基于思维进化优化BP神经网络的大豆叶片叶绿素含量高光谱反演

为进一步研究优化神经网络算法在植物生化参量高光谱反演当中的应用问题,运用遗传算法和思维进化算法对BP神经网络进行优化来构建大豆叶片叶绿素含量反演模型。利用实测光谱数据和对应叶绿素数据建立训练数据集,然后分别使用遗传算法和思维进化算法对BP神经网络进行优化训练,将训练好的模型用于叶绿素含量估算。结果表明,基于思维进化优化BP神经网络模型能准确预测叶绿素含量,且模型最稳定,能够解决小样本情况下叶绿素含量估算问题,并保证估算精度,可以作为大豆叶片叶绿素含量估算的一种新的参考方法。     

基于模糊聚类的神经网络虫情预测

1基于模糊聚类的神经网络预测 首先采用模糊聚类对所有样本进行预处理,再把去噪后的数据作为神经网络的输人数据进行训练和预测。 1．1基于模糊聚类的神经网络结构3层BP神经网络具有令人满意的对连续映射的逼近能力,可以满足预测的要求,因此,采用3层BP神经网络作为研究模型。3层BP神经网络由输入层、隐含层和输出层组成。     

应用集成BP神经网络模型预测土壤有机质空间分布

基于2014年江西省万年县测土配方施肥数据,以地理坐标、高程和坡度以及邻近样点信息作为网络的输入变量,采用集成BP神经网络模型(BPNN-Ada模型)预测土壤有机质的空间分布,并与未集成的BP神经网络模型(BPNN模型)和普通克里金模型(OK模型)进行比较。结果表明,3种模型的预测精度大小顺序为BPNNAda模型BPNN模型OK模型。集成BP神经网络模型预测精度最高,效果最好,比较符合土壤有机质地学分布规律及实际情况。BPNN-Ada模型克服了BP神经网络局部搜索能力差和易陷入全局最优的缺点,提高了BP神经网络的泛化能力。     

改进粒子群优化 BP 神经网络的洪水智能预①测模型研究

该文提出改进的PSO‐BP算法在洪水预测应用中建立预测模型。以BP神经网络为基础,提取观测站往年平均径流量作为洪水属性。采用改进的PSO‐BP算法对神经网络的各个参数进行优化,最后建立模型应用于流域观测站的洪水预报模型,叙述了PSO粒子群算法和BP神经网络算法,详细阐述粒子群算法优化BP神经网络的权值和阈值,得出最优的BP神经网络预测适应度值。通过实验仿真对比,结果表明此方法预测结果比BP神经网络算法和混沌径向基神经网络模型算法精度更高,提高了预测的效率。     

基于MEA-BPNN-F模型的土壤有机质空间分布预测

以江西省万年县为例,根据万年县测土配方数据,构建以思维进化算法、BP神经网络、四方位搜索法三者结合的模型(MEA-BPNN-F模型),同时加入高程和坡度信息来预测万年县耕地土壤有机质的空间分布,并与普通克里金法(OK模型)、以地理坐标为输入的BP神经网络模型(BPNN-G模型)、以高程和坡度作为辅助变量同时利用四方位搜索法加入邻近信息的BP神经网络模型(BPNN-F模型)进行比较。结果表明:4种模型的预测精度表现为MEA-BPNNF>BPNN-F>BPNN-G>OK。应用MEA-BPNN-F模型预测精度最高、效果最好,比较符合土壤有机质地学运动规律及实际情况。该模型克服了BP神经网络全局搜索能力差和收敛速度慢的缺点,提高了BP神经网络的泛化能力。     

基于BP神经网络的玉米区试产量预测研究

以国家农业科学数据中心数据库中的数据为样本数据依据,用BP神经网络建立预测玉米区域测试产量模型,并用现有数据进行检测,证明运用BP神经网络模型预测玉米区试产量是可行的。     

基于MEA-BPNN-F模型的土壤有机质空间分布预测

以江西省万年县为例,根据万年县测土配方数据,构建以思维进化算法、BP神经网络、四方位搜索法三者结合的模型(MEA-BPNN-F模型),同时加入高程和坡度信息来预测万年县耕地土壤有机质的空间分布,并与普通克里金法(OK模型)、以地理坐标为输入的BP神经网络模型(BPNN-G模型)、以高程和坡度作为辅助变量同时利用四方位搜索法加入邻近信息的BP神经网络模型(BPNN-F模型)进行比较。结果表明:4种模型的预测精度表现为MEA-BPNNFBPNN-FBPNN-GOK。应用MEA-BPNN-F模型预测精度最高、效果最好,比较符合土壤有机质地学运动规律及实际情况。该模型克服了BP神经网络全局搜索能力差和收敛速度慢的缺点,提高了BP神经网络的泛化能力。     

美国粮食和耕地变化及其趋势分析

本文基于最小耕地面积和压力指数对2000—2013年美国耕地面积和粮食产量数据进行现状分析,在此基础上利用BP神经网络模型对2014—2015年数据进行精度测算,最后运用该模型预测美国2016—2020年数据,实证结果表明,2000—2013年美国耕地面积呈波动下降趋势,水稻、大豆等农产品呈波动上升趋势。BP神经网络具有误差小、精度高的特征,因此,本文运用该模型预测未来5年美国耕地及农产品产量状况,2016—2020年美国耕地面积呈下降态势,农产品产量呈小幅度持续上升态势。     

基于灰色神经网络和证据理论预测地下水位的研究

用灰色GM(1,1)模型、BP神经网络模型和证据理论相结合而成的灰色证据神经网络模型,对山东枣庄区域地下水位进行预测。基本思路是运用灰色GM(1,1)模型所得到的预测值按前两年来预测下一年的组合规律分别作为BP神经网络的输入输出;再用BP神经网络输出作为证据理论基本可信度分配函数,使用D-S理论将信息进行二次融合;并用地下水位实测数据对模型进行验证。结果表明,预测模型具有可行性和实用性,为生态农业规划发展提供了科学依据。     

基于灰色关联下神经网络在南果梨始花期预报中的应用

为探寻更精确有效的南果梨始花期预报方法,采用灰色关联分析法确定与始花期关联较大的冬季气象因子,以此作为BP(Black Propagation)神经网络与RBF(Radial Basis Function)神经网络建模的输入因子并预测南果梨始花期,利用均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)评价该模型的预测效果,同时对比与南果梨始花期显著相关的冬季气象因子建立逐步回归方程并进行回代后的预测结果。结果表明：（1）与南果梨始花期灰色关联较大的气象因子为冬季日均气温、日最高气温、日最低气温、日均相对湿度,关联度均在0.6以上,故将这4个因子作为BP和RBF神经网络模型的输入层来预测南果梨始花期;（2）与始花期显著相关的气象因子有日均气温、日均5 cm地温、日最低气温、日最高气温,相关系数分别为-0.646、-0.628、-0.638、-0.663,所建回归模型均通过了显著性检验且具有统计学意义;（3）BP和RBF方法建立的模型拟合精度总体上较接近;（4）基于灰色关联下BP神经网络和RBF神经网络预测结果误差分别为1 d和2.25 d,BP神经网络预测的开花日期更接近实际开花日期;（5）基于灰色关联下BP神经网络模型RMSE为1、RE为6.34%、R²为0.7,而RBF神经网络模型RMSE为2.25、RE为13.13%、R²为0.568。综上,灰色关联分析法建立的BP神经网络模型较RBF模型预测南果梨始花期更精确。     

套作模式下播期对不同熟性大豆茎叶形态及产量的影响

在麦/玉/豆套作模式下,研究了不同播期对不同熟性大豆茎叶形态及产量的影响。结果表明:3种熟性大豆在当地均有各自最适宜的播期。浙春3号的最适播期是7月6日,乐豆1号的最适播期是6月15日,而贡选1号的适宜播期是6月15日和6月22日,两者间产量差异不显著。晚熟大豆品种(贡选1号)较早熟品种(浙春3号)和中熟品种(乐豆1号)能显著缩短与玉米的生殖生长共生期,独立生长期最长,从而减轻了生育前期玉米对它的弱光伤害,保证了适宜的株高、较大的茎粗和茎干重以及理想的叶面积指数和比叶重。综合大豆的熟性和播期2个因素,麦/玉/豆套作模式下的最优组合为贡选1号在6月15日至6月22日之间播种。     

黑龙江省大豆作物系数的确定

作物系数是计算作物需水量,合理进行灌溉和水分资源调配的重要参数。依据1991—2011年黑龙江10个典型农业气象站大豆农业气象观测记录,运用统计学方法,确定了大豆实际平均生育期,利用FAO推荐的Penman-Monteith公式和根层水分平衡原理,计算出了大豆作物系数,并进一步分析了大豆作物系数的变化规律。结果表明,近20年,黑龙江大豆平均播种时间推迟5 d,收获时间推迟10 d,平均生育期为5月1日到9月30日,生育期延长5 d。大豆作物系数在生育期内呈现出“单峰”变化趋势,结荚期的作物系数最大,为0.96,其次是开花期,为0.75,苗期和成熟期最小,为0.32;三叶期、分枝期和鼓粒期作物系数分别为0.60,0.62和0.71,全生育期平均作物系数为0.61。大豆的水分敏感期为结荚期和开花期。     

不同播期对大豆生育进程的影响

通过研究不同播期对大豆生长发育进程的影响,发现大豆的生育期随着播种日期的延迟而缩短,大豆播期与生育期长短呈显著相关;不同播期对大豆的株高、主茎出叶数、叶面积指数均有很大的影响,随着播期的延迟,株高、主茎出叶数、叶面积指数最大值均呈下降趋势。     

不同播种期对大豆生长发育的影响

研究了不同播种期对大豆[Glycine max (Linn.)Merr.]生长发育进程的影响.结果表明,大豆生育期随着播种期的延迟而缩短,大豆播种期早迟与生育期长短呈显著正相关；不同播种期对大豆的株高、主茎出叶数、叶面积指数都有很大的影响,随着播种期的延迟,株高、主茎出叶数、叶面积指数最大值均呈下降趋势.     

气候变化背景下东北三省主要作物典型物候期变化趋势分析

 【目的】分析气候变化背景下东北三省主要作物类型（水稻、玉米、春小麦和大豆）典型物候期（出苗期、抽穗期和成熟期）的变化趋势。【方法】应用气候倾向率（θ）确定农业气候资源特征和典型物候期的变化趋势与整体对应关系。【结果】近20年来,东北三省大部分地区≥10℃初日出现了提前趋势,初霜日不断推迟,温度生长期天数持续增加,≥10℃积温总体呈升高趋势。在此背景下,水稻和玉米均出现了出苗期提前（0.04＜θ＜0.55 d•a-1和0.04＜θ＜0.35 d•a-1）、成熟期推后（0.09＜θ＜0.35 d•a-1和0.23 ＜θ＜0.38 d•a-1）、以及生育期延长（0.31＜θ＜1.26 d•a-1和0.11＜θ＜0.57 d•a-1）的趋势;大豆则表现为出苗期提前（0.01＜θ＜0.61 d•a-1）、成熟期提前（0.18＜θ＜0.19 d•a-1）、生育期缩短（0.06＜θ＜0.17 d•a-1）的趋势;而春小麦典型物候期的变化趋势不明显。【结论】东北三省农业气候资源变化使作物生长期内温度适宜程度偏向好转,总体上有利于早种晚收、生育期长的作物品种的推广种植。     

不同播期气候条件对内蒙古东北部大豆主要农艺性状和品质的影响

通过对内蒙古东北部区3个大豆品种5个播期下农艺性状和品质的比较分析,得出3个品种丰产优质的最佳播期：高脂肪品种‘蒙豆-12’的最佳播期为5月15日,产量和品质均为最优;高蛋白品种‘蒙豆-13’的最佳播期为4月27日,理论产量、粗蛋白、粗脂肪和蛋脂总和均高于正常播期;高产品种‘蒙豆-15’最佳播期为4月27日和5月5日,早播一周和早播两周产量基本相同,不宜晚播,籽粒品质早播优于晚播;3个品种综合表现为在多雨的年份均可以适时早播。对比分析了最佳播期下各生育期的气温、降水量及气温日较差与正常播期的差别,进而分析了不同播期气候条件对不同品种产量和品质的影响：播种—结荚期气温偏低、气温日较差增大以及全生育期降水的偏少均不利于‘蒙豆-12’产量形成,但利于蒙‘豆-13’和‘蒙豆-15’产量的形成;播种—结荚期气温低于正常播期、全生育期气温日较差大于正常播期利于提高粗脂肪、粗蛋白含量和蛋脂总和。     

鲁西南地区夏大豆“症青”发生原因探析

近年来,大豆“症青”的现象在鲁西南大豆产区时有发生,个别年份发生较重,为了探索该现象发生的原因,试验于2019—2020年在济宁市的2个县进行,通过对大豆同一品种不同播期试验和同一品种同一播期不同防治处理试验,来探索温度和点蜂缘蝽对大豆“症青”的影响。结果表明,2019—2020年的不同播期试验,不同的大豆品种都取得较好的产量;而同一品种同一播期不同的防治处理试验,除产量之间有差异,但也未出现大面积“症青”现象,试验地块的“症青”发生率在0~2%之间。研究结果初步证明：2018年鲁西南地区大豆的“症青”现象的发生与当年开花结荚期的高温重合有关,与点蜂缘蝽的关系不大。建议广大大豆种植户适当推迟夏大豆的播种时间并加强田间管理对大豆的正常生产有重要作用。     

气候变化下东北农作区大豆需水量时空变化特征分析

为探讨气候变化背景下东北农作区大豆需水量变化特征,基于Simulation of Evapotranspiration of Applied Water(SIMETAW)模型,利用东北农作区58个气象站点1961—2010年的气象资料,分析气候变化背景下大豆不同生育时期内有效降雨量、需水量(ETc)与缺水量(WD)的时空变化特征。结果表明:近50年来东北农作区大豆花前有效降雨呈微弱增加的趋势,花后有效降雨呈下降趋势,大豆全生育期有效降雨量呈下降趋势,气候呈现暖干趋势;在大豆全生育期及各生育阶段长白山区的有效降雨量均高于其他亚区。全区大豆全生育期50年平均需水量为398.29mm,呈下降趋势,其分布呈西多东少、南多北少;全区大豆播种-出苗阶段需水量多年来保持稳定,平均为27.36mm,其分布呈北部及中部多、南部少。全区大豆出苗-开花阶段平均需水量为130.90mm,呈下降趋势,其分布呈南多北少,全区大豆开花-成熟阶段平均需水量为240.03mm,呈上升趋势,其分布呈中部多、南北少。近50年来,东北农作区大豆全生育期及不同生育阶段内缺水量为正值,其中松辽平原区大豆缺水量值最大。如果不考虑灌溉,研究区域有效降雨不能满足大豆的需水,有条件的地区,应适时补充灌溉,来保证大豆的稳产高产。     

大豆豆荚炭疽病有效杀菌剂的筛选与防治适期研究

通过田间试验,筛选有效防治大豆豆荚炭疽病的杀菌剂,并对最佳防治时期进行研究。试验比较了8种杀菌剂对大豆豆荚炭疽病的防治效果,结果表明,防治该病害的有效杀菌剂以甲基托布津为首选,其次为施佳乐和好力克等。通过比较大豆始花期、盛花期和鼓粒期的防治效果,防效最好的是在始花期;在始花期、盛花期或鼓粒期的任何两个时期连防2次的防治效果显著好于只防1次的。在始花期与盛花期连续施药2次,防效超过95%。室内接种防治试验表明:当RH低于90%时,接种鼓粒期的豆荚喷与不喷甲基托布津都不发病;当RH为100%时,接种后24 h内喷甲基托布津,防效与对照不接菌无显著性差异,接种后48 h喷甲基托布津,防效显著低于对照不接菌。     

不同时期接受遮光胁迫对大豆产量性状及产量的影响

通过遮光处理,研究不同时期遮光及遮光强度对大豆的产量及产量性状的影响。结果表明,从播种、3节期(V3期)、开花始期(R1期)和鼓粒始期(R3期)开始遮光至完熟期,遮光强度超过20%后,大豆株荚数、株粒数、株粒重、单株地上部生物量、百粒重及小区产量显著或极显著下降。早期(V3期以前)开始遮光50%至完熟期,大豆单株有效分枝数显著减少。3节期至完熟期遮光20%~30%、R5期至完熟期遮光20%~50%和全生育期遮光50%,大豆单株瘪荚数显著增加。对大豆株荚数、株粒数、株粒重、单株地上部生物量和小区产量影响,同一遮光强度,早期(V3期以前)开始遮光比中后期(R1期以后)开始遮光更显著,3节期(V3)开始遮光比全生育期遮光的影响程度相对较大;同一时期遮光,遮光强度强比遮光强度弱的影响更显著。