树干液流及其主要影响因子对摘芽强度的响应

为了探讨摘芽强度对树木液流变化特征及其主要环境调控因子的影响,为人工林及果园等高效抚育管理提供参考,该研究以毛白杨(Populus tomentosa)为研究对象,设置4种摘芽处理(不摘芽CK、轻度摘芽BP1.0、中度摘芽BP1.5、重度摘芽BP2.0),采用热扩散式液流检测技术,结合自动气象站,对造林后第2～3个生长季不同摘芽处理后的树干液流、环境因子等进行连续观测。结果表明:1)摘芽对树干液流速率日变化趋势无影响,晴天都呈"单峰型";2)摘芽对树干液流特征值影响显著,试验期间CK、BP_(1.0)、BP_(1.5)、BP_(2.0)处理的液流速率平均值分别为1.405×10~(-3)、1.503×10~(-3)、1.462×10~(-3)、1.033×10~(-3)cm/s,BP_(2.0)显著小于其他处理,CK、BP_(1.0)、BP_(1.5)之间无显著差异(P0.05);3)影响不同时段、不同处理树干液流的主要环境因子不同,瞬时值日进程的影响因素为太阳辐射和饱和水汽压亏缺,白天及全天日均值的主要影响因子为太阳辐射和日空气温度最大值,夜间液流日均值的影响因子主要为日空气温度最小值和日平均相对湿度;4)不同摘芽强度下毛白杨幼林夜间液流占全天液流的5%～70%,夜间液流与白天及全天液流间呈显著负相关。因此,从促进植物水分生理活动的角度看,轻度和中度摘芽更合适。     

国外农业航空静电喷雾技术研究进展与借鉴

农业航空静电喷雾技术作为中国发展精准农业航空应用技术的内容之一,对农药的有效利用和减少环境污染有积极意义。农业航空静电喷雾技术在国外发展较早也相对成熟,美国已有应用于有人机的商业化产品,并在美国、巴西等国各类粮食作物、经济作物和杂草防治作业中开展了大规模田间应用。该研究首先从基础研究、田间应用和优化工作等方面梳理了国外农业航空静电喷雾技术的研究进展,分析了农业航空静电喷雾技术在增加雾滴沉积、减少飘移和具备低施药液量等方面的优势。在此基础上结合中国植保无人机快速发展的实际对研究和应用适合中国国情的农业航空静电喷雾技术进行思考,提出了农业航空静电喷雾技术的研究路线,最后从采用接触式等非感应式充电方式、开发农业航空静电喷雾的测量技术,以及思考荷质比作为衡量指标的意义等方面探讨了可进行深入研究的方向。中国农业航空静电喷雾技术研究特别在植保无人机静电喷雾技术方面的研究与应用有很大的发展空间,可参考国外经验,围绕航空静电喷雾技术的基础性研究、田间试验、成果转化、示范推广和服务指导全方面制定发展规划,把单一强调对雾滴带电的实现转向对技术系统的整体研究。     

基于自监督学习的温室移动机器人位姿跟踪

为实现温室环境下机器人行进过程中的位置及姿态跟踪,该研究提出一种基于时序一致性约束的自监督位姿变换估计模型。模型用软遮罩,处理视频帧间静止造成的位姿预测值收缩现象,进一步用归一化遮罩,解决非刚体场景和目标遮挡问题。设计了一种星型扩张卷积,并基于该卷积,为模型构建自编码器。在采集自种植作物为番茄的日光温室视频数据上开展训练和测试试验。结果表明,与不采用遮罩处理的模型相比,采用软遮罩的模型,位置和姿态估计相对误差分别减少5.06个百分点和11.05个百分点,采用归一化遮罩的模型,这2项误差则分别减少4.15个百分点和3.86个百分点,2种遮罩均可显著提高模型精度;星型扩张卷积对降低模型误差是有效的,在网络参数不变的前提下,该卷积使姿态估计相对误差减少7.54个百分点;时序一致性约束使姿态估计均方根误差下降36.48%,每百帧累积姿态角误差降低54.75%,该约束可用于提高模型精度及稳定性;该研究的位置及姿态估计相对误差分别为8.29%和5.71%,与Monodepth2相比,减少了8.61%和6.83%。该研究可为温室移动机器人导航系统设计提供参考。     

便携式柑橘虫害实时检测系统的研制与试验

为实现柑橘虫害的快速、准确识别,帮助果农及时掌握果园内虫害的危害程度和分布情况,该研究结合嵌入式图像处理技术设计了一套基于深度卷积神经网络的柑橘虫害实时检测系统。优选MoblieNet作为虫害图像特征提取网络,区域候选网络生成害虫的初步位置候选框,快速区域卷积神经网络(Faster Region Convolutional Neural Networks,Faster R-CNN)实现候选框的分类和定位。检测系统根据目标图像中虫害数量计算危害程度,按照正常、轻度、中度、重度4个等级判定柑橘虫害的严重程度,形成虫害识别与级别定量化测评软件。最后引入北斗模块获取采样点位置信息,进一步处理成可视化的虫害热力图。结果表明,该方法可实现对柑橘红蜘蛛和蚜虫的快速准确检测,识别准确率分别达到91.0%和89.0%,单帧图像平均处理速度低至286ms。该系统实现了柑橘虫害的精准识别与定位,可为农药喷洒作业提供精准信息服务。     

Changes in the chemical composition of the organic carbon in Spartina alterniflora litter during decomposition in saltmarsh sediments

Purpose

In this study, 1-year decomposition experiments were conducted to measure the litter carbon decomposition dynamics in saltmarsh and to determine the changes in the chemical structure of litter carbon during the litter decomposition process.

Methods

Litterbags containing a mixture of Spartina alterniflora litter and burned sediment were buried at four S. alterniflora saltmarshes and one S. alterniflora–Suaeda salsa co-existing saltmarsh. The contents of total organic carbon (TOC) and recalcitrant carbon (RC) were determined by a Sercon Integra CN isotope ratio mass spectrometer, while the content of labile carbon (LC) was estimated by calculation. ¹³C nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy was conducted to characterise the chemical structures of the organic carbon compounds in the S. alterniflora litter during decomposition. Solid-state ¹³C–CPMAS-NMR spectra were obtained using an AVANCE III 400 MHz (Bruker) spectrometer.

Results

The results indicated that more RC than LC remained in the litterbag during decomposition. The organic carbon content of the S. alterniflora litter was largely composed of alcoxyl-C compounds (78.9%), the decomposition products of which dominated the litter organic carbon fractions, including the TOC, RC, and LC. In contrast, alkyl-C, aromatic-C, and carboxyl-C products contributed mostly to RC. Differences in the negative correlations between the litter carbon fractions and alkyl-C, aromatic-C, and carboxyl-C were found among the developing saltmarshes. Humus generated by the S. alterniflora litter was mainly composed of macromolecular organic compounds containing functional groups such as methyl, methylene, methine, methoxyl, aromatic rings, phenolic hydroxyl, and carboxyl.

Conclusions

During decomposition, the organic carbon in the S. alterniflora litter was found to be dominated by O-alkyl-C, followed by aromatic-C, alkyl-C, and carboxyl-C. O-alkyl-C plays a major role in the LC proportion of organic carbon, while aromatic-C, alkyl-C, and carboxyl-C contribute more to the RC proportion. Alkyl-C was found to be more easily decomposed than aromatic-C in the S. alterniflora litter. During litter decomposition, the molecular structure complexity, humification degree, and decomposition degree of organic carbon exhibited seasonal variations. In the 3-year saltmarsh, more decomposition of the organic carbon in the S. alterniflora litter was observed as compared to other sites.

     

DNRA was limited by sulfide and nrfA abundance in sediments of Xiamen Bay where heterotrophic sulfide-producing genus (Pelobacter) prevailed among DNRA bacteria

Journal of Soils and Sediments - Dissimilatory nitrate (NO3?) reduction to ammonium (DNRA) is a significant nitrogen (N) transformation process in estuarine ecosystem. The objectives...     

基于时间温度积分器将手工烹饪转变为自动烹饪的方法

烹饪自动化是烹饪研究的主要目的,而当前没有建立在科学基础上的编写自动烹饪程序的方法。通过对已建立的烹饪传热学和动力学数学模型进行全面参数分析,发现手工烹饪中唯一的无法直接参数化为自动烹饪参数的是搅拌。基于此,建立了将手工烹饪转变为自动烹饪的的方法,即将手工烹饪操作参数化,预设并调整搅拌参数,测定2种烹饪的受热程度指标,直到2种烹饪得到菜品的品质达到一致。而时间温度积分器(time-temperature integrators,TTIs)技术,是测定烹饪的受热程度的严谨、客观和可靠的手段。同时从理论上说明了自动烹饪完全可能烹饪出和手工烹饪品质相同的菜品。     

基于图像处理的胡萝卜青头须根与开裂的检测方法

为了实现基于计算机视觉的胡萝卜外观品质自动分级系统,基于图像处理的方法,参照国家标准(SB/T10450-2007),该文提出影响胡萝卜外观等级的须根、青头、开裂等关键参数的提取算法.须根检测算法通过提取骨架检测端点数来实现,青头检测算法通过R分量上二值化得到,开裂检测算法使用S分量结合区域标记的方法完成,在此基础上构建了须根数、青头比和开裂度3个量化标准,对试验随机采集的520个胡萝卜图像的青头、须根和开裂进行检测,正确率分别达到了97.5%,81.8%,92.3%,总体识别率91.3%.该文所构建的胡萝卜关键特征检测方法,对研究机器视觉的胡萝卜外观品质自动检测装置与分级生产线具有积极意义.     

虾夷扇贝捕捞网具的改进及应用效果

该文针对目前扇贝捕捞网具捕捞效率低及耗能大等问题,通过对獐子岛集团股份有限公司3 a龄虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)底播养殖海域海底状况与网具捕捞效果的调研,提出了虾夷扇贝捕捞网具的改进措施,并在辽长渔养15021号扇贝采捕船上进行了2个阶段海上生产对比试验,得出以下结论：第一阶段在原生产网具的基础上,安装扭簧式弹性拨贝齿及增大网目等措施,在拖网航速为4kn时,改造后网具单网平均捕捞量较生产网具提高了36.5%,扇贝破损量降低了49.4%,泥沙量降低了21.9%,单位捕捞耗油量降低了27.8%。第二阶段改造网具在第一阶段的基础上,增大网口扫海面积,并且将网身改为"宽口窄尾"结构,添加一道网口链及辅网衣,并加装主网拐雪橇板、拐前拨贝齿及网底托架小车,在拖网航速为4kn时,单网捕捞量较第一阶段改造网具提高了102%,扇贝碎贝量降低了161%,泥沙量降低了209%,单位捕捞耗油量降低了24.6%;而较原生产网具单网平均捕捞量提高了200%,扇贝破损量降低了236%,泥沙量降低了296%,单位捕捞耗油量降低了45.6%。由此说明新型虾夷扇贝捕捞网具具有高效、节能和低生态等特点,推广应用前景广阔。     

基于运行工况的低水头水轮发电机不圆度分析

由于结构的特殊性,农村电网中低水头、小容量发电机在运行中圆度变化较大,影响着发电机的稳定性。为了改善该类型发电机运行品质,提高低水头水轮发电机可靠性,该文针对发电机运行参数进行数据分析、并进行理论解析方程及ANSYS仿真分析计算,对造成发电机不圆度机理进行研究,发现作用在低水头水轮发电机特殊结构上的不平衡重力及交变离心力导致发电机偏心,从而造成发电机不圆度增大。同时偏心引起的不平衡磁拉力对机组稳定性影响较大,反过来不平衡磁拉力又使发电机不圆度增大。依据该文研究结论提出了低水头、小容量发电机安全运行措施,经过实际运行考验,证实运行效果比较理想。该研究可为农村小水电发电机安全运行提供一种解决方法。