马铃薯芽眼图像的分割与定位方法

为了探索种薯自动化切种过程,填补关于马铃薯芽眼识别的研究空白,提出一种基于机器视觉技术的芽眼识别方法:从摄像头采集到马铃薯图像后进行计算机图像处理,从彩色空间中利用欧式距离直接分割芽眼区域,在灰度空间中对图像进行中值滤波后利用模糊技术对图像进行增强,之后利用动态阈值分割法分割芽眼区域,结合两个空间的分割结果后利用数学形态学处理方法标记出芽眼。结果显示:在彩色空间中,芽眼识别准确率为62%;在灰度空间中,识别率达到89%。将二者有机结合后,获得了96%的识别准确率。该方法识别成功率高,鲁棒性强,且芽眼区域标记完整,可为种薯切种自动化奠定基础。     

河南省典型覆膜作物地膜残留状况及其影响因素研究

2011—2014年采用问卷调查及取样检测方法对河南省典型覆膜作物(花生、棉花)地膜残留状况进行系统调查,分析其影响因素,并通过定点试验监测方法研究地膜残留系数,以期为河南省地膜残留防治提供参考。结果表明,河南省花生、棉花覆膜种植区土壤耕层地膜残留量为6.8~37.3 kg/hm2,平均值为20.4 kg/hm2。花生地块地膜平均残留量为24.9 kg/hm2,棉花地块为13.5kg/hm2。不同取样点地膜残留量存在明显差异,主要与作物类型、地膜用量、覆膜比例、覆膜年限、土壤质地及回收情况有关,地膜用量越大、覆膜比例越高、覆膜年限越长,地膜回收率越低,地膜残留污染的风险越大;棉花地块的地膜残留量明显低于花生地块。花生和棉花地块的地膜残留系数分别为0.71%和1.11%。目前,河南省花生、棉花覆膜种植区地膜污染状况较轻,但如果不注重地膜回收工作,残留量会逐年增加,成为地膜残留污染区域。     

前茬小麦秸秆处理方式对河西走廊地膜覆盖玉米农田土壤水热特性的影响

【目的】农田土壤水热特性是决定作物生长发育和资源利用效率的关键因素,研究前茬处理方式对后茬农田土壤水热特性的影响,为试区高效麦玉轮作模式耕作措施的优化提供依据。【方法】在甘肃河西绿洲灌区,通过田间试验,研究前茬小麦秸秆不同处理方式和耕作措施（25 cm高茬收割立茬免耕-NTSS,25 cm高茬等量秸秆覆盖免耕-NTS,25 cm高茬等量秸秆翻压-TIS和传统低茬收割翻耕-CT）对后茬地膜覆盖栽培玉米农田土壤水热特性的影响。【结果】与CT相比,NTSS、NTS可提高后茬地膜覆盖玉米农田0-110 cm土层播种至苗期、拔节至大喇叭口期、吐丝至开花期的平均土壤含水量,分别高5.0%-7.8%、4.4%-5.4%和4.8%-7.1%,NTSS与NTS间的平均土壤含水量差异不显著;灌浆期内,NTS的土壤含水量比CT高4.7%,但NTSS与CT差异不显著,NTS具有保持后茬地膜覆盖玉米全生育期良好土壤水分含量的优势。NTSS、NTS减小了后茬地膜覆盖玉米吐丝期之前的耗水量,增大了吐丝期之后的耗水量,有效协调玉米生育前期与后期需水矛盾,以NTS的效果更突出。NTSS、NTS可有效改善后茬地膜覆盖玉米农田表层0-25 cm土壤的热量条件,NTS调控效应更强,2010年,NTS 8:00时的平均土壤温度比CT高0.76℃;2个试验年度内,NTS 14:00和18:00时的平均土壤温度比CT分别低3.67-3.87℃和1.19-1.30℃,说明前茬小麦秸秆免耕覆盖在昼夜低温期具有保温效应,而高温时具有降温作用。NTSS、NTS降低了后茬地膜覆盖玉米农田土壤积温,其中NTS处理玉米播种至拔节期、拔节至吐丝期、吐丝至灌浆末期的土壤积温比CT分别低67.1-76.2℃、29.3-50.5℃和46.7-75.3℃,降幅大于NTSS。从玉米不同生育时期平均大气-土壤温差可知,NTS在低温季有保持土壤温度的作用,在高温季节有相对降温的作用,是减少气温变化对玉米生长发育过度影响的重要机制。与CT相比,NTSS、NTS、TIS提高了后茬地膜覆盖玉米的籽粒产量,增产幅度为11.3%-17.5%,其中NTS两年籽粒产量最高,分别达到13 470和13 274 kg·hm^-2,较TIS高5.6%-9.0%。【结论】前茬小麦秸秆免耕覆盖（NTS）是绿洲灌区地膜覆盖玉米适宜的前茬处理措施。     

基于可见/近红外光谱的黄河口区土壤盐分及其主要离子的定量分析

【目的】定量、准确地监测盐渍土,对其防治和农业可持续发展至关重要,论文旨在明确黄河口区土壤盐分及其主要离子的特征光谱,建立适用于该区域的土壤盐渍化定量分析模型,提高其定量分析的精度和稳定性。【方法】首先以山东省垦利县为研究区,于2014年10月5—9日野外采集代表性土样96个,对土样风干后,采用土壤化学分析方法室内分析盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))含量,并采用美国ASD Fieldspec 3光谱仪测定土样可见/近红外高光谱数据,对光谱反射率进行去噪、一阶导数变换等预处理;然后基于盐分及其主要离子不同含量的样本光谱分析盐分及其主要离子的光谱响应,在此基础上,对样本的土壤盐分及其主要离子含量与反射率的一阶导数光谱进行逐波段的相关分析,按照相关系数高且显著的原则,选取各自的敏感波段,再根据敏感波段的交叉情况选取集中波段为特征波段,进而选取特征波段中具有极值相关系数的波段作为显著特征波段,综合确定表征土壤盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))的特征光谱;最后分别采用多元线性回归(multiple linear regression,MLR)、支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林(random forest,RF)方法构建土壤盐分及其主要离子的定量高光谱分析模型。【结果】研究区土壤盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))含量的光谱曲线形状和走势整体一致;土壤盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))的光谱响应谱区为1 320—1 495、1 790—1 920、2 120—2 290 nm;基于相关分析的土壤盐分及其主要离子的敏感谱区为1 490—1 520、1 890—1 930nm;最后综合光谱响应及相关分析确定土壤盐分及其主要离子的特征波段为1 493、1 801、1 911和2 289 nm,显著特征波段为1 493和1 911 nm。模型结果显示基于2个显著特征波段反射率一阶导数的模型精度均与4个特征波段的模型精度相当,表明显著特征光谱作为盐分及其主要离子的特征光谱进行其定量分析的有效性。比较3种建模方法,RF模型的预测效果最好,SVM模型次之,而MLR模型精度最低;对于盐分、Cl~-和Na~+,3种方法构建的模型均可有效地用于其定量分析,精度较高且稳定,然而Ca~(2+)预测精度还有待提高。通过综合比较分析,基于显著特征波段(1 493和1 911 nm)反射率一阶导数构建的随机森林(RF)模型对盐分、Cl~-和Na~+均具有较好的估测精度和稳定性,也可用于Ca~(2+)的定量估测。【结论】基于光谱响应及相关分析综合确定盐分及其主要离子的显著特征光谱(1 493和1 911 nm反射率一阶导数),进而采用随机森林方法构建盐分及其主要离子的定量估测模型,适用于黄河口区土壤盐渍化信息的有效提取。     

自然环境下山核桃果实的图像识别提取方法

研究了自然环境下成熟山核桃果实的机器视觉图像识别方法。通过分析顺光、逆光、遮挡等环境下拍摄的山核桃成熟待采时的果实图像,确定了2R-G-B色差模型,用最佳阈值函数进行图像分割,经形态学滤波后采用Canny算子进行边缘检测,提取出复杂背景下山核桃果实的轮廓。试验结果表明,该方法对山核桃果实的有效识别率达86.7%,可为山核桃采摘机器人的研发提供技术参数。     

基于TM影像的喀什地区土地利用分类

以喀什地区为研究区,选取2010年9景TM影像为遥感信息源,利用支持向量机法对喀什地区的土地进行分类。最终分成7个类别,并用混淆矩阵对分类结果作精度评价,总体分类精度为85.28%,Kappa系数为82.79%。结果表明,利用支持向量机分类方法对TM影像进行喀什地区土地利用分类与制图是可行的,能较真实地反映该地区植被和土地利用的基本特征。     

1-MCP结合MAP处理对豇豆保鲜效果的影响

以豇豆(Vigna unguiculata)为试材,探究1-甲基环丙烯(1-MCP)结合自发气调包装(MAP,CO2高渗透膜)处理的保鲜效果。结果表明,在15℃下贮藏,1-MCP结合CO2高渗透膜MAP处理和CO2高渗透膜MAP处理,对豇豆失重率变化无显著影响,但均可有效抑制可溶性固形物(TSS)含量的增加,延缓维生素C和可溶性蛋白质含量的降低,抑制丙二醛(MDA)含量的升高,维持细胞膜的完整性,同时抑制过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的升高,延缓了活性氧自由基的损伤和酶促褐变反应对豇豆品质的影响。其中,1-MCP结合MAP处理对豇豆保鲜效果较佳。     

基于数学模型预测森林病虫害的研究进展

阐述了我国森林病虫害预测预报的发展历程,介绍了近年来非线性模型和线性非线性组合模型在森林病虫害预测中的应用现状,综述了组合模型的建模方法、支持向量机回归原理及应用现状,总结了目前森林病虫害预测预报中存在的问题,并展望了其今后的发展趋势。     

丹东市发展油用牡丹产业的可行性及对策分析

我国食用油市场需求巨大,油用牡丹具有高产出、高含油率、高品质、低投入的特点,为弥补食用油市场缺口,国家出台了相关政策大力支持油用牡丹产业的发展。该研究分析了丹东市发展油用牡丹产业的可行性及存在的问题,丹东市气候适宜,宜栽林地资源丰富,劳动力成本低,科研力量雄厚,发展油用牡丹产业符合当地当地特色农业发展趋势,具有良好的可行性;但相关技术及人才缺乏,农民对油用牡丹的认知度不高,资金投入和优质种苗短缺,缺乏相关产品深加工企业。对此,提出了因地制宜科学规划、积极宣传提高认知度、加大科技投入、培育种植及深加工龙头企业等促进丹东市油用牡丹产业发展的对策。     

地膜覆盖对农田N2O排放影响的研究现状

地膜覆盖通过改善土壤环境,进而影响作物产量和农田土壤N_2O的产生与释放。综述了地膜覆盖对农田N_2O排放影响的研究现状。针对目前研究中存在的问题提出建议,并对该领域的研究方向进行展望。