• 当期目录
  • 过刊浏览
  • 最新录用
  • 阅读排行
  • 下载排行
  • 引用排行
    快速检索
    过刊检索
    全选反选导出
    显示模式:
    2021年第37卷第15期
    [摘要] (263) [HTML] (0) [PDF 2.93 M] (776)
    摘要:
    针对色素辣椒采收需求大,人工采收困难,采收效率低,破损率高等问题,该研究设计了一种双螺旋对辊式辣椒收获装置。首先通过对辣椒与螺旋钢棒接触点进行受力分析,确定影响采收性能的主要因素,并通过单因素试验确定优化试验中各因素选取范围。并以打完脱叶剂2 d后,辣椒茎秆含水率≤40%的新疆巴州焉耆县色素辣椒为试验对象,以采净率和破损率为试验指标,以工作速度、对辊转速、对辊间距和对辊螺距为试验因素,进行四因素五水平正交中心组合优化试验;运用Design-expert 10软件对试验结果进行参数优化,通过验证试验对优化后的参数进行验证。试验结果表明:当工作速度为2.1 km/h,对辊转速为142 r/min,对辊间距为24.3 mm,对辊螺距为10 cm时,采净率为98.7%,破损率为3.46%,满足色素辣椒收获机田间作业要求。研究结果可为色素辣椒收获机的设计和优化提供参考。
    2021,37(15):10-19, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.002
    [摘要] (209) [HTML] (0) [PDF 5.64 M] (685)
    摘要:
    针对红花选择性采收中枝条摆动干扰识别和采摘的问题,该研究结合红花独特的生长特性,提出一种在识别前调整红花植株形态的集条预定位原理,设计了一种红花采摘机器人集条预定位机构,确定了红花植株集条机构和主干位置识别机构的主要结构参数,并通过分析获得集条作业与主干位置识别作业中凸轮各工作段的对应关系。田间试验表明:在集条夹持板间距和上沿圆弧半径分别为50和292 mm的情况下,防摆动枝条露出长度合格率为80.53%,夹果率为2.04%,植株损伤率为0.47%,果球损伤率为1.04%,幅宽比为16.64%,果球分散度为83.76%,果球遮挡率为6.51%,集条预定位作业可有效降低枝条的摆动,使整株红花果球呈条状有序分布,最终降低整株红花的识别和采摘难度。该研究可为红花自动化采摘提供参考。
    2021,37(15):20-30, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.003
    [摘要] (110) [HTML] (0) [PDF 5.00 M] (650)
    摘要:
    针对芦苇笋采摘无机械化采摘设备,人工采摘劳动强度大,作业环境泥泞,湿地行驶通过性和稳定性要求高等问题,该研究设计了一种自走式芦苇笋采收机。该机包括采摘装置、升举机构、收集装置、履带自行走底盘等部分,可实现满足农艺要求的芦苇笋自动化采摘和收集作业。整机由柴油机驱动,传动系统分为机械传动部分和液压传动部分,机械传动部分提供整机行走和收集纵向输送动力,液压传动部分提供采摘装置动力调整、横向收集调速和升举机构升降。首先,根据芦苇笋采摘掰扯受力特点设计了同步带牵引拖曳采摘装置,其俯仰角度0°~60°可调,前端最大离地高度400 mm,采摘幅宽876 mm;同时,根据通过性能和作业要求,采摘装置加装变幅升举机构,离地最大升举高度200 mm;之后,根据芦苇笋的生物特性设计了芦苇笋输送收集装置,纵向输送装置皮带速度为0.5 m/s,横向收集装置皮带速度为1 m/s;最后,基于各个模块分布和传动关系,设计了履带自行走底盘,配套动力13.3 kW。通过对整机动力和行驶性能进行分析计算,确定满负载动力需求,获得整机横、纵向极限倾角及横向滑移角。采摘试验表明,采摘机作业效果良好,采摘效率为71 kg/h,损伤率为8%,漏采率7.6%;整机行驶性能稳定,行驶速度范围为0~9 km/h,采摘装置前端离地高度调节范围为0~638 mm,可适应地势采摘芦苇笋;整机极限纵向俯角、仰角和横向倾翻角分别为50°、63°和45°,纵向极限滑移角和横向极限滑移角分别为42°和38°,湖区作业通过性和稳定性强。试验结果对自走式芦苇笋采收机的结构优化和智能化升级提供了可靠的技术支撑。
    2021,37(15):31-39, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.004
    [摘要] (138) [HTML] (0) [PDF 3.47 M] (640)
    摘要:
    现有篱架式栽培葡萄双边作业株间自动避障除草机避障系统采用开关控制避障动作,由于避障行程固定,无法根据障碍物位置精确控制避障动作行程,导致除草效果不佳。针对上述问题,该研究在先前研究的基础上,依据仿形控制原理对避障控制系统进行优化,设计一种由避障信号采集部分、程序控制部分、液压执行部分、避障监测反馈部分等组成的精准避障控制系统。基于精准避障工作要求,确定避障动作闭环控制方案;优化液压回路结构,液压与电控结合实现精准避障控制;对精准避障控制程序进行静态标定和PID参数整定;利用Recurdyn对障碍物呈直线排列状态下除草机的精准避障作业进行模拟仿真,并通过分析除草刀盘运动轨迹选取较优除草刀盘转速;以机器作业速度为试验因素,除草作业覆盖率和果树损伤率为评价指标进行田间试验。试验结果表明,当机器作业速度为380 mm/s时,除草作业覆盖率与作业效率综合效果最佳,试验得到平均除草作业覆盖率为93.97%,较先前研究提高4.39%,果树损伤率为1.92%,除草机可良好实现避障除草作业。该研究可为果园株间除草机的进一步优化提供参考。
    2021,37(15):40-46, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.005
    摘要:
    为了保证4D29G31非道路用柴油机动力性、经济性以及有害物排放等满足限值要求的同时,降低燃烧噪声和降低整机噪声,该研究对缸内燃烧过程进行优化。通过对油嘴凸出量、喷油嘴孔数、喷孔直径和涡流比优化匹配,改善缸内油气混合和燃烧过程;通过对动态供油提前角的优化,缩短滞燃期,进而抑制快速燃烧期内的燃烧速率和压力振荡。各参数优化匹配后,标定工况下柴油机的最高燃烧压力和压力升高率与原机相比分别下降了18%和44.9%,整机噪声降低了0.73 dB;最大扭矩工况下柴油机的最高燃烧压力和压力升高率与原机相比分别下降了39%和40%,整机噪声降低了1.07 dB。试验研究可为小功率非道路用柴油机通过缸内燃烧过程优化降低噪声提供技术参考。
    2021,37(15):47-52, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.006
    摘要:
    泵站管道因结构复杂,产生多种振源,且振动的传递路径难以确定,对输水管道的安全运行具有较大威胁。针对此问题,以某泵站管道为研究对象,结合原型观测数据与传递熵方法识别主振源的振动传递路径;并以信息传递率为定量标准,验证管道振动传递路径的有效性。结果表明:稳定运行及开机时,叶频引起的振动为主振源,并由弯管或三通管处向其他部位传递,其信息传递率均值分别为27.2%与42%;关机时,水流脉动及管-水耦合引起的振动为主振源,且振动主要在阀门与弯管或三通管之间呈周期性传递,信息传递率均值为51.4%;稳定运行时信息传递率较低,表明在镇墩控制下,管道稳定运行时传递能量较少,但开关机时,管道阀门、弯管及三通管处仍有较大振动能量传递。本研究方法受管道结构影响较小,能准确识别管道主振源,且从能量角度识别振动传递路径,相较于传统方法更加高效、直观。研究结果有助于准确识别泵站管道主振源的振动传递路径,展现管道各工况下的危险部位,并提出减振措施,为泵站管道运行管理提供理论依据。
    2021,37(15):53-59, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.007
    摘要:
    为探讨植保无人机(UAV)减量施药对水稻病虫害的防治效果,该研究采用P20型植保无人机进行水稻田间施药作业。分别在水稻分蘖末期、孕穗期开展了两种施药液量(15、22.5 L/hm2)的水稻冠层雾滴沉积试验,以及两种施药液量下480、540、600 mL/hm2 3种农药剂量(阿维·氯苯酰推荐剂量的80%、90%、100%)的防治稻纵卷叶螟减量施药田间药效试验,并与背负式电动喷雾器(Knapsack Electric Sprayer,KES)人工施药的常规防治方法进行施药效果对比。雾滴沉积试验结果表明,水稻冠层上部的雾滴分布均匀性优于水稻冠层下部;施药液量15、22.5 L/hm2的冠层上部雾滴沉积有显著差异,且施药液量22.5 L/hm2的冠层上部雾滴沉积显著优于施药液量15 L/hm2。药效试验结果表明,农药剂量越大稻纵卷叶螟防治效果越好,采用农药剂量100%的植保无人机施药防治效果最好,并优于KES人工施药;施药液量15、22.5 L/hm2的稻纵卷叶螟防治效果有显著差异,且施药液量22.5 L/hm2较15 L/hm2的防治效果更好;处理T2(施药液量15 L/hm2、农药剂量90%)、处理T4(施药液量22.5 L/hm2、农药剂量80%)与KES人工施药的防治效果没有显著差异。采用植保无人机施药防治稻纵卷叶螟,施药液量22.5 L/hm2可以获得更好的雾滴沉积和稻纵卷叶螟防治效果;施药液量22.5 L/hm2时,减少20%的农药剂量也能保证稻纵卷叶螟防治效果。该结果对水稻田间植保无人机减量施药具有实践指导意义。
    2021,37(15):60-67, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.008
    摘要:
    小浪底水库调水调沙后续动力不足,在不新建水利工程的前提下充分挖掘三门峡水库等现有工程的潜力,可为小浪底水库调水调沙提供后续动力,具有研究价值。该研究分析三门峡水库通过改建底孔形成双泥沙侵蚀基准面条件下的可能边界条件,考虑三门峡水库工程运用条件和入库洪水分期特点,分析拟定了三门峡汛期、非汛期抬高水位的方案,利用构建的三门峡水库泥沙冲淤数学模型和模糊优选评价模型进行方案计算分析与评价,提出了三门峡水库在降低侵蚀基准面的情况下最优运用水位方案,即按照前汛期运用水位308 m、后汛期运用水位312 m、非汛期最高水位321 m运行的方案,该方案与现状运用方案相比,2 600 m3/s以上增泄水量增加42%,电站发电量累计增加9%,湿地面积增加73%,评价的综合效益最优。研究成果对增强小浪底水库调水调沙后续动力、三门峡水库充分发挥综合效益具有重要意义。
    2021,37(15):68-77, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.009
    摘要:
    串联输水渠系耦合特性表现为针对单一渠池设计的控制器串联使用后控制性能较差。解耦算法可在一定程度上增强渠池的独立控制性能。该研究针对基于比例-积分-微分(Proportional-Integral-Differential,PID)反馈控制的上游方向解耦算法提出优化方案,首先对控制解耦算法中的解耦系数的选取范围进行验证;其次针对相邻渠池长度差异较大的情况,在算法中引入放大系数以提升解耦效果;最后通过对不同取水流量规模、渠道上下游运行流量减半的算例进行仿真分析,验证优化方案的控制性能。结果表明:1)解耦系数的合理取值范围为0.8~1.0;2)放大系数可选用相邻渠池水面面积之比;3)当串联渠系上下游设计过流能力差异较大时,放大系数的修正能显著提升控制效果。该研究提出的优化解耦算法可应用于不同规模复杂渠道系统的解耦控制器设计,对于灌区及引调水工程输水系统的智能化调度有一定参考价值,工程应用时建议结合具体渠道的特点,根据渠道的特性和用途综合考虑系数的取值。
    2021,37(15):78-85, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.010
    摘要:
    引水隧洞是农业、水利等工程领域重要的地下结构,确定合理的施工参数是保证隧洞施工安全的前提。该研究基于复变函数方法,考虑开挖卸荷和围岩-衬砌相互作用影响,推导了非均匀应力场下开挖后立即支护时衬砌与围岩光滑接触条件下应力与位移的解析解,并基于最大主应力准则建立隧洞施工参数优化目标函数,以两个不同算例分别设计了隧洞的开挖尺寸和衬砌的弹性模量。研究结果表明:围岩开挖边界引起的应力集中以及衬砌内部的应力分布均与隧洞开挖尺寸、内部水压力、原岩应力场中的水平侧压力系数、围岩与衬砌的物理力学参数等有关;当水平侧压力系数大于1.00时,衬砌内最大主应力值会随着隧洞开挖尺寸的增大而增大,甚至会在衬砌内壁0°和90°处附近出现拉应力;当水平侧压力系数小于1.00时,衬砌内最大主应力值会随着衬砌材料弹性模量的增大而增大。通过分析两个算例可知,合理限制隧洞开挖尺寸、适当增加衬砌内壁处的配筋率均有利于隧洞衬砌安全;采用高强度低弹性模量的混凝土配比用于衬砌,可提高衬砌的承载能力。研究结果可为相关工程中隧洞的开挖与支护参数设计等提供理论借鉴和参考。
    2021,37(15):86-95, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.011
    摘要:
    微生物可以通过摄入能量合成有机渗透压物质来实现对盐度的适应,然而,不同程度盐渍土微生物对能量的需求可能会发生改变。因此,该研究于2018-2019年开展田间定位试验,选取河套灌区轻度盐渍土S1(电导率为0.46 dS/m)及中度盐渍土S2(电导率为1.07 dS/m)为研究对象,设置了6个处理,包括不施氮(CK),单施无机氮(U1)以及分别用有机氮(U3O1、U1O1、U1O3和O1)替代25%、50%、75%和100%的无机氮,监测了土壤微生物量碳氮及土壤呼吸在第二个生长季的动态状况。结果表明:土壤盐渍化程度增加会导致土壤微生物量及微生物活性下降,S2土壤较S1土壤微生物量碳下降12.01%~68.81%,土壤微生物量氮下降14.31%~58.58%,土壤呼吸速率下降11.75%~54.71%。不同盐分条件下,适当的有机肥施入比例可以显著提高土壤微生物量及微生物活性,S1和S2盐渍土分别以U1O1及O1处理较优,土壤微生物量碳、微生物量氮、土壤呼吸分别较U1处理提高48.44%、42.50%、31.74%,68.07%、48.99%、45.19%。相关性分析表明,土壤呼吸速率与土壤微生物量碳氮呈极显著正相关(P<0.01),土壤温度、土壤矿质氮与土壤微生物量碳氮、土壤呼吸速率呈显著正相关(P<0.05)。从玉米产量及改善土壤微生物生存环境角度,得到该地区适宜的施肥模式为,轻度盐渍土:有机氮替代50%无机氮;中度盐渍土:有机氮替代100%无机氮。
    2021,37(15):96-104, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.012
    摘要:
    为提高果树氮肥利用率,探索一种简便易行的氮肥利用评价方法,该研究以田间5年生延长红("长富2号"芽变品种)为研究对象,分别采用生长模型和15N示踪技术对比分析不施氮肥(CK)、常规高氮(N800)、优化减氮(N400)和有机无机配施(N200+O200)处理下苹果树对氮肥的吸收利用情况以及各器官氮素的分配特性的差异,结果表明:不同施肥处理对苹果的产量没有显著性的影响(31.7~37.3 t/hm2);各施氮处理基于生长模型和15N示踪技术的果树氮肥利用率分别为13.13%~31.94%和11.64%~32.40%;基于生长模型,N400和N200+O200处理果树的氮肥利用率比N800处理高84.92%和143.26%;基于15N示踪技术,N200+O200处理的果树氮肥利用率比N800和N400高178.35%和69.28%;不同施肥处理对各器官氮素分配没有显著性的影响。两种评价方法对于果实和叶片的氮肥利用率、各器官氮素的分配情况分别存在显著差异(P<0.05)和极显著差异(P<0.01),但对植株总体氮肥利用率的评价结果无显著差异,平均仅相差3.10%。基于本试验的研究结果可以得出,利用生长模型可以估算苹果树的氮肥利用率。研究结果可为农田管理措施改善以及果树氮肥利用率评价提供理论参考。
    2021,37(15):105-113, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.013
    [摘要] (182) [HTML] (0) [PDF 4.30 M] (639)
    摘要:
    盐碱化状况是干旱区灌区水盐合理调控及水土资源合理利用的基础。为掌握内蒙古河套灌区下游乌拉特灌域春季耕地土壤盐碱化状况的空间分布,通过野外调查采样和实验室检测,对0~20 cm和20~40 cm土层中的全盐量(Total Salt,TS)、pH值、CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+、K++Na+含量、交换性Na+含量、阳离子交换量(Cation Exchange Capacity,CEC)、碱化度(Exchangeable Sodium Percentage,ESP)等反映土壤盐碱化特征的指标进行了测定和计算,采用经典统计学、地统计学和多指标综合评价方法对土壤盐碱化指标的空间分布特征进行分析。结果表明:1)0~20 cm土层中的TS含量更大一些,可溶性盐分离子主要以HCO3-、SO42-、Cl-、Na+为主。HCO3-、CEC、交换性Na+和ESP的变异系数在10%~100%之间,属于中等变异,其中交换性Na+和ESP的变异系数接近100%;TS、Cl-、SO42-和Na+的变异系数均大于100%,属于强变异。2)土壤pH、TS和ESP的空间分布规律基本一致,在东西方向上,各指标西部低,东部高;在南北方向上,中间低,南、北两侧高。土壤pH值基本在7.5~8.5之间,从TS空间分布来看,灌域内有32%的土壤存在盐渍化问题,且以轻度盐渍化土为主,约占26%;从ESP分布来看,有97%的土壤存在碱化问题,其中轻度碱化土约占40%,中度碱化土和碱土均约占23%。因此灌域内土壤碱化问题比盐化问题更为突出。3)通过因子分析得出TS、Cl-、Na+、交换性Na+、ESP和CEC是乌拉特灌域土壤盐碱化程度的主要影响因子,公因子综合得分值在-0.78~3.38之间,公因子综合得分能排除指标间个体差异,比较客观地评价土壤盐碱化整体水平。
    2021,37(15):114-120, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.014
    摘要:
    洱海流域农田径流氮磷污染严重,大量氮磷污染物随雨水进入洱海,导致洱海水质雨季下降。为从源头控制氮磷污染物的输出,该研究采用人工模拟降雨的方法,探究5、10、15、20、25 cm 5种不同高度的排水口对农田径流氮磷流失的控制作用。结果表明,农田排水口较低会造成产流初期硝态氮和颗粒态氮浓度升高,将排水口高度提高到15 cm以上可有效降低径流中各形态氮磷浓度,并稳定在较低水平;排水口高度从5 cm提高至15~25 cm产流中总氮、颗粒态氮、铵态氮、硝态氮流失量分别降低了85.60%~93.13%、88.39%~95.77%、84.59%~91.72%、63.05%~65.15%,总磷、颗粒态磷流失量分别降低了86.75%~92.66%,61.64%~94.61%,且排水口设置在15 cm高度处氮、磷流失量削减效果突出,在15 cm基础上继续提高排水口不会对氮磷流失量产生明显影响。综上所述,将排水口提高到15~25 cm对农田径流污染控制效果优越。结合洱海流域多年降雨资料及建设成本,推荐将农田排水口设置于距土壤表面15 cm高度处,对控制农田养分流失,减少面源污染起到显著效果。
    2021,37(15):121-128, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.015
    摘要:
    快速检测番茄水分胁迫状态,对于科学有效地进行番茄的水肥管理,保障和提高番茄的产量和品质具有重要意义。该文利用太赫兹光谱对水分极为敏感的特性,提出了基于太赫兹光谱技术的番茄水分胁迫状态的快速检测方法。试验利用太赫兹光谱系统获取不同水分胁迫番茄叶片的功率谱、吸光度及透射率频谱数据。采用(Savitzky-Golay, SG)算法对数据进行降噪,利用稳定性竞争自适应重加权(Stability Competitive Adaptive Reweighted Sampling, SCARS)算法进行了多维特征频段的提取;在此基础上,建立了叶片含水率功率谱、吸光度及透射率等单一维度下的多元线性回归(Multiple Linear Regression, MLR)模型。结果表明,太赫兹功率谱和吸光度与叶片含水率之间呈负相关;而透射率则随水分胁迫程度的提高逐渐升高,呈正相关。为了进一步提高模型的精度,使用支持向量机(Support Vector Machines, SVM)在融合3种维度太赫兹特征的基础上,建立了番茄含水率的融合预测模型,结果表明,预测集R2达到0.951 4,RMSE为0.366 8,均高于单一维度检测模型,实现了番茄水分的快速检测。
    2021,37(15):129-135, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.016
    [摘要] (121) [HTML] (0) [PDF 14.97 M] (724)
    摘要:
    为实现奶牛个体的准确识别,基于YOLO V4目标检测网络,提出了一种融合坐标信息的奶牛面部识别模型。首先,采集71头奶牛面部图像数据集,并通过数据增强扩充提高模型的泛化性能。其次,在YOLO V4网络的特征提取层和检测头部分分别引入坐标注意力机制和包含坐标通道的坐标卷积模块,以增强模型对目标位置的敏感性,提高识别精度。试验结果表明,改进的YOLO V4模型能够有效提取奶牛个体面部特征,平均精度均值(mAP)为93.68%,平均帧率为18帧/s,虽然检测速度低于无锚框的CenterNet,但mAP提高了10.92%;与Faster R-CNN和SSD模型相比,在检测速度提高的同时,精度分别提高了1.51%和16.32%;与原始YOLO V4相比,mAP提高0.89%,同时检测速度基本不变。该研究为奶牛精准养殖中的牛脸图像识别提供了一种有效的技术支持。
    2021,37(15):136-145, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.017
    摘要:
    果树的固有频率是林果振动采收机械设计的重要依据之一。为有效识别果树的固有频率,该研究提出了基于数据驱动随机子空间Data-SSI(Data-driven Stochastic Subspace Identification)法与图论聚类稳定图相结合、仅以果树的输出响应信号对果树进行固有频率识别的方法,以尽量减少人为主观因素的影响。将该方法用于一棵室内小型银杏树和一棵室外较大银杏树固有频率的识别并与冲击力锤频谱测试结果进行对比分析。结果表明,室内小型果树在随机激励下本文方法识别结果与频谱试验结果相对误差小于4.17%;室外大型果树在环境激励下所提方法识别结果与频谱试验结果平均相对误差为2.88%,最大相对误差为6.02%。本文方法对仅基于输出响应信号的果树固有频率识别具有一定可行性,可为果树智能化共振采收时快速准确确定共振频率提供参考。
    2021,37(15):146-153, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.018
    摘要:
    机载激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)可快速、高效的获取大范围地形信息,已成为高精度地形建模的重要数据获取手段。然而,针对复杂地形的机载LiDAR点云构建数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)的插值误差研究缺乏,严重限制了其在土壤侵蚀、开采沉陷等地表过程研究中的应用。该研究基于黄土高塬沟壑区典型地形的机载LiDAR数据,对比了反距离加权(Inverse Distance Weighted,IDW)、克里金(Kriging)、样条函数(Spline)、自然邻域(Natural Neighbor,NN)、趋势面(Trend)、不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)等插值算法的插值误差。首先优选了IDW、Kriging、Spline、Trend等4种算法的关键参数,其次分析了不同点云密度和地形下IDW、Kriging、Spline、NN、TIN等5种算法的插值误差及其空间分布。结果表明:1)IDW最优插值参数为权指数1和搜索点数12,Kriging为无方向、高斯函数和搜索点数12,Spline为规则样条函数和搜索点数32,Trend误差达米级,不适用于地形复杂区域。2)当点云密度较小时(≤19点/m2),IDW、Kriging、NN、TIN4种插值方法较为准确地描述地形。当点云密度较大时(≥39点/m2),各个插值方法的DEM空间分布差异不大。3)针对黄土高塬沟壑区复杂地形区域,点云密度越大,DEM的误差越小。陡坡区域DEM的平均绝对误差明显高于缓坡区域,随着点云密度增大,陡坡区域误差明显减小,而缓坡区域变化较小。当点云密度较小时(≤19点/m2),缓坡和陡坡最优插值插值方法分别为NN和TIN;当点云密度较大时(≥39点/m2),缓坡和陡坡最优插值插值方法均为Spline。研究结果可为机载LiDAR用于地形复杂区域的高精度地形建模与地表过程研究提供依据。
    2021,37(15):154-160, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.019
    摘要:
    果树容易受病虫害或自然因素的影响,使得树干内部产生腐烂和空洞,甚至危及果树寿命,影响果实的品质和果农的经济效益,故有必要对果树进行定期检查。探地雷达是一种有效的无损检测技术,能够在不破坏被测树干的情况下,检测出树干内部空洞的位置和大小。该研究提出了基于波干扰偏移成像的树干内部空洞图像重建方法,在各测量点利用对应的雷达回波信号重建树干内部的空洞情况。然而,对于不规则形状树干,难以确定探地雷达测量点在树干表面的位置,为此,提出了一种重建测量截面轮廓和定位测量点的方法。为了证明提出方案的有效性,以实际区域与重建区域的吻合度为评价指标,在仿真树干和真实树干样本上进行试验。结果表明,提出的轮廓重建方法对圆形树干轮廓重建准确率达99.5%,对不规则树干轮廓重建准确率达97%以上,满足普通树干形状的检测要求;波干扰偏移成像方法对圆形树干内部空洞重建准确率达95.41%,对复杂形状树干内部空洞重建准确率达87.54%,实现了对树干内部空洞的有效检测。研究结果有助于为果树的养护管理提供科学依据。
    2021,37(15):161-168, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.020
    摘要:
    农作物类型制图是农情遥感的重要内容。本研究利用GF-6时序数据,在黑龙江省对基于卷积、递归和注意力3种机制的6个深度学习模型在农作物类型制图中的性能进行了定性和定量的评估。结果表明:所有模型对大豆、玉米和水稻3类主要农作物的F1值不低于89%、84%和97%,总体分类精度达到了93%~95%。将模型异地迁移后,各模型的总体分类精度下降7.2%~41.0%,基于卷积或递归的深度学习模型仍保持了较强的农作物识别能力,优于基于注意力的深度学习模型和随机森林模型。在时间消耗上,各深度学习模型相比于随机森林模型,训练与推理时间不超过6.2倍。GF-6时序数据结合深度学习模型在分类精度和运行效率上满足高精度大范围农作物制图的需要,且迁移性优于传统模型。研究结果可为深度学习在黑龙江农作物遥感分类任务中的应用提供参考。
    2021,37(15):169-178, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.021
    摘要:
    为满足自主作业农机地头转弯的需求,解决单传感器检测获取信息不足的问题,该研究提出了将相机与毫米波雷达所获取数据融合的多传感前方田埂检测方案,利用视觉检测得到田埂形状后辅助滤除毫米波雷达中干扰点进而得到田埂的距离和高度信息。在视觉检测方面,根据前方田埂在图像中的分布特点,提出了基于渐变重采样选取部分点的加速处理方式,并在此基础上利用基于11维颜色纹理特征的支持向量机进行图像分割和基于等宽假设的几何模型特征进行误分类点剔除,然后拟合提取图像中田埂边界。在毫米波雷达检测方面,提出了竖直放置毫米波雷达的检测方式,以克服安装高度与地形颠簸的影响,并获得前方田埂的高度信息。将相机与毫米波雷达获取的数据进行时空对齐后,利用视觉检测结果滤除毫米波雷达干扰点,并将毫米波雷达获得的单点距离信息进行扩展,形成维度上的数据互补,获得前方田埂的形状、距离、高度等更加丰富准确的信息。测试结果表明,在Nvidia Jetson TX2主控制器上,基于视觉的检测平均用时40.83 ms,准确率95.67%,平均角度偏差0.67°,平均偏移量检测偏差2.69%;基于融合算法的检测平均距离检测偏差0.11 m,距离检测标准差6.93 cm,平均高度检测偏差0.13 m,高度检测标准差0.19 m,可以满足自主作业农机的实时性与准确性要求。
    2021,37(15):179-188, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.022
    摘要:
    高时空分辨率降水数据对准确刻画区域降水时空变化特征、精准模拟区域生态和水文过程具有重要的现实意义。以湘江流域为例,在考虑地理、地形和植被等多重要素的基础上,建立了基于地理加权回归法(Geographic Weighted Regression,GWR)的热带降雨测量卫星(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM)降水降尺度模型,并采用比例指数法反演得到星地融合日降水Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种产品,用来驱动土壤和水评估模型(Soil and Water Assessment Tool,SWAT),分析评估其在水文模拟中的应用潜力。结果表明:1)GWR降尺度后,在TRMM降水空间分辨率由0.25°提升至0.05°的同时,同气象站点观测月降水之间的决定系数(R2)平均提升了0.33,均方根误差(RMSE)平均降低了43.30 mm,平均相对偏差(Average Relative Error,ARE)平均降低了38.71%,表明该降尺度模型在湘江流域TRMM月降水降尺度研究中具有良好的适用性;2)与TRMM日降水量相比,星地融合日降水Ⅲ产品同气象站点观测日降水量的R2提高了0.81,RMSE降低了10.27 mm,ARE降低了0.11%,表明以气象站点观测日降水量作比例指数展布星地融合月降水是可行有效的;3)星地融合日降水Ⅲ产品在SWAT模型日、月径流模拟中的纳什效率系数最大,分别为0.79、0.93,相对误差最小,分别为0.12%、1.10%,水文模拟效果最优,可替代气象站点和TRMM卫星降水进行水文模拟。研究结果可为气象站点稀缺区域的高精度降水资料获取和高效水文模拟提供数据支撑和方法借鉴。
    2021,37(15):189-196, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.023
    摘要:
    为探究生物质主要组分与聚烯烃塑料在活性炭共催化热解过程的相互作用机理,该研究采用磷酸活化法制备了活性炭催化剂,利用固定床反应器对纤维素、木聚糖、木质素、花旗松单独催化热解及其与低密度聚乙烯共催化热解产物的产率及组成进行了分析。结果表明,活性炭催化纤维素和木聚糖单独热解的主要产物为呋喃类物质,其质量分数分别为78.6%和83.2%;而活性炭催化木质素热解的主要产物为简单酚类物质(86.6%)。与理论计算值相比,四种混合物共催化热解所得液体产率降低了8.7%~11.4%,气体产率提高了22.6%~64.0%;液体产物中芳烃和轻质脂肪烃(C9~C16)的质量分数增加而氧化物的质量分数降低;气体产物中H2的体积分数有所增加而CO和CO2的体积分数明显降低。活性炭催化剂作用下,生物质三组分与低密度聚乙烯之间相互作用的影响程度有所不同。
    2021,37(15):197-203, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.024
    摘要:
    为缓解奶牛热应激,该研究基于奶牛胸颈部热敏感区产热及散热理论,开发了一套卧床冷水管局部降温系统。该研究在自然通风牛舍,通过水管壁温与试验组卧床表面温度变化测试了系统性能,并通过试验组与对照组奶牛核心体温、呼吸频率、产奶量及躺卧行为的差异分析了系统的应用效果。试验期间,系统水管壁温的变化范围为18~22 ℃,进出水温差1.7 ℃;试验组卧床表面平均温度维持在21~23 ℃,比对照组显著降低2.1 ℃(P<0.01)。结果表明,卧床冷水管局部降温系统水管壁温与距进水口的管道长度呈线性正相关关系。当温湿指数(Temperature-Humidity Index, THI)达到72时,试验组奶牛核心体温比对照组降低0.3 ℃(P<0.01),呼吸频率降低9次/min(P<0.01),证明卧床冷水管局部降温系统可有效缓解奶牛热应激。该研究为牛舍环境局部降温及缓解奶牛热应激提供了方法支撑。
    2021,37(15):204-213, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.025
    摘要:
    确定温室最佳通风和灌水量可改善室内小气候,减少耗水量并提高果实产量,对进一步优化温室作物灌溉制度至关重要。通过开启温室不同位置通风口设置2种通风处理(T1:开启北窗和顶窗;T2:开启北窗、顶窗和南窗),同时参考20 cm标准蒸发皿的累积蒸发量,设置2种水分处理(水面蒸发系数分别为0.9(K0.9)和0.5(K0.5)),进行完全组合设计,分析了不同通风和水分对温室覆膜滴灌番茄生理生态、耗水特性及产量的影响,采用通径分析法探讨了影响番茄茎流速率的主控因子。结果表明:1)T2的日均风速明显高于T1,但温度和湿度却相反;2)全生育期内,T1K0.9和T2K0.9的耗水量分别为282.4和278.4 mm,高于T1K0.5(201.8 mm)和T2K0.5处理(202.5 mm);利用通径分析确定气象因子对茎流速率的综合影响程度由大到小依次为净辐射、温度、相对湿度和风速,其中净辐射对茎流速率的影响主要表现为直接作用,而温度、风速及相对湿度主要表现为间接作用。3)不同通风和水分条件影响了番茄的生长发育和产量形成, T2K0.9的平均单果质量为0.15 kg,水分利用效率为53.0 kg/m3,总产量达到147.6 t/hm2。建议华北地区日光温室通风控水管理参考T2K0.9(开启北窗、顶窗和南窗,水面蒸发系数取0.9)可提高番茄的产量和水分利用效率。
    2021,37(15):214-221, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.026
    摘要:
    连栋塑料大棚棚内环境易受寒潮侵扰,为调节棚内热湿环境,将表冷器-风机集放系统应用于连栋塑料大棚中,在白天适宜条件下运行系统,将棚内空气盈余的热量收集并储存在蓄热水箱中,夜间气温较低时,再将储存的热量释放出来用以加温。对表冷器-风机集放热系统的运行效果进行试验,通过集热量、放热量和性能系数等评价集放热性能,并且将水气温差作为主要影响因素对系统运行阶段分别进行热流量分析和分析。结果表明,在寒潮下系统可以保证棚内气温比棚外高5.2~7.8 ℃。集热量达到了390.6~693 MJ,放热量为361.2~609 MJ,系统性能系数达到了4.4~7.2,节能效果较为显著。系统在运行过程中水气温差每增长1 ℃,集热流量增加0.82 kW,放热流量增加0.58 kW,单位时间内换热量较大;此外系统在集热阶段析湿系数约为1.70,表冷器-风机进出口空气含湿量差最高可达1.3×10-3 kg/kg,说明在集热阶段系统具有冷凝除湿的效果;同时在冷凝除湿过程中系统效率随着水气温差的增加而增加,最高可达到82.8%,能量利用率较高。该研究对保证连栋塑料大棚安全越冬生产具有重要意义。
    2021,37(15):222-231, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.027
    摘要:
    秸秆类生物质具有碱金属及灰分含量高的特性,燃烧时灰分容易团聚结块而影响燃烧室内的配风及燃料的燃烧。本文设计了一种具有多层二次风配风的生物质燃烧试验装置,以玉米秸秆颗粒为燃料,研究了不同一二次风分级配比、多层二次风配比对烟气中CO、NOx等污染物浓度、燃烧效率及灰分结渣率的影响规律。结果表明:当采用一二次风分级配风时,能够显著降低烟气中NOx的浓度,烟气中CO和NOx的浓度变化趋势相反,呈现一种竞争关系。二次风位置较高或下层二次风量的减少,都易导致玉米秸秆颗粒燃烧不完全,CO浓度显著提升。与对照组相比,二次风多层配风下,燃烧室内各测点的温度和烟气中NOx浓度均有所降低,最低NOx浓度排放放生在W1工况(空气系数为1.2,一、二次风配比为60%:40%时,下、中、上二次风按(1/2,0,1/2)),约150 mg/m3。当采用二次风多层配风时,结渣率大幅度下降,最低为4.5%。W1工况的NOx浓度和结渣率均较低,综合评价为最优工况。常用的硅比指数G、碱酸比、Na含量指数、碱性指数Alc等4种结渣指数,均不能正确预测因燃料燃烧区温度T1变化而造成的结渣倾向变化,为此在硅比指数G中引入燃料燃烧区温度T1作为变量,修正后的硅比指数Gt可以很好地对玉米秸秆颗粒因燃料燃烧区温度T1引起的结渣倾向变化进行预测。
    2021,37(15):232-238, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.028
    摘要:
    该研究采用石蜡为相变芯材,Fe-MIL-101-NH2金属有机骨架为载体材料,旨在解决石蜡芯材在固-液相变过程中体积变大,从而出现泄漏现象的问题。通过溶剂蒸发法制备了质量分数为40%~70%的石蜡/Fe-MIL-101-NH2定形复合相变材料。采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)、X射线衍射仪(X-ray Diffraction, XRD)、傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR)对定形复合相变材料的形貌和结构进行观察;用热重分析(Thermogravimetric Analysis, TGA)对定形复合相变材料的热稳定性进行分析;通过差示扫描量热(Differential Scanning Calorimetry, DSC)仪对样品的相变温度、相变焓和热循环稳定性进行测试;SEM结果表明,石蜡的最高负载量为70%,且其均匀分布于Fe-MIL-101-NH2孔道中。XRD、FTIR分析发现石蜡与Fe-MIL-101-NH2之间只是物理混合,没有化学变化;DSC分析可知,质量分数为70%的石蜡/Fe-MIL-101-NH2储能量最大,为51.3 J/g,且质量分数为70%的石蜡/Fe-MIL-101-NH2经过50次循环后,其储能量为47.6 J/g,无明显下降,说明质量分数为70%的石蜡/Fe-MIL-101-NH2具有良好的热循环稳定性,可为相变材料在建筑领域应用研究提供参考。
    2021,37(15):239-247, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.029
    摘要:
    为研究稻麦轮作区不同耕作方式下水稻田麦秸的降解效果,在淮河中下游砂姜黑土区,试验测试了"耕翻+旋耕+泡田"(PRP)、"旋耕+泡田"(RP)、"泡田+旋耕"(PR)三种耕作方式下麦秸在45和90 d中的降解率、组分、养分残存量等参数变化情况,并在显微条件下观察了秸秆表面形态特征。结果表明:1)几种还田方式下,麦秸降解率都是先快后慢,到还田45 d时,其降解率达45%~55%,还田90 d时最高降解率也不超过58.27%。2)还田时间对麦秸碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K),微观凹坑径向长度(Lx)、微观凹坑轴向长度(Ly),力学强度有显著影响(P<0.05),对麦秸组分变化有影响。覆盖还田麦秸C、N、P、木质素、半纤维素随还田时间分别上升至其初始值的1.01~1.33、1.81~3.45、1.15~1.82、1.15~1.39、1.45~2.77倍,而麦秸K、纤维素则下降至其初始值的0.04~0.11、0.77~0.95倍;Lx和Ly随还田时间变化上升至其初始值的5.65~13.60、2.48~9.18倍;麦秸剪切、弯曲及压缩强度随还田时间下降至其初始值的0.07~0.34、0.26~0.58、0.43~0.76倍。3)耕作方式对覆盖还田麦秸N、P、K残存量影响显著(P<0.05),对组分变化有影响。PRP比RP、PR更能促进麦秸N、P、K、纤维素含量下降,提高木质素含量,而半纤维素随耕作方式变化无明显规律。因此,PRP是覆盖还田麦秸降解的较佳选择,其有助于还田麦秸力学强度下降,易引起秸秆表面崩解并形成微观凹坑,促进秸秆腐解及养分释放。
    2021,37(15):248-257, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.030
    摘要:
    统筹永久基本农田保护红线、生态保护红线、城镇开发边界来优化永久基本农田空间布局能够更好地保住优质耕地资源、保障国家粮食安全。该研究应用文献研究法和归纳总结法,系统梳理了永久基本农田保护红线、生态保护红线 、城镇开发边界(以下简称"三线")划定的政策法规,建立了"三线"统筹下的省域永久基本农田布局优化规则,并以广西壮族自治区为例进行了验证。结果表明:1)选择耕地国家利用等和集中连片程度进行了永久基本农田"三线"统筹划定,退出了生态保护红线核心区内所有永久基本农田7 413.46 hm2,并将5 073.05 hm2优质连片的永久基本农田以"开天窗"的形式保留在了生态保护红线一般区和城镇开发边界内;2)广西全区退出永久基本农田1 426 540.77 hm2,主要是标注为工程恢复和未标注的非耕地,补划了永久基本农田525 614.37 hm2,主要是生态保护红线和城镇开发边界外优质连片的耕地,布局优化后的永久基本农田保护率高达85.62%;3)布局优化后的永久基本农田全为耕地且与生态保护红线、城镇开发边界之间无交叉重叠,集中连片的永久基本农田达到95.08%,无重度和极重度污染损毁、石漠化和25°以上坡耕地,永久基本农田国家利用等提高了0.06等。建立的永久基本农田布局优化规则实现了"保护优先、布局优化、优近劣出、质量提升、三线统筹"的目标,能够为各省份指导市县统筹三条控制线划定永久基本农田保护红线提供思路借鉴。
    2021,37(15):258-266, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.031
    摘要:
    洞庭湖平原因不合理的农业生产活动导致严重的耕地面源污染问题,揭示洞庭湖平原近10余年耕地面源污染迁移轨迹及空间格局,可为洞庭湖平原下一步科学防治耕地面源污染提供参考。该研究以洞庭湖平原湖南省部分的21个区(县、市)为实例,利用清单分析法构建农田化肥、人畜排泄物和农田固废3类污染单元,测算化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)、总氮(Total Nitrogen,TN)和总磷(Total Phosphorus,TP)3类污染物排放情况,并运用空间分析、重心模型和冷热点分析研究2005-2019年洞庭湖平原耕地面源污染轨迹迁移变化及空间格局。结果表明:1)从时序上看,2005-2019年间3类污染物排放总量和排放强度总体上均呈现下降趋势;从空间分布上看,COD排放强度等级分布更为集中,洞庭湖平原耕地面源污染程度呈现出"东部》西部》中部"的空间格局;2)从重心模型分析来看,3类污染物排放强度重心在东西方向上的移动更显著,并且重心移动速度呈现阶段变化;3)从冷热点分析来看,3类污染物空间分布格局差异性显著,COD最为明显,TP次之,TN最小,热点区域大多分布于洞庭湖平原东部,冷点区域大多分布于洞庭湖平原中部。研究说明了在生态文明建设过程中,洞庭湖平原耕地面源污染情况有所好转,并且各地区耕地面源污染程度和治理都具有差异性,为今后因地制宜治理耕地面源污染提供理论依据和思路。
    2021,37(15):267-274, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.032
    摘要:
    为了优化微藻生物柴油生产工艺,开发高效低耗的微藻采收与油脂提取技术,该研究使用优化浮珠浮选工艺对小球藻进行采收,随后选取小球藻-表面层状聚合物浮珠聚集体进行破壁提油处理,并通过响应面优化破壁工艺,建立一种新型耦合浮珠-超声辅助溶剂萃取工艺。结果表明,在超声时间为13 min,正己烷:异丙醇体积比例为4,微藻质量浓度为13.6 g/L,超声功率为254 W时,油脂提取效率较高,为18.91%。相比传统气浮法与超声辅助溶剂萃取法,该法采收效率、细胞破壁效率和饱和脂肪酸含量都达到了较高水平,分别为98.36%、90.19%和37.03%。因此,耦合浮珠-超声辅助溶剂萃取工艺是一种有效提取小球藻细胞中油脂的工艺。研究结果为微藻生物柴油制备工艺的发展提供科学依据。
    2021,37(15):275-288, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.033
    摘要:
    空间频域成像,作为一种新兴的光学成像技术,具备宽场非接触、成像深度辨析和有效信号增强等特点,能够提供与组织物理结构、化学成分相关的信息,被广泛应用于农产品组织光学特性表征和品质无损检测等领域。该文首先概述了空间频域成像技术的起源和发展,继而阐明了该技术的工作原理,包括光在生物组织中的传输理论与正向问题、测量与数据处理、逆向反演,然后描述了该技术的多种实施方式,如常规空间频域成像、多光谱空间频域成像、高光谱空间频域成像以及高频空间频域成像,并总结其在苹果、梨、桃等农产品组织光学特性表征和品质检测方面的应用现状,最后讨论了该技术面临的挑战,如测量双层/多层农产品组织光学特性时误差较大、测量深度局限于毫米级、缺乏标准化的光学参考样本、检测耗时较长等,为该技术在未来的研究提供参考。
    2021,37(15):289-298, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.034
    摘要:
    为了探讨低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents, DESs)对杏仁种皮酚类物质的提取率及其提取物抗氧化能力,以4种传统溶剂和5种低共熔溶剂为提取溶剂,比较评价了低共熔溶剂对杏仁种皮酚类物质的提取效果,并采用DPPH、ABTS自由基清除法和氧自由基吸收能力(Oxygen Radical Absorption Capacity, ORAC)分析杏仁种皮低共熔溶剂提取物的抗氧化能力。结果表明,低共熔溶剂对杏仁种皮酚类物质的提取效果更佳,其中氯化胆碱-草酸(DESs2)和氯化胆碱-苹果酸(DESs3)两组低共熔溶剂对杏仁种皮酚类的提取率分别为酸化甲醇的2.18和1.84倍;与酸化甲醇的杏仁种皮提取物相比,DESs2和DESs3杏仁种皮提取物的DPPH自由基清除能力分别提高了26.89%和73.13%,ABTS自由基清除能力分别提高了33.18%和114.81%,氧自由基吸收能力分别提高了14.92和17.73 μmol/g。HPLC结果表明传统溶剂的杏仁种皮提取液中酚类物质组成较复杂,而氯化胆碱-草酸(DESs2)、氯化胆碱-苹果酸(DESs3)和氯化胆碱-苹果酸-脯氨酸(DESs5)的杏仁种皮提取液中酚类物质组成较为单一,说明低共熔溶剂在提取酚类物质时具有很强的专一性。
    2021,37(15):299-307, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.035
    摘要:
    为了寻求一种安全有效的方法防治由意大利青霉(Penicillium italicum)引起的柑橘青霉病,该研究分析了碳酸铵作为通常认为安全的药剂抑制意大利青霉生长的可能作用机制及对脐橙、皇帝柑、沃柑3种不同类型柑橘贮藏品质的影响。结果表明,碳酸铵能抑制意大利青霉孢子萌发和菌丝生长,且呈现剂量依赖效应,在质量浓度分别为 0.4 g/L和0.8 g/L时可完全抑制孢子萌发和菌丝生长。结构观察表明,碳酸铵引起菌丝生长节点稀疏和分支减少;超微结构观察发现菌丝严重皱缩,菌丝线粒体结构异常。生理生化分析表明,碳酸铵处理,引起线粒体的钠/钾离子ATP酶(Na+/ K+-ATPase)、钙离子ATP酶(Ca2+-ATPase)和镁离子ATP酶(Mg2+-ATPase)活性下降,导致还原型谷胱甘肽(Reduced Glutathione,GSH)含量及谷胱甘肽还原酶(Glutathione Reductase,GR)活性降低,活性氧清除体系超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性紊乱,促进H2O2积累。添加活性氧清除剂半胱氨酸(Cysteine,Cys)能部分恢复碳酸铵处理的病菌孢子萌发。活体接种表明,16 g/L碳酸铵处理显著减小了柑橘果实接种意大利青霉的病斑直径(P<0.05),减轻果实发病。碳酸铵处理能降低3种类型柑橘果实自然发病率,且对果实失重率、色泽、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C、还原糖含量无不良影响。结果表明,碳酸铵通过损伤意大利青霉菌丝线粒体结构和功能,促进活性氧积累来发挥抗真菌活性,碳酸铵可以作为杀菌剂的绿色有效替代方法,研究结果为碳酸铵防治柑橘果实采后腐烂提供参考。
    2021,37(15):308-314, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.15.036
    摘要:
    目前川贝母粉掺假现象层出不穷,严重影响了中药材市场的健康发展,因此对川贝母真伪进行检测意义重大。该研究以纯品川贝母粉以及5种含不同掺假物的川贝母粉样品为研究对象,探究太赫兹时域光谱技术在检测川贝母品质方面应用的可行性。先利用偏最小二乘判别(Partial Least Squares Discriminant Analysis, PLS-DA)对纯品川贝母粉以及掺假川贝母粉建立原始光谱的二分类模型。为了同时对多种含不同掺假物的川贝母样品进行鉴别,先对原始光谱采用多种单一预处理方法以及多种复合预处理方法进行处理,再利用主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)对数据进行降维,最后建立支持向量机(Support Vector Machine, SVM)多分类模型。建立SVM多分类模型时,采用网格搜索(Grid Search)与粒子群(Particle Swarm Optimization, PSO)算法两种参数优化方式,对SVM的惩罚参数(c)与核参数(g)进行优化。结果显示:6个二分类模型的鉴别正确率均为100%,表明纯品川贝母粉与掺假样品的太赫兹时域光谱存在差异,归一化-MSC-PSO-SVM多分类模型效果较为理想,预测正确为95.67%,均方根误差为0.432。该研究可为检测分析川贝母品质提供一种理论经验借鉴。
    快速检索
    过刊检索
    全选反选导出
    显示模式:
    2021-09-22 , DOI:
    摘要:
    新疆南疆地区是中国棉花的重要产区。综合全面了解南疆地区棉花种植空间格局及其变化特征对各级政府部门制定相关决策、保障国家粮棉供给、促进中国棉纺织工业加速发展具有重要意义。本文以MODIS EVI数据为基础,应用TIMESAT软件平台集成的Double-Logistic滤波对棉花生长曲线进行重构,根据曲线特点提取阈值,进而提取南疆地区棉花种植信息,分析其种植空间格局及其变化特征。结果表明:1)南疆地区棉花主要分布在天山山脉南侧,形成以阿克苏地区为核心,喀什东北部及巴州北部为边缘的“核心-边缘”结构;2)近20a南疆地区棉花种植面积增加103.17万hm2,年均棉花面积增长5.16万hm2,主要来源于耕地(76.85%)与草地(11.91%);3)棉花分布在空间上呈“东北-西南”走向,棉花种植重心近20a总移动距离91.5km,年移速4.58km/a,基本稳定保持在阿克苏市境内;4)南疆地区棉花种植面积冷点主要分布在克州以及和田地区,2005年后逐渐向西南侧集聚;热点分布格局年际变化显著,2005年前主要分布在阿克苏地区,2005年后逐渐向南疆地区东北侧延伸,主要集中在阿克苏地区以及巴州地区北部。研究成果可为制定区域国土管理制度和涉棉企业科学决策提供参考,对调整和优化棉花结构布局具有积极作用。
    2021-09-22 , DOI:
    摘要:
    区域“三生”空间的划定是其生态文明建设的重要组成部分,也是其国土空间规划与治理体系的基础。划定“三生”空间应以土地利用多功能性分析框架为指导,突出土地主导功能,并考虑其用地分布现状及功能特征的时空变化趋势。本文以南京市溧水区为例,在土地多功能评价和“三生”空间适宜性评价的基础上,综合其土地多功能及变化趋势和“三生”空间适宜性划定研究区“三生”空间。研究结果表明:1)十年间研究区生产与生活功能下降,生态功能提升,各功能高低值所在区域也有变化,生产与生活功能、生态与生产功能表现出一定的相关关系。2)研究区生产空间适宜性差异最大,与耕地的分布存在高度的关联。生活空间适宜性差异最小,但其均值最高,呈由镇中心向周围递减的分布。生态空间适宜性均值略低于生活空间,在各镇间较为平均。3)研究区各乡镇“三生”空间综合评价结果比适宜性评价结果的耦合协调度提升,据此划定的生产、生活、生态空间在研究区占比分别为39.63%、22.72%、37.65%,生产空间集中在研究区中部和西北部,生活空间主要分布在研究区中部,而生态空间则在研究区南部。综合土地多功能与适宜性的“三生”空间划定结果更精细,且三生空间的协调性也更高,可以为研究区进一步的国土空间规划提供参考。
    2021-09-22 , DOI:
    摘要:
    显化耕地多功能价值的空间分异规律有助于完善耕地保护政策。本文以2018年石家庄市遥感影像和统计年鉴为基础数据,分别计算基于地块尺度耕地的物质生产功能、生态维持功能和社会保障功能的价值,并引入梯度分析方法,以城市中心为原点分别设置梯次环和采样条带,对其价值变化进行梯度分析。结果表明:(1)2018年石家庄市耕地总功能价值沿“城—乡”呈现出“上升—下降”的倒“U”型变化趋势,在第四环价值达到倒“U”型趋势的顶点。1—5环各项功能价值呈上升趋势,7—10环各项功能价值显著下降。(2)基于梯次环的分析发现距离石家庄城市中心10—40km的1—4环耕地各功能价值最高,其中物质生产功能在4环达到峰值,生态维持功能在3环达到峰值,6—10环呈显著下降趋势。(3)基于条带的分析发现,在南北向条带上耕地各功能价值变化呈“上升—下降”的倒“U”型趋势,生态维持功能价值呈现出对称的“M”形,东西向样带上社会保障功能价值在西部变化显著,而生态维持功能价值在东部变化剧烈。
    2021-09-22 , DOI:
    摘要:
    探讨耕地景观格局对土壤重金属污染风险的影响有利于丰富耕地可持续利用和保护路径,对维护国家粮食安全和景观生态安全具有重要意义。以经济发达地区为研究对象,本研究基于土地利用数据、耕地分等成果和93个样点采样数据,测算耕地重金属(Cd、Pb和Hg)污染水平和耕地景观格局指数,采用逐步回归模型和空间回归模型分析耕地景观格局与重金属污染的关系。结果表明:1)研究区各土壤重金属因子污染指数及内梅罗综合评价指数的均值范围为0.22~0.42,污染指数大小依次为Pcd>Ppb >Phg,整体污染风险较低,单个重金属污染指数变异系数均大于0.5,污染风险较高地区呈现团状聚集空间分布特征。 2)耕地重金属污染与景观格局在城乡和道路梯度上存在明显的空间关联关系。3)耕地不同类型重金属污染与耕地景观格局各类指数呈现显著相关关系,耕地景观斑块规模、破碎度以及斑块形状复杂度与耕地重金属污染呈显著负相关关系,耕地景观聚集度与耕地重金属污染污染呈显著正相关关系。该研究进一步深化耕地景观格局与土壤重金属污染的定量关系,可为从景观格局优化路径控制土壤重金属污染提供参考。
    2021-09-22 , DOI:
    摘要:
    基于耕地边际化和集约化同步存在特征解释耕地利用强度分化表现特征,在对耕地利用强度分化过程进行理论解释的基础上,通过修正变异系数构建区域耕地利用分化测度模型测度我国2000—2014年耕地利用强度分化演变特征及区域差异影响因素。研究结果表明:全国及区域尺度耕地利用强度分化时间上基本呈扩张趋势,仅中部地区呈收缩特征,空间上呈“中部低,四周高”的分布特征;省域尺度耕地利用强度分化特征在时间上表现为大部分省份分化扩张,少部分省份收缩,而在空间上省域耕地利用分化程度弱于全国与区域尺度分化程度,相对呈现出“大异小同”的空间特征;农药化肥要素投入分化扩张特征更明显,其均衡性发展有助于区域耕地利用强度的提高;省域尺度耕地利用强度分化区域差异主要受耕地流转、劳均耕地规模等经营管理因素的影响,受耕地质量、地形起伏等自然条件影响相对较弱。基于研究结果本文认为一方面需加强农业基础设施建设和农药化肥等生物化学投入管控,另一方面应不断完善土地市场、培育多种经营主体,整合农业生产要素,提高农民收入水平。
    2021-09-22 , DOI:
    摘要:
    错综复杂的土地利用模式和破碎的地物斑块制约了土地利用/覆被分类的精度和效率。一方面,混合像元模糊了地物的光谱信息,影响了分类精度。另一方面,如何高效利用地物的光谱、形状和纹理特征是当前土地利用/覆被分类的研究热点。为了提高基于遥感技术的土地利用/覆被分类精度,该研究基于Sentinel-2A遥感影像,开展融合光谱混合分解与面向对象的土地利用/覆被分类研究。首先,基于地物的光谱、形状和纹理特征,在3个分割尺度通过NDWI(Normalized Difference Water Index)、NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)、SBL(Soil Background Level)等8个特征参数构建了不同地物信息的提取规则。其次,利用光谱混合分解模型提取研究区基质(SL;岩石和土壤)、植被(GV;光合作用叶片)和暗色物质(DA;阴影和水)3类通用端元。最后,尝试融合3端元光谱特征优化地物信息提取规则。研究结果表明:1)基于构建的光谱、形状和纹理的地物信息提取规则,使用模糊函数、阈值法进行土地利用/覆被分类,获得了较高的分类精度,总体精度为80.83%,Kappa系数为0.76。2)融合3端元的光谱特征的提取规则将分类精度提升至90.00%,Kappa系数提升至0.88。3)具有明确物理意义的3端元的融入增强了像元内各组分信息的差异性,弥补了传统光谱指数对植被与土壤间的亮度信息解析度不足的缺陷。该方法能充分利用影像的光谱信息,是一种由易到难、对不确定因素进行逐层剥离的土地利用/覆被信息提取技术。因此,对中高分辨率的多光谱遥感影像十分友好,在土地利用/覆被的精细化分类中有较大应用潜力。
    2021-09-14 , DOI:
    摘要:
    摘要:目的:川贝母作为一种名贵的中药材,但目前川贝母粉掺假现象层出不穷,严重影响了中药材市场的健康发展,因此对川贝母真伪进行检测意义重大。该研究以纯品川贝母粉以及五种含不同掺假物的川贝母粉样品为研究对象,探究太赫兹时域光谱技术在检测川贝母品质方面应用的可行性。方法:先利用偏最小二乘判别(Partial Least Squares Discriminant Analysis,PLS-DA)对纯品川贝母粉以及掺假川贝母粉建立原始光谱的二分类模型。为同时对多种含不同掺假物的川贝母样品进行鉴别,先对原始光谱采用多种单一预处理方法以及多种复合预处理方法进行处理,再利用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)对数据进行降维,最后建立支持向量机(Support Vector Machine,SVM)多分类模型。建立SVM多分类模型时,采用网格搜索(Grid Search)与粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)算法两种参数优化方式,对SVM的惩罚参数(c)与核参数(g)进行优化。结果: 6个二分类模型的鉴别正确率均为100%,表明纯品川贝母粉与掺假样品的太赫兹时域光谱存在差异,Normalize-MSC-PSO-SVM多分类模型效果较为理想,预测正确为95.67%,均方根误差为0.432。结论:该研究为检测分析川贝母品质提供一种理论经验借鉴,对保证其优良品质在医药领域具有极为重要的意义。
    2021-09-14 , DOI:
    摘要:
    空间频域成像,作为一种新兴的光学成像技术,具备宽场非接触、成像深度辨析和有效信号增强等特点,能够提供与组织物理结构、化学成分相关的信息,被广泛应用于农产品组织光学特性表征和品质无损检测等领域。该文首先概述了空间频域成像技术的起源和发展,继而阐明了该技术的工作原理,包括理论与正向问题、测量与数据处理、逆向反演,然后描述了该技术的多种实施方式,如常规空间频域成像、多光谱空间频域成像、高光谱空间频域成像以及高频空间频域成像,并总结其在苹果、梨、桃等农产品组织光学特性表征和品质检测方面的应用现状,最后讨论了该技术面临的挑战,如测量强吸收组织、双层/多层农产品组织光学特性时误差较大、测量深度局限于毫米级、缺乏标准化的光学参考样本、检测耗时较长等,为该技术在未来的研究提供参考。
    2021-09-14 , DOI:
    摘要:
    由意大利青霉(Penicillium italicum)引起的柑橘青霉病是柑橘采后重要病害之一。本研究分析了碳酸铵作为通常认为安全的药剂抑制意大利青霉生长的可能作用机制及对脐橙、皇帝柑、沃柑三种不同类型柑橘贮藏品质的影响。结果表明,碳酸铵能抑制意大利青霉孢子萌发和菌丝生长,且呈现剂量依赖效应,在浓度分别为 0.4 g/L和0.8 g/L时可完全抑制孢子萌发和菌丝生长。结构观察表明,碳酸铵引起菌丝生长节点稀疏和分支减少;超微结构观察发现菌丝严重皱缩,菌丝线粒体结构异常。生理生化分析表明,碳酸铵处理,引起线粒体Na+/ K+-ATPase、Ca2+-ATPase和Mg2+-ATPase活性下降,导致还原型谷胱甘肽含量及谷胱甘肽还原酶活性降低,活性氧清除体系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性紊乱,促进H2O2积累。添加活性氧清除剂半胱氨酸(Cys)能部分恢复碳酸铵处理的病菌孢子萌发。活体接种表明,16 g/L碳酸铵处理显著减小了柑橘果实接种意大利青霉的病斑直径,减轻果实发病。碳酸铵处理能降低三种类型柑橘果实自然发病率,且对果实失重、色泽、可溶性固形物、可滴定酸、Vc、还原糖含量没有显著影响(P>0.05)。这些结果表明,碳酸铵通过损伤意大利青霉菌丝线粒体结构和功能,促进活性氧积累来发挥抗真菌活性,碳酸铵可以作为杀菌剂的绿色有效替代方法,控制柑橘果实采后的腐烂。
    2021-09-13 , DOI:
    摘要:
    小浪底水库调水调沙后续动力不足,充分挖掘三门峡水库潜力为小浪底水库调水调沙提供后续动力非常具有研究价值。本文分析三门峡水库通过改建底孔形成双泥沙侵蚀基准面条件下的可能边界条件,考虑三门峡水库工程运用条件和入库洪水分期特点,分析拟定了三门峡汛期、非汛期抬高水位的方案,利用构建的三门峡水库泥沙冲淤数学模型和模糊优选评价模型进行方案计算分析与评价,提出了三门峡水库在降低侵蚀基准面的情况下最优运用水位方案,即按照前汛期运用水位308m、后汛期运用水位312m、非汛期最高水位321m运行的方案,综合效益最优。研究成果对增强小浪底水库调水调沙后续动力、三门峡水库充分发挥综合效益具有重要意义。
    2021-09-13 , DOI:
    摘要:
    为比较生长模型和15N示踪技术两种方法评价苹果氮肥利用率的差异,本研究以田间5年生延长红(‘长富2号’芽变品种)为研究对象,以生长模型和15N示踪技术为手段,研究在不施氮肥(CK),常规高氮(N800),优化减氮(N400)和有机无机配施(N200+O200)处理下苹果树对氮肥的吸收利用情况以及各器官氮素的分配特性,对比分析两种方法的评价结果。结果表明:各施氮处理基于生长模型和 15N 示踪技术的果树氮肥利用率分别为13.13 %-31.94 %和11.64 %-32.40 %。与 N800 处理相比,N400 和 N200+O200 处理果树的氮肥利用率分别提高了 64.43 %-84.92 %和 143.26 %-178.35 %。但不同施肥处理对各器官氮素分配没有显著性的影响。对于果实和叶片的氮肥利用率、各器官氮素的分配情况两种评价方法存在显著差异(P<0.01),但对植株总体氮肥利用率方面二者的评价结果相近。基于生长模型估算果树的氮肥利用率是一种方便可行的研究手段,为今后对多年生作物氮肥利用情况的研究提供了数据支撑。
    2021-09-06 , DOI:
    摘要:
    引水隧洞是农业、水利等工程领域重要的地下结构,确定合理的施工参数是保证隧洞施工安全的前提。本文基于复变函数方法,考虑开挖卸荷和围岩-衬砌相互作用影响,推导了非均匀应力场下开挖后立即支护时衬砌与围岩光滑接触条件下的应力与位移的解析解,并基于最大主应力准则建立隧洞施工参数优化目标函数,以两个不同算例分别设计了隧洞的开挖尺寸和衬砌的弹性模量。研究结果表明:围岩开挖边界引起的应力集中以及衬砌内部的应力分布均与隧洞开挖尺寸、内部水压力、原岩应力场中的水平侧压力系数、围岩与衬砌的物理力学参数等有关;当围岩与衬砌的物理力学参数均已知,水平侧压力系数大于1时,隧洞开挖尺寸越大,衬砌内最大主应力值越大,且出现在 时的内壁处;隧洞的最大和最小主应力的表达式并不固定,在径向和环向方向上都会产生转换;随着开挖尺寸的进一步扩大,在衬砌内壁 和 处附近也会出现拉应力,支护设计时需更加注意;当围岩的物理力学参数、隧洞及衬砌的几何尺寸均已知,水平侧压力系数小于1时,衬砌材料的弹性模量越大,则衬砌内最大主应力值越大,且出现在 时的内壁处;若能采用高强度低弹性模量的混凝土配比用于衬砌,对于提高衬砌的承载能力有事半功倍的效果。
    2021-09-06 , DOI:
    摘要:
    高时空分辨率降水数据对准确刻画区域降水时空变化特征、精准模拟区域生态和水文过程具有重要的现实意义。以湘江流域为例,在考虑地理、地形和植被等多重要素的基础上,建立了基于地理加权回归法(Geographic Weighted Regression,GWR)的热带降雨测量卫星(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM)降水降尺度模型,并采用比例指数法反演得到星地融合日降水Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种产品,用来驱动土壤和水评估模型(Soil and Water Assessment Tool,SWAT),分析评估其在水文模拟中的应用潜力。结果表明:1)GWR降尺度后,TRMM降水的空间分辨率由0.25°提升至0.05°的同时,同气象站点观测月降水之间的决定系数(R2)平均提升了0.33,均方根误差(RMSE)平均降低了43.30 mm、平均相对偏差(ARE)平均降低了38.71%,表明该降尺度模型在湘江流域TRMM月降水降尺度研究中具有良好的适用性;2)与TRMM日降水量相比,星地融合日降水Ⅲ产品同气象站点观测日降水量的R2提高了0.81,RMSE降低了10.27 mm、ARE降低了0.11%,表明以气象站点观测日降水量作比例指数展布星地融合月降水是可行有效的;3)星地融合日降水Ⅲ产品在SWAT模型日、月径流模拟中的纳什效率系数最大,相对误差最小,水文模拟效果最优,可替代气象站点和TRMM卫星降水进行水文模拟。研究结果可为气象站点稀缺区域的高精度降水资料获取和高效水文模拟提供数据支撑和方法借鉴。
    2021-05-31 , DOI:
    摘要:
    准确获取大豆的空间分布对于产量估计、灾害预警和农业政策调整具有重要意义,目前针对种植结构复杂地区所开展的大豆遥感识别研究鲜有报道。该研究以安徽省北部平原的典型大豆产区—龙山、青疃镇为研究区,基于Sentinel-2数据提出一种分层逐级提取策略的大豆识别方法。该方法首先构建决策树筛选规则,剔除研究区内非农田地物,获得田间植被的总体分布;然后生成19个候选特征因子,包括分辨率小于等于20 m的10个波段反射率以及9个植被指数。在典型地物类型样本的支持下,将ReliefF特征权重评估算法与随机森林(Random Forest,RF),BP神经网络(Back-Propagation Neural Network,BPNN)和支持向量机(Support Vector Machine, SVM)相结合,分别构建ReliefF-RF、ReliefF-BPNN、ReliefF-SVM三种组合模型筛选出对于大豆识别最有效的特征,并基于布设在研究区内6个样方(大小为1 km×1 km)的无人机影像提取得到的大豆分布来评估3种模型在大豆制图中的表现。结果表明,ReliefF-RF模型表现最佳,基于该模型筛选出7个优选特征因子,大豆制图的总体精度介于85.92%~91.91%,Kappa系数在0.72~0.81之间,各个样方的提取效果均优于其他两种模型。此外,基于优选特征达到的提取精度明显高于原始波段反射率,虽然略低于全部19个特征的结果,但是数据量降低了63.16%。该研究可以为农田景观破碎、种植结构复杂地区的大豆种植区提取相关研究提供有价值的参考和借鉴。
    2021-05-12 , DOI:
    摘要:
    乳酸菌发酵作为果蔬汁的一种绿色加工技术,不仅可以赋予产品独特的风味,还可以转化其中的活性物质,提高产品的营养价值和保健功效。该研究以湖北杂交枸杞为原料,使用6种乳酸菌(植物乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌及发酵乳杆菌)进行发酵,研究发酵前后枸杞果汁理化特性、主要活性成分及体外抗氧化变化,并利用主成分分析进行综合评价优选出理想的发酵菌株。结果表明,6种乳酸菌在枸杞果汁中生长良好,活菌数均能达到10.0 lg CFU/mL 以上。发酵后的枸杞果汁中总糖和还原糖含量显著降低(P<0.05),且植物乳杆菌和嗜热链球菌产酸能力更强,发酵后总酸含量达6.74、6.07 g/kg。与未发酵枸杞果汁相比,经植物乳杆菌、嗜热链球菌、鼠李糖乳杆菌和发酵乳杆菌发酵的枸杞果汁中总酚含量增加了13.76%~28.07%,而嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌发酵后无显著性差异(P>0.05)。6种乳酸菌发酵后枸杞果汁中总黄酮含量增加了55.80%~161.97%。发酵枸杞果汁的抗氧化活性与发酵前相比均有显著提高(P<0.05)。基于主成分分析的综合评价函数显示经植物乳杆菌、发酵乳杆菌发酵的枸杞果汁品质更优,适宜作为开发枸杞高值化绿色加工饮品的发酵剂。
    2021-05-12 , DOI:
    摘要:
    日光温室现行的温度调控方法对太阳能无法进行有效利用,造成大量浪费,在极端天气条件下不能取得良好效果,无法持续为植物提供适宜的生长环境。为解决上述问题,更好地改善温室墙体性能,本研究以复合无机相变材料为主体,再配以水泥、锯末等原料,制备成相变材料模块,并进行相关试验,测试相变材料水泥模块的蓄放热性能。而后将其固定于日光温室后墙骨架上,采集温室内温度数据,来研究其在实际生产环境中的蓄放热效果。结果表明F1水泥模块由6.4℃升到35℃单位体积蓄热量为92.6MJ/m3;F2水泥模块温度由7.6℃升到35℃单位体积蓄热量为102.1MJ/m3;F3水泥模块温度由8.3℃升到32℃单位体积蓄热量为95.1MJ/m3。F1水泥模块温度由35℃降到5.4℃单位体积放热量为75.8MJ/m3;F2水泥模块温度由35℃降到5.9℃单位体积放热量为92.5MJ/m3;F3水泥模块温度由32℃降到7.8℃单位体积放热量为84.2MJ/m3。在夏季不同天气条件下,三种相变材料都可吸收大量热量,降低温室温度峰值;在冬天夜间又可释放大量热量,提高温室最低温度,使植物始终处于环境相对适宜、温度变化较为平缓的生长环境中。
    2021-05-12 , DOI:
    摘要:
    地块尺度作物分布信息清晰直观地反映了农田位置、空间形态等空间细节和种植类型信息,对精准农业管理、种植补贴发放和农业资源调查等具有重要价值。虽然遥感时空协同思路为地块尺度作物分布提取提供了解决方案,但在农田地块提取和时序特征构建方面尚存在不足。该研究基于遥感时空协同的思路,以Google Earth高空间分辨率影像为底图,利用擅于学习影像视觉特征的D-LinkNet深度学习模型,快速、精准提取农田地块形态;以地块为观测单元,利用Landsat8和Sentinel-2多源遥感的“碎片化”无云数据构建地块时序数据集,基于加权Double-Logistic函数重建地块归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)时序曲线;提取地块物候特征和多时相光谱特征,经过特征优选和随机森林分类模型构建,开展地块尺度作物分布制图。以广西扶绥县为研究区开展试验,共提取地块43.7万个,边界准确率为85.54%,相较于常规基于多尺度分割的地块提取,基于D-LinkNet的地块提取方法直接排除了非农田地物的干扰,地块形态与现实情况符合度更高;地块NDVI时间序列重建结果能够较好地捕捉作物开始生长、旺盛期、成熟收获期的动态变化趋势;分类特征重要性评价结果显示,红边特征、与时间相关的物候特征在分类中发挥重要作用,当联合物候特征和光谱特征时分类效果最佳;根据特征重要性分析不同特征数量情况下的分类精度,当特征数量大于40维时,作物分类精度和Kappa系数保持稳定,总体分类精度维持在88%左右;对扶绥县地块尺度作物分布进行制图,提取甘蔗地块277 421个、水稻地块33 747个、香蕉地块4 973个、柑橘地块102 055个,分别占农田地块总数的63.48%、7.72%、1.14%、23.35%,种植面积占比分别为69.78%、7.12%、1.71%、18.06%。该研究在理论上构建了遥感时空协同的地块尺度作物分类模型,为大范围、地块尺度作物分布遥感提取提供了实用化方案。
    2021-05-12 , DOI:
    摘要:
    针对现有的农药残留检测仪器只能检测水溶液体系中的农药残留和检测对象较为单一的问题,该研究以不同植物叶片啶虫脒农残为研究对象,探究了利用荧光强度检测叶片表面农药残留的可行性,设计了一款叶片表面农药残留的便携式检测仪器。首先,通过啶虫脒农药叶片表面喷洒实验,采集叶片的荧光光谱并进行特征分析,发现啶虫脒农药的最佳激发波长和最佳发射波长分别为355 和500 nm,从而确定光源和光电信号接收源的特征波长分别为350和500 nm。然后通过获取最佳光源照射角度以及光照距离,优化光路结构减少叶片表面杂散光的干扰。同时,设计相关检测电路(如:光源电路,信号调理电路,控制电路等)测出表征反射光强度的电压值,构建标定方程,设计便携式检测仪对农药残留进行了检测。结果表明:1)荧光强度与农药浓度在1~5mg/L的范围内成正比;2)确定了检测仪器最佳光照角度为45o以及光源和待测叶片之间的最佳垂直距离为3.46 cm; 3)对检测仪器进行了标定与测试,建立了便携式检测仪器测量值关系模型,该模型决定系数达到了0.875。该研究所设计的便携式荧光光谱仪能够快速、准确、无损检测叶片表面农药残留。
    2021-05-07 , DOI:
    摘要:
    分析河道泥沙影响因素并进行定量归因分析对正确认识和评价流域水土流失治理措施有着重要意义。该研究通过对鄱阳湖赣江流域1958-2014年的年输沙量变化特征分析,引入降雨侵蚀、森林覆盖以及水库调控等3个影响因素建立年输沙量时变矩模型,利用BMA方法融合4个时变矩模型模拟赣江年输沙量过程,并定量归因分析年输沙量变化中多因素的贡献程度。研究表明:1)以降雨侵蚀力、森林覆盖率和水库调控系数为主要物理影响因子,构建的时变矩模型可以较好地描述赣江年输沙量分布特征及时变过程,纳什效率系数(NSE)可以达到0.93;2)BMA方法有效融合了多个时变矩模型的优点,年输沙量模拟的不确定性区间变小,通过遍历多因素情景组合可实现定量分离不同影响因素的贡献量及变化范围;3)相对于基准期(1958—1989年),变化期(1990—2014年)赣江流域年输沙量呈显著减少的变化,主要受人类活动影响导致的,与双累积曲线法和产沙函数法的定量归因结果相近。具体地,森林覆盖率和大中型水库调控对赣江流域年输沙量减少贡献量分别为414.87万t/a和261.45万t/a,两者贡献率分别为59.72%、37.63%,而降雨侵蚀导致年输沙量增加约42.99万t/a,其他因素减少年输沙量61.40万t/a。对于赣江流域,持续加强流域森林资源的保护,强化大中型水库的调控能力,是提升流域水土流失治理能力的重要举措。
    2021-04-21 , DOI:
    摘要:
    针对灌区水资源多目标优化配置模型求解算法的不确定性和最优方案选择问题,以新疆阿克苏地区阿瓦提县丰收灌区为研究对象,综合考虑经济-社会-生态协调发展,建立基于优选算法的灌区水资源多目标优化配置及方案优选模型。对比改进的NSGA-II算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II,带精英策略的非支配排序遗传算法)、NSGA-III算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-III,基于参考点的非支配排序遗传算法)、MOEA/D算法(A Multi-objective Evolutionary Algorithm Based on Decomposition,基于分解的多目标进化算法),最终选取性能最好的CNSGA-III算法作为优化算法对水资源配置模型进行求解;建立水资源配置方案优选评价体系,利用熵权-TOPSIS综合评价模型对符合决策制定者期望的配置方案进行对比筛选,选出灌区水资源最佳配置方案。结果表明:优化后的方案相较于传统配置方案,在“三条红线”用水限额下,经济净效益增加1.0%,灌区总缺水量减少8.4%,碳吸收总量增加4.5%。建立的灌区水资源多目标优化配置及方案优选模型可为管理者制定灌区水资源配置方案提供参考,也可适用于其他干旱灌区,有一定的理论意义。
    2021-04-08 , DOI:
    摘要:
    为分析筒装料螺旋流管道水力输送的能耗问题,该研究以导流条安放角为主要控制变量,采用理论分析与模型试验相结合的方法,研究了不同导流条安放角条件下管道车间断面的螺旋流流速特性。结果表明:不同导流条安放角条件下,管道车间断面的轴向流速分布趋势基本相同,均呈现先由管壁向内扩散,再由管轴线向外扩散的分布特征,且管道车间各断面轴向流速值整体较大,最大值达到3 m/s。不同导流条安放角下车间断面的径向流速基本在?1.0~1.0 m/s之间波动,且径向流速值为0的区域相对较大;随着导流条安放角度的增加,管道车间断面的径向流速逐渐呈现120°旋转对称分布,且在0°、120°与240°极轴方向上径向流速值较小。相较于轴向和径向流速,周向流速受导流条安放角的影响最大,且周向流速强度随导流条安放角的增大而增大,最大值能达到1.5 m/s。同时随着导流条安放角的逐渐增大,沿圆周断面呈逆时针旋转的周向速度增加;同径向流速类似,随着导流条安放角的增加,管道车间断面的周向流速也逐渐呈现120°旋转对称分布,但在0°、120°与240°极轴方向上周向流速值反而较大。该研究不仅完善了管道螺旋流理论,而且对筒装料管道水力输送技术的推广应用提供理论参考。
    2021-04-08 , DOI:
    摘要:
    为解决复杂环境下,猪只粘连和猪栏遮挡等因素对生猪个体多目标实例检测带来的问题。该文以群养猪圈场景下8栏日龄20~105天共计45头生猪为研究对象,以视频为数据源,采用平视视角、镜头位置不固定的数据采集方式,共获得标注图像3834张,并将其划分为训练集2490张、验证集480张、测试集864张。引入一种融合通道注意力(Channel Attention Unit, CAU)与空间注意力(Position Attention Unit, PAU)的双重注意力单元(Dual Attention Unit, DAU),并创新性地将DAU用于特征金字塔网络(Feature Pyramid Network, FPN)结构中,研究基于两大骨干网络R50、R101与4个任务网络Mask R-CNN、Cascade Mask R-CNN、MS R-CNN及HTC交叉结合模型对群养生猪实例检测性能。与其他注意力单元CBAM、BAM、SCSE相比,HTC-R101-DAU比HTC-R101-CBAM在AP0.5、AP0.75、AP0.5:0.95、AP0.5:0.95-large 4种指标上分别提升1.7、1.7、2.1与1.8个百分点;单独加入CAU与PAU以分别探究通道与空间注意力单元对任务网络检测性能影响,试验表明,DAU与CAU及PAU相比,其性能更佳,且加入特定串联数量的PAU效果优于CAU;为获取更为丰富的上下文信息,分别串联1~4个PAU单元以构建不同空间注意力模块,试验表明,随着串联PAU单元数量的增加,相同任务网络其预测AP指标值先增加后减小;综合分析,HTC-R101-DAU模型可更为精确、有效地对不同场景生猪进行实例检测,其可为后续生猪个体深度研究奠定基础。
    2021-04-08 , DOI:
    摘要:
    为了评估雷达高度计监测滨海湿地水位的能力,提高其监测滨海湿地水位的测量精度,本研究以广西北部湾滨海湿地为研究区,选取2016—2020年逐日的Jason-3和Sentinel-3A雷达高度计数据,建立滨海湿地水位遥感监测模型,利用重心偏移法,阈值法,改进的重心偏移法和改进的阈值法对测高水位进行波形重定改正获取滨海湿地水位。结合水文站实测数据,定量评估不同算法提取水位的精度差异,利用年内水位变幅、月平均水位、季平均水位和年平均水位探究滨海湿地水位动态变化,利用降水量数据分析滨海湿地水位动态变化原因。结果表明,在4种重跟踪算法中,改进的阈值法重定效果最佳,Jason-3雷达高度计的决定系数最大为0.78,均方根误差(Root mean square error,RMSE)最小为0.35 m,平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)最小为0.28 m;Sentinel-3A雷达高度计的决定系数最大为0.87,RMSE最小为0.24 m,MAE最小为0.18 m,表明Sentinel-3A雷达高度计的监测精度较高。广西北部湾滨海湿地水位变化与降水量变化的相关性较高,年内水位变化较为剧烈,呈现明显的季节性,年内水位平均变幅为3.37 m,在2016—2020年间水位整体呈现下降趋势,年平均变化速率为-0.005 m/a。星载雷达高度计为大范围的滨海湿地水位监测提供了有力手段,这对研究滨海湿地变化及生态环境保护具有重要意义。
    2021-03-19 , DOI:
    摘要:
    从生态系统服务视角出发优化生态安全格局,对于维护区域生态安全格局,确保经济社会稳定发展意义重大,现有研究缺乏对不同决策风险情景下生态系统状况的认知。本文以黄河流域甘肃段为研究单元,在测度2019年食物供给、碳固定、产水量、土壤保持及生境质量五种典型生态系统服务的基础上,利用有序加权平均(OWA)模型识别出生态系统服务权衡度最高的优先保护区作为生态源地,利用最小累积阻力模型和电路模型识别生态廊道和夹点区域,进行生态安全格局构建与优化。研究表明:①黄河流域甘肃段生态源地斑块共计169个,总面积27460.56 km2,约占研究区总面积的19.2%。②五种生态系统服务之间在全流域尺度下呈现出协同关系,甘南高原、陇中、陇东黄土高原由于受地形气候和植被覆盖以及人类活动的影响,生态系统服务差异显著。③利用电路模型提取得到441条生态廊道,总体呈网状分布,贯穿东西,识别出生态节点49个。④提出构建“四轴、六区、多中心”的黄河流域甘肃段生态安全空间布局优化体系,形成功能化、网络化的区域生态空间优化结构。
    2021-03-11 , DOI:
    摘要:
    极端降雨情形下水土流失治理的效益评估对黄河治理研究具有重要意义,但由于缺乏有效的针对事件尺度的定量评估方法,导致该问题长期存有争议。2017年陕西榆林“7·26”特大暴雨致灾严重,引发广泛关注。该研究研发了一种针对事件尺度的减沙效益计算方法,以岔巴沟流域为研究对象,计算了流域水土保持治理在“7·26”暴雨事件中的减沙效益。研究结果表明,在流域未治理时段,高强度降雨事件存有较好的降雨径流关系,同时事件平均含沙量相当稳定,藉此可分别估计“7·26”洪水如发生在未治理时段的产流量和平均含沙量,从而计算出相应的产沙量。进一步,利用坡面措施(包括梯田和植被)和淤地坝减沙机制的不同,可分割其各自的减沙贡献。计算结果表明,“7·26”暴雨中,流域水土保持治理使得洪水平均含沙量减小了83%,径流减小了55.1%,流域治理的总减沙效益因此高达92.4%,同近10年来岔巴沟流域泥沙的减幅相当。总减沙效益中有55.1%来自坡面措施,37.3%来自淤地坝,两种措施均发挥重要作用。该研究研发方法不仅可计算流域水土保持治理总的减沙效益,也可分割不同水保措施的效益,可广泛应用于黄土区极端降雨情形下水土流失治理的效益评
    2021-02-24 , DOI:
    摘要:
    为探究玉米秸秆、市政污泥的单一及其混样的热解特性和交互作用,基于热重分析法,在升温速率(10℃/min、20℃/min和30℃/min)下,对玉米秸秆、市政污泥及混样进行热重试验,同时采用Coats-Redfern积分法研究动力学特性。结果表明:玉米秸秆与市政污泥的热解特性差异大,残余率相差18.57个百分点,综合热解指数相差35.73×10-5,活化能E相差35.31~46.88kJ/mol。随着市政污泥的含量从10wt%到90wt%,热解起始温度由360.3℃下降至440.3℃,混样主热解区间由277.7~360.3 ℃变长,并且向高温区偏移,残余率由33.69%增加至45.83%,最大失重速率由7.88%·min-1下降至3.11%·min-1,综合热解指数由8.5×10-5下降至1.7×10-5。表明市政污泥虽改善了混样的热解起始温度,但同时也使热解区间增宽,残余率增加,失重速率变缓,综合热解指数降低。混样综合热解指数均不同程度低于相应理论值,表明二者共热解存在抑制作用。玉米秸秆单独热解过程所需活化能E大于市政污泥。升温速率增加低温段、高温段活化能不同程度增加。市政污泥比例从10wt%提高到90wt%,热解活化能由66.01~46.16kJ/mol降低至44.47~17.04kJ/mol。该研究可为玉米秸秆和市政污泥的利用提供基础支撑。
    2021-02-20 , DOI:
    摘要:
    中国西北荒漠地区气候环境恶劣,干旱、高温和强辐射等极端天气事件频发。探究该区植被对环境波动的响应,理解荒漠植物适应环境的调节过程和机制,从而预测未来气候变化背景下荒漠生态系统群落的演替和发展。该研究选取宁夏盐池毛乌素沙地优势物种油蒿(Artemisia ordosica)为研究对象,进行叶绿素荧光的长期原位连续观测。运用小波分析方法探究油蒿光系统II(Photosystem II,PSII)能量分配参数(实际光化学效率(Photochemical Efficiency,ΦPSII)、调节性热耗散(Regulated Heat Dissipation,ΦNPQ)和非调节性热耗散(Non-regulated Heat Dissipation,ΦNO))与光合有效辐射(Photosynthetically Active Radiation,PAR)、温度(Air Temperature,Ta)、饱和水汽压差(Vapor Pressure Difference,VPD)和土壤含水率(Soil Water Content,SWC)在多时间尺度上的动态格局。结果表明:日尺度下,PSII能量分配参数(ΦPSII、ΦNPQ和ΦNO)滞后PAR 43 min,滞后Ta 、VPD和SWC分别为3.3、4.6和10.72 h(P<0.05),油蒿可能通过叶黄素循环等热耗散机制和改变气孔导度等途径调节PSII能量分配。在季节尺度下,滞后于Ta、VPD和PAR分别为7.2、8.8和14.7 d,滞后于SWC长达21.6 d(P<0.05),油蒿可能通过提高PSII修复能力、增加特定蛋白数量和叶绿素浓度等方式调节PSII能量分配。油蒿PSII能量分配参数和最大光化学效率(Maximal Quantum Yield of PSII Photochemistry,Fv/Fm)的波动符合其物候期规律,Fv/Fm和ΦPSII在7和8月降低,同时ΦNPQ和ΦNO 增高。5和9月,ΦNO 增高且伴随Fv/Fm低值出现。研究认为,不同时间尺度PSII能量分配调控机制存在差异,油蒿通过修复损伤使PSII生理状态恢复正常生理水平(Fv/Fm>0.78),对水分亏缺、极端温度和高辐射有一定适应能力。该研究可为农作物生长实时监测、保护农业生态平衡提供科学参考。
    2021-02-20 , DOI:
    摘要:
    为研究膜下滴灌暗管排水条件下棉田土壤盐分变化规律,该研究基于新疆122团盐碱地暗管排水试验,通过膜下滴灌淋洗,监测0~200 cm土层土壤盐分变化,并应用HYDRUS-2D数值模型,模拟分析了暗管排水条件下,盐渍化棉田在2013和2014年生育周期内和秋季返盐阶段土壤盐分变化情况。结果表明:模拟值与实测值之间吻合度较高,模型可用于预测盐碱地土壤层剖面盐分含量变化。模拟结果显示,棉花生育期内滴灌条件下,盐分持续下降;棉花收获后土壤表层开始返盐;2013和2014年棉花吐絮期土壤含盐量与初始含盐量相比,在膜下,0~80 cm土层平均脱盐率分别达到了41.11%和55.56%,膜下及膜间,0~80 cm土层平均脱盐率分别达到了14.05%和17.88%;棉花收获后,土壤表层返盐明显,但与初始含盐量相比仍较低,0~80 cm土体盐分分别平均下降了5.55%和10.15%,0~200 cm土体盐分分别平均下降了2.58%和4.96%,说明暗管控制条件下,使用滴灌淋洗和暗管排盐的模式,土体内的盐分总量呈现降低趋势。研究可为西北内陆干旱区暗管排盐技术和膜下滴灌的推广和应用提供理论支撑和科学指导。
    2021-02-20 , DOI:
    摘要:
    屋顶绿化可有效降低城市径流,减缓热岛效应和温室效应。为了解决屋顶绿化散体基质施工难度大、成本高等问题,该研究以生物质灰为主要原材料,辅以小麦秸秆和污泥,压缩为屋顶绿化基质底部加强层,并分别从粘结剂优选、配合比优化和压缩工艺参数优化3个方面对基质加强层的抗破坏强度进行了研究。结果表明:1)添加比例为4%的黄原胶对生物质灰成型块的抗破坏能力提升较高,抗弯强度和抗剪强度较对照分别提升了360.9(27.98倍)和355.8N(32.94倍)。2)当生物质灰、小麦秸秆和污泥体积比为4:1:1(干物质量之比12.42: 1: 2.14)时,基质加强层抗弯强度和抗剪强度的试验观测数值达到最大值,分别为93.1和38.4N;Scheffe三元二次多项式模拟结果显示,松弛密度的主要影响成分为秸秆(系数4.2),抗弯强度主要由生物质灰和秸秆共同影响(系数451),抗剪强度主要由秸秆和污泥共同影响(系数197.2),优化配比结果为生物质灰、小麦秸秆和污泥体积比3:1:1(干物质量之比9.31: 1: 2.14)。3)正交试验的分析结果表明,基质加强层的最优压缩工艺参数为混合原材料含水率25%,成型温度80℃,成型压力120kN,保压时间5min,105℃恒温加热烘干,此时抗弯强度和抗剪强度分别为184.6和162.7N。该研究可为屋顶绿化加强层的机械化装配施工奠定配方和压缩工艺基础,并为生物质灰等农业废弃物的资源化利用提供新思路。
    2021-02-19 , DOI:
    摘要:
    GPM(global precipitation measurement)时代,高时空分辨率的IMERG(integrated multi-satellite retrievals for GPM)是最主流的卫星降水产品之一。为评估最新版卫星遥感回顾性IMERG降水产品在监测干旱方面的应用能力,以地面网格CPAP(China gauge-based monthly precipitation analysis product)数据为参考资料,选用标准化降水指数(standardized precipitation index, SPI)和标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index, SPEI),评价了IMERG产品在中国大陆2000-2017年的干旱监测效用。结果表明:1)IMERG能较好地捕捉了中国大陆月平均降水量的空间格局,与CPAP数据具有较高的一致性,相关系数高于0.9的区域占大陆面积的73.7%,而在新疆和青藏高原地区存在相对高的空间异质性。2)基于IMERG的干旱指数与CPAP的可靠性较高,区域平均相关系数在大部分地区超过0.8。而SPEI较SPI的适用性更好。3)在西南地区,IMERG可准确再现干旱随时间的变化过程并捕获典型干旱的空间特征,SPEI指数优于SPI。总之,回顾性IMERG产品在中国大陆计算的干旱指数拥有较高的精度,在全球变暖的条件下SPEI指数应用于干旱监测与评估优于仅考虑降水因子的SPI指数。
    2021-02-19 , DOI:
    摘要:
    应用卷积神经网络语义分割模型(Image Semantic Segmentation based on Convolutional Neural Network,CNN-ISS)进行遥感影像分类时,需将大幅影像分解为特定大小瓦片影像,并将其作为CNN-ISS处理对象,这一过程破坏了位于瓦片边缘处地物的完整几何及纹理特征,从而影响瓦片边缘处地物的识别效果,本研究将这种现象称之为瓦片边缘效应。本研究以DeepLab V3为CNN-ISS核心模型,对唐山农村地物进行语义分割,定量分析了分类结果的瓦片边缘效应,并提出了5个消除此效应的后处理方案。结果表明:像素分类精度与像素到瓦片边缘距离正相关,瓦片边缘处错误率最高达6.931 3%,中央处错误率最低为3.515 6%,存在瓦片边缘效应;采用该研究提出的瓦片边缘效应消除方案后,整幅影像的总精度(Pixel Accuracy,PA)、Kappa系数和均交并比(Mean Intersection over Union,mIoU)均有提升,最高分别提升0.399 8%、0.012 2和1.965 1%。在不改变CNN-ISS核心模型条件下,通过该研究的瓦片边缘效应消除后处理方案,可有效提升遥感影像分类精度,尤其针对复杂异构体和线状地物精度提升效果更好。
    2021-02-19 , DOI:
    摘要:
    在高效节水灌溉工程技术难以在大田作物中推广应用的形势下,优化制定节水灌溉制度是提高灌溉水利用效率的可行途径。该研究以河南省新郑市为研究区,在对冬小麦全育期及不同生育阶段的作物需水量、天然供水量、灌溉需水量进行估算的基础上,针对农田灌溉水源不足的条件约束,以冬小麦产量最大化为目标,采用Jensen模型反向求解法,将现有的冬小麦水分敏感性研究成果应用于非引灌区县域节水灌溉制度的制定,通过实施非充分灌溉制度,缓解水资源供需矛盾。结果表明:1)新郑市平水年和干旱年冬小麦全育期供水总量小于需水总量,难以满足农田灌溉需求,需要实施非充分灌溉制度;2)采用Jensen模型不能直接优化解算冬小麦不同生育期的灌水定额,但是可以通过优化解算出的冬小麦不同生育期的腾发量间接确定灌水定额;3)优化解算得冬小麦苗期、越冬、拔节、抽穗、灌浆等不同生育期的腾发量占全育期的比例分别为15.6%、5.6%、23.3%、35.1%、20.3%,为不同生育期敏感性指数的权系数;4)新郑市丰水年冬小麦灌溉关键期为灌浆期,灌水定额占灌水总量的74%~97%,平水年和干旱年为抽穗期,灌水定额占灌水总量的55%~73%。该研究表明采用Jensen模型反向求解法可优化确定冬小麦不同生育期的灌水定额,研究提出的非充分灌溉制度制定方法对推进现有理论研究成果在农田灌溉实际工作中的应用具有重要的实践意义。
    2021-01-26 , DOI:
    摘要:
    为了实现谷物联合收割机收获时实时在线检测谷物的蛋白质含量并记录采样地理位置信息,研发了一种基于近红外光谱原理的谷物蛋白质含量在线检测系统,系统主要由近红外光谱传感器模块、螺旋采样输送机构、控制模块、GPS/北斗定位模块、工控显现一体机等组成。谷物联合收割机近红外光谱式蛋白质含量在线检测系统工作时,当联合收割机出粮搅笼排出的谷物经过螺旋采样输送机构,采样机构的步进电机根据检测速率要求由控制器控制并间断进行谷物输送,控制器同时控制近红外光谱传感器在步进电机停止转动时进行光谱采样,谷物的近红外光谱和GPS/北斗定位模块位置信号等数据由RS485总线传输至上位机。编制了近红外传感器和采样机构等的控制与数据处理分析软件,经谷物蛋白质含量预测模型处理后,将谷物蛋白质、采样位置信息等实时显示在终端上并保存。为了验证谷物蛋白质含量预测模型及在线检测系统的性能,开展了室内标定和田间系统动态测试试验,小麦蛋白质含量预测模型的决定系数R2为0.865,绝对误差范围为-0.96~1.22,相对误差范围在-7.30%~9.53%,预测标准差RMSEP值为0.638;水稻蛋白质含量预测模型的决定系数R2为0.853,绝对误差范围为-0.60~1.00,相对误差范围为-8.47% ~ 9.71%,预测标准差RMSEP值为0.516。系统田间测试试验表明,小麦蛋白质含量的最大相对误差为-6.69%,水稻蛋白质含量的最大相对误差为-8.02%,采样分析时间间隔对系统测试精度的影响不显著,系统稳定性和检测精度达到田间谷物蛋白质在线检测需要,为精准农业作业提供了科学依据。
    2021-01-26 , DOI:
    摘要:
    为研究发酵条件对甘肃河西产区本土酒酒球菌(Oenococcusoeni, O.oeni)酯酶累积活性的影响,以及在苹果酸-乳酸发酵(Malolactic fermentation,MLF)过程中对霞多丽干白葡萄酒酯类香气物质的影响,试验以甘肃省葡萄与葡萄酒工程学重点实验室鉴定保存的2株本土O.oeniGF-2、ZX-1和商业菌株VP41为供试菌株,在模拟酒中动态监测苹乳发酵过程中菌株的不同碳链长度底物(C2、C4、C6)酯酶活性,分析比较不同发酵条件(初始pH值、乙醇浓度、SO2添加量、发酵温度)对菌株产酶规律的影响关系和特点;通过微酿试验探讨供试菌株对霞多丽干白葡萄酒香气品质的修饰效应。结果表明,在不同pH值条件下,本土O.oeni菌株的酯酶活性明显高于商业菌株VP41,其中ZX-1的最大酯酶活性比VP41的高出约63.42%;乙醇浓度8%时,所有供试菌株均产生了最大酯酶活性,且本土O.oeni菌株具有更强的产酶能力;在不同SO2添加量影响下,两株本土O.oeni的酯酶累积活性均显著高于VP41的酶活性(P<0.05);18℃、22℃发酵温度下,GF-2的酯酶活性显著高于菌株VP41(P<0.05)。复合发酵试验结果表明:供试菌株的总酯酶活性依次为ZX-1>GF-2>VP41;虽然影响各菌株酯酶活性的主次因素不同,但所有供试菌株的最佳产酶条件均为乙醇浓度12%、pH3.6、SO2添加量30 mg/L、发酵温度22℃,其中以ZX-1的酯酶活性最高为620.973mU/mL,表现出较强的葡萄酒生境适应能力。对霞多丽干白葡萄酒微酿试验的分析显示:MLF后的酒样中共新增6种酯类物质(乙酸戊酯、乙酸庚酯、3-羟基丁酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、反式-2-己烯酸乙酯、反式-4-癸烯酸乙酯),其中本土O.oeni发酵后的酒样中检测出2种具有果香味的特有香气物质(乳酸异戊酯、甲酸辛酯)。与商业菌株VP41相比,经本土GF-2、ZX-1发酵的酒样具有更浓郁的品种香和良好的余香持久性。综合分析,本土与商业O.oeni菌株均可以成功完成MLF,尤其是ZX-1具有较强的产酯酶能力且受发酵条件的影响显著,可有效提升霞多丽干白葡萄酒中的果香和花香类化合物含量,明显增强酒体的地域风格和典型性,更适宜作为甘肃河西走廊产区干白葡萄酒的MLF发酵剂。
    2021-01-20 , DOI:
    摘要:
    目前多利用室内模型试验所得土壤侵蚀模数乘以面积预测野外实地水土流失,为了探讨晋西黄绵土坡面室内外径流侵蚀差异,该研究采用室内模型模拟与野外原位模拟试验方法,分析了不同降雨与坡面面积条件下,室内与野外坡面径流模数、侵蚀模数、单宽输沙率及细沟发育差异性,结果显示:室内模型试验结果均大于野外原位模拟试验,当野外坡面面积为室内的4倍时,径流量与侵蚀产沙量不呈4倍关系,且面积越大野外与室内侵蚀量比值越小,说明简单地用室内试验结果乘以面积预测野外实地水土流失是不合理的,且雨强对径流侵蚀的影响较面积大;相同降雨条件下室内坡面较野外坡面更易产生细沟,且发育程度大,更倾向于沟底下切,增强了室内坡面径流侵蚀力;一定雨强、坡长条件下,野外单宽输沙率在10~14 min首次出现峰值,之后趋于稳定,而室内多在4 min即出现峰值,且峰值为野外的1.58~10.40倍,说明室内模型试验单宽输沙率及其波动性大于野外,且响应时间更短。
    2020-12-16 , DOI:
    摘要:
    中国灌区的常用量水方法中,利用水工建筑物尤其是闸门量水是目前应用最为广泛的,但传统的闸门过流公式林林总总,实际应用中需区分自由、淹没流态选择对应的公式,理论值与实测值偏差较大,该研究拟提出一种基于实测数据率定的形式简单、可应用于多种流态的流量计算模型。主要采用三维数值模拟的方法,通过建立实际水闸的三维流体力学模型,研究不同流态下的闸门水力特性,并结合室内模型试验和野外原型观测提出基于实测数据率定的流量计算模型。研究步骤为:1)验证基于实测数据的率定模型的有效性及精确性;2)分析该模型应用于闸门不同流态的率定效果,判断其是否可用于自由及淹没孔流建立统一的流量关系;3)对所提出的模型方法进行野外实测数据验证,并进行误差来源分析。结果表明:1)该模型能够进行区分流态的率定且精度较高,90.63%的数据误差在5%以内;2)该模型能够统一自由-淹没孔流率定,使用仿真数据进行统一率定时数据误差在5%以内的占比为86.67%,使用南水北调中线某闸门8、10、11月份验证模型精度可达到77.64%的数据误差在5%以内,95%以上数据误差在10%以内的效果。该模型具有简单、光滑连续的特点,在实际工程应用中建议通过大量实测提高模型精度。
    2020-11-04 , DOI:
    摘要:
    不同垫料生产方式因工艺差异导致垫料存在生物安全隐患,不利于垫料技术的推广,滚筒发酵具有高温、快速等优势,探讨其垫料生产过程的致病菌变化特征,可为解决产业问题提供支持。该研究以滚筒好氧发酵生产牛粪再生垫料过程为研究对象,采用平板培养法对夏季和冬季垫料生产过程中滚筒不同位置处奶牛乳房炎主要致病菌(大肠杆菌、链球菌、金黄色葡萄球菌和克雷伯氏菌)数量进行检测,同时检测了物料的理化特性,并进一步探究了影响奶牛乳房炎致病菌变化的主要因素。结果表明,夏、冬季滚筒发酵生产牛粪再生垫料过程中筒仓内温度较稳定,滚筒内部温度可维持在65 ℃以上;成品垫料的含水率均低于45%;链球菌和克雷伯氏菌在垫料成品中均未检出,夏季垫料成品中的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌检测数量高于冬季;Pearson相关性分析结果表明,在选取的理化指标中影响致病菌数量变化的最主要因素为滚筒温度,其次为总碳。该研究为滚筒发酵生产牛粪再生垫料的技术应用及推广提供支撑。
    2020-10-21 , DOI:
    摘要:
    为研究爆炒中食品多孔介质热/质传递机制及烹饪成熟和品质变化规律,考虑收缩-水分损失关系,基于多孔介质理论,结合傅里叶定律、牛顿冷却定律和达西定律,构建了爆炒中有蒸发、考虑收缩的食品含湿非饱和多孔介质热/质传递数学模型,开展了爆炒数值模拟。考虑收缩后模拟值与实测温度历史(LSTD=4.40℃)、平均含水率(LSTD=1.42%)和体积收缩率(LSTD=1.05%)吻合更为良好。模拟分析了爆炒热/质传递对颗粒表面蒸发、收缩、内部压力、水分和温度分布的影响机理及火候控制手段的作用,结果表明:爆炒强对流传热使颗粒蒸发剧烈造成水分损失;收缩主要由水分损失引起,可以增大传热效率并影响颗粒内部压力变化,由成熟值理论研判,蒸发收缩对烹饪成熟起到促进作用,并有利于提高烹饪品质,是爆炒技术优势的一部分;火候控制手段通过改变颗粒特征尺寸、能量传递速率和流体-颗粒的换热时间/接触面积对颗粒成熟时间和含水率等烹饪品质产生极显著(P<0.01)影响。
    2020-10-09 , DOI:
    摘要:
    为解决嫁接机人工上苗过程中砧木子叶损伤和叶柄劈裂问题,采用正压气流压苗和负压吸附定位原理,设计一种辅助自动上苗作业的砧木上苗定位机构。通过建立机构有限元分析模型,在给定边界约束条件下利用CFD软件对吸附块内部气流场进行动力学仿真,获得气室内部流场分布情况及各因素对砧木子叶吸附力的影响。采用仿真正交试验方法对吸附块结构参数进行优化设计,确定吸附块各因素对吸孔平均吸力影响的主次顺序为出口负压>吸孔直径>吸孔深度;当吸附块出口负压3 kPa,吸孔直径1 mm和吸孔深度4 mm时,吸附块对子叶具有较好的吸附能力。上苗试验结果表明:该机构对白籽南瓜子叶吸附成功率为96.67%,压苗成功率为99.33%,综合上苗成功率为96.03%,伤苗率仅为0.67%,作业性能满足嫁接机自动上苗作业要求。子叶吸附失败原因是子叶方向和上苗高度控制不准确,以及子叶展角过小导致叶柄劈裂。吸附块作业面仿形和结构参数仿真试验对提高砧木柔性和安全上苗具有重要意义,大幅缩短了吸附块设计周期,研究结果为解决嫁接机自动上苗问题提供理论依据和设计参考。
    2020-10-09 , DOI:
    摘要:
    高温季节土壤表层温度非常高,土壤内部含水量稀少,突发性降雨对于土壤温度动态变化和水热交换运移影响极大。为了揭示降雨非饱和入渗过程中土壤水分运动对高温土壤热量运移的影响机理,本文建立了反映降雨入渗过程的土壤热量运移数学模型,编制了有限元数值计算程序,针对南京典型粉砂土层,开展了降雨非饱和入渗对土壤热量运移影响的数值计算与分析。结果表明:在不发生降雨情况下,土壤温度变化与热量运移主要是表层土壤与环境之间的热交换作用引起,热量运移影响深度约0.2m;在恒定降雨强度作用下,粉砂土层降雨非饱和入渗过程引起土壤基质吸力、体积含水率随降雨历时逐渐变化,土壤湿润锋达到不同深度时,体积含水率快速增加,且湿润锋过后的土壤体积含水率逐渐接近于饱和体积含水率;在降雨非饱和入渗影响下,土壤孔隙中低温雨水与土壤颗粒发生热量交换,进而改变了原有土壤温度场的分布规律,并随着降雨入渗深度的持续增加,降雨入渗过程对土壤热量运移的影响呈现逐渐减弱趋势。通过现场监测数据与数值计算结果对比分析,揭示出土壤降雨入渗过程与热量运移变化规律,从而验证了虑降雨非饱和入渗过程的土壤热量运移数值计算程序的合理性。研究成果可为农业水利工程与水土保持、土壤水文水资源的分布与利用、城市水资源控制与生态环境保护等领域提供重要参考。
    2020-09-15 , DOI:
    摘要:
    秸秆捆烧技术是实现农业秸秆能源化清洁利用的有效途径之一,引起了人们的广泛关注。该文综述了秸秆捆烧技术最新研究进展,简述了秸秆捆燃烧反应原理和秸秆捆燃烧特性,重点分析了秸秆捆烧过程中颗粒物、NOx和CO等污染物产生及减排方法,系统总结了国内外秸秆捆烧技术类型、原理及特点等研究进展。通过全球文献检索,分析了秸秆捆烧技术研究技术热点、主要研究机构以及发展趋势。并评价了秸秆捆烧供暖运行成本,对秸秆捆烧技术发展提出建议,为实现秸秆清洁能源化利用提供参考。
    2020-09-14 , DOI:
    摘要:
    生物土壤结皮是干旱地区地表景观的基本组成部分,同时影响生物地球化学循环。在中国北方荒漠化地区,生物土壤结皮化学计量在很大程度上是未知的,特别是降水如何影响荒漠草原生物土壤结皮化学计量仍然不确定。本研究以自然降雨为对照,通过使用遮雨棚和喷灌系统控制降水输入,通过增雨和干旱处理野外控制性实验,研究降雨水平对荒漠草原生物土壤结皮化学计量的影响。经过1年的降水控制实验,结果表明:1)干旱处理增加了结皮层C:N,C:P和N:P的比率,降水增加了结皮层下垫面土壤中的C:N,C:P和N:P比率;2)干旱处理增大了地皮层与下垫面之间C含量的差异,同时减小了N和P含量的差异,降水增加增大了结皮层与下垫面之间N和P含量的差异,干旱处理有利于结皮层C的积累,而增加降水后结皮层中磷的有效性降低;3)生物土壤结皮C:N:P化学计量的变化可能是由土壤C含量和土壤水分变化引起的,当然,土壤微生物生物量碳(SMBC,soil microbial biomass carbon)和微生物生物量氮(SMBN,soil microbial biomass nitrogen)在塑造C:N:P化学计量方面也很重要。总之,在中国北方荒漠化地区,生物土壤结皮和下垫面的C:N:P化学计量对降水有不同的响应。
    2020-08-25 , DOI:
    摘要:
    国土空间规划是统筹区域资源开发利用和生态保护格局、促进空间治理体系现代化、服务生态文明建设和国家现代化战略的重大举措,国土生态修复是针对区域空间格局失调、资源利用低效、生态功能受损的国土空间进行综合整治与生态修复的活动和过程,是编制和实施国土空间规划的重点内容,生态修复分区则是合理编制国土空间生态修复规划和科学高效开展生态修复的重要前提。通过分析区域国土、生态、经济等主导功能的分区定位与内涵特征,依据“生命共同体理论”、“三生协调理论”、“适宜性管理”等国土空间规划与生态文明建设的基本理论,基于“自上而下”和“自下而上”相结合,提出了基于主导功能型区划的国土空间生态修复分区的思路与方法:1)摸清自然资源本底,完成一级生态功能基础分区;2)评价区域生态功能状况,完成二级生态修复格局分区;3)明确生态修复重点区域,完成三级生态修复模式分区。归纳起来有以下四点特征:一是突出主导功能;二是遵循生态规律;三是适配空间尺度;四是强化上下衔接。研究对于国土空间生态修复规划编制、实施和生态管控具有积极的意义,可为国土空间整体保护、系统修复、综合整治与推进美丽中国建设提供科技支撑。
    2020-08-25 , DOI:
    摘要:
    养分资源高效利用是农业绿色发展的重要环节。黑龙江垦区是中国粮食主产区之一,对其进行农田土壤养分平衡评价至关重要。该研究以黑龙江垦区为研究对象,采用农田土壤养分平衡方法,分析与评价其2000—2018年农田土壤氮、磷、钾养分输入与输出情况。结果表明:1)2000—2018年黑龙江垦区农田土壤氮、磷、钾输入与输出整体呈现“平稳-增长-下降后平稳”的趋势,养分输入以化肥为主,养分输出以籽粒和秸秆为主。2)黑龙江垦区农田土壤单位面积养分输入量较为稳定,并且所带来的经济效益在增加。3)黑龙江垦区农田土壤氮和钾处于养分平衡状态,而磷处于养分盈余状态。2018年黑龙江垦区氮、磷、钾养分利用效率分别为51.03%、27.98%、10.04%。建议黑龙江垦区大力推广有机无机肥配施,开展农田土壤养分平衡长期调查与监测,促进区域农业绿色发展。
    2020-08-25 , DOI:
    摘要:
    生物结皮是一种广泛分布于干旱半干旱地区土壤表层的特殊复合体,为揭示其对土壤水汽吸附与凝结过程的影响,本研究通过室内定量水汽吸附试验和野外对水汽凝结的连续观测,对黄土高原典型生物结皮(藻结皮、藻藓混生结皮、藓结皮)与裸沙土壤的水汽吸附和凝结特征进行对比研究。结果表明:生物结皮的覆盖显著提升了表层土壤的水汽吸附能力,其平均水汽吸附量比裸沙高66.7%。不同类型生物结皮水汽吸附能力具有显著差异,表现为藓结皮最高,混生结皮次之,而藻结皮最低。GAB(Guggenheim-Anderson-de Boer)吸附模型能较好的描述生物结皮土壤水汽吸附过程,模拟结果为R2>0.99、RMSE<0.0012 g g-1及平均相对偏差百分比(E)<16.0%;此外,生物结皮加剧了土壤水汽吸附与解吸附曲线之间的滞后效应,其滞后指数平均是裸沙的2.0~2.9倍。水汽凝结结果表明,水汽凝结过程均受气温与相对湿度等气象因子制约,且生物结皮覆盖下表层土壤的水汽凝结和蒸发过程相较于裸沙更为迅速。同时,生物结皮的日均水汽凝结量是裸沙的1.6~1.8倍。综上,干旱和半干旱地区生物结皮覆盖显著提高了表层土壤的水汽吸附能力、增加了水汽凝结量,对区域表层土壤的水分运动过程产生了重要影响。
    2020-08-07 , DOI:
    摘要:
    明确中国粮食生产基地主要作物种植条件下的水分盈亏条件,有利于区域灌溉策略制定及保障国家粮食安全。该研究基于MODIS遥感数据和常规气象数据,运用Priestley-Taylor公式以及作物水分盈亏指数,以三江平原腹地的挠力河流域为研究区,揭示2000年以来该流域主要作物(中稻、春小麦和春玉米)的水分盈亏时空变化特征。结果表明:1)挠力河流域潜在蒸散量由2000年的910.25 mm增至2015年的964.04 mm,各作物需水量整体呈现不同幅度的上升态势;2)各作物表现出不同的水分盈亏特点。中稻水分亏缺明显,缺水量由东北向西南递增,天然降水不能满足其水分需求。春小麦水分亏缺程度低,灌溉需求量在空间上变化较小。春玉米多处于轻度缺水状态,且西北部的缺水量小于东南部;3)流域境内的中稻多处于轻旱状态,2000—2015年干旱区持续扩张,面积增长幅度达到143.46%。对于旱作物而言,春小麦的缺水量尚未达到轻旱的标准,而春玉米的轻旱区面积往复变化,15 a间面积减少了79.90%。作物种植类型的快速变化,使得中稻种植区迅速扩张,加剧了该流域的水分亏缺态势,而春小麦和春玉米的种植区变化未对水分盈亏态势造成显著影响。研究可为挠力河流域的农业结构调整与农田灌溉措施制定提供支持。
    2020-08-07 , DOI:
    摘要:
    农业生产中使用的光学遥感图像在采集过程中时常受到云层的影响,导致获取到的图像清晰度低,影响地物信息的判读和后续的使用。为了解决这一问题,提出了一种基于改进条件生成对抗网络的光学遥感图像去云方法。该方法为光学遥感图像中薄云和厚云的去除提供了一种通用的网络架构。此外,针对条件生成对抗网络提取特征单一导致生成结果质量不佳的问题对生成器做出改进,通过空间金字塔池化操作对不同大小的特征图进行提取,并将特征图进行尺度恢复后的图像加以融合,增加了生成结果的多尺度信息。在光学遥感图像集上对提出的方法进行验证,并与传统的去云方法以及深度学习中的pix2pix方法进行对比分析。实验结果表明:该方法能同时适用于薄云和厚云光学遥感图像的去云处理,且与原始CGAN相比,生成的无云光学遥感图像更接近于真实无云光学遥感图像,在薄云和厚云光学遥感图像上的PSNR值分别提升了1.64db和1.05db,SSIM值分别提升了0.03和0.04。此外,相较于传统的去云方法和pix2pix方法,该方法在光学遥感图像去云和颜色保真上均取得了更好的效果,同时可以有效恢复图像中的地物信息。研究结果证明了改进的条件生成对抗网络方法实现光学遥感图像去云的可行性,可为农用光学遥感图像的处理提供新的思路和方法借鉴。
    2020-08-05 , DOI:
    摘要:
    基于工质相变换热和无泵循环思路,提出了一种动力电池冷热双向热管理系统。以某款三元锂电池为研究对象,试验测试了冷热双向循环热管理系统的散热和加热工况。结果表明:该系统能实现电池箱低温工况加热与高温工况散热的运行切换管理。散热工况下,换热板采用4根竖管比单根蛇形管的散热能力强;冷凝器侧强制风冷散热与自然对流散热相比,能将系统一换热功率提高10%~44.2%,系统二换热功率提高20%~48.6%;电池箱温度为60℃时,自然对流散热系统换热板的最大温差小于2 ℃,强制对流散热系统换热板的最大温差小于1℃;在电池初始温度25℃时,1C、2C、3C放电倍率下,放电结束强制对流散热在能将8块电池的平均温度分别降低2.1 、3.9 、4.7 ℃。加热工况下,多组试验电池箱的升温效果一致性较好。考虑车辆行驶中换热板的倾斜影响,受制于工质的流量分配,散热工况时温度均匀性优于加热工况。
    2020-07-22 , DOI:
    摘要:
    为解决沙漠公路施工和养护中固沙难的问题,采用十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)改性粘土制备了一种新型固沙材料。研究了材料的力学性能、抗老化性能和保水性能,并利用X射线衍射仪、红外光谱分析仪和扫描电子显微镜对其固沙保水机理进行分析。结果表明:当CTAC与粘土的质量比为1.25:1时,固沙材料力学性能和耐老化性能较好,其透气保水性能较为均衡,草籽发芽率达到最高为47%。微观分析表明:CTAC通过插层作用将松散的粘土颗粒连接,粘土间隙变为憎水性,水分运移阻力增大,因此改性粘土固沙保水性能较好。研究结果可为新型固沙材料的应用提供参考。
    2020-07-22 , DOI:
    摘要:
    智慧农业病虫害监测技术发展迅猛,而农业害兽监测技术尚处于起步阶段,近年来由于生态改善,野鸡繁殖数量激增,其喜食小麦,玉米,红薯等农作物的种子与幼苗,对农业造成一定危害。该研究提出了一种适宜于嵌入式系统部署的人工智能野鸡监测方法,结合增强型Tiny-YOLOV3目标检测网络对野鸡进行监测。由于在野外环境下移动平台上部署,需采用轻量级网络,同时保证监测精度与实时性,因此,根据Tiny-YOLOV3轻量级目标检测网络基本结构提出了一种针对野外复杂环境中出现野鸡的实时监测网络ET-YOLO,该网络特征提取部分加深Tiny-YOLOV3特征提取网络深度,增加检测尺度以提高原网络目标检测精度,网络检测层使用基于CenterNet结构的检测方式以进一步提高检测精度与检测速度。使用野外实地采集各种环境下出现的野鸡图像作为数据集,包括不同距离,角度,环境出现的野鸡共计6000幅高清图像制作数据集。实验结果表明,ET-YOLO在视频中复杂环境下出现的野鸡平均检测精度达86.5%,平均检测速度62帧/s,相对改进前Tiny-YOLOV3平均检测精度提高15个百分点,平均检测速度相对改进前Tiny-YOLOV3提高2帧/s,相比其他主流代表性目标检测算法各项检测指标优良,平均检测精度相对YOLOV3,Faster-RCNN与SSD_MobileNetV2分别提高1.5个百分点,1.1个百分点与18个百分点,平均检测速度相对YOLOV3,Faster-RCNN与SSD_MobileNetV2分别提高38,47与1帧/s。可高效实时地对复杂环境下出现的野鸡进行监测,并且检测模型大小为56 兆字节(MB),适宜于在农业机器人,智能农机所搭载的嵌入式系统上部署。
    2020-04-17 , DOI:
    摘要:
    为提高木基石膏复合材料的力学性能,以杉木刨花为增强相,以建筑石膏为连续相,采用三聚氰胺-脲醛树脂(MUF)粘结初步成型和增湿固化两阶段的免加石膏缓凝剂制备方法,开展了MUF用量和木材/石膏质量比对木基石膏复合材料物理力学性能影响试验,并与相应产品标准、结构板材标准及现有文献进行对比。结果表明,试验范围内,MUF用量与木基石膏复合材料力学性能呈正相关关系,木材/石膏质量比的影响较小;MUF用量为15%及以上时,其力学性能满足《LY/T 1598-2011石膏刨花板》产品标准的要求;MUF用量为21%及以上时,除顺纹抗弯强度,其余性能符合《LY/T 1580-2010定向刨花板》结构板材标准的规定;MUF用量为33%及以上时,复合材料达到《GB/T 35216-2017 结构胶合板》结构板材标准中E5.0-F16.0强度等级。抗弯性能试验中,石膏板为脆性破坏,木基石膏刨花板具有一定的延性性能。综合强度和成本,MUF用量为33%、木材/石膏质量比为0.30为较优的制备工艺。优化制备工艺条件下,复合材料的内结合强度、静曲强度、弹性模量、位移延性系数和24 h吸水厚度膨胀率分别为1.28 MPa、16.5 MPa、7350 MPa、1.64和1.23%。采用该两阶段制备方法,木基石膏复合材料中石膏晶体形态细长,且随着MUF用量的增加,晶体交错搭接、叠合现象明显,接触面积增加,晶体结构更加致密,石膏连续相强度增加;MUF用量提高,石膏在刨花表面的覆盖量明显增加,刨花增强相与石膏连续相之间界面性能显著改善。研究结果可为木基石膏复合材料力学性能的进一步提升提供参考,并为其产品的工程应用提供数据支撑。
    2020-04-16 , DOI:
    摘要:
    植被覆盖情况直接影响到区域生态环境质量,动态监测区域植被覆盖变化,分析其影响因素,对有效开展生态工程建设、实现生态环境的可持续发展具有重要意义。丹江口水库作为南水北调中线工程核心水源区,其生态环境状况直接影响到水源区的水质和水量,目前此区域NDVI动态变化研究存在研究时间较短,人类活动定量评估不足等问题。本研究以丹江口水源区为研究区,选取GIMMS NDVI和MODIS NDVI数据,基于EOT算法,构建了1982-2018年1km分辨率的长时序NDVI数据集,在此基础上,分析了1982-2018年研究区NDVI变化特征,及气候因素和人类活动因素对NDVI变化的综合贡献度,结果表明:1982-2018年间NDVI呈现波动上升趋势,变化趋势为0.0029 year-1(P<0.05)。空间上,89.93%的像元年均NDVI呈现增加趋势,10.06%的像元年均NDVI呈现减小趋势。影响因素方面,气候因素是影响全区域NDVI变化的主要因素,气温对区域植被NDVI的影响大于降水量;气温和降水量对NDVI的影响呈现明显空间异质性,气温主要与研究区西部汉中盆地周围、中部安康市周围、北部商州市、南部竹溪县等区域呈现显著正相关关系,其它区域相关性较低。降水量与丹江口水库周围以及十堰市周围呈现显著负相关,其它区域相关性较低。采用残差法分离气候因素和人为因素对区域NDVI影响发现,研究时段内全区域尺度上,气候因素的综合贡献度为92.14%,人类活动因素的综合贡献度为7.86%,但在NDVI显著变化区域,气候因素和人类活动因素的综合贡献度相当,且此区域近年来人类活动不断增加,而气候因素的影响力在逐渐下降。人类活动对区域NDVI影响具有双重作用,研究区67.74%区域人类活动对NDVI呈现正面影响,正向作用表现在为恢复生态环境实施的一系列生态保护与建设工程措施; 32.26%区域人类活动呈现负面影响,负向作用表现在为发展社会经济进行的一系列不合理的生产活动。
    2020-04-16 , DOI:
    摘要:
    粮食储备是保障国家粮食安全的重要物质基础,谷物中脂肪酸含量是粮食仓储过程中品质变化的敏感性指标。为了实现绿色储粮安全管理,该文采用多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)、人工神经网络(Artificial Neural Network, ANN) 、支持向量回归(support vector regression, SVR)、最小二乘支持向量回归(Least Square Support Vector Regression, LSSVR)等机器学习算法模型,对东北地区稻谷仓储过程中的脂肪酸含量进行预测。通过主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)方法筛选稻谷关键储藏参数,得到4个影响稻谷脂肪酸含量的关键因子,分别为稻谷入仓水分、入仓脂肪酸值、储藏有效积温、检测粮温。然后,将得到的关键因子进行归一化处理,再分别输入到MLR、ANN、SVR、LSSVR模型,采用决定系数R2、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、均方根误差(RMSE)等评价指标对不同模型的预测性能进行对比,探讨稻谷脂肪酸含量预测的最优模型算法。研究结果表明,LSSVR模型的决定系数R2、MAE、MAPE、RMSE分别为0.911、0.275(KOH)/(mg/100g)、1.604%、0.348(KOH)/(mg/100g),预测效果明显优于SVR和ANN,略优于MLR。各项指标揭示LSSVR和MLR模型对稻谷脂肪酸预测效果较优, SVR在所有模型中最差。可见LSSVR和MLR模型可作为稻谷仓储期间脂肪酸含量预测的方法。该研究实现了稻谷脂肪酸含量的预测,为科学储粮、安全绿色储粮提供参考。
    2020-03-25 , DOI:
    摘要:
    充分利用太阳能,提高太阳能热泵系统能效比,提出了一种蓄能型内插热管式太阳能热泵系统,可实现太阳能分季节最大化利用。搭建了系统性能试验台,在南京地区开展了2年的试验研究,对比分析了相近环境条件下充灌或未充灌相变材料的系统其瞬时集热效率、平均集热效率、系统性能系数和供水水温等随太阳辐射波动性的变化规律。结果表明在冬季白天相近的太阳辐射强度、太阳辐射波动性和环境温度下,充灌相变材料系统的瞬时集热效率波动性比未充灌的系统小近60%,平均集热效率高出未充灌的系统25%以上。夜间工况下,充灌相变材料系统的COP可达3.0以上,且能更快达到供热水温50℃,时间缩短了20%以上。研究结果可为太阳能热泵系统的推广应用提供理论依据。
    2019-10-16 , DOI:
    摘要:
    柱层析法是根据混合物中各组分的理化性质差异,利用混合物中各组分在固定相和流动相中分配系数不同,经过多次分配将组分分离纯化。淀粉在高压湿热冷藏回生后经淀粉酶水解得到回生淀粉,用碱液打开回生淀粉氢键使回生淀粉溶解,然后用盐酸调节溶液至中性,加正丁醇沉淀得到分子量分布范围较窄的直链淀粉,上清液加乙醇沉淀得到分子量分布范围较窄的支链淀粉。为了进一步窄化甘薯直、支链淀粉分子量分布范围,采用柱层析法对其进行分离。实验结果表明,粒径为1-3 mm的人造沸石适合分离支链淀粉,粒径为4-6 mm的人造沸石适合分离直链淀粉。经柱层析分离,甘薯直、支链淀粉组分总制备率均大于2.4%。经大沸石分离,聚合度大的直链淀粉分子依赖沸石表面吸附,洗脱速度快,先被洗脱下来;聚合度较小的直链淀粉分子进入沸石孔隙内部,吸附力大,后被洗脱下来。经小沸石柱层析分离,甘薯支链淀粉组分F1b中分子量小、均一度高的组分先洗脱下来;甘薯支链淀粉组分F2b中分子量大、均一度低的组分先洗脱下来,说明甘薯直、支链淀粉的分支度对采用沸石柱层析法分离淀粉组分也有一定得影响。X射线衍射表明,甘薯直链淀粉组分在18.9°、23.4°、27.2°、29.3°、32.3°、33.8°出现强衍射峰,甘薯支链淀粉组分在21.6°、22.9°、23.9°、26.5°、27.1°、29.3°、34.1°、35.8°、39.5°附近也出现了明显的衍射峰,此时甘薯直、支链淀粉的分子量分布指数(PDI)接近1.0。人造沸石柱层析可制备出分子量分布范围极窄的甘薯直、支链淀粉,该类淀粉表现出类似金属盐的X射线衍射峰,可作为深入研究淀粉大分子空间结构变化的材料。显微图片显示直链淀粉是由多个线型分子聚集在一起的,呈典型的“柳条”状,支链淀粉呈典型的“树枝”状。本文研究结果提供了一种大量制备分子量分布范围极窄的直、支链淀粉的简单、高效方法,为深入探索淀粉大分子聚集过程形态变化创造了有利条件。
    2019-10-16 , DOI:
    摘要:
    为全面了解转鼓式反应器固态发酵食醋过程中主要成分和风味物质的动态变化规律,该文对反应器发酵食醋过程进行跟踪取样,利用高效液相色谱、固相微萃取技术、气相色谱-质谱联用技术,对酒精、总酸、还原糖、氨基态氮、有机酸、挥发性风味物质含量变化进行实时监测,结合主成分分析方法,探究食醋不同发酵阶段的风味物质差异。结果表明,酒精含量在发酵0~4天内迅速增加,随后逐渐下降至零;总酸含量呈现先快速上升后缓慢上升的趋势;还原糖含量呈先快速下降后逐渐上升,最后逐渐下降的趋势;氨基态氮呈现先快速上升后缓慢上升的趋势;乙酸和乳酸是主要的有机酸,整个发酵过程中,乙酸含量持续增加,乳酸含量呈先上升后下降趋势,其他有机酸含量较少,发酵期间变化波动相对较小;共检测出64种挥发性风味物质,包括酯类25种,醇类12种,酸类6种,酚类5种,醛类5种,酮类6种,杂环类5种;发酵前、中、后期的重要挥发性物质分别是醇类化合物、酯类和醛类化合物、酸类化合物。该结果为推进转鼓式固态发酵食醋反应器的实际生产应用提供了理论基础和数据参考。
    快速检索
    过刊检索
    全选反选导出
    显示模式:
    (), DOI:
    摘要:
    2010,26(11):1-7, DOI:
    [摘要] (32087) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (8500)
    摘要:
    当今农业水管理所面临的问题和挑战与50年前有着显著差别。当前发展农业水管理的目的是在水资源稀缺状况下,在满足全球不断增长的食物需求的同时,达到增加农民收入、发展农村经济、减少贫困、应对气候变化、保护生态环境等。为此,应从跨学科、跨部门的角度出发,审视和改善与农业水管理发展相关的策略与对策,其中包括加快发展节水农业、维系生态系统服务功能、加大灌溉投入、提升雨养农业、提高农业水分生产率、减少农业贫困人口、减轻或预防土地和水环境质量下降、降低废水灌溉风险、加强政策和制度建设等。改善农业水管理、增加农业生产力的各种努力取决于对上述发展策略与对策的合理选择及其彼此间的利益权衡。
    2013,29(14):203-209, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2013.14.026
    [摘要] (26390) [HTML] (0) [PDF 392.78 K] (5746)
    摘要:
    三峡蓄水后,水流减缓,自净力减弱,主要支流绿藻虐生;库区新生消落区出露成陆时正直多雨炎热潮湿的夏季,基本丧失拦截、消纳和过滤农业面源污染的功能,加重了长江污染。该文在研究库区优势特色农业发展和生态环境建设的基础上,将库区水域、消落区和生态屏障区作为整体,运用循环经济理论,研究建立库岸柑橘、消落区湿地牧场、水域天然渔场3条环库绿色经济带,集成4链交叉的多链循环经济组网模式,创立5层阻隔拦截和吸收消纳面源污染的工艺技术,围绕库区各主要农业产业发展,把前端废弃物作为内生要素进入后端生产活动中,在注重环境保护的形势下,凝练出多业共生耦合农业循环经济模式和"345"推进方法。创建的巫山大昌湖特色循环农业生态示范园区,实现了三峡库区柑橘、生猪、草食牲畜、长江鱼4大特色产业共生、要素耦合、整体循环、综合利用的产业生态链,推动了三峡库区生态文明建设,满足了库区特色农业发展、农移民增收和国家战略水资源库保护需求,可为大型水库区生态农业发展和水资源环境保护提供参考。
    2007,23(5):150-153, DOI:
    [摘要] (20760) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (6763)
    摘要:
    应用L-M优化算法BP神经网络,通过用苹果机械特性指标(压缩时的最大力、屈服力、弹性模量)预测苹果贮藏品质(硬度、水分、可溶性固形物、总酸)的方法,建立贮藏品质的人工神经网络模型。用试验所测的机械特性指标为输入,苹果贮藏品质为输出来确定网络的拓扑结构,训练建立的BP神经网络。仿真结果表明:该神经网络模型用机械特性指标能预测苹果贮藏品质,同时通过5组非样本数据来验证该神经网络,模型的预测值与实测值的相对误差在5%以下,能够满足工程应用中预测苹果贮藏品质的精度要求。
    2007,23(2):1-5, DOI:
    [摘要] (17860) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (3974)
    摘要:
    在土壤侵蚀和水土流失研究中,坡面径流流速是径流计算、土壤侵蚀预报中不可缺少的水动力参数,目前尚无广泛应用的径流流速测量仪,研究快速的径流流速测量具有重要意义。该文基于互相关理论,建立了基于虚拟仪器Lab VIEW的径流流速的测量系统,并采用自制的电导式传感器,研究了两传感器间距对测量系统的影响,测量了5个泥沙含量水平下的径流流速。结果表明:测量系统适用的泥沙含量范围为0~250 kg/m3,测量误差为4.5%;若以染料示踪法测量的流速作为标准值进行修正,修正后的测量误差为3.81%。
    2016,32(1):46-53, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.006
    [摘要] (17491) [HTML] (0) [PDF 5.12 M] (2311)
    摘要:
    研究旨在设计出一套农用车辆自动导航控制系统,让机器人代替农民进行田间作业,实现农用车辆自动驾驶,从而可以有效提高农业机械的作业精度、生产效率和使用安全性,并且为精细农业研究提供技术支持,改善农业生产的方法。该文通过GPS/INS(global positioning system/ inertial navigation system)组合导航技术实时获得载体的导航信息(位置、速度、航向、姿态),根据导航信息与预设轨迹参数计算出载体的目标前轮转向角,并以该目标前轮转向角与当前前轮转角的差值作为控制输入,实现对转向执行电机的精确控制,从而实现载体的路径跟踪控制。同时对整个系统的软硬件进行设计,并对系统控制策略进行仿真和试验验证。最终结果表明,本文所设计的组合导航系统定位精度高,其定位精度可达到0.1~0.5 m;路径跟踪系统误差小,当车速分别为0.5 m/s和1 m/s时,路径跟踪的最大横向误差分别为0.16 m和0.27 m ;整个系统响应速度快,可达到0.1s。通过将GPS/INS组合导航技术与线控转向技术相结合,能够实现农用车辆的自动驾驶。
    2019,35(18):143-150, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.18.018
    [摘要] (17115) [HTML] (0) [PDF 3.96 M] (4016)
    摘要:
    为了实现自然环境下刺梨果实的快速准确识别,根据刺梨果实的特点,该文提出了一种基于改进的Faster RCNN刺梨果实识别方法。该文卷积神经网络采用双线性插值方法,选用Faster RCNN的交替优化训练方式(alternating optimization),将卷积神经网络中的感兴趣区域池化(ROI pooling)改进为感兴趣区域校准(ROI align)的区域特征聚集方式,使得检测结果中的目标矩形框更加精确。通过比较Faster RCNN框架下的VGG16、VGG_CNN_M1024以及ZF 3种网络模型训练的精度-召回率,最终选择VGG16网络模型,该网络模型对11类刺梨果实的识别精度分别为94.00%、90.85%、83.74%、98.55%、96.42%、98.43%、89.18%、90.61%、100.00%、88.47%和90.91%,平均识别精度为92.01%。通过对300幅自然环境下随机拍摄的未参与识别模型训练的刺梨果实图像进行检测,并选择以召回率、准确率以及F1值作为识别模型性能评价的3个指标。检测结果表明:改进算法训练出来的识别模型对刺梨果实的11种形态的召回率最低为81.40%,最高达96.93%;准确率最低为85.63%,最高达95.53%;F1值最低为87.50%,最高达94.99%。检测的平均速度能够达到0.2 s/幅。该文算法对自然条件下刺梨果实的识别具有较高的正确率和实时性。
    2016,32(9):130-135, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.018
    [摘要] (16954) [HTML] (0) [PDF 361.61 K] (1966)
    摘要:
    为了探讨不同秸秆还田模式对土壤有机碳(total organic carbon,TOC)及活性碳组分的影响,设置了秸秆不还田(CK)、秸秆直接还田(CS)、秸秆转化为食用菌基质,出蘑后菌渣还田(CMS)和秸秆过腹还田(CGS)4种还田模式。通过田间小区试验,研究了不同秸秆还田模式下,土壤有机碳及活性组分的变化规律。结果表明不同秸秆还田模式均提高了土壤有机碳含量,但不同还田模式下土壤有机碳含量差异不显著(P>0.05),和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤有机碳质量分数分别增加9.0%、23.9%和26.7%。不同秸秆还田模式也提高了土壤活性碳组分含量。在不同秸秆还田模式下,土壤溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)含量表现为CS>CMS>CGS>CK,且不同处理间差异显著(P<0.01)。和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤DOC质量分数分别增加64.6%、29.4%和8.9%。土壤微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)含量表现为CMS>CGS>CS>CK,且差异显著(P<0.05)。和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤MBC质量分数分别增加28.9%、84.7%和59.3%。土壤易氧化态碳(easily oxidizable carbon,EOC)含量表现为CMS>CS>CGS>CK,且差异显著(P<0.01)。和CK相比,CS、CMS和CGS处理下,土壤EOC质量分数分别增加24.1%、55.7%、和9.3%。不同秸秆还田模式显著影响土壤活性碳组分在总有机碳中占的比例,改变土壤有机碳质量。在不同秸秆还田模式下,DOC/TOC表现为CS>CMS>CK>CGS、MBC/TOC表现为CMS>CGS>CS>CK、EOC/TOC表现为CMS>CS>CK>CGS,且不同处理间均差异显著(P<0.01)。从提高土壤质量角度,推荐秸秆-菌渣还田模式,在该模式下,土壤MBC/TOC和EOC/TOC均最大,土壤碳素有效性高、易于被微生物利用,有利于作物生长。从提高土壤固碳角度,推荐秸秆过腹还田模式,在该模式下,土壤DOC/TOC最小,且土壤有机碳含量最高,有利于碳的固定和保存。该研究结果可为秸秆合理高效利用、改善农业土壤碳库质量提供参考。
    2015,31(16):78-85, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.16.012
    [摘要] (16653) [HTML] (0) [PDF 522.80 K] (1822)
    摘要:
    偏航工况水平轴风力机存在典型的动态特性,为了提高动态载荷特性的预测精度,该文采用计算流体力学方法(computational fluid dynamics,CFD)研究了MEXICO(model experiments in controlled conditions)风轮在偏航角0、15°、30°、45°工况下的整机气动性能。数值模拟得到的叶片截面压力系数分布、载荷系数随方位角变化规律以及轴向入流时速度分布与试验测量值均吻合较好。当偏航角在30°以内时,采用CFD方法计算的轴向载荷系数的相对误差在±5%以内,切向载荷系数的相对误差在±15%以内;当偏航角达到45°时,轴向载荷系数的相对误差超过±15%,切向载荷系数的相对误差接近±30%,同时偏航运行时速度分布与试验测量相差较大。偏航运行时叶根处的翼型升阻力迟滞特性较叶尖处显著,但叶根处攻角变化范围小于叶尖处。采用动量叶素法进行风力机性能预测时必需充分考虑该特性。该研究为工程预测模型的建立和偏航工况风力机设计运行提供了参考。
    2015,31(9):201-208, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.09.031
    [摘要] (16526) [HTML] (0) [PDF 3.61 M] (2147)
    摘要:
    为提高温室夏季降温环境性能,提出了一种基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的温室湿帘-风机系统的降温环境优化设计方法。采用太阳射线追踪法来模拟太阳辐射对夏季温室内流场环境的影响,并结合温室内作物的多孔介质模型,构建并求解温室三维非稳态模型,模拟了湿帘-风机降温下的温室内部温度场与速度场分布情况。模拟结果与试验测量的温度值和风速值进行了对比,其平均误差分别在4%和6%以内,验证了建立的温室CFD模型的准确性。结合正交试验方法,基于CFD模型对不同温室长度、湿帘面积和风机速度参数条件下的室内降温环境进行了优化设计。根据模拟优化获得的不同配置方案结果,建立了温室长度、湿帘面积和风机速度参数的拟合结果,为夏季华东沿海地区Venlo型温室湿帘-分机降温系统的设计提供了可靠的理论依据。
    2015,31(15):201-207, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.15.028
    [摘要] (16447) [HTML] (0) [PDF 772.45 K] (1875)
    摘要:
    为比较秸秆批式发酵和半连续发酵工艺的产沼气效果,以水稻秸秆为单一发酵底物,开展了室内中温批式发酵和半连续发酵对比试验,以容积产气率和原料产气率为特征指标,研究不同料液浓度对秸秆批式和半连续发酵产沼气的影响,以期获得秸秆沼气工程适宜的运行参数。结果表明,批式发酵容积产气率随着TS浓度的增加而增加,但增幅逐渐减少;与静态批式发酵相比,间歇搅拌有助于提高批式发酵容积产气率,特别对高TS浓度处理容积产气率的提升效果更加明显;而半连续进料条件下更有利于高TS浓度处理容积产气率的提高,但各处理原料产气率均随着固物滞留时间(solid retention time,SRT)缩短而逐渐降低。综合考虑产气情况及工程应用实际,建议秸秆批式发酵底物质量分数不超过8%,而半连续发酵TS质量分数8%时SRT设计为20 d(容积产气率1.00 m3/(m3·d)),若发酵TS质量分数6%时,SRT设计为15 d,容积产气率0.75 m3/(m3·d),该运行参数为秸秆沼气工程发展提供了理论依据。
    2015,31(18):34-40, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.18.006
    [摘要] (16261) [HTML] (0) [PDF 8.13 M] (2116)
    摘要:
    在先离散后脱粒工艺基础上,为探究玉米果穗的低损伤离散,该文利用玉米离散试验系统对鸡喙啄取玉米籽粒的过程进行试验研究。结果表明,鸡喙接触玉米籽粒后,籽粒离鸡喙越近,推力的水平分力越大,籽粒运动越明显,越容易从果穗上分离下来,籽粒离鸡喙越远,推力的水平分力越小,籽粒越难与果穗分离;离散过程中,籽粒遵循"组砌规律"进行力的传递,传递的范围近似为"塔形",脱离果穗的籽粒的运动类似于斜抛运动;玉米果穗在果穗切线方向上的受力最大,其次是玉米果穗轴线方向上的受力,垂直于试验台方向上的受力最小;验证试验结果:玉米果穗的平均离散率为67.53%,平均离散损伤率为0.16%,表明模仿鸡喙的离散辊对玉米果穗有较好的离散效果,且损伤率低。该研究对低损伤玉米脱粒系统的设计提供了仿生学思路。
    2015,31(16):96-101, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.16.014
    [摘要] (16245) [HTML] (0) [PDF 395.08 K] (1897)
    摘要:
    为提高高速电磁阀动态响应速度,采用近似模型方法,以建立电磁阀多物理场零维近似耦合模型,实现其性能高效预测及优化。首先创建了柴油机电控单体泵高速电磁阀电磁力有限元计算模型,并通过与试验对比验证了模型的精度。结合面中心复合设计、嵌套中心复合设计、最优拉丁超立方设计与二次多项式响应面模型、Kriging模型、径向基函数模型,构建了18组电磁力近似模型。分析了不同样本点集大小、试验设计方法及近似方法对近似模型精度的影响。得出近似模型的精度随着样本点集的增大并非呈现单调递增的关系;而最优拉丁超立方试验设计与Kriging模型、径向基函数模型具有良好的适应性。构建高速电磁阀工作气隙、驱动电流、线圈匝数、副磁极半径、衔铁厚度、衔铁半径等关键参数的电磁力近似模型最佳方案是最优拉丁方试验设计与Kriging模型的组合,样本点集大小为二次多项式响应面模型所需最少样本点数的1.5倍,模型复相关系数、平均绝对误差、均方根误差值分别为0.97、0.06、0.09。该研究为高速电磁阀多物理场零维近似耦合模型的建立及其优化提供了参考。
    2017,33(7):164-170, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.07.021
    [摘要] (16034) [HTML] (0) [PDF 6.90 M] (2137)
    摘要:
    准确掌握农作物的空间种植分布情况,对于国家宏观指导农业生产、制定农业政策有重要意义。针对黑龙江省玉米与大豆生育期接近、光谱特征相似,较难区分的问题,以多时相16 m空间分辨率高分一号(GF-1)卫星宽覆盖(wide field of view, WFV)影像为数据源,选择归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)、增强植被指数(enhanced vegetation index, EVI)、宽动态植被指数(wide dynamic range vegetation index, WDRVI)、归一化水指数(normalized difference water index, NDWI)4个特征,结合实地调查样本点,采用随机森林分类算法,提取黑龙江省黑河市嫩江县玉米与大豆种植面积。研究表明,区分玉米与大豆的最佳时段为9月下旬至10月上旬,即大豆已收获而玉米未收获的时段,在4个待选特征中,NDVI、NDWI与WDRVI指数组合表现最佳;随机森林算法与最大似然算法、支持向量机算法相比,分类精度更高,其总体分类精度为84.82%,Kappa系数为77.42%。玉米制图精度为91.49%,用户精度为93.48%;大豆制图精度为91.14%,用户精度为82.76%。该方法为大区域农作物的分类提供重要参考和借鉴价值。
    2015,31(20):268-273, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.20.037
    [摘要] (15907) [HTML] (0) [PDF 6.48 M] (2041)
    摘要:
    针对农畜产品检测现场的需求,基于可见/近红外光谱检测技术和嵌入式系统,开发了灵活方便的猪肉品质无损检测装置。该装置利用卤素灯作为光源,新型光导探头和微型光谱仪采集肉样光谱信息,通过ARM(advanced RISC machines)控制处理器进行集中控制和数据的处理;在内嵌linux操作系统上,采用Qt开发工具,设计出人性化的交互界面,并将猪肉品质的检测结果输出到装置触摸屏上。为了建立多品质无损检测数学模型,获取了猪肉里脊在400~ 1 000 nm波长范围内的光谱数据,通过国标方法测得猪肉里脊主要品质参数颜色(L*、a*、b*)和pH值,采用标准正态变量变换(standard normalized variate, SNV)和Savitzky-Golay(S-G)平滑对光谱数据进行预处理,并结合理化数据建立偏最小二乘(partial least squares regression, PLSR)模型。用全交叉验证法选取PLSR建模的主成分数。pH值、L*、a*和b*的预测相关系数为0.88、0.90、0.97和0.97,预测标准差为0.19、1.77、1.17和0.63。通过现场试验表明,轻便式多品质无损检测装置具有较高的检测精度,满足于猪肉的颜色和pH值等品质参数检测的要求。
    2014,30(8):257-264, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2014.08.030
    [摘要] (15843) [HTML] (0) [PDF 4.73 M] (1880)
    摘要:
    水相法同时提取花生油脂和蛋白质工艺中往往形成可观的乳状液,经蛋白酶破乳可回收相当量的油脂,但得到的顽固乳状液十分稳定,需进一步研究其特性方可加以利用。该文对该顽固乳状液中可能起主要稳定作用的界面蛋白的电泳性质、疏水性质、乳化活性及乳化稳定性进行了研究,并通过激光共聚焦显微镜对顽固乳状液的微观结构进行了观察。结果表明,水相取油工艺碱提过程中,温度和pH值的协同作用,使含疏水性碱性亚基较多的蛋白质的构象发生变化,疏水基团暴露,表面吸附能力增强,促使乳状液稳定性提高。经酶解离心后,顽固乳状液中的油滴数量和油滴粒径大小明显降低,降解后形成的小分子亚基依赖二硫键的作用形成肽段聚集并紧紧吸附在油滴表面,形成黏弹性的膜,使得顽固乳状液稳定存在。应用超声辅助、冷冻解冻、热、极端pH值、乙醇辅助等方法处理顽固乳状液。结果显示,冷冻解冻和乙醇辅助处理可有效地使顽固乳状液中的油滴聚集。在乙醇体积分数为50%的条件下,乙醇辅助处理可使顽固乳状液的破除率达90%以上,从而使全工艺流程总游离油提取率从原来的88%提高到93%,极大地推进了水相法提取花生油脂工艺的产业化发展。
    2016,32(8):278-284, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.08.039
    [摘要] (15843) [HTML] (0) [PDF 1.43 M] (1622)
    摘要:
    为了辅助一种近海捕贝作业平台的方案决策,使其达到较佳经济效果,以解决近海扇贝养殖捕捞生产中的能耗大、劳动强度高、捕捞效率低以及捕捞效果差的问题,该文根据给定的营运条件、捕捞能力和贝类资源情况,对其进行了技术经济论证研究。选取捕贝平台的拖网主机功率、平台跨距、平台锚次横移时间、平台总建造成本、平台拖网速度作为论证的参数,以单位面积捕捞油耗、单位捕捞成本、捕捞效率为经济评价指标,建立了近海捕贝作业平台技术经济论证模型。基于该模型利用比较论证方法对渔船捕捞方式与捕贝作业平台捕捞方式进行了经济性计算,然后对选取的技术经济参数进行了敏感性分析。结果表明:当平台拖网主机功率400~470 kW、平台跨距0.5~3.0 km、平台锚次横移时间2.0 h以下、平台捕捞拖网速度1.4 kn以上、平台总建造成本低于2750万元时,平台捕捞方案比渔船捕捞方案具有明显的优势。实例计算证明,利用该文提出的技术经济论证模型,通过比较分析论证方法,可得到捕捞作业平台的技术参数范围,为新型近海捕贝作业平台的技术参数设计与实施提供参考。
    2016,32(12):107-114, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.12.016
    [摘要] (15758) [HTML] (0) [PDF 413.47 K] (1518)
    摘要:
    针对灌区水资源调度系统中的不确定性和复杂性,该文以红兴隆灌区为研究区域,构建区间两阶段模糊随机规划模型,并将其应用到灌区地表水和地下优化配置中,模型以灌区多水源联合调度系统收益最大为目标函数,引入区间数、模糊数、随机变量表示系统中的不确定性,对地表水和地下水在各作物之间配水目标进行优化。通过计算得到不同水源向不同作物配水的最优配水目标值及最优配置水量,模型不仅可以充分考虑到不确定性因素对系统收益的影响,而且可以将经济效益与处罚风险进行权衡。以2006年红兴隆灌区作物种植情况及灌溉情况为例进行研究分析,得到系统最大收益值在1 355.144×106~2 371.792×106元之间,该优化结果以区间形式给出,可以为决策者提供更为宽裕的决策空间,从而获得最为科学的决策方案。
    2016,32(5):120-125, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.05.017
    [摘要] (15744) [HTML] (0) [PDF 3.29 M] (1619)
    摘要:
    为研究新疆焉耆盆地平原区地下水污染现状,2014年在焉耆盆地平原区设置42个采样点,采集42组地下水样本,测定样本中溶解性总固体(total dissolved solids,TDS)及阴阳离子含量,并利用SPSS软件及MAPGIS地理信息系统分析其时空动态。结果表明,1999年与2014年地下水TDS总体存在显著差异性;对地下水中TDS与宏量阴、阳离子组分及pH值之间的关系进行分析,地下水TDS与SO42-、Cl-、K++Na+、Mg2+、Ca2+具有显著相关,相关系数在0.717~0.964之间,与宏量阴离子SO42-、Cl-相关性明显大于阳离子,相关系数分别为0.963及0.964。在时间尺度上,1983-2014年地下水TDS均值整体呈现先升高再有所降低而后又升高再降低的趋势,均值由1983年305.0 mg/L上升至1999年1773.1 mg/L后又降低至2014年589.44 mg/L;在空间尺度上,1999-2014年地下水TDS<1 g/L区域面积变化呈增加的趋势,面积由1999年2 011.7 km2增加至2014年2 229.3 km2,与1999-2014年地下水TDS均值呈下降趋势相对应。研究区地下水TDS变化主要原因有2方面:一是地下水水位由2000年4.98 m下降至2014年7.34 m,地下水水位下降促使土壤及其下层沉积物中的钙、镁易溶盐、难溶盐及交换性钙镁由固相向水中转移使更多的钙镁离子进入地下水中,使地下水TDS增高,同时地下水位下降导致水中溶质浓缩也会造成TDS增高;二是生活及工业污水的排放导致大量Cl-、SO42-和部分Mg2+、Ca2+进入地下水中,造成TDS升高,这与TDS中Cl-和SO42-占主导地位相吻合。
    2017,33(12):66-73, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.12.009
    [摘要] (15724) [HTML] (0) [PDF 5.69 M] (2176)
    摘要:
    针对目前雾化栽培领域所用喷嘴无法兼具雾滴粒径细小及大雾化量特性的问题,该文设计了一种带阶梯型谐振腔的流体动力式Hartmann低频超声雾化喷嘴,为了使喷嘴喷雾方向可控,对雾化区域进行了流场主动控制,即在喷雾出口区域设置了圆锥罩,通过数值模拟研究了小尺寸阶梯型谐振腔的振动特性,对其雾化效果进行了试验对比。结果表明:在相同参数条件下,当阶梯型谐振腔第二级阶梯孔与第一级阶梯孔深度比超过2时,其谐振频率达到了传统圆柱型谐振腔谐振频率的1.6~1.7倍;圆锥罩的加入使得腔内流体压力振幅变大,初段起振特性更优;阶梯型谐振腔两级阶梯孔孔径比是影响阶梯腔谐振特性的重要因素,阶梯孔孔径比的改变会使阶梯型谐振腔的谐振模式由"回流模式"转变为"尖声模式"或使谐振现象消失;带阶梯型腔体的低频超声雾化喷嘴比带普通圆柱型腔体喷嘴的雾化效果更好,在0.1 MPa~ 0.5 MPa的进气压力下,前者比后者雾滴粒径小2~6 ?m;阶梯型谐振腔式超声雾化喷嘴在加装圆锥罩之后,低压时的雾滴粒径随供气压力变化更大,而在高压时,其雾化效果与没有加装圆锥罩的阶梯型谐振腔式超声雾化喷嘴相比基本一致;索太尔平均粒径SMD(Sauter mean diameter)随Laval管出口与谐振腔之间的距离的变大呈现出先变小后变大的趋势,SMD的变化趋势与腔内声压级SPL的变化趋势基本一致。雾化量为2 L/h下时,阶梯腔式超声雾化喷嘴的最小雾滴粒径为42 μm。该研究可为阶梯腔式超声雾化喷嘴在雾化栽培领域的应用提供参考。
    快速检索
    过刊检索
    全选反选导出
    显示模式:
    2009,25(8):288-293, DOI:
    [摘要] (1592) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (116082)
    摘要:
    为了研究微波辅助泡沫干燥方法对黑加仑果浆脱水的适用性,该文选择了合适黑加仑果浆起泡添加剂,并研究了起泡黑加仑果浆的微波干燥特性。选择食品级单甘酯和大豆分离蛋白作为起泡剂,发现其添加量对黑加仑果浆起泡特性有显著的影响,添加6.0%单甘酯和3.0%大豆分离蛋白作为起泡剂,以0.5%的羧甲基纤维素10 mL作为稳定剂,结果表明,加入这组添加剂的果浆在搅拌6 min时,得到的泡沫果浆具有较高膨胀性和稳定性。采用微波辅助泡沫干燥方法对起泡黑加仑果浆进行干燥,试验发现,随着初始微波强度的增大和料层厚度减小,物料的干燥强度显著增加。对比试验的结果表明,微波泡沫干燥速度及干品的色泽品质均优于热风泡沫干燥的。在连续带式微波干燥设备中,起泡黑加仑果浆推荐工艺参数为:初始微波强度14.0 W/g,料层厚度5 mm。因此,微波辅助泡沫干燥技术适用于黑加仑果浆脱水加工。
    2013,29(19):88-97, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2013.19.011
    [摘要] (2092) [HTML] (0) [PDF 560.68 K] (38348)
    摘要:
    该文针对直接采用20世纪90年代初确定的中国主要作物的作物系数估算作物需水量存在的主要问题,分析了作物系数需要校正的原因:Penman修正式和Penman-Monteith公式在计算ET0时差异较大,且对生育期较长的越冬作物的影响要高于生育期较短的夏季作物。同时利用河南省18站多年气象资料,分析了引起两公式差异的因素:辐射项处理的不同是引起两公式差异的主要原因。秋冬季,采用两公式计算的月ET0、ETrad值差异均高于春夏季,空气动力学项对ET0值的影响与风速有关,较高的风速可能导致空气动力学项的影响高于辐射项;采用Penman-Monteith公式计算ETrad值时,受季节、站点情况影响小,稳定性高,18站均表现为:平均气温对ETrad的影响最小,1、11、12月相对湿度对ETrad的影响较大,2-10月日照时数对ETrad的影响较大。并根据2种不同的ET0估算方法的关系,提出了基于Penman-Monteith公式的作物系数校正方法,对于提高作物需水量的估算精度有重要意义。
    2011,27(3):242-247, DOI:
    [摘要] (2036) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (18451)
    摘要:
    为规模化生产与塑料地膜除草和保墒等同、价格相当的生物质基生物降解地膜提供技术支撑,该文对用水稻秸秆纤维制取地膜的工艺进行了探讨。以水稻秸秆纤维为主要原料,添加KP浆板(木材纤维)、湿强剂、松香以及矾土等环保助剂,利用常规抄纸工艺,采用五因素五水平1/2实施正交旋转中心组合试验设计的方法,以打浆度、混合比、定量、湿强剂、调节剂为影响因素,选取干抗张力、湿抗张力、施胶度为性能指标,进行了试验研究。研究结果表明:在定量90 g/m2,调节剂0.2%,湿强剂0.8%,混合比低于 68%,打浆度大于45°SR的参数组合下,水稻秸秆纤维地膜的干抗张力大于30 N,湿抗张力大于10 N,施胶度大于100 s。优化后的参数可满足地膜田间覆盖机械性能要求。
    2011,27(3):254-259, DOI:
    [摘要] (2204) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (17731)
    摘要:
    为研究采用固体碱催化剂催化制备生物柴油的相关技术,以棉籽油为对象,选用Na3PO4/MgO负载型固体碱为催化剂,以棉籽油的生物柴油转换率为指标,通过单因素和正交试验,分析催化剂的最佳制备工艺,并对催化剂进行X射线衍射、扫描电镜和热重表征分析。在此基础上对该催化剂催化棉籽油制备生物柴油的工艺进行探讨。研究结果表明,催化剂的最佳制备工艺为:Na3PO4负载量32%,焙烧温度600℃,焙烧时间3 h,共混温度70℃;使用优选的催化剂制备生物柴油的工艺条件为:反应时间2.5 h,反应温度70℃,醇油摩尔比15∶1,催化剂用量5%;催化剂的活性与Na3PO4晶相有关。
    2014,30(3):205-214, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2014.03.027
    [摘要] (2454) [HTML] (0) [PDF 11.40 M] (16179)
    摘要:
    农村居民点利用低效化是城乡转型进程中乡村地域系统演化的一种不良过程,对其进行空间重构成为合理利用土地资源、扎实推进新农村建设、重构乡村空间、促进城乡一体化发展的突破口。该研究引入共生理论,通过分析农村居民点空间重构共生系统,明确重构原则与步骤,构建农村居民点空间重构策略,对整村推进示范村重庆市合川区大柱村予以实证,构筑了生产功能型、服务功能型、生活功能型3种农村居民点组团并在村域尺度下予以空间表达,形成"一轴一带三团"的村域空间布局。结果表明,共生理论对于农村居民点空间重构具有较强的适用性;基于共生策略的农村居民点空间重构既能确保农村居民点的互联互通,又能尊重农户主体地位,实现村域"资源共享、环境共建",发挥村域资源优势,提高农村居民点利用效率,为丘陵山区整村推进与美丽乡村建设提供一种新思路。
    2020,36(11):39-48, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2020.11.005
    [摘要] (758) [HTML] (0) [PDF 8.24 M] (13571)
    摘要:
    单纵轴流谷物联合收获机清选装置内部流场对筛面风速分布和清选效果具有显著影响。该研究以雷沃重工RG-60型联合收获机为研究对象,通过田间试验测试了清选装置上筛面风速分布情况,结果表明上筛面右侧的风速大于左侧,风速分布均匀性差,造成振动筛左侧的脱出混合物堆积现象,不利于清选作业。为解决上述问题,对清选装置内部脱出混合物的受力和运动速度进行分析,利用Hyper Works软件对清选装置内部的风速分布进行仿真,结果表明风机前出风口和尾筛中部的风速最大值为8.6 m/s,筛面右侧风速偏大,左右两侧风速平均差值为2.6 m/s,试验和仿真结果的各测点风速变化规律一致。对清选装置的结构进行仿真优化,并进行优化后联合收获机田间试验,结果表明当清选装置右侧挡风板逆时针转动30°时上筛面风速分布最均匀,风速最大值为8.7 m/s;左右两侧流场对称分布,筛面各测点的风速比优化前平均提高2 m/s;小麦籽粒损失率为0.89%,含杂率为0.37%;水稻籽粒损失率为1.85%,含杂率为0.51%,清选效果良好。研究结果为单纵轴流收获机清选装置结构设计提供了参考。
    2021,37(1):223-232, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.027
    [摘要] (1116) [HTML] (0) [PDF 6.54 M] (13399)
    摘要:
    针对传统人工检测哈密瓜表面缺陷效率低等问题,提出利用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)对哈密瓜表面缺陷进行快速检测。对原始图像进行主成分分析(Principal Components Analysis,PCA)、奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)和二值化等预处理操作,通过数据扩充得到正常、霉菌、晒伤和裂纹的哈密瓜图像各2 500幅。构建一种改进的类似VGG卷积神经网络模型,将预处理后的图像输入模型,并使用随机梯度下降(Stochastic Gradient Descent, SGD)优化器进行算法优化,为探究CNN模型的特征提取原理,将改进的类似VGG模型每层卷积的特征进行可视化,最后利用开发的哈密瓜表面缺陷检测软件对模型进行试验验证。研究结果表明:图像预处理算法提高了模型的鲁棒性和泛化能力,改进的类似VGG模型优于AlexNet和VGG-16模型,其训练集和测试集准确率分别为100.00%和97.14%;对比预处理前后4类哈密瓜卷积特征可视化结果表明,随着卷积层层数的增加,哈密瓜表面缺陷特征越来越明显,图像预处理后卷积层特征提取效果优于原始图像提取效果。软件测试结果表明:静态下哈密瓜缺陷检测速率达到0.7 s/幅,识别准确率达到93.50%。研究结果可为哈密瓜表面缺陷在线检测技术提供理论依据和技术参考。
    2013,29(23):268-275, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2013.23.037
    [摘要] (1455) [HTML] (0) [PDF 1.94 M] (12874)
    摘要:
    为了制备稳定的澄清芦柑果汁,该文基于Box-Behnken试验设计,探讨了壳聚糖浓度、澄清温度、澄清时间对果汁澄清度的影响;建立了二次多项式回归模型,分析模型的有效性与因子间的交互作用,并对壳聚糖澄清芦柑果汁的工艺参数进行了优化。结果表明:壳聚糖澄清芦柑果汁的最佳工艺参数为:壳聚糖浓度0.80 g/L、温度59℃和时间71 min。在此最佳工艺条件下果汁透光率达到97.8%,且试验结果与模型预测值(98.3%)相吻合,所得回归模型拟合情况良好(R2=0.9886),达到设计要求。进一步对经壳聚糖澄清后的芦柑果汁的相关指标进行测定,发现果汁中可溶性固形物、维生素C及总酸含量依次从11.30±0.15%、31.33±3.25 mg/100mL、0.71±0.00 g/100mL略降为9.50±0.25%、21.8±5.28 mg/100mL、0.51±0 g/100mL,而总酚、果胶、蛋白质质量浓度依次从990.3±8.02 mg/L、366±4.70 μg/mL、595.53±20.62 μg/mL减少为557.87±4.67 mg/L、186.24±44.32 μg/mL、26.42±0.30 μg/mL有较明显下降,但澄清后的果汁非生物稳定性很好。该试验用响应面法优选出的澄清工艺合理可行,为芦柑果汁深加工及果汁产品开发提供了理论依据。
    2019,35(23):135-141, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.23.017
    [摘要] (533) [HTML] (0) [PDF 1.77 M] (11507)
    摘要:
    黄土高原退耕还林(草)工程实施后,生物结皮广泛发育,显著影响坡面产流。已有大量研究探索了生物结皮对径流的影响,但相关结论存在较大分歧。该研究以黄土高原典型生物结皮坡面为研究对象,通过人工模拟降雨试验,研究了生物结皮坡面产流过程。结果表明:生物结皮坡面较裸土坡面显著降低了初始产流时间,裸土初始产流时间是生物结皮坡面的1.59~3.04倍。生物结皮盖度与初始产流时间之间呈显著的负相关关系;降雨15 min时与60 min时生物结皮对坡面径流的影响发生逆转,90 mm/h的雨强下,当降雨历时为15 min时,生物结皮坡面较裸土增加75.42%的径流;当降雨历时为60 min时,生物结皮坡面径流量较裸土降低52.42%;生物结皮影响了土壤水分入渗速率,导致生物结皮坡面与裸土坡面随降雨历时变化的产流特征出现差异,裸土坡面降雨60 min时的入渗率较15 min时降低了34.30%,高盖度生物结皮坡面降低了6.38%;生物结皮对坡面入渗产流的影响与降雨历时有极大的关系,降雨历时不同,很可能得到截然相反的结论,考虑生物结皮因素的野外降雨试验,降雨历时应不少于45 min。研究结果为解释生物结皮影响坡面入渗产流方面存在的分歧提供了科学依据,进一步明确了干旱半干旱地区生物结皮的水文效应。
    2021,37(1):213-222, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.026
    [摘要] (1007) [HTML] (0) [PDF 4.66 M] (10732)
    摘要:
    针对目前生姜机械化播种难以实现"种芽朝向一致"农艺要求的问题,该研究提出了一种基于深度学习的生姜种芽快速识别及其朝向判定的方法。首先,构建生姜数据集。其次,搭建YOLO v3网络进行种芽的识别,包括:使用Mosaic等在线数据增强方式,增加图像的多样性,解决小数据集训练时泛化能力不足的问题;引入DIoU(Distance Intersection over Union)边框回归损失函数来提高种芽识别回归效果;使用基于IoU的K-means聚类方法,经线性尺度缩放得到9个符合种芽尺寸的先验框,减少了先验框带来的误差。最后进行壮芽的选取及其朝向的判定。测试集中的结果表明,该研究提出的生姜种芽识别网络,平均精度和精准率、召回率的加权调和平均值F1分别达到98.2%和94.9%,采用GPU硬件加速后对生姜种芽的检测速度可达112帧/s,比原有YOLO v3网络的平均精度和F1值分别提升1.5%和4.4%,实现了生姜种芽的快速识别及其朝向的判定,为生姜自动化精确播种提供了技术保证。
    2008,24(8):232-235, DOI:
    [摘要] (9190) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (10462)
    摘要:
    研究了5种土地处理系统中的常用填料(天然沸石、陶粒、北京土壤、蛭石和砾石)对磷酸盐的吸附和解吸特征,结果表明蛭石与土壤对磷酸盐的吸附效果明显(吸附量分别为1.38 mg/g和1.24 mg/g),陶粒与沸石的磷酸盐吸附效果次之(分别为1.12 mg/g和1.18 mg/g),砾石的磷酸盐吸附效果最差(0.9 mg/g)。5种填料在振荡12 h均达到吸附平衡,吸附量随初始磷浓度的增加而增加。砾石的解吸率最高,北京土壤与沸石的次之,蛭石与陶粒的最低。在所研究的五种填料中,从磷吸附量和解吸率来看,蛭石是较好的磷吸附填料。
    2016,32(17):127-135, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.17.018
    [摘要] (3318) [HTML] (0) [PDF 15.27 M] (10308)
    摘要:
    该文针对农业信息服务中冬小麦种植面积调查业务的现状与需求,提出了一种基于NDVI(normal difference vegetation index)时间序列的冬小麦NDVI加权指数(WNDVI,weighted NDVI index)影像算法,可在训练样本、验证样本选择的基础上实现冬小麦面积的自动提取,并以河北省安平县及周边地区2013-2014年度冬小麦面积提取为例,采用GF-1/WFV(wide field view)数据进行了算法实现。算法的主要思路是在时序影像基础上,通过冬小麦NDVI加权指数影像的构建,扩大冬小麦地类与其他地类的差异,结合自适应的阈值获取方法,区分冬小麦地类,获取冬小麦作物面积。算法包括冬小麦时间序列影像的获取、基于网格的样本点设置、构建冬小麦NDVI加权指数影像、迭代确定冬小麦NDVI加权指数提取阈值、精度验证这5个部分。影像的获取根据冬小麦的生长时间确定,保证每月1景GF-1/WFV无云影像,并进行预处理及NDVI计算;同时将研究区划分为一定数量的网格,每个网格再等分为2×2个子网格,根据目视解译、专家知识、实地调查等方法,确定左上网格中心点及右下网格中心点的地物类型。统计该期所有左上网格点冬小麦及其他地物的NDVI均值,冬小麦NDVI大于其他地物的将该期影像的权值设置为1,否则设置为?1,将所有时相NDVI影像进行加权平均,即可获取冬小麦NDVI加权指数影像。获取冬小麦NDVI加权指数影像后,还需设置合适的阈值提取冬小麦。该文选用右下网格点目视解译分类结果作为阈值提取依据,具体方法是将冬小麦指数从小到大按照一定间隔划分,作为冬小麦NDVI加权指数提取阈值,将各阈值二值法运用,与右下网格点的冬小麦提取的目视解译结果对比,精度最高的就是最优冬小麦NDVI加权指数分割阈值。在所有网格中,以初始识别获取的冬小麦面积为准,等概率选择10个样方作为精度验证样方进行验证。精度验证结果表明分类总体精度达到94.4%,Kappa系数达0.88。该文通过构建冬小麦NDVI加权指数,将比较复杂的多个参数转换为一个参数,并且农学意义明确,相比传统的NDVI时序影像进行冬小麦面积的提取,具有自动化程度高、面积提取精度高、分类结果稳定的特点,已经在全国农作物面积遥感监测业务中进行了应用。
    2015,31(z1):237-246, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2015.z1.028
    [摘要] (2729) [HTML] (0) [PDF 10.15 M] (9655)
    摘要:
    以"感知"为基础的物联网技术迅速发展及产业化逐步渗透到各行各业,包括畜牧业在内的农业物联网的发展也十分迅猛。该文重点从家畜编码规范及标识技术,家畜养殖环境及体征行为远程监测,母猪精细饲喂智能装备及种畜(种猪、奶牛)养殖过程数字化监管与云计算平台构建等多个方面,综述物联网技术在畜牧业领域的应用环节、效果及存在的局限性。综述表明,在感知标识层,关于家畜标识的国际标准主要包括动物管理系列标准ISO/TC 23/SC 19,它负责制订动物管理RFID(radio frequency identification)方面标准,包括ISO 11784/11785和ISO 14223标准,但3个标准内涵的分工不同,而中国的标准包括国家规范、地方标准及企业内部规范,具体包括农业部第67号令,上海地方标准(DB31/T341-2005)和新疆地方标准(DB 65/ T3209-2011)2个动物电子标识规范,以及北大荒及亿利源企业的肉牛内部编码规范。在感知传输层,主要基于不同类型的传感器感知家畜舍环境参数(温湿度、光照强度、氨气及CO2浓度等)及体征行为(视频、质量,体表温度等)。在数据传输层,采用无线公网(2G/3G/4G)网络对家畜舍环境数据及个体的行为状态数据实施远程传输,而视频数据及大量的生产过程数据采用有线网络传输到Internet网路数据库;在数据应用层,典型的应用包括通过移动智能手机终端,依据对采集数据的分析及预警,对远程的环境控制设备(风机、灯电暖、水泵等)进行智能开启与关闭;其次是奶牛繁殖场及种猪养殖场云计算平台的开发与数据挖掘分析应用,以及基于传感器技术及机电控制技术的母猪电子自动与精确饲喂设备的开发与应用。最后,该文从微观到宏观剖析了中国畜牧业物联网当前在技术、产品、应用、政策及认识层面存在的不足,并给出相应的技术与政策建议。综合认为,中国畜牧业发展的现代化需要物联网技术的支撑,物联网技术也必须在领域的应用中寻找正能量,促进畜牧业物联网产业的发展。
    2010,26(11):1-7, DOI:
    [摘要] (32087) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (8500)
    摘要:
    当今农业水管理所面临的问题和挑战与50年前有着显著差别。当前发展农业水管理的目的是在水资源稀缺状况下,在满足全球不断增长的食物需求的同时,达到增加农民收入、发展农村经济、减少贫困、应对气候变化、保护生态环境等。为此,应从跨学科、跨部门的角度出发,审视和改善与农业水管理发展相关的策略与对策,其中包括加快发展节水农业、维系生态系统服务功能、加大灌溉投入、提升雨养农业、提高农业水分生产率、减少农业贫困人口、减轻或预防土地和水环境质量下降、降低废水灌溉风险、加强政策和制度建设等。改善农业水管理、增加农业生产力的各种努力取决于对上述发展策略与对策的合理选择及其彼此间的利益权衡。
    2008,24(3), DOI:
    [摘要] (1402) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (8454)
    摘要:
    车用空气弹簧工作过程中产生几何、材料、接触三重非线性,用传统的经验公式难以准确预测其非线性力学性能。近年来,随着非线性有限元理论和计算机的发展,用有限元法预测车用空气弹簧力学性能成为可能。该文以某一汽车悬架用空气弹簧为研究对象,采用Mooney-Rivlin模型模拟橡胶、Rebar模型模拟帘线、刚体模拟缘板和活塞等方法建立其有限元模型,导入非线性有限元软件ABAQUS进行力学性能数值计算。为了验证计算结果的可靠性,在Instron 8800电液伺服系统台架上进一步测试了该弹簧力学性能,结果分析表明计算值与试验值比较吻合,因此,非线性有限元为车用空气弹簧力学性能预测提供了一种经济实用的方法。
    2006,22(2):127-131, DOI:
    [摘要] (1608) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (8254)
    摘要:
    为了解决在种猪体重测量中传统方法所遇见的问题,该研究初步探讨了一种新方法,即把计算机视觉技术应用到种猪饲养管理中,通过数字图像分析技术,测量和计算种猪的投影面积,并分析其与体重的相关性,为种猪体重测量提供了新的依据。结果显示去除头部和尾部后剩余身体部分的投影面积和体重的相关性极大,相关系数可达到0.94,再与人工测量的结果进行对比,相对误差不超过2.8%。试验证实了利用这种无接触的方法来估测种猪的体重,可以减少人力物力,避免由于猪的应激反应而给生产带来的损失,在种猪的科学饲养管理中具有实用意义。
    2014,30(19):290-299, DOI: doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2014.19.035
    [摘要] (2667) [HTML] (0) [PDF 4.93 M] (8141)
    摘要:
    为了研究社会经济和城市化快速发展作用下的洱海流域土地利用/覆被变化过程,以促进流域用地结构与配置的优化。基于智能体建模理论,结合GIS的数据处理和空间分析技术,利用蚁群智能算法模拟土地利用变化。针对洱海流域的现状,该文选取流域土地利用变化的影响因子,建立了智能体分类体系及其行为决策规则;基于Java语言和Repast J建模平台,完成了模型的程序设计、实现、模拟过程;针对模型的模拟结果进行了分析和验证。结果表明:蚁群算法提升了智能体模型模拟结果的精度,且基本与实际情况的空间格局保持一致。基于模拟结果分析了未来10 a(2010-2020年)洱海流域的人地关系矛盾主要表现为农业生产性用地(耕地和园地)的持续性减少与建设用地的不断增长,现有政策下的城镇化用地成本呈上升趋势。而生态用地中,湿地的增长最快,表明政府的用地规划和策略对流域的生态用地保护起到较好的宏观调控作用。
    2013,29(18):136-145, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2013.18.017
    [摘要] (3436) [HTML] (0) [PDF 12.95 M] (8080)
    摘要:
    该文以中国农业科学院(万庄)农业高新技术产业园及周边地区4.2×3.1 km的范围为研究区域,利用无人机搭载RICOH GXR A12型相机进行了航拍试验,主要测试了定位定向系统(positioning and orientation system,POS)数据辅助下光束法区域网平差方法平面定位及面积测量精度,以及无人机影像的作物面积识别精度。结果表明,在无控制点约束条件下,直接采用POS数据进行光束法区域网平差后,以中误差表示的平面定位精度为X轴方向(东西方向)中误差为2.29 m,Y轴方向(南北方向)中误差为2.78 m,整体平面中误差3.61 m;采用3阶一般多项式模型进行几何精校正,X轴方向中误差为1.59 m,Y轴方向中误差为1.8965 m,整体平面中误差为2.32 m,符合《数字航空摄影测量空中三角测量规范》中对1∶10 000平地的平面精度要求,能够满足农作物面积遥感监测中作物面积调查定位精度的要求;采用监督分类和面向对象分类2种方法,对面积评价区域种植的春玉米、夏玉米、苜蓿和裸土4种地物类型进行分类,以差分GPS调查结果为评价标准,4种作物总体识别精度分别达到了88.2%(监督分类)和92.0%(面向对象分类),单独分类精度分别为88.9%、86.7%、93.0%、86.6%和90.35%、92.61%、94.93%、93.30%。研究结果说明了无人机遥感影像获取小范围、样方式分布的作物影像方面具有广泛的应用前景,推广后能够满足全国农作物地面样方对高空间分辨率影像的需求,可以部分替代现有人工GPS测量的作业方式。
    [摘要] (2590) [HTML] (0) [PDF 2.10 M] (8020)
    摘要:
    基于农机农艺结合的观点与理论,以辽宁西部地区的主栽花生品种为研究对象,应用万能材料物理试验机和红外线快速水分测定仪等仪器设备,研究了两段式收获条件下的花生秸秆与果柄水分变化及其力学性质,揭示了花生果柄抗拉强度、质量含水率与田间晾晒时间的内在关系;得到了含水率在8.48%~65.68%范围内的花生果柄自身与2个节点的抗拉强度及变化规律,获得了花生果柄抗拉强度与含水率变化的回归方程;初步确定了试验条件下辽西地区花生捡拾前的最佳晾晒时间为3~5 d,此时花生植株各部位水分基本降至10%~20%,秧柄节点及柄自身的抗拉强度为10~15 N,果柄节点抗拉强度为7~9 N。研究结果可为设计两段式花生收获机的花生捡拾装置与摘果装置、确定两段式花生收获最佳捡拾摘果时间提供必要的参考依据,同时也为深入研究花生捡拾与摘果损失与损伤机理提供必要的参考。
    2014,30(19):115-122, DOI: doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2014.19.014
    [摘要] (2687) [HTML] (0) [PDF 1.19 M] (7903)
    摘要:
    为了确定甘蔗水分亏缺诊断指标及其临界值,该文以新台糖22号为试验材料,通过盆栽和大田试验研究了水分胁迫下甘蔗全生育期植株茎直径变化特征,然后利用盆栽试验数据分析了盆栽甘蔗的茎直径变化指标日最大收缩量(maximum daily shrinkage,MDS)、日增长量(daily increase,DI)和土壤水分的关系,回归建立了基于MDS和DI的甘蔗水分亏缺诊断模型。大田和盆栽试验均表明,甘蔗处于苗期、分蘖期和伸长期的茎生长阶段,土壤水分差异导致的茎生长差异显著(P<0.01)。盆栽试验表明60%以下田间持水率的水分胁迫(中度及重度干旱)在茎生长阶段均可使甘蔗茎直径增长总量降低约41.7%~100%,且对甘蔗茎直径增长的影响以伸长期最大,分蘖期次之,苗期最小;在甘蔗成熟期,16个观测日正常、轻、中和重旱茎直径总增长量分别为0.049、0.055、0.048和0.033 mm,该阶段茎秆基本停止生长,土壤水分差异导致的茎生长差异不显著(P>0.05),成熟期对水分亏缺最不敏感。对各生育期的MDS和DI与土壤含水率的回归分析结果表明,除成熟期DI指标外,其他各生育期的MDS和DI均与土壤含水率显著线性相关,决定系数在0.501~0.765之间。苗期MDS、分蘖期和伸长期的DI能更好地诊断水分亏缺。所建立的模型可较好的诊断甘蔗水分亏缺,研究结果可为利用茎直径变化指导甘蔗灌溉提供理论依据。
    快速检索
    过刊检索
    全选反选导出
    显示模式:
    1999,15(3):33-38, DOI:
    [摘要] (2488) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1648)
    摘要:
    对一块面积为1hm麦田内的98个观测点取样分析,测定了代表不同土壤含水率水平下的两个时期土壤表层和底层的NH-N、NO3-N、Olsen-P、表层有机质和全氮等养分。应用地统计学的方法对所取的数据进行了分析,结果表明底层土壤的NH-N、表层土壤的有机质服从正态分布;其余养分基本上服从对数正态分布;按一定的精度和置信水平确定了合理的取样数目。通过半方差函数分析,发现这些养分在一定范围内存在空间相关性;采用Kriging方法对未测点进行了估值,绘制了等值线图,并对两个时期的养分动态的空间变异进行了初步分析。该成果可用于提高氮肥利用率和精确农业(施肥)的研究和实践。
    2003,19(2):210-213, DOI:
    [摘要] (1425) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1471)
    摘要:
    土地整理效益研究是土地整理理论及实践研究的一个重要组成部分,分析土地整理活动对经济发展、生态环境、社会发展等引起的效应,不仅可以丰富土地整理的理论,而且对规范与指导土地整理的实践活动也具有重要现实意义。土地整理具有效益的统一性,土地整理的经济效益表现为土地整理活动对国民经济与整理区农户的影响;土地整理的生态环境效益表现为土地整理活动对自然生态系统结构、功能与环境的影响;土地整理的社会效益表现为土地整理活动对农村社会环境、社会经济与自然资源合理利用的贡献与影响;土地整理的景观效益表现为土地整理活动对农村景观的影响;而土地整理的综合效益为土地整理经济效益、生态环境效益、社会效益与景观效益的综合。
    2009,25(12):211-217, DOI:
    [摘要] (3056) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2885)
    摘要:
    中国秸秆资源估算存在着统计不完全、草谷比取值不当等问题。该文采用草谷比法,选取经过订正的秸秆草谷比,对中国秸秆资源进行了全面系统的估算。估算结果表明:随着农业综合生产能力的提高,中国秸秆总产量总体上呈不断增长之势;目前中国是世界第一秸秆大国,2005年全国秸秆总产量达到84 183.12万t;稻草、玉米秸、麦秸依然是中国的主要作物秸秆类型;稻壳、玉米芯、蔗渣、甜菜渣等农产品初级加工副产品具有可观的新能源开发前景。
    2002,18(1):22-26, DOI:
    [摘要] (1264) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1431)
    摘要:
    高分子化学材料的保水剂,具有高倍吸水和保水能力,种类较多。该研究测定了钠类保水剂主要化学特性改土保土效应。通过田间试验,分析其对作物产量和肥料利用率的影响。研究表明,保水剂溶液钠离子和电导度随其浓度增加而增加,但增幅较小,对pH值影响不大。钙、镁等二价离子对聚丙稀酸钠保水剂的吸水力拮抗作用明显,与尿素混用无不良效果。土壤加入保水剂后,其保水能力增加,改善结构,沙壤土较重壤土更显著。当土壤中保水剂含量在0.005%~0.01%范围时,土壤团聚体增加量明显。在-0.5MPa土壤水势压内,含保水剂0.5%的土壤中90%水分可为植物根系利用。研究认为,保水剂保水作用主要表现4方面:自身保水、改良土壤结构增加土壤保水、促进植物生长提高肥料利用率、缓慢释水减少蒸发。田间试验发现,穴施15kg/hm2的保水剂的玉米和马铃薯分别增产22%和16%,投产比为1∶3.5和1∶4.2。保水剂与尿素或尿素磷肥混合使用于玉米,可分别提高尿素和磷肥利用效率18.72%和27.06%。
    2007,23(9):276-282, DOI:
    [摘要] (3072) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2054)
    摘要:
    该文在综合评价中国生物质能资源、产业发展和政策环境的基础上,分析未来生物质能产业发展趋势。中国具有丰富的生物质资源,生物质能产业初具规模:沼气产业基本形成,燃料乙醇年生产能力已达到102万t,开发了甜高粱茎秆等非粮作物生产燃料乙醇的技术,秸秆直燃发电示范工程正式并网运行;促进生物质能产业发展的宏观政策环境逐渐形成。因此得出结论:未来中国生物质能产业发展的重点是沼气及沼气发电、液体燃料、生物质固体成型燃料以及生物质发电;促进生物质能产业发展的政策环境将进一步完善;技术水平进一步提高;将有更多的大型企业参与;生物质能产业必将成为中国国民经济新的增长点。
    2008,24(12):291-296, DOI:
    [摘要] (3296) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (3445)
    摘要:
    该文应用不同的秸秆资源评价指标,通过文献分析和实地调查,对中国主要农作物秸秆资源进行了调查与评价。结果表明,2006年全国5种主要农作物秸秆的理论资源量为4.33亿t。其中,可能源化利用资源量约1.76亿t,呈“两高两低”的分布特点,即人均资源量“北高南低”、单位播种面积资源量“东高西低”。依据各区的秸秆资源分布特点,可将全国划分为重点开发利用区(东北区、蒙新区和华北区)、适度开发利用区(西南区、长江中下游区和华南区)、限制开发利用区(黄土高原区和青藏区),建议对各区采取不同的开发利用措施。
    2004,20(5):1-5, DOI:
    [摘要] (1506) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1551)
    摘要:
    该文界定了生物质、生物质产品、生物质资源和生物质产业的概念和范围,分析了中国生物质资源的潜力。针对中国当前“三农”问题和未来10~20年能源安全等重大需求,综述了国内外生物质产业发展的4个取向:生物质发电、生物质液体燃料、生物质有机高分子材料和能源农林业。简述了现代农林工生物质能一体化系统的生物质产业发展模式。发展生物质产业对于解决农民增收问题、加快农业工业化进程和促进农村小康社会建设等具有重要意义。
    1999,15(2):74-78, DOI:
    [摘要] (1422) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1407)
    摘要:
    对美国生产的BP保水剂在土壤中的试验结果表明,BP保水剂有极强的吸水保水能力,对无离子的吸水能力为38.7mL/g,含盐量在0~0.1%范围内,溶胀度变化最大,在0.1%盐水中的溶胀度仅为蒸馏水的63%,吸持的有效水占2/3以上;BP保水剂施加到土壤中可改善土壤物理水分性状,土壤持水性能显著增大,在0.01~1.5MPa土壤水势范围内,砂土和重壤土较轻壤土和中壤土有显著增加;土壤中施加BP保水剂,土壤饱和导水率显著降低,土壤蒸发性能无显著变化,土壤团聚作用增强;其中砂土增加效果显著;BP保水剂加入砂土中盆栽种植小麦试验表明,加入BP保水剂,可使小麦幼苗株重、根系长度和根重有明显的增加,根冠比明显增大,根系营养状况良好,对小麦生长有明显的促进作用。
    2005,21(8):169-173, DOI:
    [摘要] (1697) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (5470)
    摘要:
    该文依据中国农业废弃物数量大、品质差、价格低、危害多的污染特点和农业废弃物作为能源、肥料、饲料和材料的资源化利用现状,分析了农业废弃物的资源潜力以及在资源化过程中的限制因素和技术瓶颈,并结合中国社会、经济发展的目标,提出农业废弃物资源化的发展战略思路和战略重点,发展生态农业、走循环经济的对策;提出了依靠政策引导、技术支撑和资金投入,大力发展生物质经济的保障措施。
    2006,22(11):269-272, DOI:
    [摘要] (2075) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1702)
    摘要:
    农用地膜良好的增温保墒效果已对中国农业产生了重大的、积极的作用,但同时随着地膜覆盖技术的普及,残留农用地膜也已经带来了一系列的负面影响,大量的残留地膜破坏土壤结构、危害作物正常生长发育并造成农作物减产,进而影响到农业环境,通过对中国有关地膜残留研究文献的综述,对农用地膜的应用现状、残留地膜的分布特征及影响因素,以及残留地膜的危害特点进行了综合分析,并针对目前存在的实际情况,提出了农用地膜残留污染的防治技术措施。
    2007,23(5):81-87, DOI:
    [摘要] (2187) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2090)
    摘要:
    农村居民点变化的驱动力研究是农村居民点内在演化规律研究的重要组成部分,可科学指导当前农村居民点整理活动。该文以北京山区为研究区域,基于GIS以及相关数理统计软件,使用Logistic回归模型从空间角度深入分析了农村居民点变化的内部和外部驱动力。研究结果表明农村居民点变化是在原有居民点的分布基础上,以一定的自然、区位等内部驱动因子为背景,受社会经济等外部驱动因子的综合影响而发生。可以认为农村居民点变化是一个由其自然资源条件、区位可达性及社会经济基础条件综合影响下的区位择优过程。应依据不同区域驱动因子的不同发展态势,探寻不同的农村居民点整理模式,加强新农村建设过程中农村居民点用地的管理。
    2002,18(4):155-158, DOI:
    [摘要] (2203) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1515)
    摘要:
    采用平台扫描仪获取叶片的数字图像,建立运用数字图像处理技术测定蔬菜叶面积的方法。同时与目前较常用的交叉网格法、CID仪器法、复印称重法和生产上常用的直尺法进行比较分析。结果表明:图像处理方法和上述传统的叶面积测定方法的测定结果呈极显著的线性相关关系,适用于叶面积的测量工作;和其它方法相比具有准确、快速、适用范围广、容易普及等优点,适用于科研和生产推广使用。试验还得出采用直尺法时,油菜和空心菜的叶面积的校正系数分别为0.792和0.818。
    2003,19(2):39-44, DOI:
    [摘要] (1439) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1341)
    摘要:
    以一块面积约为13.3 hm2的冬小麦田为研究区,利用GPS接收机定位,按50 m×50 m设置网格,共取63个采样点,测定土壤表层(20 cm)内的土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、容重、田间土壤含水率和电导率,研究麦田土壤特性的空间变异规律。采用传统统计学和地统计学相结合的方法对所取的数据进行了分析,利用Arcview3.2软件的空间分析功能,绘制了表达这些土壤特性随机性和结构性的半方差图和空间分布图。研究结果表明:所有土壤特性均服从正态分布;土壤容重具有弱变异强度,其它土壤特性具有中等变异强度;土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾和电导率具有很强的相关性,土壤容重、速效磷和含水率具有中等强度的空间相关性,土壤特性的相关距变化范围为246.8~426.8 m。该成果可为农田的定位施肥、灌溉以及其它的农田精细管理提供依据。
    2002,18(1):165-168, DOI:
    [摘要] (1055) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1265)
    摘要:
    回顾中国近期农用地评价研究的发展状况,分析并比较了新编国家农用地分等定级规程和耕地地力等级规程中提出的方法体系、思想基础和实践意义。农用地分等定级评价已经从查田定产、土壤性质、基础地力等单纯对土地自然状态的研究,发展到人地一体的资源价值管理评价。中国现行农地评价方法有农业部的耕地地力等级划分体系和国土资源部的农用土地分等定级评价体系。两大体系在评价指标的解析性、成果应用的目标层次和操作实施的前后衔接上存在着区别。目前,农用土地分等定级评价已在全国开展,其方法体系的不断完善具有更重要的实际应用意义
    2006,22(2):27-32, DOI:
    [摘要] (2119) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1790)
    摘要:
    通过中科院栾城农业生态试验站3种不同降水年型的田间灌水试验,研究了不同供水条件对冬小麦根系分布、产量及水分利用效率的影响,旨在为华北地区冬小麦建立优化灌溉制度,提高水分利用效率,达到节水增产目的提供理论依据。试验结果表明,冬小麦根系主要集中分布在80 cm以上土层,随土层深度的增加,根长密度呈指数下降;综合分析根系对不同土层的水分吸收、作物耗水组成及产量、水分利用效率与总耗水的关系,提出华北地区冬小麦最佳灌水方式是:丰水年灌0水、平水年灌1水(拔节水)、枯水年灌2水(拔节水和抽穗水),次灌水量60~75 mm,具有明显的节水增产效益。
    2000,16(3):24-27, DOI:
    [摘要] (2076) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1573)
    摘要:
    作物调亏灌溉是建立在作物与水分关系基础上的一种节水高产灌溉技术。根据陕西长武、甘肃民勤等地的田间试验资料分析了适度缺水对作物产量的有益效应,表明调亏灌溉的适宜时段应该在作物的早期生长阶段。陕西长武和甘肃民勤小麦和棉花的试验结果表明,其水分亏缺程度可达到田间持水量的45%~50%,而对作物的产量没有不利影响,但可明显提高作物水分利用效率。并且讨论了调亏灌溉目前存在的一些问题。
    2005,21(7):168-174, DOI:
    [摘要] (1505) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1688)
    摘要:
    阐述了构建家畜和畜产品可追溯系统对于食品安全和国际贸易的重要性和必要性,介绍家畜和畜产品可追溯系统的构成和特点,比较不同类型的畜体标识方法,归纳可追溯系统所涉及的信息网络等技术,回顾发达国家和地区可追溯制度建设和可追溯系统的实施情况,指出制约可追溯系统应用的主要问题。以及介绍中国进行可追溯系统试点研究的进展,提出家畜标识制作的新工艺与新方法,指出可追溯系统的发展方向和趋势,为建立适合中国国情的家畜和畜产品可追溯系统提供参考。
    2002,18(2):49-52, DOI:
    [摘要] (1151) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1236)
    摘要:
    以山东省黄河冲积平原低肥力潮土为供试土壤。14年缸栽定位试验结果表明,长期秸秆还田改善了土壤的理化性状。土壤有机质、孔隙度、速效氮、锌、铁、锰、酶活性等理化指标与秸秆还田量呈显著正相关;与土壤容重呈负相关;并与气候、作物生长季节、土壤质地等因素有关。秸秆还田与化肥配施改土培肥效果更佳
    2000,16(5):26-30, DOI:
    [摘要] (1296) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (3140)
    摘要:
    作物系数是计算作物需水量必不可少的参数。该文介绍了FAO近期推荐的确定作物系数的2种计算方法,一种是比较简单实用的分段单值平均法,另一种是比较复杂但相对准确的双值作物系数法。用河北省雄县灌溉试验站的冬小麦、夏玉米田间土壤水分观测资料计算作物实际腾发量,对上述2种确定作物系数的方法进行了检验。计算的作物系数与雄县试验站的实测结果基本接近,从而初步证明了在缺少实测资料的情况下可以采用FAO推荐的方法确定华北地区主要作物的作物系数
    2004,20(1):7-12, DOI:
    [摘要] (1505) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1207)
    摘要:
    该文综述了国内温室控制系统模式的研究现状,介绍了几种典型的温室控制系统模式,指出了制约温室控制系统研究的主要问题:成本高,没有达到智能化的要求。该文提出了建立具有分布式结构的基于CAN总线的温室控制系统模式,可以降低成本,为解决温室控制系统智能化问题提供了有效的途径。提出未来温室控制系统的发展趋势——高层管理与控制网络化;现场检测与控制单元的现场总线化;温室调控系统的行业标准化。
您是第位访问者
农业工程学报 ® 2021 版权所有
技术支持:北京勤云科技发展有限公司