算法相结合改进传统蚁群算法信息素更新方法;建立动态函数以简化BFS算法规划的路径。结果 仿真结果表明,改进蚁群算法收敛时的迭代次数较传统蚁群算法减少了83.1%,路径长度相比减少了4.8%;由改进的蚁群算法与改进的BFS算法规划的机器人遍历路径重复率是传统蚁群算法和BFS算法的56%,且农业机器人能实现对农田区域的100%覆盖。结论 本研究提供了一种农业机器人在复杂环境的数字生态循环农场中进行全遍历覆盖的解决方案。

    • 龙眼柔性对辊剥壳机的设计与试验

      2021, 42(3):126-132. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202009032

      摘要 (819) HTML (155) PDF 2.32 M (652) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 龙眼剥壳是其深加工中的关键工序,针对人工剥壳效率低、机械剥壳损伤大及果肉完整性差等问题,设计了柔性对辊剥壳装置。方法 根据典型龙眼鲜果的物理机械特性,提出了一种先破壳后采用柔性对辊脱壳的方法,对龙眼剥壳机的破壳机构、送料盘、剥壳对辊等关键部件的结构进行设计,其中,破壳刀具切割深度和脱壳柔性对辊的间隙可调。以广东‘储良’龙眼鲜果为研究对象,通过正交试验分析,以对辊间隙、辊子转速和果壳破口为试验因素,剥壳成功率、剥壳损失率和果肉完整性系数为试验指标,进行优化试验。结果 装置中,方便可调的对辊间隙能满足分级后不同直径龙眼的剥壳加工,剥壳装置对不同大小龙眼鲜果的适应性好。对辊间隙对剥壳性能有显著影响,随着对辊间隙由3 mm增至5 mm,龙眼脱壳后的果肉完整性逐渐变差,其损失率由约7%升至18%。各因素对剥壳性能的影响依次为对辊间隙>对辊转速>果壳破口,当对辊间隙为3 mm、对辊转速为13.5 r/min、果壳破口为90°时,龙眼剥壳性能达到最优。结论 该研究为龙眼等柔性果机械剥壳获取灯笼状果肉的深加工研发及剥壳机参数优化提供了参考。