高光谱成像技术和主成分分析识别玉米籽粒的胚

摘要：为了分割玉米籽粒的胚部分,本研究搭建了一套高光谱成像系统用于获取波段范围为500～900 nm的高光谱反射图像。主成分分析（PCA）方法对样本高光谱数据进行降维以便选择少量有效波长构建多光谱成像系统。研究发现,采用可见光（VIS）区域的3个有效波长510、555和575 nm获得的主成分（PC）图像获得了较好的识别结果。100个独立样本用于评估算法性能,结果表明,样本中97.0%的胚可以从玉米籽粒中正确分离。     

设施菜地土壤氮素运移及淋溶损失模拟评价

设施菜地因大水大肥管理方式导致的氮素淋失已成为当前关注焦点。探寻氮素淋失阻控技术需要首先探明土壤中NO_3~--N的运移和淋失过程,找到淋失阻控的关键点,从而实现蔬菜栽培高产量低环境成本。本研究以京郊设施菜地黄瓜-番茄轮作系统为研究对象,通过田间试验获取土壤温度、湿度、NO_3~--N含量等数据,对反硝化-分解(DNDC)模型进行参数校验,并以农民常规种植模式为基线情景,设置改变土壤基础性质、灌溉量、施氮量等不同情景,运用DNDC模型对设施菜地系统土壤氮素运移及淋溶损失进行定量评价。结果表明:经验证后的DNDC模型能够较好地模拟蔬菜产量、5 cm土壤温度和0～20 cm土壤孔隙含水率变化以及NO_3~--N的迁移过程,是模拟和评价氮素运移和损失的有效工具。模拟不同情景表明,设施菜地0～60 cm土壤NO_3~--N累积主要受灌溉水量和氮肥施入量的影响,此外土壤pH和土壤有机碳的变化也是影响NO_3~--N运移的重要因子。节水节肥是设施菜地氮素淋失减量的最有效方法,相比常规措施,同时减少20%灌溉量和20%施氮量可明显降低59.04%的NO_3~--N淋失量。同时,在节水节肥的基础上改变灌溉方式并提高20%土壤有机碳含量,在保证蔬菜产量的前提下,能够进一步降低69.04%的NO_3~--N淋失量。可见, DNDC模型为设施菜地NO_3~--N淋失评价和阻控提供了一个较好的解决方案。在当前重点关注减氮节水等管理措施的同时,提高土壤本身的质量,不失为一种更有效的减少设施菜地氮素淋失的途径。     

悬挂农具对电液悬挂系统拖拉机振动的影响

悬挂农具设备的拖拉机在行驶过程中的振动会加剧,有时甚至产生很大的俯仰运动。为了研究悬挂农具的存在对拖拉机振动特性的影响,该文在对拖拉机进行运动学和动力学分析的同时,首次详细分析了悬挂机构的运动及受力情况,从而建立了带有悬挂农具的大功率拖拉机整机振动数学模型;用Matlab仿真了拖拉机受到条形水泥障碍激励时的振动情况。研究表明:农具的存在使拖拉机前轮动载系数由O.26增大到0.55;空载拖拉机垂直振动频率为3 Hz,带农具的拖拉机垂直振动频率为2.5 Hz;农具的存在使得拖拉机的俯仰振动显著增加,频率为4.8 Hz;由于悬挂系统的运动与拖拉机机体振动的非线性耦合,一定条件下会表现出频率为10~15 Hz的第3振型的振动;农具的振动使得电液悬挂系统下拉杆铰接点处的力发生相应变化,其垂直分量的大小与农具质心垂直加速度之间存在较好的线性关系。仿真结果与试验结果相吻合,验证了所建数学模型的正确性。所得到的上述结论为拖拉机主动减振控制提供了理论依据。     

台湾花东纵谷河床新兴地果园内之风向与风速变化

研究自2007年11月至2010年1月于台湾东部花东纵谷区域之台东县鹿野乡河床新兴地番荔枝栽植区,择定一面积32 000 m²之番荔枝果园为试区（22°56’56.4″N,121°8’56.4″E）,果树平均高度为2.2 m,树龄5 a以上。先利用观测铁塔于距离地面2.5 m及6 m处来测定风向及风速,再藉分析以探讨该果园内之气流行进分布特性。结果表明:花东纵谷南部区域河床新兴地于每日出现逐时平均风速趋近静风状态时,可作为区分昼夜间风场特性之依据,而昼夜间之时段分别为7:00—19:00及20:00至翌日6:00。当强盛偏北气流行进至花东纵谷区域河床新兴地之风场内,区域内风速会在1.0 h内激增,且于果园试区内果树冠层上0.3 m高度之风速达3.8 m/s,对于果树之枝干将产生摇曳不止的情形,将造成果实易受磨损及不利果树生长。     

玉米田间微集水种植的水温效应及其对植株生长发育的影响

以常规覆膜为对照,探讨了玉米采取4种集水种植模式的水温效应及其对玉米生长发育的影响。结果表明,4种集水种植模式都具有不同程度的集水增墒效应和降低地表温度的作用。集水效应以宽垄式＞硬覆盖＞膜内式＞膜侧式,依次是对照的2.36、2.07、1.88和1.69倍。降温效应以硬覆盖＞宽垄式＞膜侧式＞膜内式,依次较对照低1.6 ℃、1.4 ℃、0.8 ℃和0.5 ℃。水温效应的协调作用不仅可控制植株营养生长,促进生殖生长,而且还延长了生育期,使生殖生长与雨季更加吻合,因而穗大、粒饱,增产效果显著。硬覆盖、宽垄式、膜内     

北京市怀柔区琉璃河生态修复工程的成效

[目的]对北京市怀柔区琉璃河生态修复工程成效进行分析,为其他地区的河流生态治理提供借鉴和依据。[方法]利用为期5a(2011—2015年)的连续监测数据进行分析,内容包括物种多样性、河流水质和旅游经济收入。[结果]生态修复工程对提高该区河流生物多样性和改善河流水质有着明显的作用;相关修复措施在施工后的第2a逐渐开始发挥作用,施工后地3~4a生态修复效果明显,而施工后的第5a生态修复效果趋于稳定;施工完成后5a内,研究区旅游收入逐年增加。[结论]该工程有利于研究区河流生态的恢复,对河流水质改善明显,影响期为5a左右,同时有利于增加当地居民的旅游收入。     

玫烟色拟青霉对小菜蛾幼虫的侵染过程及接菌方法对其致病力的影响

采用扫描电镜观察玫烟色拟青霉(Paecilomyces fumosoroseus)分生孢子在小菜蛾(Plutella xylostella)幼虫体表的萌发和侵染过程及玫烟色拟青霉孢子粉、孢子悬浮液和孢子培养液对小菜蛾幼虫的致病力.结果表明:小菜蛾幼虫体表嵴状突起结构区附着的孢子较多, 刺状突起结构区附着的孢子较少;刺状突起结构区附着的孢子萌发较早, 多数孢子在接菌后16 h开始萌发, 而嵴状突起结构区附着的孢子多数在20 h开始萌发, 在平缓结构区孢子萌发最迟.在嵴状突起结构区和刺状突起结构区, 多数孢子萌发后产生芽管, 直接以芽管侵入幼虫体壁, 少数形成附着胞侵染寄主.此外玫烟色拟青霉3种不同接菌方法对小菜蛾幼虫的侵染速率和致病力大小明显不同, 其中孢子培养液比孢子悬浮液和孢子粉对小菜蛾幼虫的侵染速率快, 接菌44 h虫体表现出明显的感病症状, 致死中时为3.18 d;孢子悬浮液和孢子粉处理的小菜蛾幼虫, 60 h虫体出现感病症状, 致死中时分别为4.20 d和4.34 d;而且致病力大小也存在明显差异, 接孢子粉的处理明显高于孢子悬浮液和孢子培养液, 小菜蛾幼虫6 d的死亡率达76.2%, 而其他两种处理小菜蛾幼虫6 d的死亡率仅为59.8%和58.5%.本研究结果表明, 小菜蛾幼虫的体表结构影响玫烟色拟青霉孢子在寄主体表的附着、萌发和侵入, 玫烟色拟青霉孢子粉对小菜蛾幼虫的致病力最强, 明显高于孢子悬浮液和孢子培养液.     

山地果园开沟机倾斜螺旋式开沟部件设计与优化

为缓解中国山地果园开沟施肥作业中,可用开沟机型短缺、已有开沟机型普遍存在开沟功耗高、开沟稳定性差的问题,该文设计并优化了山地果园开沟机倾斜螺旋式开沟部件,进行了直刃刀、曲刃刀与齿形刀对比试验和齿形刀开沟刀片结构参数优化仿真试验。为验证优化效果及分析作业参数对开沟功耗的影响,进行了开沟作业参数对开沟功耗影响试验。试验结果表明:开沟功耗方面曲刃刀与齿形刀较优且差异不大,直刃刀较差;开沟沟深稳定性方面3者比较接近。利用响应面分析方法和EDEM软件建立了齿形刀结构参数优化仿真模型,仿真结果表明:对开沟功耗影响显著顺序为折弯角刃角安装角齿形。优化后结构参数为安装角4.5?,折弯角49?,刃角21?,原齿倍数1.25,对应开沟功耗为9.73kW。对开沟功耗影响显著顺序为沟深前进速度开沟转速;转速为566r/min时,开沟功耗较低。优化后开沟功耗降低12.80%,沟深稳定性系数提高1.18%。对比现有开沟机,开沟功耗降低22.22%,沟深稳定性系数提高7.2%～8.5%。研究结果可为山地果园开沟机开沟部件结构设计和开沟刀片结构参数优化提供参考。     

基于PDA的外来入侵物种数据采集系统设计与实现

为了提高外来入侵物种数据采集的规范性、准确性及数据传输的时效性,在分析外来入侵物种数据特点和数据采集需求的基础上,提出基于PDA的外来人侵物种数据采集系统的设计方案.系统以C#编程语言为开发工具,以SQL CE数据库为数据存储方式,结合GPS,WCF和Microsoft sync Framework等技术手段,实现了外来入侵物种数据采集、数据存储和数据上传等功能,提高了外来先入侵物种数据采集的工作效率.     

3ZT-3型中耕追肥机受力分析及运动仿真

针对3ZT-3型中耕追肥机进行受力分析,确定牵引角对整机稳定性的影响;在ADAMS/View中建立基于3ZT-3型中耕追肥机的虚拟样机仿真模型,根据各构件运动状态,添加相应的约束,并对仿真模型进行检验。在仿真分析结束后选取相关点,观察分析其运动轨迹图。仿真分析结果表明:牵引角的变化量在-100~+1 00之间,仿形效果能够满足中耕农艺要求,该研究可为中耕追肥机的优化及后续动力学仿真分析奠定理论基础。