科研产出
东亚飞蝗对LED光信号视觉响应的波谱视敏效应测定
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探索东亚飞蝗视觉响应LED光信号的视敏反应效应,以明确东亚飞蝗趋光的光敏响应因子和生物光诱参数,利用LED光照和Ava Spec光纤光谱仪系统,在室内进行了东亚飞蝗视觉响应表征的光谱测定。并在此基础上,利用该波谱光照装置,验证其波谱光照调控东亚飞蝗的趋光反应及响应程度。测定结果显示,东亚飞蝗复眼吸收365、400、520、610 nm波长光照射后,其视觉响应波谱表现为380、402、540、602 nm的微光特征,当波谱光照强度增加时,东亚飞蝗视觉微光反应随之增强,且呈现时变效应的调控特性。东亚飞蝗视觉光敏调控的时变强度以紫光最优、依次是橙光和绿光最差,而其调控容度以橙光最优、绿光次之和紫光最差,紫外光较快的光敏聚集速度、紫光较强的光敏聚集程度和橙光较好的趋光效果说明,趋光光敏活性、趋光程度和趋光效果分别与视觉激发强度和视觉光敏调控的时变强度以及视觉光敏调控容度呈正相关,且东亚飞蝗视觉反应强度的光敏时效性影响其趋光行为选择和视觉光敏活性。因此,依据紫外光较强的激发效果、橙光较好的光敏时效性和紫光较强的光敏调控强度的特性,进行趋光视敏性光照时间的刺激调控,可以增强东亚飞蝗的趋光效果。该研究结果为蝗虫光诱捕机械装备的研制提供了理论基础和技术指导。
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耕作方式对豫南雨养区土壤微环境及冬小麦产量的影响
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对豫南雨养农业区降水基本满足作物生长需求但年内和年际间分配不均、土壤耕性差的生态实际,为解决小麦播种期和冬春干旱以及改善耕层水、肥、气、热等因子提供理论依据。于2007—2015年,在豫南雨养农业区进行了连续9a的大田定位试验,研究了不同耕作模式对小麦生长季土壤水分、容重、温度及冬小麦产量的影响。试验共设置6个处理:T1(传统翻耕)、T2(不覆盖/不深松+覆盖/免耕)、T3(覆盖/不深松+不覆盖/免耕)、T4(不覆盖/深松+不覆盖/免耕)、T5(覆盖/深松+覆盖/免耕)以及T6(不覆盖/不深松+还田/旋耕)。结果表明,(覆盖/深松+覆盖/免耕)T5可以有效提高小麦播种期0~40cm土层的含水量,为麦播提供较好的水分基础,不同耕作方式处理对冬小麦越冬期和返青期土壤日平均温度影响较小,不足以对冬小麦发育进程产生影响。(覆盖/深松+覆盖/免耕)T5能够有效降低耕层0~20cm和0~40cm的土壤容重。覆盖/深松+覆盖/免耕处理的前3a,冬小麦产量较对照有所降低,从第4年开始较对照增产,2011—2015年增产幅度分别为2.02%、2.83%、10.93%、5.88%、1.97%。以上结果表明,通过T5(覆盖/深松+覆盖/免耕)的简耕覆盖技术可以有效利用降水资源、培肥地力,提高产量,具有节本增效的作用。
关键词： 土壤 水分 秸秆 豫南雨养区 耕作方式 冬小麦 土壤微环境
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基于高光谱植被指数的夏玉米地上干物质量估算模型研究
《农业机械学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：2011—2014年连续实施夏玉米长势监测定位实验,在5种不同施氮量、4种不同施磷量和2个夏玉米品种处理下,测定了大喇叭口期、吐丝期、灌浆期和成熟期夏玉米冠层高光谱反射率及对应的地上干物质积累量(Aboveground dry matter accumulation,ADMA)。选取了21个光谱植被指数,利用2011年和2013年综合数据进行线性函数、对数函数、二次函数和指数函数模型拟合。在每个生育时期,选择决定系数和F值最高的3个模型,并用2012年和2014年测定光谱数据与地上干物质量对拟合模型进行均方根差和相对误差的验证,选择均方根差和相对误差较小的拟合模型为最适模型。结果表明,在大喇叭口期、吐丝期、灌浆期和成熟期,夏玉米地上干物质量的最佳拟合光谱植被指数分别为GNDVI、PSSRc、NDVI4和DI。
关键词： 夏玉米 冠层 地上干物质量 高光谱植被指数 估算模型
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农业遥感研究现状与展望
《农业机械学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：遥感技术具有覆盖面积大、重访周期短、获取成本相对低等优势,对大面积露天农业生产的调查、评价、监测和管理具有独特的作用。从20世纪70年代出现民用资源卫星后,农业成为遥感技术最先投入应用和收益显著的领域。特别是随着高空间、高光谱和高时间分辨率遥感数据的出现,农业遥感技术在长时间序列作物长势动态监测、农作物种类细分、田间精细农业信息获取等关键技术方面得到了突破。但是农业生产的分散性、时空变异性等特点,对当前农业遥感技术的应用还存在诸多挑战。本文简要回顾了农业遥感发展历程以及其应用的理论基础;再从农作物估产、农业资源调查、农业灾害监测和精准农业管理4个领域阐述了国内外相关研究和应用情况。最后提出农业遥感应加强与地面农业观测网技术的结合,推动新一代低空无人机遥感平台的发展,强化多源传感器融合以及农业过程模型与遥感数据同化的研究。
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播期对不同品种类型机插稻生长特性的影响
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了探讨河南省稻-麦两熟区播期对不同品种类型机插稻生长特性的影响,在豫南稻区罗山,以生产上主推的常规中熟中粳、常规和杂交迟熟中粳、常规早熟晚粳和迟熟中籼5个类型品种为材料,通过分期播种试验,对不同品种类型毯苗机插水稻的产量及其构成因素、茎蘖数、干物质量及群体生长率等方面进行了系统的比较研究。结果表明:1)在试验设置的播期范围内,不同品种机插稻平均产量在播期间和品种类型间差异达极显著(P<0.01),即随着播期的推迟呈极显著下降(P<0.01),第Ⅰ播期(5月11日,10.60 t/hm2)较第Ⅱ(5月16日)-Ⅵ(6月5日)播期分别增产2.15%~28.81%;杂交迟熟中粳产量(10.44 t/hm2)极显著高于其他4种品种类型(P<0.01),较其他类型品种分别增产9.20%~17.53%。同一品种类型,除了中熟中粳的产量在第Ⅱ播期(5月16日)最高,随后呈显著递减趋势外,其他4种类型品种机插稻的产量均是随着播期的推迟呈极显著下降趋势(P<0.01),但品种类型间下降幅度不同。2)在产量构成因素中,除结实率在年份间差异不显著、在播期间和品种类型间差异极显著外,其他产量构成因素在年份间、播期间和品种类型间差异均达极显著(P<0.01)。同一类型品种,除中熟中粳的结实率随播期推迟呈先略升后明显下降趋势外,其他类型品种的穗数、每穗颖花数、总颖花量、结实率和千粒质量等产量构成因素均是随播期的推迟呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)下降趋势;在播期影响下,每穗颖花数和结实率的变化较大,穗数和千粒质量的变化较小;且对产量影响大小为每穗颖花数>结实率>穗数>千粒质量;相关分析表明,产量与每穗粒数、总颖花量和结实率呈显著或极显著正相关,与穗数和千粒质量呈负相关;总颖花量与每穗粒数呈极显著正相关,与穗数呈负相关。进一步通径分析表明,对产量的贡献率最大的是群体颖花量,最小的是千粒质量,对群体颖花量的贡献率较大的是每穗颖花数,较小的是穗数。3)随着播期的推迟,不同品种类型水稻的茎蘖数在拔节期呈明显的递增趋势,在抽穗期和成熟期呈明显的下降趋势;单茎和群体干物质量、群体生长率在主要生育时期均呈逐渐下降趋势;成穗率和收获指数均呈逐渐下降趋势;但品种类型间和播期间下降幅度不同。综合机插稻高产及生育安全性考虑,豫南稻区首选杂交迟熟中粳"穗大粒多"型品种,适宜播期可推迟到5月25日。该研究结果为河南省豫南稻区机插水稻高产高效生产及配套品种的科学选用提供参考。
关键词： 栽培 播种 机械化 播期 机插稻 产量 群体生长率
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不同生态区播期对机插水稻产量、生育期及温光利用的影响
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了明确河南省不同生态区稻-麦两熟制机插条件下,播期对不同品种类型水稻产量、生育期及温光利用的影响,以常规中熟中粳、常规和杂交迟熟中粳、常规早熟晚粳和迟熟中籼为材料,采用毯状小苗机插栽培方式,在豫南罗山、豫中新蔡、豫北原阳3个试点,通过分期播种试验,研究播期对不同品种类型水稻产量、生育期及温光源利用的影响。在试验设置的播期范围内,除了中熟中粳的产量在罗山和新蔡点是5月16日(第Ⅱ期)最高、在原阳点是5月11日(第Ⅰ期)最高外,常规和杂交迟熟中粳、常规早熟晚粳和迟熟中籼4种品种类型水稻的产量在各点均是5月11日(第Ⅰ期)最高,且随着播期的推迟呈逐渐下降趋势,但品种类型间和试点间下降的差异显著性不同。随着播期的推迟,同一试点品种类型间的产量差异呈逐渐增大趋势,杂交迟熟中粳的产量在各试点均是最高,且在每一期均极显著高于其他品种类型(P<0.01)。随着播期的推迟,不同品种类型水稻的拔节期、抽穗期和成熟期相应推迟,全生育期呈极显著缩短趋势(P<0.01);不同品种类型水稻全生育期的积温、日照时数及温光利用率均呈极显著的减少趋势(P<0.01);生育期的缩短主要表现在播种-拔节期的营养生长阶段。在河南省不同生态区稻麦两熟机插条件下,豫南稻区首选杂交和常规迟熟中粳,其次是早熟晚粳,适宜播期均为5月11日-5月25日;豫北沿黄稻区首选杂交迟熟中粳和中熟中粳,其次是常规迟熟中粳,适宜播期均为5月11日-5月21日。该研究结果为河南省不同生态区水稻生产机械化高产栽培及配套品种的科学选用与布局提供参考。
关键词： 播种 温度 栽培 机插稻 播期 生育期 温光利用 产量
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保水剂用量对农田生态系统碳足迹的影响
《农业机械学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：采用田间试验,对不同保水剂用量条件下冬小麦碳吸收、碳排放、碳成本、碳效率及碳净汇等进行了研究。结果表明:农业生产过程中虽然保水剂和各种农资投入会产生一定的碳足迹,但其同时促进了作物生长,提高了作物的干物质量,从而显著提高碳吸收,降低碳成本,提高碳效率和碳净汇。各处理中60 kg/hm2保水剂用量的碳成本最低,较对照减少了25.6%,而其碳效率和碳净汇最大,较对照分别提高了35.3%和30.6%。施用保水剂提高了冬小麦的水分利用效率,且以60 kg/hm2保水剂用量效果最佳。相关性分析表明水分利用效率与碳吸收、碳效率和碳净汇呈显著正相关,而与碳成本呈极显著负相关。
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基于GF-1与Landsat-8多光谱遥感影像的玉米LAI反演比较
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：近年来,中国遥感事业已取得长足进步,高分一号(GF-1)卫星首次实现了中国自主研发的高分辨率对地观测。为探讨国产GF-1卫星影像在农业遥感长势监测中的适应性,以许昌地区为研究对象,选取同期Landsat-8卫星影像,结合地面采样数据LAI,从传感器光谱响应特征、经验回归模型监测精度以及LAI空间一致性等3方面进行2类遥感数据的对比评价。结果表明,GF-1影像近红外、红、蓝波段光谱响应与Landsat-8有差异,与绿波段光谱响应非常吻合,各波段光谱反射率与Landsat-8影像同类光谱间均存在显著线性关系。通过各波段组合多种归一化植被指数,采用经验回归模型反演LAI发现,GF-1影像反演的最优模型为NDVI的指数模型,R2为0.848,Landsat-8影像反演的最优模型为蓝红组合的归一化植被指数(blue-red NDVI,BRNDVI)的指数模型,R2为0.687,2类影像反演LAI与地面实测值均呈现较为一致的线性关系。由许昌地区玉米LAI值空间分布可见,GF-1影像反演的玉米LAI值与Landsat-8影像反演值过渡趋势一致,在许昌西部种植结构复杂地区,GF-1影像以其空间分辨率优势更能凸显LAI分布差异。通过该文研究表明,GF-1卫星的高时间分辨率以及高空间分辨率特征能够代替传统中分辨率数据成为农业遥感长势监测中的重要数据源,该数据在农业遥感其他领域的应用是今后研究的重点。
关键词： 遥感 作物 波长 玉米 GF-1 Landsat-8 叶面积指数
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适宜热烫条件保持双孢蘑菇片品质和颜色
《农业工程学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：为保持双孢蘑菇片的品质和颜色,采用85、90、95和100℃的热水分别对双孢蘑菇片进行不同时间的热烫处理,以未经热烫的双孢蘑菇片为对照,测定其干片抗坏血酸和总酚含量、抗氧化活性及其颜色的变化。结果表明:热烫后双孢蘑菇片的抗坏血酸和总酚含量分别损失66.67%~93.33%和12.33%~59.49%,抗氧化活性减弱16.86%~42.75%;与未热烫样品相比,热烫可使双孢蘑菇片亮度L值下降11.23%~30.63%,而色度变化不大,但总色差从10.12±0.55增到22.86±0.21。综合考虑热烫温度和时间对双孢蘑菇片抗坏血酸、总酚、抗氧化活性和颜色的影响,确定双孢蘑菇片的较佳热烫条件为85~95℃温度下处理1~2 min,在此条件下能较好的保持双孢蘑菇片的营养品质和颜色。
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多种潮土有机质高光谱预测模型的对比分析
《农业工程学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了对比不同方法建模效果的差异,筛选潮土有机质高光谱最佳预测模型,该研究采集国家潮土土壤肥力与肥料效益长期监测站不同施肥处理耕层土样83份,采用25种光谱预处理方法(15种单一预处理方法,10种预处理方法相加算法)结合3种建模方法(多元线性回归、偏最小二乘回归、支持向量机回归),构建不同的潮土有机质高光谱预测模型。对比模型预测结果表明,最佳光谱建模方法是偏最小二乘回归法,该方法结合多种预处理方法均获得了较高的模型预测精度和可靠性,25个检验模型的平均决定系数、均方根误差值RMSEv和相对分析误差RPD值分别为0.913、1.264 g/kg和3.299。使用预处理方法相加算法能更好地提升模型精度,相比使用单一预处理方法,3种建模方法的检验模型平均决定系数分别提高了0.049、0.033和0.071,RMSEv分别降低了0.318、0.204和0.528 g/kg,RPD值分别提高了0.530、0.307和1.144。先用多元散射校正法再进行5个平滑点数的一阶导数预处理在3种建模方法中表现均较好(平均决定系数=0.934,平均RMSEv=1.17 g/kg,平均RPD=3.59),可作为潮土有机质预测模型的通用预处理方法。偏最小二乘回归模型结合最大值标准化预处理所建模型(决定系数=0.948,RMSEv=0.972 g/kg,RPD=4.276)精度高、可靠性强,且建模过程数据运算更为简便,是筛选出的最佳潮土有机质高光谱预测模型。该研究结果对潮土有机质高光谱预测建模有一定的指导作用,并为筛选最佳高光谱预测模型提供技术参考。
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