基于NIRS的农业废弃物堆肥检测研究进展

为深入系统地了解近红外光谱技术（Near-infrared spectroscopy,NIRS）在农业废弃物堆肥研究中的研究进展与应用现状,基于Web of Science核心数据库与CNKI数据库,以“近红外光谱”“农业废弃物”“堆肥”和“好氧发酵”等为关键词进行检索,共计筛选出58篇相关文献,并从堆肥基础特性检测、过程监测和质量评估等3个方面对现有研究工作进行归纳总结。结果表明：1）在堆肥基础特性检测中,提高模型精度需增加样本、提取相关波段和适配更多算法;2）NIRS对堆肥进行过程监控实现精细化管理需优化通用模型、加强硬件开发;3）进一步完善堆肥NIRS评价系统可通过迁移学习、多特性同步预测和质量分级提高评价的准确性与可靠性。未来NIRS应与机器学习、深度学习、计算机视觉和高光谱成像等新技术融合,从而为农业领域数据密集型科学创造新的机遇,为农业废弃物堆肥的现场监测与质量控制提供参考。     

酒糟主要成分含量的近红外反射光谱快速分析

从全国21个省份收集78个代表性酒糟样品,采用国标方法测定了其成分含量并进行了统计分析,结果显示粗纤维、粗灰分和粗蛋白3种成分质量分数分布范围分别为1.60%～37.54%、0.74%～26.85%和12.01%～38.69%,标准偏差分别为8.33%、5.21%和7.11%,样品成分含量差异较大。利用NIRS建立了其粗纤维、粗灰分和粗蛋白质量分数的定量分析模型,定标决定系数分别为0.98、0.91和0.96,定标标准误差分别为1.19%、1.58%和1.61%,验证决定系数分别为0.98、0.92和0.96,预测标准误差分别为1.20%、1.57%和1.60%,相对分析误差分别为7.38、3.75和4.98,模型预测精度较高,可以用于实际检测分析。     

鱼粉、豆粕样本-样本二维相关近红外光谱判别

为了探讨利用二维相关近红外光谱法快速判别鱼粉和豆粕饲料原料的可行性,共收集了52个鱼粉、60个豆粕样品,其中34个鱼粉和40个豆粕样品作为定标集,其余18个鱼粉和20个豆粕样品作为独立验证集,用Spectrum400型近红外光谱仪扫描获取光谱,并对其特征峰进行解析.采用样本-样本二维相关分析方法定性判别鱼粉、豆粕,当预处理方法为一阶导数时,判断正确率为100％.与偏最小二乘判别分析方法相比,二者均可正确检测鱼粉、豆粕,其中二维相关方法的建模及验证算法简单、计算量小、运算速度快.     

基于显微图像处理的不同种属肉骨粉鉴别分析

以20个可靠来源的肉骨粉样品（猪源、禽源、反刍源）为研究对象,采用标准方法制备骨颗粒试样,并采用光学显微镜图像系统获取其显微图像。通过系列图像处理提取骨颗粒表面代表性腔隙的显微组织特性数据,计算所得腔隙的面积、周长、长短轴长度及比率。研究发现,猪、鸡、牛、羊肉骨粉骨颗粒腔隙的面积、周长和长短轴长度数据均为正态分布,且不同种属之间均有显著性差异。PLS-DA结果显示,基于骨颗粒腔隙的面积、周长特性数据可以鉴别哺乳动物源与鸡源肉骨粉,而基于长短轴长度数据的不同种属肉骨粉识别率均较低。独立验证集结果表明：基于面积、周长及其组合特性数据可以有效进行鸡源和哺乳动物源肉骨粉的鉴别分析,模型的判别正确率均达0.93。其中基于面积和周长组合特性数据的鉴别分析结果优于基于单一特性数据的结果。而基于骨颗粒显微图像处理,很难进一步对不同哺乳动物（反刍动物和猪）源性肉骨粉进行鉴别分析。     

哈萨克斯坦大豆的发展历程分析及展望

哈萨克斯坦是中国第二大邻国,也是一带一路倡议所涉及的重要沿线国家之一。哈萨克斯坦拥有丰富的农业资源,农业也是哈萨克斯坦的主导产业。中国是世界上大豆需求量最大的国家,尤其是在当前风云变幻的国际经济形势下,高度重视拓展、丰富大豆进口来源的多样化,对保障中国现代化的经济发展进程,具有迫切而重大的现实意义。文中对哈萨克斯坦农业发展历史与现状进行了解析,对其大豆生产、贸易和供给情况以及世界大豆的贸易、供给大环境进行了总结,对哈萨克斯坦将来的大豆生产发展趋势与方向进行了分析与预判,为国内的相关经济、贸易主体提供一定的借鉴作用。     

呼和浩特市种植业生产系统能值分析与评价

为分析呼和浩特市种植业生产系统长期发展情况,进而优化系统投入产出结构,促进其可持续发展,采用能值分析方法与选取评价指标,以1996—2016年为时间跨度,对呼和浩特市种植业生产系统进行分析与评价。结果表明:1)能值投入部分,可更新的有机能、不可更新的工业辅助能、可更新的环境资源、不可更新的环境资源的在所研究的时间跨度内(21年)平均占有比例分别为44.51%、40.19%、14.31%、0.99%。其中,可更新的有机能呈现下降趋势,而不可更新的工业辅助能呈现增长趋势,并于2009年超过可更新的有机能,成为能值投入的第一大组成部分。能值产出部分,粮食作物、粮食作物秸秆、经济作物、经济作物秸秆、蔬菜、水果21年平均占有比例分别为42.20%、27.71%、12.13%、0.37%、16.73%、0.86%。其中,经济作物呈现下降—增长趋势,并于2016年超过蔬菜,成为继粮食作物、粮食作物秸秆的能值产出第三大组成部分。2)种植业生产系统的集约化程度增高,生产效率较为稳定,但环境承载压力增大,可持续发展指数下降。建议通过有机肥替代部分氮肥等途径提升呼和浩特市种植业生产系统可持续发展水平。     

基于定标模型云共享的奶牛粪水微型NIR现场速测系统

针对还田利用中粪水成分现场获取困难的问题，该研究设计开发了基于定标模型云共享的奶牛粪水微型近红外（Near-Infrared，NIR）现场速测系统，并对系统进行了验证。该系统主要包括微型近红外光谱传感器、云服务器、Android客户端。微型近红外传感器采集被测样品光谱数据，通过蓝牙协议将数据传输给Android客户端，再通过移动网络将光谱数据传送到云服务器；云服务器利用部署在云端的定标模型对接收到光谱数据进行计算、分析得到定量预测结果，并将预测结果回送Android客户端，可以实现总氮（Total Nitrogen，TN）、总磷（Total Phosphorus，TP）、总钾（Total Potassium，TK）、铵态氮（Ammonium Nitrogen，NH4+-N）、硝态氮（Nitrate Nitrogen，NO3--N）、酰胺态氮（Amide Nitrogen，CONH2-N），有效磷（Available Phosphorus，AP）、有效钾（Available Potassium，AK）、有机质（Organic Matter，OM）、pH值共10种粪水成分的快速检测。结果表明：对粪水TN、TP、TK、NH4+-N、NO3--N、CONH2-N、AP、AK、OM、pH值的预测相对误差分别约为9.251%、4.261%、8.238%、8.906%、17.825%、15.123%、9.829%、5.507%、10.558%、2.969%。微型近红外光谱技术结合定标模型云共享能够实现粪水中多种成分的现场速测，完成了定量模型的资源共享，且因微型近红外光谱传感器的便携性、Android客户端的操作简便性、定标模型云共享的低成本和无需用户具备专业知识要求等优点，具有广阔的市场前景和重要的现实应用价值。     

基于农田土壤重金属污染风险筛选值的畜禽粪污农田承载力估算

针对有机肥施用中,畜禽粪便中重金属造成农田土壤污染的问题,对重金属在养殖业-种植业生产系统中的流动过程进行分析,建立基于农田土壤重金属污染风险筛选值的畜禽粪污农田承载力估算模型,以黑龙江农垦和新疆生产建设兵团的养殖业-种植业生产系统为研究对象,计算获得相应的畜禽粪污农田承载力.结果表明:1)在水稻、玉米和大豆种植情况下...