科研产出
基于生物质原料的二氧化碳施肥器效果试验
《农机化研究 》 2016 北大核心
摘要：针对温室作物秋冬季节CO2气肥严重不足的问题,设计了适用于普通温室大棚的基于生物质原料发酵的二氧化碳施肥器。采用作物秸秆在好氧发酵作用下进行发酵,制取二氧化碳。同时,采用合理的自动控制策略,获取生物质发酵过程中适宜的温度及水分等条件,并试验研究了生物质发酵制取CO2的最佳条件,验证了该施肥器用于温室补施二氧化碳的可行性。试验结果表明:利用秸秆等农作物废弃物(秸秆+好氧发酵菌)生物发酵产生CO2的最佳条件为:温度45℃、含水量为70%、初始碳氮比为40:1,产气速率最快;碳氮比对CO2的释放影响最大,温度影响次之,含水量影响最小;在此条件下一次上料可以连续12天让面积120m2的温室CO2浓度保持在1 200×10-6以上,满足温室使用需求。
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基于AquaCrop模型的北京地区冬小麦水分利用效率
《中国农业科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：【目的】作物水分利用效率(water use efficiency,WUE)是农业水分管理与决策的重要指标。北京是严重缺水的城市,其主要种植作物冬小麦灌溉用水占比高,开展冬小麦产量水分利用效率的分析研究,可为北京地区的冬小麦节水灌溉与增产平衡提供决策信息支持。【方法】利用2011—2012、2012—2013和2013—2014年国家精准农业示范研究基地冬小麦不同生育期不同灌溉处理下的田间实测数据,对AquaCrop作物模型进行参数本地化。统计北京地区2004—2014年冬小麦生育期的日降雨量数据,利用Pearson-Ⅲ型分布划分了3种降雨年型:湿润年(2012—2013年生育期)、平水年(2009—2010年生育期)和干旱年(2005—2006年生育期)。应用AquaCrop研究分析了3种不同降雨年型、14种灌溉情景下冬小麦籽粒产量水平和产量水分利用效率特征变化。【结果】基于AquaCrop模型的产量模拟值和实测值的R 2、RMSE和d分别为0.99、0.3 t·hm~(-2)、0.99。模型模拟的冬小麦产量水分利用效率:2011—2012年正常灌溉条件下为1.72 kg·m~(-3),2012—2013年正常灌溉条件下为1.67 kg·m~(-3),2013—2014年雨养、正常灌溉和过量灌溉条件下分别为1.27、1.74和1.64 kg·m~(-3),正常灌溉条件下产量水分利用效率最高,其次是过量灌溉,雨养条件下产量水分利用效率最低。在此基础上应用AquaCrop模型模拟分析了3种不同降雨年型冬小麦籽粒产量和产量水分利用效率随灌溉量变化的响应特征,其中,湿润年产量水分利用效率和籽粒产量达到最大值时所需的灌溉量分别为35和50 mm;平水年达到最大值所需的灌溉量分别为35和40 mm;干旱年达到最大值所需的灌溉量均为65 mm。【结论】AquaCrop模型可以很好预测北京地区不同年份不同灌溉条件下冬小麦的籽粒产量和产量水分利用效率。冬小麦产量与产量水分利用效率均随着灌溉量的增加逐渐增大,至最大值后开始减小,在干旱的情况下,植物通过自身适应策略会提高水分利用效率,随着水分的增加,水分利用率将降低,因此3种不同年型的产量水分利用效率的大小顺序依次为干旱年、平水年和湿润年。因此,在制定冬小麦灌溉策略时,要做到产量和产量水分利用效率兼顾。以上研究结果表明,利用Aqua Crop模型可以为北京地区冬小麦田间灌溉和决策提供指导。关于降雨年型本研究仅对湿润年、平水年和干旱年3种年型在越冬期、返青期、拔节期、开花期和灌浆期不同灌溉量和籽粒产量和产量水分利用效率之间的关系进行模拟,对于不同时期不同灌溉量对籽粒产量和产量水分利用效率的影响没有考虑,需要进一步研究验证。
关键词： 冬小麦 AquaCrop模型 水分利用效率 生物量 籽粒产量
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温室番茄基质栽培供液决策方法研究
《西安理工大学学报 》 2016 北大核心
摘要：为研究温室番茄基质栽培过程中供给营养液的决策方法,采用水分传感器监测基质含水量作为决策控制供液量和时间的指标,设计3个试验,即在番茄各生育期内设定基质含水量上、下限值进行供液;以基质持水量为供液上限,分别以设定的基质含水量和间隔1h监测的基质含水量为下限进行非定时和定时供液。通过对比研究供液量、供液次数、可利用养分含量、基质电导率和pH对植株长势、果实品质和产量的影响,确定适宜的供液决策方法。结果表明,1在番茄各生育期设定基质含水量上、下限条件下的供液量和供液次数不能满足植株对养分的需求,植株长势和果实品质较差,产量较低;2以基质持水量为上限,基质含水量阈值为下限条件下,虽满足植株对养分需求,但由于根系环境较劣而影响植株长势;3以基质持水量和间隔1h监测的基质含水量为供液上、下限条件下,供给养分充足,植株长势正常,果实品质较优,产量增加。由此可见,以基质持水量和间隔1h监测的基质含水量为上、下限定时供液的方法,可根据番茄日需水规律实现基质栽培下营养液的高效决策管理。
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日光温室光辐射计算简便模型研究
《北方园艺 》 2016 北大核心
摘要：以"京研迷你2号"黄瓜品种为试材,采用非线性回归的方法,建立了模拟任意时刻日光温室内各表面中的任意点的光辐射照度的模型,并设计了室内直接辐射与散射辐射的模拟计算方法。结果表明:日光温室内光辐射照度实测值与模拟值晴天的决定系数(R2=0.995 2,RMSE=8.841 2,RE=0.159 5,AE=3.413 2)比寡照的决定系数(R2=0.968 4,RMSE=12.015 6,RE=0.075 6,AE=7.573 3)高。在晴天的情况下,实测值的辐射照度在07:30时才有23W·m~(-2)·s~(-1),而在寡照的情况下,时间为08:00时为62W·m~(-2)·s~(-1),寡照情况比晴天的日照要落后30min。在寡照的情况下,当12:00时实测值为226W·m~(-2)·s~(-1),模拟值为237W·m~(-2)·s~(-1),而在晴天的情况下,当12:00时实测值为404W·m~(-2)·s~(-1),模拟值为400.257W·m~(-2)·s~(-1),寡照的太阳辐射比晴天的太阳辐射低一半。因此可以用太阳辐射照度的预测模型来预测温室内的太阳辐射。
关键词： 日光温室 光环境模型 太阳辐射照度 寡照 防灾减灾
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北京市城乡转型与乡村地域功能的时序特征及其关联性
《人文地理 》 2016 北大核心 CSSCI
摘要：本研究通过综合指标评价法和灰色关联法,揭示改革开放以来北京城乡转型和乡村地域功能的时序特征及其关联性,以期为改善北京城乡关系、有效提升乡村地域功能提供参考。研究结果表明:11978—2012年,北京市城乡转型依次经历了缓慢转型(1978—1995)、快速转型(1996—2006)、转型放缓(2007—2012)三个阶段。2生态、历史、市场和政策等因素显著影响着乡村地域功能的提升。35年间,乡村地域功能总体稳步发展,并与城乡转型表现出不同的阶段性特征。3在国家政策、经济发展、基础设施建设以及乡村地域功能反馈等综合作用下,城乡转型与乡村地域功能发展存在一定的相关性,二者依次经历了低水平耦合、倒"U"型耦合和高水平耦合三个阶段。
关键词： 城乡转型 乡村地域功能 时序特征 关联度模型 北京市
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基于最小二乘法的暂培箱温度调控模型
《江苏农业科学 》 2016 北大核心
摘要：为了对暂培箱温度进行更加合理的调控,设计1种探索性试验,通过向暂培箱注入热水来调节水温。在暂培箱初始水位相同,而外界温度不同时,通过向暂培箱内注入不同温度的水,观察其水温变化情况。通过最小二乘法拟合出温度变化的二次项模型和对数模型。2种模型在拟合中各有利弊,且暂培箱初始温度相近时可以用同一个模型表示。为了证明该模型能有效预测温度的变化情况,对其进行了验证试验。结果表明,可以利用有限个温度变化模型预测温度变化情况,为今后利用该方法获得的模型用于暂培箱温度调节打下了基础。
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农业物联网发展评价指标体系设计:研究综述和构想
《农业现代化研究 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：农业物联网发展涉及社会、经济、科技、市场等多个方面,这决定了构建农业物联网发展评价体系的复杂性。文章梳理了与信息化、物联网相关的几类评价体系,并分析了物联网技术在农业资源利用、农业生态环境监测、农业精细管理、农产品与食品质量安全管理与追溯等领域的应用现状。目前我国农业物联网发展面临技术标准体系建设滞后、核心和关键技术产品缺失、资金瓶颈制约严重、成熟的商业化模式缺失、产业发展滞后、政策法规不健全等制约因素。提出了建立农业物联网发展评价体系的原则和思路,进而尝试性地搭建了农业物联网发展评价指标体系,以期为农业物联网发展的科学评价提供参考。最后,从加大农业物联网的政策扶持和资金支持,加快推进农业物联网标准规范建设,逐步建立农业物联网信息采集体系,加强农业物联网技术创新和产品研发等方面提出了促进农业物联网发展的建议。
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基于高光谱成像技术与CARS算法的玉米种子含水率检测
《激光与光电子学进展 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为实现玉米种子含水率(MC)的精确、快速、无损检测,消除种子放置方式(胚部朝上/下)的影响,基于高光谱成像和图像处理技术,结合变量筛选法,针对玉米种子正反面放置的不同分别建立对应的MC预测模型。分别采集种子正、反两面高光谱图像,提取质心区域光谱数据,采用竞争性自适应重加权变量选择算法筛选特征波段,建立对应的MC预测模型。对比图像不同部位光谱曲线变化趋势,挑选4个特征波段(1104,1304,1454,1751nm)进行波段运算获取种子正、反面信息及质心位置。依据正、反面检测结果,自主选择对应的MC预测模型对45个验证集样本进行含水率检测。结果表明,使用波段运算正、反面识别率分别为97.8%、100%;正、反两面验证集相关系数分别为0.969,0.946,均方根误差分别为0.464%,0.616%。该研究为使用多光谱成像技术实现玉米种子MC的快速无损自动化检测奠定基础。
关键词： 光谱学 高光谱检测技术 竞争性自适应重加权变量选择算法 玉米种子 正反面 含水率
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低功耗实时唤醒式无线灌溉控制器的设计与实现
《农机化研究 》 2016 北大核心
摘要：为降低现有农业无线灌溉系统中控制节点的能耗,延长无线灌溉网络的生命周期,采用OOK调制技术,设计了一种低功耗唤醒装置,改变了当前无线灌溉系统中定时周期唤醒方式,减少了系统中开销,并实现了在4 3 4 MHz频段下无线灌溉控制器的研制。控制器主要由C8 0 5 1 F9 6 5单片机、电源电路、电磁阀驱动电路、唤醒电路、无线收发通道和开关量采集电路组成。该控制器由基站发送指令控制,根据距离远近,自适应寻址接收信号,实现实时采集和控制。经试验测得:额定容量为250m Ah的单节碱性9V电池,可使控制器工作一个灌溉季以上;与采用传统唤醒方式相比,系统不仅降低了能耗,而且提高了响应速度。
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基于多时相GF-1遥感影像的作物分类提取
《河南农业科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为了提高遥感影像数据对作物分类提取的精度,更多地反映作物的空间分布结构和物候差异,以黑龙江农垦赵光农场为研究对象,提出一种基于分区与决策树分层分类相结合的作物遥感分类方法,利用2014年高分一号卫星(GF-1)WFV遥感影像数据(4景)开展主要作物的识别分类提取。首先,结合实地调查与影像光谱特征信息的总体分布,将研究区分割成3个子区域(西南区、北部区和东南区);其次,基于多时相遥感影像序列,分析主要作物的反射光谱和植被指数的时序变化特征,构建基于决策树分层分类的主要作物遥感分类模型,成功提取了赵光农场主要作物的空间种植信息。结果表明,2种分类方法的精度都很高,总体精度均在97.00%以上,Kappa系数均在0.900 0以上。分区分类更优于整幅图像非分区分类,总体精度达到98.10%,Kappa系数达到0.960 7;非分区分类总体精度为97.50%,Kappa系数为0.948 3。研究表明,基于分区与决策树分类法相结合的作物分类结果精度,明显优于不使用分区分类的结果。由分区与决策树分层相结合的分类方法能够有效提高黑龙江垦区主要种植作物分类的准确性和精度。
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