基于叶片光谱透过特性的植物氮素测定

该文通过不同施氮水平下营养液栽培的水稻和黄瓜叶片在300～1100 nm的分光光谱透过率,与其叶绿素含量和含氮量的相关性分析,确定了560、650和720 nm作为特征波长,940 nm作为参比波长可用于植物营养的快速无损诊断。以上述波长的光谱透过率构建的21组光谱特征参数中,(T940-T560)/(T940+T560)、log(T940/T560)和log(T940/T650)与水稻和黄瓜叶片的叶绿素含量和含氮量的相关性较好,且经回归估测检验的相对误差均小于8%。因此,上述光谱特征参数可作为植物氮素营养指标用于植物叶片的叶绿素含量和含氮量的快速无损估测,从而为植物营养无损诊断提供技术支持。     

基于压缩感知理论的农业害虫分类方法

为提高现有害虫分类方法的分类效果,该文分析了现有害虫分类方法的局限性,在此基础上,提出一种基于压缩感知理论的害虫分类新方法。该方法利用害虫训练样本构造训练样本矩阵,通过求解l1范数意义下的最优化问题实现害虫测试样本的稀疏分解,由于稀疏分解结果中包含了明确的分类信息,可直接用于害虫分类。利用该方法对12类储粮害虫和110类常见害虫进行分类,在4种不同试验条件下,分类准确率分别达到92.9418%、98.2877%、78.8651%和61.5938%,证实了压缩感知理论用于害虫分类是合理可行的。     

基于红光和近红外反射光谱特征参数反演草地地上生物量

2013年6~10月测定东非狼尾草+白三叶混播草地冠层反射光谱和地上生物量;分析红光波段和近红外波段反射光谱特征参数与牧草鲜重及干物质之间的相关关系;构建并检验基于红光单波段和植被指数(NDVI、RVI、DVI)反演草地地上生物量回归模型。结果表明:红光波段反射率与草地地上生物量之间存在显著相关性;地上生物量的增加能够显著降低"红谷"反射率,显著升高近红外850.0nm处反射率;选用红光单波段反射率、红光波段构建的植被指数RVI或红光与近红外波段构建的植被指数NDVI,均能够精确反演草地鲜草产量和干物质产量;适宜估产的植被指数因季节和草地生物量的差异而不同,在6月11日,植被指数RVI反演模型估测的草地生物量与实测值的模拟效果最好,10月12日,植被指数NDVI反演模型估测的草地生物量与实测值的模拟效果最好。     

土壤水力学特征参数空间变异的研究方法评述

对非饱和土壤水力学特征参数空间变异的标定理论、随机理论、土壤传递函数、分形理论和统计方法等5种研究方法作了比较全面的介绍,分析了各种方法的优点和局限性,指出了土壤水力学特征参数空间变异研究中需要解决的参数测定、模型系数单一化和参数空间变异特征3个关键问题,认为多种方法相结合是研究土壤水力学特征参数空间变异尤其是大尺度空间变异的有效途径。     

发动机点火系统使用因素对次级波形参数影响规律研究

以电瓶电压不正常、点火时间不正确、火花塞间隙过大过小、高压阻抗的大小不同等为对象进行试验,在对次级点火波形研究的基础上,通过分析各点火波形参数与点火系统使用因素间的相关关系,指出了各点火系统使用因素对应的波形故障特征参数,根据各故障对次级点火波形各参数影响显著性不同进行了故障特征参数划分。     

6种针叶树活枝叶在森林防火戒严期的燃烧性比较

在森林防火戒严期内,用自行设计的燃烧试验装置对云南松Pinus yunnanensis Franch.,华山松Pinus armandii Franch.,地盘松Pinus yunnanensis Franch.var.pygmaea (Hsüeh) Hsüeh,杉木Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.,藏柏Cupressus torulosa D. Don和柳杉Cryptomeria fortunei Hooibrenk ex Otto et Dietr.6种针叶树的活枝叶进行9次燃烧试验和无样品的对照试验.在测定和分析样品含水率、引燃时间、有焰燃烧时间、试验过程中烟气温度和质量损失变化等基础上,提出了燃烧性参数,即单位质量可燃物在有焰燃烧阶段相对于对照试验的烟气净积温与引燃时间之比.根据该参数计算6种针叶树9次燃烧试验的燃烧性参数,并根据9次试验燃烧性参数的平均值对6种针叶树的燃烧性进行了综合排序,即柳杉＞藏柏＞杉木＞地盘松＞华山松＞云南松.研究结果还表明,6种针叶树的燃烧性在防火戒严期呈动态变化,并在总体上呈下降趋势.     

‘V’形架式下5个鲜食葡萄品种光合日变化和光响应曲线特征参数比较

【目的】比较5个葡萄品种光合能力,为其合理选(引)种和科学田间管理技术的制定提供理论依据。【方法】以克瑞森、新郁、火焰无核、巨玫瑰和蓝宝石为试材,测定‘V’形架栽培模式下5个葡萄品种的光合日变化趋势及光合速率(Pn)-光响应曲线特征参数。【结果】5个葡萄品种Pn日变化中,克瑞森、新郁、巨玫瑰均有单峰,均呈上午高下午低的逐渐下降趋势,火焰无核和蓝宝石均有双峰,均呈因中午的高温和强光(气孔因素)而导致的“午休现象”,5个葡萄品种Pn日平均值分别为克瑞森(8.395±3.541)μmol/(m²·s)、新郁(9.303±2.643)μmol/(m2·s)、新郁(9.303±2.643)μmol/(m²·s)、火焰无核(8.796±3.588)μmol/(m2·s)、火焰无核(8.796±3.588)μmol/(m²·s)、巨玫瑰(8.043±2.614)μmol/(m2·s)、巨玫瑰(8.043±2.614)μmol/(m²·s)、蓝宝石(8.002±4.157)μmol/(m2·s)、蓝宝石(8.002±4.157)μmol/(m²·s)。5个葡萄品种Pn-光响应曲线特征参数中,光补偿点(LCP)在(51.0～78.0)μmol/(m2·s)。5个葡萄品种Pn-光响应曲线特征参数中,光补偿点(LCP)在(51.0～78.0)μmol/(m²·s)范围内,其中新郁和蓝宝石的LCP均较高,其它3个品种的LCP均低于60.0μmol/(m2·s)范围内,其中新郁和蓝宝石的LCP均较高,其它3个品种的LCP均低于60.0μmol/(m²·s)以下;蓝宝石的光饱和点(LSP)最高,为1 582.2μmol/(m2·s)以下;蓝宝石的光饱和点(LSP)最高,为1 582.2μmol/(m²·s),其次为新郁,克瑞森的LSP最低,为1 151.9μmol/(m2·s),其次为新郁,克瑞森的LSP最低,为1 151.9μmol/(m²·s)。【结论】5个葡萄品种在于田县的光合适应性均比较好,其光合水分利用效率(WUE)日平均值由大到小排序为克瑞森>火焰无核>蓝宝石>新郁>巨玫瑰。     

生态平衡施肥模型与肥料效应函数模型关系研究

本文从理论上推导出生态平衡施肥模型及其特征参数模型的一般应用表达式,进而建立了区域生态平衡施肥模型和区域特征参数模型,最后介绍了区域生态平衡施肥模型和地块施肥模型参数的求解方法和预测施肥量方法。研究表明:肥料效应函数模型是生态平衡施肥模型在不考虑土壤有效养分因素情况下的特例;区域生态平衡施肥模型能够满足地块半定量施肥预测的需求。     

鲜食葡萄冷链物流气体传感器响应特征试验研究

随着冷链耦合保鲜/气调技术的发展,气体成分参数已经成为鲜食葡萄冷链物流监测与追溯的重要指标之一。针对现有气体传感器不能满足冷链物流监测与追溯的高精度和微量化需求,选取CO2、O2和SO2为基本参数,利用基于时域特征参数提取方法,研究气体传感器静态、动态响应的特征参数,用线性回归法进行优化,筛选最佳特征参数。研究结果表明,鲜食葡萄冷链物流O2和SO2传感器最佳特征参数分别为空气中的响应基值Xa、稳态响应幅值Xg、响应速度Dres、响应恢复速度Drec、响应时间tres、响应恢复时间trec和响应幅值的累积Int Pres,其中,CO2传感器响应幅值的累积特征低于O2和SO2传感器。最佳特征参数能够对冷链物流中具有累积效应的气体传感信号进行有效地特征分析,进一步提高冷链物流气体传感器应用及监控的精度、灵敏度和稳定性。     

利用多视角图像法分析番茄幼苗根构型对氮水平的响应

【目的】 根系作为植物从环境中获取氮素的重要器官,如何无损并高效地获取其特征参数值是当今研究热点。随着高清成像技术的迅速发展,基于多视角图像法是研究植株根构型无损测量的新型方法。本研究对根系多视角成像系统和 GIARoot 软件平台相结合的多视角图像分析法精度进行了较系统的评估。并利用此套系统动态定量分析了不同氮素水平对番茄幼苗根构型的影响,为进一步研究植物根构型与矿质元素互作提供新的手段和依据。 【方法】 本研究以“中杂 109”番茄为材料进行水培试验,设置 4、12、20 mmol/L 3 个氮处理,分别以 N4、N12、N20 表示,定植于透明玻璃柱中 16 d。利用自行设计的根系多视角成像系统获取每天根系 360°图像序列,并基于 GIARoot 软件平台对图像序列进行根系特征参数的定量计算,在第 16 d 时将根系进行破坏性取样,将 GIARoot 基于无损测定分析的图像系列结果与 WinRHIZO Pro 的破坏性取样根系扫描图的计算结果进行对比评估。 【结果】 GIARoot 与 WinRHIZO Pro 根系特征参数评估结果总体上线性回归斜率在 0.96～0.99, R2 均为 0.99, RE 为 2.95%～12.69%,根总长、根总表面积、根总体积和根平均直径的 RMSE 分别为 44.73 cm、4.96 cm2、0.09 cm3、0.05 mm,各个根系特征参数差异均不显著 ( P > 0.05)。在 N4、N12、N20 3 个氮处理下,番茄幼苗定植 16 d 内各根系特征参数值均为 N12 处理最大,且 N20 的根总长、根总表面积、根垂直投影面积、根总体积分别比 N4 的高 14.2%、13.2%、35.8%、27.7%,而 N4 的横截面最大根个数、一级侧根个数分别比 N20 的高 28.2%、30.4%。不同氮水平间,第 4 d 根总长、根总表面积、根垂直投影面积出现显著性差异 ( P < 0.05),N12 分别比 N20 显著高 113.9%、153.7%、113.8%。第 12 d 根总体积、横截面最大根个数出现显著性差异 ( P < 0.05),N12 分别比 N20 显著高 57.0%、117.9%。而根平均直径 16 d 内无明显差异 ( P > 0.05),均在 0.42～0.54 mm。 【结论】 利用将多视角成像系统和 GIARoot 软件平台结合的多视角图像法,进行无损测量获取根系特征参数值是可行的。通过对不同氮水平下番茄幼苗各根系特征参数分析表明,适当提高氮浓度可以促进番茄幼苗根系生长,20 mmol/L 的高氮对根系生长具有抑制作用,且相对于根总长、根总表面积、根垂直投影面积、根总体积,这种抑制对侧根数量尤为明显,氮素浓度对根平均直径影响最小。