科研产出
静液压传动拖拉机定速巡航控制系统设计与试验
《农业机械学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对现有农机速度调节策略功率匹配度不高、燃油经济性差的问题,以静液压传动拖拉机为平台,基于CAN总线设计了拖拉机定速巡航控制系统。该系统由拖拉机工况采集、负载检测、油门控制、变量泵排量调节、作业负载调节、通信等模块组成。设计了油门调节机构和负载调节装置,获取并解析了拖拉机工况数据,建立了静液压传动拖拉机油门开度、变量泵排量与速度对应的数学模型,制定了发动机转速与变量泵排量协同控制策略。分别在水泥路面空载、田间空载和平地作业3种工况下进行了协同控制策略试验,在平地作业工况下进行了定油门控制策略、油门排量耦合控制策略和油门排量协同控制策略试验。结果表明,3种工况下,协同控制策略的速度控制绝对误差分别为0.005、0.007、0.012 m/s;在达到相同目标速度的前提下油门排量协同控制策略降低了发动机转速。拖拉机定速巡航控制系统能够在保证速度控制精度的前提下,减小燃油消耗。
关键词： 拖拉机 定速巡航控制系统 静液压传动 协同机制策略 功率匹配
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田间条件下生物炭与化肥配施对土壤氮磷纵向迁移、结球生菜产量品质及土壤微生物数量的影响
《环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为探讨生物炭对农田化肥面源污染的防控效果,本文以北运河流域（北京段）下游"上壤下砂"、施肥量大、易漏水漏肥菜田为研究对象,分析了田间条件下不同用量生物炭配合化肥底施和施炭基肥对土壤氮磷纵向迁移、结球生菜产量品质及土壤微生物数量的影响.结果表明:与单施化肥（T1）相比,（1）化肥配施生物炭750 kg·hm-2（T2）、2250 kg·hm-2（T3）、4500 kg·hm-2（T4）和施炭基肥（T5）处理20～40 cm土壤硝态氮含量分别降低41.20%、39.60%、24.20%和13.78%,0～20 cm土壤有效磷（Olsen-P）含量分别提高26.30%、24.70%、32.60%和11.20%,40～60 cm土壤Olsen-P含量分别减少27.30%、26.10%、33.50%和41.30%,T3和T5处理20～40 cm土壤Olsen-P含量分别减少19.90%和12.50%,表明农田配施生物炭或者施炭基肥可提高耕层土壤供磷量,并有效阻控耕层硝态氮和Olsen-P向下层土壤淋溶迁移;（2）化肥配施生物炭（T2～T4）对结球生菜产量、维生素C（Vc）和硝酸盐含量均无显著影响,施炭基肥（T5）处理结球生菜生物产量显著增加了14.36%（p<0.05）,Vc含量显著提高了20.00%（p<0.05）;（3）T4和T5处理土壤细菌数量分别减少57.49%和47.50%（p<0.05）,且T5处理土壤真菌数量减少46.67%（p<0.05）.综合考虑不同土层氮磷、结球生菜产量品质及土壤微生物数量变化,推荐生物炭配施量为750～2250 kg·hm-2,并建议进一步加强生物炭对农田土壤微生物群落的影响监测.
关键词： 生物炭 炭基肥 结球生菜 土壤硝态氮 土壤Olsen-P 微生物数量
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面向土壤环境质量等级划分的统计推断与加密采样优化方法研究综述
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：环境质量等级划分是土壤环境调查和监测的一项重要目标。不同于总体估计和空间插值,等级划分只需要准确估计污染物浓度与等级划分阈值之间的大小关系,同时由于土壤环境质量等级具有空间连续性,加密采样时应该将样点布设在等级过渡地带,准确获取等级边界。但是初步调查的样点一般较为稀疏,导致等级估计结果具有较大的不确定性,难以反映真实的等级过渡情况,而且具体应用对两类等级划分错误也有不同的控制要求,构成了土壤环境质量等级划分及加密采样面临的特殊问题。本文分析梳理了国内外土壤环境质量等级划分统计推断与加密采样布局优化方法的研究进展,归纳总结了以等级划分为目的的统计推断方法与加密采样布局优化方法体系,并探讨了下一步研究的方向,为我国目前开展的农用地土壤环境类别划分、工矿企业土壤污染修复区确定等重大需求提供方法选择依据。
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高盐胁迫下小麦幼苗离子吸收动态及耐盐性筛选
《中国生态农业学报(中英文) 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：耐盐能力评价是小麦引种、筛选和育种的研究基础。为利用离子流检测技术快速筛选耐盐小麦品种提供依据,本文以普通小麦耐盐品种‘德抗961’和‘薛早’、中度耐盐材料3D232、盐敏感品种‘辽春10号’和‘京411’为试验材料,利用动态离子流检测技术对250 mmol·L-1 NaCl胁迫下小麦苗期根部对K+、Na+、C-的吸收情况进行检测,并对小麦生长性状及离子浓度变化进行测定,以确立离子吸收与小麦耐盐性的关系。研究结果表明:1)与无盐胁迫（CK）相比,250 mmol·L-1 NaCl胁迫24 h后,盐敏感小麦品种‘辽春10’和‘京411’的K+由内流转变为外流,中等耐盐材料3D232表现出K+外流速度减少,耐盐品种‘德抗961’和‘薛早’则表现出维持K+的内流或K+外流变为内流;Na+均表现为胁迫后外排速度增大,速度值区间由13.86～46.88 pmol·cm-2·s-1变为61～150 pmol·cm-2·s-1:相较Na+,Cl-外排速度升高幅度较大,其中‘辽春10号’外排量变化最大,外排速度是胁迫前的10倍,Na+、Cl-外排速度变化与品种耐盐性无明显相关性。2)高盐胁迫下,盐敏感小麦的根苗比降低,耐盐小麦根苗比升高;盐敏感小麦品种鲜重较CK显著下降,耐盐小麦品种变化不显著。3)盐胁迫条件下,耐盐及中等耐盐小麦品种,根部及地上部K+含量较CK分别增加57%～88%和18%～112%,盐敏感小麦则分别降低40%～44%和24%～42%;耐盐小麦地上部Na+增加倍数小于盐敏感材料,将更多的Na+阻隔在根部,表现出了较好的区隔Na+能力。4)盐胁迫后k+流速与耐盐性评价指标根冠比变化量、鲜重变化率均呈高度的相关,其拟合度分别为0.972和0.832。250 mmol·L-1 NaCl胁迫24 h后小麦根部成熟区K+流速可以作为小麦耐盐性筛选的重要生物标记。
关键词： 小麦 盐胁迫 离子流 耐盐性 动态离子流检测 非损伤微测技术
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基于LW-YOLOv3模型的棉花主茎生长点检测与定位研究
《河北农业大学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：针对大多数目标检测模型存在参数量较多、检测时间慢、缺乏空间定位能力的问题,提出1种基于轻量型LW-YOLOv3的棉花主茎生长点检测与定位方法。首先,对传统YOLOv3深度卷积神经网络架构进行改进,引入轻量级识别模型MobileNet实现对YOLOv3特征提取网络的替代,在保证检测精度的同时提高检测速度。其次,为了进一步降低参数量,用深度可分离卷积替换部分标准卷积,在不损失网络性能的前提下减少模型参数。最后,利用Realsense深度相机获取目标图像,建立了棉花主茎生长点三维空间坐标的计算模型。为验证基于LW-YOLOv3模型的棉花主茎生长点检测与定位方法的有效性,对获得的有限棉花主茎生长点图像数据集进行了样本扩充,并基于扩充后的数据集进行了LW-YOLOv3与其他轻量型模型的对比实验。结果表明,LWYOLOv3模型平均识别准确率可达到88.66%,平均每张图片检测时间为17.8ms,参数量与权重文件分别降低为原网络的10.85%和12.19%。棉花主茎生长点X、Y、Z三维空间定位平均误差分别小于3.04、 3.00、3.53mm。该方法在目标检测准确率与模型大小之间实现了平衡,有助于将来在机载低性能终端上实现对棉花主茎生长点检测与定位。
关键词： 轻量化 YOLOv3 定位 实时检测 棉花主茎生长点
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浙江省鲜食大豆炭疽病病原分离及抗性鉴定
《植物病理学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：炭疽病是我国南方鲜食大豆最重要的病害之一。本试验通过组织分离法,在浙江省鲜食大豆主栽区炭疽病病荚中分离得到9株疑似炭疽病菌分离物。根据分离物的形态特征、基于ITS-GAPDH-CHS-1-TUB2基因序列的系统发育分析、分离物的致病性将这些分离物鉴定为平头炭疽菌（Colletotrichum truncatum）。对51份栽培大豆品种鼓粒初期豆荚离体喷雾接种强致病力分离物CT5,这些品种表现出明显抗/感差异,其病斑大小被用于大豆平头炭疽菌抗病性分级标准。在供试的这些品种中,发现了3份高抗品种,9份抗病品种,20份中抗品种。本研究明确了浙江省鲜食大豆炭疽病病原,提供了部分大豆品种资源抗病性信息,为深入研究该病发生规律、防治、抗病机制及培育抗病新品种等奠定基础。
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臭氧胁迫下白皮松生长、生理与吸收特性的响应关系
《中南林业科技大学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究臭氧（O3）胁迫下白皮松的生长、生理和吸收特性的变化,阐释各指标间的相关关系,确定其对O3的响应程度。[方法]以白皮松幼苗为试验对象,设置了3个浓度梯度（NF:正常环境大气O3浓度,NF40:正常大气环境O3浓度加40 nmlol/mol;NF80:正常大气环境O3浓度加80 nmol/mol）的开顶式O3熏蒸人工控制试验,测定其生长状况、生理特性以及O3吸收能力,通过相关性分析、冗余分析和方差分析对不同O3浓度下白皮松各特性之间的关系进行研究。[结果]1)白皮松的株高增长（ΔH）、50 cm处直径增长（ΔDBH）、气孔大小（S）、气孔密度（M）、气孔开度（K）、气孔导度（Gs）、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Et）、水分利用率（WUE）、最大光化学效率（Fv/Fm）、叶绿素含量（CHL）、整树耗水量（W）和O3吸收速率(FO3)均随着O3浓度的升高而降低;而胞间CO2浓度（Ci）和相对电导率（L）则随着O3浓度的升高而升高;2) O3胁迫下白皮松生长指标（ΔH、ΔDBH）与O3吸收状况(FO3、W)相关性最高,其次是光合指标（Pn、WUE、Et、Gs、Ci）与生长指标（ΔH、ΔDBH）和气孔特性（K、M、S）,部分生理指标（L、Fv/Fm）与光合（Pn、WUE、Et、Gs、Ci）和气孔（K、M、S）的相关性相对较弱;3)白皮松的各项指标在NF和NF80的O3处理下差异均显著（P<0.05）,ΔH、ΔDBH、M、CHL、Pn、Gs、W和FO3在NF和NF40处理下差异最显著,K、S、WUE、Fv/Fm、Et、Ci、L在NF40和NF80处理下差异更显著。[结论]试验证明长期处于高浓度的O3环境中,白皮松的生长缓慢,光合能力下降,对O3的吸收能力也进一步降低,白皮松的生长与O3吸收特性变化相关性最高,气孔特性与光合生理特性相关性最高,而光合能力等的下降又进一步导致其生长受到遏制。
关键词： 白皮松 O3胁迫 生长状况 生理特性 臭氧吸收 相关性
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基于时序Sentinel-2影像的现代农业园区作物分类研究
《红外与激光工程 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：快速、准确地掌握作物空间分布,估算不同作物种植面积及范围,这对制定宏观农业政策并指导农民进行农业生产具有重要意义。以我国内蒙古自治区扎赉特旗现代农业示范园区为研究区域,基于2019年5月至10月共9景多时相Sentinel-2卫星遥感影像,通过计算并分析不同作物归一化差值植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、增强型植被指数(EVI)等多种典型植被指数和近红外波段Ref(NIR)的时序变化特征,采用随机森林(Random Forest, RF)、决策树(Decision Tree, DT)、支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和最大似然法(Maximum Likelihood, ML)4种分类方法对研究区多种作物进行分类识别,成功提取园区内主要作物(水稻、玉米、甜叶菊、旱稻和大豆等)空间分布情况。将RF结果与DT、SVM和ML分类结果对比,结果显示,RF总体分类精度最高,达到95.8%,Kappa系数为0.944;DT、SVM和ML分类精度分别为92.2%、91.6%和86.5%。上述研究结果表明,多时相Sentinel-2遥感影像经过光谱指数时序变化特征提取后,利用随机森林算法进行作物分类可得到精度较高的结果,这为精细指导规模化园区农业生产提供了有效的技术支持。
关键词： 随机森林算法 近红外波段 时间序列 Sentinel-2 作物分类
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数字乡村发展的实践与探索-基于北京的调研
《中国农学通报 》 2021 CSCD
摘要：研究旨在通过分析北京市数字乡村建设实践,发现存在问题,找出推进路径,为数字乡村发展提供可借鉴经验。利用文献分析、典型案例和专家咨询法,探讨数字乡村发展理论与实践。数字化是现代农业4.0阶段的关键特征,数字经济是农业农村高质量发展的新引擎、新动能。北京是数字乡村发展的先行者,为北京乡村振兴和农业现代化建设打下了坚实基础。数字化基础设施完善,农业生产数字化、经营网络化和乡村治理数字化水平不断提升,乡村信息服务模式不断创新。数字乡村发展面临基础设施建设薄弱、数据资源体系建设不完善、数字技术与产业融合不够、数字乡村人才缺乏等问题。农业生产、农村生活、农产品经营和农业农村信息服务亟需与物联网、大数据、互联网、区块链、人工智能、5G等信息技术进一步融合。应不断夯实数字乡村建设基础,加大数字乡村科技研发,深化数字乡村技术产品推广应用,完善数字化乡村治理体系,强化数字乡村人才支撑。
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