科研产出
不同草本植物间作对Cd污染土壤的修复效果
《中国环境科学 》 2018 EI 北大核心 CSCD CSSCI
摘要：为了研究不同草本植物间作对空心菜Cd吸收效果及污染土壤中Cd移除率的影响,采用盆栽试验,以空心菜茎叶Cd消减率与土壤中Cd移除率为主要指标,研究了空心菜在Cd污染土壤中单作及与10种草本植物(高丹草,苏丹草,狼尾草,黑麦草,苦卖菜,菊苣,籽粒苋,三叶草,紫花苜蓿,紫云英)间作的Cd积累效应与对Cd污染土壤的修复效果.结果表明:不同间作处理对空心菜茎叶与根中Cd含量有显著影响,其中,空心菜与高丹草、苏丹草、狼尾草间作后,空心菜茎叶Cd含量显著降低,空心菜茎叶Cd的消减率分别达到34.0%、35.8%、34.3%;菊苣、籽粒苋、三叶草、紫花苜蓿及紫云英与空心菜间作对空心菜茎叶Cd吸收有不同程度促进作用.间作的不同草本植物对土壤中Cd的吸收间有显著差异,地上部Cd含量范围1.81~12.87mg/kg,最大相差7.1倍;不同间作植物茎叶中Cd含量大小为:苦荬菜>菊苣>苏丹草≈黑麦草>高丹草≈狼尾草>紫花苜蓿≈籽粒苋>三叶草≈紫云英.不同草本植物与空心菜间作对土壤Cd移除率为0.35%~1.49%,其中,高丹草、苏丹草、狼尾草对土壤Cd的移除率分别达到1.46%、1.49%和1.48%;高丹草、苏丹草、狼尾草间作不仅可以有效降低空心菜Cd含量,同时对污染土壤中Cd具有较高的移除率,在Cd污染农田土壤的间作修复中具有较好的应用价值.
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基于多相机成像的玉米果穗考种参数高通量自动提取方法
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：实现玉米果穗考种性状的准确、快速获取是提高玉米育种效率的关键环节。该文在前期设计的玉米高通量自动化考种装置基础上,提出了一种基于多相机的玉米果穗考种参数提取方法,通过4个等间隔均匀分布的摄像头同时获取果穗4个方向图像,针对每副图像分别经过背景去除、投影模型构建、籽粒跟踪、考种参数提取等处理,最后根据4副图像的处理结果,综合计算穗长、穗粗、平均粒厚、穗行数、行粒数、穗粒数等考种参数。在玉米高通量自动化考种装置的果穗考种模块上进行试验,结果表明,该文所提方法测得的穗长、穗粗、平均粒厚与人工方法测量值之间的决定系数R2分别为0.997 3、0.984和0.941 5,对穗行数、行粒数的测量精度分别为98.63%、95.35%,为玉米果穗考种参数提取提供了一种新思路,为高通量自动考种装置的实现奠定了基础。
关键词： 农作物 提取 图像分割 玉米考种 四相机 投影模型 籽粒跟踪 穗行数
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基于全景图像的玉米果穗流水线考种方法及系统
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为提高玉米果穗考种效率和精度,该文提出一种基于全景图像的玉米果穗流水线考种方法和系统。利用托辊传送装置实现果穗自动连续推送,基于工业相机自动检测果穗运动状态并实时采集图像,获取覆盖果穗全表面的图像序列;建立果穗运动、摄像机成像、表面拼接关系,从图像序列中抽取果穗中心畸变最小区域拼接出果穗表面全景图像;最后,结合果穗边界检测、籽粒分割和有效性鉴定等技术提取出果穗表面上有效籽粒。试验结果表明,该文方法和系统较好地平衡了玉米果穗考种的效率和精度,图像采集和计算平均效率达15穗/min和4穗/min,穗长和穗行数指标计算精度可达99%和98.89%,可为研发全自动、高通量玉米果穗表型检测装置提供有益借鉴。
关键词： 图像处理 机器视觉 图像分割 玉米果穗 表型性状 图像拼接 全景图像 考种
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应用近红外高光谱成像技术检测面粉中偶氮甲酰胺
《光谱学与光谱分析 》 2018 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：高光谱成像技术不仅可以获得样品的图像信息,每个像素点还包含了光谱信息,因其信息量丰富的特点已在食品安全检测方面得到了应用。该研究应用近红外高光谱成像技术检测面粉中偶氮甲酰胺。分别采集纯偶氮甲酰胺、纯面粉和面粉中10种不同浓度偶氮甲酰胺混合样品的高光谱图像。通过比较纯偶氮甲酰胺和纯面粉的平均漫发射光谱,找到两者区分度较大的4个吸收波段:1 574.38,2 038.55,2 166.88和2 269.91nm。采用二阶导数对样品图像中的像素点光谱进行预处理,通过光谱角制图、光谱相关角和光谱相关性度量三种光谱相似性分析方法对混合样品中的偶氮甲酰胺像素和面粉像素进行检测。结果表明,预处理后的平均光谱不能有效检测面粉中偶氮甲酰胺;单像素点光谱结合光谱相似性分析实现了混合样品中偶氮甲酰胺像素和面粉像素的分类;分类结果的验证显示了偶氮甲酰胺像素和面粉像素的正确分类。研究结果为利用高光谱技术检测面粉中添加剂提供了方法支持,为食品中掺杂物的检测提供参考。
关键词： 高光谱成像 面粉 偶氮甲酰胺 光谱相似性分析 分类
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基于t分布函数的玉米群体三维模型构建方法
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为利用少量实测数据快速构建能够反映因品种、环境条件、栽培管理措施等因素产生形态结构差异的玉米群体三维模型,提出基于t分布函数的玉米群体三维模型构建方法。通过实测数据构建主要株型参数的t分布函数,在其约束下生成群体内各植株主要株型参数,通过构造株型参数相似性度量函数调用玉米器官三维模板资源库中的器官几何模板,结合人工交互或图像提取的各植株生长位置与植株方位平面角2组群体结构信息生成玉米群体几何模型。利用三维数字化仪获取的玉米群体田间原位三维数字化数据所构建玉米群体计算得到的LAI与该方法构建玉米群体计算得到的LAI进行对比验证,结果表明:该方法所生成玉米群体叶面积指数与原位三维数字化数据所构建玉米群体计算得到的LAI相比,误差在±2%以内,可以满足面向可视化计算的玉米结构功能分析研究需求。方法可为玉米株型优化设计、耐密性鉴定、品种适应性评价等虚拟试验研究提供技术手段。
关键词： 作物 模型 玉米 群体 t分布 三维建模 可视化计算
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基于旋耕覆土的冬小麦基肥分层定深施用装置设计
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对中国黄淮海地区冬小麦主产区基肥的无序、过量施用和利用率低等问题,该文在基肥分层施用农艺研究基础上,基于旋耕机覆土原理,提出了土壤后覆盖方式下的冬小麦基肥精准分层定深投送方法,并设计了冬小麦基肥分层定深施用装置,该装置可一次完成旋耕、分层施肥和镇压作业。其中旋耕机构配备变速齿轮传动箱,可以进行高、中、低3种转速之间的转换,选用国标IT245型号旋耕刀,在刀辊上按对称螺旋线布置;肥料分层投送机构配深层和浅层排肥管,用于深层和浅层肥料的投送作业。在北京小汤山精准农业示范基地进行了装置的田间作业性能试验,结果显示:装置在120、150和180 mm的3种耕深作业工况下,耕深最大误差为5 mm,耕深稳定性系数最小为93.84%,满足旋耕机构的作业性能技术要求;设置浅层和深层肥料的目标施用深度分别为80和150 mm,实际肥料施用深度稳定性系数分别为92.38%和95.11%、合格率分别为83.33%和90%,满足旋耕施肥装置的作业性能指标要求。该研究可以为冬小麦基肥的机械化精准分层定深施用技术提供装备支撑。
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微酸性电解水对苦荞芽活性成分及抗氧化能力的影响
《食品科学 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：以苦荞为原料,将不同有效氯浓度(available chlorine concentration,ACC)的微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water,SAEW)应用于芽苗菜生产,研究其对苦荞芽活性成分及其抗氧化能力的影响。结果表明:SAEW处理组苦荞芽活性成分含量相比对照组有所增加,ACC为20 mg/L的SAEW处理的苦荞芽总酚、总黄酮及芦丁含量相比自来水对照组分别提升了28.69%、26.19%和29.08%。SAEW处理萌发的苦荞芽在生长7 d内苯丙氨酸解氨酶比活力均高于自来水对照组。苦荞芽的抗氧化活性物质含量与其抗氧化能力间呈显著正相关。
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风速对鸡粪沼液氨挥发特性的影响
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对不同风速储存条件沼液氨挥发特性及理化指标变化规律不明晰等问题,设计沼液储存及氨气挥发测定装置,使用强制通风法对氨气取样监测,研究鸡粪沼液在风速0(密闭储存,WS0)、1(气体流量32.33 m3/h,WS1)、2(气体流量65.72 m3/h,WS2)m/s储存条件下的氨挥发特性及总氮(total nitrogen,TN)、化学需氧量(chemical oxygendemand,COD)等降解情况。结果表明,沼液氨挥发通量均呈现先升后降的趋势,均于第12天达到挥发峰值,分别为2.28、4.42和7.21 g/(m2·d),总挥发量分别为1.80、3.90、7.12 g。储存期间沼液温度在13～24℃范围波动,总体温度和变化趋势均与室温相似。鸡粪沼液呈现弱碱性,初始pH值为8.38,3组试验在储存过程中pH值均不断上升,试验结束后达到了9.17、8.82、8.92;沼液中氮素主要以铵态氮形式存在,初始铵态氮占总氮含量的84.99%;储存过程中沼液铵态氮质量浓度均呈现先升后降的变化规律,均于第7天达到最高值,分别为3 451.27,3 562.60,3 582.67 mg/L,试验结束后下降到3 030.20、2 762.67、2 794.87 mg/L,降幅为7.64%、15.79%、14.81%。TN和COD降幅均随着风速的增大而增大,TN依次下降了10.97%、18.95%、25.83%;COD依次下降了10.38%、18.61%、20.35%。研究结果可为沼液合理储存以及氨气减排措施的设计提供数据支撑。
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农业园区全景GIS数字化系统设计与应用
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：以物联网、大数据为核心的数字化技术是当前经济社会发展的重要推动力,其本质是利用信息技术改造提升传统产业,通过数据化、在线化业务,实现用数据生产、用数据管理、用数据决策目标。园区信息化建设是当前乡村振兴战略下支撑供给侧结构性改革的重要切入点,为了解决基层现代农业园区高起点应用而信息资源相对不足、管理决策模式急待提升的难点问题,该文以农业园区数字化管理为例,运用物联网、无人机、科研协同等手段获取数据,进行与基层园区规模相适应的全景GIS(geographic information system)数字化云服务系统设计,以获取的数据为核心,设计了农业园区全景信息管理、在线数据挖掘分析和试验数据协同分析等核心功能,以提高园区农业生产经营的精细化管理水平,为农业"优质、高效、生态、安全"生产目标提供技术支撑。
关键词： 农业 互联网 信息技术 大数据 科研协同 全景GIS
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槽轮结构参数对直槽轮式排肥器排肥性能的影响
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：外槽轮排肥器是实施精准变量施肥过程中的关键控制载体,为了探寻外槽轮的凹槽截面形状和参数设置对排肥器排肥性能的影响规律,该文运用离散元仿真技术、3D快速成型技术以及正交试验,以直槽轮式排肥器作为研究对象,分析了槽轮半径、凹槽数目、有效工作长度以及凹槽截面形状4个因素对排肥性能的影响。选用排肥均匀度变异系数作为评价指标,设置排肥器的前进速度0.5 m/s,工作高度500 mm,槽轮转速20 r/min,对4个影响因素进行交互判断试验,试验结果表明,槽轮半径与凹槽数目之间存在一定的交互作用。根据交互作用判别结果选用L18(37)标准正交表进行仿真试验,试验结果表明,影响排肥性能的主次因素依次为凹槽数目>槽轮半径>有效工作长度>槽轮半径×凹槽数目>凹槽截面形状,其中凹槽数目对排肥性能具有非常显著影响,槽轮半径对排肥性能具有显著影响,最佳结构参数组合是槽轮半径30 mm,凹槽数目7个,有效工作长度20 mm和凹槽截面形状为圆弧形,此水平组合下的排肥均匀度变异系数为1.75%,为了检验结构参数对直槽轮排肥性能影响的仿真试验结果,进行最优结构与参数组合下的直槽轮排肥器台架试验,试验结果显示,排肥均匀度变异系数为5.48%,仿真试验结果和实测结果基本吻合,说明应用离散元仿真技术开展排肥性能的影响因素分析研究是可行的。该研究结果可为直槽轮排肥器的槽轮结构参数优化及提升其排肥性能提供参考。
关键词： 农业机械 离散元法 试验 凹槽截面 结构参数 排肥性能 排肥器
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