基于HOG特征的IKSVM稻瘟病孢子检测

为解决稻瘟病孢子的人工检测过程中主观性强、自动化程度低、效率低等问题,提出一种基于梯度方向直方图特征（HOG特征）的加性交叉核支持向量机（IKSVM）的稻瘟病孢子检测方法。该方法首先利用图像采集系统采集稻瘟病孢子图像,利用Gamma校正法调节图像的对比度,抑制噪声干扰;然后,提取孢子图像的HOG特征作为输入向量,输入到支持向量机中,构建加性交叉核支持向量机分类器;最后,通过训练得到稻瘟病孢子分类器。为测试所提出的HOG/IKSVM方法的综合性能,分别选用HOG/线性SVM方法与HOG/径向基核SVM（HOG/RBF-SVM）方法做对比试验。试验结果表明,HOG/IKSVM的检测率为98.2%,高于HOG/线性SVM方法的79%;在平均检测时间上,HOG/IKSVM方法的平均检测耗时仅为HOG/RBF-SVM方法的1.1%。说明该方法可以进行稻瘟病孢子室内检测识别。     

中国液态地膜的应用、研究与展望

回顾了液态地膜的发展历程,简述了国内五代液态地膜各自的生产材料,总结了液态地膜的应用对象、应用范围以及应用效果,充分表明了液态地膜可适用于大多数作物,适用地域之广,并可显著提高作物产量、土壤温度、水分含量和水分利用效率,有效减少水土流失和“白色污染”,改善农田生态环境,推动了国内绿色农业可持续发展的进程。同时也指出了液态地膜在使用过程中存在的问题,仍需科技工作者对液态地膜的喷施环境、喷施浓度、持久性和完整性等继续研究,不断升级换代,获得更佳效果。最后提出了废弃资源再生液态地膜的发展设想,液态地膜覆盖集成技术的研发趋势。     

Application of modified Deep Belief Network in Forecasting Cotton Diseases and Insect Pests

[Objective] The occurrence and development of cotton diseases and insect pests are mainly related to environmental information. Because this environmental information is various, complex and unstable, the study on the prediction methods of cotton diseases and insect pests is a certain challenge. This study aims to establish a forecasting model for the timely and accurate prediction of cotton diseases and insect pests. [Method] A forecasting model of cotton diseases and insect pests is proposed based on environmental information and a modified Deep Belief Network (DBN) that is constructed by a three-layer restricted Boltzmann machine (RBM) and a supervised back-propagation (BP) network. In the method, the RBM is used to transform the original environmental information vectors into a new feature space related to the diseases and pests; the BP network is trained to classify and forecast the features generated by the last RBM layer and two rules of dynamic learning and comparison and dispersion are adopted to accelerate the training process of RBM. The proposed model was validated on a dataset of cotton bollworm, aphids, spider, cotton Verticillium wilt, and Fusarium wilt in a recent six-year period. [Result] Compared with the traditional prediction models of cotton diseases and insect pests, the proposed model can deeply explore the extensive correlation between the occurrence of cotton diseases and pests and environmental information. The results show that the proposed model has a higher accuracy compared with the classical predictive models, and the average forecasting accuracy is above 83%. [Conclusion] The proposed method is an effective crop disease and pest forecasting method that can provide a technical support for preventing cotton disease and insect pests.     

白膜、黑膜全年覆盖下的土壤水、热、盐变化

地膜覆盖因能有效地增温保墒增产而在黄土丘陵区旱作农林生产中广泛应用。为明确不同薄膜覆盖的差异以及连续覆膜条件下的土壤水热盐变化特征,于2015年7月1日—2017年6月30日在陕北米脂进行野外连续覆膜定位观测,试验设裸地(CK)、白色薄膜(WF)与黑色薄膜(BF)3种处理,利用GS3仪器监测0～150cm深度的土壤水分、温度和电导率。结果表明:1)连续覆盖两年后,两种覆膜处理平均土壤含水量为16.9%, CK为13.6%,土壤储水量分别达314.56mm、204.44mm,具体表现为土壤含水量BF在0～15cm高于WF(P0.05),15～30cm低于WF(P0.05); 0～150 cm, WF和BF总储水量差异不显著,与CK差异显著(P0.05);在作物生育期覆膜平均较CK提高储水量60.8 mm。2)膜覆盖下近地面日温差WF大于BF, 0～150 cm,两种覆膜周年土壤平均温度无显著差异,较CK高1.3℃(P0.05);气温较高条件下WF比BF、CK缩短冻融时间分别达8d和24d,WF更有利于土壤解冻和早春土壤增温。3)周年土壤表层盐分高,其中0～30 cm土层电导率为BFWFCK, 30～50 cm土层为WFBFCK,但土壤总体盐分较低,无土壤盐渍化趋势, 50 cm以下3种处理盐分没有差异。综合而言, WF较BF更能提高表层土壤温度, BF较WF更能提高表层土壤水分,覆膜保墒增温,延长作物生长时间。研究成果可为黄土丘陵区旱作农业覆膜应用提供土壤水热盐调控依据,也为果园和林地常年连续覆膜提供参考。     

辽西地区覆膜条件对不同土层土壤氮磷钾累积量的影响

为了探明覆膜技术对辽西半干旱区土壤氮磷钾累积量及其剖面分布状况的影响,本试验以农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站为研究平台,设置裸地种植、春季覆膜、秋季覆膜3种处理,通过对土壤剖面各层次全量氮、磷、钾的测定,定量分析辽西半干旱区覆膜条件下土壤全量养分含量及剖面分布差异,结果表明:不同覆膜处理对土壤全量氮、磷、钾累积量影响各不相同。2种覆膜处理可有效提高0～40 cm土层土壤全氮和全磷累积量,与裸地相比,春覆膜与秋覆膜处理可使土壤全氮提高34.4%和21.0%,秋覆膜处理可使全磷累积量提高17.0%。40～60 cm土层,裸地处理全氮、全磷累积量显著高于覆膜处理,其中全氮累积量较春覆膜处理提高65.7%,且为秋覆膜处理的2.16倍;全磷累积则表现为裸地种植比春覆膜和秋覆膜处理分别提高44.2%和39.4%。不同处理间全钾含量差异显著,总体表现为秋覆膜春覆膜裸地。3种处理土壤养分的剖面分布规律也各不相同,覆膜处理土壤全氮和全磷随剖面深度的增加呈逐渐减少的规律,而不覆膜处理则呈现先减少再增加的趋势;不同处理土壤全钾的剖面分布规律相似,即随剖面加深全钾含量均无显著变化,即使是表层土壤也未显示出全钾聚集的特征。     

跨越式膜上覆土装置的参数仿真设计与试验

针对全膜种植模式中覆土装置覆土质量差引起的易受风力破坏、烧苗、出苗受阻等问题,设计了一种适用于全膜覆土机具的跨越式刮板升运链膜上覆土装置。为提高覆土机构的工作性能,构建了覆土装置的实体模型,运用离散单元法模拟仿真试验,结合Box-Behnken试验设计原理,采用三因素三水平响应曲面法,借助DesignExpert软件处理试验结果,建立了覆土宽度和覆土厚度合格率的二次回归模型,分析各因素交互作用对试验指标的影响,优化得到最佳参数组合,即链速与机组前进速度比为1.38、排土口高度为200 mm、排土口宽度为120 mm,并依此进行田间验证试验。试验结果表明,用离散单元法模拟出的覆土宽度值和覆土厚度合格率接近田间重复试验均值,且满足农艺要求。     

膜下滴灌棉田生物改良盐碱地效果研究

通过在膜下滴灌棉田间作苜蓿(Ⅰ)、孜然(Ⅱ)和碱蓬(Ⅲ),并以未间作的处理作为对照(CK),研究不同盐生植物改良盐碱地的效果。结果表明：间作盐生植物的棉田在生育期内可以达到保水和抑制盐分累积的效果,土壤含水量峰值基本保持在40 cm深度,其中以间作苜蓿(Ⅰ)和孜然(Ⅱ)的保水效果较好,在0～40 cm深度范围土壤含水量与对照组相比分别提升了29.80%和14.49%;间作苜蓿(Ⅰ)和孜然(Ⅱ)的处理抑制盐分累积的效果也较好,在0～40 cm深度范围抑盐率分别为125%和70.38%。同时,通过在膜间种植盐生植物,棉花的株高、茎粗和干物质量均有一定程度的增加,籽棉产量也有相应的提升,其中以间作孜然和苜蓿的处理提升较多,分别比对照组提升10.45%和7.74%。由此可见,膜下滴灌棉田间作盐生植物是一种有效的盐碱地改良措施,而盐生植物的选择对改良的效果影响较大,综合试验结果对比,间作孜然和间作苜蓿的生物改良措施效果较好。     

平作区棉秆粉碎与残膜回收联合作业机设计与试验

针对新疆平作区残膜回收作业过程中秸秆粉碎合格率低、残膜回收率低的问题,设计了一种秸秆粉碎与残膜回收联合作业机。对甩刀秸秆粉碎过程进行受力分析,确定了刀轴最佳转速为2 000 r·min-1。对起膜铲起膜机理和残膜捡拾过程进行分析,确定了导曲面参数方程和残膜捡拾装置主要工作参数。以机具作业速度v、起膜铲入土倾角α和残膜输送链转速n为影响因素,以秸秆粉碎合格率Y1和残膜回收率Y2为评价指标进行田间试验。结果表明:当起膜铲入土角为30°,机具前进速度为5.5 km·h-1,残膜输送链转速为120 r·min-1时,秸秆粉碎合格率为91.5%,残膜回收率为85.7%,整机运行状态良好,满足秸秆粉碎还田与残膜回收的技术要求。     

日晒高温覆膜对韭菜生长及根际土壤微生物多样性的影响

为明确日晒高温覆膜对韭菜生长及根际土壤微生物群落的影响,本研究在河北省韭菜主产区基于日晒高温覆膜措施对韭菜迟眼蕈蚊进行田间防治试验,就覆膜前后土壤的理化性质进行了比较,并采用Biolog-ECO技术分析了覆膜对土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,日晒高温覆膜技术对韭蛆各龄期幼虫的防治效果达到100%,覆膜12 d后韭菜株高、茎粗、叶宽、色泽、百株鲜重及根长等生长发育指标与未覆膜的对照相比均无显著影响;覆膜后土壤中全磷量显著增加;根据Biolog-ECO培养第144 h的AWCD值计算土壤微生物群落的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、McIntosh指数和丰富度指数均无显著变化。可见日晒高温覆膜对韭菜迟眼蕈蚊具有明显的防治效果,对韭菜生长及韭菜根际土壤微生物多样性无显著影响。     

人工智能产业链分析

根据对我国人工智能技术从基础层到技术层,最后到应用层的全产业链进行分析,旨在 对我国的人工智能技术与应用创新,提供发展方向。我国目前的人工智能技术在某些应用领域 发展迅速。例如,将算法层中的人工智能核心技术——机器学习,应用到智能金融领域、和智能 交通领域的无人驾驶公交车。在智能家居、智能教育、智能医疗等方面,现阶段有一定成果,但也 存在提升空间。