生态环境对植物生长的影响及其环境的监测

本文从温度湿度光照度及土壤水分四个方面阐述了生态环境对植物生长的影响。同时通过农作物生态监测系统及温湿光三参数记录仪及土壤水分速测仪对生态环境进行监测,从而保证作物正常快速的成长。     

基于计算机视觉的棉花生长监测自主导航车辆研究

为了克服农作物生长大面积遥感监测精度较低的缺陷,实现作物生长态势的自动化监测,提出了一种基于计算机视觉的自主导航作物生长监测车辆,从而有效地提高了作物生长监测的精度和自动化程度。该型自动化车辆通过导航标定线在田间对作物的生长状况进行实时跟踪监测,采用CCD数字摄像头对作物的生长状况进行图像采集,使用PC机对图像进行处理,并将图像利用通信技术传输到远程监控端,并根据图像特征数据建立了作物长势的监测和预测模型。为了验证其可行性,对作物的长势进行了实地测试,通过对叶面指数和作物生物量预测模型的测试表明:数据模型的实测值和理论值基本吻合,利用该方法可以建立多种作物的长势监测和预测模型,具有推广价值。     

作物干旱胁迫补偿效应研究进展

干旱是作物生长环境中普遍存在的逆境胁迫之一,在一定范围的干旱胁迫后复水短期内,作物在生理生化代谢和生长发育等方面产生补偿或超补偿效应的正面效应,以弥补干旱胁迫期间对作物造成的伤害和损失.补偿效应是作物抵御逆境胁迫的重要调节机制,也是对作物进行有效水分调控,实现节水高效农业的主要生理依据.文中从生长、生理生化、代谢及产量补偿效应及其影响因素等进行了综述.在此基础上,提出今后可从胁迫-复水条件下作物农艺及生理指标的补偿机制,光合作用的补偿规律及反馈机制,水分胁迫后补偿效应的效益评价3个方面进行研究.对于完善和丰富生物性节水理论和指导农业高效用水管理,发展节水灌溉和提供作物水分生产力具有重要的理论意义和实用价值.     

秸秆不同处理方式还田对玉米生长发育的影响

研究经不同方式处理的秸秆还田后对玉米生育期及生长性状的影响情况。结果表明:秸秆深施还田能够缩短玉米生长发育周期、提高玉米出苗率及促进玉米生长发育。在玉米生长前期,秸秆粉碎程度越大,对作物生长发育的促进作用越明显;到中后期,其他处理也显示出明显的作用。     

农作物苗期长势无损监测技术研究进展

农作物的苗期生长是一个复杂的生理生化及代谢过程,苗期的生长发育直接影响到作物的生物产量、经济产量、营养品质及其安全性。农作物苗期长势监测对于作物肥水管理、病虫害防治具有指导作用,是精细农业和数字农业的关键技术之一。该文从农作物苗期生长形态检测、营养组分检测和病虫害诊断3个方面,详细阐述了各种无损检测技术,如机器视觉技术、激光漫反射技术、荧光测量技术和反射光谱分析技术等在作物苗期长势监测中的应用进展。国内外学者对上述技术进行了较深入的理论方法研究,部分技术已在实践中得到广泛应用,但目前作物无损检测技术大多强调单一信息的获取及分析,随着数字农业和智慧农业的发展,未来将更加强调多源、多尺度数据的获取及形态、养分、病虫害综合信息的提取。作物苗期长势的监测数据将与精准农业的联系更加紧密,为农事操作提供传感信息,形成智能化的农业施工、调优栽培与管理决策系统。      

温室温度测控仪设计

植物在生命周期中的一切生物化学作用,都必须在一定的温度条件下进行 作物生长发育有温度三基点之说,指的是最适宜温度区间,最低温度点和最高温度点 在最适温度区间,植物生长速度最快。超过最高温度点或低于最低温度点作物的生长都要受到抑制。温室内作物生长发育所需的温度范围一般在10～30℃,设计一测控器使温度保持在适宜温度区间对作物的生长有很大的好处。     

基于生理生态指标的玉米受旱胁迫响应规律研究

基于安徽省新马桥农水综合试验站内有底测坑玉米受旱胁迫专项试验数据,研究分析了干旱胁迫对玉米植株生长发育的影响及其响应规律。结果表明,干旱会影响玉米光合作用的各项指标,而光合性能的变化会影响玉米株高和叶面积的生长发育;玉米营养生长中前期,作物处于快速生长期,对水分胁迫的适应机能更强,适度轻微的受旱胁迫解除后玉米可迅速恢复正常生长,其后的生长发育反而会优于未受旱作物;同等受旱胁迫程度下,玉米营养生长后期及生殖生长阶段对水分亏缺的响应更为敏感,受旱更容易造成玉米植株永久损伤并导致减产。为提高玉米全生育期内的水分利用率实现高效节水并保障稳产,认为玉米营养生长中前期可适度缺水实施非充分灌溉,而营养生长后期及生殖生长阶段则需实施充分灌溉。     

玉米高光效膜下滴灌试验研究

通过在长春地区进行的田间试验,研究玉米高光效膜下滴灌种植模式与常规种植模式对玉米生长发育的影响。结果表明:高光效膜下滴灌种植模式不仅使玉米增产增收,还能缩短生育期及改善玉米各阶段的动态生长指标。同时,针对试验中的高产灌溉制度,结合作物动态生长模型优化了高光效膜下滴灌的灌溉制度,用以指导田间管理。     

作物生长信息获取多光谱传感器设计与试验

为了实时、快捷、无损获取农作物生长信息,根据作物生长指标的光谱监测机理,研制了一种四波长作物生长信息获取多光谱传感器.采用光学滤波技术提高了光辐射信息输入信噪比,依据作物冠层特征及田间作业环境实际要求,设计了适宜的探测镜头结构参数,确保了多光谱传感器灵敏度与分辨效果,应用T型电阻积分网络搭建了微弱光谱信息放大电路.通过标定,获得了多光谱传感器与FieldSpec Pro FR2500型光谱仪的关系模型,决定系数分别为0.8028、0.8068、0.8185、0.8900.对小麦的试验结果表明,该传感器的平均测量误差分别为5.6％、4.6％、1.4％、4.5％.该传感器能够较好地实现作物冠层反射光谱的实时在线检测,为作物生长监测设备的研发提供了有力支持.     

基于作物生长监测诊断仪的玉米LAI监测模型研究

为探索作物生长监测诊断仪（CGMD-402型）在作物长势监测应用中的精准性与适用性,连续2年在不同氮肥水平下进行不同玉米品种的实验。使用作物生长监测诊断仪采集冠层归一化差值植被指数（Normalized differential vegetation index,NDVI）、比值植被指数（Ratio vegetation index,RVI）,并同步以ASD FR-2500型野外高光谱辐射测量仪获取冠层光谱反射率,构建NDVI、RVI高光谱植被指数;通过对比两种仪器获取的植被指数特征及其定量关系,评价CGMD-402型作物生长监测诊断仪监测精度;基于CGMD-402型作物生长监测诊断仪获取的NDVI、RVI,建立叶面积指数（Leaf area index,LAI）监测模型,并对模型监测精度进行验证。结果表明：玉米冠层NDVI、RVI随施氮量增加而增加,增加幅度分别为8.20%~36.59%、4.40%~25.16%;CGMD-402型作物生长监测诊断仪与ASD FR-2500型野外高光谱辐射测量仪获取的NDVI、RVI相关系数分别为0.991、0.985,决定系数分别为0.983、0.969,说明CGMD-402型作物生长监测诊断仪具有较高的监测精度,可替代ASD FR-2500型野外高光谱辐射测量仪获取NDVI、RVI指数;利用CGMD-402型作物生长监测诊断仪获取NDVI、RVI,建立LAI监测模型的决定系数分别为0.911、0.898;以独立数据对模型精度进行验证,模型预测值与田间实测值间决定系数分别为0.963、0.954,相对误差分别为6.65%、9.37%,表明二者具有高度一致性。研究表明,利用作物生长监测诊断仪能有效监测玉米不同品种LAI动态变化,可以替代AccuPARLP-80型植物冠层分析仪获取玉米LAI数据。     

虚拟植物生长的研究现状与发展趋势

虚拟植物生长技术对作物产量预测、土地生产力评价、资源环境分析、作物栽培指导、作物生长机理研究以及调控作物生长发育及其对环境的反应研究都有着十分重要的意义。本文着重介绍了虚拟植物的研究现状、研究方法和国内外最新进展，对有待进一步研究的问题进行了讨论，对虚拟植物模型在农业领域中的发展趋势进行了展望。     

不同灌水定额对北疆地区滴灌食葵生长及产量的影响

基于滴灌技术下同一灌水周期,不同灌水定额进行大田试验,探究灌水量对食葵生长及产量的影响,进而寻找适宜的灌溉制度,最终达到节水、增产的目的。试验结果表明:不同灌水定额会影响作物生长发育,但不是灌水量越大,植株生长发育越好。同时灌水量会影响作物体内含水量的大小,灌水量越大,其作物体内含水量就越高。对植株、茎围、灌水量、产量之间关系进行分析,最终得出影响作物产量的因素为作物茎围和体内含水量。两者越高,作物产量越大。但含水量到达一定程度时,会影响限制茎围发育,造成相对减产。对试验最终产量进行对比,结果表明应用450m3/hm2的灌溉制度进行灌溉,所得产量最高,且不影响作物生长发育,经济效益最为显著。这将对北疆地区滴灌条件下食葵节水灌溉技术提供合理的参考依据。     

温室小气候环境监测预警技术及应用研究

为避免极端环境对作物生长造成损伤,提出一种基于温室小气候模型的环境监测预警技术。通过无线传感器网络实时获取温室环境数据,建立温室小气候模型,将模型预测结果与预警指标库中作物受灾指标对比,及时预测温室异常环境。该技术以LabVIEW为开发平台,实现温室环境自动监测、数据管理、温室小气候模拟、异常环境预警和远程发布等功能。结果表明,该技术能够有效对温室小气候环境进行实时监测预警,可靠性高,具有较好的实用价值。     

利用光调控促进药用作物生产

随着医学模式的转变,人们对药用植物资源的需求量不断增加,现有传统种植产量和质量远远无法满足需求。药用作物极其珍贵且种植培育不易,发展药用作物培育技术有着十分重要的意义。但随着科学技术的快速发展,人们通过控光来影响药用经济作物的生长发育,这种方法早已突破了单纯地依靠太阳光的限制。如今,用人工光源代替补充自然光源的不足,已逐渐成为对药用经济作物生长发育进行控制的有效手段。LED不仅节能环保,还能进行发光光谱的精确配置,因此采用LED光源为药用作物配置对应各生长阶段最适宜的光环境。通过对药用作物光环境的调控来促进药用作物的光合作用、生长发育、开花产出及有效药用成分的合成,最终使药用作物达到优产优质、增产增质的目的。     

基于LabVIEW的水肥一体机控制系统设计

以水肥一体灌溉控制系统为研究对象,针对目前水肥灌溉系统出现的自动化程度低的现象,基于LabVIEW虚拟仪器技术设计出一种水肥耦合一体灌溉控制系统。系统对作物生长过程中的土壤湿度、肥液浓度及无机物含量等相关作物生长因素进行监测,并采用模糊系统控制的方法,对作物生长过程中所需水量和肥量进行自动控制;采用水肥耦合一体灌溉控制系统通过对作物生长过程中所需的土壤湿度和肥量需求量进行控制,实现作物水肥耦合灌溉。研究结果对现代农业自动灌溉和施肥或水肥耦合灌溉具有一定的参考意义。     

基于无人机多光谱遥感的冬油菜地上部生物量估算

地上部生物量(Above-ground biomass, AGB)是判断作物生长发育的重要指标,对作物不同生长阶段地上部生物量进行快速、准确、无损遥感监测对精准农业生产具有重要意义。本文在西北关中地区开展田间试验,以不同水氮处理下冬油菜为研究对象,通过对其生理生长指标以及产量进行分析,确定I2N3(越冬期和蕾薹期补灌,施氮量为280 kg/hm²)处理为该地适宜的水氮管理策略。使用无人机获取冬油菜营养生长期和生殖生长期多光谱图像,采用阈值法对多光谱图像中的阴影和土壤背景进行掩膜处理,提取各波段反射率,构建植被指数。将冬油菜地上部生物量实测数据与21个光谱变量进行相关性分析,筛选出各生长阶段相关系数绝对值排名前8个光谱变量作为输入量,通过随机森林(RF)、支持向量机(SVM)、遗传算法优化支持向量机(GA-SVM)和粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)构建不同生长阶段冬油菜地上部生物量估算模型,确定最佳估算模型。结果表明,全生长阶段和生殖生长阶段红光波段反射率显著性最强且稳定,相关系数分别达到0.835和0.754;PSO-SVM模型更适合用于反演关中地区冬油菜不...     

浅议污水灌溉带来的问题及对策

近年来我国污水灌溉面积发展较快,但由于盲目灌溉引起严重后果。本文提出了由污水灌溉带来的一些问题及对策。分析指出,污水灌溉要因地制宜、合理规划、灌溉前要对污水进行处理,对水质进行实时监测,且引用污水中有害物质的含量不能超过所灌溉土壤的净化能力。同时,要结合当地水源情况,土壤质地,作物种植的种类及生长阶段等情况,因地制宜,合理地利用污水进行灌溉,这对缓解我国水资源日益紧张的供需矛盾,保护生态环境,提高     

基于农作物全生命周期的信息系统管控研究

为提高生产资源的利用效率,将生命周期评价的概念引入农业领域,生命周期评价依赖于对农作物生长信息的全面了解。为解决现有监测方法涵盖面不足的问题,建立了一个农作物全生命周期的信息系统。系统在作物的不同生长阶段采集相应的信息,经过分析后评估生长发育状况并形成管理控制指令。试验结果表明:信息系统管控下的生产资源消耗量大幅降低,且作物产量的降幅较小。对建立的农作物全生命周期的信息系统并对其管控功能进行完善,可以实现生产资源更合理的配置,提高可持续发展能力。     

基于模糊控制的温室大棚光照度测控系统设计

光照度是温室大棚作物生长发育的核心要素,其直接影响植物光合作用的速率与效率。文章以温室大棚常见作物——西红柿的光照需求为例,在充分研究光照强度对西红柿生长特性影响的基础上,设计了一种基于模糊控制的温室大棚光照度测控系统。该系统可以实现对温室大棚光照度信息的实时监测和无线传输,并利用模糊控制算法对信息进行运算处理,实现对遮阳装置或者补光装置的智能控制,从而达到自动调光目的。     

面向可持续灌溉农业发展的涝渍盐碱管理

发展可持续灌溉农业是实现全球粮食安全、维持民众生计的必要保障条件之一,但因灌溉诱发的农田涝渍盐碱协同危害却对作物生长及产量产生直接和间接影响,严重制约灌溉农业生产力水平,带来农田生态环境负效应.文中在对灌溉诱发的涝渍盐碱共存形成机制、作物生长和土壤特性对涝渍盐碱的响应、涝渍盐碱对作物产量的影响进行综述基础上,从排水、用水、灌溉、土壤、作物、社会经济等各种涝渍盐碱管理途径入手,阐述相关的治理措施与技术应用效果,围绕“节灌、减排、控盐、增效”的面向可持续灌溉农业发展的涝渍盐碱管理目标,从涝渍盐碱共存机制研究、涝渍盐碱共存状况监测评价、涝渍盐碱治理技术组合及集成模式研发、涝渍盐碱危害风险分析与评估等层面上,提出相应的主要研究内容与重点.