农业现代化与农膜污染——基于福建省时间序列数据的实证分析

通过对福建省1992—2015年的时间序列数据进行实证分析,解释和说明福建省农业现代化与农膜使用的发展历程以及动态关系。实证结果表明,农膜使用的自我示范效应显著,农业现代化对农膜使用的带动效应稳健,农膜使用对农业现代化的规模效应递减。基于此,认为福建省农业现代化要坚持走两型农业的发展道路,并开展对农膜污染的主动防治。     

VR技术在农业虚拟实验室建设中的应用优劣势与趋势

【目的/意义】展望VR背景下农业虚拟实验室在未来农业行业中的发展趋势。【方法/过程】通过文献分析法综述国内外农业虚拟实验室的建设情况,对比传统实验教学,概述借助VR技术开展虚实结合的现代化教学模式具有的优势,从而分析该技术在农业领域中的应用前景。【结果/结论】农业虚拟实验室因为自身的需求特点,规避了部分VR技术现存的技术瓶颈,现阶段VR技术在硬件方面已经能够满足农业实验培训的各种需求。目前市面各类基于VR的实验教学系统和农业虚拟实验室平台上也已经开始投入使用,并逐渐与农业领域的生产、科研、教学实际相结合,其在农业虚拟实验室中的应用前景广阔。     

水肥一体化循环灌溉系统的设计与试验

结合我国水肥一体化灌溉发展的需求,设计了一套水肥一体化循环灌溉系统。系统采用椰糠基质栽培,主要由配肥系统、灌溉系统、营养液循环系统3大部分组成。系统通过控制肥水的EC、p H值和进入灌溉管道的肥水量来实现自动施肥灌溉,并具有营养液循环回收的功能。它能够执行较精确的施肥过程,预防肥液浪费,提高水肥利用效率。经实际运用证明,该系统运行稳定、操作方便,EC值控制精度为±0.2 m S/cm、p H值控制精度为±0.2。水肥一体化循环灌溉系统用水量是传统土壤栽培的66.7%,黄瓜产量是传统土壤栽培的1.16倍,用工量是传统土壤栽培的63.2%。运用该系统能够达到节约用水、提高产量、节省用工的目的。     

人工气候室群测控系统的设计与应用

使用触摸屏、可编程控制器(PLC)、树莓派微型计算机、组态王、集散控制系统(SCADA)、高清摄像头、影像存证服务以及传感器、执行机构开发了一个人工气候室群智能化测控系统,管理由30个单元组成的人工气候室群。本系统中触摸屏负责采集各单元的环境状态数据,提供人工气候室单元的人机交互界面;PLC完成温室单元的控制逻辑,控制温室加湿、除湿、补光、气调等装置;树莓派微型计算机运行多个定制软件,实现计划库管理、权限分配、协议转换服务、空调控制等功能;组态王运行在管理房微机上,用于人工气候室群的本地管理、配置和数据记录;远程管理依托于基于ClearSCADA构建的设施农业总控中心,实现远程管理、数据采集、存储和配置;各模块间通过网络连接,采用ModbusTCP协议;配套的高清摄像头和影像存证服务提供了内部场景的实时查看和图片记录功能。该系统有效实现了人工气候室群的环境状态采集、环境控制、运行计划管理、远程测控、照片存证等功能,扩展性强,运行稳定。     

鱼菜共生系统经济可行性研究进展

鱼菜共生是水产养殖与无土栽培的互利结合,近年来在世界各地快速发展。鱼菜共生可实现水和有机排泄物的循环利用,是应对食品安全危机、资源危机和环境危机的有力措施,但目前关于鱼菜共生的经济可行性还不明确。为进一步明确鱼菜共生在经济上是否是可行的,笔者对相关文献进行了梳理。明确了鱼菜共生总体上是经济可行的;浮筏栽培和基质床栽培是主要的栽培模式;罗非鱼、罗勒是高效的鱼菜共生品种;温带地区具备盈利可能性;生产规模越大、产品类型越丰富,经济可行性越高;合适的市场渠道和消费意愿的提升,能促进盈利。阐述了鱼菜共生水培效益、养殖品种优化、外部效应内部化等需要加强的研究内容,为推进鱼菜共生产业发展奠定了理论基础。     

温室基质栽培水肥一体化施肥系统的构建

结合作物智能化施肥发展的需求,设计一个通过蠕动泵吸取肥料母液,使肥液按设定比例与水混合成设置的浓度,并通过控制肥液的EC值、pH值和肥液进入灌溉管道的灌溉时间来实现水肥一体化自动施肥的系统。本设计的水肥一体化施肥系统采用可编程控制器(PLC)作为控制器,触摸屏作为监控设备,能根据不同作物需求设置施肥、灌溉策略,且能够实现分区域灌溉,不同区域水肥参数可单独设置,自动完成水肥一体化灌溉。它能够快速、精确地完成施肥,配好1桶150 L的肥液,约需90 s。将该系统运用到温室基质水果黄瓜栽培中,利用回水系统,大约能节水19.4%,水果黄瓜平均产量为40 761 kg/hm~2。     

泡桐金花虫有效积温的研究

利用自然变温法和恒温法研究了泡桐金花虫卵、幼虫和蛹的有效积温，取得了一定的数据，结果与实际发生情况基本相符，为今后准确预测该虫的发生期提供了科学依据。     

基于光温效应的温室小白菜生理指标动态模拟

[目的]研究温室环境下温度和光照与小白菜生理指标的动态关系,以期为小白菜生产的精准管理提供参考.[方法]以华冠小白菜品种为试材开展营养液膜技术(Nutrient film technique,NFT)栽培,于2019年6—9月分3个时段进行试验,试验期间自动采集温室内温度和光照等数据,每2d进行1次生理指标测定.以建模试验数据计算光温效应(LTF)、辐热积(TEP)和积温(GDD),将其与同时期测定的生理指标数据进行拟合,建立温室小白菜生理指标动态模拟模型,将模拟值与实测值进行比较,检验模型拟合效果.[结果]试验期间的日平均气温为33.26~34.51℃,日光合有效辐射为8.18~13.64 mol/(m2·d).小白菜叶片主要生理指标基本上随生长期间LTF的增加而增加,但可溶性蛋白含量在后期呈现略微下降趋势,硝酸盐含量则呈现升高、降低、再升高的变化.LTF模型的预测效果优于TEP和GDD模型;该模型对小白菜可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、纤维素、蔗糖、淀粉、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素和硝酸盐含量及根系活力的预测结果回归估计标准误差(RMSE)比后两者低,其各指标的RMSE为TEP和GDD模型的9.88%~49.91%和5.86%~93.42%,表明模型的预测精度较高.LTF模型预测结果与实测值之间R2均大于0.950,表明模拟值与实测值的匹配程度较好.[建议]光温效应法适用于对小白菜主要生理指标的模拟,模型对特定小白菜品种、特定影响因子、特定时间段、特定温室环境下的小白菜模拟效果较好,后期需要加强对多品种、多因素和多时空适用模型的系统性研究.     

人工智能在农业生产中的应用进展

本文综述了人工智能技术在农业生产中的应用现状。采用分阶段描述的方法分别详细阐述目前人工智能各种技术在农业生产的产前、产中和产后各阶段的应用情况,总结人工智能在农业生产应用中的不足并展望其应用前景。由此可得,随着人工智能技术的不断成熟,利用人工智能技术提高农业生产的效率和农业生产管理的自动化水平越来越普遍,人工智能将为我国发展高产、高效、优质、可持续的现代化农业做出巨大贡献。     

鸡蛋果大小测量的多种图像边缘检测算子对比

大小测量是鸡蛋果采后分选阶段一个十分重要且不可或缺的环节。阐述多种边缘检测算子以及基于边缘检测算法的图像识别步骤,模拟鸡蛋果采后大小测量分选现场,构建一个水果图像获取平台。为增加难度,选取40个表面具有一定皱皮现象的鸡蛋果,使用水果图像获取平台获取从顶端拍摄的40张鸡蛋果图像作为试验材料。基于Visual Studio 2017集成开发环境,调用OpenCV 3.2.0机器视觉库,采用C++编程语言,针对40张鸡蛋果图像,使用4种算子Canny、Sobel、Laplacian、Scharr进行边缘检测;使用Photoshop 7.0.1软件基于图像测算鸡蛋果大小作为真实果实大小数据的近似值,参照该数值衡量算法检测的准确度;对4种算子的检测参数进行自动调优,依次使用SPSS软件对每一种算子的检测参数、4种算子的检测准确度及单果检测时间进行统计分析。试验结果表明：使用Canny算子在（70, 105, 3）参数下进行鸡蛋果大小测量时,与其他几种算子比较,测量准确度最高,单果测量平均用时为1.98 ms,也是4种算子中最快的,可满足于鸡蛋果采后大小智能分选的实际需求。