多通道移动式果园灌溉施肥机设计与试验

针对目前果园种植管理过程中灌溉量与施肥浓度控制精度较低、不能动态调整施肥配方等问题，开发了一种多通道移动式果园灌溉施肥机。样机主要由灌溉混肥装置、吸肥装置、水肥参数检测装置、控制系统、牵引式行走装置和动力系统等6部分组成。对吸肥装置关键部件设计正交试验，分析了吸肥器布置方式、吸肥管道管径、过滤器类型、管道排列方式和过滤器目数等不同因素对吸肥性能的影响，确定了最优的吸肥装置结构。开发了精确灌溉施肥自动控制系统，并进行了样机性能测试，结果表明：施肥机可自动完成果园精准灌溉与施肥作业，动态调整施肥配方，灌溉量控制相对误差≤0.54%,EC值控制绝对误差≤0.07mS/cm,母液配比相对误差≤2.00%。     

微型植物工厂环境控制参数优化试验研究

为了提高微型植物工厂内部温度分布均匀性和作物净光合速率,提出采用试验研究和CFD仿真相结合的方法对其环境控制参数进行优化设计。以生菜为例,通过多因素耦合试验,探索了温度、湿度和循环风速3种因素对生菜净光合速率和蒸腾速率的影响,并对不同风速控制策略下植物工厂内气流场和温度场进行了CFD数值仿真分析。试验结果表明:风速对生菜的净光合速率和蒸腾速率均有显著影响;微型植物工厂内采用上层低循环风速、下层高循环风速模式,有利于保证内部温度的均匀性,生菜的净光合速率也处于较高水平,有利于其生长。     

我国设施农业发展现状、存在不足及对策

设施农业的发展是农业现代化的重要标志,也是现代化农业发展的重要建设任务。我国的设施农业较国外起步晚,在设施建设、技术研究、装备研发、资金投入等方面都与国外发达国家存在较大差距。为了促进我国设施农业的快速发展,推动设施农业领域的技术进步,在综述世界设施农业发展现状的基础上,分别从国外和国内2个方面总结设施农业发展的特点,剖析我国设施农业存在的不足,并提出针对性的对策建议,以期为我国设施农业可持续发展提供一些经验和启示。     

油菜水分胁迫的冠层表面温度特征及诊断研究

对油菜的冠层温度特征进行了研究,并在此基础上建立了油菜的冠气温差模型和CWSI模型。利用建立的CWSI模型对植株含水率进行预测,结果表明:油菜含水率预测值与实测值的平均相对误差小于9.2%;CWSI模型能够实现对油菜含水率的定性和定量分析。     

油菜氮素的高光谱特征补偿和组合模型研究

[目的]探索油菜氮素光谱分析中水氮交互的解耦方法。[方法]提出了利用反射率特征补偿和组合模型分析法对水分因素对氮素检测的影响进行补偿的方法,并分别建立了氮素光谱分析模型。[结果]利用特征补偿法和模型分类组合分析法进行修正的氮素诊断模型的预测值与实测值的相关系数R分别为0.89和0.91,均方根误差（RMSE）分别为2.94和1.47。[结论]利用模型分类组合分析法能够有效地对水氮交互进行解耦,油菜氮素的定量分析效果较好。     

干旱胁迫下油菜含水率的高光谱遥感估算研究

[目的]研究基于光谱分析技术进行油菜含水率定量分析的有效方法。[方法]采用区间分段逐步回归法提取特征波长,在此基础上,建立了油菜含水率的定量分析模型,对不同干旱胁迫下油菜样本的光谱数据进行分析。[结果]960、1 450、1 650 nm波段的光谱反射率与油菜含水率呈极显著相关。油菜含水率模型预测值与实测值的相关系数为0.87,模型的均方根误差（RMSE）为4.57。[结论]该方法能够准确地提取光谱特征,提高模型的预测精度。     

基于VB的灌溉施肥机上位机软件系统设计

针对国内灌溉与施肥设备功能简单、技术落后的问题,提出了基于VB的设施农业自动灌溉施肥机上位机软件系统设计,介绍了系统的结构层次、系统的界面、系统的功能、系统与Access数据库的相关操作等内容。结果表明,系统稳定可靠。     

油菜氮素的多光谱图像估算模型研究

 【目的】充分利用可见光、近红外多谱段图像的反射强度分布信息进行油菜氮素诊断,实现对油菜氮素水平的定量估算,为油菜营养的科学管理提供理论依据和技术支撑。【方法】利用多光谱CCD获取不同氮素水平的油菜冠层图像,采用中值滤波法对图像进行预处理;通过二维最大信息熵阈值分割法对多光谱图像进行背景分割;对多光谱图像的均值和比值、差值融合特征进行提取。【结果】通过相关分析,发现ARV1、AVS560、ADV1、AVS660、g等特征在整个生长期与油菜氮素的相关性均较高,考虑到多光谱变量间存在的多重共线性影响,利用逐步回归法建立了不同生长期油菜氮素的多光谱图像特征预测模型。【结论】初步探明了不同生育时期油菜氮素的多光谱图像特征,实现了采用多光谱图像技术对油菜氮素水平的定量估算。     

基于CWSI诊断温室草皮水分胁迫的实验研究

通过观测夏季温室不同灌溉条件下草皮的冠层温度、气温、大气湿度以及土壤含水量等因素,利用Isdo经验模式确定了冠气温差的下限方程。通过观察不同水分处理条件下草皮CWSI的日变化,得出了利用CWSI诊断草皮水分状况的最佳时机。研究分析了作物水分胁迫指数与其他一些反映作物水分状况的指标,包括土壤含水量、叶片蒸腾速率以及叶片含水量之间的关系,CWSI验理论模式与上述这些指标关系良好,表明其很好地反映了作物的水分胁迫特征。     

基于冠层温度的温室葡萄CWSI模型试验研究

探讨并建立了适合于镇江丘陵地区温室葡萄水分状况监测的作物水分胁迫指数(CWSI)模型.通过田间实验和观测,得到了适合温室葡萄的CWSI经验模型中的经验关系.初步的检验和分析表明,这一模型是合理的,可以用于温室内葡萄基于冠层温度信息的水分状况监测.