Evaluating eddy covariance method by large-scale weighing lysimeter in a maize field of northwest China

Accurate determination of evapotranspiration (ET) is useful to develop precise irrigation scheduling. Although eddy covariance (EC) is a direct method which is widely used to measure ET, its performance in arid region of northwest China is not clear. In this study, ET measured by EC (ET_EC) was compared with that by large-scale weighing lysimeter (ET_L) during the whole growing season of maize in 2009. Energy balance ratio was 0.84 for daytime fluxes, indicating that lack of energy balance closure occurred, so daytime ET_EC was adjusted by Bowen-ratio forced closure method. Compared to the corresponding ET_L, half-hourly daytime ET_EC was underestimated by 21.8% without the adjustment and 4.8% with the adjustment. Furthermore, nighttime ET_EC was adjusted using filtering/interpolation method. Mean error between half-hourly nighttime ET_EC and ET_L decreased from 30.2% without the adjustment to 10.3% with the adjustment. After such adjustment of day and night measurements, daily ET_EC was underestimated by 6.2% compared to ET_L. These results indicated that the adjusted ET_EC well matched with the ET_L. Moreover, the discrepancy of adjusted total ET_EC and ET_L was decreased to 3.2% after subtracting the overestimated ET by lysimeter resulting from irrigation and heavy rainfall events. Thus, after appropriate adjustments of observations, eddy covariance method is accurate in estimating maize ET in the arid region of northwest China.     

樱桃番茄运输包装件振动冲击性能试验

针对目前樱桃番茄储运过程中主要包装形式以及造成破损的情况,选择典型运输包装件,进行了正弦扫频、堆码强度、堆码扫频振动传递性能、垂直冲击和跌落试验。通过对单件包装件的扫频振动试验,测出单件的固有频率为26.61Hz;通过堆码强度试验,测出了包装件的最大堆码层数为9层。通过9层堆码扫频振动传递性能试验确定了底层、中间层和顶层包装件的固有频率分别为36.61、10.76和6.44Hz,得到了各层包装件振动加速度、振动传递率随时间的变化曲线,并探讨了固有频率和振动传递率峰值与堆码高度之间的关系。在此基础上,通过垂直冲击试验,测出了产品的脆值为89.58;通过跌落试验,测出了包装件最大允许跌落高度为580mm。     

东方蝼蛄膜翅表面形态与润湿性

利用扫描电镜分析了东方蝼蛄膜翅的表面形态.在OCA20型接触角测量仪上测量了水与东方蝼蛄膜翅展开表面各部位的接触角,分析了东方蝼蛄膜翅表面几何微结构与润湿性的关系.研究表明,东方蝼蛄膜翅展开后各部位的几何微结构各不相同,水与东方蝼蛄膜翅展开表面各部位的接触角平均值为94.4°～118.6°,表现出疏水性能.东方蝼蛄膜翅表面几何微结构与疏水性能的综合作用是其折叠后表面不沾土壤和水的重要机理.     

瓜类嫁接机上苗定位夹持装置的设计

设计了一种新型嫁接机上苗定位夹持装置,可实现嫁接苗的定位、断根和夹取功能。新型上苗定位装置由滑块摇杆收拢机构和夹取断根机构两个部分构成,针对幼苗定位连杆末端需形成包络轨迹将嫁接苗包住的农艺要求,进行机构的数学建模和仿真优化,得到了最佳的结构参数。以“拿铁砧”葫芦苗为对象取苗进行试验,其定位夹持的成功率达93%以上,符合自动嫁接需求。     

基于机器视觉的嫁接用苗外观特征自动检测

提出了基于数学模型的幼苗外观特征自动检测方法,检测项目包括生长状态、子叶参数和胚轴参数。首先经过图像预处理提取幼苗二值图,利用行像素统计图确定特征参数基准点位置。然后以标定胚轴最小矩形倾斜度和宽度判定弯曲状态;子叶跨度通过两子叶端点距离确定,子叶展开角通过两子叶底端平展位置拟合线夹角判定;胚轴弯曲度通过胚轴中心线上曲率最大的位置为分界点分别判断两段斜度而求得,胚轴长、轴径结合斜度补偿求得。与手工测量数据对比,轴长、轴径和子叶跨度的相关系数分别为0.935 1、0.899 9和0.903 4,相对误差分别小于7%、5%和7%,绝对误差分别小于4 mm、0.2 mm和6 mm。     

给定两连杆运动面的Watt-I六杆机构空间解域综合方法

针对运动生成Watt-I型六杆机构综合问题,给出了一种基于空间解域的综合方法。该型机构中作为末端执行构件的连杆和一个四杆机构的连杆运动面相连,因此需要给出这个连杆运动面的位置。该方法首先综合四杆机构,然后将二杆组添加到四杆机构上。对于四位置问题,四杆机构综合可得到无穷多机构解,而对于任意四杆机构又有无穷多种添加二杆组的方法。本文以四杆机构的平面解域为基础,将综合所得无穷多六杆机构在一个有限的空间区域内表示出来,还给出一种能有效判断Watt-I型六杆机构回路和分支缺陷的方法。通过对综合所得无穷多机构解进行判断,建立六杆机构去除回路分支缺陷的空间可行域。空间解域的应用使设计者能够从整体上把握六杆机构的可行解的全部解空间,从而使获得附加更多条件的最优机构成为可能。     

基于热重法的植物油氧化动力学-甘油三酯相关性研究

通过热重(TG)及微商热重(DTG)法研究了6种常见植物油的热氧化特性,分析了不同温控程序对质量变化曲线的影响,通过微商热重曲线确定了不同升温速率下的氧化起始温度(T_(on))和氧化峰值温度(T_p),结合OzawaFlynn-Wall等转化率法对油脂的氧化动力学特性进行推导,并对油脂热氧化特性与其甘油三酯组成与分布的相关性进行了分析。研究结果表明:随着升温速率的增加,T_(on)和T_p均随之升高且T_p变化更为敏感;植物油的热力学特性与其甘三酯组成间具有不同程度的相关性,其中,T_(on)及T_(on)处活化能与高饱和度甘三酯呈正相关而与高不饱和度甘三酯呈负相关,T_p及T_p处活化能与各组分间具有相似的关系但相关性略有减弱,具体相关性与甘油骨架上脂肪酸链的种类有关。热重分析法所需样品微量、操作快捷、灵敏度高,在油脂加工及质量检测领域具有广阔的应用前景。     

Google Maps在农业WebGIS中的应用探索

针对目前国内农业WebGIS存在的信息单一、功能单调等问题,提出了将标准的地理信息系统开发平台和Google Maps同时应用于农业WebGIS的方法。利用Google Maps提供的开放地图接口自定义GoogleMap类可以为农业WebGIS系统提供详细的地理位置信息的显示、标注以及路线查询等功能。最后通过SuperMap.IS.NET开发平台与Google Maps实现对小汤山农业基地的信息管理,证明该方法实用可行。     

基于时空信息比较的温室环境传感器故障识别

为了提高温室环境测控系统中传感器数据的准确性,针对温室环境参数变化的时间相关性和空间相似性特点,提出了一种基于主成分分析(Principal component analysis,PCA)的故障检测与基于时空信息比较的温室环境监测系统的传感器故障识别方法。首先利用基于PCA的传感器故障检测方法,通过监控统计量T2和SPE的变化实现传感器系统故障检测;再针对检测出故障的传感器节点,对该时刻传感器节点采用基于时空特性的节点信息比较实现不同传感器的故障识别。分别对比基于时间尺度、空间尺度、时空尺度的节点信息比较方法对传感器故障识别的影响进行了分析与试验验证,验证结果表明:基于PCA的传感器故障检测方法能够有效地实现对传感器系统故障的初步检测,提出的基于时空信息比较的传感器故障识别方法,融合考虑时间尺度和空间尺度的节点信息,能够有效地实现传感器具体故障定位;所建立的传感器故障识别方法检测正确率CDR为98.37%、平均虚警率FAR为1.72%,较传统的传感器故障识别方法检测正确率CDR提高了22.067个百分点,而平均虚警率FAR则降低了15.762个百分点,能够有效地保证故障诊断效率、提高故障诊断精度、降低虚警率,具有可靠性和准确性。     

稻麦轮作制中秸秆钾与化肥钾利用的研究

采用盆栽试验,研究秸秆钾和化肥钾两种不同来源的钾素在作物和土壤中的吸收利用情况.结果表明:施用秸秆钾与化肥钾,稻麦轮作制中两季作物总产量基本相当;作物对秸秆钾与化肥钾的两季利用情况有较大差异,但两季总吸收量与利用率相差不大;作物施用秸秆钾当季应加强氮素的配合施用,特别是在小麦上;作物所吸收的秸秆钾与化肥钾有约80%以上贮存于秸秆中,只有约10%左右通过籽粒带走,另有约5%存在根茬.