基于FDR原理的土壤氮含量检测方法的研究

设计一款基于土壤介电理论中的频域反射法(Frequency Domain Reflectometry)的土壤氮含量传感器,提供了一种用于土壤中氮含量的快速测定的新方法。试验装置以2个金属平行板为敏感元件、含氮土壤为电介质,设计试验在不同土壤含水率梯度下,探索土壤含氮量对土壤介电特性的影响,用平行板电极借助磁场来检测土壤中氮含量,建立传感器的输出频率和土壤质量含水率和氮含量的数学模型。试验结果表明,在土壤含水量一致的情况下,传感器的输出频率随着氮素含量的增加呈递减趋势。模型调整R2达到0.97,验证了模型的有效性。在前人研究的基础上,基于已经成熟的驻波比法(Standing Wave Ratio,SWR)土壤水分传感器间接测量含氮土壤的介电常数,使用烘干法得到土壤的容重,即可得到含氮土壤较为精确的含水量,通过建立的模型根据传感器输出频率与含水量得到土壤的氮含量。     

基于文献计量的农地生态化利用研究现状及热点分析

基于文献计量法,利用1992～2020年CNKI和2002～2020年WOS共4931条文献,使用CiteSpace软件,先从时间空间分布和发文期刊分布等角度回顾农地生态化利用研究概况,再基于高频关键词和新近突现词总结归纳研究热点和前沿,最后对农地生态化利用进行研究展望.研究发现:(1)时间分布上,国内外发文量整体上均...     

国内农地制度研究的文献计量与可视化分析——基于1998—2019年中国知网CSSCI数据库

本文以1998—2019年约22年间中国知网CSSCI数据库中关于农地制度研究的3 644篇文献为研究对象,从文献计量角度采用CiteSpace软件绘制作者、机构和关键词共现图谱等进行可视化分析。呈现了中国农地制度研究领域在论文数量、核心作者、研究机构和载文期刊等方面的文献概况,并追踪农地制度领域的研究热点和前沿动态。发现中国农地制度研究起步较早,已具备较为深厚的理论基础,使用的研究方法也趋向多元化,形成了较为强大的研究团队。而未来还需加强团队和机构合作,搭建成熟的科研合作网络,并朝着农业现代化的发展方向继续深化探索富有中国特色的农地制度理论。     

基于交流“四端法”的土壤电导率在线实时检测系统

设计了一种土壤电导率在线实时检测系统,给出了交流四端法测量土壤电导率的全套设计方案,完成了信号源、交流恒流源、探针结构、传感器信号调理电路以及采集系统的设计,与直流四端法土壤电导率传感器相比,交流四端法测量土壤电导率方法具有更佳的检测性能。通过与国外同类产品对比研究,本测试系统性能达到了国外同类产品水平,具有更高的性价比。以北京地区土壤为测试样本,本系统检测量程:0~1 520μS/cm,检测误差:-2.2%~2.4%,动态响应时间:544 ms,测量带宽:1 MHz,满足土壤电导率实时在线测量的要求。     

北京地区粘壤土全氮含量的光谱预测模型

为实现快速准确地测量土壤的全氮含量,以北京地区粘壤土为样本,对其进行化学测量和光谱分析。利用波长为350~2 500 nm的光谱数据与实际测得的全氮含量进行相关性分析,选取相关性最大的特征波段构建土壤全氮含量的估算模型。将原光谱反射率和吸光度分别进行一阶微分、二阶微分变换,力求建立精准优化的土壤全氮含量预测模型。结果表明:反射率和吸光度与土壤全氮含量的相关性低,无法用于构建土壤全氮含量预测模型。在其他变换形式中,反射率二阶微分和吸光度二阶微分与土壤全氮含量的相关性最显著,相关系数的绝对值最大分别为0.868和0.846。相关性最大的特征波段为425~527 nm、819 nm、1 390~1 391 nm和2 200~2 219 nm。采用一元线性回归和多元逐步回归建立预测模型,最终得到土壤全氮含量最优估算模型以吸光度二阶微分为自变量的多元逐步回归模型,说明光谱结合多元逐步回归法预测土壤全氮含量的方法是可行的。最优模型决定系数R2为0.829,统计量F为86.377,均方根误差RMSE为0.104。该模型可用于预测北京地区粘壤土的土壤全氮含量。     

农地经营规模对农户农机服务外包的影响 ——基于地权稳定性的调节效应

农机外包服务是农业社会化服务体系的重要内容,事关农业机械化发展和小农户与现代农业的有机衔接。本文使用全国性大样本数据CLDS2016,应用Ordered Probit模型研究农地经营规模对农户农机服务外包的影响,并探讨地权稳定性在其中的调节效应。研究发现:虽然我国小农经济仍然较为普遍,但农机外包服务推广已取得一定成效,可以通过服务规模经营发展农业规模经营;农地经营规模与农户农机服务外包呈倒U形曲线关系,拐点为2.833 hm~2,不同农地经营规模农户的农机服务外包行为具有差异性;地权稳定性中仅土地调整具有调节作用且为负向,相比有土地调整,没有土地调整(地权稳定)时农地规模与农机外包的曲线拐点左移2.011 hm~2;地权稳定性中农地确权颁证使曲线拐点左移0.709 hm~2,但调节效应不显著,原因可能是确权的政策效应具有滞后性。因此,发展农机外包服务市场需综合考虑区域差异性和农户农业生产的多样化需求,并提高农机外包的服务质量,规范市场运行,同时也需完善农地确权政策的配套制度并建立土地数据平台。     

土壤多参数复合测试系统研究

设计了一种同时采集土壤含水率、电导率及温度的多参数复合测试系统,对基于驻波率原理的土壤含水率测量方法、基于电流电压四端法的土壤电导率测量方法和基于铂电阻的土壤温度测量方法做了较为深入的研究。以北京地区土壤为测试样本,土壤含水率、温度及电导率传感器的输出与对应的测量值线性拟合相关性分别为0.998 3、0.999 8、0.999 1,动态响应时间依次为土壤含水率460 ms、温度13 s、电导率2.28 s,稳定性测试结果的标准差分别为土壤含水率0.011 5、温度0.001 4、电导率0.010 3,系统稳态及动态性能均满足土壤多参数的测量要求。对土壤多参数复合测试系统的抗干扰性能进行了分析与论证,得出在采用分时供电的前提下,多参数复合测试系统的干扰主要存在于土壤含水率与土壤温度之间,即土壤温度探针作为介质异物会造成土壤含水率测量值的升高,这是一个系统误差,可在数据处理中进行统一补偿。选用得到普遍认可的土壤含水率传感器、土壤温度传感器、土壤电导率传感器与本研究的土壤多参数复合测试系统进行性能对比研究表明:本系统满足土壤含水率、温度和电导率实时在线测量的要求,可以为精细农林业提供一种高精度的便携式土壤多参数检测工具。