基于小波变换和BP神经网络的水稻冠层重金属含量反演

自然农田生态系统中,农作物的各种生化参数受重金属污染胁迫后虽表现异常,但其特征往往极为微弱,极不稳定。利用处理非稳定信号方法中常用的信号处理方法——小波分析法(Db-5),对水稻的光谱反射率数据进行处理,有效提取光谱信号中受重金属污染胁迫而潜藏的一些"突变"弱信息。利用Db-5小波基进行小波变换,从中选取具有异常光谱特征的奇异点,利用奇异点对应波段(716、745、766 nm)的光谱反射率构建反向传播(BP)神经网络模型,对水稻冠层4种重金属含量进行反演。将利用模型得到的预测值与实测值进行相关性分析,结果表明,基于BP神经网络的水稻冠层重金属含量反演模型对于实验区镉、铅、汞、砷4种重金属胁迫,具有良好的反演效果。     

种子重力分选机预分层喂料系统设计与试验

为了提高种子重力分选机分选性能,降低设备使用调节难度,提出了种子进入分选台面的预分层工艺,设计了配套的分层喂料系统,计算确定了结构参数。在SolidWorks中建立了系统模型,采用SolidWorks-Simulation对模型工作应力和位移进行分析。采用SolidWorks-Flow Simulation对流场进行仿真和系统结构参数优化。在5TZX-50型重力分选机上进行试验,利用Design Expert 软件进行Box-Behnken响应面分析,建立了性能指标与影响因素的数学回归模型,选出了气流速度为3.40m/s、振动频率为9.75Hz、导流板倾角为29.65°的最佳组合,该组合下除轻杂率和除重杂率试验值为95.12%和96.37%。试验表明,除杂率与目标优化预测值的误差不大于1.36%,分层喂料系统满足设计要求。     

微波真空干燥对香蕉片干燥特性及品质的影响

为研究香蕉片微波真空干燥特性及品质,探讨了不同干燥因素对香蕉片干燥速率及品质的影响,在不同干燥温度（45、50、55、60℃）、微波功率密度（28、53、82W/g）、真空度（75、80、85、90kPa）及切片厚度（4、6、8、10mm）条件下对香蕉片进行微波真空干燥试验,并运用Weibull模型拟合了香蕉片微波真空干燥特性曲线。试验结果表明：随着干燥温度、微波功率密度及切片厚度的增加,干燥时间缩短;Weibull 分布函数能够较好地模拟香蕉片微波真空干燥过程,尺度参数α随干燥温度、微波功率密度和切片厚度的增加而降低,而干燥条件的变化对形状参数β影响甚微;色泽与干燥温度、微波功率密度、真空度及切片厚度均有关,干燥温度与真空度越高,色差越小,且随微波功率密度的上升而增大及切片厚度的增加呈先减小后增大的趋势;微波功率密度和切片厚度是影响复水比的主要因素,微波功率密度为28W/g、切片厚度为4~8mm时,干燥后的香蕉脆片复水性能较好。香蕉脆片的最佳干燥参数为干燥温度60℃、微波功率密度28W/g、真空度90kPa、切片厚度6mm,此条件下香蕉脆片酥脆度最佳,孔隙分布均匀一致。该研究探索了真空微波干燥技术下香蕉片的干燥特性和品质,为香蕉片微波真空干燥技术的应用提供了理论指导。     

果园除草机研究现状与发展趋势

果园杂草是影响果树产量、果实品质的重要因素。重点阐述了典型果园除草机械的国内外研究现状,分析了典型果园除草机械的结构特点、工作原理和适用范围等,并指出目前我国果园除草机械化存在的问题和发展趋势,为我国果园全程全面机械化的发展提供参考。      

浙江高温热害气象下水稻孕穗阶段热害概率的拟合优度检验方法

为避免或降低高温热害对水稻孕穗阶段的影响,建立了一种热害概率预测模型,并采用卡方检验法判断其拟合度。结果表明,预测温度值与实际温度值的拟合度较高,该模型能够有效预测稻田的热害发生概率以及划分高温热害风险等级。      

农业机械化与农民增收关系的交互动态响应分析——基于吉林省统计核算数据

为探究农业机械化发展与农民增收之间的关系,以吉林省1998—2018年的时间序列数据为例,通过灰色关联分析和构建VAR模型,利用脉冲响应函数和方差分解分别探讨农业机械化与农民增收之间的关系。结果表明:农业机械化发展与农民人均纯收入之间的灰色关联度为0.8345,关系比较密切;吉林省农业机械化发展与农民人均纯收入之间存在长期均衡关系。从长期来看,农业机械总动力每增加1%,农民人均纯收入会上涨1.4561%;吉林省农业机械化发展与农民人均纯收入之间存在双向因果关系,两者之间相互影响,而且农业机械化发展对农民人均纯收入增长的影响程度更大。最后,为更好地促进吉林省农业机械化发展提出相关建议。     

基于ARM和电力线载波的智能灌溉控制系统研究

针对当前灌溉设备控制系统智能化水平低等问题,设计了一种基于ARM嵌入式系统和电力线载波的智能灌溉控制系统.该系统由5个模块组成:数据处理控制模块、数据通讯模块、数据采集模块、控制驱动模块和人机交互模块.数据处理控制模块的中央处理器采用基于ARM Cortex-M3架构的32位微处理器STM32F103CBT6.数据通讯模块的电力线载波采用总线主站控制器PB620芯片搭建.软件采用实时操作系统μC/OS-II,内核版本V2.91.基于土壤实时墒情数据、短期气象预报等多源数据,构建土壤水分盈亏量预测模型和灌溉量估算模型,分别用于估算土壤墒情和作物适宜灌溉量.结果表明,该系统实现了土壤墒情监测、灌溉量智能计算和自动轮灌等功能.电力线载波实现了土壤墒情传感器、电磁阀供电和通讯功能,并节省了通信电缆.网络通信丢包率均值为0.09％,电力线载波误码率小于0.01％,电磁阀响应时间均值为0.497 s.在籽粒产量不降低情况下,模型生成方案比传统灌溉方案节水31.37％.相比设置灌溉上下限参数的自动化灌溉控制系统,该系统具有设备操作简单,安装成本低,运行可靠稳定,灌溉量自动估算和调节等特点,有效提高了大田灌溉效率和用水效率,具有良好的应用前景.     

电液混合调控式大蒜播种机设计与试验

针对传统大蒜播种装备自动化程度低而导致的播种合格率和作业效率低等问题,设计了一种电液混合调控式大蒜播种机。该机主要由电控播种装置、播深调节装置、参数检测装置和人机交互界面等组成。以单片机为核心控制器,利用速度传感器和旋转编码器,实现了株距与作业速度的匹配;分析开沟入土阻力与入土深度关系,确定了播深调节液压装置关键部件;结合光电传感器和显示屏,完成了作业参数实时显示与播种异常报警功能。以杂交蒜为试验对象,分别进行了播深一致性试验、播量检测试验和播种质量试验,结果显示,播深调节平均误差为4.7%,播深变异系数平均值为5.3%;播量检测平均误差为4.0%;播种合格率为83.7%,漏播率为6.2%,满足大蒜播种农艺要求,且较同种条件下以汽油机为动力源的大蒜播种机漏播率降低3.1个百分点。     

银杏锰型超氧化物歧化酶GbMnSOD基因的克隆与表达

利用RACE技术首次从银杏中克隆到锰型超氧化物歧化酶基因(GbMnSOD ) 的cDNA全长。GbMnSOD的cDNA全长965 bp (GenBank accession number: EF633506) 。生物信息学分析GbMnSOD cDNA序列含有一个681 bp最大读码框, 编码一个226氨基酸多肽链, 通过软件预测分子量为2515 kD, 等电点为8197。三维结构预测结果显示, GbMnSOD 含有12个α螺旋和3 个β折叠构成一个篮子状的活性中心。GbMnSOD氨基酸序列与其它植物MnSOD具有很高的相似性。进化树分析结果表明GbMnSOD和其他物种的MnSOD源自于相同的祖先。Southern杂交显示, GbMnSOD属于一个小的多基因家族。Northern 杂交表明GbMnSOD在银杏的根、茎、叶和果中都有表达, 在叶中的表达量最高, GbMnSOD 的转录受到ABA、IAA、蔗糖、甘露醇、NaCl 和低温的诱导。     

苹果园春季土施尿素的利用及其在土壤中的累积

 以7年生嘎拉苹果/平邑甜茶为试材, 利用¹⁵N示踪技术, 研究了苹果生产体系中氮素年周期 的利用、残留、损失及在土壤中的迁移动态。结果表明, 对春季土施尿素的利用率盛花期较低, 为11.38% , 至采收后达到最高。土壤氮素残留率盛花期最高, 为57.10% , 果实采后残留率最低。年周期中各土层氮素残留量不同, 盛花期20～40 cm土层残留量最高, 采收后最低, 0～20 cm土层在新梢旺长期残留量最高, 果实成熟期最低, 而40～60 cm土层在果实膨大期残留量达到最高, 在采收后0～20 cm土层残留有所增加, 其余各土层残留量均达到最低值。氮素损失与土壤残留呈相反的变化趋势, 氮素损失率在盛花期最低为31.53% , 随物候期的推迟逐渐升高, 在果实采后高达58.40%