基于决策树和图层叠置的精准农业产量图分析方法

作物产量限制因子的提取是精准农业变量施肥的重要环节之一。决策树和GIS图层叠置方法研究结果表明,土壤有机质始终占据决策树全部知识规则的第一次分支,起着重要的决定性作用,其次为速效磷和碱解氮;产量空间分布与有机质、碱解氮、速效磷高度吻合,平均吻合度分别达到91%、83%和49%。土壤有机质、速效磷和碱解氮含量是宁夏暖泉农场小麦产量主要限制因子,提高土壤有机质含量是提高单产的重要措施。结论得到生产实际验证,说明运用决策树和GIS图层叠置分析方法挖掘产量限制因子在技术上可行。     

茶叶产量与环境因子关联分析

着重进行茶叶产量与气象因子、土壤因子关联分析，茶叶产量与地貌坡度的关系分析，得出了有益的结论。这对指导合理利用自然资源，创造良好的茶园生态小环境，减少茶园水土流失，提高茶叶产量有一定意义。     

光温因子对玉米产量及产量构成因素值的影响

在山东省境内采用不同区域分期播种,系统分析自然条件下光温值的差异对玉米产量及产量构成因素值的影响及规律性结果表明,玉米生育期间的积温、日照时数与产量及产量构成因素值呈极显著正相关关系,积温的直接效应最大,日照通过积温的间接效应最大;开花－成熟阶段日照时数对穗粒数影响明显;日均温差与积温呈负相关关系并对千粒重和产量产生负效应;产量和千粒重以鲁西地区最高,且由鲁西地区向鲁东地区依次递减,穗粒数以鲁中地区最高;高产玉米全生育期需积温2500℃左右,日照时数为700h左右,开花－成熟阶段需积温1150℃左右,日照＞300h。     

基于农田管理分区的制种玉米产量估算与限制因子评价

为了提升规模化农田不同管理分区的玉米产量,实现精准管理,该研究使用相关成分回归法(Correlated Component Regression,CCR),考虑地形因素(高程)、土壤理化性质(砂粒、粉粒、黏粒、容重、土壤含水率、土壤有机碳、全氮、全磷、速效氮、电导率)11个因子,评估规模化农田和聚类分析得到的3个管理区(M1、M2和M3)内产量的限制因子,并在不同分区内建立产量估算模型。模型验证结果表明:未分区的情况下,产量限制因子为土壤粉粒、砂粒、土壤有机碳、土壤含水率、速效氮和全氮,经验证,产量估算模型的决定系数(R²)为0.70,标准均方根误差(Normalized Root Mean Square Error,nRMSE)为0.21。分区后,M1的产量限制因子为土壤粉粒、砂粒、黏粒、速效氮、电导率、全氮和全磷,M2的产量限制因子为土壤粉粒、砂粒和土壤含水率,M3的产量限制因子为高程、土壤砂粒、黏粒和电导率,产量估算模型的精度高(经验证,0.71相似文献   

产量决定因子的多元统计分析

运用多元统计方法选取产量决定因子，并评价它们的相对重要性。用主成分分析将水稻生产水环境中的一系列影响产量的因子概括为四个主要因子：１）土壤有机质因子；２）土壤酸碱变量因子；３）土壤粘粒因子；４）土壤全钾因子。将上述因子的得分作为自变量，水稻产量作为因变量，进行了逐步回归分析，得到一个产量预测模型。     

影响无锡水蜜桃产量的主要气象因子和产量预测

通过对无锡水蜜桃产量形成期间的气象条件进行积分回归分析及产量预测，得出在无锡地区，影响无锡水蜜桃产量的主要气象因子是降水，最关键的时段是水蜜桃开花授粉期，并根据水蜜桃生物学特性。针对不利气象条件提出了生产对策。     

原料蔗产量波动与气象条件关系及产量预报

通过对广西１５家代表性糖厂、１０个地市和自治区历年原料蔗产量与气象条件关系的研究，找出了引起广西各地原料蔗产量波动的主要气象因子：早春的低温、春末夏初的干旱、盛夏的高温少雨和秋季干旱。并运用数学方法确定各地气象因子对产量影响的主次关系。所研制的糖厂、地市和自治区三级产量气象预报模式，经３年试报检验，均具有较强的预报能力。这一结果对指导广西糖业生产具有重要意义。     

全球蔗糖主产国甘蔗产量与气象条件关系的初步研究

通过对巴西、澳大利亚等蔗糖主产国历年甘蔗产量与温度、雨量等气象要素的灰色关联度分析,初步确定了影响蔗糖主产国甘蔗产量的主要气象因子和关键时段,该结果为国内开展全球蔗糖产量监测预测服务奠定理论基础。     

气候变暖对河北省冬小麦产量的影响

根据河北省多年冬小麦产量和冬麦区气候资料,采用改进的气候产量分离方法,分析气候变暖对小麦产量的影响。结果发现：河北省冬麦区冬季气温呈上升趋势,平均每10a上升0．5℃,春季气温也是升高的,但不如冬季升温明显,平均每10a上升0．3℃;冬小麦产量与冬季、春季降水量相关不明显,而与冬季、春季气温存在显著的正相关关系。河北省冬小麦实际单产呈逐年增加趋势,每10a约增加1125kg／hm^2;而气候产量与冬小麦实际单产变化明显不同,随着气候变暖,气候产量波动性逐年增大,近年气候产量波动幅度达到±300kg／hm^2.从总体看,随着气候变暖,气候产量呈下降趋势,平均每10a减少52．7kg／hm^2。气温造成小麦产量波动幅度一般在±10％之间,但随着小麦实际单产逐年提高,气候变暖对小麦单产所造成的损失越来越大。     

边界线法解析冀中南麦区基础地力产量的土壤养分影响因子

基础地力产量是表征土壤生产能力的重要指标,对基础地力产量及土壤养分影响因子的研究可为河北省中南部冬小麦产区地力提升及增产提供指导和理论依据。该文利用河北省2006—2013年测土配方施肥项目布置的876个示范试验数据,研究了河北中南部冬小麦基础地力产量、产量差及基础地力贡献率,利用边界线分析方法,将农田土壤养分因子对基础地力产量差的贡献率进行了定量化,解析了土壤养分影响因子。结果表明:河北冬小麦基础地力产量在1 080～7 404 kg/hm~2之间;以最高产量为参照,各试验点的基础地力产量差为69～6 324 kg/hm~2(平均值为2 831 kg/hm~2)。基础地力对农户产量的贡献率均值为71.1%,基础地力贡献率随基础地力产量的增加而提高,呈显著正相关关系,基础地力小麦产量每提高1 000 kg/hm~2,基础地力贡献率提高8%。应用边界线分析方法对土壤养分因子与基础地力产量进行分析,土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾5种土壤养分因子与边界点均有较好的拟合关系(R2分别为0.837、0.881、0.750、0.682和0.951),土壤基础养分对基础地力产量差的贡献率以有机质、pH值和碱解氮最高,分别为16.6%、10.9%和10.5%,速效钾和有效磷的贡献率分别为4.1%和2.9%,河北省农田土壤培肥时应优先提升有机质与碱解氮,并优先调节土壤pH。河北省冬小麦田土壤在pH值8.1、有机质24.6 g/kg、碱解氮120.6 mg/kg、有效磷12.4 mg/kg、速效钾89 mg/kg时养分效率最高,是农田土壤最优养分目标。边界线方法能够对区域尺度基础地力产量土壤养分影响因子进行分析,可为农田土壤培肥指明方向。     

基于XScale和Linux的精准农业农田信息采集系统设计

针对精准农业对农田信息的采集要求,将农田数据采集与嵌入式技术、GPS和GSM通信技术相结合,以XScalePXA270处理器为核心,并辅以CPLD高精度数据采集电路,设计了一种基于XScale处理器和Linux操作系统的嵌入式农田信息采集系统。系统能将采集的农田信息以GSM短消息的形式发送到数据采集中心,解决了野外信息存储的有限性和移动测量的不便性等问题,为农田信息的远程采集提供一种有效的解决方案。     

An analysis of the potential of precision farming in Northern Europe

Abstract. Precision farming is the process of adjusting husbandry practices within a field according to measured spatial variability. In this review, we explore the prospects for precision farming using the principles that underly conventional soil management and agronomy. The cost-effectiveness of precision farming is determined by the cost of defining zones within fields, the stability of zones through time, the difference in treatment between zones in terms of cost, and the responsiveness of the crop in terms of yield and quality to changes in treatment. Cost-effective precision farming is most likely where prior knowledge indicates large heterogeneity and where treatment zones can be predicted, for example from soil type or field history. Soil related factors are likely to provide the main basis for precision farming because they tend to be stable through time and influence crop performance. In particular, soil mapping may usefully indicate the moisture available for crop growth, organic matter maps may be utilized for precision application of fertilizers and soil acting herbicides, and variation in soil pH can be mapped and used as a basis for variable lime application. However, comprehensive nutrient mapping is less likely to be economic with existing techniques of chemical analysis. The value of yield mapping lies in identifying zones which are sufficiently stable to be of use in determining future practices. Maps of grain quality and nutrient content would significantly augment the value of yield maps in guiding marketing decisions and future agronomy. Interactions between soil differences and seasonal weather are large, so yield maps show considerable differences from season to season. Interpretation of such maps needs to follow a careful, informed, analytical process. Extensive and thorough field experimentation by crop scientists over many years has shown that yield variation arises as a result of a large and complex range of factors. It is highly improbable that simple explanations will be appropriate for much in-field yield variation. However, the capacity to sense yield variability within fields as opposed to between fields, where there are many confounding differences, provides an opportunity for the industry to improve its understanding of soil-based effects on crop performance. This should support its decision taking, whether through precision farming or through field-by-field agronomy. The main obstacle to the adoption of precision farming is the lack of appropriate sensors. Optimal sensor configurations that will measure the specific needs identified by end-users need to be developed. The conclusions reached in this paper probably apply to farming throughout northern Europe.     

六足农业机器人并联腿构型分析与结构参数设计

为拓展六足机器人在农业领域的应用,将并联机构用于六足机器人的腿部结构,从而使其可以用于山地、林地、丘陵等环境的农业运输、种植、采摘等。首先,对六足机器人并联腿部机构进行了构型分析,选择2-UPS+UP机构作为腿部的初步机构原型;其次,依据螺旋理论,对2-UPS+UP机构进行了转动解耦性优化和变异,提出了一种转动解耦的UPR+UPS+UP机构;之后,通过对该机构进行运动学分析,建立了该机构位置逆解模型与速度映射方程;最后,对UPR+UPS+UP机构的工作空间进行了分析,绘制了工作空间三维图,通过分析设计参数对工作空间的影响,确定了一组性能较好的结构参数,该研究为并联腿部机构农业六足机器人的进一步研究提供了参考。     

基于多种土壤养分的精准管理分区方法研究

根据土壤养分的空间变异性和空间自相关性进行管理分区的划分是精准农业实施变量施肥管理的重要环节。本研究首先分析了3种主要土壤养分的空间变异特征和空间自相关性,碱解氮、有效磷、速效钾在空间上均达到了中等强度的变异,但仅有碱解氮和有效磷具有中等强度的空间自相关性,而速效钾在本研究采样尺度下则表现为纯块金效应,不具有空间自相关性;与各向同性相比,碱解氮在各向异性条件下克里金插值精度提高了42.8%。以空间上既存在变异又具有空间相关性的有效磷、碱解氮两种土壤养分为数据源,利用模糊K-均值聚类算法将整个地块划分为不同的管理分区,并引入模糊效果指数(PFI)和标准化分类熵(MPE)两个指标确定适宜的分区数为4个。最后,为了评价分区结果的合理性,对各管理分区进行了统计,并用LSD法进行了各分区间差异显著性检验。结果表明:各管理分区内的碱解氮的变异系数由整个地块的13.2%减小到3.0%~5.3%,趋于同质性;有效磷的变异系数由整个地块的44.3%减小到10.1%~17.2%,也得到了大幅度的减少;而且不同分区之间各养分均达到了显著差异。     

不忘初心 砥砺奋进 植根农业40年历程:祝贺中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心成立40周年

本文回顾总结了中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心(原石家庄农业现代化研究所)成立40年来的主要科研历程与业绩。40年来,不忘初心,不断探索我国农业现代化发展道路与模式,20世纪70年代末探索了农业机械化示范模式,80年代开展了恢复型生态农业模式示范,90年代开展了资源节约型农业模式示范,21世纪初探索了智慧农业和生态循环农业模式;砥砺奋进,不断创新农业系统调控理论与技术体系,创建了农田SAPC水分传输与界面调控理论,量化了农田氮素通量过程,建立了农业面源污染防控理论与技术,发展了咸水安全灌溉理论,建立了林业生态工程理论,创建了食物链模型,创新小麦育种体系;扎根农业,组织了渤海粮仓科技示范工程等大规模区域农业示范,不断引领开展区域示范服务;放眼世界,不断拓展国际合作与创新平台,为我国农业绿色发展做出重大贡献。     

土壤微量元素含量及其影响因素的研究

论述了临沂市土壤中硼、锌、锰、铜、铁等5种主要微量元素的状况与其它因素的关系。有效硼含量0．09～3．67mg／kg，平均0．35mg／kg；有效锰22～572mg／kg，平均244mg／kg；有效锌0．15～4．02mg／kg，平均O．53mg／kg；有效铜0．09～5．78mg／kg，平均1．03mg／kg；有效铁3．2～162mg／kg，平均21．5mg／kg；有效锰2．0～131．4mg／kg，平均23．4mg／kg。不同土壤类型的以上5种微量元素有明显差异，其特征是砂姜黑土缺锌，棕壤、水稻土富含铁、铜、锰、锌；成土母质是影响土壤微黾元素的重要因素之一，发育在基性岩上的土壤一般含量较高，而由红土母质发育的土壤则含量较低。土壤有机质含量与土壤微量元素有明显正相关关系，其中速效锌、速效硼和速效铜与有机质的关系尤为显著。     

插值方法对GIS土壤养分插值结果的影响

精准农业技术的应用越来越受到大家的关注,通过对一个地块土壤养分进行详细栅格采样化验分析,利用反距离法和克里格(Kriging)两种不同计算机插值方法对土壤中各种营养元素进行了分析研究。在采样栅格大小不同的条件下,随机选择5个采样点插值,分析对比了5个采样点在不同栅格采样条件下利用两种插值方法的插值结果。通过插值计算得到土壤中全氮、速效氮和速效磷在采样栅格较小的情况下,由于反距离法考虑的周围点数较多,插值点处的插值误差要较克里格插值总体上来讲误差小,而随着采样栅格距离的加大,克里格插值的误差要小于反距离法插值的误差。     

中国土壤侵蚀影响因素及其危害分析

该文从降雨、地貌、植被、土壤及人为因素等方面对中国土壤侵蚀的影响因素进行了系统分析,研究了土壤侵蚀使中国土地资源破坏、粮食减产、灾害发生、土壤肥力下降、水资源环境污染、库塘湖泊淤积、城市安全受到威胁等一系列危害,可供水土保持及环境整治决策作参考     

土壤微量元素含量及其影响因素的研究

论述了临沂市土壤中硼、锌、锰、铜、铁等5种主要微量元素的状况与其它因素的关系。有效硼含量0.09~3.67 mg/kg,平均0.35 mg/kg;有效锰22~572 mg/kg,平均244 mg/kg;有效锌0.15~4.02 mg/kg,平均0.53 mg/kg;有效铜0.09~5.78 mg/kg,,平均1.03 mg/kg;有效铁3.2~162 mg/kg,平均21.5 mg/kg;有效锰2.0~131.4 mg/kg,平均23.4 mg/kg。不同土壤类型的以上5种微量元素有明显差异,其特征是砂姜黑土缺锌,棕壤、水稻土富含铁、铜、锰、锌;成土母质是影响土壤微量元素的重要因素之一,发育在基性岩上的土壤一般含量较高,而由红土母质发育的土壤则含量较低。土壤有机质含量与土壤微量元素有明显正相关关系,其中速效锌、速效硼和速效铜与有机质的关系尤为显著。     

精准农业经济效益分析方法探讨

用部分预算法与投资分析法分析水稻精准变量施N肥结果表明,自购价格昂贵的大型联合收割机不可行,如改为租赁则部分预算法结果显示该项目每年增加4.8228万元净收益,投资分析法结果显示项目运行10年可盈利27.8135万元,内部收益率为24％。部分预算法需较多生产方面的技术数据,因而更适宜于已实施项目;而无论项目实施与否均可用投资分析法分析,并作进一步的敏感性分析或全面反映项目经济、社会和环境效益的国民经济分析。