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    2022年第38卷第6期
    农业装备工程与机械化
    2FHF-4.56型宽行距作物基肥对行分层深施机设计与试验
    刘进宝，汤智辉，郑炫，孟祥金，杨怀君，张鲁云
    2022,38(6):1-11, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.001
    [摘要] (45) [HTML] (0) [PDF 4.08 M] (295)
    摘要：
    针对当前西北干旱地区宽行距作物种植过程中施肥方式不科学，传统撒施肥料用量大、利用率低，该研究结合作物种植农艺特点，提出在作物行方向进行基肥分层深施措施，并研制了基肥对行分层深施机，对仿形单体进行设计，分析了仿形单体的运动学和力学特性，确定了仿形单体质量和仿形弹簧型号。同时研制了一种基于雄性蜣螂头部角状突起的仿生开沟铲，得到仿生开沟铲刃轮廓曲线拟合方程，确定了仿生开沟铲结构及工作参数。通过土槽试验优化了仿生开沟铲前刃角，得出前刃角最佳角度为65°，此时仿生铲相对传统铲的开沟阻力减小42.6%，对土壤的扰动明显减小。样机田间试验表明，分层施肥作业对行精度偏差平均值为2.7 cm，6组施肥铲浅层肥料深度平均值为12.44 cm，浅层施肥深度一致性变异系数为6.12%；深层肥料深度平均值为20.49 cm，深层施肥深度一致性变异系数为4.98%。施肥模式对比试验表明，对行分层施肥的植株长势更好，棉果枝数和单株铃数更多，根系发育更为良好，肥料减施25%，同时棉花平均每公顷增产8.9%，玉米平均每公顷增产8.6%，研究结果表明，对行分层深施肥具有较好的减肥增效作用，对推进棉花生产科学施肥具有重大价值和现实意义。
    基于模糊PID控制的玉米精量播种机单体驱动器设计与试验
    姚颍飞，陈学庚，纪超，陈金成，张惠，潘峰
    2022,38(6):12-21, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.002
    [摘要] (28) [HTML] (0) [PDF 3.42 M] (282)
    摘要：
    为提升新疆地区玉米精量播种机作业效率、稳定高速工况下播种质量，该研究以气吸圆盘式玉米排种器为研究对象，设计了一种基于模糊PID控制的玉米精量播种机单体驱动器。基于电机驱动排种控制系统硬件构成及工作原理，搭建了以STM32F103C8T6单片机为核心的功能电路。该单体驱动器工作时，由霍尔传感器采集播种机的作业速度，通过高精度光电旋转编码器实时反馈电机转速，利用增益调整型模糊PID算法使调速系统根据转速偏差和偏差变化率实时修正PID控制参数，使电机转速快速精准地跟随作业速度的变化。通过转速控制特性试验可知：脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation, PWM）频率为60 kHz时，电机具有良好的启动特性；电机转速在307～10 441 r/min范围内，电机实际转速变异系数均小于6.29%，具有较好的稳定性和线性度。电机调速试验结果表明：在设定电机目标转速为1 500 r/min时，模糊PID调速系统相比传统PID调速系统超调量降低0.4%，上升时间和调节时间分别缩短0.12和0.49 s，稳态误差减小0.3%；在种床带速度反馈周期T=1.0 s时，模糊PID动态调速精度较高、鲁棒性好。电机驱动排种台架试验结果表明：作业速度为8、10 km/h时，两种控制方式的播种性能指标差异较小；作业速度为12 km/h时，模糊PID控制的播种合格指数大于93.04%，重播指数小于5.13%，漏播指数小于1.83%；与传统PID控制方式相比合格指数均值提高2.50个百分点，重播指数均值降低0.85个百分点，漏播指数均值降低0.88个百分点，各播种性能指标均优于传统PID控制方式，适于高速播种作业。研究结果可为玉米高速精量播种机的研发设计提供参考。
    正负气压组合油菜精量排种器锥孔盘排种性能
    高丽萍，施彬彬，廖庆喜，张百祥，郑娟，廖宜涛
    2022,38(6):22-33, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.003
    [摘要] (20) [HTML] (0) [PDF 2.89 M] (281)
    摘要：
    为进一步提升正负气压组合式油菜精量排种器性能，该研究提出了一种可增加种群扰动、降低被吸附种子运移阻力的圆锥型孔排种盘。通过理论分析和离散元仿真试验阐明倒角截顶圆锥孔排种盘排种性能提升机理，并通过台架试验对排种性能提升效果进行了验证。理论分析表明，在排种盘上采用圆周密布的圆锥型孔，排种盘型孔临近吸种区域种群横向扰动增大，型孔上被吸附种子随排种盘运移时的切向阻力降低，利于提高充种成功率和携种稳定性。离散元仿真分析表明，相同型孔数条件下倒角截顶圆锥孔盘较圆直孔盘在充种室种群平均速度增大66.72%；在型孔附近临近吸种区种子切向运移速度提高90.45%，轴向运移速度增加83.90%，径向运移速度提高165.60%，吸附在型孔上的种子运动阻力下降35.60%。台架试验表明，在工作负压800～4 800 Pa、转速10～50 r/min条件下，倒角截顶圆锥孔排种盘较圆直孔排种盘单粒排种合格指数提高5.49%、重播指数及漏播指数分别降低68.62%和3.79%，在卸种正压200 Pa、工作负压2 100 Pa、转速25 r/min条件下，其合格指数、重播指数、漏播指数最高可达98.13%、1.25%和0.62%。倒角截顶圆锥孔排种盘在不增加附属搅种和充种装置的基础上，可有效提高单粒排种性能，降低排种器重播指数和漏播指数，提升排种器作业性能，研究结果可为正负气压组合式油菜精量排种器结构优化提供参考。
    基于贝塞尔曲线的动态识别区农机避障路径实时规划
    杨洋，温兴，马强龙，张刚，程尚坤，齐健，陈志桢，陈黎卿
    2022,38(6):34-43, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.004
    [摘要] (15) [HTML] (0) [PDF 2.23 M] (266)
    摘要：
    为解决农机田间作业避障路径实时规划问题，该研究提出一种在动态识别区内利用三阶贝塞尔曲线实时规划农机避障路径算法。首先构建农机作业行走动态识别区，在动态识别区内利用激光雷达感知障碍物。然后利用障碍物信息计算避障路径控制点选取范围，生成满足农机最小转弯半径等多约束条件下的路径簇，同时以曲率最小为目标从路径簇中选取最优避障路径。最后进行避障路径实时规划试验。试验结果表明，本文算法规划的避障路径最大曲率和平均曲率分别为0.126和0.054 m-1；路径跟踪过程中产生的最大横向误差和平均横向误差分别为0.12和0.057 m；拖拉机到障碍物外轮廓的距离大于0.375 m。和现有算法比较，本文算法规划的避障路径最大曲率和平均曲率分别减少25.9%和42.6%，路径跟踪过程中产生的最大横向误差和平均横向误差分别减少36.8%和28.8%。研究结果可为拖拉机无人驾驶作业提供技术支撑。
    玉米田间机械-化学协同除草的杂草防除效果
    方会敏，牛萌萌，薛新宇，姬长英
    2022,38(6):44-51, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.005
    [摘要] (15) [HTML] (0) [PDF 3.37 M] (263)
    摘要：
    施用除草剂和机械除草是目前杂草控制的两种主要手段，受农田环境、机具作业能力等限制，单一机械或化学防治均存在一定的局限性。该研究以玉米田为研究对象，设置机械除草协同减量化学除草策略，选取2种机械除草方式（行间与株间）和3种化学减量比例（减量25%、50%、75%）及2种化学施药方式（全幅和苗行）组合进行除草试验。从除草效果和玉米生长方面综合研究了机械-化学协同除草方式的杂草防除效果。试验结果表明：机械除草方式能够疏松土壤，使除草区域的土壤紧实度降低64.4%以上。除草处理后2周，行间机械除草的株防效为83.4%，优于株间机械除草的株防效46.7%；玉米吐丝期，机械-化学协同处理的除草效果优于单一机械除草，行间机械除草协同除草剂减施处理的除草效果优于同水平施药量下的株间机械除草协同除草剂减施处理；无论是在吐丝期还是成熟期，机械-化学协同除草处理的玉米叶面积和干物质量大于单一机械除草或化学除草，机械-化学协同除草模式可促进植株营养元素累积和作物生长；行间机械-化学协同除草处理的平均产量分别高出单一机械和化学除草模式29.0%和20.4%，株间机械-化学协同除草处理的平均产量分别高出单一机械和化学除草模式55.9%和5.1%；从玉米产量及其构成来看，机械除草协同除草剂减施25%处理的增产效果最优，该处理下的千粒质量和产量均高于其他协同处理。该研究明确了机械-化学协同除草策略对农田杂草防除和作物生长的影响，机械协同除草剂减施处理能在不降低除草效果的前提下减少除草剂施用和增加玉米产量。该研究为杂草绿色防控提供了新思路，研究结果可为玉米田除草剂减施提供参考。
    自由液面及水体重力对贯流式水轮机叶片应力应变的影响
    赵亚萍，党梦帆，冯建军，罗兴锜，李志华
    2022,38(6):52-60, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.006
    [摘要] (7) [HTML] (0) [PDF 3.73 M] (290)
    摘要：
    贯流式水轮机在实际运行过程中受力不对称，这使得叶片容易出现疲劳损坏、裂纹等问题，为准确地揭示贯流式水轮机内部流动状态，分析水轮机振动及叶片疲劳损坏的内在原因，该研究在考虑上下游库区自由液面及水体重力的情况下对灯泡贯流式水轮机进行真机流动性能的数值研究，并采用流固耦合的方法对不同工况下转轮叶片进行应力应变分析。结果表明：受水体重力产生的静水压力影响，贯流式水轮机叶片旋转的过程中经历周期性的压力波动，且水头越低、转轮淹没深度越大，叶片表面所承受的压力波动幅值越大；叶片的形变量沿半径方向逐渐增大，叶片位于0°位置时，静水压力方向与叶片表面动水压力方向一致且相互叠加，使得叶片产生最大形变量，叶片处于180°位置时，静水压力推动叶片转动有助于缓解叶片发生形变；由于悬臂梁结构的叶片在轮缘处的应力可以通过形变量得到释放使得此处等效应力接近为0，随着半径的减小等效应力逐渐增大，叶片靠轮毂处受枢轴的约束而使得此处应力出现最大值；水头的增加导致转轮淹没深度减小，使叶片表面承受的静水压力减小，因此叶片上的最大形变量及最大等效应力均有所减小。研究结果对贯流式水轮机转轮叶片设计优化、运行维护具有理论指导意义。
    农业水土工程
    漓江流域岩溶与非岩溶农业小流域水体硝酸盐源解析
    吴志强，潘林艳，代俊峰，黄亮亮，万祖鹏
    2022,38(6):61-71, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.007
    [摘要] (7) [HTML] (0) [PDF 3.79 M] (266)
    摘要：
    为研究岩溶与非岩溶小流域水循环和氮循环的差异，该研究选取漓江流域青狮潭水库灌区内以农业为主的睦洞岩溶小流域和金龟非岩溶小流域为研究对象，利用水的氢氧同位素和硝酸盐的氮氧同位素结合贝叶斯同位素混合模型（Bayesian Model Stable Isotope Analysis in R，SIAR），对比两个小流域水体硝酸盐的污染源以及迁移过程。结果表明：水体硝酸盐污染的时空分布受流域水文地质及其伴生的地形地貌、土壤特性和土地利用类型的影响，以耕地为主且土壤层分布不连续的睦洞小流域水体硝酸盐的浓度均值（0.19～15.84 mg/L）、水的氢氧同位素（分别为-44.08‰～-19.63‰和-7.24‰～-1.55‰）以及硝酸盐的氮氧同位素（-1.65‰～53.98‰和0.04‰～13.74‰）值域都宽于以林地为主且土壤层相对较深厚的金龟非岩溶小流域；空间分布上，睦洞小流域北部补给区裸露岩溶石山果园下渗的氮肥和中部密集村庄下渗的动物粪便/生活污水在中部构造盆地区分散排泄不畅，造成G4～G7采样点井水的NO3￣浓度均值（11.96～15.84 mg/L）以及氮氧同位素丰度值（分别为0.65‰～28.23‰和2.46‰～14.43‰）偏高；时间尺度上，睦洞小流域碳酸盐岩风化形成的浅薄土壤层持水能力差且渗透性强，导致旱季土壤N和雨季动物粪便/生活污水对水体NO3ˉ的贡献率小于同季节的金龟小流域。研究结果可为岩溶与非岩溶区水环境治理提供科学依据。
    具有排气功能的毛管末端自动冲洗阀设计与结构优化
    莫彦，赵新凯，王建东，张彦群，龚时宏，夏辉，李巧灵，王烨
    2022,38(6):72-79, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.008
    [摘要] (6) [HTML] (0) [PDF 1.29 M] (263)
    摘要：
    该研究创制一种具备自动排气功能（Auto-Exhaust function, AE）的毛管末端自动冲洗阀，以提高冲洗时长和冲洗水量。选取延时流道齿长和齿宽、上腔体容积和冲洗阀进口压力共4个因素，采用L18（37）正交试验设计18种规格的AE冲洗阀，并设置4种无排气装置（Non-Exhaust function, NE）的冲洗阀为对照，探究排气装置提升冲洗阀水力性能的作用机理和AE冲洗阀性能参数对试验因素的响应规律。结果表明，当进口压力为0.06～0.14 MPa时，AE冲洗阀的冲洗时长、冲洗水量和冲洗流速分别为18.2～67.7 s、3 904～12 367 mL和0.88～1.40 m/s。冲洗时长和水量与流道齿长、齿宽和上腔体容积均为正相关关系，与进口压力为负相关关系，冲洗流速只与进口压力有关，为正相关关系。流道齿长、齿宽和上腔体容积对冲洗时长和水量影响显著，进口压力对冲洗时长和流速影响显著（P<0.05）。AE冲洗阀能自动排出上腔体中的空气，增加蓄水容积，使其冲洗时长和水量分别比NE冲洗阀提高83.5%与75.4%以上。综合考虑延时流道抗堵塞性能、冲洗时长和水量等因素，推荐AE冲洗阀流道齿长、齿宽、上腔体容积和进口压力分别为1.2 mm、2.2 mm、19.1 mL和0.06 MPa，其冲洗时长和水量分别是NE冲洗阀的2.8和2.7倍，是进口冲洗阀的7.4和7.0倍，为67.7 s、12 194 mL。研究结果可为具有排气功能的毛管末端自动冲洗阀的研发提供依据。
    增温对保护性耕作下冬小麦籽粒蛋白质含量的影响
    杨广，孔祥飞，侯瑞星，欧阳竹
    2022,38(6):80-88, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.009
    [摘要] (12) [HTML] (0) [PDF 458.85 K] (50)
    摘要：
    冬小麦是世界主要粮食作物之一，气候变暖可能显著影响冬小麦籽粒蛋白质含量，但其影响机制还不明确。针对该问题，该研究在中国冬小麦主产区华北平原开展连续3 a（2017-2019）免耕（No Tillage，NT）和常规耕作（Conventional Tillage，CT）下的田间增温试验。结果表明，增温提前了冬小麦返青期，延长了冬小麦营养生长阶段时长，提高了冬小麦叶面积指数和群体净光合速率。2019年增温处理下冬小麦开花期茎叶氮素积累量提升了20.17%（CT）、99.21%（NT），花后茎叶氮素转移量提升了24.62%（CT）、134.21%（NT），茎叶氮素对籽粒的贡献率提升了2.43%（CT）、46.10%（NT）。增温影响了冬小麦产量构成，增温下冬小麦有效小穗数略减，部分年限千粒质量略增。NT处理增温增产，CT处理增温增产不明显，总的趋势为NT处理连续3 a平均产量低于CT处理。增温还显著提升了冬小麦籽粒蛋白质含量（P<0.05），连续3 a平均籽粒蛋白质含量提升了14.28%（CT）、17.39%（NT）。综上，研究表明增温会通过改变冬小麦生理特征显著促进氮素向籽粒转化，并且增温下冬小麦有效小穗数减少使得原本将进入更多籽粒中去的氮素都进入到最终有效籽粒中去，进而显著增加籽粒蛋白质含量。研究结果可为气候变化对冬小麦籽粒蛋白质含量的影响提供科学依据。
    适宜脱硫石膏施用方式改良河套灌区盐碱土提高向日葵产量
    李明珠，张文超，王淑娟，李彦，赵永敢，刘娟，李二珍，仲生柱
    2022,38(6):89-95, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.010
    [摘要] (10) [HTML] (0) [PDF 543.76 K] (260)
    摘要：
    为了探究脱硫石膏改良盐碱土壤的适宜施用方式，在内蒙古河套灌区进行田间小区试验，设置对照和3种脱硫石膏施用方式（穴施、条施、撒施）。经过一个向日葵生长季后，采集0～100 cm土壤剖面样品，对比分析脱硫石膏施用方式对土壤pH值、电导率和水溶性盐基离子剖面分布的影响。结果表明：与对照处理相比，3种脱硫石膏施用方式均可显著降低0～20 cm土层土壤pH值和钠吸附比，明显增加了水溶性盐基离子浓度，进而增加了土壤电导率。在向日葵种植处0～20 cm土层中，条施处理下土壤pH值和钠吸附比较对照处理分别降低了20%和41%，而电导率和水溶性Ca2+浓度分别增加了44%和509%。随着土壤深度的增加，水溶性阳离子浓度呈逐渐降低趋势，但3种脱硫石膏方式在>80～100 cm土层土壤水溶性钙离子的浓度比对照处理增加了47%～105%。此外，3种脱硫石膏施用方式在>20～100 cm土层土壤水溶性钠离子的浓度高于对照处理，导致钠吸附比也有所增加。脱硫石膏条施和穴施处理对向日葵种植处土壤的改良效果明显优于小行距中点处土壤，而撒施处理向日葵种植处和小行距中点处土壤的改良效果无明显差异。3种脱硫石膏施用方式均可显著增加向日葵出苗率和产量，其中条施的增产效果最佳。整体来看，条施脱硫石膏能集中有效成分改良向日葵根系周围土壤，可在河套灌区及同类型地区进行推广应用。
    基于遥感影像研究极端暴雨条件下新成切沟发生发展规律
    杨丽娟，王春梅，张春妹，庞国伟，龙永清，王雷，刘宝元，杨勤科
    2022,38(6):96-104, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.011
    [摘要] (16) [HTML] (0) [PDF 4.79 M] (269)
    摘要：
    土壤侵蚀严重破坏土地资源，是全球性的环境问题，切沟侵蚀是土壤侵蚀的重要表现形式，近年来极端暴雨频发加剧了切沟侵蚀的发生和发展。为了研究气候变化条件下新成切沟的形成与发育规律，该研究以陕北子洲岔巴沟流域王武沟小流域为研究区，基于无人机航摄影像，以2017年陕北"7·26"暴雨新成切沟为研究对象，分析新成切沟发生规律，并探讨在之后的3 a中其发育特征、与原有切沟发育的差异性及其与地形参数的关系。结果表明：1）在"7·26"暴雨中，王武沟发育新成切沟45条，约101条/km2，可分为坡面切沟、梯田切沟、道路切沟和底部切沟四类，以坡面切沟最多，底部切沟和梯田切沟总体更宽、面积更大；生产道路、淤地坝和坡耕地在暴雨条件下是最容易发生切沟的地块；2） 新成切沟在形成之后的3 a内沟头发育较原有切沟更为迅速。34.48%的新成切沟沟头进一步前进，这一数值为原有切沟的1.32倍；新成切沟前进距离均值是原有切沟的3倍，达0.58 m/a；3）汇水面积增加可显著促进切沟沟头发育，是模拟切沟沟头前进速率的重要地形指标。可见，极端降雨条件下研究区土壤侵蚀严重，新成切沟发生之后的3 a内溯源尤为迅速，应给予特别关注，加强对这类切沟的预防与治理。
    采煤扰动下潜水位及包气带水分变化特征
    王格，郭欣伟，党素珍
    2022,38(6):105-112, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.012
    [摘要] (6) [HTML] (0) [PDF 1.47 M] (269)
    摘要：
    为更好地了解采煤扰动下潜水位及包气带水分变化规律，在陕北典型矿区开展了降雨、潜水位、包气带土壤含水率等水循环要素的野外原位观测试验，基于观测数据，采用Spearman秩相关系数检验、小波分析等方法，分析了未开采区及采空区潜水位和包气带水分的变化特征。结果表明：未开采区地下水位对于降水的响应明显且时间上存在4、5个月的滞后，采煤扰动后，地下潜水位持续下降，与降水响应关系微弱；在垂向上，未开采区较大降水可对100 cm以下埋深的土壤含水率产生影响，采空区土壤含水率总体减小，且同降水的响应程度不显著，含水率最大值相对于未开采区出现时间提前，50 cm以下埋深的土壤含水率对小强度降水无响应。采煤扰动潜水位下降后造成包气带增厚，包气带损耗的水量增加，随之造成降雨入渗补给地下水减少，进一步加剧了潜水位下降。
    基于SMOTE和多粒度级联森林的泥石流易发性评价
    李坤，赵俊三，林伊琳，刘金福
    2022,38(6):113-121, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.013
    [摘要] (13) [HTML] (0) [PDF 3.25 M] (261)
    摘要：
    准确的泥石流易发性评价结果对山区泥石流灾害防治具有重要意义。该研究将合成少数类过采样技术（Synthetic Minority Oversampling Technique，SMOTE）和多粒度级联森林（multi-Grained Cascade Forest，gcForest）运用于泥石流易发性评价，以提高泥石流易发性评价精度。以泥石流多发地东川区为例，在解译泥石流点的基础上，以流域单元为评价单元，基于地质、地形和降水等多源数据，初步选取了15个泥石流孕灾因子，并对初选因子进行贡献率分析和多重共线性检验，筛选出共13个因子构建孕灾因子体系；然后采用SMOTE技术对泥石流与非泥石流样本比例不平衡问题进行处理，构建训练数据集；最后构建gcForest模型对研究区泥石流易发性进行定量分析，计算出各个流域单元的泥石流易发性指数，使用自然断点法将其划分为极低易发区、低易发区、中易发区、高易发区和极高易发区5个等级，并与BP神经网络（Back Propagation neural network，BPNN）和随机森林（Random Forest，RF）模型的预测性能进行对比。结果表明，泥石流极低和低易发区主要集中于研究区东部和西部，极高和高易发区主要集中分布于研究区小江河谷两岸和金沙江南岸，该地区地质环境脆弱，危险性较高；结合流域单元建立的山区泥石流易发性评价模型具有很好的准确性和稳定性，其中多粒度级联森林（gcForest）的受试者工作特征曲线（Receiver-Operating Characteristic，ROC）下面积AUC（Area Under Curve）值和准确度（Accuracy，ACC）分别达到91.76%和81.25%，均高于BP神经网络和RF模型的AUC值和ACC值，表明该模型是一种高性能的泥石流易发性评价方法。利用该方法能更精准地对泥石流进行易发性评价，可为山区泥石流防灾减灾提供科学依据。
    农业信息与电气技术
    基于改进YOLOv3的果树树干识别和定位
    顾宝兴，刘钦，田光兆，王海青，李和，谢尚杰
    2022,38(6):122-129, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.014
    [摘要] (24) [HTML] (0) [PDF 1.33 M] (296)
    摘要：
    为提高果园机器人自主导航和果园作业的质量、效率，该研究提出一种基于改进YOLOv3算法对果树树干进行识别，并通过双目相机进行定位的方法。首先，该算法将SENet注意力机制模块融合至Darknet53特征提取网络的残差模块中，SENet模块可增强有用特征信息提取，压缩无用特征信息，进而得到改进后残差网络模块SE-Res模块；其次，通过K-means聚类算法将原始YOLOv3模型的锚框信息更新。果树树干定位通过双目相机的左、右相机对图像进行采集，分别传输至改进YOLOv3模型中进行果树树干检测，并输出检测框的信息，再通过输出的检测框信息对左、右相机采集到的果树树干进行匹配；最后，通过双目相机三角定位原理对果树树干进行定位。试验表明，该方法能较好地对果树树干进行识别和定位，改进YOLOv3模型平均精确率和平均召回率分别为97.54%和91.79%，耗时为0.046 s/帧。在果树树干定位试验中，横向和纵向的定位误差均值分别为0.039 和0.266 m，误差比均值为3.84%和2.08%；与原始YOLOv3和原始SSD模型相比，横向和纵向的定位误差比均值分别降低了15.44、14.17个百分点和21.58、20.43个百分点。研究结果表明，该方法能够在果园机器人自主导航、开沟施肥、割草和农药喷洒等作业中进行果树识别和定位，为提高作业效率、保障作业质量奠定理论基础。
    面向移动端的苹果叶部病虫害轻量级识别模型
    刘斌，贾润昌，朱先语，于聪，姚卓含，张海曦，何东健
    2022,38(6):130-139, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.015
    [摘要] (13) [HTML] (0) [PDF 1.42 M] (261)
    摘要：
    花叶病、斑点落叶病、褐斑病、白粉病、黄蚜、浅叶蛾和红蜘蛛是常见的苹果叶部病虫害，严重影响了苹果的产量和品质。病虫害早期诊断和防治可以有效地控制病害传播，降低损失，保障苹果产业的健康发展。为解决现有轻量级模型无法精准识别早期苹果叶部稀疏小病斑的问题，该研究面向资源受限的移动端设备，提出一种轻量级识别模型ALS-Net（Apple Leaf Net using Channel Shuffle）。在轻量化模型（ShuffleNetV2）的基础上，基于深度可分离卷积和通道混洗构建ALS模块，可降低模型的计算量和参数量。其次，采用知识蒸馏策略训练模型，进一步提高网络精度。试验结果表明，ALS-Net的模型精度可达99.43%，且模型大小仅为1.64 MB。移动端推理延迟为55 ms，能够有效满足实际应用需求，并实现基于移动端的苹果叶部病虫害自动实时监测。
    基于像素块和机器学习的播前棉田地表残膜覆盖率检测
    翟志强，陈学庚，邱发松，孟庆建，王海渊，张若宇
    2022,38(6):140-147, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.016
    [摘要] (13) [HTML] (0) [PDF 7.87 M] (275)
    摘要：
    由于农用地膜的长期使用，棉田残留地膜造成了严重的耕地环境污染。为了快速准确地检测播前棉田地表残膜污染，该研究提出一种基于像素块和机器学习的播前棉田地表残膜覆盖率检测方法。将原始图像通过不同尺寸分割的方法得到像素块，提取像素块的一阶、二阶、三阶颜色矩和灰度共生矩阵（Gray-level Co-occurrence Matrix，GLCM）纹理特征，通过像素占比判别方法提取标签。采用随机森林（Random Forests，RF）、极端梯度提升（Xtreme Gradient Boosting，XGBoost）、支持向量机（Support Vector Machine，SVM）和人工神经网络（Artificial Neural Network，ANN）4种算法构建残膜识别模型，计算棉田地表的残膜覆盖率。结果表明，20×20像素块下采用人工神经网络算法，残膜覆盖率检测值与真实值的相对误差最小，为0.51%，检测时间最短，为0.29 s。相比于像素点，像素块识别方法减小了样本数量，增加了像素点之间的相互特征，可快速准确检测残膜覆盖率，对农田残膜污染监测具有一定借鉴意义。
    基于视觉伺服的蝴蝶兰种苗切割系统设计与试验
    翟永杰，胡东阳，苑朝，王家豪，张鑫，刘亚军
    2022,38(6):148-156, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.017
    [摘要] (10) [HTML] (0) [PDF 3.38 M] (286)
    摘要：
    蝴蝶兰种苗自动化切割可降低组培苗染病几率，提高种苗品质。为实现蝴蝶兰种苗自动化切割，该研究针对种苗结构特性提出基于拟合直线的切点定位方法，并配合切割方法设计了弹性切割末端，搭建了基于视觉伺服的蝴蝶兰种苗切割系统。首先，采用深度学习模型对采集到的图像进行目标检测；然后，根据检测结果使用基于几何规则的切割点定位算法计算切点；最后，将切割坐标传输给切割执行机构完成切割作业。目标检测试验中，ShuffleNet v2-YOLOv5模型检测精度达96.7%，权重文件大小1.3 MB，平均检测时间0.026 s。种苗切割试验中，切割合格率高于86%，单株平均切割时间小于18 s。该系统能有效完成蝴蝶兰种苗切割任务，为蝴蝶兰组培苗自动化生产提供新思路。
    基于多光谱和气象参数的菜心水分胁迫指数反演
    王卫星，杨明欣，高鹏，谢家兴，孙道宗，曹亚芃，骆润玫，蓝于洋
    2022,38(6):157-164, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.018
    [摘要] (9) [HTML] (0) [PDF 3.28 M] (258)
    摘要：
    作物水分胁迫指数（Crop Water Stress Index，CWSI）的监测对掌握作物的水分状况、指导灌溉具有重要意义。该研究以菜心为试验对象，测量了不同土壤水分条件下的冠层温度，采集了空气温度、相对湿度、风速、光合有效辐射和4个波段（450、650、808、940 nm）的光谱反射图像，并计算了归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）、差值植被指数（Difference Vegetation Index，DVI）、再归一化差值植被指数（Re-Difference Vegetation Index，RDVI）和转换型土壤调整指数（Optimized Soil-Adjusted Vegetation Index，OSAVI）等，通过支持向量回归（Support Vector Regression，SVR）分别构建了CWSI上基线、CWSI下基线和冠层温度的反演模型。结果表明，菜心在450和650 nm的冠层光谱反射率在0～0.1之间，在808和940 nm的反射率较高，在0.4～0.6之间，当菜心由营养生长阶段进入生殖生长阶段，808和940 nm的反射率有所上升。植被指数能反映菜心的生长状态和植被覆盖度，随着冠层温度的升高，NDVI、DVI、RDVI上升，OSAVI下降；而同一个水分处理组在不同生长期的植被指数有明显的差异，生殖生长期的植被指数变化范围小于营养生长期。结果表明，使用空气温度、相对湿度、风速、光合有效辐射反演CWSI上、下基线具有可行性，决定系数均大于0.75；使用植被指数反演菜心在两个生长期的冠层温度具有较好精度，决定系数均大于0.7。基于反演值计算的CWSI与基于测量值计算的CWSI有较好的相关性，决定系数为0.70；CWSI与气孔导度是负相关的关系，决定系数为0.53。该研究应用气象参数反演CWSI上基线和CWSI下基线，利用植被指数反演冠层温度，基于SVR的模型反演值达到了一定的拟合效果，为实现菜心水分胁迫指数的光谱监测提供支持。
    基于GEE和机器学习的河套灌区复杂种植结构识别
    牛乾坤，刘浏，黄冠华，程湫雅，程泳铭
    2022,38(6):165-174, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.019
    [摘要] (5) [HTML] (0) [PDF 1.83 M] (266)
    摘要：
    河套灌区作为中国重要的商品粮油生产基地，准确快速地获取主要作物空间分布对灌区的农业可持续发展具有重要意义。然而，河套灌区土壤盐渍化严重，作物分布破碎散乱，生育期前后紧邻的作物在遥感影像中难以区分。因此，基于Google Earth Engine（GEE）云计算平台，采用Sentinel-2遥感数据提取作物种植结构，通过引入GlobeLand30地物分类数据集、红边植被特征和作物纹理特征，利用随机森林、支持向量机、朴素贝叶斯和分类回归树4种分类器，探讨了不同分类特征及分类器组合对分类精度的影响。结果表明，使用全部特征波段时，随机森林的分类效果优于另外3种分类算法，灌区平均总体精度达到81%，Kappa系数达到0.68；在作物空间分布提取中，光谱特征对分类精度起决定性作用，基于红边波段计算得到的植被指数比其他常用遥感植被指数更有优势；进行波段优选后的光谱、植被和纹理特征方案是平均分类精度最高的组合，平均精度为86%。研究结果可为复杂种植结构地区准确快速获取农作物空间分布信息提供新的思路和可靠的参考方法。
    基于无人机多光谱影像的病害棉田产量损失估算
    宋勇，陈兵，王琼，王静，赵静，孙乐鑫，陈子杰，韩焕勇，王方永，傅积海
    2022,38(6):175-183, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.020
    [摘要] (7) [HTML] (0) [PDF 6.83 M] (285)
    摘要：
    该研究利用无人机多光谱遥感影像对棉花黄萎病造成的产量损失进行估算，为棉花黄萎病预防和防治提供依据。对病害棉田进行调查，获取无人机多光谱影像及地面产量损失数据，利用相关系数法及灰度值标准差法分别筛选识别病害棉株的最佳植被指数、最佳波段组合；基于筛选的结果建立棉田综合影像（最佳波段组合与差值植被指数综合影像），利用支持向量机径向基核函数分类法对病害棉田原始影像和综合影像进行产量空间分布分析及产量损失估算。结果表明，无人机多光谱影像识别病害棉田的最佳植被指数、最佳波段组合分别是差值植被指数（相关系数为-0.86）、波段B3（550～10 nm）、B5（656～10 nm）、B8（800～10 nm）的波段组合(B3-B5-B8)（最佳指数因子为153.44）；综合影像较原始影像更能准确识别病害棉田产量空间分布情况（总体精度为96.64%，Kappa系数为95.61%），不同病害严重度（健康b0、轻度b1、中度b2、重度b3、极严重b4）对应棉田面积比例分别为7.81%、23.78%、29.20%、13.92%、17.43%；综合影像对病害棉田产量损失量估算效果最好，不同病害严重度（b0、b1、b2、b3、b4）对应棉田产量损失率分别为0、22.80%、31.32%、49.02%、76.33%，预估籽棉损失量达4 260.01 kg，损失率为49.16%，皮棉损失量达2 267.18 kg，损失率为54.51%。与病害胁迫棉田产量损失估算值相比，实际棉田籽棉损失率高6.28%，皮棉损失率高4.48%。病害胁迫棉田产量估算值与实际棉田收获值差异不显著，能够准确实现病害棉田产量损失估算。研究结果可为无人机遥感监测作物病害造成的产量损失提供理论依据和参考。
    农业生物环境与能源工程
    蚯蚓对电刺激的响应及其与蚯蚓粪胁迫分离的参数量化
    王海候，程月琴，金梅娟，孟祥国，施林林，沈明星，陆长婴
    2022,38(6):184-192, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.021
    [摘要] (4) [HTML] (0) [PDF 653.39 K] (274)
    摘要：
    蚯蚓与蚯蚓粪快速高效分离是规模化蚯蚓生物消解农业废弃物的关键技术环节。针对目前电刺激分离蚯蚓方法在实际生产应用中缺乏相关定量参数等问题，该研究探讨了蚯蚓分离率对电刺激方式、强度、通断电循环周期时长、通电时长及电刺激耦合物料含水率、物料厚度等因子的响应关系，并分析了电刺激对蚯蚓生理生化指标的影响。结果表明，电刺激可促进蚯蚓与蚓粪分离，间歇式电刺激方式较持续式电刺激具有更好的分离效果；间歇式电刺激方式下，蚯蚓分离率与电刺激强度、通断电循环周期时长、通电时长均呈显著的开口向下一元二次抛物线关系，蚯蚓生长的物料含水率适宜值为52.60%，物料厚度越小，越有利于电刺激分离率的提高；电刺激处理对蚯蚓体内过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、乙酰胆碱酯酶、纤维素酶、可溶性蛋白含量无显著影响，但显著提高了丙二醛含量，蚯蚓经过5 d的恢复性驯养后，丙二醛含量可恢复至对照处理水平；综合蚯蚓分离率、技术参数易操作性等，采用间歇式电刺激方式分离蚯蚓，设计电刺激强度2 mA、通断电周期时长30 s、通电时长1 s，控制物料含水率50%左右、物料厚度20～25 cm，辅助210 lx白光光照，电刺激作业时间30 min，蚯蚓分离效率可达85%左右。研究可为快速高效分离蚯蚓活体与蚯蚓粪的设备研发与应用提供参考。
    水热预处理对猪粪厌氧消化及沼液生态安全性的影响
    董仁杰，张紫嘉，刘晟，马艳芳，柳珊
    2022,38(6):193-203, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.022
    [摘要] (5) [HTML] (0) [PDF 2.09 M] (246)
    摘要：
    为进一步提高猪粪在厌氧消化过程中水解性和产甲烷性能，同时增加猪粪沼液还田利用途径的生态安全性，该研究采用水热的方式对猪粪进行预处理，探究了不同温度（70、90、120、150和170 ℃）水热预处理对猪粪的理化特性和厌氧消化产甲烷性能的影响，并对其沼液的生态安全性进行评估。结果表明，不同温度水热处理30 min条件下，猪粪SCOD（Soluble Chemical Oxygen Demand，溶解性化学需氧量）增加了3.9%～43.6%；经150 ℃水热处理后的猪粪获得最高的产甲烷量(398±40) mL/g（以VS计算，Volatile Solid，挥发性固体），相对于未经处理猪粪的产甲烷量显著提高了5.6%（P<0.05）。猪粪经150 ℃水热预处理和厌氧消化后的沼液中重金属Hg、As、Pb、Cr和Cd含量均满足《农用沼液（GB/T 40750-2021）》的限量要求；粪大肠杆菌的含量满足《粪便无害化卫生要求（GB7959-2012）》；土霉素大幅度降低，恩诺沙星、磺胺嘧啶和诺氟沙星的含量均低于检测限。因此，适当的水热预处理（150 ℃）不仅能够提高猪粪的厌氧消化产甲烷性能，并且能够进一步加强粪污无害化处理和降低沼液还田利用的环境风险。
    非对称保温塑料大棚内主动通风式酿热补气系统应用初探
    曹晏飞，石苗，王笛，杨士晔，李建明，孙国涛
    2022,38(6):204-212, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.023
    [摘要] (3) [HTML] (0) [PDF 772.79 K] (255)
    摘要：
    为提高保温型塑料大棚室内空气温度、CO2浓度，该研究在非对称保温塑料大棚内部设计了一种便于控制通风时间的主动通风式酿热补气系统，该系统主要包括发酵池（长×宽×高：7.0 m × 2.0 m × 2.0 m）、透气板、过滤装置及喷灌装置。以牛粪和小麦、玉米和番茄秸秆为原料，探究了堆肥发酵过程中的温度特征、棚内增温效果、CO2补充效果及其他有害气体扩散特征。结果表明：1）该系统内堆体温度50 ℃以上共计30 d；2）与对照塑料大棚相比，试验塑料大棚提高夜间空气温度1～3 ℃；3）堆肥过程中释放的CO2气体使182 m2测量区域内的平均CO2浓度最高达到1 997 μmol/mol；4） 测量区域内NH3、N2O、CH4的浓度变化范围分别是5.7～18.5、1.0～2.4、115～315 μmol/mol。主动通风式酿热补气系统可为保温型塑料大棚提供热量和作物生长所需的CO2。
    基于IBBO-DP模型的水电机组负荷分配优化
    罗正亮，潘虹，李大成，冯方，郑源
    2022,38(6):213-220, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.024
    [摘要] (3) [HTML] (0) [PDF 509.26 K] (59)
    摘要：
    针对水电机组传统负荷分配模型在运行时所面临的机组穿越振动区次数多、机组出力波动大的问题，该研究建立水电机组多目标多约束双层智能寻优模型。外层模型基于动态规划方法，构建多约束下机组组合优化模型；内层模型基于改进生物地理学算法，从种群个体适应度关系提出动态迁移模型，将混合交叉思想引入迁移算子自适应更新策略，同时以机组组合是否发生变化为判断条件建立机组出力波动约束，构建机组负荷分配优化模型。实例计算结果表明，与传统方法相比，所提模型收敛、寻优能力有明显提高，在负荷分配过程中可节省10.56%的耗水量，同时可有效平抑60.24%的机组平均出力波动幅度，并避免24次振动区穿越，大幅提升机组避振能力以及运行稳定性、可靠性，在水电机组实际运行过程中具有广泛的工程应用价值。
    利用水位调节光伏板倾角的追日装置设计与试验
    赵航，朱德兰，梁志超，葛茂生，刘泉明，张帷涵，柳昌新
    2022,38(6):221-229, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.025
    [摘要] (5) [HTML] (0) [PDF 3.33 M] (270)
    摘要：
    针对固定式光伏装置在光伏水泵提水系统应用中存在太阳能利用率低的问题，该研究提出了一种基于水位变化调节光伏板倾角的追日策略，并开发出适于光伏提水系统的三点支撑型追日装置。通过理论推导、模型计算和试验测试等，对装置的浮球驱动、恒流进水、虹吸泄水和二次补水调节等组成单元的关键技术参数进行了设计与试验验证。研究结果表明：采用三点支撑结构及浮球浮力可保证光伏板的自东向西平稳追日，虹吸效应可实现光伏板的自动复位，二次补水调节可保证该装置对各种天气类型的适用性；与固定式光伏板相比，在晴天工况下，本装置全天太阳辐射的接收量同比提高28.56%，水泵提水量增幅为34.74%；在多云工况下，二次调节补水装置补充水箱水量，保证光伏板追日的连续性，全天辐射接收量同比提高32.56%，水泵提水量增幅为40.82%。该研究实现了光伏提水与光伏板追日相结合，为提高光伏板发电效率提供新思路。
    添加凹凸棒黏土对生物质固体成型燃料抗结渣性的影响
    李发达，李金平，王志峰，王金明，Vojislav Novakovic
    2022,38(6):230-235, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.026
    [摘要] (3) [HTML] (0) [PDF 1.02 M] (273)
    摘要：
    针对当前生物质固体成型燃料抗结渣剂成本高、抗结渣效果差等实际问题，该研究采用凹土作为天然复合添加剂，制备了凹土添加量为0～7%的生物质固体成型燃料，并对其进行了工业分析及高位热值测定。燃烧生物质固体成型燃料获得灰样，采用高速相机采集灰样宏观形貌，采用扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）对灰样微观形貌进行分析。最后借助X荧光（X-ray Fluorescence，XRF）、X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）对生物质灰成分进行确定，以分析凹土抗结渣机理。结果表明，凹土添加量为3%以下时，热值下降速度较小，但灰分随凹土添加量增大而增加较快。由宏观形貌和微观形貌谱图发现，凹土可以极好地提升生物质固体成型燃料抗结渣性，这主要是因为添加凹土后，凹土改变了K的迁移途径，生成了更多KAlSiO4、KAlSi2O6、Ca2Mg（Si2O7）等高熔点的复盐。该研究可为解决生物质固体成型燃料行业缺乏高效低成本抗结渣剂问题提供良好解决方案。
    干/湿法烘焙预处理对稻壳燃烧反应特性的影响
    王淼，卫俊涛，张涛，丁宽，徐德良，李斌，王焦飞，张红，张书
    2022,38(6):236-243, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.027
    [摘要] (4) [HTML] (0) [PDF 651.75 K] (259)
    摘要：
    烘焙是提高生物质燃料性质的重要技术手段，探究干/湿法烘焙对稻壳热解燃烧反应特性的影响具有重要意义。该研究利用固定床与高压反应釜对稻壳进行了不同温度下的干法烘焙和湿法烘焙（水热碳化）预处理，并利用热重分析仪对稻壳、稻壳烘焙炭和稻壳水热炭开展了非等温燃烧反应特性分析，并且利用Coats?Redfern法与三种常见的气-固反应机理模型对样品的燃烧反应特性进行了动力学分析。最后，该研究对干法与湿法烘焙两种预处理方式对稻壳的热解燃烧反应特性的影响进行了比较。结果表明两种预处理方式对稻壳的热解与燃烧反应参数存在影响：均导致热解反应性降低，干烘焙提高稻壳燃烧反应性，且反应性随着干烘焙温度的提高而升高。但湿烘焙使稻壳燃烧反应性略有降低。在相同的预处理温度条件下，稻壳烘焙炭较稻壳水热炭具有更高的热解起始失重温度、更低的热解最大失重速率及其对应温度和热解反应性。对于稻壳、稻壳烘焙炭及稻壳水热炭的热解燃烧反应性，模型O1较其他两个模型的线性回归指数更高。干/湿法烘焙使稻壳热解活化能升高，而湿烘焙使燃烧活化能降低。此外，两个阶段样品的指前因子（A）均随活化能的增大而增大，二者间存在明显的线性关系（R2均大于0.95），表明反应过程具有动力学补偿效应。
    基于微热管的局部阴影下光伏-热电耦合系统的性能分析
    王立舒，卞小濛，张凯铭，贾舒涵，罗煦川，白龙
    2022,38(6):244-253, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.028
    [摘要] (3) [HTML] (0) [PDF 1.88 M] (256)
    摘要：
    光伏-热电耦合系统由于光伏电池受到局部阴影遮挡的影响，导致光伏电池温度不均衡以及热电受热不均匀，降低了光热联合发电系统的输出功率。该研究以微热管作为导热元件并设置温度控制装置，制成光热联合发电组件，解决由于阴影遮挡光伏电池而引起的光伏电池温度不均匀以及热电系统受热不均匀的问题，提高联合发电系统的输出功率。试验表明：当阴影遮挡光伏板的面积为光伏板总面积的10%，热端口热量流速为0.012 4 m/s，冷端的水流速为0.013 5 m/s时，光伏电池阴影区与非阴影区的平均温度差约为274.15 K，光伏输出的平均功率提高18.79%，热电输出的平均功率提高1.92%，为光热联合发电系统的进一步研究提供参考依据。
    土地保障与生态安全
    中国耕地生态保护补偿的省级差序分区及补偿标准
    党昱譞，孔祥斌，温良友，张蚌蚌，谢臻，伦飞
    2022,38(6):254-263, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.029
    [摘要] (9) [HTML] (0) [PDF 802.03 K] (289)
    摘要：
    耕地生态保护补偿概念的引入为中国耕地保护提供了全新视角，然而国家层面尚未形成系统的制度架构与方法。科学划定补偿分区、量化补偿标准是这一制度设计的关键。该研究以省域为研究单元，辨析耕地生态承载力的空间转移与生态公平的理论关系，依据耕地生态承载力盈亏和耕地保有量目标是否完成构建"四象限"差序分区，运用机会成本法测算补偿标准，并进一步优化支付/获偿总额。结果表明：1）2019年中国耕地生态承载力呈"北盈南亏"、耕地保有量呈"西盈东亏"的空间分异；2）补偿差序分区呈东北-西南方向"条带状穿插"的空间形态：全额获偿区以耕地大省为主（8个省级行政区），减额获偿区主要位于中部平原和丘陵区（6个省级行政区）；全额支付区大多地处东部沿海发达地区（5个省级行政区），减额支付区集中在黄土高原、四川盆地、青藏高原（12个省级行政区）；3）从全额支付区到全额获偿区，补偿标准均值呈"阶梯式"递减，中国耕地生态保护补偿标准为6.13万元/hm2；4）经计算，黑龙江省获偿最多为1 683亿元，浙江省支付最多为2 151亿元。引入洛伦兹曲线验证，得到耕地生态保护补偿使省域间财政收入差距缩小了0.06。因此，该研究提出了耕地生态保护补偿差序分区和标准量化方法，为提高耕地保护主体动力、建立国家耕地生态保护补偿制度提供了科学参考。
    杭州市土地利用功能时空权衡特征及影响因素分析
    朱从谋，苑韶峰
    2022,38(6):264-273, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.030
    [摘要] (2) [HTML] (0) [PDF 6.22 M] (270)
    摘要：
    揭示土地利用功能权衡/协同关系的时空分异特征及其影响因素，对促进区域土地可持续利用和完善国土空间规划管理具有重要意义。该研究以中国东部发达城市杭州市为例，基于多源数据和空间可视化模型，采用相关分析和回归分析等方法，揭示杭州市土地利用功能权衡/协同关系的时空格局及其影响因素。结果表明：1）在整体上，2000-2018年生活功能与生产、生态功能呈现权衡关系，生产与生态功能呈现协同关系。2）在空间上，生产-生活功能以强权衡、生产下降型权衡为主，主要分布在东部平原地区；生产-生态功能呈现北部权衡、南部协同的格局；生活-生态功能在中心城区和远郊呈现协同关系，在近郊区呈现权衡关系。3）自然条件、地理区位、交通条件和社会经济因素对土地利用功能权衡/协同关系的影响方向和强度各异。研究表明土地利用功能权衡/协同关系在整体和局部空间上存在差异性，在土地利用管理决策中应考虑其整体与局部差异因地适宜地制定政策。
    基于功能分区与多聚类算法集成的耕地细碎化评价及整治
    李希明，黄秋昊，吕剑成，李满春，陈振杰，李飞雪
    2022,38(6):274-282, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.031
    [摘要] (2) [HTML] (0) [PDF 2.46 M] (259)
    摘要：
    基于图斑尺度的耕地细碎化评价及整治有利于耕地布局优化，促进农业规模化与集约化发展。该研究以耕地图斑为基本评价单元，引入聚合分析来量化图斑间空间位置关系，围绕耕地细碎化内涵选取评价指标；运用热点分析和二步聚类算法来对研究区功能分区，在功能分区基础上，基于带轮廓系数的k-means聚类算法，评价耕地图斑的细碎化程度。结果表明：1）根据功能分区的聚类结果，新北区被划分为不显著区、连片规整区、离散复杂区；2）评价结果将新北区耕地图斑分为3类：类别一，离散破碎类，包含图斑17 332块，平均图斑面积过小，连片度低，图斑面积集中在0～10 000 m2，面积占比21.98%，连片度集中在1～4，主要分布在新北区中心区域；类别二，形状复杂类，包含图斑4 535 块，图斑形状复杂不规整，面积占比9.65%，形状指数集中在1.5～2.5，均匀分布在全区；类别三，连片规整类，包含图斑4 091 块，图斑集中连片、形态规整，面积占比68.37%，连片度集中在5～10，形状指数集中在1～1.5，主要分布在外围区域；并基于各类别耕地细碎化属性差异，提出相应的优化模式和整治意见。研究结果可以为耕地细碎化整治提供一定参考。
    农产品加工工程
    基于YOLOv4模型剪枝的番茄缺陷在线检测
    梁晓婷，庞琦，杨一，文朝武，李友丽，黄文倩，张驰，赵春江
    2022,38(6):283-292, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.032
    [摘要] (7) [HTML] (0) [PDF 4.52 M] (251)
    摘要：
    为解决番茄缺陷检测过程中的精确性和实时性问题，该研究提出一种基于模型剪枝的番茄表面缺陷实时检测方法。采用模型剪枝的方法在YOLOv4网络模型基础上进行模型优化，首先将3个连续检测工位采集的RGB图像拼接生成YOLOv4网络的输入图像，然后采用通道剪枝和层剪枝的方法压缩YOLOv4网络模型，从而减少模型参数，提高检测速度，最后提出一种基于L1范数的非极大值抑制方法，用于在模型微调后去除冗余预测框，从而精准定位图像中的缺陷位置，并将模型部署到分级系统上进行实时检测试验。结果表明，该研究提出的YOLOv4P网络与原YOLOv4网络相比，网络模型尺寸和推理时间分别减少了232.40 MB和10.11 ms，平均精度均值（Mean Average Precision，mAP）从92.45%提高到94.56%，能满足实际生产中针对缺陷番茄进行精准、实时检测的要求，为番茄分级系统提供了高效的实时检测方法。
    基于低场核磁成像的银杏胚检测及分类
    范凯旋，顾盛，汪希伟，赵茂程，汪贵斌，李忠
    2022,38(6):293-301, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.033
    [摘要] (4) [HTML] (0) [PDF 1.49 M] (265)
    摘要：
    银杏胚的有无及发育状况直接影响播种后的发芽率，而这些无法人工检测。该研究基于低场核磁共振成像（Low-field Magnetic Resonance Imaging，LF-MRI）技术，结合深度学习，探索研究银杏种子内部缺陷检测方法。设计了一种基于改进的VGG-16迁移学习图像分类方法，在利用VGG-16卷积层对数据集进行迁移学习时，对模型的学习率、模型结构和归一化3个方面进行改进，比较研究调整初始学习率与更新周期、将全连接层替换为全局卷积层或全局平均池化层并扩展8种微调模型、添加3种归一化层对模型性能的影响。结果表明，全局平均池化层调用方便，能够替代全连接层融合深度特征，提升模型性能；分类输出层置于全局平均池化层后的分类效果较好；组归一化能提升模型性能，并使验证曲线收敛更稳定；学习率对迁移学习模型性能影响极大，使用分段常数衰减策略针对具体应用可有效提高模型性能。相比较VGG-16，该研究构建的基于VGG-Net的银杏种子MR图像识别模型（Ginkgo seed low-field MR images recognition model based on VGG-Net, GV）大小降低89%，参数量降低89%，训练时间减少64%，训练集与验证集损失分别降低64%与45%、准确率分别提高2.4与2.5个百分点，对正常、孔洞、有胚和无胚4个类别的银杏种子平均分类准确率达到97.40%。研究结果为无损监测银杏种子萌发过程、合理预测种子播种后的发芽率提供了思路。
    纳米磁酶水酶法在磁流化床中提取大豆油脂的数值模拟及应用
    吴非，吴泽楠，孙秋月，王若桦，钟文雅，胡晓欢，杜晶，于殿宇
    2022,38(6):302-311, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.034
    [摘要] (2) [HTML] (0) [PDF 1.56 M] (257)
    摘要：
    为提高大豆油的提取率以及油的品质，该研究将游离纤维素酶固定在磁性高分子载体Fe3O4/SiOx-g-P（GMA）上，利用数值模拟确定磁流化床中水酶法提油的最佳参数，并将最佳参数应用在磁流化床中，通过单因素试验探究磁性固定化纤维素酶在磁流化床中水酶法提油的最佳工艺条件。结果表明：扫描电镜、粒径分析和红外光谱显示磁性固定化纤维素酶已固定在磁性高分子载体Fe3O4/SiOx-g-P（GMA）上，且具有较好的磁响应能力，与游离酶相比，磁性固定化纤维素酶提高了酶的耐热性和耐酸碱性。数值模拟得出磁场强度为0.034 T，流速为0.004 1 m/s时，磁酶在磁流化床中可与大豆料液充分接触，有利于提高大豆油提取率。磁流化床中水酶法提油较优工艺为：酶添加量为1.2 mg/g，pH值为5，温度为55 ℃，反应时间120 min，此时大豆油提取率较优为90.3%。磁性固定化纤维素酶在磁流化床中可以连续使用12 h。该研究提高了大豆油提取率，与间歇反应相比，磁流化床大豆油提取率增加了6.1%。研究结果为后续磁流化床水酶法提油提供了理论依据。
    外源乙烯处理对黄冠梨果皮褐变和货架期品质的影响
    秦畅，李丹，赵韩栋，陈庆敏，傅茂润
    2022,38(6):312-318, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.035
    [摘要] (8) [HTML] (0) [PDF 1.00 M] (269)
    摘要：
    为了避免黄冠梨果实在低温贮藏（0 ℃左右）条件下果皮褐变的发生，该研究采用5、20和100 μL/L外源乙烯对黄冠梨进行贮前处理，以0 ℃贮藏下无外源乙烯处理作为对照组，以采后恒温至30 ℃、逐步降温至0 ℃处理作为程序降温组。通过外源乙烯处理组与对照及程序降温组的对比，探讨采后外源乙烯处理对黄冠梨果皮褐变与果实品质的影响。结果表明，不同浓度的外源乙烯处理均能完全抑制褐变的发生，且表皮无伤害，而程序降温组的发病指数为10%，对照组则高达37.6%。货架期结束时（6 d）外源乙烯处理组的果实硬度与对照组差异显著（P < 0.05）。外源乙烯各处理组果实含水率均高于对照及程序降温组（P < 0.05），利用低场核磁共振技术检测发现对照组自由水含量最高，5和100 μL/L外源乙烯处理组自由水含量较低。与对照组和程序降温组比较，外源乙烯处理对黄冠梨果实中可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖和抗坏血酸等果实品质指标都能起到提高或者维持的效果，其中5 μL/L处理浓度的效果较优。研究结果表明，贮前外源乙烯处理是一种既能抑制黄冠梨果皮褐变又能保持果实货架期品质的高效、简便的技术。
    产脂肪酶乳酸菌对新疆传统奶酪脂肪酸及风味的影响
    李宇辉，王俊钢，刘成江，许先猛，李晓楠
    2022,38(6):319-329, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.036
    [摘要] (4) [HTML] (0) [PDF 1.99 M] (251)
    摘要：
    为了改善奶酪品质，奶酪生产过程中通常会添加脂肪酶或者产脂肪酶乳酸菌来提升产品品质。该研究以前期筛选的4株高产脂肪酶乳酸菌为发酵剂，分别随机选取3株乳酸菌复配制作酸凝奶酪。试验组：A组T1-5和T1-3属融合魏斯氏菌（Weissella confusa）、H1-6属瑞士乳杆菌（Lactobacillus helveticus），B组H1-6、T1-5、B2-5属植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum），C组H1-6、T1-3、B2-5，D组T1-3、T1-5、B2-5，对照组（E组）（添加商业发酵剂），分析发酵剂对传统奶酪pH值、滴定酸度和脂肪氧化情况的影响，并利用气相色谱法（Gas Chromatography，GC）检测奶酪中脂肪酸变化、利用气相色谱-离子迁移谱（Gas Chromatography-Ion Mobility Chromatography，GC-IMS）分析奶酪中风味物质的变化。结果表明：A，B，C，D组4组奶酪的pH值、过氧化值（Peroxide value，POV值）明显低于E组（对照组）（P < 0.05），A，B组奶酪滴定酸度比对照E组高（P < 0.05）；A，B，C，D组奶酪中饱和脂肪酸（Saturated Fatty Acids，SFA）含量、单不饱和脂肪酸（Monounsaturated Fatty Acids，MUFA）含量和多不饱和脂肪酸（Polyunsaturated Fatty Acids，PUFA）含量均显著高于E组（P < 0.05）；4个试验组样品中亚油酸（C18∶2n6c）含量明显高于对照组（E组）（P < 0.05）。GC-IMS及主成分分析结果显示，A、B组奶酪挥发性风味物质种类多，且相似度较高，其中2-庚酮、丁醛、乙酸丁酯是主要呈味物质；C、E两组奶酪中风味物质比较相似，风味物质主要以乙酸乙酯、乙酸丙酯、己酸乙酯等酯类为主；D组与其他4组有所差异，主要挥发性风味物质为乙酸丁酯、3-辛酮、庚醛等。结合感官评定，A、B两组奶酪整体风味和口感较好，评分较高。筛选得到的产脂肪酶乳酸菌可以作为发酵剂用于提升新疆传统奶酪品质。
    研究速报
    基于宇宙射线缪子的土壤含水率监测
    姜山，刘国睿，刘军涛，李晓鹏，钱湘萍，付治强，王宝祥，刘志毅
    2022,38(6):330-336, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.06.037
    [摘要] (10) [HTML] (0) [PDF 1.01 M] (267)
    摘要：
    为了丰富土壤含水率的测量手段，拓展宇宙射线缪子技术在农业工程领域的应用，该研究提出了利用宇宙射线缪子监测土壤含水率的方法，即通过放置在土壤中的缪子探测器测得的宇宙射线缪子计数来反推出土壤含水率。利用蒙特卡罗程序FLUKA对不同含水率的土壤建模并进行数值模拟，得出土壤含水率的探测分辨率，进一步得到最佳的缪子探测器放置深度。结果表明，探测半径与探测器放置深度相关，将探测器放置在地表下方80 cm深度处时，探测半径为6.2 m，此时当探测时长为2 h时，对土壤含水率的探测分辨率可以达到0.1 cm3/cm3；当探测时长达到8 h时，探测分辨率可以达到0.05 cm3/cm3。相较于60、70、80、100、110、120 cm等不同深度，探测器放置在地表下方90 cm处时，在相同探测时长条件下，土壤含水率的探测分辨精度最高，达到0.038 cm3/cm3。验证试验结果表明，缪子计数值的变化可以反映出待测物质质量厚度的较小变化。相较于传统的点测量方法和宇宙射线中子法，该方法的探测范围适中（探测半径为6～8 m），且测量结果不易受土壤密度之外的因素影响，可以作为其他监测技术的重要补充，具有广阔的应用前景。
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    基于无人机高光谱遥感的煤炭矿区耕地土壤有机质空间差异研究
    陈玮, 徐占军
    2022-05-23 , DOI:
    [摘要] (22) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    摘要：
    为监测煤炭矿区不同沉陷阶段耕地土壤质量状况，实现矿区土地复垦和耕地质量保护，以山西省长治王庄煤矿周边3种处于不同沉陷阶段的耕地为例，使用无人机搭载高光谱相机进行影像获取，并在研究区内进行土壤样品采集及室内光谱测定。通过对光谱反射率进行倒数、一阶微分、二阶微分、多元散射校正4种不同形式的变换，分析转换后的光谱反射率和实测有机质含量的相关性，筛选出相关系数较高的敏感波段。利用多元线性回归（Multiple linear regression，MLR）、偏最小二乘回归（Partial least squares regression，PLSR）和BP神经网络（BP neural network，BPNN）3种模型对有机质含量建立预测模型，并对模型预测结果进行精度评价，选用最优模型代入无人机高光谱影像进行有机质含量填图，得到耕地范围内的有机质分布情况，并对处于不同沉陷阶段的耕地有机质空间分布差异及其驱动因子进行分析讨论。结果表明：1）采煤沉陷区耕地有机质含量的敏感波段主要集中在可见光的400～600 nm、近红外的800～900 nm波段处，经过多元散射校正变换的光谱曲线与有机质含量的相关性最高。2）经过多元散射校正处理的光谱曲线运用偏最小二乘回归模型和BP神经网络模型预测有机质含量精度要明显高于多元线性回归模型，预测精度分别达到0.863和0.884，可以用于有机质含量的识别。3）采煤沉陷区耕地有机质分布情况表现为煤炭开采未扰动区耕地土壤有机质分布较为均一，均值为26.54 g/kg，总体上处于中上等水平；煤炭开采扰动稳沉区耕地土壤有机质高低值分化明显，整体分布呈现较大空间分异性；煤炭开采扰动区介于二者之间。矿区有机质含量大小关系为煤炭开采未扰动区耕地>煤炭开采扰动区耕地>煤炭开采扰动稳沉区耕地，这是由煤炭开采导致前后地表形变、土壤理化性质、植被和人类管理方式改变等方面引起的。
    江苏省稻田种养产业化开发空间优选与分区引导策略
    吴雅欣, 金涛, 史琛, 张洪程, 高辉, 李欣, 王建军
    2022-05-23 , DOI:
    [摘要] (12) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    摘要：
    为探讨产业化发展要求下的稻田种养空间落位及战略管理问题，该文以江苏省为研究区，分别从自然适宜度和产业优势度两个维度，构建量化评估指标体系，综合评判稻田种养产业化开发的空间优先级，提出分区引导政策指引。基于水源、土壤、地形等自然因素的综合评级结果显示，江苏省高度适宜开发稻田种养的面积占全省水田总面积的13.8%，中度适宜开发面积占比57.0%；自然适宜度高值区主要分布在里下河地区并延伸至苏北灌溉总渠沿线，以及长江以南的东部沿江平原向南至太湖平原一带。基于劳动力、基础设施、软环境等层面的综合评级结果表明，苏北地区产业优势度高低互现，苏南地区产业优势度高值区主要分布在邻近上海、南京大都市的外围郊县区。通过对基于县域单元的两维度空间评级结果的耦合分析，划分为4类空间，按照重点发展、适度扶持、优化调整和控制开发等方向，分别提出稻田种养产业化开发策略。该研究可为提升稻田资源开发效率和稻田种养产业高质量发展提供决策参考。
    场次降雨条件下考虑田梗高度的农田产流规律模拟研究
    王庆明, 张越, 赵勇, 翟家齐, 邓皓东
    2022-05-18 , DOI:
    [摘要] (30) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    摘要：
    条块分割、田埂密集是海河平原农田的典型特征，科学认知田埂作用下的农田产流规律对解析平原区水循环演变过程至关重要。目前，流域尺度的农田产流规律的研究较少，关于降雨特征~田埂高度~农田产流三者之间的影响关系还不明晰，田埂作用下的农田产流规律是平原区水循环演变解析的薄弱环节。本研究基于CMOPRH遥感降水数据产品分析了海河平原场次降雨特征，并以Smith & Parlange入渗模型为核心构建农田积水产流模型，模拟海河平原降雨~产流过程，结果如下，（1）海河平原场次降雨总量以小于25mm为主，占降雨总场次的95%，10小时以内的场次降雨占比为96%，降雨总量和降雨强度由东北部向西北部递减；（2）在2008-2019年降雨条件下，模拟无田埂、10cm田埂、12cm田埂、15cm田埂四种情景的农田年均产流量，结果分别为62.4亿m3/年、19.7亿m3/年、13.1亿m3/年、5亿m3/年；（3）田埂高度已知的条件下，降雨历时和降雨强度是影响农田产流的关键因素，以降雨历时为横坐标、降雨强度为纵坐标，可以通过拟合反比例函数曲线划分一场降雨是否产流；（4）根据海河平原历史农田面积变化估算，2000年海河平原农田产流量相对1979年减少10.2亿m3，2016年农田产流量相对2000年减少5.1亿m3。本研究定量解析了降雨特征、田埂高度对农田产流的影响，为解析海河平原区地表水资源衰减原因提供了重要的规律认知。
    中国耕地低碳利用效率时空演变及其驱动因素研究
    张玥, 代亚强, 陈媛媛, 柯新利
    2022-05-18 , DOI:
    [摘要] (27) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    摘要：
    探究耕地低碳利用效率演变规律及其驱动因素对实现耕地利用高效低碳、助力农业绿色发展具有重要意义。在科学阐释耕地低碳利用及其效率的基础上，采用超效率SBM模型测度1998-2018年我国30个省份耕地低碳利用效率，采用核密度估计和总体分异测度指数揭示其时空演变规律并采用地理探测器模型识别其驱动因子及机制。研究结论表明：1) 研究期内全国及不同地区耕地低碳利用效率均呈稳定上升趋势，不同地区耕地低碳利用效率时序演变特征各异；2) 研究期内我国耕地低碳利用效率总体呈现“西高东低、北高南低”的空间格局且空间差异水平逐步缩小，不同地区耕地低碳利用效率空间差异程度为中部>东部>西部；3) 耕地低碳利用效率受自然环境条件、耕地资源禀赋、经济发展水平和农业生产条件共同影响，不同因素驱动力各异且因素交互作用正向强化了单因素驱动力。最后，本文从完善新时期耕地保护政策、因地制宜探索耕地低碳利用模式和全域全面推进耕地低碳利用方面为提升耕地低碳利用效率提供政策建议。
    城镇化进程中耕地多功能权衡与协同关系演变及其驱动机制—以淮海经济区为例
    李怡, 方斌, 李裕瑞, 璩璐璐
    2022-04-28 , DOI:
    [摘要] (41) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    摘要：
    城镇化进程中我国耕地利用功能变化深刻，探究影响多功能协同与权衡的城镇化因素更是平衡地区经济发展与耕地保护的关键。本文以淮海经济区为例，选取2000-2018年连续年份时间，从耕地生产、社会和生态三个维度构建评价体系分析耕地多功能时空特征，利用Spearman秩相关分析揭示耕地多功能间权衡与协同的时空演化，运用调节效应模型定量剖析权衡与协同演化的城镇化驱动机制。结果表明：（1）耕地生产功能整体呈波动增长趋势, 社会功能整体呈波动下降趋势, 生态功能整体呈先降后升的下降趋势。（2）耕地生产与生态功能的地市间相互关系呈权衡增长趋势，但部分地市内部的两功能关系趋向协同发展，主要分布在鲁南和苏北地区。耕地生产与社会功能的地市间相互关系呈弱权衡向弱协同转变，且大部分地市内部的两功能权衡关系有所缓解，协同区域逐渐向东部转移。耕地生态功能主要通过生产功能与社会功能产生联系，因此本文未对生态与社会功能关系进行测度。（3）耕地生产与社会功能相互关系主要受城乡收入差距、人口城镇化率以及居民消费能力的影响。耕地生产与生态功能相互关系则受居民消费能力的显著影响。同一驱动因子在不同水平下对耕地多功能之间权衡与协同关系的作用程度不同。为此提出促进淮海经济区耕地多功能协同发展的策略建议。
    林农间作模式下的和田绿洲特色林果结构遥感信息提取
    靳镜宇, 白洁
    2022-03-14 , DOI:
    [摘要] (17) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    摘要：
    摘 要：实时准确地获取林农间作模式下的果树结构信息对推进新疆特色林果业的提质增效，增加农民收入，稳定脱贫攻坚成果，实现乡村振兴具有重要意义。该研究拟以新疆和田绿洲林农间作区为研究对象，提出一种综合高分遥感数据的纹理和光谱特征以及中分遥感数据的时序物候特征的主栽果树提取方法。基于GF-2遥感数据利用面向对象方法提取高分辨率的林田地块空间信息；基于多时相Sentinel-2遥感数据构建植被归一化指数（Normalized Difference Vegetable Index，NDVI）时间序列产品，并依据果树物候特征建立决策树模型，提取间作核桃、纯核桃、枣树和葡萄4种果园类型；最后将多时相的果园分类结果与高分的林田地块信息叠加，获取和田绿洲特色林果作物分布信息。该方法对2020年和田绿洲核桃、大枣和葡萄提取结果的用户精度和总体分类精度均在90%以上，Kappa系数为0.95，能够满足县市级尺度的林果遥感监测精度需求。基于遥感提取的和田绿洲主要林果作物面积为4.29×105 hm2，以核桃（间作和纯核桃）为主，间作核桃面积占比63.80%，其次为枣树（19.38%）和葡萄（3.30%）。该方法可为林农间作立体种植模式下的果树类型和面积精确信息提取研究提供有价值的参考和借鉴。
    基于主成分分析优选枸杞乳酸菌发酵饮品的发酵剂
    黄宁馨, 鲁群, 丁士勇, 刘睿, 朱和平
    2021-05-12 , DOI:
    [摘要] (369) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    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。
    新型相变材料蓄放热性能测试及在温室内的应用研究
    张勇, 许英杰, 陈瑜, 张柯新, 倪欣宇
    2021-05-12 , DOI:
    [摘要] (294) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    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。
    玉米秸秆与市政污泥共热解特性及动力学分析
    代敏怡, 丛宏斌, 赵立欣, 孟海波, 姚宗路, 盛晨绪, 吴雨浓, 郭占斌
    2021-02-24 , DOI:
    [摘要] (265) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    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。
    近红外光谱式联合收割机谷物蛋白质含量检测系统设计与试验
    张敏, 吴崇友, 陈旭, 朱道静, 金梅, 王刚
    2021-01-26 , DOI:
    [摘要] (275) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    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。
    河西走廊产区本土酒酒球菌酯酶活性及其对霞多丽干白葡萄酒 酯类香气物质的影响分析
    祝霞, 赵丹丹, 韩舜愈, 杨学山
    2021-01-26 , DOI:
    [摘要] (205) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    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。
    牛粪再生垫料生产过程中物料特性及致病菌变化规律研究
    杜云, 王盼柳, 王斌圣, 段娜, 施正香, 张源辉, 宋家西
    2020-11-04 , DOI:
    [摘要] (266) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    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。
    考虑收缩的爆炒热/质传递过程数值模拟
    谢乐, 邓力, 李静鹏, 曾雪峰, 闫勇, 石宇, 苏婕妤, 廖小梅
    2020-10-21 , DOI:
    [摘要] (265) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    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。
    秸秆捆烧及其排放特性研究进展
    贾吉秀, 赵立欣, 姚宗路, 霍丽丽, 邓云, 杨武英, 刘广华
    2020-09-15 , DOI:
    [摘要] (256) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    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。
    基于工质相变换热的动力电池冷热双向循环热管理系统
    梁坤峰, 米国强, 徐红玉, 董彬
    2020-08-05 , DOI:
    [摘要] (244) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    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。
    木基石膏复合材料优化制备工艺及力学性能
    岳孔, 梁冰, 赵明元, 唐中秋, 王烽, 刘伟庆
    2020-04-17 , DOI:
    [摘要] (320) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    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。
    蓄能材料对内插热管式太阳能热泵系统冬季性能的影响
    吴薇, 夏曼, 尹正宇, 高旭娜, 黄金燕, 秦芷萱
    2020-03-25 , DOI:
    [摘要] (215) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    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。
    人造沸石对不同链长甘薯直、支链淀粉分离的研究
    郭俊杰, 杨璐, 符芳芳, 连喜军, 王雪青, 康海岐
    2019-10-16 , DOI:
    [摘要] (438) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    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。
    转鼓式反应器发酵食醋过程中品质的变化规律
    王文秀, 刘琳, 姜鑫, 代鑫鹏, 孙剑锋, 王颉, 彭彦昆, 北村丰
    2019-10-16 , DOI:
    [摘要] (476) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    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。
    一种机载非接触式近红外土壤墒情检测系统的研制
    朱文静, 冯展康, 吴抒航, 魏新华, 崔冰波, 骆俊良
    , DOI:
    [摘要] (3) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    摘要：
    针对探针式土壤水分传感器插入土壤后因反馈点固定而需大量布点、成本高、破坏耕层等问题，该研究提出一种基于法布里-珀罗干涉近红外传感器的非接触式土壤墒情在线检测系统。该系统硬件部分由机载自动检测装置、电气控制箱和北斗双天线实时差分定位系统(Real Time Kinematic，RTK)组成。该研究进行了传感器的选型和模块设计封装、升降检测装置设计、传感器避障与测量高度自动定位、土壤含水量预测建模以及预测模型在软件中的二次开发与集成调用、定位系统与检测装置的协调配合、系统与全自动自走式移栽机的集成等环节的设计研发完成了样机的试制。田间试验结果表明：当移栽机以0.3m/s巡检速度下行进时，土壤水分传感器在线参比校准后，随升降检测机构下降至土壤表面进行测定，5s内工控机上实时显示水分含量值后回升，所测水分信息结合北斗RTK系统定位信息得到精确经纬度下的土壤水分含量值，水分含量预测值与实测值的相对误差范围为0.18% ~ 14.46%，平均相对误差7.77%，最终生成所测地块土壤表层含水量分布图。分布图为后续喷灌、滴灌等变量灌溉提供参考依据，达到区域水土适配和水生产力时空格局优化，对于进一步创制智能农机，真正实现田间管理的“边检边管”具有较高的参考价值和现实意义。
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    [摘要] (143860) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
    摘要：
    农业水管理面临的问题及发展策略
    许 迪, 龚时宏, 李益农, 刘 钰
    2010,26(11):1-7, DOI:
    [摘要] (32561) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (9311)
    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。
    三峡环库多业共生耦合循环农业生态系统初构
    熊 伟, 王久臣, 汤文志, 孔文斌, 曾卓华, 欧阳柬, 刘 明, 王国华, 黄明, 熊棣文
    2013,29(14):203-209, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2013.14.026
    [摘要] (26764) [HTML] (0) [PDF 392.78 K] (6452)
    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。
    基于机械特性BP神经网络的苹果贮藏品质预测
    李小昱, 汪小芳, 王为, 张军
    2007,23(5):150-153, DOI:
    [摘要] (21065) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (8023)
    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。
    基于电导式传感器径流流速测量系统的试验研究
    王为, 李小昱, 张军, 刘泉, 雷廷武
    2007,23(2):1-5, DOI:
    [摘要] (18069) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (5775)
    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%。
    基于GPS/INS和线控转向的农业机械自动驾驶系统
    刘军, 袁俊, 蔡骏宇, 陶昌岭, 王利明, 程伟
    2016,32(1):46-53, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.006
    [摘要] (17712) [HTML] (0) [PDF 5.12 M] (3810)
    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。
    改进Faster-RCNN自然环境下识别刺梨果实
    闫建伟, 赵源, 张乐伟, 苏小东, 刘红芸, 张富贵, 樊卫国, 何林
    2019,35(18):143-150, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.18.018
    [摘要] (17460) [HTML] (0) [PDF 3.96 M] (5867)
    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。
    不同秸秆还田模式对土壤有机碳及其活性组分的影响
    李新华, 郭洪海, 朱振林, 董红云, 杨丽萍, 张锡金
    2016,32(9):130-135, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.018
    [摘要] (17184) [HTML] (0) [PDF 361.61 K] (2605)
    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。
    偏航角对风力机气动性能的影响
    石亚丽, 左红梅, 杨华, 周捍珑, 沈文忠
    2015,31(16):78-85, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.16.012
    [摘要] (16925) [HTML] (0) [PDF 522.80 K] (2902)
    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。
    湿帘-风机降温下的温室热/流场模拟及降温系统参数优化
    胥 芳, 蔡彦文, 陈教料, 张立彬
    2015,31(9):201-208, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.09.031
    [摘要] (16679) [HTML] (0) [PDF 3.61 M] (3917)
    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。
    秸秆批式和半连续式发酵物料浓度对沼气产率的影响
    杜 静, 陈广银, 黄红英, 靳红梅, 奚永兰, 钱玉婷, 徐跃定, 常志州
    2015,31(15):201-207, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.15.028
    [摘要] (16648) [HTML] (0) [PDF 772.45 K] (2615)
    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。
    高速电磁阀电磁力近似模型的构建与分析
    刘鹏, 范立云, 白云, 马修真, 宋恩哲
    2015,31(16):96-101, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.16.014
    [摘要] (16445) [HTML] (0) [PDF 395.08 K] (2501)
    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。
    基于仿生脱粒的鸡喙啄取玉米果穗引起籽粒离散过程分析
    李心平, 吴康, 金鑫, 高春艳, 高连兴
    2015,31(18):34-40, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.18.006
    [摘要] (16441) [HTML] (0) [PDF 8.13 M] (3401)
    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。
    基于GF-1 WFV数据的玉米与大豆种植面积提取方法
    黄健熙, 侯矞焯, 苏伟, 刘峻明, 朱德海
    2017,33(7):164-170, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.07.021
    [摘要] (16249) [HTML] (0) [PDF 6.90 M] (3405)
    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。
    便携式生鲜猪肉多品质参数同时检测装置研发
    孙宏伟, 彭彦昆, 林琬
    2015,31(20):268-273, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.20.037
    [摘要] (16106) [HTML] (0) [PDF 6.48 M] (5272)
    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。
    顽固乳状液的破乳处理提高花生游离油提取率
    迟延娜, 张文斌, 杨瑞金, 华霄, 赵伟
    2014,30(8):257-264, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2014.08.030
    [摘要] (15996) [HTML] (0) [PDF 4.73 M] (3066)
    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。
    近海捕贝作业平台技术经济论证模型及应用
    张光发, 张斌, 许家帅, 吕健
    2016,32(8):278-284, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.08.039
    [摘要] (15963) [HTML] (0) [PDF 1.43 M] (2828)
    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。
    基于区间两阶段模糊随机模型的灌区多水源优化配置
    李晨洋, 张志鑫
    2016,32(12):107-114, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.12.016
    [摘要] (15962) [HTML] (0) [PDF 413.47 K] (2083)
    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。
    新疆焉耆盆地平原区地下水溶解性总固体时空演化
    赵江涛, 周金龙, 高业新, 曾妍妍, 李巧, 杜明亮
    2016,32(5):120-125, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.05.017
    [摘要] (15908) [HTML] (0) [PDF 3.29 M] (2563)
    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。
    带阶梯型谐振腔的Hartmann低频超声雾化喷嘴设计及试验
    高建民, 马俊龙
    2017,33(12):66-73, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.12.009
    [摘要] (15904) [HTML] (0) [PDF 5.69 M] (3194)
    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。
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    黑加仑果浆微波辅助泡沫干燥特性
    郑先哲, 刘成海, 周 贺
    2009,25(8):288-293, DOI:
    [摘要] (1924) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (117620)
    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。
    隔板起始位置对大型双蜗壳双吸泵径向力和压力脉动的影响
    牛茂升，朱强，芦洪钟，肖功槐，蔡婷
    2021,37(12):20-27, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.12.003
    [摘要] (528) [HTML] (0) [PDF 5.55 M] (58682)
    摘要：
    为研究双蜗壳泵内压力脉动情况，该研究以某大型双蜗壳双吸泵为研究对象，通过三维非定常计算对不同隔板起始位置对水力性能、叶轮径向力、蜗壳内各点压力脉动的影响进行研究。研究结果表明，采用双蜗壳结构后，设计点效率下降4%～5%；径向力大小在叶轮旋转过程中呈周期性变化，径向力大小受隔板起始位置影响较大，因此需要合理布置隔板起始位置；隔舌附近各点压力分布均呈现明显的周期性波动变化，隔舌后测点压力峰值、平均值及脉动值要远小于隔舌前测点，仅为隔舌前测点相应值的25%～50%，而且随着隔板起始位置后移，隔舌附近各点压力波动逐渐减弱；综合考虑水力性能及压力脉动影响，隔板起始点应布置于自隔舌点以叶轮中心为圆心向蜗壳出口方向旋转200°位置，该结构下水力效率最高，径向力最小，研究结果可以为大型双蜗壳双吸泵水力性能改进及结构优化提供一定的理论支持。
    拖拉机排气余热板翅式蒸发器热力性能分析与参数优化
    涂鸣，张国涛，夏晨，胡大伟，曾荣，周勇
    2021,37(19):7-17, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.19.002
    [摘要] (490) [HTML] (0) [PDF 8.68 M] (53419)
    摘要：
    利用拖拉机排气余热能够有效降低燃油消耗，其中基于有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle, ORC）的余热能量转换效率最高。该研究根据拖拉机实际空间尺寸，试制了一种板翅式蒸发器用以回收柴油机排气余热。基于移动边界法建立排气与工质对流传热数值模型，结合台架试验数据验证模型有效性，并定量分析了柴油机全工况下蒸发器热力性能。为提高蒸发器传热量和适用范围，采用CFD仿真和BP神经网络进一步分析非设计工况时蒸发器传热特性，并对结构与工质参数进行优化。结果表明：1）蒸发器热力性能随转速和负载增大而提高，最大传热量为69.89 kW，在中低转速负载工况下，蒸发器出现传热不稳定现象；2）增加接管倒角和改变翅片形状，在蒸发器尺寸不变条件下传热量可提高5.2%，传热面积增大0.19 m2；3）通过优化流道、工质流量和进口温度，能够改善中低负载工况热力性能，如柴油机1 500 r/min时，工质流量可在0.03～0.08 kg/s范围变化，最大传热量可达19.46 kW。研究结果可为蒸发器实际应用于拖拉机及与柴油机工况匹配提供参考。
    基于无人机平台的柑橘树冠信息提取
    束美艳，李世林，魏家玺，车荧璞，李保国，马韫韬
    2021,37(1):68-76, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.009
    [摘要] (1330) [HTML] (0) [PDF 5.25 M] (41685)
    摘要：
    为了快速获取柑橘树冠信息，提升柑橘园精准管理，该研究基于无人机平台获取了柑橘数码和多光谱影像，分析了无人机影像反演柑橘树冠信息的效果。首先利用无人机数码影像及分水岭算法进行柑橘单木分割，然后构建柑橘树冠层高度模型，提取柑橘株数、株高、冠幅投影面积等结构参数信息，进而利用无人机多光谱影像获取柑橘的8种常用植被指数，采用全子集分析法筛选柑橘冠层氮素含量的敏感植被指数，构建基于多元线性回归的冠层氮素遥感反演模型，进行以冠幅为基本单元的柑橘树冠层氮素含量遥感制图。研究结果表明：柑橘的单木识别准确率在93%以上，召回率在95%以上，平均F值为96.52%；柑橘树的反演株高与实测株高具有较强的相关性，决定系数R2为0.87，均方根误差为31.9 cm；单株冠幅投影面积与人工绘制的冠幅面积的决定系数，除果园A在12月的结果较低（R2为0.78）外，其余均在0.94及以上；采用全子集分析法筛选的柑橘冠层氮素敏感植被指数为归一化植被指数（NDVI）、绿色归一化植被指数和冠层结构不敏感指数，所建立的多元回归模型的决定系数R2达0.82，均方根误差为0.22%，相对误差为6.59%。综上，无人机影像在柑橘树冠参数信息提取方面具有较好的应用效果，能够快速有效地提取柑橘树冠参数信息。该研究可为使用无人机平台进行果园精准管理提供技术支撑。
    基于Penman修正式和Penman-Monteith公式的作物系数差异分析
    宋 妮, 孙景生, 王景雷, 陈智芳, 强小嫚, 刘祖贵
    2013,29(19):88-97, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2013.19.011
    [摘要] (2456) [HTML] (0) [PDF 560.68 K] (39598)
    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。
    固体碱催化棉籽油制备生物柴油
    姜绍通, 徐涟漪, 周勤丽, 潘丽军, 张福建, 张 轶
    2011,27(3):254-259, DOI:
    [摘要] (2322) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (19992)
    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。
    水稻秸秆纤维地膜制造工艺参数优化
    韩永俊, 陈海涛, 刘丽雪, 李 皓
    2011,27(3):242-247, DOI:
    [摘要] (2195) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (19959)
    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。
    单纵轴流谷物联合收获机清选装置内部流场分析与优化
    冷峻，栗晓宇，杜岳峰，何松，丁雄飞，牛兴成
    2020,36(11):39-48, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2020.11.005
    [摘要] (973) [HTML] (0) [PDF 8.24 M] (17587)
    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。
    基于共生理论的村域尺度下农村居民点空间重构策略与实现
    王 成, 费智慧, 叶琴丽, 张玉英
    2014,30(3):205-214, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2014.03.027
    [摘要] (2593) [HTML] (0) [PDF 11.40 M] (17431)
    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。
    基于改进YOLOv3的果园复杂环境下苹果果实识别
    赵辉，乔艳军，王红君，岳有军
    2021,37(16):127-135, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.16.016
    [摘要] (745) [HTML] (0) [PDF 22.64 M] (16593)
    摘要：
    为使采摘机器人能够全天候在不同光照、重叠遮挡、大视场等果园复杂环境下对不同成熟度的果实进行快速、准确识别，该研究提出了一种基于改进YOLOv3的果实识别方法。首先，将DarkNet53网络中的残差模块与CSPNet（Cross Stage Paritial Network）结合，在保持检测精度的同时降低网络的计算量；其次，在原始YOLOv3模型的检测网络中加入SPP（Spatial Pyramid Pooling）模块，将果实的全局和局部特征进行融合，提高对极小果实目标的召回率；同时，采用Soft NMS（Soft Non-Maximum Suppression）算法代替传统NMS（Non-Maximum Suppression）算法，增强对重叠遮挡果实的识别能力；最后，采用基于Focal Loss和CIoU Loss的联合损失函数对模型进行优化，提高识别精度。以苹果为例进行的试验结果表明：经过数据集训练之后的改进模型，在测试集下的MAP（Mean Average Precision）值达到96.3%，较原模型提高了3.8个百分点；F1值达到91.8%，较原模型提高了3.8个百分点；在GPU下的平均检测速度达到27.8帧/s，较原模型提高了5.6帧/s。与Faster RCNN、RetinaNet等几种目前先进的检测方法进行比较并在不同数目、不同光照情况下的对比试验结果表明，该方法具有优异的检测精度及良好的鲁棒性和实时性，对解决复杂环境下果实的精准识别问题具有重要参考价值。
    基于深度学习与图像处理的哈密瓜表面缺陷检测
    李小占，马本学，喻国威，陈金成，李玉洁，李聪
    2021,37(1):223-232, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.027
    [摘要] (1573) [HTML] (0) [PDF 6.54 M] (14831)
    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。
    壳聚糖澄清芦柑果汁工艺条件的优化
    许 键, 蔡慧农, 倪 辉, 杜希萍, 黄高凌
    2013,29(23):268-275, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2013.23.037
    [摘要] (1605) [HTML] (0) [PDF 1.94 M] (14024)
    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。
    基于深度学习的生姜种芽快速识别及其朝向判定
    侯加林，房立发，吴彦强，李玉华，席芮
    2021,37(1):213-222, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.026
    [摘要] (1418) [HTML] (0) [PDF 4.66 M] (12795)
    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。
    生物结皮坡面不同降雨历时的产流特征
    杨凯, 赵军, 赵允格, 张子辉, 孙会, 谷康民, 郭雅丽, 王闪闪
    2019,35(23):135-141, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.23.017
    [摘要] (776) [HTML] (0) [PDF 1.77 M] (12233)
    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。
    基于NDVI加权指数的冬小麦种植面积遥感监测
    王利民, 刘佳, 杨玲波, 杨福刚, 滕飞, 王小龙
    2016,32(17):127-135, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.17.018
    [摘要] (3509) [HTML] (0) [PDF 15.27 M] (12042)
    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。
    基于迁移学习的卷积神经网络花生荚果等级图像识别
    张瑞青，李张威，郝建军，孙磊，李浩，韩鹏
    2020,36(23):171-180, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2020.23.020
    [摘要] (743) [HTML] (0) [PDF 3.89 M] (11642)
    摘要：
    针对花生荚果人工分级效率低、机械分级不精确等问题，该研究提出一种基于迁移学习的卷积神经网络花生荚果等级图像识别方法。利用翻转、旋转、平移、对比度变换和亮度变换等操作，对获取的5个等级花生荚果图像进行数量扩充和预处理，得到花生荚果等级图像数据集；对比分析了GoogLeNet、ResNet18和AlexNet 3种基本模型下花生荚果图像分级识别的性能；通过迁移AlexNet卷积层对花生荚果等级识别模型进行了改进，用批归一化替换局部响应归一化且将激活函数置于批归一化层前后不同位置，设计了4种不同的识别训练模型；对改进的4种AlexNet模型进行迁移学习对比试验和超参数学习率优化试验，研究了非饱和激活函数和改进的非饱和激活函数对模型性能的影响。试验结果表明，在满足测试精度的基础上AlexNet模型所用训练时间最少；基于AlexNet的改进模型的迁移学习中学习率是需要优化的超参数，合适的学习率能够加快模型的训练并提升识别能力；改进模型中批归一化的引入及网络参数的减少，缩减了220 s训练时间，模型性能提高。所构建的花生荚果等级识别模型（Penut_AlexNet model，PA模型）对花生荚果5个等级分类识别准确率达到95.43%，该模型对花生荚果等级识别具有较高的准确率，也可为其他农产品精确分级提供参考。
    五种填料对磷酸盐的等温吸附-解吸特性
    贺 凯, 卢少勇, 金相灿, 胡小贞, 陈 雷
    2008,24(8):232-235, DOI:
    [摘要] (9388) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (11054)
    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。
    中国畜牧业物联网技术应用研究进展
    熊本海, 杨振刚, 杨亮, 潘晓花
    2015,31(z1):237-246, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2015.z1.028
    [摘要] (2903) [HTML] (0) [PDF 10.15 M] (10920)
    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。
    花生起挖晾晒后的果柄机械特性
    关 萌, 沈永哲, 高连兴, 赵宝权, 刘维维
    2014,30(2):87-93, DOI: doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.02.012
    [摘要] (2704) [HTML] (0) [PDF 2.10 M] (9694)
    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。
    基于计算机视觉技术估算种猪体重的应用研究
    杨艳, 滕光辉, 李保明, 施正香
    2006,22(2):127-131, DOI:
    [摘要] (1775) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (9524)
    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。
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    农田土壤养分的空间变异性特征
    胡克林, 李保国, 林启美, 李贵桐, 陈德立
    1999,15(3):33-38, DOI:
    [摘要] (2985) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2210)
    摘要：
    对一块面积为１ｈｍ２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ＮＨ４-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ＮＨ４-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。
    土地整理的效益分析
    张正峰, 陈百明
    2003,19(2):210-213, DOI:
    [摘要] (1564) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1955)
    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。
    中国农业废弃物资源化现状与发展战略
    孙永明, 李国学, 张夫道, 施晨璐, 孙振钧
    2005,21(8):169-173, DOI:
    [摘要] (1853) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (6186)
    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。
    中国生物质产业及发展取向
    孙振钧
    2004,20(5):1-5, DOI:
    [摘要] (1662) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2130)
    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。
    中国主要农作物秸秆资源能源化利用分析评价
    崔 明, 赵立欣, 田宜水, 孟海波, 孙丽英, 张艳丽, 王 飞, 李冰峰
    2008,24(12):291-296, DOI:
    [摘要] (3442) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (4082)
    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。
    中国秸秆资源数量估算
    毕于运, 高春雨, 王亚静, 李宝玉
    2009,25(12):211-217, DOI:
    [摘要] (3560) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (3552)
    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。
    保水剂特性测定及其在农业中的应用
    黄占斌, 张国桢, 李秧秧, 郝明德, Meni Ben Hur, Deli Chen
    2002,18(1):22-26, DOI:
    [摘要] (1394) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1964)
    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%。
    改变我国植保机械和施药技术严重落后的现状
    何雄奎
    2004,20(1):13-15, DOI:
    [摘要] (1347) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (957)
    摘要：
    中国已经加入了WTO，农业生产标准化是必然之路，但我国落后的植保机械和农药使用技术与之不相适应，带来了诸如农药有效利用率低、农产品中农药残留超标、环境污染等问题。植保机械不同于其他的农业机械，发达的欧美国家在上个世纪70年代就将植保机械列入特种农业机械行列，有其专门管理部门和机构。该文根据我国植保机械和施药技术的现状，提出了减少农药用量、保障农产品安全的关键在于改变我国植保机械和施药技术严重落后的现实，并提出解决相关问题的对策。
    中国生物质能产业发展现状及趋势分析
    王久臣, 戴林, 田宜水, 秦世平
    2007,23(9):276-282, DOI:
    [摘要] (3211) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (3310)
    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。
    BP保水剂及其对土壤与作物的效应
    张富仓, 康绍忠
    1999,15(2):74-78, DOI:
    [摘要] (1548) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1931)
    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。
    农用地膜残留污染的现状与防治
    严昌荣, 梅旭荣, 何文清, 郑盛华
    2006,22(11):269-272, DOI:
    [摘要] (2213) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2882)
    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。
    基于Logistic回归模型的北京山区农村居民点变化的驱动力分析
    姜广辉, 张凤荣, 陈军伟, 段增强, 苏子友
    2007,23(5):81-87, DOI:
    [摘要] (2355) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (8023)
    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。
    数字图像处理技术在蔬菜叶面积测量中的应用
    杨劲峰, 陈清, 韩晓日, 李晓林
    2002,18(4):155-158, DOI:
    [摘要] (2502) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2058)
    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。
    基于GPS和GIS的田间土壤特性空间变异性的研究
    张淑娟, 何勇, 方慧
    2003,19(2):39-44, DOI:
    [摘要] (1550) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1816)
    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。
    家畜和畜产品可追溯系统研究进展
    王立方, 陆昌华, 谢菊芳, 胡肄农
    2005,21(7):168-174, DOI:
    [摘要] (1606) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2122)
    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。
    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
    王淑芬, 张喜英, 裴冬
    2006,22(2):27-32, DOI:
    [摘要] (2234) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2647)
    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。
    中国农用土地等级评价研究进展
    高向军, 马仁会
    2002,18(1):165-168, DOI:
    [摘要] (1172) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1715)
    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
    作物调亏灌溉的适宜时间与调亏程度的研究
    蔡焕杰, 康绍忠, 张振华, 柴红敏, 胡笑涛, 王健
    2000,16(3):24-27, DOI:
    [摘要] (2214) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2187)
    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。
    重庆市畜禽粪便年排放量的估算研究
    彭里, 王定勇
    2004,20(1):288-292, DOI:
    [摘要] (1344) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1184)
    摘要：
    畜禽养殖产生的粪便已成为我国农村面源污染的主要来源，因而畜禽粪便的排放量也越来越引起人们的重视。通过对重庆市畜禽养殖业进行调查，结合国内外有关研究，确定重庆市畜禽粪便年排放量估算方法和各种估算参数。以2001年为基准，估算出重庆市主要畜禽(猪、牛、羊、马、兔、家禽等)年粪尿排放量和粪尿中对环境产生污染的主要物质量(有机质、氮、磷、钾)，以便对重庆市畜禽粪便污染作一个定量的认识。估算结果为重庆市2001年畜禽粪尿排放7421万t，其中有机质为806万t，氮42.5万t、磷21.48万t、钾44.98万t。该研究结果可为重庆市工农业生产布局和环境污染治理提供决策依据。
    少免耕对灌溉农田冬小麦/夏玉米作物水、肥利用的影响
    江晓东, 李增嘉, 侯连涛, 王芸, 王雪, 颜红
    2005,21(7):20-24, DOI:
    [摘要] (2001) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1380)
    摘要：
    土壤耕作可影响土壤硝态氮的淋失、土壤的贮水量和作物的水分利用效率。为了研究少免耕在冬小麦套作夏玉米一年两熟灌溉农田对作物产量、水分利用效率和土壤硝态氮含量的影响，采用了5种土壤耕作体系(常规耕作无秸秆还田、常规耕作秸秆还田、旋耕秸秆还田、缺口圆盘耙耕秸秆还田、免耕秸秆覆盖)在山东龙口进行了田间试验。利用烘干法测定了土壤含水率，利用连续流动分析仪测定了土壤硝态氮的含量。结果表明：相对于常规耕作，少耕特别是旋耕还田方式能够增加土壤贮水量、提高作物水分利用效率和全年作物产量，提高土壤0～60 cm层次硝态氮含量、减少硝态氮的淋失。以旋耕还田为主的耕作体系可以在该地区应用，而免耕覆盖则不适宜。

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