多点土壤温度测量系统的设计与实现

为了实现不同土层温度实时监测,方便研究温度对农作物根系生长的影响,基于计算机技术和传感器技术,开发了多点土壤温度测量系统。该系统以C8051F310单片机位控制核心,利用DS18B20数字温度传感器实现了对10个不同土层温度测量显示、存储、传输等功能。应用结果表明:该系统具有操作简便,监测精度高的特点。     

基于注意力机制与EfficientNet的轻量化水稻病害识别方法

为实现水稻病害图像的快速、准确识别,提出一种基于注意力机制与EfficientNet的轻量化水稻病害识别方法。该方法首先引入轻量级卷积注意力模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM)改进Efficientnet-B0中的主体模块轻量翻转瓶颈卷积核(Mobile Inverted Bottleneck Convolution,MBConv),然后利用Ghost模块优化网络中的卷积层,降低网络的参数量和计算量,最后使用Adam优化算法提高网络的收敛速度。在由572幅水稻白叶枯病、稻粒黑粉病、稻曲病、稻胡麻斑病和健康叶片5类水稻图像构成的测试集上,本文所提方法的识别准确率为95.63%,较EfficientNet-B0提高1.75%;分别比同类经典神经网络VGG16、Inception-V3、ResNet101和DenseNet201提高8.39%、4.72%、3.67%和1.05%。本文所提方法模型参数量为4.4 M,较EfficientNet-B0减少2.8 M;相比于对照网络,其参数量仅是这些网络模型参数量的9.05%、18.37%、9.81%和21.64%。试验结果表明：本文所提方法能够实现对不同水稻病害图像的准确、快速识别,而且识别模型轻量,具有较少的网络参数量。     

不同形态氮素对基质培番茄生育、产量及品质的影响

采用盆栽的方法,研究了不同形态氮素及不同配比对基质培番茄的生理代谢、生长发育、产量形成以及品质的影响。结果表明：氨态氮或酰胺态氮比例达到50：50时,植株生长正常,不曩根系活力和光合作用,叶片含水量正常。在秋冬茬可明显提高产量;在春夏茬可增加早期产量,总产量和单果重正常,并可延长果实的保鲜期。当氨态氮或酰胺态氮占营养液总氮量的75％时,植株生长受抑制。随着氨态氮或酰胺态氮比例的提高,叶片中全氮、全磷含量增加,果实中硝酸盐含量下降,还原糖、Vc含量上升,总酸含量不受影响。     

设施蔬菜臭氧植保机设计与试验

根据设施蔬菜病虫害绿色防控需求,设计了一款多功能植保机,并配套设计了信息管理系统。该机主要包括臭氧发生、电路控制、高速风机、诱虫灯、环境数据采集等功能模块,各模块由STM32F103微处理器进行控制。采用高压放电法制取臭氧,通过配备的风机及气流导向板将臭氧扩散至整个设施空间,实现病菌、害虫卵、幼虫的消杀;利用诱虫灯将害虫成虫吸引至设备底部,通过风机产生的吸力将其吸入设备内并杀灭。基于物联网体系架构设计的信息管理系统可实现多功能植保机的远程控制和植保数据的智能管理。应用多功能植保机进行了温室黄瓜白粉病和烟粉虱的防治试验,结果表明,使用该设备后,在黄瓜全生长期可将黄瓜白粉病的病情指数控制在5.9,对黄瓜烟粉虱的防治效果可达89.5%。     

春季日光温室的湿度分布及变化规律初探

本文通过多点、多高度昼夜测定温室内的相对湿度(RH),初步得出,一天内春季日光温室内RH最高的时间为2:00～6:00;RH最高的部位为中北偏下部;持续高湿(RH>90％)超过12小时。     

日光温室黄瓜干物质积累模型研究

为了减少黄瓜干物质积累模型的输入参数,提高模型的实用性,本研究提出了有效光照累积的概念一定时期内高于黄瓜光补偿点的光照度与光照时间乘积的累加值.以有效积温和有效光照累积作为驱动变量,用Eviews软件对日光温室黄瓜干物质的积累进行了回归拟合,得到了黄瓜单株干质量与有效积温、有效光照累积之间的回归方程.结果表明,拟合曲线的决定系数R2值达到0.96,预测误差RMSE(根均方差)值达到8.3.     

基于改进型蚁群算法和Gauss-Markov随机场的植物病斑自适应分割

针对植物病害图像成分复杂、病斑排列无规则等特点,提出了基于改进型蚁群算法和Gauss-Markov随机场的自适应病斑分割算法。该算法采用自适应信息素更新策略,对信息量进行有差别的动态更新,克服了标准蚁群算法容易陷入局部最优造成的早熟、停滞现象。同时,利用Markov随机场的局部相关特性并结合Gauss分布组成线性平稳自回归模型,针对植物病斑特征建立分割模型。最后,采用改进型蚁群算法对其进行优化,并结合Gauss-Markov随机场最大后验概率估计,实现对植物病斑的自适应分割。仿真试验表明,改进后的算法能够针对植物病斑特性实现自适应分割,鲁棒性较好。然而,对于蚁群算法与Markov的最佳耦合方式及参数初始值的设置仍需作进一步研究。     

植保信息软件技术及其软件产品

中国农业大学植保信息软件技术实验室（ＩＰＭＩＳＴ）承担了国家８６３、国家自然科学基金、博士点基金、农业部和北京市的科研项目数项,近年研究开发出多种实用软件。中国蔬菜害虫多媒体数据库ＣＮ－ＶｅｇｅＰｅｓｔ（封３图１）包括害虫１３４种,以文字、图象、录音、录像等多种媒体介绍了害虫的名称、分类、寄主、分布、形态特征、危害特征、生活习性、防治方法等１９个方面的内容;植检害虫多媒体信息系统ＰＱ－ＰｉｃｋＢｕｇｓ（封３图２）实现了对我国所规定的５７种（外加１属）对外植物检疫性害虫图像和文字数据的电脑化管理;…     

多功能土壤温度测量仪的研发

目前市面能进行土壤温度测量的产品很多,但大多功能单一,能实现更多功能的产品则售价昂贵,而土壤温度是农业生产中极为重要的环境参数.为了对其进行有效监控,提出一种多功能的便携式土壤温度测量仪,该测量仪能够根据实际需求实现变送、测量记录、多点多层的测量.该装置具有精度高、可靠性较好、成本可控、体积小和扩展性强等特点,具有广泛的应用前景.     

不同频率LED红蓝光交替照射对生菜生长与品质的影响

在全人工光型植物工厂中进行试验,运用供光模式可调的红蓝LED光源,以不同频率的红蓝光交替照射生菜,并以同比例的红蓝光同时照射生菜作为对照组,通过测定生菜生长动态、光合色素、可溶性糖、粗蛋白、维生素C以及硝酸盐含量,研究红蓝光供光模式及交替频率对生菜生长与品质的影响。结果表明:在等能耗基础上,16 h光期里,红蓝光交替1次有利于生菜地上部分生物量、可溶性糖以及粗蛋白的积累;红蓝光交替4次有利于生菜中维生素C的积累以及硝酸盐的代谢;所有处理中,叶绿素及类胡萝卜素含量均以4次和8次红蓝光交替为最大,且二者之间无显著性差异。