残膜对土壤水分入渗和蒸发的影响及不确定性分析

为探究残膜对土壤水分入渗和蒸发过程的影响规律,通过室内土柱试验,设置6个残膜量水平（0、80、160、320、640和1 280 kg/hm2）,研究了残膜对湿润锋运移、土壤水分分布、累积入渗量和累积蒸发量及其不确定性的影响。结果表明：随残膜量增加,湿润锋垂直运移速率和累积入渗量逐渐减小;残膜量>80 kg/hm2时,湿润锋运移速率大幅下降;累积蒸发量随残膜量增加而递减而蒸发系数呈递增趋势,土壤保水能力减弱;随残膜量增加,0～10和20～45 cm含水率呈降低趋势,而土壤水分的变异系数呈增加趋势,残膜加剧了土壤水分垂直分布的变异性,残膜量>320 kg/hm2的处理会出现表土层“板结”现象;基于Gibbs抽样算法分析表明,Kostiakov入渗模型和Rose蒸发模型各参数的95%后验置信区间上下限的差值和标准差均随残膜量增加而增大,累积入渗量和累积蒸发量的95%后验置信区间面积呈增大趋势,土壤累积入渗量和累积蒸发量的不确定性随残膜增多而增强。该研究可探明残膜污染区的土壤水分运动规律,并为提高Kostiakov模型、Rose模型的模拟效率和模拟精度提供参考。     

沱江干流岸边土壤营养盐和重金属分布特征

为探究“十年禁渔”前沱江中游江段鱼类资源和物种多样性,于2017—2020年对该江段鱼类资源进行了8次调查,并对鱼类种类组成、生态类型、群落相似度、种群优势度、生物多样性以及群落结构稳定性等特征进行分析。结果显示,本次调查共采集鱼类87种,隶属于5目14科52属。其中,长江上游特有鱼类18种,外来物种6种,分别占总种类数的20.69%和6.90%。鱼类群落以底层、缓流型、产沉性卵、杂食性鱼类为主。相对重要性指数(IRI)显示,蛇、鲤等中小型鱼类为优势种。Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Margalef指数、Pielou指数变化范围分别为2.700~3.742、0.873~0.968、5.374~11.323、0.737~0.887,表明沱江中游鱼类群落分布均匀。等级聚类分析 (Cluster)和非度量多维尺度分析 (NMDS)显示,在一定的相似性水平上,沱江中游江段鱼类的群落类型基本可分为3组,莲花山、麻柳坝工业园与铁路沟可以聚为一组,万古庙、五里店水电站、资州大桥、银山镇、二水厂与西林渡口聚为一组,沱桥独立成组。数量/生物量比较曲线分析结果显示,西林渡口和沱桥江段鱼类群落结构稳定性相对较高,其余江段鱼类群落结构均受到中度干扰。研究表明,与历史资料相比,沱江中游鱼类群落发生了显著变化,经济鱼类占比减少,鱼类个体呈现小型化和低龄化。本研究补充了沱江中游鱼类资源现状的基础数据,以期为该江段鱼类资源管理与“十年禁渔”生态评估提供科学依据。     

华北土石山区荆条潜在蒸散量及作物系数分析

目的 研究荆条灌丛的潜在蒸散量及作物系数变化趋势,为半干旱区水资源管理及植被建设提供依据。 方法 利用河南黄河小浪底地球关键带国家野外观测站2021年5—10月份的蒸渗仪数据、逐日气象数据、荆条叶面积指数（LAI）及新梢生长量数据,利用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量（ET0）,分析生长状况基本一致、水分充足条件下的荆条不同生育期的潜在蒸散量、作物系数的变化趋势及其与生长指标的关系。 结果 （1）在荆条生育期内,ET0值整体呈下降趋势,5、6月份较高,7月份后开始下降,ET0总值为630.86 mm,日均值为3.43 mm·d−1。（2）荆条生育期内荆条灌丛的潜在蒸散量呈抛物线式变化,表现为开花期最大,总值为336.26 ± 18.19 mm,日均值为5.51 ± 0.30 mm·d−1;结果期和展叶期次之,落叶期最小,总值为41.57 ± 3.61 mm,日均值为1.98 ± 0.17 mm·d−1;整个生育期的总值为716.47 ± 40.21 mm,日均值为3.89 ± 0.22 mm·d−1。（3）荆条灌丛LAI和新梢生长量在5、6月增长较快,之后变缓。其中LAI在8月达到最大值（2.93 ± 0.07）,之后开始下降,10月降为最小值（1.63 ± 0.08）。新梢在5月增长量最大,为6.85 ± 0.25 cm,10月基本停止生长。（4）荆条作物系数在生育期内呈先增后降的变化趋势,结果期最大（1.45 ± 0.22）,开花期次之（1.25 ± 0.13）,展叶期（0.98 ± 0.05）和落叶期（0.95 ± 0.14）最小,整个生育期平均为1.28 ± 0.16。作物系数与叶面积指数呈极显著正相关（p＜0.01）,决定系数R2为0.736,与新梢生长量相关性不显著（p＞0.05）。     

“哈长城市群”农业空间网络结构及要素优化配置

农业空间是包含固定物理载体与可流动生产要素在内的复杂地域系统,掌握其中流动要素在地域间的传导、辐射能力,使之与耕地要素达到适配状态,是实现全要素提质增效、促进农业现代化发展的关键。该研究针对东北农业现代化发展滞后、基础要素错配等问题,尝试依托\     

立辊式玉米收获割台夹持输送装置设计与试验

针对现有立辊式玉米收获机割台夹持输送装置存在的夹持稳定性差、断茎率高等问题,该研究基于立辊式玉米割台摘穗特点,设计了一种夹持输送间隙随植株茎秆粗细自适应调节的夹持输送装置。该装置由分禾机构和夹持输送机构组成,分禾机构保证玉米植株的单株有序喂入,并辅助往复式切割器完成植株根部的切割;夹持输送机构实现切断植株在立辊式割台上的有效夹持和输送。通过对拨禾喂入过程植株的运动分析以及夹持切割和夹持输送过程植株的姿态变化规律分析,确定夹持输送装置有效拨禾段链条长度为500 mm,夹持输送机构轨道长度为1 100 mm,割台最大夹持输送量为3株,夹持轨道间的垂直距离为40 mm,两夹持链条间的夹持间隙可调节范围为16～40 mm。采用响应曲面法分析了收获机前进速度、主动链轮转速、割台倾角和植株喂入角对夹持输送装置作业性能的影响。试验结果表明,当收获机前进速度为2.8 m/s、主动链轮转速1 210 r/min、割台倾角18°、植株喂入角为60°时,果穗总损失率为0.83%,断茎率为0.12%;相比现有普通夹持输送装置,果穗总损失率和断茎率分别由2.80%和0.98%降低到0.83%和0.12%,分别降低了30%和12%。研究结果可为立辊式玉米收获割台的优化改进提供理论依据和参考。     

祥云县大波那木质遗存物防腐加固工艺研究

以祥云县大波那遗址木质遗存物为研究对象,分析不同加固方法对遗址古木遗存物的加固效果,结果表明：福尔马林溶液仅能够杀灭表面细菌,无法达到长期保存效果;由于木材腐朽程度存在差异,PEG处理至完全包埋最少需要48~72 h,且相关处理方法繁琐;采用酚醛树脂可以简便易行地对古木进行原地、大批量加固处理,处理效果可以达到长期保存的要求。     

可达性视角下的丘陵城市综合性公园选址研究

根据丘陵型城市的特点,采用GIS中的网络分析模块对马鞍山市中心城区的综合性公园可达性进行分析,结合LA模型在可达性覆盖失衡的区域筛选出适宜的综合性公园选址地点。结果表明：马鞍山中心城区综合性公园分布不均匀,服务覆盖范围存在很大盲区;中心城区东南方向的可达性缺失现象最明显,西北方向及东侧均有不同程度的可达性缺失的情况;经由LA模型运算后,最后留存的6个能够满足周边居民点25 min内步行到达的要求,且有建设综合性公园条件的地块。采用网络空间分析法以模拟现实交通环境为主要手段对公园可达性分布进行数字量化,清晰地展现综合性公园实际可达性的分布状况,根据可达性分析结果,结合LA模型的演算使得公园选址有一定的科学依据。     

不同覆盖处理对油茶细根生长与死亡的影响

目的 研究不同覆盖处理对油茶细根生长、死亡的影响,为油茶水分管理提供依据。 方法 采用微根管动态监测技术,以"长林4号"油茶林为试材,设置了黑地膜、油茶壳、花生秆+稻草、生态膜以及对照（无覆盖）5种处理,对林地0~40 cm土壤剖面的油茶细根进行了为期1年的观测。 结果 表明：花生秆+稻草处理和黑地膜处理显著增大了油茶活细根的总根长、总根尖数以及总表面积,其中以花生秆+稻草处理最优;但对活细根平均直径的促进作用却以黑地膜最为显著。4种覆盖处理死细根的总根长、总根尖数以及总表面积均大于对照;与对照处理相比,4种覆盖处理都有助于减小死细根的直径,且差异显著。油茶活细根的总根长、总根尖数以及总表面积在3月和6-7月出现峰值;而死细根的总根长、总根尖数以及总表面积在春季变化较平缓,而后缓慢上升。油茶细根的净生长速率呈先上升后下降趋势,在5-6月出现峰值。花生秆+稻草处理和黑地膜处理显著提高了油茶细根的年净（根长）生产力,其中花生秆+稻草处理作用最为明显。 结论 夏季为油茶细根生长和死亡的高峰期,花生秆+稻草处理对促进油茶活细根根量和年净（根长）生产力的作用最显著,黑地膜处理对促进油茶活细根直径的增大效果最明显。     

基于改进YOLOv4-tiny的茶叶嫩芽检测模型

精准检测茶叶嫩芽是茶叶机械智能采摘的重要前提。针对茶叶大小不一、遮挡造成的小尺度嫩芽特征显著性弱、漏检率高等问题,提出一种基于改进YOLOv4-tiny的茶叶嫩芽检测模型。该模型在颈部网络添加52×52的浅层特征层以提高YOLOv4-tiny网络对小目标嫩芽的关注度,通过引入卷积块注意力机制（Convolutional block attention module,CBAM）以抑制背景噪声,提高嫩芽特征的显著性,采用双向特征金字塔网络（Bidirectional feature pyramid network,BiFPN）以融合不同尺度的特征信息,从而提出一个高性能轻量化的茶叶嫩芽检测模型YOLOv4-tiny-Tea。对同一训练集与测试集进行模型训练与性能测试,结果表明YOLOv4-tiny-Tea模型检测精确率和召回率分别为97.77%和95.23%,相比改进之前分别提高了5.58个百分点和23.14个百分点。消融试验验证了网络结构改进对不同尺度嫩芽检测的有效性,并将改进后的YOLOv4-tiny-Tea模型与3种YOLO系列算法进行对比,发现改进后的YOLOv4-tiny-Tea模型F1值比YOLOv3、YOLOv4、YOLOv5l模型分别提高了12.11、11.66和6.76个百分点,参数量仅为3种网络模型的13.57%、13.06%和35.05%。试验结果表明,YOLOv4-tiny-Tea模型能有效提高不同尺度下嫩芽检测的精确率,大幅度减少小尺寸或遮挡嫩芽的漏检情况,在保持轻量化计算成本的基础上获得较为明显的检测精度,能够满足农业机器人的实时检测和嵌入式开发的需求,可以为茶叶嫩芽智能采摘方法提供参考。     

铡草机切碎辊作物喂入矢角参数模型建立与试验

饲草收获机作物喂入矢角（辊（叶片）轴心至喂入点矢径的水平夹角）对切碎辊转矩负荷及切碎性能有重要影响,通过检测传动带压力与作物喂入矢角的关系,对收获机切碎特性与作物切碎过程进行了运动学、动力学分析,揭示了饲草作物切碎质量、能耗与作物喂入矢角的关系,建立收获机切碎辊作物喂入矢角数学模型并进行了优化。试验结果表明,当优化参数组作物单位长度喂入量为5.5kg/s、切碎辊转速为1600r/min、传动带初始压力为1.2MPa时,该作业参数组下切碎作物喂入矢角数学模型精度最高,准确率达79.52%,模型偏差为0.491MPa（0.957rad）,能够有效表征铡草机切碎作业负荷,同时在保证作物切碎质量下提高了铡草机作业能力,优化的切碎喂入矢角模型下切碎扰动响应时间缩短约26.41%,单位作业能耗减小约11.36%。该切碎作物喂入矢角模型丰富了铡草机切碎作业的建模方法,为饲草作物类铡草机负荷控制系统设计提供了参考。