• 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:
    2022年第38卷第15期
    摘要:
    针对水稻收获机与转运车双机协同自主作业环节多、粮食转运过程复杂等问题,该研究设计了一种基于有限状态机(FSM,Finite State Machine)的水稻收获机与转运车协同作业策略。分析了水稻收获机与转运车协同作业模式,建立有限状态机模型。首先,基于作业环节设计触发条件、评估方法和执行流程等基础模块;然后,根据双机协同的各项状态建立状态信息矩阵;最后,依据协同触发事件与状态转移的逻辑设计状态转移链。构建协同作业时分复用控制逻辑框架,并运用Stateflow软件进行仿真分析,为验证所设计策略的田间实际作业效果,搭建了履带式水稻收获转运双机协同试验系统,收获速度为0.8 m/s,收割幅宽1.9 m,共28条收获边,协同路径选择在短边的机耕道上,连续协同工作时间大于120 min,采用套圈路径自主收获0.7 hm2水稻,期间共进行6次自动协同转运作业,将所收获的粮食转运到卡车上。试验结果表明,该策略可以实现水稻收获/卸粮转运自主作业,收获效率为0.35 hm2/h,为实现水稻收获双机智能转运协同功能奠定了基础,可为水稻无人农场建设提供技术支持。
    2022,38(15):10-20, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.002
    摘要:
    为探索土壤微形貌加工过程中从动型铲板式触土部件与土壤的互作机理,该研究基于离散元法(Discrete Element Method, DEM)与多体动力学(Multi-Body Dynamics, MBD)耦合算法建立铲板式滚动触土部件与土壤互作的离散元模型。通过EDEM-RecurDyn联合仿真探索滚动部件作业机理,以机具作业速度(0.6、1.0和1.4 m/s)为影响因素,求解机具作业所需水平牵引力与土壤微坑容积,并通过开展台架试验评价仿真模型准确性。耦合仿真结果表明:随机具作业速度的上升,x向水平牵引力和z向垂直力不断变大;机具在不同速度作业下的土壤表面形成的微坑容积分别为3 310.91、3 325.96和3 384.47 mL;根据土壤压缩力、颗粒流向及动能变化,阐释了铲板式滚动触土部件作业过程中土壤微形貌的形成机理。将台架试验与仿真求解结果进行对比,x方向水平牵引力相对误差分别为5.01%、4.58%、4.10%,土壤表面微坑容积误差分别为6.23%、7.09%、5.64%,各作业速度下仿真模型具有较好的准确性。该文所构DEM-MBD耦合模型可为探明铲板式滚动触土部件与土壤互作机理、机具几何结构优化、以及作业参数选择提供理论依据和技术参考。
    2022,38(15):21-30, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.003
    摘要:
    为解决大豆玉米间套作中收获机清选装置小,清选通用性差、清选时间不足导致的作业效果差等问题,该研究以4LZ-3.0Z小型自走式谷物联合收获机清选装置为基础,改进了一种大豆玉米兼用清选装置的试验台,首先使用EDEM建立玉米清选主要脱出物离散元模型,应用EDEM-Fluent耦合仿真对比原筛箱A(直上筛和下筛)、改进筛箱B(上筛分段、下筛凹面)、改进筛箱C(下筛凹面更大)的清选过程,验证设计合理性。然后选取振动频率、上筛倾角、下筛倾角为试验因素,以含杂率和损失率为试验指标,对大豆和玉米分别进行单因素试验和响应面试验,研究所选试验因素对试验指标影响,并分别获得两种作物最佳工作参数组合。仿真试验结果表明:筛箱B中籽粒透筛区域和物料移动趋势相对于A、C更加利于清选。试验结果表明:所选试验因素对试验结果均有显著影响(P<0.05),对于两种作物,当振动频率增大,损失率和含杂率均先降低后上升;当上筛和下筛倾角增大,含杂率先下降后上升,损失率持续下降。大豆响应面试验结果表明:当振动频率为5.9 Hz、上筛倾角为10.5°、下筛倾角为6.5°,最优清选效果含杂率均值为0.622%,损失率率均值为0.439%;玉米响应面试验结果表明:当振动频率为4.7 Hz、上筛倾角为10.3°、下筛倾角为8.6°,最优清选效果含杂率均值为0.956%,损失率均值为0.771%,对比原机的清选装置,改进后大豆清选时含杂率降低38.8%,损失率降低45.9%;玉米清选时含杂率降低29.9%,损失率降低30.1%。本文可为大豆玉米通用联合收获机设计提供理论基础。
    2022,38(15):31-41, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.004
    摘要:
    立木胸径是森林资源调查中最重要的测量指标。为了实现高效、精准、简便地测量立木胸径,适应复杂树形和不同径级的树木,节省内外业勘测成本,该研究研制了一款新型立木胸径测量装置。基于隧道磁阻旋转编码器构建适合低成本、轻小型机电结构和高分辨力处理算法的方法,同时开发了由嵌入式软件、Android端应用和Web端应用构成的系统软件,通过多功能按键组合设计了特殊树形和大径级树木的作业流程。在单木勘查作业过程中,装置的机电结构会将立木胸径由机械量先转换为磁信号再转换成电信号,之后由嵌入式软件中集成的处理算法把电信号换算成胸径测量数据。完成所有单木勘查作业后,装置内的蓝牙将数据传输至Android端应用进行存储再上传到Web端的数据库中。为验证装置的测量精度和作业效率,选取包含多个树种的196株立木和一块包含42株立木的小样地进行试验。试验结果表明:该装置对不同径级的立木都具有较高的测量精准度(总平均绝对误差为0.08 cm、平均绝对百分比误差为0.37%、均方根误差为0.12 cm和相对均方根误差为0.54%);人均每株立木测量耗时为9.3 s(约为传统围尺方法的1/3),作业效率高。该装置解决了传统围尺在数据量测、记录和入库上的短板,降低了人力成本,比非接触式、卡测类、电子拉绳类仪器的制造成本低几百到上万元,造价仅为260元,且携带方便(仅重230 g),符合国家森林资源连续清查技术规定的精度要求,在森林资源调查中具有宽广的应用前景。
    2022,38(15):42-52, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.005
    摘要:
    针对定量原粮包装机由不同气缸分别驱动撑袋机构与夹袋机构,导致同步难、效率低、低温环境下气动系统易结露、以及工作环境粉尘较大而引起的气动部件动作迟缓甚至失灵等问题,该研究设计了一种随夹袋机构同步运动的凸轮撑袋机构。利用一台电机驱动平面六杆机构带动凸轮撑袋机构与夹袋机构,实现撑袋、夹袋和复位的同步运动;基于几何坐标变换和矢量法建立撑袋机构的凸轮工作廓线参数方程和空间凸轮机构的压力角求解方法,确定撑袋运动规律和凸轮工作廓线;建立凸轮撑袋机构三维模型,利用ADAMS软件对凸轮撑袋机构的撑袋运动规律进行仿真分析,结果表明:撑袋运动规律理论计算与仿真分析结果基本一致,最大压力角23°小于许用压力角,满足机构工作要求;开展气缸驱动与电机驱动撑夹袋机构的对比试验,得到后者的生产率达10袋/min,验证了机构设计的合理性,研究可为北方寒区原粮包装机设计提供新的设计思路和理论分析方法。
    2022,38(15):53-62, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.006
    摘要:
    玉米雄穗表型信息的获取对研究玉米长势及产量起着非常重要的作用,为实现复杂田间环境玉米雄穗的精确识别和计数,该研究使用无人机采集试验田的玉米雄穗影像,基于Faster R-CNN、SSD、YOLO_X目标检测模型,使用迁移学习方法实现玉米雄穗的高精度识别,并分析了模型对不同品种和不同种植密度的玉米雄穗检测效果。试验结果表明,基于迁移学习的Faster R-CNN、SSD、YOLO_X的目标检测效果相比于未使用迁移学习的模型有明显提升,其中,迁移学习后YOLO_X的识别精确度为97.16%,平均精度为93.6%,准确度为99.84%,对数平均误检率为0.22,识别效果最好;不同玉米品种对模型的适应性有所差异,其中郑单958对模型适应性最好,Faster R-CNN、SSD、YOLO_X的决定系数R2分别为0.9474、0.9636、0.9712;不同种植密度下玉米雄穗的检测效果有所差异,在29 985,44 978,67 466,89 955株/hm2种植密度下,模型对郑单958检测的平均绝对误差分别为0.19、0.31、0.37、0.75,随着种植密度的增加,检测误差逐渐变大。本研究为农田玉米雄穗高精度识别提供了一种新方法,对玉米表型性状高通量调查具有一定的应用价值。
    2022,38(15):63-71, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.007
    摘要:
    模拟不同水分和种植密度条件下的作物产量对于制定合理的灌溉制度和种植模式进而保障中国水和粮食安全具有重要意义。AquaCrop-KR模型采用非线性方程拟合地上生物量和作物蒸腾间的关系,并利用水分生产函数模拟收获指数,从而提高了不同水分条件下的作物产量的模拟精度,但尚未涉及种植密度这一因子。该研究以西北旱区制种玉米为研究对象,于2013-2016年在甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站进行了田间试验,引入密度因子修正了AquaCrop-KR模型中的标准化水分生产力(Normalized Water Productivity, WP*)和收获指数(Harvest Index, HI)。校准结果表明HI与种植密度呈先增加后减小的抛物线关系,并且HI在营养生长期、开花期和生殖生长期的水分敏感指数均随种植密度的增加而增加;WP*随累积标准化作物蒸腾的增加呈先增后减的单峰变化,并且WP*的最大值随种植密度的增加而减小,与之相对应的累积标准化作物蒸腾随种植密度的增加而增大。验证结果表明,改进的AquaCrop-KR模型低估籽粒产量测量值5%,决定系数、相对均方根误差、平均相对误差、模型效率和一致性指数分别为0.87、0.079、0.057、0.750和0.94,表明该模型可以用来模拟制种玉米的籽粒产量。研究为模拟不同水分和种植密度下的作物产量提供了一种理论方法。
    2022,38(15):72-83, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.008
    摘要:
    为探究紫花苜蓿对黄土边坡浅层破坏防护的时间效应,该研究考虑降雨入渗条件并以含不同生长期紫花苜蓿的黄土边坡为例,基于室内土工试验获取参数,分别采用含植物根系的无限边坡模型和数值模拟两种方法进行稳定性分析。结果表明:降雨作用使得边坡潜在滑动面位置由坡体内部转移到降雨最大入渗深度处;随着坡面植被的生长,边坡浅层土体的强度逐渐提高,潜在滑动面又逐渐转移到边坡内部。根据数值模拟强度折减法,边坡稳定系数随着植被生长不断增大。对比无限边坡模型与数值模拟方法计算的边坡稳定系数,植物根系生长到1.0 m且不论在天然状态或降雨条件下黄土边坡均处于稳定状态,植物根系在0~0.8 m且在降雨条件下时处于不稳定状态,随着边坡植物生长期的延长,边坡稳定系数总体变化趋势一致,即先降低再逐渐增大。草本植物随着生长期的延长,对降雨条件下黄土边坡坡面侵蚀有明显的抑制作用,从而草本植物根系生长能够提高黄土边坡稳定性。当草本植物生长时间达到150 d时,能够有效防治黄土坡面侵蚀,并提高黄土边坡稳定性,因此草本植物生长的前5个月为关键期。研究成果对于黄土边坡浅层破坏防护以及实现黄土地区可持续发展具有重要的理论意义和应用价值。
    2022,38(15):84-92, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.009
    摘要:
    石漠化和水土流失是西南喀斯特区突出的生态问题,制约着社会经济的发展。目前,石漠化与土壤流失的耦合关系尚未系统探明,石漠化强度评价因子植被盖度、土层厚度和基岩裸露率的交互作用如何影响土壤流失知之甚少。基于石漠化现状的调查,采用RUSLE模型、Getis?OrdGi*、地理探测器等方法,测算了贵州喀斯特区土壤侵蚀状况并识别了冷热区分布,量化了石漠化强度评价因子与土壤侵蚀之间的关系,解析了因子组合对土壤流失的交互影响。结果表明:1)贵州喀斯特区土壤侵蚀以中度和微度侵蚀为主,平均土壤流失率17.69 t/(hm2·a),侵蚀热区(重点防治区)主要集中在贵州西部经济相对欠发达区,侵蚀冷区(轻微区)则主要集中在黔北遵义市和黔中贵阳市等经济相对发达区。2)土壤流失随石漠化强度评价指标植被盖度、土层厚度的增加呈降低趋势,随基岩裸露率的增加则呈增加趋势;石漠化与土壤流失之间并非简单的线性关系,而呈复杂的非线性关系,3个评价因子分别以三次曲线函数、指数函数和反正弦函数拟合优度最高。3)石漠化强度评价因子对土壤流失空间分异的解释力依次为植被盖度、基岩裸露率和土层厚度,且因子组合对土壤流失的交互影响均呈非线性增强,其中基岩裸露率与植被盖度的交互作用起主导作用,其次是土层厚度与植被盖度,基岩裸露率与土层厚度的解释力最小。研究结果可为喀斯特区水土流失、石漠化的协同防治提供理论参考。
    2022,38(15):93-103, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.010
    摘要:
    为探明耕作方式与植物生长调节剂(Plant Growth Regulators,PGRs)对连续旋耕稻田优质粳稻光合特性和产量的影响,解决或缓解不合理耕作带来的产量形成不利问题,该研究于2018-2019年在大田条件下以绥粳18、垦稻12和三江6为试验材料,在连续旋耕稻田上设置深耕(Deep Tillage,DT)与旋耕(Rotary Tillage,RT)2种耕作处理,于剑叶展叶期分别喷施己酸二乙氨基乙醇酯(Diethylaminoethyl caproate,DA-6),6-苄氨基腺嘌呤(6-benzylaminoadenine,6-BA)和亚精胺(Spermidine,Spd)3种PGRs,并设置清水对照,研究深耕与PGRs对优质粳稻生育中后期产量形成及光合物质生产特性的调控效应。结果表明:与RT相比,DT处理增加了生物量和茎鞘物质转运能力,提高了齐穗期和蜡熟期叶片叶绿素相对含量(Soil and Plant Analyzer Development,SPAD)和净光合速率,增加了齐穗后叶面积指数和群体生长速率,延长了齐穗后绿叶面积持续时间,增加了每平方米有效穗数、每穗粒质量、千粒质量、收获指数及籽粒产量,其中两年产量增幅5.15%~14.54%(P<0.05)。不同PGRs作用下,与CK相比,喷施6-BA能够提高齐穗后净光合速率和SPAD值,增加结实率、收获指数、每穗粒数及粒质量,实现两年产量增幅4.93%~13.88%(P<0.05)。在互作效应上,耕作与PGRs互作对收获指数和产量存在显著影响,其中DT×6-BA处理产量最高,该处理增产途径是在较高有效穗数前提下,增加了齐穗后绿叶面积持续时间,提高了齐穗后生物量、粒叶比、净光合速率和SPAD值,促进齐穗后高光效群体的形成,提高了穗粒数和收获指数,增加了籽粒产量,其次是DT×DA-6处理;而RT×6-BA处理较RT×CK两年增产8.83%~13.88%(P<0.05)。综上所述,在连续旋耕稻田上采用1次深耕耕作方式和叶面喷施6-BA有利于提高优质粳稻光合物质生产能力和增加产量,可以作为提高本区域优质粳稻高产高效栽培的一种可持续耕作制度和有效栽培措施。
    2022,38(15):104-114, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.011
    摘要:
    为探究制种玉米根系分布及产量对滴灌条件下地膜覆盖和灌溉量的动态响应,该研究于2017年和2018年在中国西北旱区石羊河流域,以制种玉米"Ganxin 630"为供试作物,设置覆膜与灌溉水量2个控制因素,覆膜包括透明膜全覆盖(M1)和不覆膜(M0)2个水平,灌溉水量设置WF、WM和WL 3个水平(分别为灌溉需水量的100%、70%和40%),共6个处理,通过监测制种玉米生育期内的土壤水分、土壤温度、根长密度、地上干物质量和产量状况,分析不同覆膜和灌水量条件下土壤水热动态、制种玉米根长密度分布和产量的变化规律。结果表明,在相同覆膜条件下,0~60 cm土层含水量随灌溉量的增加而增加。覆膜可改善土壤水热条件,在充分灌溉下覆膜增加土壤贮水量,而亏缺灌溉下覆膜降低土壤贮水量。覆膜明显提升播种后75 d内的土壤温度,对播种后75 d之后的土壤温度没有影响。制种玉米各个生育期不同覆膜和灌水量处理下的根长密度均随着土层深度的加深而降低,播种后95 d时,86.3%~96.7%的根系分布在0~60 cm土层,其中土层深度0~30 cm和距离植株基部水平方向0~15 cm范围内的根长密度高于1.0 cm/cm3,此空间范围以外则低于1.0 cm/cm3。充分灌溉有利于浅层根系生长,而水分亏缺有利于深层根系生长,其中WL处理10 cm深度处的根长密度比WF处理在各个生育期低19.6%~32.5%,深层根长密度则高0.2%~41.9%,产量和地上生物量基本随灌溉量的增加而增加。覆膜10 cm深度处的根长密度比不覆膜在各灌水处理下高4.4%~69.2%,产量高24.9%。制种玉米地上干物质量、产量与播种后75和95 d的0~20 cm土层的根长密度的关系较为密切,相关系数分别达0.883、0.804以上,保证该阶段良好的土壤环境、促进根系生长对制种玉米的生长至关重要。该研究可为石羊河流域科学地进行灌溉和和覆膜管理提供理论依据。
    2022,38(15):115-123, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.012
    摘要:
    针对现阶段土壤硝态氮测量成本较高、无法长期原位测量等问题,该研究提出了一种使用钛烧结滤芯收集土壤溶液,通过近红外光谱法检测土壤溶液中的硝酸根浓度进而得到土壤中硝态氮含量的方法,并设计了相应的检测装置。通过试验对比陶土头与钛烧结滤芯在不同土壤条件下的土壤溶液收集效果,选用钛烧结滤芯作为土壤溶液采集器收集土壤溶液,以近红外LED作为测量光源,采集人工配置土壤溶液的光谱数据,利用BP神经网络进行预训练建立硝态氮含量预测模型。建立的硝态氮含量预测模型其训练集皮尔逊相关系数、测试集皮尔逊相关系数、预测均方根误差分别达到0.997、0.995、3.43。实地测量土壤溶液并与硝酸根离子电极以及土壤养分速测仪进行对比,最大相对偏差为5.9%,可满足实际测量准确性要求。该套检测设备在深度为10~40 cm、含水率为15%以上的土壤中有较好的土壤溶液采集效果;检测装置的长期测量标准差为0.006,动态响应时间为1.4 s,具有良好的特性。试验结果表明,使用溶液吸光度数据建立的硝态氮预测模型具有较好的预测效果,可以应用于土壤溶液硝态氮原位监测,为长期自动测量土壤硝态氮及水肥一体化系统的搭建提供了一种可行的方案。
    2022,38(15):124-132, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.013
    摘要:
    为阐明不同材质植被毯覆盖对干旱地区露天煤矿土壤养分及酶活性的影响,以宁夏贺兰山自然保护区大峰矿为研究对象,分析秸秆、椰丝及秸秆-椰丝3种不同材质植被毯覆盖后矿区土壤有机碳、全氮、全磷、脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶及生态化学计量比特征。结果表明:1)植被毯覆盖增加土壤表层有机碳和总氮含量且最大值为椰丝植被毯覆盖土壤,总磷含量无明显变化,10~20 cm土壤有机碳、总氮、总磷含量无明显变化;2)植被毯覆盖增加C/P、N/P且最大值同样为椰丝植被毯覆盖土壤,C/N无明显变化;3)植被毯覆盖土壤脲酶和碱性磷酸酶活性显著高于裸地,且0~10 cm大于10~20 cm,蛋白酶活性无显著变化,过氧化氢酶活性仅有椰丝植被毯的0~10 cm显著高于10~20 cm;4)土壤酶活性与环境因子的相关性和冗余分析结果显示:土壤TP、C/N是制约酶活性的主要影响因子,而N/P、TN是驱动酶活性的主要因子。三种植被毯覆盖后,土壤表层养分含量增加,同时增加了土壤表层的C/P和N/P,且促进表层土壤酶活性。此外,4种酶活性之间也存在显著正相关关系(P<0.01)。相对于秸秆、秸秆-椰丝植被毯,椰丝植被毯提供土壤养分的能力更强。土壤酶活性与环境因子的相关性和冗余分析结果显示:土壤TP、C/N是制约酶活性的主要影响因子,而N/P、TN是驱动酶活性的主要因子。上述结果表明,植被毯覆盖后增加了土壤表层养分,同时促进表层土壤的酶活性。研究结果能够为旱区露天煤矿土壤植被毯生态修复技术的实施提供一定理论依据。
    2022,38(15):133-142, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.014
    摘要:
    针对实际复杂田间场景中作物与杂草识别准确性与实时性差,易受交叠遮挡影响,像素级数据标注难以大量获取等问题,该研究提出基于移位窗口Transformer网络(Shifted Window Transformer,Swin Transformer)的高效识别方法,在实现作物语义分割的基础上快速分割杂草。首先建立玉米语义分割模型,引入Swin Transformer主干并采用统一感知解析网络作为其高效语义分割框架;改进Swin Transformer主干调整网络参数,生成4种改进模型,通过精度与速度的综合对比分析确定最佳模型结构;基于玉米形态分割,建立改进的图像形态学处理组合算法,实时识别并分割全部杂草区域。测试结果表明,该研究4种改进模型中,Swin-Tiny-UN达到最佳精度-速度平衡,平均交并比为94.83%、平均像素准确率为97.18%,推理速度为18.94帧/s。对于模拟实际应用的视频数据,平均正确检测率为95.04%,平均每帧检测时间为5.51′10-2 s。该方法有效实现了玉米与杂草的实时准确识别与精细分割,可为智能除草装备的研发提供理论参考。
    2022,38(15):143-149, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.015
    摘要:
    单位面积麦穗数是估算小麦产量的重要指标,对于作物表型参数计算、产量预测和大田管理都具有重要的意义。目前的研究均未以单位面积麦穗图像为研究对象,为准确获取单位面积麦穗数,该研究提出了基于改进YOLOX的单位面积麦穗检测方法,利用采样框直接实现单位面积麦穗计数。首先,设计了一种简单的单位面积采样框,通过训练角点检测网络识别采样框,以提取单位面积小麦区域;其次,针对麦穗检测中存在的目标密集和相互遮挡问题,在麦穗检测网络的特征融合层,采用上下文信息进行特征重组的上采样方法(Content-Aware ReAssembly of Features,CARAFE)代替YOLOX-m模型中的上采样算法,同时结合迭代注意力特征融合模块(iterative Attentional Feature Fusion,iAFF),增加对麦穗空间信息和语义信息的提取。试验结果表明,改进的YOLOX-m模型明显改善了对密集麦穗和遮挡麦穗的检测效果,其精确率、召回率、平均精确度和F1值分别为96.83%、91.29%、92.29%和93.97%,与SSD、CenterNet和原YOLOX-m模型相比,平均精确度分别提升了10.26、8.2和1.14个百分点。该研究方法能够直接对复杂大田场景下的单位面积麦穗进行准确检测和计数,为实际生产小麦产量预测中的麦穗智能化计数提供了一种方法参考。
    2022,38(15):150-158, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.016
    摘要:
    针对传统农作物病害识别方法效率低、受害程度识别不准确的问题,提出了一个基于深度迁移学习和改进RegNet的多种农作物病害受害程度识别模型。该模型首先在RegNet输入端进行在线数据增强,用以提高训练样本的多样性;其次在模型的特征提取层引入了有效通道注意力机制,用以提高模型的特征提取能力;然后在模型的分类层引入多尺度特征融合策略,用以提高模型对细粒度特征的分类能力;最后使用深度迁移学习来优化模型的整体性能,加快模型的收敛速度,提高模型的泛化能力。试验结果表明,改进后的网络模型在农作物病害受害程度数据集上准确率达到了94.5%,相较于RegNet原模型准确率提高了10.4个百分点。改进后的模型具有更好的特征提取能力,对细粒度特征有更强的分类能力,该模型为农作物病害类型及其受害程度的识别提供了新的方法。
    2022,38(15):159-169, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.017
    摘要:
    奶牛跛行严重降低奶牛福利及潜在产奶量,影响养殖场经济效益。准确高效识别奶牛跛行,有助于奶牛肢蹄病的及早发现与治疗,促进奶业的健康和可持续发展。人工观察法识别奶牛跛行存在识别效率低、成本高、主观性强等问题。计算机视觉技术可以通过无应激、无接触地采集奶牛行走视频数据,准确高效识别奶牛跛行。该研究从可见光相机、深度相机以及热红外相机3种视频采集手段出发,概述了当前奶牛跛行自动识别的主要研究方法、关键技术以及未来发展方向等,对比分析了各研究方法的优势和不足,指出个体差异性、跛行特征的优选以及早期跛行识别等需要重点关注的技术问题。同时,该研究从数据获取、技术研发和试验验证等方面,分析了奶牛跛行识别技术研究领域存在的主要问题及挑战,展望了未来奶牛跛行识别技术的研究重点和发展方向,为奶牛跛行的精准高效识别提供相关理论依据和技术参考。
    2022,38(15):170-178, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.018
    摘要:
    群养猪行为是评估猪群对环境适应性的重要指标。猪场环境中,猪只行为识别易受不同光线和猪只粘连等因素影响,为提高群养猪只行为识别精度与效率,该研究提出一种基于改进帧间差分-深度学习的群养猪只饮食、躺卧、站立和打斗等典型行为识别方法。该研究以18只50~115日龄长白猪为研究对象,采集视频帧1 117张,经图像增强共得到4 468张图像作为数据集。首先,选取Faster R-CNN、SSD、Retinanet、Detection Transformer和YOLOv5五种典型深度学习模型进行姿态检测研究,通过对比分析,确定了最优姿态检测模型;然后,对传统帧间差分法进行了改进,改进后帧间差分法能有效提取猪只完整的活动像素特征,使检测结果接近实际运动猪只目标;最后,引入打斗活动比例(Proportion of Fighting Activities, PFA)和打斗行为比例(Proportion of Fighting Behavior, PFB)2个指标优化猪只打斗行为识别模型,并对模型进行评价,确定最优行为模型。经测试,YOLOv5对群养猪只典型姿态检测平均精度均值达93.80%,模型大小为14.40 MB,检测速度为32.00帧/s,检测速度满足姿态实时检测需求,与Faster R-CNN、SSD、Retinanet和Detection Transformer模型相比,YOLOv5平均精度均值分别提高了1.10、3.23、4.15和21.20个百分点,模型大小分别减小了87.31%、85.09%、90.15%和97.10%。同时,当两个优化指标PFA和PFB分别设置为10%和40%时,猪只典型行为识别结果最佳,识别准确率均值为94.45%。结果表明,该方法具有准确率高、模型小和识别速度快等优点。该研究为群养猪只典型行为精准高效识别提供方法参考。
    2022,38(15):179-185, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.019
    摘要:
    叶面积是影响植物光合作用、蒸腾作用、呼吸作用及产量形成的重要形态指标之一,为实现作物叶面积准确、稳定和无损化测量,该研究基于红外线成像设备,提供了一种利用热红外和可见光图像测定棉花叶片面积的方法。以苗期棉花作为研究对象,通过红外成像相机T660获取棉花的热红外和可见光波段的图像,分别使用GrabCut算法和Hough圆检测提取红外图像中叶片和可见光图像中已知实际面积的圆状参照物(五角硬币)的像素面积,进而根据叶片区域和圆状参照物区域的像素倍数关系计算棉花的真实叶面积,将通过该研究所提方法计算的叶面积结果与传统的剪纸称重法、Image Pro Plus软件图像法进行皮尔逊相关性分析,检验该方法的可行性。分析表明,基于所提方法的测量值与剪纸称重法、Image Pro Plus软件图像法的结果之间均存在显著的线性相关关系(P<0.01)(相关系数分别为0.992,0.996)。3种方法对5盆棉花进行8次测量,结果显示,该研究所提方法测量值的平均变异系数为0.782%,在测量工作中表现稳定,为快速获取棉花苗期叶面积提供了一种准确稳健的理论方法。
    2022,38(15):186-194, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.020
    摘要:
    为了解决目标检测区域中冗余信息过多导致无法准确检测大豆分枝的缺陷,同时快速获取大豆植株表型参数,该研究提出了一种基于Re-YOLOv5和检测区域搜索算法的大豆植株表型参数获取方法。Re-YOLOv5引入圆形平滑标签技术(Circular Smooth Label,CSL)实现旋转目标检测,解决了传统目标检测中检测区域冗余信息过多导致无法准确检测大豆分枝的缺陷,并加入协调注意力机制(Coordinate Attention,CA)获取目标位置信息以提升检测精度,此外,将原始骨干网络中的3×3卷积结构替换为RepVGG结构进一步增强模型的特征提取能力。基于Re-YOLOv5提出一种检测区域搜索算法(Detection Area Search,DAS),该算法将检测到的大豆分枝区域作为待搜索区域,通过该区域中的茎节点坐标信息判断各分枝的茎节点,然后将其进行顺序连接,重构大豆植株骨架,最终获取相关的表型参数。试验结果表明,Re-YOLOv5可以实现检测旋转目标的能力,而且在各项性能指标上都优于YOLOv5,其mAP提升了1.70个百分点,参数量下降0.17 M,针对茎节点的检测精确率提升了9.90个百分点,检测小目标的能力明显增强。检测区域搜索算法也能够准确地定位每个分枝上的茎节点从而重构大豆植株骨架,并得到比较准确的大豆植株表型参数,其中,株高、茎节点数、大豆分枝数的平均绝对误差分别为2.06 cm、1.37个和0.03个,在能够满足实际采集的精度要求的同时,也为获取大豆植株表型信息提供参考。
    2022,38(15):195-203, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.021
    摘要:
    字符的位置信息和语义信息对命名方式繁杂且名称长度较长的中文农业实体的识别至关重要。为解决命名实体识别过程中由于捕获字符位置信息、上下文语义特征和长距离依赖信息不充足导致识别效果不理想的问题,该研究提出一种基于EmBERT-BiLSTM-CRF模型的中文农业命名实体识别方法。该方法采用基于Transformer的深度双向预训练语言模型(Bidirectional Encoder Representation from Transformers,BERT)作为嵌入层提取字向量的深度双向表示,并使用实体级遮蔽策略使模型更好地表征中文语义;然后使用双向长短时记忆网络(Bidirectional Long Short-Term Memory,BiLSTM)学习文本的长序列语义特征;最后使用条件随机场(Conditional Random Field,CRF)在训练数据中学习标注约束规则,并利用相邻标签之间的信息输出全局最优的标注序列。训练过程中使用了焦点损失函数来缓解样本分布不均衡的问题。试验在构建的语料库上对农作物品种、病害、虫害和农药4类农业实体进行识别。结果表明,该研究的EmBERT-BiLSTM-CRF模型对4类农业实体的识别性能相较于其他模型有明显提升,准确率为94.97%,F1值为95.93%。
    2022,38(15):204-211, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.022
    摘要:
    为进一步提升现有基于残差的分割模型在测试集上的信息提取能力和验证改进残差优化策略普适性及实现橡胶卫星影像的更优分割,该研究提出了一种通用改进残差策略,以哨兵-2多光谱卫星影像为数据源构建数据集,并使用改进后残差网络ResNet50_ve作为OCRNet模型的骨干网络,实现基于变种残差网络的OCRNet模型(ResNet-ve-OCRNet),使用在ImageNet1k分类数据集上蒸馏好的学生模型作为预训练模型参与ResNet-ve-OCRNet模型的训练。研究结果表明使用层数中等的基于50层残差网络在小尺度卫星影像训练集上各指标收敛效果优于较深层数的101层残差网络,与DeeplabV3、DeeplabV3+、PSPNet模型相比,以ResNet50_ve为骨干网络的OCRNet在验证集上的平均交并比达到0.85,像素准确率达到97.87%,卡帕系数达到0.90。该研究提出的改进残差策略具有一定的普适性可应用到众多主流分割模型上且有评价指标性能增益,从预测图来看,基于改进残差网络(ResNet-ve)的模型抑制了在测试集预测图上的上下文信息缺失问题,能够实现橡胶林卫星影像的更优精确分割。
    2022,38(15):212-225, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.023
    摘要:
    体温是衡量畜禽健康状况的重要生理指标,快速准确的测温方法是进行疾病监测及诊疗的有效手段。该文针对目前畜禽养殖行业采用的体温监测技术及其发展进行阐述,重点比较了体内和体外两大类自动化测温技术的优缺点以及应用场景;详述了红外体表测温、数据传输与网络以及体温自动监测等技术在畜禽生产性能、健康监测以及行为监测等方面的应用。分析了自动测温技术存在着设备安装、数据传输、温度补偿模型建立等难点,同时表明在无创测温、测量精度、测温部位以及畜禽舍环境调控等方面应作为改进研究重点,并提出体外检测非接触式红外热成像自动测温技术以其快速、高效、无应激等优点,将成为畜禽养殖体温监测研究及应用发展的重点方向。
    2022,38(15):226-233, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.024
    摘要:
    农作物秸秆的生物转化是木质纤维类生物质能源化利用的重要手段之一。为了探究室温条件下不同机械化学复合预处理对玉米秸秆酶解效果的影响,该研究以玉米秸秆为研究对象,以单独NaOH处理为对照,在不同NaOH质量分数(0、1%、2%和3%)条件下,分别进行了干法和湿法2种NaOH/球磨复合预处理。使用CellicCtec2(Novozymes,丹麦)进行了不同预处理玉米秸秆72 h酶解试验,系统表征了不同预处理玉米秸秆的粒径、结晶度、表面微观形貌、木质纤维组成和官能团变化,分析了不同预处理玉米秸秆理化性质对酶解影响及其相关性。结果表明:干法和湿法NaOH/球磨复合预处理均显著提高了玉米秸秆葡萄糖产率,且随NaOH质量分数增加(从1%提升至3%),不同NaOH/球磨复合预处理玉米秸秆葡萄糖产率显著提升(P<0.01),当NaOH质量分数为3%时,其葡萄糖产率分别达到71.0%和73.1%。无论干法和湿法NaOH/球磨复合预处理,其酶解葡萄糖产率均与纤维素质量分数和平均粒径D50显著正相关(P<0.01),与木质素质量分数显著负相关(P<0.01);干法NaOH/球磨复合预处理显著降低了玉米秸秆的结晶度,从而一定程度增强改善了玉米秸秆酶解葡萄糖产率。该研究为深入揭示和解析玉米秸秆机械化学复合预处理作用机理提供了数据支撑。
    2022,38(15):234-240, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.025
    摘要:
    为研究NaOH碱处理浓度对毛竹竹篾及其环氧树脂复合材料性能的影响,该研究采用热压成型制备竹篾平均质量分数为75%的复合材料,通过设置4种NaOH溶液浓度梯度,利用微观形貌观察(Scanning Electron Microscope)、热重分析(Thermogravimetric Analysis)、动态热机械分析(Dynamic Mechanical Analysis)等手段表征材料性能变化。结果表明NaOH碱处理去除了竹篾表面部分木质素、半纤维素及蜡质等杂质,使其极性发生变化,结晶度从60.0%提高至63.6%,拉伸强度和热稳定性增强;当NaOH溶液浓度为2%时,竹篾的拉伸强度提高了52.11%,其复合材料剪切强度提升了55.24%;同时,在30~90 ℃,NaOH碱处理的竹篾/环氧树脂复合材料(NaOH-BS/EP)在动态载荷作用下有更好的结构稳定性,2% NaOH溶液处理的复合材料储能模量最大值是未处理的1.3倍。NaOH碱处理可以增强竹篾的热稳定性、拉伸强度,改善与环氧树脂的界面强度,提高了复合材料的静态及动态力学,以期可用于户外农业工程材料、建筑、户外园林等,既降低生产成本,同时提高竹篾的综合利用率。
    2022,38(15):241-248, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.026
    摘要:
    为进一步提升表冷器-热泵联合集热系统的放热性能,并为系统进行节能优化提出方向和途径建议,首先计算了储热池优化水温42℃目标下的实际蓄水量,试验并分析了蓄水量的减少对系统集放热性能的影响;在此基础上,进行了两种集热方式、一种放热方式的可用能分析,进一步明确了系统在3种运行方式时可用能损失的主要位置和原因;最后,提出了表冷器-热泵联合集热系统主要工作部件节能优化的建议。试验结果表明:优化蓄水量为8.4 m3的条件下,系统的放热功率和放热COP分别为27.1 kW和6.2,提升了33.5%和37.8%,放热性能提升显著。可用能分析表明,水泵的可用能效率最高,最高可达98.8%;表冷器-风机的可用能效率在表冷器-风机集热方式、热泵与表冷器-风机联合集热方式、放热模式下分别为89.3%、87.8%、60.1%,传热温差造成的不可逆损失是放热模式下效率较低的原因;热泵机组可用能效率最低,仅为46.4%,是后续系统节能优化的重点。该研究为优化提升主动集放热系统的节能性,提供了方向指导和解决新思路。
    2022,38(15):249-258, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.027
    摘要:
    干燥是很多行业生产流程中的必要环节。目前,干燥机加热箱、风道的主要材料为钢板,工作时热量散失多。传统方法是在钢板内层或外层铺设保温材料,这种方法存在只能延缓热量散失,无法回收热量的问题。针对该问题,该研究提出了通过温差电池(Thermoelectric generator,TEG)回收干燥机热量的节能模式,设计研发了安装在干燥机上回收热量的温差发电系统。使用Fluent软件对安装TEG前后的干燥机进行温度场仿真,并结合实测结果评估安装TEG对干燥机运行的影响。进一步搭建干燥机温差发电试验平台,测试发电系统的参数特性,试验结果表明安装TEG对干燥机功效影响不明显。当加热功率3.0 kW,风速12 m/s时,对应的最优水流量为22.3 L/min,此时水泵消耗功率6.4 W,系统输出功率31.8 W,净输出功率最高达到25.4 W,热电转换效率为3.9%,该研究为干燥节能技术提供了新思路。
    2022,38(15):259-268, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.028
    摘要:
    为了研究添加物对混合原料恒温厌氧和好氧发酵过程的影响,实现生物质向沼气和沼肥的快速转化,先在3个分别无添加、添加质量浓度1 g/L尿素和1 g/L草木灰的0.56 m3恒温发酵装置中进行了牛粪和番茄茎叶VS(Volatile Solid)比例1:1、TS(Total Solid)为8%、发酵温度(26±2)℃、为期54 d的恒温批式厌氧发酵,并将剩余沼液进行(30±1)℃、12 L/min、为期8 h的好氧曝气处理,对比分析不同添加物的厌氧发酵及沼液好氧处理组合对装置产气和产肥性能的影响。结果表明:厌氧发酵阶段,反应前28 d各添加物对系统产沼气及合成甲烷的促进作用显著,且尿素组效果最好,累计产气量、累计产甲烷量分别为4 917、1 746.4 L,较空白组提高91%、128.7%,较草木灰组提高12.6%、69.4%,同时尿素组甲烷体积分数达到50%以及达到系统总产气量80%即5 346 L的时间均较空白组提前了5 d,但全周期空白组累计产气量和累计产甲烷量均高于其它2组;好氧处理阶段,空白组、草木灰组和尿素组沼液完全腐熟的最快时间分别为第1小时、第4小时、第1小时,此时GI(Germination Index)分别为98%、124.5%、100.4%,TDS(Total Dissolved Solid)分别为5 670、5 350、7 010 mg/L,NH+ 4-N分别为734.4、538.1、862.1 mg/L,尿素组沼液生物有效性最好。综上,尿素组系统中前期的产气效率最佳、产肥品质最优,但与复混液体肥料标准相比仍需补充养分,或浓缩处理。该研究为提高沼气产气效率、沼肥品质提供参考。
    2022,38(15):269-276, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.029
    摘要:
    研究大型海藻基生物炭中多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)分布特征及毒性可为其资源化利用提供重要的依据。该研究利用索氏提取结合气相色谱质谱法分析了不同热解温度(200、300、400、500和600 ℃)的大型海藻(瓦氏马尾藻(Sagassum vachellianum)、羊栖菜(Sargassum fusiforme)、鼠尾藻(Sargassum thunbergii)、带形蜈蚣藻(Grateloupia turuturu)、粗枝软骨藻(Chondria crassicaulis)及孔石莼(Ulva pertusa))基生物炭中16种PAHs含量并对其毒性进行评价。结果表明,大型海藻基生物炭中均能检出PAHs(总量浓度为78.2~2 244.2 μg/kg),且其生成量整体随热解温度升高先增加后降低。大型海藻基生物炭中PAHs含量均低于欧洲生物炭标准(European Biochar Certificate,EBC,10.1版)规定的EBC-AgroOrganic等级限量值(4±2)mg/kg。大型海藻基生物炭中PAHs以2环和3环为主,4环PAHs在所有生物炭中均存在,而5环和6环PAHs仅在部分生物炭中被检出。此外,不同大型海藻基生物炭呈现各异的苯并[a]芘毒性当量浓度(BaP- Toxic Equivalence Quantity, TEQBaP)(0.196~46.151 μg/kg),其TEQBaP不仅依赖于生物炭中PAHs含量还与其环数和类型分布有关。在生物炭修复效果且潜在环境风险相近的基础上,结合产率及热解温度耗能,可选择热解温度较低的生物炭材料,为大型海藻基生物炭制备与应用的优化提供重要指导。
    2022,38(15):277-286, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.030
    摘要:
    湖北省畜禽业规模化养殖水平显著提高,秸秆资源量逐年提升,农业废弃物还田不仅可以减少农业面源污染,还可以减少化肥施用。该文将湖北省分为5个种植区域(即鄂东南低山丘陵区、鄂北低山丘岗区、鄂西北山地区、鄂中平原区以及鄂西南山地区)。基于2019年-2020年统计数据,收集不同区域主要畜禽(猪、肉牛、奶牛、羊、肉鸡、蛋鸡)的存栏量、出栏量以及饲养周期,主要农作物种植面积和经济产量,计算湖北省畜禽粪污的养分供给量,评估不同区域的畜禽养殖现状是否超过土地承载畜禽粪污的最大容许数量。根据不同农作物的草谷比以及秸秆养分含量,计算出湖北省农作物秸秆的养分资源量以及养分还田量。湖北省不同区域畜禽养殖量均未超出当地最大承载容纳量,其中鄂北地区的土地承载力指数最高,达到了0.35~0.78,鄂中地区的土地承载力指数仅在0.17~0.54,有较大的空间来发展畜禽养殖业。2019年湖北省畜禽粪污养分资源量分别为36.89万t N、14.03万t P2O5、52.06万t K2O。按照畜禽粪污肥料化还田率65%计算,畜禽粪肥的养分还田总量分别为23.98万t N、9.12万t P2O5、33.70万t K2O,理论可替减化肥比例分别为17.3%、11.9%、56.2%。湖北省主要农作物秸秆资源总量以鄂中地区秸秆资源量最高,鄂西北地区最低。当前湖北省秸秆养分资源为31.07万t N、9.98万t P2O5、68.30万t K2O,理论可替减化肥比例分别为22.5%、13.1%、114.0%。湖北省主要农业废弃物还田理论可基本满足主要农作物的钾素需求,实现氮肥消费量减少39.8%、磷肥消费量减少25.0%。该文通过计算湖北省主要农业废弃物(畜禽粪污、秸秆)的养分资源量,评估农业废弃物还田的化肥可替减潜力以及畜禽粪污土地承载力,为湖北省农业绿色发展提供理论依据和数据支撑。
    2022,38(15):287-296, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.031
    摘要:
    非粮化耕地治理是实现田块复耕复种的重要措施。科学确定非粮化耕地整治的优先次序及分区对提高非粮化耕地复耕复种治理工程空间布局的合理性具有重要意义。该研究以行政村为评价单元,从立地、耕作和利用状态3个维度建立了非粮化耕地整治适宜性评价模型,以功能管制区内非粮化比率建立了非粮化耕地整治迫切性评价模型,利用四象限分区法,构建了综合整治适宜性和迫切性的非粮化耕地整治分区方法体系,并以陵水县为案例区开展了非粮化耕地整治分区划定和整治策略研究。结果表明:1)恢复耕地用于粮食作物耕作,提高稳定利用耕地规模和质量,满足区域耕地保护任务和保障粮食供给是非粮化耕地整治的核心。2)通过整治适宜性评价筛选出优质耕作地块,利用整治迫切性评价明确整治的优先次序,两者的综合能有效明确复耕复种的工作指向;3)陵水县非粮化耕地整治可分了4个区,即优先整治区、重点整治区、后备整治区和限制整治区,建议基于耕作状态、自然地貌和利用条件的组合差异,制定差别化的非粮化耕地整治策略。研究结果可为编制耕地保护专项规划及引导耕地"进出平衡"空间布局提供科学依据。
    2022,38(15):297-304, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.032
    摘要:
    了解耕地"非农化"的时空格局及其演变过程,是合理制定土地利用政策的重要依据;卫星遥感具有大范围的时空监测能力,基于遥感影像进行耕地监测,极为高效。针对耕地"非农化"类型复杂多样、"非农化"遥感监测分类体系缺乏的问题,该研究提出了耕地"非农化"遥感解译样本分类体系,进而构建耕地"非农化"遥感解译样本库。针对样本采集效率低、质量差的问题,该研究提出了一种基于地理国情监测成果的快速样本采集方法,用于快速获取高精度、高可靠性的"非农化"遥感解译样本。为验证方法的可行性和有效性,选取湖北省范围作为研究区域,利用该研究所提出的耕地"非农化"样本体系和样本采集方法,采集了覆盖平原、丘陵、山地、高山等地形的9类样本,并形成了深度学习模型训练的样本库;选择EfficientNet深度学习网络提取湖北省耕地"非农业"空间分布。结果表明:1)基于地理国情监测成果的样本采集方法可以极大地利用地理国情监测数据空间、属性精度高的特点,快速、精确定位变化样本。2)依据分类体系采集的样本用于模型优化后,样本数量超过5 000时,模型精度有明显提高。在验证区域,采用目视解译和外业核查点的方式进行精度验证,其正检率分别为67.0%和76.5%,召回率分别为77.9%和76.5%。3)利用样本体系训练构建的网络模型相较于全要素样本训练模型,精度有显著提高,5个核查区正检率均提高20个百分点以上。因此,该研究提出的方法可以提高耕地"非农化"遥感监测的效率和精度,可适用于区域尺度的耕地遥感季度监测。
    2022,38(15):305-313, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.033
    摘要:
    确保生防制剂的贮藏稳定性是保证微生物种群数量和生物防治效果不受影响的关键因素。为开发货架期较长且防治效果稳定的拮抗酵母生物制剂,该研究通过助剂的单因素筛选试验和混料试验研制出一种基于桔梅奇酵母冻干粉制备得到可湿性粉剂,经过升温加速贮藏试验预测制剂的贮藏稳定性,同时评价了制剂在离体和活体条件下对柑橘采后主要病害的控制效果。试验结果表明:试验筛选得到制剂优化配方的质量分数分别为皂角粉5.69%、亚甲基二萘磺酸钠8.74%、母粉85.57%。冻干制剂中酵母活菌数可达到4.72×108 CFU/g,贮藏稳定性试验表明,冻干制剂的贮藏稳定性较好,预测在4℃贮藏后制剂中酵母活菌数约为4.6×108 CFU/g。适当降低贮藏温度可延长冻干制剂贮藏期。离体试验发现,与新鲜酵母相比,液体制剂对柑橘采后病原菌的抑制作用无显著变化,抑菌圈可达到9 mm以上。在柑橘果实上能够有效控制柑橘果实采后青霉病、绿霉病、酸腐病和炭疽病,可将发病率降低约40%~60%。综上,对桔梅奇酵母进行制剂化能够延长其货架期并维持其对柑橘果实采后病害防治效果。
    2022,38(15):314-322, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.034
    摘要:
    为了快速准确地检测重叠、遮挡等果园复杂环境下的苹果果实目标,该研究提出一种基于改进RetinaNet的苹果检测网络。首先,该网络在传统RetinaNet的骨干网络ResNet50中嵌入Res2Net模块,提高网络对苹果基础特征的提取能力;其次,采用加权双向特征金字塔网络(Bi-directional Feature Pyramid Network,BiFPN)对不同尺度的特征进行加权融合,提升对小目标和遮挡目标的召回率;最后,采用基于焦损失(Focal Loss)和高效交并比损失(Efficient Intersection over Union Loss,EIoU Loss)的联合损失函数对网络进行优化,提高网络的检测准确率。试验结果表明,改进的网络在测试集上对叶片遮挡、枝干/电线遮挡、果实遮挡和无遮挡的苹果检测精度分别为94.02%、86.74%、89.42%和94.84%,平均精度均值(mean Average Precision,mAP)达到91.26%,较传统RetinaNet提升了5.02个百分点,检测一张苹果图像耗时42.72 ms。与Faster-RCNN和YOLOv4等主流目标检测网络相比,改进网络具有优异的检测精度,同时可以满足实时性的要求,为采摘机器人的采摘策略提供了参考。
    2022,38(15):323-329, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.035
    摘要:
    宁夏贺兰山东麓现阶段水肥一体轻简化栽培模式下酿酒葡萄对氮素营养需求发生了巨大变化,如果继续沿用传统氮肥施用方式可能会引发酿酒葡萄成熟过快、浆果内含物累计不足、果皮中酵母可同化氮偏低等问题。以喷清水为对照,在酿酒葡萄转色期内叶面喷施硫酸铵、硝酸铵钙、尿素、苯丙氨酸及谷氨酸5种水溶性氮源,研究不同氮源对酿酒葡萄'赤霞珠'品质的影响。结果表明:转色期叶面氮素调控的葡萄浆果可溶性固形物以硫酸铵处理最佳,高达29.21%;花色苷在尿素处理下含量高达2.28 mg/g,较其余氮素处理提高16.33%~55.10%;单宁含量以苯丙氨酸处理最佳,高达19.88 mg/g;总酚含量在苯丙氨酸处理下高达19.56 mg/g,较其余氮素处理提高8.91%~27.34%。综合分析得出,转色期叶面喷施苯丙氨酸和尿素两种氮源均可改善酿酒葡萄生长发育,提升浆果品质。
    2022,38(15):330-338, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.036
    摘要:
    为提供准确的中西太平洋黄鳍金枪鱼渔场预报信息,该研究利用2008-2019年中国水产集团43艘远洋延绳钓渔船在中西太平洋海域(0°~30°S;110°E~170°W)作业的渔业数据,通过方差膨胀因子筛选、归一化处理,选取时空因子、海洋环境因子及大尺度气候数据等共35种特征因子,构建了一种随机森林和极端梯度提升决策树相结合的XGBRF模型,并利用五折交叉验证法确定最佳参数,选择逻辑回归、分类与回归树、K最近邻、自适应增强、梯度提升决策树、极端梯度提升决策树和随机森林等模型作为对照,建立8种黄鳍金枪鱼渔场预测模型并进行模型间的比较分析。结果表明,XGBRF模型对中西太平洋黄鳍金枪鱼渔场的预测性能比其他模型更好,其准确率、渔场召回率、渔场F1得分、非渔场查准率和曲线下面积值AUC均最高,分别为75.39%、87.36%、82.64%、66.32%和79.48%,且模型的受试者工作特征曲线ROC更靠近左上角;海表温度是影响中西太平洋黄鳍金枪鱼渔场分布最重要的环境因子,其他因子依次是300 m水层温度、50 m水层盐度、叶绿素a浓度、南方涛动指数以及表层盐度因子,时空因子和其余大尺度气候因子的影响程度较低;基于XGBRF预报模型得到的渔场预测结果与实际作业范围总体一致。XGBRF集成模型对中西太平洋海域黄鳍金枪鱼的渔场预报具有较好的效果,可为渔场预报提供参考。
    2022,38(15):339-347, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.037
    摘要:
    发酵是红茶加工过程中关键的一道工序,对红茶的品质形成有着重要影响。该研究以大叶种英德红茶中的英红九号为研究对象,试验收集了204份不同发酵时间的红茶样品并使用便携式近红外光谱仪和工业相机获取红茶发酵中的信息,基于近红外光谱数据、图像数据和数据融合策略分别建立了红茶发酵程度判别模型。通过分析茶多酚和儿茶素类含量的变化,将红茶的发酵划分为3个阶段,即发酵不足、发酵适度和发酵过度。采用Savitzky-Golay光滑对原始光谱进行预处理,利用竞争自适应重加权采样(Competitive Adaptive Reweighted Sampling, CARS)、连续投影算法(Successive Projections Algorithm, SPA)和主成分分析(Principal Components Analysis, PCA)对近红外光谱变量进行降维处理;相应地,图像进行去阴影后提取了9个颜色特征变量,采用皮尔森(Pearson)相关分析和主成分分析进行特征变量提取。最后采用线性判别分析(Linear Discriminant Analysis, LDA)和支持向量机(Support Vector Machine, SVM)分别建立了基于近红外、图像和两者数据融合的分类模型。结果表明,在建模数据相同的条件下,非线性的支持向量机模型性能优于线性判别分析模型。单一传感器数据建模效果不佳,近红外光谱和图像判别模型的预测集最大准确率仅为83.82%和73.53%。低层次数据融合建模效果较单一传感器数据建模无明显提升,而中层次的数据融合建模效果比单一数据建模均有显著提高,其中SPA提取光谱变量结合Pearson提取图像变量建立的判别模型效果较佳,校正集和预测集准确率分别达到了97.06%和95.59%。研究表明,近红外光谱和视觉结合的中层次融合策略可以作为一种快速判别红茶发酵程度的方法,研究结果为红茶发酵程度构建等级模型与判别奠定了一定的理论基础,为红茶发酵的自动化检测提供了重要依据。
    2022,38(15):348-358, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.038
    摘要:
    乡村振兴已经纳入中国的发展战略,深入剖析英国推进城乡共同发展和富裕中的经验,可为解决中国乡村振兴所面临的问题提供借鉴。该研究以英格兰为案例,深入探讨英国在社会和经济发展和转型进程中为解决乡村发展、推动城乡生产要素的流动、以及空间的合理布局,实现农村和农业的可持续发展的政策和具体措施,并结合中国国情,提出推进乡村振兴发展的可行性建议。在推进城乡共同发展的过程中,英国制定的四项乡村政策对中国乡村振兴具有参考意义:1)以生态保护为核心;2)城乡平等为基础;3)乡镇振兴为空间枢纽;4)多元经济为导向和可持续农业为目标的系统性政策和措施。建议中国在推动乡村振兴发展中,应当:1)构建可持续的消费与生产模式;2)以乡镇的集约发展为枢纽空间,在严格保护乡村生态环境的同时促进多样化发展;3)解决乡村人才短缺问题,实现内生性发展。研究为中国城乡协调发展,解决乡村振兴政策所面临的问题提供参考。
    2022,38(15):359-366, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2022.15.039
    摘要:
    实施乡村振兴战略,首先要按规律办事。该研究提炼了西方发达国家乡村发展实践中功能转型、经济转型、社会转型、村落转型和政策演进等方面的共性特征,总结了中国乡村具有担负粮食安全任务、并联式现代化环境、家户小农主体、流动性多元化社会、聚落空间变革、发展基础薄弱等方面的特性。在此基础上,探索提出了树立城乡等值理念、重视粮食生产与农业现代化、培育壮大乡村二三产业、以精明收缩指导空间优化、巩固乡土文化和创新机制政策等中国特色乡村发展路径建议,为中国乡村建设提供理论支撑,为政策制定提供策略参考。
    快速检索
    过刊检索
    全选反选导出
    显示模式:
    2022-09-30 , DOI:
    摘要:
    开展粮食作物监测对于国家粮食安全具有重要意义。在传统像元尺度下,利用单一遥感数据进行粮食作物监测,识别精度往往较低,提取的作物地块破碎,难以满足应用需求。为此,该研究以山东省青岛市黄岛区为研究区开展实验,提出了一套地块尺度下综合多源卫星遥感数据(包括高分辨率数据、多时相数据、高光谱数据)与土地利用调查矢量数据的粮食作物信息识别方法。首先,对高分辨率数据进行分割获取耕地地块矢量数据;然后,基于多源卫星遥感数据提取地块级时空谱特征;其次,利用样本数据计算特征类间可分性,并进行特征优选;最后,构建基于二次多项式支持向量机的主要粮食作物(春玉米)识别方法。结果表明:1)该研究所提的方法可以有效进行粮食作物信息识别,基于地块数统计的识别精度为89.7%;2)利用光谱特征、植被指数、纹理特征组合得到的识别结果精度最优,基于像元数统计的精度为97.1%,与传统方法相比提高了24.2个百分点,且提取的地块信息更完整。该研究成果可支持粮食作物种植用地的调查与监测,也可为耕地非粮化时空演变与分析提供新的思路。
    2022-09-29 , DOI:
    摘要:
    耕地细碎化是中国耕地利用效率提高和农业现代化转型的关键制约因素。2014年以来中央政府试图通过鼓励土地经营权流转以实现耕地细碎度降低和适度规模经营耕地的目标。然而,少有研究开展中国全域尺度的耕地细碎化趋势分析,土地经营权流转政策的相关实施效果也尚不明晰。本文基于长时序土地利用数据,辅以景观格局指数、趋势分析和动态面板模型等方法,对1990-2020年中国耕地景观细碎度的时空变化特征进行了识别,并剖析了土地流转政策实施对耕地景观细碎化的影响。结果表明,1)中国耕地景观细碎度大致呈“平原、盆地低、山地、高原高”的分布格局,东北平原、黄淮海平原、长江中下游平原以及四川盆地、准噶尔和塔里木盆地等地区耕地景观细碎度低,而二三级地势阶梯过渡地带以及黄土高原、云贵高原和东南丘陵等地区耕地景观相对细碎;2)1990-2020年中国耕地景观细碎度大致呈“持续细碎化-细碎化改善-波动细碎化”变化特征,其中2004-2013年耕地景观整体呈细碎化趋势,超过70%的县域耕地斑块密度(PD)/形状指数(LSI)显著增加、聚集度指数(AI)显著减小,集中分布在黄淮海平原、长江中下游平原、四川盆地以及两广地区,但2014-2020年70%的省份耕地景观细碎度有所改善,以两广地区表现最为典型;3)土地流转政策显著降低了耕地景观细碎度,此外,区域土地利用变化、非粮化耕地利用、坡度以及灌溉条件等因素也是影响我国耕地景观细碎度变化的重要因素。本文旨在从全域尺度剖析中国耕地景观细碎度的时空变化特征并揭示土地流转政策等因素对其的影响,同时可为区域耕地景观细碎度变化以及不同土地利用/生态系统类型变化分析提供新思路。
    2022-09-29 , DOI:
    摘要:
    开展省域尺度粮食贸易碳转移空间格局及其责任分担研究,对于合理划分碳减排责任、探索面向粮食安全的省际协同碳减排策略具有重要现实意义。本文采用2020年中国31个省级行政区截面数据,基于粮食贸易线性规划方法和粮食贸易碳排放量计算模型对省际粮食贸易及其碳排放进行了核算,并揭示了其空间转移格局;采用粮食贸易碳排放量责任分担计算方法探讨了各省份粮食贸易碳排放责任分布特征。主要结论:(1)在省际粮食贸易与粮食贸易碳排放格局中,输出区主要为东北、华北、西北和华中地区,输入区主要为西南、华南和华东地区。2020年全国粮食贸易总量为15269.14万吨,输出区中东北地区累计向外输送7126.54万吨,占贸易总量的46.7%,华北地区累计向外输送2617.38万吨,占贸易总量的17.1%,西北地区累计向外输送455.51万吨,占贸易总量的3.0%,华中地区累计向外输送5069.71万吨,占贸易总量的33.2%;(2)粮食贸易碳排放在空间上呈现出“北碳南输、中碳西输”的流向格局,粮食贸易碳排放呈现“南-北”大、“东-西”小的流量特征。河北、山西、内蒙古、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南、甘肃、宁夏、新疆是全国粮食碳排放输出区,南北方向粮食贸易碳排放流量共计9119.82万吨,东西方向粮食贸易碳排放流量共计2229.49万吨;(3)粮食贸易碳排放转移过程中输入区较输出区而言应承担的碳减排责任更大,经济发达的省份的责任占比较大,而经济规模较小的省份责任也相对较小。输出区分担碳减排比例平均为29.5%,输入区分担比例平均为70.5%;(4)共担原则下输出区中安徽、黑龙江、吉林、江西、内蒙古、山西和新疆的分担比例较低,甘肃、河北、河南、湖北、湖南和宁夏的分担比例较高。并针对性提出保障区域粮食安全、公平合理分配区域间碳减排责任优化策略,推进实现农业领域“双碳”战略与粮食安全双赢。
    2022-09-29 , DOI:
    摘要:
    科学统筹划定“三区三线”,是落实主体功能区战略、构建国土空间开发保护新格局的重要举措。针对“三区三线”底版不统一、边界不一致,存在交叉冲突等问题,提出了基于“三区三线”统筹和三调成果的永久基本农田布局优化技术路线及布局优化原则,构建了永久基本农田生产-生态-景观综合评价指标体系,并在梅河口市进行了验证。结果显示:1)梅河口市永久基本农田优化后面积为91 680.82 hm2,增加1 290.69 hm2;质量等别为10级的耕地面积增加3 523.99 hm2、12级耕地面积减少2 324.85 hm2;耕地连片度提高,平均图斑面积由1.91 hm2增至2.61 hm2。优化后永久基本农田面积增加、质量提升、布局相对稳定。2)生态保护红线内的20.74 hm2永久基本农田以“开天窗”形式保留,城镇开发边界内的永久基本农田划出1 388.47 hm2(主要为零星破碎、生态质量较差、不稳定的永久基本农田图斑),对仍在城镇开发边界内的优质永久基本农田,以“开天窗”的形式保留,使三条控制线无交叉无重叠。3)构建的永久基本农田生产-生态-景观综合评价指标体系,将水环境风险指标作为生态功能评价二级指标,考虑了农业面源对水环境的污染风险,兼顾农田生态系统的生态调节和保护功能。该方法充分体现了保障粮食安全、保护生态环境、兼顾城市发展思路,农业、生态、城镇空间布局得到统筹优化,可为新形势下科学开展“三区三线”统筹及国土空间规划编制提供方法借鉴。
    2022-09-29 , DOI:
    摘要:
    甲烷(CH4)是一种强效温室气体,准确认识特定类型土壤CH4源汇特征及影响因子调控作用,对于提升土壤CH4吸收潜力以减缓全球气候变化具有重要意义。本研究以盐渍土为研究对象,通过土壤室内培养试验,研究了不同土壤含水率(50% FC(田间持水率)、75% FC和100% FC)和含盐量(LS1=0.3 dS/m、LS2=1.0 dS/m、LS3=2.0 dS/m、LS4=3.2 dS/m、LS5=4.9 dS/m和LS6=6.2 dS/m)条件下盐渍土CH4吸收特征,结合田间测坑试验,观测了不同含盐量土壤(PS1=0.3 dS/m、PS2=1.0 dS/m和PS3=5.0 d dS/m)CH4吸收特征及其对水分动态的响应。室内土壤培养试验结果显示,100% FC下土壤CH4累积吸收量分别是75% FC下的1.08~1.39倍和50% FC的1.27~1.72倍,表明在田间持水率范围内,含水率升高促进了土壤CH4吸收;在三种含水率下,土壤CH4累积吸收量均随着处理含盐量升高而降低,最高含盐量处理LS6的CH4累积吸收量相比LS1显著降低了42.6%、52.3%和55.1%;相比50% FC,100% FC含水率下高含盐量对土壤CH4吸收的抑制,土壤含水率和含盐量对CH4吸收的影响存在显著的交互作用。测坑试验在野外田间条件下进一步验证了室内培养试验的结果,试验观测期内所有含盐量处理土壤CH4吸收速率均与土壤含水率呈显著正相关关系(P<0.01);盐渍土处理PS2和PS3的累积CH4吸收量分别为非盐渍土PS1的82.6%和59.8%,高含盐量抑制了土壤对CH4的吸收。本研究结果表明盐渍土是CH4的汇,并受到土壤含水率和含盐量显著影响,在盐渍土开发利用中应考虑通过合理的水盐调控以提高土壤CH4汇的能力。
    2022-09-16 , DOI:
    摘要:
    石漠化和水土流失是西南喀斯特区突出的生态问题,制约着社会经济的发展。目前,石漠化与土壤流失的耦合关系尚未系统探明,石漠化强度评价因子植被盖度、土层厚度和基岩裸露率的交互作用如何影响土壤流失知之甚少。基于石漠化现状的调查,采用RUSLE模型、Getis?OrdGi*、地理探测器等方法,测算了贵州喀斯特区土壤侵蚀状况并识别了冷热区分布,量化了石漠化强度评价因子与土壤侵蚀之间的关系,解析了因子组合对土壤流失的交互影响。结果表明:1)贵州喀斯特区土壤侵蚀以中度和微度侵蚀为主,平均土壤流失率17.69 t/(hm2·a),侵蚀热区(重点防治区)主要集中在贵州西部经济相对欠发达区,侵蚀冷区(轻微区)则主要集中在黔北遵义市和黔中贵阳市等经济相对发达区。2)土壤流失随石漠化强度评价指标植被盖度、土层厚度的增加呈降低趋势,随基岩裸露率的增加则呈增加趋势;石漠化与土壤流失之间并非简单的线性关系,而呈复杂的非线性关系,3个评价因子分别以三次曲线函数、指数函数和反正弦函数拟合优度最高。3)石漠化强度评价因子对土壤流失空间分异的解释力依次为植被盖度、基岩裸露率和土层厚度,且因子组合对土壤流失的交互影响均呈非线性增强,其中基岩裸露率与植被盖度的交互作用起主导作用,其次是土层厚度与植被盖度,基岩裸露率与土层厚度的解释力最小。研究结果可为喀斯特区水土流失、石漠化的协同防治提供理论参考。
    2022-03-14 , DOI:
    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。
    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。
    2021-02-24 , 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。
    2021-01-26 , 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。
    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。
    2020-09-15 , 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。
    2020-08-05 , 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。
    2020-04-17 , 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。
    2020-03-25 , 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] (32777) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (9557)
    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] (26901) [HTML] (0) [PDF 392.78 K] (6649)
    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] (21183) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (8208)
    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] (18155) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (5941)
    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] (17824) [HTML] (0) [PDF 5.12 M] (4023)
    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] (17556) [HTML] (0) [PDF 3.96 M] (6054)
    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] (17272) [HTML] (0) [PDF 361.61 K] (2814)
    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] (17010) [HTML] (0) [PDF 522.80 K] (3043)
    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(15):201-207, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.15.028
    [摘要] (16752) [HTML] (0) [PDF 772.45 K] (2733)
    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(9):201-208, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.09.031
    [摘要] (16748) [HTML] (0) [PDF 3.61 M] (4082)
    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(16):96-101, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.16.014
    [摘要] (16553) [HTML] (0) [PDF 395.08 K] (2635)
    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。
    2015,31(18):34-40, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.18.006
    [摘要] (16495) [HTML] (0) [PDF 8.13 M] (3568)
    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。
    2017,33(7):164-170, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.07.021
    [摘要] (16351) [HTML] (0) [PDF 6.90 M] (3606)
    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] (16163) [HTML] (0) [PDF 6.48 M] (5436)
    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] (16056) [HTML] (0) [PDF 4.73 M] (3242)
    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(12):107-114, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.12.016
    [摘要] (16010) [HTML] (0) [PDF 413.47 K] (2234)
    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。
    2017,33(12):66-73, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.12.009
    [摘要] (15997) [HTML] (0) [PDF 5.69 M] (3423)
    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。
    2016,32(8):278-284, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.08.039
    [摘要] (15993) [HTML] (0) [PDF 1.43 M] (2977)
    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(5):120-125, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.05.017
    [摘要] (15963) [HTML] (0) [PDF 3.29 M] (2724)
    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。
    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] (2057) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (117809)
    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。
    2021,37(12):20-27, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.12.003
    [摘要] (623) [HTML] (0) [PDF 5.55 M] (58892)
    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。
    2021,37(19):7-17, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.19.002
    [摘要] (593) [HTML] (0) [PDF 8.68 M] (53661)
    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。
    2021,37(1):68-76, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.009
    [摘要] (1531) [HTML] (0) [PDF 5.45 M] (41957)
    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。
    2013,29(19):88-97, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2013.19.011
    [摘要] (2571) [HTML] (0) [PDF 560.68 K] (39780)
    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):254-259, DOI:
    [摘要] (2389) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (20179)
    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。
    2011,27(3):242-247, DOI:
    [摘要] (2246) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (20138)
    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。
    2019,35(2):25-32, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.02.004
    [摘要] (1209) [HTML] (0) [PDF 5.26 M] (17904)
    摘要:
    针对双叶片泵存在水力性能比相同比转速的多叶片离心泵低的缺陷,该文以一台型号为80QW50-15-4的双叶片污水泵作为研究对象,将其设计流量点的扬程和效率定为优化目标,运用ANSYS CFX(computational fluid dynamics x)进行数值模拟获得性能数据,采用径向基(radial basis function,RBF)神经网络建立结构参数与扬程、效率性能间的预测模型,并将其用作粒子群算法的适应值评价模型,在样本空间内进行最优值求解,获得扬程和效率的Pareto解。选取扬程最优个体和效率最优个体进行数值模拟,研究其在输运不同介质时的性能与内流场差异,并与初始模型的数值模拟数据相比较。经试验验证,清水介质中设计流量点扬程最优个体的扬程较初始个体增加0.96 m,增幅达到5.5%;效率最优个体的效率较初始个体提升了10.11个百分点。该优化方法改善了叶轮水力特性,使双叶片泵性能得到提高。
    2020,36(11):39-48, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2020.11.005
    [摘要] (1101) [HTML] (0) [PDF 8.24 M] (17794)
    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。
    2014,30(3):205-214, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2014.03.027
    [摘要] (2688) [HTML] (0) [PDF 11.40 M] (17641)
    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。
    2021,37(16):127-135, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.16.016
    [摘要] (910) [HTML] (0) [PDF 22.64 M] (16872)
    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。
    2018,34(19):266-275, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.19.034
    [摘要] (1318) [HTML] (0) [PDF 3.39 M] (16849)
    摘要:
    人类活动对自然保护区内的珍稀及濒危野生动植物资源产生威胁。以自然保护区土地利用及其变化作为保护区内人类活动的代表。针对在低纬度热带地区多云雾天气对光学遥感成像产生严重干扰的条件下,如何实现基于多源遥感数据构建高时间、高空间分辨率遥感数据,监测复杂地形及气候环境下的热带雨林环境自然保护区土地利用变化监测,进而分析保护区人类活动这一问题展开研究。采用时空数据融合技术实现了2000年、2004年、2010年和2015年纳板河国家级自然保护区内人类活动(主要为人类活动用地:橡胶林、耕地、建筑用地)和自然地表(水体和自然林)分类识别,结果表明:1)时空数据融合技术能够实现复杂地形以及多云多雾天气条件下的高时空分辨率遥感数据,实现基于该时间序列数据的人类活动用地较高精度识别(2000年、2004年、2010年、2015年的总体分类精度分别为88.13%、86.88%、89.38%、90.63%,Kappa系数分别为0.834?0、0.817?6、0.853?3、0.871?1);2)纳板河国家级自然保护区内2000年至2015年期间,自然林的面积持续减少,橡胶林、耕地及建筑的面积持续增加;3)保护区内人类活动随地形的变化特征是:橡胶林及耕地范围在向坡度较大的地区扩张,大部分橡胶林种植在坡度为13?~24?之间,耕地也在向坡度较大的地区逐步扩张。该研究可为自然保护区监管部门及环境保护研究领域提供技术支持。
    2021,37(1):223-232, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.027
    [摘要] (1714) [HTML] (0) [PDF 6.54 M] (15036)
    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] (1659) [HTML] (0) [PDF 1.94 M] (14188)
    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。
    2021,37(1):213-222, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.026
    [摘要] (1542) [HTML] (0) [PDF 4.66 M] (13023)
    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。
    2019,35(23):135-141, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.23.017
    [摘要] (850) [HTML] (0) [PDF 1.77 M] (12377)
    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。
    2016,32(17):127-135, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.17.018
    [摘要] (3593) [HTML] (0) [PDF 15.27 M] (12247)
    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。
    2020,36(23):171-180, DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2020.23.020
    [摘要] (852) [HTML] (0) [PDF 3.89 M] (11841)
    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。
    2015,31(z1):237-246, DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2015.z1.028
    [摘要] (3003) [HTML] (0) [PDF 10.15 M] (11296)
    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。
    2008,24(8):232-235, DOI:
    [摘要] (9506) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (11193)
    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。
    快速检索
    过刊检索
    全选反选导出
    显示模式:
    2002,18(3):87-91, DOI:
    [摘要] (2869) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (4520)
    摘要:
    作物秸秆是农作物生产系统中一项重要的生物质资源。中国是世界上秸秆资源最为丰富的国家之一。论文详细论述了中国农作物秸秆的资源量和分布,介绍了其作为工业造纸原料、畜牧饲料、造肥还田以及农村生活能源的利用现状和秸秆综合利用新技术。
    1999,15(1):1-8, DOI:
    [摘要] (1692) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2133)
    摘要:
    综述了目前国外“精细农业”实践的主要目标及其技术思想的内涵。着重围绕其主要支持技术发展,讨论了有关工程技术创新及推动我国开展试验研究的问题。针对目前国外对这一技术体系的研究与实践,主要集中在基于GPS和GIS技术应用的作物生产系统精细管理方面,提出用“精细农作”的译名来表达。进入21世纪,基于知识和信息的“精细农作”技术思想,必将扩展到大农业经营的各个领域,推动农业生产的信息化与知识化,逐步形成一个基于农业生物科学、电子信息技术及工程装备为主导的“精细农业”技术体系,为建立优质、高效和可持续发展的农业系统服务。
    1999,15(3):33-38, DOI:
    [摘要] (3067) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2356)
    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(3):1-4, DOI:
    [摘要] (2139) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1658)
    摘要:
    国外多年的保护性耕作实践表明,旱地保护性耕作能减少土壤风蚀水蚀,抑制沙尘暴。项目研究目的是检验保护性耕作技术在我国的适应性、应采取的工艺体系及机具。从1991年开始,中国农业大学和山西省农机局等合作,开始农艺农机结合的保护性耕作系统试验,10年试验表明,保护性耕作不仅减少水土流失,而且增产增收。通过改进保护性耕作工艺,开发研制中小型保护性耕作机具,形成了中国特色的保护性耕作技术。主要特色在于用小型机具在小地块上实现保护性耕作、以及能在贫瘠的土地上获得较高产量,从而满足我国既要保护环境又要提高产量的要求。研究表明,我国北方自然条件、种植制度、经济水平等差别较大,在保护性耕作推广中需要分区采用不同的技术体系。
    2002,18(1):1-5, DOI:
    [摘要] (1873) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1302)
    摘要:
    论述了土地整理的基本概念、发展历史,阐述了现阶段积极推进中国土地整理工作的重大意义,提出了中国土地整理的总体方略,明确了土地整理工作的指导思想和应遵循的基本原则,强调了当前土地整理工作应突出抓好的若干重大问题
    2003,19(2):210-213, DOI:
    [摘要] (1601) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2069)
    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。
    2005,21(8):169-173, DOI:
    [摘要] (1880) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (6317)
    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。
    2002,18(1):22-26, DOI:
    [摘要] (1427) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2102)
    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%。
    2004,20(5):1-5, DOI:
    [摘要] (1693) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2239)
    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。
    2009,25(12):211-217, DOI:
    [摘要] (3667) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (3722)
    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。
    2008,24(12):291-296, DOI:
    [摘要] (3492) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (4269)
    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。
    2007,23(9):276-282, DOI:
    [摘要] (3257) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (3487)
    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。
    1999,15(2):74-78, DOI:
    [摘要] (1594) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2080)
    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。
    2004,20(1):13-15, DOI:
    [摘要] (1412) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1092)
    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。
    2006,22(11):269-272, DOI:
    [摘要] (2270) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (3020)
    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。
    2002,18(4):155-158, DOI:
    [摘要] (2572) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (2218)
    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] (1571) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1923)
    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] (1210) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1825)
    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
    2002,18(2):49-52, DOI:
    [摘要] (1297) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (1815)
    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] (1496) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (3798)
    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
您是第位访问者
农业工程学报 ® 2022 版权所有
技术支持:北京勤云科技发展有限公司