科研产出
LED组合光谱对水培生菜矿物质吸收的影响
《光谱学与光谱分析 》 2014 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：在植物工厂全密闭环境中水培种植大速生生菜,以光谱比例可调节的LED灯板为植物生长光源,应用电感耦合等离子体原子发射光谱技术(ICP-AES),研究了红蓝LED组合光谱下生菜对K,P,Ca,Mg,Na,Fe,Mn,Zn,Cu,B,Mo等11种营养元素的吸收特性。结果表明:(1)与叶绿素生理吸收波峰(峰值450和660nm)对应的单一或组合光谱均可增强水培生菜根对Na,Fe,Mn,Cu,Mo元素的吸收能力,且单一红光光谱的促进作用最为显著,四种元素含量分别为荧光灯全光谱下的7.8,4.2,5.3,11.0倍;(2)根对K和B元素的吸收量在荧光灯全光谱下达到最大分别为10.309mg·g-1和32.6μg·g-1,而在红、蓝单一或组合光谱下吸收能力降低;(3)单一蓝色光谱下根对Ca和Mg元素的吸收受到抑制,分别比荧光灯对照降低35%,33%;(4)生菜在30%蓝光+70%红光的光谱条件下生物量最高,而在20%蓝光+80%红光条件下对Ca,Mg,Na,Fe,Mn,Zn,B七种元素的累积量达到最大值。试验结果为水培生菜光源光谱选择及营养液配方调节提供了理论依据。
关键词： LED 光谱成分 ICP-AES技术 生菜 矿质元素
全文链接
请求原文
考虑耕地生态质量的基本农田划定方法
《农业工程学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：合理评价耕地质量是基本农田划定与高标准基本农田建设等工作科学开展的重要前提。该文以海南省屯昌县为例,在综合考虑耕地自然质量和区位条件的基础上,选择地形坡度、土壤侵蚀模数、生态系统服务价值、地质灾害率、连片度等表征耕地生态质量的指标,强调耕地生态质量的重要性,构建耕地入选基本农田评价的指标体系,提出基本农田划定综合评价方法。结果显示:依据综合评价方法,屯昌县分值≥70分的耕地划为基本农田,占全县耕地总面积的88.91%,主要分布在屯昌县中南部及北部的台地平原区。通过与仅依据农用地自然质量分划定的基本农田对比分析可知,该文方法划定的基本农田不仅自然本底质量良好、区位便利,而且地势平坦、土壤侵蚀和自然灾害等较少发生,在空间分布表现为向地势平坦区、城镇聚集区集中的趋势,同时平均图斑面积较大且集中连片,有利于规模化、机械化经营。该文方法将耕地的生态质量考虑到基本农田划定中,划定的耕地更符合基本农田的要求,有助于维持耕地数量不减少、质量长期稳定。该研究可以为耕地入选基本农田评价提供科学依据,也为丰富耕地质量评价与基本农田划定研究提供思路借鉴。
关键词： 土地利用 生态 地理信息系统 耕地 质量 基本农田 划定
全文链接
请求原文
基于线性渐变分光微型近红外仪的西湖龙井真伪模型不适应性析因及修正研究
《光谱学与光谱分析 》 2014 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：采用基于线性渐变滤光片分光原理的微型近红外光谱仪对2012年和2013年的西湖龙井和普通扁形茶建立真伪识别模型。分别对不同年份、不同保存期样品的近红外光谱数据进行PCA分解,并根据PCA得分分布的数学特征选取代表性样品,建立PLS-DA模型,从数学原理的角度对模型不适应性的原因加以分析,并对其进行修正,结合外部盲样的验证,有效地增强了模型适应性。研究结果表明,针对西湖龙井和普通扁形茶,采用不同年份样品近红外光谱数据共同建模可有效提高模型对不同年份样品的识别正确率;采用不同保存期样品近红外光谱数据建模结果表明,普通扁形茶在冷冻保存3个月后,理化性质发生了较大的变异,而西湖龙井的理化性质相对较为稳定。从光谱数据主成分特征的数学原理角度对不同年份以及不同保存期模型的适应性进行了研究,建立并验证了适合西湖龙井真伪识别的模型,有效提高了模型的预测准确度。不仅可为近红外光谱应用于农产品质量安全与品质分级方面提供一定的参考,而且对提高农产品近红外分级模型的预测准确度亦具有参考价值。
关键词： 线性渐变滤光片 近红外光谱 地理标志农产品 西湖龙井
全文链接
请求原文
植物叶片萎蔫过程的物理表示方法
《农业机械学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：为定量化描述植物叶片萎蔫的动态过程,提出一种基于物理模型的描述方法。首先基于植物叶片的三维模型构造体素结构用以抽象植物的细胞结构,在此基础上利用质点弹簧模型表示细胞之间的受力关系,然后根据欧拉-拉格朗日方程描述细胞的运动过程,最后采用隐式纽马克积分法对方程求解进而得到细胞的三维位置变化。以萎蔫状态下叶尖在几何空间的变化轨迹作为参考属性进行数据验证,模拟的叶尖运动方向与实测值相差19°,实测的叶尖三维空间位置与模拟结果的距离差值在0.68 cm至3.0 cm之间,数据表明所提算法得到的叶尖变化轨迹与真实叶尖变化轨迹接近;其次,从视觉角度评价,也可逼真地模拟萎蔫状态下叶片三维形态的变化过程。
全文链接
请求原文
能源草沼气发酵应用潜力及应用前景
《应用基础与工程科学学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探索能源草沼气发酵应用前景,利用自行设计的试验装置开展了京郊地区柳枝稷、荻、芦竹的沼气发酵试验,对其应用潜力开展了量化分析.3种能源草的有效沼气发酵过程持续30d,沼气产量集中在前10天内,分别占单位质量原料沼气产量的84.45%、84.81%、85.02%.3种能源草中,柳枝稷沼气发酵启动较快,基本完成沼气发酵过程所需时间较短,为18d;芦竹的单位质量原料沼气产量、单位面积沼气产量、单位面积沼气发电量较高,分别为188.67m3/t、5868.95m3/hm2、9390.33kWh/hm2,柳枝稷次之,荻再次之;荻的大气净化价值较大;每发酵生产1000m3沼气所需种植的柳枝稷、荻、芦竹在1个生长季中可以固定大气CO29135.34kg、12857.14kg、8586.57kg.柳枝稷、荻、芦竹3种能源草可以用作并丰富沼气发酵原料种类.
全文链接
请求原文
特征变量优选在苹果可溶性固形物近红外便携式检测中的应用
《光谱学与光谱分析 》 2014 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：为实现苹果可溶性固形物(SSC)的便携式快速检测,利用环形光纤探头和微型光谱仪搭建便携式苹果可溶性固形物光谱采集系统,结合无信息变量消除(UVE)、遗传算法(GA)、竞争性自适应加权(CARS)算法筛选基于偏最小二乘(PLS)的苹果可溶性固形物的近红外光谱特征波长。另外,采用反向区间最小二乘支持向量机(BiLS-SVM)和GA算法优选基于LS-SVM的特征波长变量,分别建立所选特征波长和全波段的PLS模型和LS-SVM模型。试验结果表明,经过GA-CARS算法从全波段1 512个波长中筛选出的50个特征波长建立的PLS模型效果最好,其预测相关系数和预测均方根误差分别为0.962和0.403°Brix。利用该检测装置结合GA-CARS筛选的特征波长,可有效简化苹果可溶性固形物近红外便携式检测模型并提高模型的预测精度,为进一步构建便携式苹果可溶性固形物检测设备奠定了基础。
全文链接
请求原文
基于蒸渗仪实测的参考作物蒸散发模型北京地区适用性评价
《农业工程学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：参考作物蒸散发(ET0,reference evapotranspiration)是计算植被耗水量、分析区域水分平衡、管理水资源的基本参数。由于区域间气象条件的差异,ET0模型在不同地区表现出不同的适用性。蒸渗仪实测是欧美地区评价参考作物蒸散发模型的经典方法,而中国尚少研究,华北地区未见报道。2012年生长季(4-10月),应用自动称重式蒸渗仪实测高羊茅草坪蒸散评价了Penman-Monteith(FAO-56)、Hargreaves-Samani、Priestley-Taylor、Penman-van Bavel模型在北京地区的适用性。在2个蒸渗仪中建植冷季型高羊茅草坪,以获得ET0标准数据。试验地安装Dynamet气象站,自动测量并记录气象数据:空气温度、空气相对湿度、太阳总辐射和高度2m的风速,用于模型计算参考作物蒸散发。应用线性回归与均方根误差(RMSE)、一致性指数(d)2个指标评价模型的预测准确性。研究结果表明,太阳总辐射与月蒸散之间呈现较强的线性关系(R2=0.95,p=2.72×10-7),说明太阳辐射能量是驱动SPAC(soil-plant-atmosphere continuum)系统中水分从植被向大气运动的主要动力。随着时间尺度减小,模型的估算准确度降低。由于模型的输入参数不同,在ET0计算中出现了不同方向的偏差。月尺度上,Priestley-Taylor模型低估,而Penman-Monteith、Hargreaves-Samani和Penman-van Bavel模型高估了蒸散。日尺度上,Hargreaves-Samani模型和Penman-van Bavel模型略微高估了日蒸散,比率分别为1.0167和1.0526;Penman-Monteith模型和Priestly-Taylor模型低估了日蒸散,比率分别为0.8204和0.7593。时尺度上,除了Priestly-Taylor模型全部得出最低的数值,其余模型在不同天气类型下得出不同的计算结果。综合月、日、时3个时间尺度的评价结果,Penman-van Bavel是最准确的ET0计算公式,RMSE分别为0.63 mm/d(月)、1.43 mm/d(日)、0.087mm/h(时),d值分别为0.96(月)、0.89(日)、0.87(时)。Penman-Monteith模型的计算准确性比Penman-van Bavel模型略低,d值为0.73~0.93。
全文链接
请求原文
LS-SVM的梨可溶性固形物近红外光谱检测的特征波长筛选
《光谱学与光谱分析 》 2014 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：为提高梨可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)的近红外光谱模型的精度和稳定性,以160个梨样品为实验对象,分别对原始光谱、多元散射校正(MSC)和标准正态变量变换(SNV)处理后的光谱,经无信息变量消除算法(UVE)挑选后,再结合遗传算法(GA)和连续投影算法(SPA),筛选梨可溶性固形物的近红外光谱特征波长。将筛选后的波长作为输入变量建立梨可溶性固形物的最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型。结果表明经过SNV-UVE-GA-SPA从全波段3112个波长中筛选出的30个特征波长建立的梨可溶性固形物LS-SVM模型效果最好,该模型的预测集相关系数(Rp)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.956和0.271。该模型简单可靠,预测效果好,能满足梨的可溶性固形物含量的快速检测,为在线检测和便携式设备开发提供了理论基础。
关键词： 近红外光谱 特征波长 最小二乘支持向量机 可溶性固形物 梨
全文链接
请求原文
猪粪原料沼气工程系统中的原核微生物群落结构
《化工学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：采集了中国不同地区的13个猪粪原料沼气工程系统的沼液,利用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术研究了原核微生物群落组成及多样性。结果表明,Firmicutes是猪粪原料沼气工程系统中的主导微生物,其次为Bacteroidetes、Proteobacteria和Chloroflexi。在相似的温度条件下,铵态氮与磷酸盐的比例是影响猪粪原料沼气工程系统原核微生物群落结构及多样性的主要因素。较高的铵磷比会富集Firmicutes门的菌群,尤其是Clostridium sensu stricto属;而较低的铵磷比则有利于Bacteroidetes和Proteobacteria。不同营养类型产甲烷菌对高浓度铵态氮耐受程度不同(氢营养型产甲烷菌>Methanosarcina>Methanosaeta),影响着产甲烷菌群落组成。产甲烷菌和互营菌的群落组成是影响沼气发酵产气效率的重要生物因素,高比例的氢型产甲烷菌和丙酸互营菌更有利于提高产甲烷效率。
关键词： 沼气工程 猪粪 16S rRNA扩增子高通量测序 原核微生物群落 生物反应器 发酵 甲烷
全文链接
请求原文
基于图像拼接的苗期玉米植株缺失数量自动测量方法
《农业工程学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：为自动测量苗期玉米植株缺失数量,研究一种基于图像拼接的玉米早期缺苗数量自动测量方法。该方法首先在田间光照条件下,从植株顶部沿行向获取玉米图像序列,并将图像序列注册到同一坐标系下拼接为行向图像,然后将植株像素从土壤背景中分割出来,在植株细化骨架上标识茎秆中心点。最后以行向图像上各茎秆中心点拟合行向直线,将茎秆中心点向行向直线投影,从相邻投影点的距离计算植株平均株距,缺苗数量可由平均株距和两相邻植株的距离计算。在3个不同密度的试验小区上对比该方法与人工测量,每个小区进行10次重复,在低密度和中密度小区两种方法具有较高的相关性,在高密度小区两种方法的相关性有所下降。该方法可以替代人工测量,从而减少时间和人力投入,提高玉米早期植株缺苗数调查的自动化程度。
关键词： 农作物 图像处理 测量 图像序列 图像拼接 苗期玉米 缺苗数量
全文链接
请求原文
