不同土壤水分条件下玉米叶片/冠层气孔导度的光谱监测模型

通过玉米水分控制试验,测定不同水分条件下各生育期叶片气孔导度、叶面积指数和冠层光谱反射率等,以分析玉米叶片气孔导度的变化规律及其与光谱植被指数的相关性,从而建立基于光谱植被指数和土壤湿度的叶片气孔导度模型。结果表明：玉米在可见光区和近红外中、长波区的反射率随着土壤水分的降低而上升,但叶片气孔导度（Gs）、叶面积指数（LAI）、比值植被指数（RVI）和归一化植被指数（NDVI）随着土壤水分的下降而降低;玉米NDVI和RVI与单叶片和冠层气孔导度均呈极显著指数函数关系（P〈0.01）,且对单叶片气孔导度的拟合效果优于对冠层导度的拟合效果,而经土壤湿度订正的RVI监测模型优于NDVI监测模型。表明通过测定冠层反射光谱率可实时、迅速地定量监测玉米叶片的气孔导度,为大面积作物气孔导度估算奠定基础。     

女儿寨湿润小流域土壤干旱指数模型分析

从土壤水分平衡原理出发,以降水量、温度和小流域水文因子等为基础,建立了土壤干旱指数模型,利用女儿寨小流域气象站的资料,计算小流域内土壤干旱指数,划分了干旱等级,并分析了土壤干旱的时空分配特征。     

滇中地区小流域水土流失治理效应研究

通过生物措施、工程措施和耕作措施对滇中地区典型小流域———王家箐进行综合治理,对治理前后气象、水文、水土流失资料进行观测分析。结果表明综合治理后,试验区径流系数从0.290降到0.06,侵蚀模数从294.28t/(hm2.a)降到9.19 t/(hm2.a),水土流失治理效果显著。治理措施减少水土流失作用主要表现在三个方面:一是提高了降雨产流的最小雨量和最大30 min雨强I30,降雨产流的最小雨量从2.9 mm提高到4.5 mm,最小I30从0.027 mm/min提高到0.067 mm/min,最小PI30从0.077 mm.mm/min提高到0.300 mm.mm/min。二是降低了径流的泥沙含量,治理后的泥沙含量减少65%。三是影响了产流过程,采取水保措施延长了汇流过程,推迟并削减洪峰。选治理前后P,I30相似的降雨,分析其洪水过程表明,治理后产流的洪峰流量和洪量比治理前减少84.2%~92.1%和81.6%~87.5%,涨水速率降低78.6%~91.4%,洪峰和雨峰的间隔时间延长1.5~2倍。     

基于单目视觉的谷物联合收获机产量测量方法

为准确获取农田中作物产量信息,以联合收获机刮板式升运器为研究对象,提出了一种基于单目视觉的联合收获机产量测量方法。首先,根据真实的升运器内部谷堆图像,提出了一种更加精确的刮板上谷物堆积模型。然后,基于视觉测量和图像处理技术,开发了一种谷堆体积测量方法。在辅助光源照射下,通过工业相机采集升运器内刮板和谷堆的侧面图像。采用邻域微分法提取图像感兴趣区域,再利用Otsu法和形态学处理方法从背景中准确分割出谷堆。根据相机成像模型,计算谷堆在世界坐标系中的实际侧面积,并通过谷堆几何模型得到谷物的体积。最后,将每个刮板上的谷堆体积累加求取产量。为验证所提方法的有效性,搭建了基于单目视觉的谷物测产系统,并在升运器试验台上开展了试验验证。试验结果表明,在不同的升运器转速工况下,所提方法测量的相对误差为-4.08%~3.41%,能够满足联合收获机产量测量精度要求。     

西北现代生态灌区建设理论与技术保障体系构建

灌区是我国粮食安全和现代农业发展的基础保障,同时也是区域经济发展和生态环境保护的重要基石。然而西北地区独特的气候、地貌及社会经济状况导致了灌区生产能力和生态服务功能难以满足现代生态农业发展的需求。通过系统分析西北灌溉农业发展中面临的水资源过度开发、土壤盐碱化严重、生态环境功能低下等方面的问题,阐述了西北现代生态灌区的内涵与特征,并基于农业生产“功能水分”来源,将西北灌区划分成了灌溉依赖型灌区、灌溉主导型灌区、灌溉补充型灌区和灌溉提质型灌区4类。以灌区农业生产系统、物能输配系统、生态环境系统为建设对象,提出了灌区生态服务功能优化配置、灌区农田物能调控和灌区生态系统安全评估三大核心理论,构建了灌区系统控污与景观价值提升技术、灌排系统管控技术、作物生境要素综合调控技术三大关键技术,从而形成了西北现代生态灌区理论与技术保障体系,为我国西北灌溉农业高质量可持续发展提供理论与技术指导。     

基于无人机成像高光谱影像的冬小麦LAI估测

利用无人机Cubert UHD185 Firefly成像光谱仪和ASD光谱仪获取了冬小麦挑旗期、开花期和灌浆期的成像和非成像高光谱以及LAI数据。首先,对比ASD与UHD185光谱仪数据光谱反射率,评价两者精度;然后,选取7个光谱参数,分析其与冬小麦3个生育期LAI的相关性,并使用线性回归和指数回归挑选出最佳估测参数;最后利用多元线性回归、偏最小二乘、随机森林、人工神经网络和支持向量机构建了冬小麦3个不同生育期LAI的估测模型。结果表明:UHD185光谱仪光谱反射率在红边区域与ASD光谱仪趋势一致性很高,反射率在挑旗期、开花期、灌浆期的R^2分别为0.9959、0.9990和0.9968,UHD185光谱仪数据精度较高;7种光谱参数在挑旗期、开花期、灌浆期与LAI相关性最高的参数分别是NDVI(r=0.738)、SR(r=0.819)、NDVI×SR(r=0.835);LAI-MLR为冬小麦LAI的最佳估测模型,其中开花期拟合性最好,精度最高(建模R^2=0.6788、RMSE为0.69、NRMSE为19.79%,验证R^2=0.8462、RMSE为0.47、NRMSE为16.04%)。     

自动导航插秧机路径跟踪系统稳定性模糊控制优化方法

为了提高自动导航插秧机路径跟踪系统的稳定性,提出了一种利用模糊控制调整纯追踪模型前视距离的路径跟踪方法。在考虑自动转向系统一阶惯性环节的情况下,建立插秧机运动学模型,分析了在跟踪直线时纯追踪模型的稳定性条件;基于此稳定性条件,以速度和横向偏差为输入,以前视距离为输出,建立模糊控制模型实时调整纯追踪模型的前视距离;以洋马VP6E型水田插秧机为实验平台对所提出方法进行了实验验证,结果证明,该方法能有效提高路径跟踪系统的稳定性。     

可食性膜在切分果蔬保鲜中的应用

对可食性膜的种类、特性、保鲜机理及其在切分果蔬中的应用进行了综述,并阐述了可食性膜在发展中存在的问题,以期今后对可食性膜的研究探讨提供基础的理论借鉴.     

大麦耐铝毒机制的研究进展

铝离子对根系的毒害是酸性土壤中农作物生产的主要限制因子。大麦在所有禾本科农作物中对铝离子毒害最为敏感。耐铝毒性在大麦品种间存在变异,遗传分析表明在大麦第4染色体长臂上有一个主效基因（Alp）控制大麦对铝毒的抗性。本文总结了最近几年关于大麦耐铝毒机理的研究进展,特别是大麦耐铝毒基因Alp的克隆及其功能分析,并对禾本科其它农作物中相关耐铝毒基因的研究进行了比较。     

苗期土壤水分亏缺后玉米光合生理的恢复

通过模拟土壤水分亏缺试验,研究了玉米在土壤水分亏缺后光合生理的恢复机制.结果表明:不同处理玉米光合生理在复水后30 d内均可以恢复正常生长.轻度亏缺处理玉米叶片气孔导度和蒸腾强度在复水后0～10 d可恢复正常,光合速率和胞间CO2浓度在复水后10～20 d恢复正常,但叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/Fo、qP、qN)和叶片光合色素含量的恢复相对较为缓慢.重度水分亏缺处理玉米光合生理指标恢复滞后于轻度亏缺处理.轻度亏缺处理复水后玉米净光合速率的恢复主要受气孔因素影响,重度水分亏缺处理玉米净光合速率的恢复在复水0～10 d主要受非气孔因素影响,复水10 d后主要受气孔因素影响.