棉田土壤养分分析与土壤墒情监测系统应用

【目的】研究土壤养分的空间变异程度及分布规律,为该区域科学施肥提供依据。【方法】以新疆生产建设兵团第八师石河子总场六分场数字农业示范田为研究区域,应用土壤墒情监测系统、GIS与地统计学的方法,对棉田土壤含水量与温度进行实时采集、分析并存储在服务器里面,分析石河子总场土壤含水量和温度变化规律、棉田土壤养分空间分布特点及变异规律。【结果】(1)根据监测数据分析,随着灌水量增加和棉花生育期推进,上层0~30 cm比下层40~60 cm的土壤含水量变化趋势明显。0~20 cm土层土壤补偿水比较充分,各个监测点土壤含水量基本维持在比较适宜的范围内。土壤各层温度受大气温度影响并随着土层深度的加深而减弱,随着土层深度的逐渐加深滞后时间相对延长;受棉株逐渐长高变大以后遮阴等造成的影响,7月以后各土层温度逐渐持平,波动不大。(2)土壤全氮、速效磷和速效钾均呈现出中等程度变异;(3)土壤速效钾的块金值在25%~75%(块金值为0.497)表现为中等空间自相关性外,土壤全氮、速效磷指标的块金系数小于25%表现为强烈的空间自相关性。【结论】应用土壤墒情实时监测系统指导棉田灌溉,较往年没有任何减产减质的情况下,棉花灌溉在全生育期内比以往灌溉次数下降了1~3次,节约水资源约20%左右。研究区域内土壤全氮、速效磷和速效钾变异呈现中等程度变异特征,全氮、速效磷表现为极强空间自相关性,速效钾表现为中等强度的空间相关性。     

异位保存新疆野苹果遗传多样性分析及综合评价

以异位保存的57份野苹果种质资源为材料，对其16个数值型性状和27个果实描述型性状进行综合评价，采用变异系数、分布频率、相关性分析、主成分分析和聚类的方式进行分析研究。结果表明，16个数值型性状的变异系数为15.63%～60.32%,平均值为31.84%,16个数值型性状中以果实纵径的变异系数最小，果实维生素C含量的变异系数最大；描述型性状分布频率表明，野苹果种质资源的果实外观评价优于果实内质评价；相关性分析结果表明，单果质量与果实纵径和果实横径呈极显著正相关关系(P<0.01),与果实总黄酮含量呈显著负相关关系(P<0.05);主成分分析结果表明，7个主成分的总计贡献率达80.785%,其中第1主成分与叶片性状和果实总黄酮含量有关，第2主成分与果实特性有关，第3主成分与果形因子有关，第4主成分与果梗性状有关，第5主成分与果实品质有关，第6主成分与果实可溶性固形物含量和果实硬度有关，第7主成分与花的性状和果实品质有关；16个性状以聚类的分析方法，将供试材料聚为3类，其中Ⅰ、Ⅲ类群可以作为优良的选育品种，培育出优质及耐贮藏的苹果，第Ⅱ类群可以提供宝贵材料作为选育高黄酮含量的野...     

新疆杨树/紫花苜蓿林草复合系统中根系分布特征及生产力

为了解杨树（Populus L.）/紫花苜蓿（Medicago sativa L.）林草复合系统中两种植物根系的分布及相互关系，利用WinRHIZOTM对3 a生紫花苜蓿和7 a生杨树在单作和间作条件下0~60 cm土层中的根长密度（RLD）、平均根直径（ARD）和比根长（SRL）的分布进行测定分析。结果表明：间作紫花苜蓿RLD降低了10.01%~54.29%，20~60 cm土壤中紫花苜蓿ARD降低了11.15%~37.30%, 间作苜蓿的SRL比单作苜蓿高10.52%~28.78%；间作增加了 0~40 cm土层中杨树ARD的20.36%~28.08%，增加了苜蓿种植区域0~20 cm土层中杨树RLD的15.51%~34.23%。杨树SRL受到的影响较小，仅在8月5日的0~20 cm 土层中测得单作和间作SRL存在差异，单作杨树SRL比间作杨树高14.46%。单作和间作苜蓿的最高产量均在第一次收获时期，间作降低了苜蓿的产量，在第一次、第二次和第三次收获中产量分别降低了24.7%、30.9% 和 43.7%，与单作苜蓿相比，杨树/紫花苜蓿林草复合系统中苜蓿的总产量减少了31.2%。通过计算土地当量比，发现杨树与紫花苜蓿复合经营为杨树林带增加了额外来自紫花苜蓿的收入，能够提高系统41%的生产力。综上所述，林草复合系统中紫花苜蓿根系分布及生长受到了不利影响，而杨树根系受到了有利的影响。相比单作种植，林草复合系统有较高的生产力和资源利用效率，具有提高新疆地区防护林带生态和经济回报率的潜能。     

梳夹式红花采收装置机组凸轮安装角度参数优化试验

【目的】为优化提高梳夹式采收装置采收红花时的作业质量和效率.【方法】以新疆‘裕民’无刺红花为试验对象,利用实验室研制的梳夹式红花采收试验台进行试验,以四组梳夹式采摘头各自对应的端面凸轮安装角度为影响因素,以整株采净率、掉落率和采摘质量度为评价指标,进行了四因素五水平正交旋转中心组合优化试验,通过Design Expert 10 (32-bit)软件,得到最优参数组合.【结果】从顶部开始至机组底部四组凸轮安装角分别为2°,10°,25°,40°,选取花球开花后1～5 d的新疆‘裕民’无刺红花(含水率≥44.6%)进行采收试验,试验结果表明:在该优化参数组合下,整株采净率为77.27%,掉落率为2.62%,采摘质量度为0.9.【结论】试验表明梳夹式红花采收装置满足红花采收要求,可为梳夹式红花采收机具的设计提供参考依据.     

自动施肥系统开发与性能测试

目的 开发一种适应于以固态水溶肥为原料的自动施肥系统,测试分析自动施肥系统性能。方法 主控机采用ARM9电路控制模块可实现对轮灌编组、预搅拌时长、施肥开始与结束时间、施肥持续时长、施肥量等参数的设置;选择以蠕动泵为注肥装置,通过变频器控制注肥泵电机功率的方式控制注肥速率,控制施肥量。对装置核心部件搅拌器额定功率、计量方式、溶肥搅拌参数、排肥速度及固液相比例等主要参数等进行设计与测试。结果 电感脉冲计量方式标准误差最大值1.26%,误差小、性价比好,确定其为本装置采用的计量方式;搅拌器以1.5 Kw额定功率、38 r/min转速搅拌、肥液浓度在1.1~1.3 g/mL、预搅拌时间30 min时,罐内各液位输出肥液浓度值差异不显著(P< 0.05),达到对肥料浓度均匀性的设计要求。结论 将施肥开始前的预搅拌时间设为30 min、搅拌转速设为38 r/min、肥液浓度不高于1.3 g/mL,输出肥液浓度有较好的均匀性,实现精准施肥。     

基于声振信号对称极坐标图像的苹果霉心病早期检测

为实现苹果早期霉心病较高精度的检测，该研究采用对称极坐标法（Symmetrized Dot Pattern，SDP）将苹果声振信号变换为雪花图，然后采用AlexNet、VGG16和ResNet50卷积神经网络以迁移学习方式深度挖掘SDP雪花图像的特征信息，将其输入到支持向量机（Support Vector Machine，SVM）分类器，对霉心程度≤7%的苹果进行检测。研究结果表明，当时间间隔系数为25和角度放大因子为50°时，健康果与早期霉心果声振信号的SDP图形状特征差异最大，在此条件下获取的SDP图经卷积神经网络AlexNet、VGG16和ResNet50提取特征并构建了不同核函数的SVM霉心果检测模型，在各类SVM模型中，ResNet50-SVM-gaus（高斯基）模型用相对较少的训练时间和参数量可取得训练集霉心果较高分类准确率，经超参数优化训练该模型对健康果和早期霉心果测试集不平衡样本（10∶1）的总体分类准确率达到96.97%，平均查准率、平均查全率、平均加权调和均值、Kappa系数和马修斯相关系数值分别为80.19%、90.36%、86.21%，82.54%和82.68%，该模型不仅对多数类的健康果保持较高分类准确率，而且对少数类的早期霉心果也具有较高判别能力。这些研究结果为声振法应用于果蔬内部病害的早期在线检测系统研发提供了技术支撑。     

蚕豆秸秆作为粗饲料对绵羊生长性能、养分消化及胴体性状的影响

文章旨在评估蚕豆秸秆作为粗饲料对绵羊生长性能、养分消化及胴体性状的影响。将体重为（20.01±0.19）kg的30头绵羊随机分为2组，每组5个重复，每个重复3头。对照组饲喂小麦秸秆水平为8%的全混合日粮，处理组饲喂蚕豆秸秆水平为10%的全混合日粮。试验为期10 w。结果：蚕豆秸秆组绵羊日增重、饲料效率及干物质、有机物、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维摄入量显著高于小麦秸秆组（P＜0.05）。与小麦秸秆组相比，蚕豆秸秆组干物质和粗蛋白质表观消化率分别显著提高2.26%和2.63%（P＜0.05）。蚕豆秸秆与小麦秸秆对绵羊有机物、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维均无显著影响（P＞0.05）。与对照组相比，蚕豆秸秆组绵羊屠体重、背膘厚度、肾脏和大肠重量分别显著提高4.64%、6.31%和27.16%（P＜0.05）。结论：在本研究条件下，全混合日粮中用蚕豆秸秆完全替代小麦秸秆可以通过改善绵羊养分表观消化率提高体重和饲料效率，同时提高了屠体重和背膘厚度，降低了增重成本。 [关键词]蚕豆秸秆|绵羊|生长性能|养分消化|胴体性状     

基于支持向量机的土壤主要盐分离子高光谱反演模型

快速、无损、定量地获取土壤盐分离子组成及含量是盐渍化土壤治理、改良和利用的重要依据。以新疆盐渍化土壤为研究对象,应用高光谱分析技术获取不同区域土壤盐分离子的特征光谱,在对光谱数据去噪、数据变换基础上分析了鲜样(T1)、风干(T2)和干燥(T3)3类土壤,过2、1、0.15 mm筛处理对离子含量光谱拟合模型精度的影响,建立了基于支持向量机的土壤主要盐分离子光谱反演模型,并对模型的精度和普适性进行了检验。结果表明:土壤原始特征光谱与盐分离子含量均不存在显著相关性,最大相关系数为Na+的0.41;通过光谱数据变换能够明显增强特征波段与离子含量的相关性,K+、Na+、Mg2+、Ca2+、SO_4~(2-)、Cl-和HCO-3的最优变换形式分别为(lgR)'、(lgR)'、R'、(lgR)'、CR、R'和CR,T1处理构建的拟合模型均不能很好地反演离子含量,T3处理的模型估测精度优于T2,土壤粒径越细对土壤离子含量的光谱反演效果越好。分析各处理模型的决定系数和标准误差表明,经T3处理、过0.15 mm筛所构建的离子拟合模型预测精度最高,其中K~+、Na~+、Ca2+和SO_4~(2-)的RPD分别为2.153、2.674 5、2.051和2.786 4,以未参与建模和检验的石河子垦区土样对4种离子模型的普适性检验,其R2分别为0.621 4、0.689 7、0.614 4和0.650 7,说明构建的模型适于估算该区域土壤K+、Na+、Ca2+和SO_4~(2-)的含量。     

犊牛精确给料控制系统的设计

为了降低犊牛饲喂成本,实现科学喂养。以犊牛体重为饲喂依据,以巴氏杀菌奶为饲喂物料,设计了一种犊牛精确给料控制系统。该系统采用了单片机与动态称重相结合的技术方案,能够完成犊牛位置检测、体重信息实时采集、饲喂量的计算及精确供给等作业,解决了现有犊牛饲喂技术的精确控制和精准给料难题。为犊牛精确饲喂装备的研究与发展奠定了基础。对牛犊精确给料控制系统的投料精度进行试验研究,结果表明:系统投料稳定性较好,系统投料精度不低于99.5%。     

水肥供应对南疆沙区滴灌红枣生理、生长及产量的影响

为了了解南疆沙区水肥供应对滴灌红枣生理、生长指标与产量的影响,以当地8 a成龄骏枣树为供试材料,结合大田试验,在滴灌条件下进行水肥二因素三水平完全处理小区试验。结果表明:灌水因素对红枣叶片光合特性(净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO_2浓度(Ci)、水分利用效率(WUE))、红枣梢径和梢长增加量及灌溉水分利用效率(iWUE)达到显著(P0.05)或极显著水平(P0.01),水肥交互作用对红枣光合特性、梢径和梢长增加量、产量及灌溉水分利用效率(iWUE)达到显著(P0.05)或极显著水平(P0.01),施肥对红枣以上指标未达到显著性水平(P0.05);过高或过低的灌水量均不利于红枣光合作用、生长发育及增产效果,较低的施肥量可以促进红枣生理生长、达到红枣增产的目的;W2F1处理下红枣叶片Pn(8.94μmol·m~(-2)·s~(-1))、Tr(3.86 mmol·m~(-2)·s~(-1))、Gs(0.49μmol·m~(-2)·s~(-1))和Ci(707.41μmol·m~(-2)·s~(-1))值最大,比最小值分别提高23.00%、22.54%、58.06%和58.08%;W3F3处理下WUE值(2.56μmol·mmol-1)最大;梢径增加量和梢长增加量最大值分别在W2F2处理(6.31 mm)、W3F2处理(64 cm),比最小值分别提高51.32%、33.33%;W2F1处理下产量(7 256 kg·hm~(-2))最大,比最小值处理增产55.67%,增产效应(33.14%)最大;iWUE最大值在W1F3处理(8.17 kg·m~(-3)),与W2F1处理无显著性差异(P0.05)。红枣净光合速率与蒸腾速率、气孔导度之间密切相关,红枣产量与红枣梢径增加量有较好的相关关系,梢径增加量在一定程度上能反应红枣产量。灌水量820 mm、施肥量N-P_2O_5-K_2O:200-100-150 kg·hm~(-2)(W2F1处理)为南疆沙区节水、节肥的最佳水肥供应模式。