科研产出
基于处方图的垄作玉米四要素变量施肥机作业效果评价
《农业机械学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了进一步提高肥料利用率,解决黑龙江垦区垄作玉米施肥作业过程中由于颗粒肥密度不同而造成的肥料分层问题,基于沃尔2BJM施肥机,设计了一套适合垄作玉米四要素变量施肥的控制系统。系统集成了亚米级差分GNSS装置,采用电液比例控制技术分别控制4路排肥轴转速。系统根据用户设置的目标施肥量,实时计算液压马达的目标转速,并同步向肥料控制器发送转速指令。控制器通过光电编码器反馈的马达转速信号,调节比例阀开度,一次完成氮肥、磷肥、钾肥和微肥4种单质肥同步变量施用。田间试验结果表明,各路施肥管误差均小于3.00%,变异系数均小于0.05;与传统施肥机同期作业效果对比表明,玉米株高、叶干质量、地上生物量以及SPAD值与传统施肥区并无明显差异,但变量施肥减小了田块中玉米株高、叶干质量、地上生物量以及SPAD的空间差异性。尿素施用量由217 kg/hm~2减少到了150 kg/hm~2,减少了30.88%;二胺由232 kg/hm~2减少到了200 kg/hm~2,减少了13.79%;钾肥由原来的79 kg/hm~2增加到了108 kg/hm~2,增加了36.70%。肥料的投入成本减少了160元/hm~2,变量施肥测产数据为12 200 kg/hm~2,产量增加了217 kg/hm~2,较传统施肥区增产1.78%,收入增加508元/hm~2。综合考虑系统误差、玉米生长指标和最终产量数据,基于处方图的垄作玉米四要素变量施肥机满足黑龙江垦区玉米施肥作业实际要求,有效解决了肥料分层问题,显著提高了肥料利用率。
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基于波段组合的植被叶片盐离子估算研究
《光学学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：盐生植物中的盐离子是评价植物营养状况的重要指标,反映植物对盐胁迫的适应策略。以艾比湖湿地自然保护区盐生植被为研究对象,利用2016年10月7种盐生植被的叶片盐离子含量数据和对应的叶片光谱反射率数据,分析了盐离子Ca2+、K+、Mg2+和Na+与比值植被指数(RVI)、差值植被指数(DVI)和归一化植被指数(NDSI)之间的相关关系,选出最佳波段组合,建立了12种叶片盐离子与光谱反射率的估算模型,并进行精度验证,从中选出最佳拟合模型。结果表明盐生植被的叶片盐离子含量与原始光谱反射率的相关性较低,且与各波段反射率呈显著负相关的主要是Na+含量。Na+含量与DVI、NDSI和RVI构建的植被指数相关性最高,相关性均达到0.5以上,波段主要位于近红外与中红外区域。以VDVI(R1750,R1480)、VDVI(R478,R440)、VNDSI(R450,R375)和VRVI(R405,R375)为自变量构建的三次多项式分别是Na+、Ca2+、Mg2+和K+的最佳估算模型。以VRVI(R1100,R1125)为自变量构建的Na+三次多项式的模型相关系数最大(R=0.806),说明该模型的拟合度较高,预测效果较好,可用来实时监测盐生植被叶片的盐分状况,为盐生植被叶片含盐量的精确诊断提供了技术途径。
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基于三次拉格朗日曲线拟合轨迹的斜置式扎穴机构研究
《农业机械学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为更好地满足斜置式扎穴机构喷肥针的入出土轨迹姿态以及不损伤作物的农艺要求,提出基于三次拉格朗日曲线拟合扎穴轨迹的逆向设计参数优化方法,为得到理想的"杏胡形"扎穴轨迹,通过改变相对轨迹上若干型值点的坐标,控制喷肥针入出土姿态并建立喷肥针的运动学模型,采用Matlab GUI开发平台,编写了斜置式非规则齿轮行星轮系扎穴机构的逆向设计与运动学分析仿真软件,最终得到非规则齿轮行星轮系的节曲线、喷肥针的入出土角及喷肥针尖的速度随行星架转角的变化曲线。通过高速摄影试验,观察和分析了在扎穴机构不同斜置角度下喷肥针尖相对运动轨迹的变化规律。试验结果表明,随着机构斜置角度的增大,喷肥针轨迹横向尺寸不变,纵向尺寸减小,扎穴轨迹段曲线逐渐向里收缩。在保证喷肥针扎入土壤一定深度情况下,喷肥针入出土角逐渐增大,随着机构斜置角度的增大,喷肥针轨迹的穴口宽度逐渐增大。
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我国小型农田水利设施管护研究进展
《江苏农业科学 》 2017 北大核心
摘要：有效管护是保障农田水利设施正常运行、持续发挥效益的关键因素。通过文献梳理和实地调研相结合,系统归纳我国小型农田水利设施管护的内涵、阶段性特征、管护现状及成因、管护模式、管护效应等内容。结果表明,小型农田水利设施管护的标准、预警和保障机制建设等方面的研究不足;设施管护问题的成因分析缺乏针对性,分区域、分类型的问题成因分析尚未有效开展;研究方法上以定性探讨为主,定量化评判管护效应、识别关键影响因素及其作用路径等研究薄弱;在设施管护模式梳理方面,较注重典型类型区,区域乃至全国范围内的模式归纳与对比研究相对欠缺。面对家庭农场等新型经营主体的挑战和机遇,限制小型农田水利设施管护的主导因素识别及作用机制、小型农田水利设施管护模式的集成与创新以及管护机制的建设和完善等研究亟待强化。
关键词： 小型农田水利设施 管护模式 机制 集成创新 研究进展
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基于Multi-Agent的智能植物系统的构建与应用研究
《中国农业科技导报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：植物的智能化是在物联网传感数据实时驱动下,由知识模型和多源异构数据融合计算提供智能决策,从而实现植物与环境、植物与人、植物与植物之间互联互通、全程感知与实时反馈的智能化过程,探讨了智能植物的概念、内涵、技术体系及基于Multi-Agent的智能植物系统构建方法。针对植物智能行为复杂异构性,将Multi-Agent技术应用于植物的生长计算和行为模拟,从面向服务的智能植物农业应用出发,综合分析了植物的自治性、反应性、社会性和主动性等智能属性、概念和内涵,构建了多智能体智能植物系统。多智能体智能植物系统的内核由感知器Agent、数据处理Agent、知识模型Agent、智能计算Agent以及虚拟交互Agent构成,并详细描述了系统结构及其关键模型,在多Agent系统中,植物能够感知其所处的环境上下文,自主地决策其行为。构建了基于Multi-Agent的智能植物系统,并以果树修剪虚拟培训智能服务为例验证,结果表明,该系统交互性强、智能程度高、体验效果好,以期为智能植物的发展提供有益的帮助。
关键词： 智能植物 Multi-Agent 技术体系 本体建模 服务代理
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池塘养殖水体光谱观测系统的设计与实现
《渔业现代化 》 2017 北大核心
摘要：水产养殖水质状况复杂,容易突发水质变化,水体光谱数据可直接反映这些变化。设计了一套养殖水体光谱观测系统,为开展养殖水体光谱分析并评估水质状况提供数据基础和科学依据。基于高精度光学传感器、Flash存储技术、GPRS及RS485无线数据传输技术构建一套实时、自动化的光谱观测系统,用以观测养殖池塘水体特定波段光谱数据。通过对5个池塘水体样本进行连续观测,以美国ASD公司的地物光谱仪在680 nm、700 nm和769 nm三个波段位置的同步观测数据为标准值进行回归分析,并对系统性能指标进行量化分析,得到观测数据准确度达98%以上,且系统性能达标。结果表明:在针对养殖水体特定波段光谱观测方面,该系统可以代替人工光谱仪观测工作,实现远程、实时数据观测,减少繁琐的观测程序,节省人力物力,同时能够避免人工观测造成的误差。
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冬小麦白粉病冠层光谱特征解析与病情指数反演
《麦类作物学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为探讨利用高光谱技术快速无损地监测小麦白粉病灾情的方法,通过人工田间诱发白粉病,在灌浆期对不同发病等级(病情指数)的冬小麦进行冠层高光谱测定,对原始光谱数据进行一阶微分处理,筛选最佳光谱特征参量和植被指数,构建冬小麦白粉病病情指数反演模型。结果表明,在冠层尺度,小麦白粉病"红边"位置均在730nm左右(±1nm);经验证,5种模型中三角植被指数(TVI)模型估算精度最好,r2和RMSE分别达到了0.700和0.112,与精度最低的优化土壤调节植被指数(OSAVI)模型相比,r2提高了0.071,RMSE降低了0.013。小麦白粉病"红边"蓝移现象并不明显;五种模型r2都达到了0.6以上,说明高光谱技术都能够有效地对冬小麦白粉病病情指数进行无损、快速、精确的反演,其中TVI的反演精度最佳。
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斜置式非规则齿轮行星轮系扎穴机构工作参数试验优化
《农业机械学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明深施型液态施肥机扎穴机构工作参数对作物损伤率、穴口宽度以及穴距的影响机理,设计了一种斜置式非规则齿轮行星轮系扎穴机构。通过联轴器使扎穴机构满足斜置式扎穴状态,使其扎穴轨迹平面与垄面呈一定角度变化,实现斜入式扎穴。采用二次回归正交旋转组合设计进行最佳工作参数试验,以行星架转速、前进速度和斜置角度为试验影响因素,以穴口宽度、穴距和作物损伤率为优化指标,利用响应曲面方法进行优化,运用DesignExpert 8.0.10软件对试验数据进行分析,得到因素与指标之间的回归方程及响应曲面图。试验结果表明,当行星架转速75.0 r/min、前进速度0.48 m/s、斜置角度23.3°时,穴口宽度为40.2 mm,穴距为220 mm,作物损伤率为0.33%,此时机构性能最优,应用此参数组合进行斜入式扎穴测试验证,验证了其合理性。
关键词： 深施型液态施肥机 扎穴机构 斜入式扎穴 非规则齿轮 优化
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