利用无人机技术可以快速获取林业自然保护区高分辨率遥感影像,无人机影像在林业资源调查与监测中具备传统卫星影像无可比拟的优势。本研究以丹霞山湿地自然保护区为研究对象,基于无人机遥感影像,提出了一种人工林地单株立木自动化提取方法。研究采用遥感影像多尺度分割算法,对研究区无人机遥感影像进行多尺度分割,然后通过构建林地特征信息模型,实现对案例区人工林地单株立木自动化提取。结果表明：该方法在丹霞山湿地保护区人工林地自动化提取中具有较高的可行性,Kappa系数达到了0.979,总体分类精度达到了98.40%,能够满足人工林地提取的需要。该方法省去了人工林地分类前的人工干预和先验知识输入,大幅度提高了无人机影像在林地资源调查应用中的工作效率,为精准林业调查提供了一种新方法。
研究旨在探讨有效降低再生稻头季机收对蓄留稻桩的碾压损伤,提高再生季产量和生产效益。通过收割机履带窄幅化改制及宽窄行配套栽插大区比较试验,调查分析了宽窄行栽插对再生稻头季生物量的影响,验证了窄幅履带的减损效果。结果表明：相比等行距栽插,宽窄行栽插有效增加头季稻群体生物量、成穗率和产量;同时,宽窄行栽插有效降低履带对蓄留稻桩的碾压面积,减少机收碾压对再生季产量损失,实现增产增效。使用窄幅履带机收配套宽窄行栽插可实现两季总产量16309.22 kg/hm2,比对照增产2206.2 kg/hm2、增幅15.64%;宽窄行栽插实现再生季产量5897.87 kg/hm2,比对照增产807.41 kg/hm2、增幅15.86%;使用窄幅履带机收较宽履带减少再生季产量损失1288.16 kg/hm2,损失率下降了19.8%。该试验形成了相关的技术模式,具有成本低、易操作、效果好等特点,适合丘陵山区再生稻生产区推广应用。
针对内蒙古自治区生态观测需求,特别是草地生态系统观测需求,选取牧草观测为研究内容,提出基于嵌入式技术和并行计算技术的实时远程可控可视的牧草观测自动化技术思路。采用特征像素图像识别方法,实现牧草覆盖度的自动测量、牧草的发育期图像自动识别。利用摄影测量技术结合图像处理技术获得像高转物高变换算法,实现层高与株高的自动测量。结合现代电子技术以及DSP技术、图像处理技术设计了牧草自动观测智能传感器,传感器在观测前端完成图像采集、处理与模式识别后,再将处理后的结果通过网络传向服务器端,可通过智能手机或PC访问服务器远程查看观测数据,实现牧草覆盖度、层（株）高以及牧草生长期的自动观测。测试结果表明,图像处理与实测覆盖度数值显著相关检验R0.05>0.90,与实测株高数值显著相关检验R0.05>0.85。相对于在后端PC系统进行图像处理,不但可以提高观测系统的数据运算处理速度,而且鲁棒性好,同时能够大大减轻数据传输压力,适合对体积、功耗、工作环境及稳定性要求极高的场合。
家庭阳台水培以观赏性强、整洁方便、绿色安全等特点拥有广阔的市场前景,以家庭阳台水培为设计目的、以用户需求为导向的家庭水培装置能够有效满足当前的市场需求。行为地图法与Kano模型的结合能够准确收集用户需求及重要度,QFD质量屋模型可将产品质量要素按照用户需求重要程度进行排序。据此进行方案优化,指导完成以用户需求为导向的装置设计。装置具有空间集约、造型美观、便于移动及固定、有效减轻水培液浪费污染、电线收纳便捷等优点,更适用于家庭水培。同时,新材料应用等也将成为装置未来提升的方向。
通过对国内外农作物种质资源库建设概况的梳理总结,从种质库的规划设计、施工建设、运行管理3个方面,提出明确规划定位、加强顶层设计,施工建设严把质量关、安全关,运行管理标准化、实现可持续发展,以及给予长期稳定资金投入、构建全国种质资源库协作网的建议和思考。
芽苗菜营养丰富、绿色无污染、具有广阔的发展前景,但是芽苗菜栽培管理工作量大,专用设备较少,限制了芽苗菜的推广。为解决芽苗菜栽培对于自动化管理的需要,设计了一种组合式超声波芽苗菜栽培装置。该装置由底座、催芽系统、栽培系统、补光系统、控制系统等组成。利用该装置进行的豌豆和萝卜等芽苗菜栽培试验,结果表明：该装置采用的自动化控制系统,可以实现催芽系统和栽培系统的自动供水,以及补光系统的自动补光,在栽培过程中无须人工管理。催芽系统和栽培系统采用超声波方式进行雾化,不仅可以满足芽苗菜对水分的需求,还能协调根系的水气供应矛盾,使芽苗菜发芽和生长速度提高,并减少烂根等现象。该装置可以根据用户需要选用一个或多个栽培系统进行组合,组合方式灵活,使芽苗菜栽培过程实现了自动化,对芽苗菜的推广具有重要的意义。
本文在传统FDR法自动土壤水分传感器基础上,通过重新设计测量电路,开发了一种新型自动土壤水分传感器,并在实验室内开展了新型传感器电气性能、测量性能、抗温度变化特性、抗盐碱性能等传感器特性与传统FDR法自动土壤水分传感器的对比分析或试验。通过对比分析或试验,结果表明：新型自动土壤水分传感器可以实现土壤水分的连续监测,满足传感器的测量性能需求;新型自动土壤水分传感器与传统FDR法自动土壤水分传感器相比,标定过程相对简单、测量精度及测量准确性更高、抗干扰性更强、稳定性更高。新型自动土壤水分传感器的研发设计,提高了土壤水分监测的准确性、稳定性,为自动土壤水分观测仪的升级换代提供了技术支撑。
为解决作物播种过程板结,有效延伸作物播种时间,缩短出苗时间,提高出苗率,实现合理的群体构建。通过制定技术方案,研制开发出由连接构件、调节构件和耧耙构件组成的“农作物播种过程板结耧耙装置”。该装置经在播种期降雨较多年份与已有的“旋耕施肥播种镇压一体机”配套使用,其耧耙构件的耙齿入土深度一致,且符合农艺技术要求,有效解决了播种过程板结,提高了出苗率;该装置具有结构简单、安装简便、易操作等特点。该项研究是对“旋耕施肥播种镇压一体机”性能及功能的进一步完善,可为播种保苗及构建合理群体提供技术支撑。
本研究主要对新引进的日光温室与当前厚墙体温室的光热性能进行对比研究,为呼和浩特地区日光温室的建设提供参考依据。根据4种类型日光温室小气候监测数据,分析温室内外日平均温度、温室内外日最低温度、温室内外日最高温度、温室内光照度等气象要素变化规律。双膜双被日光温室为室内温度水平最高的日光温室,越冬期间（1月12日—2月21日）日平均气温为20℃,日平均最高气温、最低气温分别为35.7℃和13.6℃,厚墙体温室为4种类型温室中温度水平最低的日光温室,日平均温度为15.1℃,日平均最低气温为6.1℃;在晴天条件下不同类型的日光温室的峰值气温可达35~40℃,多云天气下各种类型温室峰值气温稍低,达30℃左右,阴天条件下的各种类型室内气温明显降低,各类型温室均处于20℃以下,阴天条件下的稻草日光温室升温效果较为显著,优于其他类型温室,但保温效果较差,厚墙体温室的升温保温效果均不理想;从温室内日最低气温低于8℃的天数统计来看,厚墙体温室的低于8℃天数达到34天,超过了统计总天数的4/5,稻草温室的低于8℃天数达到18天,超过了统计总天数的2/5,双膜单被水箱蓄热日光温室为8天,约为统计总天数的1/5,双膜双被水箱蓄热日光温室仅为2天;温室内的气温是随着光照强度的增大而升高的,晴天条件下气温的升高时间较光强增大时间滞后2~4 h,光照强度峰值均可达20000 lx以上,多云条件下气温的升高时间较光强增大时间滞后1 h左右,光照强度峰值达5500~8000 lx。结论：综合气温、光照、天气条件等因素,冬季双膜双被水箱蓄热日光温室室内外温差最大,保温效果最高,双膜单被水箱蓄热日光温室略差于双膜双被日光温室,稻草日光温室次之,厚墙体温室的保温性能在4种类型温室中最差。
甜菜是制糖工业的重要原料,在中国种植已有100多年。近年来,随着农村劳动力转移加快,劳动力价格急剧上升,而甜菜种植比较费工时,因此,甜菜生产机械化受到极大的重视,得到了快速发展。通过分析甜菜机械作业环境条件、土壤条件、机械性能、农时季节等因素,计算甜菜机械田间作业效率,在适宜的作业时间,合理配置甜菜作业机械机组,尽可能采取联合作业,保证甜菜机械作业期内可完成相应的作业面积,提高机械的利用率和作业效率。保证其技术上的可行性、经济上的可盈利性。
选择3种不同类型的玉米籽粒收割机和7个不同基因型玉米品种,开展玉米籽粒机收收获质量影响因素研究,探索不同类型收割机对不同基因型玉米籽粒收获质量的影响,以期为玉米籽粒收获收割机的选择和玉米籽粒机收技术的推广提供依据。根据试验取得的数据,不同基因型玉米品种的主要特征中穗位高、密度、穗粒数、单产分别对玉米籽粒破碎率、损失率、杂质率产生显著影响,收获前含水率对破碎率产生极显著影响,对损失率、杂质率影响不显著。3种类型收割机作业的收获前含水率与破碎率呈极显著正相关,与损失率、杂质率均呈不显著正相关,破碎率存在极显著差异,损失率存在显著差异,杂质率差异不显著。收获前含水率是影响破碎率的主要因素,并不显著影响损失率和杂质率,破碎率、损失率、杂质率三者没有显著的相互影响和关联性。通过回归分析,收获前含水率分别与破碎率、损失率、杂质率存在线性相关,不同类型的玉米收割机籽粒破碎率都随收获前含水率的增加而增大,损失率和杂质率不都是随收获前含水率的增加而增大,不同类型收割机作业质量的差异主要体现在收获前含水率对破碎率的影响上。收获前含水率在不高于国标(GB/T 21962—2008)要求的25%的情况下,3种类型的收割机的破碎率、损失率、杂质率都能达到5%、5%、3%的国家标准;在国标要求破碎率不大于5%时,福田4LZ-8E、谷王4LZ-7B、雷沃4LZ-8E2适宜的收获前含水率分别不应高于26.51%、26.95%、36.41%,平均值为29.96%,在此含水率水平下,损失率、杂质率也不会高于国家标准,即在收获前含水率不高于30%情况下,收割机作业质量都能保证达到国家标准。机手在作业之前,要综合考虑玉米的长势、含水率大小、地形情况等因素,调试收割机各主要部件达到合理指标,选择合适的收割速度或喂入量,才能达到最佳的收割质量。
各种农业机械的普及,提高了农业生产效率,缓解了农村土地撂荒和季节性劳动力不足的问题。但受技术发展、人员素质等因素影响,农机安全事故时有发生。针对农业机械安全状况,分析事故原因,构建事故防控机制,对保障人身、财产安全具有十分重要的意义。通过对农业机械事故致因等进行分析,运用系统安全理论对农业机械事故开展研究,旨在建立安全思维,提出预防机制措施,减少农机事故发生,为确保农机安全生产形势持续稳定好转提供理论依据和技术支持。
藜麦因为营养全面且具有耐旱、耐寒、耐贫瘠、耐盐碱等特点而受到研发者及广大消费者的普遍关注,笔者通过综述藜麦栽培、收获、饲料化利用及产品加工等环节中机械化发展现状及存在的问题,提出了针对不同区域,配套适宜的栽培方法,建立藜麦高产稳产综合栽培技术,提高藜麦收获纯度,保证藜麦品质,加强藜麦秸秆饲料化利用研究,提高藜麦米综合质量,积极拓展藜麦加工的深度和广度,打造甘肃省自有品牌等藜麦产业化意见建议,旨在探讨甘肃省藜麦产业发展新思路、新途径,为藜麦产业进一步发展提供依据。
提高水资源利用率,解决农业用水短缺一直是世界性的问题,如何在减少灌溉用水量和优化用水结构的同时保障内蒙古主要水稻产区的粮食生产能力,是目前的研究热点。本研究基于水量平衡原理,于2018—2019年的5—9月在内蒙古东部扎赉特旗开展膜下滴灌旱作水稻灌溉试验,并且以传统插秧泡田种植为参照,提出了内蒙古东部典型地区膜下滴灌旱作水稻的作物需水量和不同生育阶段需水规律,并且分析了不同灌溉方式的水稻最终产量及作物需水系数。研究结果表明膜下滴灌水稻全生育期需水量为608.4 mm,其生育阶段土壤含水率占饱和含水量的85%~100%时的产量最大,苗期需水量最小,抽穗灌浆期最大;拔节孕穗中期的耗水强度最大,需水系数在全生育期中抽穗灌浆期为最大。
为了探究云南滇中地区夏、秋两季露地生菜耗水规律及作物系数,为该区域生菜生产提供更好的灌溉保障,于2019年在云南省灌溉试验中心站大田进行了夏季和秋季生菜耗水试验。采用水量平衡、Penman-Monteith公式计算了夏、秋季露地生菜耗水规律、作物系数,分别对其耗水量的影响因素进行了通径分析。结果表明：夏季和秋季生菜全生育期耗水量分别为76.47、44.54 mm,夏季生菜团棵期、莲座期、结球期、成熟采摘期的日耗水强度分别为0.74、1.23、2.26、2.52 mm,秋季生菜分别为0.40、0.73、0.86、1.15 mm;夏季生菜各生育期作物系数分别为0.17、0.31、0.74、0.75,而秋季生菜分别为0.18、0.25、0.37、0.81;夏季生菜耗水量的主要影响因素是0~40 cm平均土壤温度和降雨量,秋季生菜耗水量的主要影响因素是0~40 cm平均土壤含水率、日照时数。该试验得出了夏、秋季生菜作物系数,为云南滇中地区生菜灌溉定额和灌溉制度的制定提供一定的科学依据。
设施农业是现代农业发展主要方向,但中国设施温室环境控制起步晚,技术相对落后,控制效果差。农业温室智能控制是现阶段设施农业种植与农业生产的关键部分,是中国能够有效提高农作物生产率,保证农作物品质的重要工具。为了促进中国设施农业温室大棚智能控制技术的快速发展,推动设施农业领域的技术进步,本文总结了国内外设施温室发展状况及温室环境控制技术的发展历程,分析了不同时期的温室环境控制特点,提出了中国温室环境控制技术的不足之处,展望了设施农业温室大棚智能控制技术的发展方向。
多尺度土壤水信息的精确观测是深刻理解四水转化内涵、积极应对与其密切相关地质灾害的关键。本文介绍了中小尺度和大尺度土壤水常用监测方法的原理、优缺点和适用范围,其中大尺度土壤水监测以遥感直接获得的温度和反射率信息为基础。还进一步介绍了遥感信息的获取方法和技术手段,以及基于上述遥感信息发展出来的干旱观测方法和土壤水分反演模型,并对未来的土壤水观测进行了展望。
多环芳烃作为环境中典型的持久性有机污染物,因其毒性强、危害大而备受关注。本文从生物修复、物理修复和化学修复等方面,概述了近年来国内外土壤多环芳烃污染的主要修复技术。生物修复技术处理成本低、操作便捷、二次污染小,但修复周期长、不适用于高浓度污染土壤;物理修复和化学修复可用于高浓度污染土壤,但存在改变土壤原有结构、运行和维护成本高等缺点。针对高浓度PAHs污染土壤,首先宜采用物理和化学修复去除其中大部分污染物,再进一步利用生物修复进行无害化处理,实现污染土壤的循环利用。
