基于模糊Stanley模型的农机全田块路径跟踪算法研究

为实现农业机械全田块高效自主作业,提出一种增益系数自适应的Stanley模型路径跟踪算法。以横向偏差和航向偏差为输入变量构建隶属度函数,设计模糊推理和解模糊化过程实时确定控制模型增益系数,提高Stanley模型对不同曲率路径的自适应能力。为验证所提算法有效性,以移动小车为平台开展联合收获机回字形全田块自主作业路径跟踪试验,结果表明所提算法显著改善Stanley模型路径跟踪精度,直线作业速度2.5m/s、转弯速度1m/s时,直线段和曲线段最大跟踪误差均小于3cm。大初始横向偏差路径跟踪试验表明,模糊Stanley模型较Stanley模型大幅度减小路径跟踪上线距离,满足农业机械全田块高效自动导航作业要求。     

基于专利分析的全球农药残留检测技术发展态势研究

农药残留检测对于保障农产品质量安全具有重要意义。针对其专利密集的产业特点,依托Patsnap全球专利数据库,通过IPC国际分类号与关键词相结合依次开展初步检索、扩展检索与补充检索,检索共获得全球116个国家和地区的23 281条农残检测领域技术专利,其中发明与实用新型专利分别为21 422与1 859条。基于检索结果进行专利分析,由国际、国内两个层面分别从专利构成、法律状态、年度申请趋势、专利授权率、国别（省市）分布、技术分支及申请人分布特征等多维度评估农残检测技术创新现状与发展态势。评估显示：全球农残检测相关专利申请整体呈震荡上升且地域分布差异明显的态势;传统检测技术面临发展瓶颈,生物化学、基因及遗传工程、有机合成将是农残检测技术发展的主导方向;中国农残检测专利申请量大但整体技术水平不高,部分尖端技术领域“卡脖子”问题依然突出,提高专利总体质量、力争打破欧美技术垄断将是未来工作的重点。     

不确定性条件下分布式农业生产预警模型构建与应用

构建了基于梯形模糊数和分布式作物模拟模型的空间分布式农业生产预警模型来实现作物产量和水分生产力综合警情预警预报。模型采用空间分布式作物产量和水分生产力作为警情指标来计算系统警级,引入梯形模糊数来表征目标产量和水分生产力的不确定性,采用空间分布式作物模拟模型来模拟常规灌溉、0.8倍常规灌溉和0.6倍常规灌溉下的作物产量和水分生产力,进而对现状1976—2012年和未来RCP4.5情景下2026—2045年不同灌溉水平下进行农业生产风险预报预警,并衡量了未来20年产量和水分生产力的静态协调度和每5年4个周期的动态协调度。结果表明,同一作物在不同土壤类型和不同灌溉水平下预警等级不同,警级随着灌溉水平的降低呈现不规则变化规律,协调性随着灌溉水平的降低而减小。模型能够识别出未来气候变化不同节水灌溉水平下的空间异质性作物产量和水分生产力的警级,实现精准化农业生产风险预警预报,有利于实现高效率降警处理。     

农业纤维物料压缩流变研究现状

分析了国内外农业纤维物料压缩研究的现状,指出了存在问题;（１）多属“闭式”小模型压缩试验研究。（２）理论研究与实际脱节。（３）在压缩过程中的影响因素考虑的不够全面。（４）对压缩过程被压缩物料的流变特性研究不够;（５）同时要求给出被压缩物料施加恒应力（或恒应变）,并指出应加强以下几个方面的研究;（１）不同喂入量以不同压缩频率压缩时的蠕变和应力缓弛问题,（２）压缩室内草片和草捆在不同位置的蠕变和应力松     

监测采样间隔对作物模型性能的影响研究

为了获得不同监测采样间隔对作物生长模型的影响规律,避免现有研究和应用中存在的主观性或随意性,以番茄叶片蒸腾速率和CO2交换率为对象,采用3 种采样间隔数据及2 种常用方法进行建模、预测和比较研究。研究结果显示,在15、30、60 min的监测采样间隔下,番茄叶片蒸腾速率模型和CO2交换率模型的预测误差是不同的,GA-BP神经网络模型的预测能力普遍优于纯二次回归模型,但两者的结论是一致的,即对蒸腾速率和CO2交换率而言,最合适的监测采样间隔分别为30 min和15 min。本研究结果为监测采样间隔的设定、试验数据的选取和建模方法的运用提供依据,对作物模型研究和应用具有重要意义。     

马铃薯晚疫病CARAH预警模型在四川春马铃薯上的应用

为明确马铃薯晚疫病CARAH预警模型在四川春马铃薯上的适用性,选择在四川不同海拔高度的马铃薯种植基地运用CARAH预警模型监测马铃薯晚疫病的发生和进行防控指导。结果表明,海拔高度越高,马铃薯晚疫病侵染程度越低,海拔3500 m以上时,主要以轻度侵染为主,海拔3500 m以下时,主要以中度和重度侵染为主。不同品种出现中心病株时的马铃薯晚疫病侵染循环代数不同,相同品种在不同地区出现马铃薯晚疫病中心病株时所处的侵染循环有所差别,可能与不同地区马铃薯晚疫病菌致病力存在差异有关。利用马铃薯晚疫病CARAH预警模型指导药剂防治,5种药剂仍表现出较高的防治效果,且不存在显著性差异。     

NH_4~+-N与NO_3~--N不同配比对菠菜生长及食用品质的影响

为探究氮素形态对菠菜生长和品质的影响,试验采用盆钵培养的方法,在总氮浓度为15 mmol/L的条件下,设置了5种NO_3~--N与NH_4~+-N配比(分别为100:0、75:25、50:50、25:75和0:100),测定了5种铵硝配比条件下菠菜生长与品质相关指标。结果表明:与NH_4~+-N相比,NO_3~--N更有利于菠菜生长与Vc积累。适当增加NH_4~+-N比例后,Vc含量虽显著降低,但对菠菜的生长却无显著影响,并可显著降低可食用部分硝酸盐含量。因此,为了提供高产、低硝酸盐的优质菠菜,笔者认为适宜的NO_3~--N?NH_4~+-N为50:50。     

基于DPSIR和云模型的宿鸭湖水库水环境安全评估

为了推动水库水环境安全工作的开展,强化水源区水质保护,以宿鸭湖水库为例,应用DPSIR模型建立了水库水环境安全评估的指标体系,通过熵值法确定了各指标的权重,采用云模型对其2015年的水环境安全进行了评估,结果表明：该水库水环境处于较安全等级,但存在安全隐患;由于上游工业废水、居民生活污水、餐饮业的废弃物随着降雨径流汇入水库,再加上水产养殖、观光旅游等人类活动的影响,使其TN、TP的浓度和入库量增加,水库水质难以达标,需引起水库管理部门的重视。结论：云模型可减少评估过程中的不确定性,实现水库水环境安全概念与其定量数值间的合理转换,使其评估结果与实际相符。     

基于高斯函数的春玉米叶片功能期模型构建与应用

叶片功能期是影响光合生产能力的关键因素,冠层叶片功能期的量化评估对玉米植株生长和产量形成具有重要意义。本研究于2015—2017年在中国农业科学院作物科学研究所吉林公主岭试验站进行,定株观测先玉335和郑单958两个品种各个叶位叶片展开时间和衰老时间,基于2015年和2016年试验数据,以高斯函数(y =a+b×e-(x-c)^2/2d^2)模拟玉米各叶位叶片功能期的动态变化,并用2017年数据验证,在此基础上进一步明确了模型特征参数的生理学意义,简化了叶片功能期模型构建的方法。研究条件下利用高斯函数构建的玉米叶片功能期模型年际间稳定性好、品种间区分度大。进一步解析利用一阶导(功能期最大值)、二阶导(功能期变化速率最大的点)、三阶导(功能期开始快速增大的点)等于零取整后的叶位并配合最顶部叶位(n)和基部第1叶这5个转折叶位叶片功能期构建的模型拟合度良好,极大地简化了该模型参数拟合的数据需求,并探讨了利用该模型函数对玉米叶片功能分组的可能性。本研究为玉米生产能力的量化分析提供了思路和方法,对各类玉米生长模型的完善和其他相关研究也有借鉴意义。     

次降雨土壤吸收量推算方法研究

采用两种方法确定一次降雨渗透到土壤中的水量。①利用实验资料建立降雨与渗透深度相关计算区域降雨渗透量；利用改进的Gree—Ampt积水入渗模型进行降水入渗量的计算。文中利用两种方法进行了对比分析，结果基本可靠，可作为区域降雨土壤吸收量的估算。