农业设施环境通用监控系统的设计与实现

结合我国农业设施发展的特点,设计了一种具有广泛应用性的农业设施环境数字化监控系统（AS-Digiman）,并实现了相应的软硬件配套方案,该文详细介绍了该系统的设计思路与实现的主要功能,并对农业设施监控领域的有关问题进行了深入的探讨。     

基于组态软件和模糊控制的分娩母猪舍环境监控系统

为解决北方寒冷地区分娩母猪对猪舍环境的要求,该文研究了一种舍内环境监测和控制系统。该系统综合考虑舍内温度、湿度、氨气浓度及其相互影响,利用组态软件、模糊控制技术和解耦控制技术,通过机械通风系统和热水采暖系统实现了舍内环境的智能控制。试验结果表明该系统可行且实用,在保证舍内所需温度基本恒定的条件下（舍内温度控制的最大相对误差为5.5%）,也能使舍内相对湿度和氨气浓度保持在适宜范围内。     

地面遥感监测系统在水土保持监测中的应用初探

目前我国3S技术地理信息系统GIS（Geographic Information Systen）、遥感RS（Remots Sensing）、全球定位系统GPS（Global Posititon System）广泛应用地质、军事、交通、环境、林业等多种领域。如果地面遥感监系统能在水土保持监测中得到充分应用,将使部分监测工作自动化、数字化、高效化,使水土保持监测工作更加系统、完善。就地面遥感监测系统在水土流失动态监测、水土保持工程验收、效益评估、监督执法等方面的应用进行了初步探讨。     

多场次降雨条件下不同土岩镶嵌坡面土壤侵蚀特征

为探究多场次降雨条件下喀斯特区不同土岩镶嵌坡面土壤侵蚀特征,采用人工模拟降雨方法,研究了四场次（每场间隔24 h）降雨条件下,三类土岩镶嵌坡面（岩石嵌入土层,未露出地表（全埋）;岩石嵌入土层,露出地表（半埋）和岩石未嵌入土层,覆盖在地表（覆盖））的土壤侵蚀特征。试验坡度为25°,降雨强度为50 mm·h-1,降雨历时为90 min。结果表明：（1）随降雨场次增加,全埋、半埋和覆盖地表径流量增大,而壤中流量和地下径流量则呈先增大后减小的特征。在前两场降雨中,三类土岩镶嵌坡面的地表径流量无明显规律,但后两场降雨中地表径流量呈现为半埋>全埋>覆盖;（2）随降雨场次增加,全埋、半埋和覆盖地表产沙量增大。除第一场降雨外,后三场降雨中半埋产沙量是全埋和覆盖的1.04倍~4.82倍;（3）在多场次降雨条件下,受前期降雨影响土壤含水量增大,后续降雨中地表径流和壤中流产流时间提前5~16 min。总之,在多场次降雨条件下,岩石嵌入土壤可以增加地表产流产沙。研究结果为进一步认识喀斯特石漠化坡地水土流失过程对气候变化的响应提供了科学依据。     

基于小波算法的音频数字水印技术研究

数字水印技术作为数字媒体版权保护的有效办法,近年来在国内外引起了人们极大的兴趣。数字水印的基本功能是将产权、产品的标识码以及购买者的信息等（称为水印信号）嵌入到数字媒体中。将小波算法作为音频水印的嵌入和检测算法,并通过Matlab仿真给出实例。     

植物声频控制技术在设施蔬菜生产中的应用

植物声频控制技术是对植物施加一特定频率的声波处理,该声波要与植物自发声的频率相匹配,发生谐振,从而增强植物的光合作用和细胞分裂同步化,促进植物的生长发育,提早开花结实。该文概述了植物声频控制技术在设施蔬菜甜椒（Capsicum frutescens L.）、黄瓜（Cucumis sativus L.）和番茄（Lycopersion Mill）上的应用研究。试验结果表明,植物声频控制技术明显地提高了设施蔬菜的产量（甜椒、黄瓜、番茄分别增产63.05%、67.0%和13.2%）,并增强了它们抗病虫害能力,与对照区相比,番茄处理区的红蜘蛛、蚜虫、灰霉病、晚疫病和病毒病分别下降了6、8、9、11和8个百分点。     

基于嵌入式Linux技术的农产品流通追溯系统设计与实现

农产品流通环节是实现农产品质量追溯系统的关键环节,为改进传统方式如索证、索票等在建立农产品流通追溯系统时存在的操作不足,该文以农产品可信流通控制技术为基础,采用“硬控制”的设计思路,以自主研发的多功能嵌入式农产品流通专用设备为控制工具,以上位机农产品流通追溯系统为业务支撑,建立了基于Linux嵌入式技术的农产品流通阶段质量追溯系统。多功能流通专用设备集RFID（radio frequency identification）身份识别、二维条码打印、无线数据上传于一体,实现了产品准入、市场抽检和市场追溯,并通过网络、POS（point of sales）机实现了公众查询追溯服务,建立了可操作的农产品流通追溯系统模型,具有良好的推广应用前景。     

种猪数字化养殖平台的构建

目前,虽然中国规模化养猪业快速发展,但是饲养设施和技术手段与发达国家相比仍然相对落后。该文提出数字化种猪养殖平台,利用先进技术和管理方法提高养猪业效益。整个平台从种猪生产过程和个体信息的管理到数字化监管等方面作了详尽的阐述,并逐一给出平台中各组成子系统的构建方法,利用无线射频识别（RFID）、智能控制、网络传输等多项数字化技术和手段,完成平台的建设,包括饲料的自动输送和精细饲喂系统、猪舍环境智能化调控及数字化表达、猪只个体信息的数字化表达和猪舍实况的可视化监视、种猪养殖全过程的网络化监管。该平台作为内蒙古科技园区数字化养殖的具体示范实例,将数字化技术应用到种猪生产,体现了农牧业生产过程科技化的基本理念。     

Development and experiment of handheld digitalized and multi-functional forest measurement gun

为了实现森林的数字化、多功能、精准计测,该文研制了一种数字化多功能电子测树枪,该设备以MEMS（micro-electro-mechanical systems）测角传感器、激光测距传感器、电子罗盘等主要硬件为基础,通过测量距离、倾角、磁方位角3个参数,基于三角函数原理,嵌入操作软件,实现了树高测量、林分平均高测量、株数密度测量、角规绕测、任意高度直径测量、基本测量6项功能。并将该设备在河南省、内蒙古等地林场进行了试验,试验结果表明,树高测量精度最高,达99.39%,林分平均高测量精度最低,为94.97%,其他功能精度都在95%以上,可以满足林业外业调查的需要。     

分布式网络控制——实现温室环境调控自动化的一种新方案

针对传统计算机控制技术在温室环境调控中呈现的控制复杂、维修不便和价格昂贵的缺点,该文分析了温室环境调控自动化的现状,提出了一种全新的实现方案。采用分布式网络控制技术并使用国际先进的微型单片机技术和国外高精度、高稳定性的湿敏及温敏器件,研制出全数字化“智能温湿度传感器”和“双回路智能温湿度控制器”。目前研制的温室环境调控自动化系统已在国内数家现代化智能温室推广应用。还对温室环境调控自动化的发展提出了几点看法     

数字图书馆SaaS技术的应用

根据图书馆的现场工作,总结了数字图书馆遇到的实际问题,提出了软件服务模式（SaaS）这一概念,即图书馆采编工作外包之后的又一项IT外包工作,并对软件服务（SaaS）技术进行了分析,阐述了数字化图书馆外包IT的原因及对高校图书馆现实工作的影响。     

流域生态需水学科维度方法研究与展望

综合运用专家调查问卷、比较分析和统计学方法,系统研究了流域生态环境需水方法论与维度问题,分析了不同特征的流域如何选取和优化学科方法,从学科维度探讨了方法特征、使用范围、优选和发展趋势。结果表明,流域生态需水方法论可以从方法、学科、空间维度和程序维度4个方面进行研究。根据发展阶段和问题需求,目前学科维度重要性居于首位,重要性顺序为：学科维度（46%）〉方法维度（33%）〉空间维度（12%）〉程序维度（8%）。学科各子维度方法数量依次为：水文学方法（31%）〉生态学方法（28%）〉其他方法（21%）〉水力学方法（12%）〉综合法（8%）。比较不同学科方法计算同流域的生态需水量结果相对标准偏差均大于0.25,差异性较大。流域生态环境需水方法在学科维度层面呈现从单学科分析向多学科综合发展、从局部过程向全流域水文循环过程发展、从传统技术向数字流域技术发展的趋势。建议以流域水环境问题为导向,以流域生态系统管理和系统优化理论为指导,以生态优先和保证基流为基本原则,对于生态参数和科学方法进行科学筛选、整合与优化。     

秸秆还田对宁南旱区土壤有机碳含量及土壤碳矿化的影响

为了探明秸秆还田对宁南旱区土壤有机碳及土壤碳矿化的影响,为该区作物生产及土壤培肥制度的建立提供参考,通过4a（2007—2010年）秸秆还田定位试验,设置不同秸秆还田量处理,谷子秸秆按3000kg·hm-（2低L）、6000kg·hm-（2中M）、9000kg·hm-（2高H）粉碎还田,玉米秸秆按4500kg·hm-（2低L）、9000kg·hm-（2中M）、13500kg·hm-（2高H）粉碎还田,对照为秸秆不还田,对不同处理条件下土壤有机碳、土壤碳矿化速率、累积矿化量及其与不同形态碳素之间的相关性进行了分析。结果表明,土壤总有机碳、活性有机碳含量均随土层的加深而减少;各处理0～60cm土层土壤有机碳和活性有机碳含量分别比CK显著提高了24.2%、20.8%、9.5%和50.3%、46.6%、34.8%（P〈0.05）;秸秆还田不仅增加了土壤活性有机碳含量,同时也显著提高了0～20cm土层活性有机碳占总有机碳含量的比重,提高幅度达21.1%～23.1%（P〈0.05）;土壤碳矿化速率和累积矿化量在0～60cm各土层内随着秸秆还田量的增加大小顺序均为高量秸秆还田〉中量秸秆还田〉低量秸秆还田〉秸秆不还田,各秸秆还田处理较CK差异显著（P〈0.05）。相关性分析表明,土壤碳累积矿化量与不同形态碳素之间均存在极显著相关性。因此,在宁南半干旱区采用秸秆还田对提高土壤有机碳含量和碳矿化具有明显作用。     

农业复杂大系统的智能控制与农业物联网关系探讨

基于复杂大系统智能控制理念,研究农业大系统的控制智能问题是一个富有挑战意义的课题。依据大系统控制理论以及智能控制的定义构造以农业复杂大系统智能控制为核心的智能农业系统架构,并对智能农业的内涵进行了阐述,指出了智能农业应该是以农业大系统智能控制为核心的闭环系统。同时按照网络结构体系论述了物联网的基本含义,首次对智能农业与农业物联网的关系进行了论述,指出了农业物联网在智能农业大系统中的位置和作用,探讨了与智能农业大系统的接口问题。     

基于物联网的农作物生产智能测控系统的研究与应用

运用信息采集技术、近程通讯技术、信息远程传输技术、智能分析与控制技术,结合农业生产技术信息,研究与开发了农作物生产智能测控系统,并开发了农业生产环境测控、农作物叶绿素分析、无线传输等低成本、实用型的系列产品。系统应用于农业生产中将有效提升农技术管理水平,促进农业产业化及现代化的发展。     

添加外源锌对猪肚菇子实体蛋白质营养价值的影响

采用国际上通用的非生物学评价方法,研究了不同供锌水平对猪肚菇子实体蛋白质营养价值的影响,以期为猪肚菇栽培技术的改善和完善提供科学依据。结果表明,氨基酸总量以40mg·kg^-1处理的最高,其与对照差异达到显著（P〈0.05）,但与其他处理差异不显著（P〉0.05）;而Zn含量以10mg·kg^-1处理最高。营养综合评价结果显示,以浓度为30mg·kg^-1Zn处理的培养料栽培的猪肚菇子实体蛋白质营养价值评价的6项指标中氨基酸评分、必需氨基酸指数、氨基酸比值系数分和生物价分别为95.33、91.70、82.52和88.50,均居6种Zn处理之首,化学评分和营养指数分别为73.22和25.49,均居第3位。综合评价的结果显示,以浓度为30mg·kg^-1Zn处理的蛋白质营养价值最高。     

区域土壤侵蚀定量评价中的坡长因子尺度变换方法

 区域土壤侵蚀研究中,坡度、坡长只能基于中低分辨率DEM提取,但提取的坡度发生衰减,坡长发生扩张。以陕西省延安市及周边地区为研究区,利用国家测绘局生产的1∶25万数字地形图和研究区内典型地区1∶5万数字地形图,在ANUDEM软件支持下,建立了研究区50m分辨率和典型地区10 m分辨率的水文地貌关系正确DEM,利用直方图匹配原理对50m分辨率DEM上提取的坡度、坡长进行变换,并对变换前后坡度、坡长对土壤侵蚀强度的影响进行了评价分析。结果表明,经变换后的坡度整体变陡,坡长整体变短,变换后坡长平均值和累积频率曲线与高分辨率(10m)坡长均较接近,且其空间格局基本保持不变。利用中国土壤流失方程计算坡度坡长均不变换、只对坡度变换、只对坡长变换和坡度坡长均变换4种情况下的土壤侵蚀强度研究结果表明,只对坡长变换时土壤侵蚀强度有所减小,而只对坡度变换和坡度、坡长均变换时土壤侵蚀强度增大,且前者增大幅度较大。说明坡度衰减比坡长扩张对土壤侵蚀评价结果的影响更大,在实际应用中有必要对坡度和坡长都进行变换,以期为土壤侵蚀定量评价提供更加准确的数据支持。     

混养鱼塘水中磷含量及表层沉积物中磷赋存形态的初步探究

为更好地揭示养殖系统的磷收支和污染程度,以上海郊区3口团头鲂（Megalobrama amblycephala）混养鱼塘即池塘A、B、C以及水源D为研究对象,定期测定养殖期间水体中总磷（TP）、活性磷酸盐（PO4-P）以及沉积物中总磷的含量,并探究沉积物中不同形态磷,包括交换态磷（Ex-P）、铝结合磷（Al-P）、铁结合磷（Fe-P）、闭蓄态磷（Oc-P）、原生碎屑磷（De-P）、钙结合磷（Ca-P）和有机磷（Or-P）的分布变化特征。试验发现,该养殖场水源水TP（0.17±0.06）mg·L－1及PO4-P（0.11±0.06）mg·L－1含量一直维持在稳定的较低水平,养殖生产导致池塘A、B、C水中TP大大增加,已超过地表水Ⅲ类标准和淡水养殖池塘排放标准（Ⅱ类）。养殖池塘及水源沉积物中TP浓度分别是（0.69±0.04）、（0.70±0.07）、（0.68±0.09）、（0.79±0.13）mg·g－1,池塘表层沉积物中TP含量变化不大,而水源沉积物TP变化波动性明显。池塘表层沉积物中磷主要由Fe-P（18.03±6.01）%、Oc-P（22.82±5.34）%、Ca-P（27.48±8.15）%和Or-P（20.29±6.60）%组成,Ex-P（3.07±1.06）%、Al-P（7.62±3.11）%,尤其是De-P（0.69±0.35）%     

互花米草控制技术对湿地土壤有机碳保留能力与微生物活性的影响

鉴于多种技术被用于控制崇明东滩互花米草的蔓延,为了选择更好的互花米草控制技术,首先比较不同控制技术作用下湿地土壤总有机碳（SOC）含量的差异,并对土壤中的微生物活性进行研究以分析土壤中总有机碳的输出能力,进而分析土壤总有机碳的保留能力。结果表明,经过刈割／翻耕、刈割／翻耕／水位调节、刈割／生物（芦苇）替代等控制措施后,湿地土壤中土壤总有机碳含量、可培养微生物菌落数、土壤转化酶活性和土壤呼吸强度均高于对照,而通过DGGE技术对微生物种群进行分析后发现,修复后的湿地土壤多样性显著低于对照。在几种不同的控制技术中,刈割／翻耕／水位调节模式由于增加了土壤的滞水时间,其土壤微生物活性相对较低,有机碳含量较高,表明采用该修复技术后土壤的碳代谢能力相对较弱,因此该修复技术更有利于湿地土壤有机碳的保留。相对其他控制技术而言,刈割／翻耕／水位调节模式可在控制互花米草蔓延的同时有效地保留土壤有机碳。     

丛枝菌根真菌对紫花苜蓿吸收菲和芘的影响

采用横式三隔室盆栽试验方法,研究了丛枝菌根真菌（AMF）根内球囊霉（Glomus intraradices,G.i）对紫花苜蓿（Medicago sativaL.）吸收土壤中菲和芘的影响。结果表明：G.i可与紫花苜蓿形成良好的共生体,侵染率平均达61.20%,不同强度菲和芘污染对G.i菌根侵染率的影响差异不显著;接种G.i的植株根系干重增加59.08%。接种G.i增加了根系和茎叶中菲和芘的含量及积累量,根系和茎叶中菲积累量与其生物量（干重计）间呈显著正相关;与菲相比,接种G.i处理后植株芘含量和积累量的增幅更大。G.i限制了菲和芘从植株根系向茎叶的传输,对芘尤为明显,接种G.i植株根系向茎叶转运芘的比例比不接种对照降低了13.85%～37.47%。