摘要:先将秧蔓切割再进行收获可较好地实现覆膜种植花生秧蔓饲料化利用。该研究针对割秧后花生植株变短、横向尺寸变小、荚果-秧蔓比增加，原有收获机捡拾装置适应性差的问题，在已有花生捡拾收获技术基础上，对捡拾弹齿间距、弹齿转速、折弯角度、弹齿排数等关键结构和运动参数进行改进，研制了一种适于割秧后收获的弹齿式花生捡拾装置。运用SPSS软件对割秧后花生植株横向尺寸进行统计分析，确定了弹齿间距为7 cm；通过对花生植株低损捡拾和顺畅抛送条件的理论分析，在回转半径为21 cm的条件下，确定捡拾弹齿转速为60 r/min；通过对花生植株被弹齿捡起时的受力情况分析，确定捡拾弹齿折弯角度为102°，并根据铺放厚度，确定捡拾弹齿折弯部分长度为4 cm；建立捡拾弹齿齿尖运动方程，运用Matlab软件对不同排数弹齿齿尖运动轨迹进行分析，确定捡拾弹齿排数为6排。田间试验结果表明，弹齿式花生捡拾装置的平均捡拾率为98.07%，捡拾装置造成的平均落果率为1.23%；满足割秧后花生捡拾收获作业需求。该研究可为割秧后花生以及其他作物捡拾收获机具研发和改进提供借鉴。

摘要:为探究苹果枝条剪切力学特性，寻找最优切割参数组合，支撑后续剪枝装备的开发，该研究利用自制的往复式枝条切割试验台，通过单因素试验研究枝条直径、平均切割速度、切割间隙和刀具滑切角对枝条峰值切割力的影响。在单因素试验基础上选取平均切割速度、切割间隙和刀具滑切角为影响因素，以峰值切割力为目标进行多因素试验，并建立回归模型。试验结果表明，峰值切割力与枝条直径呈线性增长关系，随着平均切割速度和滑切角的增大而减小，随着切割间隙的增加先减小后增大。对回归模型进行优化分析，得到最优切割参数组合为平均切割速度0.4 m/s、切割间隙1.5 mm、刀具滑切角20°，该组合下的峰值切割力为560.97 N。峰值切割力的预测值与实测值的偏差小于4%，切割参数优化结果可靠。该研究可为后续苹果枝条修剪装备的研发提供数据支撑。

摘要:为进一步优化差速泵性能，利用自由节曲线灵活的局部调整能力，该研究提出对自由节曲线非圆齿轮驱动的六叶片差速泵进行多目标参数优化，建立多目标参数优化计算模型，利用功效系数法和改进遗传算法求解差速泵排量、流量和脉动率综合性能最优的节曲线控制点Pareto解。结果表明，经过多目标优化后差速泵的综合性能提升明显，排量和非圆齿轮不根切最大模数显著增加，脉动率有所降低。为验证计算结果，开展自由节曲线优化前后对比试验，在相同测试环境和相同泵腔容积下，六叶片差速泵经过优化后排量增加3.3%，不根切最大模数为2.6 mm，增加30%，齿轮齿廓选择国家标准模数系列，实际模数2.5 mm，增加25%，改善最为明显，可大幅度提升非圆齿轮承载能力，脉动率降低3.1%。通过多目标参数优化可有效提升自由节曲线非圆齿轮驱动六叶片差速泵综合性能。

摘要:针对蒙特卡洛方法分析果园作业平台工作空间存在边界不清、点浪费等问题，该研究采用D-H法建立了作业平台运动学模型，利用U形反正弦分布函数改进了蒙特卡洛方法，得到其工作空间点云图。考虑农机农艺融合和工作人员舒适度，分析了平台理想工作空间；采用网格化算法对改进前后生成的工作空间进行分析，改进后最底层与最顶层边界层面积分别增大180.70 %和102.69 %，表明边界清晰度明显提高；改进后在X、Y、Z三个方向的空间差异系数较改进前分别降低了6.92 %、8.99 %、2.64 %。利用高速摄像机对平台参考点跟踪测试，平台参考点的实测值与计算值最大差值仅为6.2 mm；实际果园试验结果表明，平台参考点实际工作空间与可达工作空间在X、Y、Z方向最大值、最小值均值的差异系数分别为0.27 %、0.76 %和0.01 %，改进方法有效。该研究为果园作业平台结构参数优化、智能控制和同类农业机械工作空间分析提供理论参考。

摘要:针对黄淮海两熟区传统精耕细作存在的土壤结构破坏、动力消耗过大和连续免耕存在耕层土壤紧实度增加、表层杂草养分富集等问题，该研究设计了4 a的"翻耕-免耕-深松-免耕"的组合耕作模式（Combine Tillage，CT），通过4 a的周期定位试验，以连续免耕（Continuous No-tillage，CN）和连续翻耕（Continuous Plouging，CP）为对照，运用综合评价法，对组合耕作模式的周期生产力进行综合评价，结果表明：土壤质量方面，CT处理可以提高土壤的结构质量，减小土壤容重，有效降低0～30 cm土层土壤容重，平均容重比连续免耕和连续翻耕分别小0.089和0.125 g/cm3；CT处理提高土壤养分质量，增加0～30 cm土层全氮、速效磷和速效钾含量，对碱解氮含量影响不显著，增加土壤有机碳含量，平均有机碳含量比CN处理和CP处理分别高0.36 和0.61 g/kg，并且各层之间有机碳含量分布较均匀；CP处理破坏0～20 cm土壤结构，在20～30 cm 土层形成犁底层，增加土壤容重，并且只增加10～20 cm土层有机碳含量，各层养分不均；CN处理虽未对土壤结构造成破坏，但只增加0～10 cm土层有机碳含量，使土壤养分在表层积累。投入产出方面，CT处理周期总投入与CN处理差异不显著，两者均显著低于CP处理，但CT处理粮食总产量和总产值显著高于CN处理和CP处理，组合耕作能够提高物质利用率、劳动生产率和产投比，节本增效显著。CT、CN和CP的周期生产力综合评价得分分别为4.85、3.8和1.7，CT处理得分显著高于CN处理和CP处理，说明组合耕作具有较高的周期生产力。该研究可为小麦-玉米两熟区耕作模式的优化提供参考，促进两熟区的生产力提升和节本增效。

摘要:及时、准确的产量估算对农业经营管理和宏观决策具有重要意义。该研究利用无人机高分辨率遥感影像，提出了一种基于苗铃生长趋势的SEGT（Seedling Emergence and Growth Trend）模型用于棉花产量估算。首先借助无人机可见光影像数据，通过植被指数与大津法、形态学滤波相结合的方法，获取研究区内棉花出苗信息；然后利用无人机多光谱时间序列影像数据，分析各时期归一化差异植被指数NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）与实际产量的相关特征，对棉花生长状态进行等级划分，反演每株棉花的预测成铃数；最后结合棉花单铃质量构建SEGT模型进行产量估算，并根据实测产量数据进行精度验证。试验结果表明：ExG-ExR（Excess Green-Excess Red）植被指数对棉花苗识别和提取效果较好，精确率、召回率、F1值分别达到93%、92.33%和92.66%，VDVI（Visible-band Difference Vegetation Index）植被指数精度次之；将预测产量与实测产量进行对比验证，估产模型的决定系数达到0.92，表明利用SEGT模型进行棉花产量估算是一种切实可行的方法。研究结果可为无人机遥感在作物估产中的应用提供参考。

摘要:大气氮沉降的增加可能会通过草地群落进而影响坡面流水动力特性。选取黄土高原典型地带性草本白羊草为研究对象，通过设置不同施氮处理（0，2.5，5，10 g/(m2·a)，以N计，下同）模拟氮沉降，采用人工模拟降雨，探究土壤有效氮升高对白羊草群落季节变化及坡面流水动力特征的影响。结果表明，一定程度的施氮可有效增加白羊草盖度，促进藻结皮的生长，但会抑制苔藓结皮的发育。施氮使Darcy-Weisbach阻力系数和曼宁糙率系数分别降低了68.6%～71.5%和44.7%～47.4%；平均流速加快了32.0%～44.0%，径流深减小了25.1%～28.7%，同时，使径流剪切力和水流功率显著增加，过水断面单位能减少。随着季节变化，9月白羊草群落坡面Darcy-Weisbach阻力系数和曼宁糙率系数分别较6-8月显著增加了220.2%～496.9%和79.5%～139.4%，平均流速减缓了23.5%～29.7%，径流深增加了36.4%～66.9%，径流剪切力和水流功率均显著降低，过水断面单位能增加。降雨强度对坡面流特征也存在显著影响。随着降雨强度的增大，坡面流阻力减小，进而导致流速、径流深及水流功率增加。草地具有良好的调控坡面流的作用，然而大气氮沉降的增加可能会加剧草地群落坡面土壤侵蚀。

摘要:基于全国282个水稻土监测点，分析土壤有效态中、微量元素含量及区域特征（东北、长三角、长江中游、西南、华南），结合丰缺标准，揭示中、微量元素丰缺程度。结果表明：东北水稻土交换性镁和有效硼含量高于其他地区，有效锌含量最低；长三角有效锰含量最高、有效硫含量最低；长江中游有效铜含量最高，有效态铁、锰和钼含量最低；西南交换性钙含量高于其他地区，有效铜含量则低于其他地区；华南有效态铁、钼含量均高于其他地区，而交换性钙、镁含量低于其他地区。中国水稻土交换性钙、镁及有效铁、锰、铜含量整体丰富；长三角和华南缺硫水稻土比例分别为42.2%和41.8%；东北、长三角、长江中游、西南和华南缺锌水稻土比例分别为75.0%、52.3%、31.9%、53.2%和10.4%，缺硼分别为38.5%、65.2%、92.2%、88.6%和78.3%，缺钼28.6%、60.4%、82.6%、42.0%和33.4%。可见，东北和长三角水稻土以缺锌为主；长江中游以缺硼、钼为主；西南以缺硼为主；华南以缺硼为主。研究可为全国和区域尺度水稻土中微量元素的管理和合理施用提供依据。

摘要:为准确开展区域干旱监测，该研究对综合气象干旱指数（Comprehensive Meteorological Drought Index，CI）进行了改进，使其更适用于干旱的长期监测。研究以湖北省区域为典型研究对象，利用高精度气象格网数据以及历史灾情数据，运用游程理论、相关性分析和M-K趋势检验等方法，对几种常用干旱指数的灾害识别能力、干旱演变趋势等进行了分析和比较。结果表明：改进后的综合干旱指数（The Improved Comprehensive Drought Index，CIn）能够识别湖北省的多数历史重大旱灾；CIn与实际的旱灾受灾面积和旱灾成灾面积的相关系数分别达到0.69和0.67，均优于CI指数和SPEI指数；由CIn得到的干旱历时、干旱烈度的空间分布也与文献资料相符合。在湖北省区域内取得的干旱时空演变趋势分析中发现，CIn和SPEI6的M-K测试结果中干旱趋势发生显著变化的面积比例为40.19%和53.99%（P<0.05），明显高于CI和SPEI1指数的26.40%和18.93%，表明CIn和SPEI6对长期的气候变化更为敏感，由此说明，在旱灾趋势分析中应选择合适的干旱监测指标。该研究可为区域气象干旱监测的指标选取提供指导和参考。

摘要:参数敏感性分析可提高复杂过程模型参数优化及模型应用效率。为评估不同全局敏感性分析方法在筛选农田生态系统模型敏感参数时的有效性及其效率，该研究以VIP (Vegetation Interface Processes) 模型模拟华北平原土壤硝态氮为例，对比分析PSUADE (Problem Solving Environment for Uncertainty Analysis and Design Exploration) 提供的8种敏感性分析方法在筛选华北平原农田土壤硝态氮敏感参数时的有效性及其效率。结果表明：在验证敏感性分析方法有效性时，Spearman秩相关系数 (Spearman's correlation coefficient，SPEA) 法和Gaussian Process (GP) 法与其他方法的敏感参数筛选的结果差异较大；多元自适应回归样条 (Multivariate Adaptive Regression Splines，MARS)、Delta Test (DT)、Sum of Trees （SOT）法、McKay法、Morris法和Sobol'法能有效筛选出敏感参数。在分析敏感性方法效率时发现，正交阵列 （Orthogonal Array，OA)和基于拉丁超立方的正交阵列 (Orthogonal Array-Based Latin Hypercubes，OALH) 抽样方式最适于多元自适应回归样条法 (Multivariate Adaptive Regression Splines，MARS)，所需样本量为361。蒙特卡罗 (Monte Carlo，MC) 抽样方式最适合DT和SOT敏感性分析方法，所需最小样本量分别为425和510；与其他抽样方式相比，OALH抽样更适合McKay敏感性分析方法，需要样本量最少；Morris法和Sobol'法所需最小样本量分别为340和810。对于复杂过程模型，可先选用定性敏感性分析方法以较低的计算成本选择敏感的参数，再进行模型参数优化和不确定性分析。

摘要:为探明水肥管理模式对稻田温室气体（CH4，CO2和N2O）的影响规律，以鄱阳湖流域赣抚平原灌区稻田为研究对象，考虑间歇灌溉（W1）和淹灌（W0）2种灌溉模式，不施氮（N0）、减量施氮（N1，135 kg/hm2）和常规施氮（N2，180 kg/hm2）3种施氮水平，采用静态箱-气相色谱法测定气体排放量，结合产量计算温室气体排放强度。结果表明：稻田CH4和CO2排放通量全天内表现为单峰模式，CH4日排放峰值在14:00-15:00，CO2排放峰值提前约1～2 h，而N2O排放通量全天内则表现为上午、傍晚和深夜的三峰模式。08:00-11:00内3种气体校正系数和综合值均比较接近1，是进行田间观测的最佳时段。稻田CH4排放通量在生育前期迅速增长达到峰值，中后期相对平缓并伴有1～2个小峰值。间歇灌溉CH4排放通量较少。不同水肥处理下CO2排放的峰值出现次数一致，主要在分蘖前期、乳熟期和黄熟期。2种灌溉模式的CO2排放规律一致，但间歇灌溉下CO2排放量更多。稻田N2O的排放整体水平呈现较低状态，各处理的N2O排放峰值出现在抽穗开花期末。稻田温室气体排放引起的增温潜势受灌溉模式的影响极显著。与W0相比，W1在N0、N1、N2水平下分别降低增温潜势 36.1%、33.9%和23.2%（P<0.05）。地温和气温是重要的环境影响因子，CH4和CO2对地温的敏感性高于气温，9月典型日的温度敏感系数更高。W1N1处理的温室气体排放强度最低，从减排增产角度为鄱阳湖流域推荐的稻田水肥管理模式。

摘要:为揭示春玉米单株茎流速率规律，明确单株茎流提升至群体蒸腾的尺度转换因子，2017和2018年连续在东北典型黑土区开展了春玉米田间试验，对春玉米灌浆期内茎流速率、气象数据、棵间蒸发及土壤剖面含水率进行观测和分析。结果表明：春玉米茎流速率有明显的昼夜变化规律，降雨对玉米茎流有较强的抑制作用，降雨后茎流速率明显升高；在晴、阴、雨天气情况下玉米白天茎流差异较大，且在阴雨天气情况下，茎流曲线呈多峰曲线，峰值较低。玉米茎流的变化是各种环境因素综合作用的结果，其中茎流速率与空气温度、光合有效辐射、相对湿度间相关系数的绝对值皆在0.8以上，表明他们是影响东北黑土区茎流速率的主要环境因素。以茎粗、茎干截面面积、叶面积为尺度转换因子将单株茎流尺度提升得到春玉米农田尺度群体蒸腾量，将2 a灌浆期春玉米群体蒸腾量与棵间蒸发之和，与水量平衡法计算得到的蒸发蒸腾量进行比较，误差均在20%以内。3种尺度提升方法和水量平衡法得到2 a春玉米灌浆期内日均蒸发蒸腾量分别在4.22～4.78、3.91～4.56 mm/d范围内。其中以叶面积为尺度转换因子计算的蒸发蒸腾量与水量平衡法的结果最为接近，相对误差在5%左右，表明东北高寒黑土区春玉米农田适合采用叶面积作为单株向农田尺度提升的转换因子。

摘要:近年来，高光谱的快速发展使野外实时监测土壤重金属含量成为可能。然而高光谱分辨率数据在提高信息量的同时也造成了信息冗余，该研究针对光谱冗余问题，提出一种基于铁氧化物特征光谱和改进遗传（Improved Genetic Algorithm，IGA）特征优选算法的反演方法：依据Pb在土壤中的吸附机理，提取土壤光谱中的铁氧化物特征谱段用于Pb含量反演，减少数据冗余的同时提高方法的机理性。改进遗传算法解决传统遗传算法（Genetic Algorithm，GA）"过早收敛"的问题，增强算法的有效光谱的提取能力。使用雄安新区农田野外土壤样本构建偏最小二乘回归模型（Partial Least Square Regression，PLSR）反演土壤Pb含量，研究表明：相对于全谱段建模，基于铁氧化物特征谱段的IGA-PLSR模型的R2和RPD分别提升了0.397、1.037，RMSE下降了1.958 mg/kg；改进后的IGA-PLSR在运行初期能够跳出局部解区域寻找更加有效的光谱波段组合，平均的R2、RPD分别为0.822、2.377，RMSE为2.221 mg/kg，相对于传统GA-PLSR算法的精度（平均R2、RPD为0.782、2.117，RMSE为2.487 mg/kg）有显著提升。该研究表明，从反演机理和波段选择算法两方面提出的反演方法有利于提高土壤Pb含量的估算精度。该研究为雄安地区农田土壤Pb含量的高光谱估算提供了参考。

摘要:坡耕地溅蚀特征研究可揭示和反映溅蚀的发生和发展机理，而以往研究大多在无垄作坡面进行，较少涉及顺坡垄体。为此，该研究基于野外人工模拟降雨试验，设计3个降雨强度（30、60和90 mm/h）和2个坡度（3°、5°），研究降雨强度和坡度对典型黑土（Mollisol）农田顺坡垄体溅蚀量、溅蚀过程和溅蚀分选特征的影响。研究结果表明：当降雨强度由30 mm/h增加到90 mm/h时，总溅蚀量增加2.5～17.9倍。当坡度由3°增大到5°时，总溅蚀量增加30.52%～74.08%。当降雨强度为30和60 mm/h时，总溅蚀率随降雨历时呈迅速减小-缓慢减小-波动稳定的趋势。当降雨强度为90 mm/h时，总溅蚀率随降雨历时呈迅速增加-迅速减小-波动稳定的趋势。整体而言，总溅蚀量随降雨强度和坡度的增加呈幂函数关系。各试验处理下，溅蚀分选水稳性团聚体中均以<1 mm粒级的团聚体为主，平均占总量的79.01%，以0.5～1 mm粒级最多，2～5 mm粒级最少，分别占总量的32.94%和3.36%。30和60 mm/h降雨强度下，分别为<0.25和<2 mm的各粒级团聚体在降雨后期达到波动稳定，其中<0.25 mm的团聚体均呈迅速降低-缓慢降低-波动稳定的变化趋势。90 mm/h降雨强度下，1～5和<0.25 mm各粒级团聚体均呈线性平稳变化，其中<0.25 mm的团聚体呈线性减少趋势。研究可为东北黑土区水蚀防治提供科学依据。

摘要:生物土壤结皮是干旱地区地表景观的基本组成部分，对生物地球化学循环具有重要影响。在中国北方荒漠化地区，生物土壤结皮化学计量在很大程度上是未知的，特别是降雨如何影响荒漠草原生物土壤结皮化学计量仍然不确定。该研究以自然降雨为对照，通过使用遮雨棚和喷灌系统控制降水输入，开展增水和减水处理野外控制性试验，研究降雨量对荒漠草原生物土壤结皮化学计量的影响。试验结果表明：1）减水处理增加了结皮层C∶N、C∶P和N∶P的比率，增水处理增加了结皮层下垫面C∶N、C∶P和N∶P比率；2）减水处理增大了结皮层与下垫面之间C含量的差异，同时减小了N和P含量的差异，增水处理增大了结皮层与下垫面之间N和P含量的差异，减水处理有利于结皮层C的积累，而增水后结皮层中磷的有效性降低；3）适宜的土壤水分条件促进了结皮层及下垫面土壤微生物生物量碳（Soil Microbial Biomass Carbon，SMBC）和土壤微生物生物量氮（Soil Microbial Biomass Nitrogen，SMBN）的积累，而过高的降雨量导致土壤养分损失，不利于SMBC和SMBN的积累。相对干旱的土壤环境有利于结皮层土壤C、N的富集，为土壤微生物呼吸提供较多的营养物质，有利于SMBC和SMBN的积累。总之，在中国北方荒漠化地区，生物土壤结皮和下垫面的C∶N∶P化学计量对降雨量有不同的响应。

摘要:为研究新疆农村装配式轻钢-沙漠砂轻骨料混凝土剪力墙结构墙肢中钢丝替代钢筋的可行性，以及检验各墙肢在水平地震作用下的抗震性能和破坏形态是否符合预期的多道抗震设防工作目标，对2个边缘墙、2个窗间墙、1个窗下墙及1个普通钢筋混凝土剪力墙试件进行拟静力试验，对比分析各试件的滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能能力和承载能力。结果表明：边缘墙、窗间墙及普通钢筋混凝土剪力墙试件发生延性的压弯破坏，窗下墙试件发生脆性的剪切破坏；窗间墙与普通剪力墙在配筋率相同的条件下抗震性能指标接近，剪力墙中钢丝可代替钢筋；经比较，边缘墙试件极限位移角、延性系数、黏滞阻尼系数值最大，分别为1/50、3.37和0.163，其抗震性能最优，窗间墙试件次之，窗下墙最差，符合预期的工作目标；边缘墙、窗间墙可按偏心受压构件的正截面计算理论计算其水平受荷承载力。

摘要:为实现PolSAR数据极化信息的充分利用，以进一步改善分类效果，该研究提出了一种基于极化分解和集成学习的PolSAR影像分类方法。该方法首先利用多种极化分解方法从PolSAR影像中提取极化参数；将提取的极化参数组合成一幅多通道影像；然后对多通道影像进行分割和特征提取，分别提取出各目标极化分解方法所对应的特征；并进行特征选择和分类，得到各目标极化分解方法的分类结果；最后利用集成学习技术对各分类结果进行集成。该研究以吉林省长春市部分区域为研究区，Radarsat2影像为数据源，将提出的方法应用于土地覆被分类中，取得了较好的分类效果，总体精度和Kappa系数分别达到了92.49%和0.90。此外，该研究还将提出方法与其他基于多种极化分解的分类方法进行比较，对比方法的总体精度和Kappa系数分别为90.74%和0.88，比提出方法分别低1.75%和0.02，对比结果进一步证明了提出方法的优越性。

摘要:为实现番茄环斑病毒（Tomato Ringspot Virus，ToRSV）高效、准确的快速检测，采用内嵌金叉指阵列微电极的微流控阻抗传感器对ToRSV进行特异性检测。通过将ToRSV抗体固定于金叉指阵列微电极表面免疫结合ToRSV以引起阻抗变化，得到电化学阻抗谱，并建立等效电路分析阻抗变化机理，建立ToRSV浓度和阻抗之间的定量线性关系。等效电路分析表示，ToRSV能造成溶液电阻Rs、电极表面电子转移电阻Ret的显著增加和双电层电容Cdl的减小，从而引起阻抗增加。结果显示在最佳检测频率10.7 Hz下，ToRSV浓度在0.001～10 μg/mL范围内检测到的阻抗值范围为248.8～687.2 kΩ，ToRSV浓度与阻抗值具有良好线性关系，R2为0.98。测试该方法的检出限时，阻抗值显示为307.05 kΩ，得到检出限为0.003 4 μg/mL。试验结果证明该传感器具有检测灵敏度高、特异性好、快速方便等优点，能够实现对ToRSV的特异性定性检测，对于其他植物病毒检测具有可推广性。

摘要:黄瓜病害叶片中的病斑区域分割是病害检测与类型识别的关键步骤，分割效果将直接影响病害检测和识别的精度。针对传统方法对于黄瓜病害叶片图像分割精度低和泛化能力弱等问题，提出一种基于多尺度融合卷积神经网络（Multi-Scale Fusion Convolutional Neural Networks，MSF-CNNs）的黄瓜病害叶片分割方法。MSF-CNNs由编码网络（Encoder Networks，ENs）和解码网络（Decoder Networks，DNs）两部分组成，其中ENs为一个多尺度卷积神经网络组成，用于提取病害叶片图像的多尺度信息；DNs基于九点双线性插值算法，用于恢复输入图像的尺寸和分辨率。在MSF-CNNs模型训练的过程中，使用一种渐进微调的迁移学习方法加速模型的训练，提高模型的分割精度。在复杂背景下的作物病害叶片图像数据库上进行病害叶片图像分割试验，并与现有的分割方法全卷积网络（Fully Convolutional Networks，FCNs）、SegNet、U-Net、DenseNet进行比较。结果表明，该MSF-CNNs能够满足复杂环境下的黄瓜病害叶片图像分割需求，像素分类精度为92.38%、平均分割准确率为93.12%、平均交并比为91.36%、频率加权交并比为89.76%。与FCNs、SegNet、U-Net、DenseNet相比较，MSF-CNNs的平均分割精度分别提高了13.00%、10.74%、10.40%、10.08%和6.40%。使用渐进学习训练方式后，训练时间缩短了0.9 h。该方法为进一步的黄瓜病害检测和识别方法研究提供了参考。

摘要:单一特征已不能很好的描述作物病害典型特征，而生长环境参数（土壤温湿度、pH值、空气温湿度等）与病害密切相关，多结构数据学习向量化与特征最优组合能够有效提升病害诊断准确性。该研究以黄瓜白粉病、角斑病、炭疽病、菌核病4种病害50个样本为实例，融合结构化作物生长环境参数与非结构化图像特征，通过智能化物联网，对实时采集到的环境参数进行监测、分析，并将其与图像特征融合，构建多结构病害特征最优组合模型。试验结果表明，样本识别率在79.4%～93.6%，对比卷积神经网络图像识别识别率，卷积神经网络由于需要对病害图像数据进行降维，后台识别时间较高；深度迁移学习的图像识别方法，需要大量图像数据输入深度网络学习，而现实中病害图像数量不足以满足深度学习要求，因此识别率会因为样本不充分而降低；该方法借助少量图像数据，同时结合环境与专家知识资源，采用多结构参数集成学习的方法进行病害识别，在较少识别时间的基础上确保识别的准确性。

摘要:为实现植物病害的自动准确识别，该研究提出一种基于神经结构搜索的植物叶片图像病害识别方法，该方法能够依据特定数据集自动学习到合适的深度神经网络结构。采用包含14种作物和26种病害共54 306张的公开PlantVillage植物病害图像作为试验数据，按照4∶1的比例随机划分，分别用于神经结构搜索和测试搜索到的最优网络结构的性能。同时，为探究神经结构搜索对数据平衡问题是否敏感及图像在缺乏颜色信息时对神经结构搜索的影响，对训练数据进行过采样和亚采样平衡处理及灰度变换。试验结果显示，该研究方法在训练样本数据不平衡和平衡时均可以搜索出合适的网络结构，模型识别准确率分别为98.96%和99.01%；当采用未进行平衡处理的灰度图像作为训练数据时，模型识别准确率有所下降，为95.40%。该方法能够实现植物病害的准确识别，为科学制定病害防治策略提供有效的技术手段。

摘要:为掌握日光温室前屋面支撑点设置位置对骨架结构安全性的影响规律，获得最佳支撑点位置设置区域，该研究以北京地区为例，选取8、9、10 m三种常见跨度的日光温室为研究对象，依据相关设计规范提出了3种跨度日光温室的建筑剖面并确定了荷载作用形式。假定在日光温室前屋面骨架设置一个支撑点，并且支撑点位置可以沿着前屋面骨架以每隔一段相对固定的距离（约为50 cm）进行变化，运用MIDAS-Gen软件分别计算对应的49种支撑工况、255种荷载组合下温室前屋面骨架的宽厚比、挠度和应力比系数等强度及稳定性指标。计算发现，在不同支撑工况和荷载组合下，分别选取70mm′50mm′2.0 mm、80 mm ′60 mm ′2.0 mm、90 mm ′60 mm ′2.0 mm作为8、9、10 m跨日光温室的实腹式主拱架截面，对应的拱杆宽厚比为33、38、43，挠度值最大为15.13、14.69、18.5mm，均满足规范要求。温室前屋面支撑点位置变化对骨架安全性产生显著的影响，挠度变形、应力比系数随支撑点位置的变化规律均呈现出"孤峰型"曲线特征，且3种跨度温室的曲线规律基本一致，在峰值附近是最佳的支撑设置区域，其中8、9、10 m跨日光温室相对于前屋面投影的最佳相对支撑位置分别为51%、72%和71%，在此位置区域内增加支撑可降低日光温室拱杆应力，减小挠度值。研究结果可为指导日光温室应急防灾、实腹式骨架系统研发等提供参考。

摘要:秸秆炭化是秸秆综合利用的重要技术路径，秸秆炭品质是市场化推广的主要指标，其生产工艺调控是关键。该研究依托连续式作物秸秆炭化联产系统，设计炭化工艺正交试验，对生产的秸秆炭测算其热工特性参数和燃烧特性参数，以秸秆炭产量、燃料比、碱性指数和无量纲综合燃烧指数等指标为秸秆炭的品质评价指标，利用灰色关联分析法和综合品质评分法对评价指标和影响因素进行分析，通过CCD中心复合试验设计的响应面法优化秸秆炭定向调控生产工艺。研究结果表明：温度是影响秸秆炭品质的首要因素，除秸秆炭产量外的五种秸秆炭品质评价指标重要性排序为，综合燃烧指数、 碳氢原子含量比、燃料比、碱性指数、高位热值，生产的秸秆炭品质稳定，接近于烟煤燃烧品质。CCD响应曲面优化后的最佳工艺参数为，铡切后的玉米秸秆经600 ℃保温炭化50 min后，秸秆炭产量为53.05%，其综合燃烧指数为0.726 6。经验证试验，试验值与预测值相差不足0.2%，拟合模型和响应曲面优化法准确可行，且最优炭化工艺生产的秸秆炭燃烧品质有大幅度提升。通过该研究的炭化工艺可定向调控秸秆炭品质，形成了可复制推广的高品质燃料化秸秆炭精准定向调控方法，为连续式生物质炭化设备的推广应用提供支撑。

摘要:无线传感网络已被广泛应用到水质监测领域中，针对水质监测中对传感器数据高精度的要求，该研究提出一种基于支持度函数的数据融合算法。首先，对各传感器采集的数据进行一致性检测，保证数据的准确性；其次，采用改进的动态时间弯曲距离（Improved Dynamic Time Warping Distance, IDTW）对支持度函数（Support Function, SF）进行优化，实现水质参数时间序列数据间的互支持度计算；最后，通过加权算法完成数据的融合过程，实现错误数据的校正，获得高质量融合数据。该算法在水质监测平台中进行了试验，结果表明，IDTW-SF融合算法的平均绝对误差值为0.279 2%，融合精度较其他对比算法更高，且运行速度较快。IDTW-SF支持度融合算法能够有效弥补现有水质监测系统数据采集准确率低、效率低等缺陷，基于此方法的水质监测系统提高了溶解氧数据准确率，在降低水产养殖风险，提高养殖效率等方面发挥重要作用。

摘要:为了解陕南茶园茶叶品质及茶园重金属含量现状，以茶叶主产区为研究对象，采集了8个县区330个茶园土壤样品，测定分析了pH值和铅（Pb）、锌（Zn）、铜（Cu）、铬（Cr）、汞（Hg）、砷（As）、镉（Cd）等7种重金属含量；同时测定分析了33个茶园茶叶品质及茶叶和浸出液中重金属含量。结果表明，茶叶中茶多酚平均含量为25.58%，儿茶素平均总量为20.74%，茶氨酸含量均值为2.45%，游离氨基酸总量均值为4.86%。茶叶中各重金属含量差异较大，Pb为0.04～2.65 mg/kg、Zn为34.82～55.38 mg/kg、Cu为3.18～20.16 mg/kg、Cr为0.09～4.89 mg/kg、Hg为0.02～0.30 mg/kg、As为0.66～1.16 mg/kg 和Cd为0.02～0.19 mg/kg；32茶园茶叶符合《无公害食品茶叶》（NY5244-2004）和NY659-2003标准，33个茶园茶叶Cu含量符合有机茶标准。浸出液中仅检测出Zn、Cu和Cr，平均浸出率分别为：32.65%、24.96%和10.50%。土壤中重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Hg、As和Cd的平均含量分别为10.03、87.61、16.42、12.38、0.20、6.89和0.11 mg/kg，综合潜在生态风险指数平均值为95.4，潜在生态风险较低。

摘要:近40年来，养鸡业规模化程度越来越高，现代鸡种在遗传性能上大幅提升了高产指标，对养殖环境稳定性要求也愈来愈高，养殖设施环境条件成为影响鸡只遗传潜力和生产性能充分发挥的保证。该研究从规模养鸡环境调控理论、调控技术和设施设备3个方面对目前的研究进行总结，主要阐明鸡舍保温隔热、湿帘蒸发降温系统和气流组织理论体系；围绕不同气候区鸡舍夏季通风湿帘降温系统调控技术，如鸡舍温度的均匀性控制、温风耦合调控及防温度骤降技术等；连栋鸡舍建筑、高密度叠层笼养、鸡舍环境净化设备等设施设备的研发与应用研究进展；并展望了中国畜禽养殖发展的方向，从智能化养殖管理与监控平台、智能化笼内死鸡识别装置、福利化养殖模式及装备研发等角度展望了未来养鸡业的发展与研究内容，该研究为规模化养鸡环境调控研究提供了参考依据，促进现代养鸡产业的绿色高质量转型升级与健康可持续发展。

摘要:秸秆捆烧技术是实现农业秸秆能源化清洁利用的有效途径之一，但实际运行中仍然存在燃烧不充分、NOX和颗粒物生成机理不清晰、烟气污染物排放较高等问题。该文综述了秸秆捆烧技术最新研究进展，简述了秸秆捆燃烧反应原理和秸秆捆燃烧特性，重点分析了秸秆捆烧过程中颗粒物、NOX和CO等污染物产生及减排方法，系统总结了国内外秸秆捆烧技术类型、原理及特点等研究进展。通过全球文献检索，分析了秸秆捆烧技术研究热点、主要研究机构以及发展趋势，并评价了秸秆捆烧供暖运行成本。建议深入开展秸秆捆烧燃烧与污染物排放特性研究，开展秸秆捆烧锅炉结构及配风工艺优化，从源头减少烟气污染物生成，为实现秸秆清洁能源化利用提供参考。

摘要:高精度的土壤分类及制图结果有助于更好地制定土地环境保护和土地资源利用策略。为探究星载高光谱影像实现区域尺度高精度土壤分类及制图的可能性，该研究获取东北黑土区拜泉县、明水县共计4幅高分5号（GF-5）星载高光谱遥感影像。首先，将原始反射率数据（Original Reflectance，OR）进行包络线去除处理获得去包络线数据（Continuum Removal，CR）；其次，对OR和CR进行主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）处理，分别得到反射率主成分信息（OR-PCA）和去包络线主成分信息（CR-PCA），并在OR-PCA和CR-PCA的基础上结合地形因子（Terrain，TA）。最后，OR、CR、OR-PCA、CR-PCA、OR-PCA-TA、CR-PCA-TA分别作为输入量结合随机森林分类模型，进行土壤分类并实现数字土壤制图。结果表明：1）包络线去除法可有效地提高星载高光谱土壤分类精度，与OR相比，CR的总精度提高了5.48%，Kappa系数提高了0.12。2）PCA可有效地降低高光谱数据的冗余性，提高模型的运算效率以及分类精度；与CR作为输入量相比，CR-PCA的土壤分类总精度提高了3.67%，Kappa系数提高了0.02。3）TA的引入显著提升了土壤分类精度，以CR-PCA-TA作为输入量的土壤分类精度最高，总精度为81.61%，Kappa系数为0.72，实现了高精度的土壤分类模型及土壤制图。研究结果可为大范围、高精度的土壤分类及制图提供新的思路。

摘要:山地都市边缘区土地利用处于深刻转型中，其变化模拟一直以来都是难点问题。现有的模拟方法如传统的CA-Markov模型等存在明显缺陷。该研究基于层次分析的多标准评价模型MCE引入传统的CA-Markov模型，改进传统模拟方法。在限制因素和限制因子适宜性评价基础上，结合实证区域2006，2011和2016年土地利用现状数据，引入改进的CA-Markov模型，模拟山地城市边缘区土地利用时空变化。首先是利用改进的模型与传统的模拟分别模拟2016年研究区域的土地利用变化；其次将2种方法获取的图像分别与实证区域的土地利用现状图进行精度分析，改进方法模拟精度明显高于传统方法精度；最后利用改进的方法和2016年现状数据，进一步模拟2030年实证区域的土地利用时空格局。结果表明：维持研究区现有的城镇化发展速度，到2030年研究区的耕地、林地、园地、水域、未利用地和农村居民点等将大幅减少，这对于研究区粮食安全、生态保护等造成较大威胁。改进的MCE-adjusted CA-Markov模型，相对于传统的CA-Markov模型，能较好地模拟山地城市边缘区土地利用时空格局变化。此外，讨论了研究结果对该区域国土空间规划编制的启示以及模型未来改进的方向等。

摘要:探索矿区耕地整治潜力评价方法，为新时期矿区耕地整治的实施提供科学依据。该研究以山西省长河流域为例，从耕地的利用低效利用度、生态脆弱度和土地损毁度3个维度构建矿区耕地整治潜力指标体系，在进行分项测度的基础上，结合地形和社会经济因素进行修正，集成测算了耕地整治潜力，并利用自组织双重聚类和DB指数（Davies-Bouldin Index）确定耕地整治分区和整治策略。结果表明：1）长河流域耕地低效利用度、生态脆弱度、土地损毁度及整治潜力的空间分异显著；2）长河流域划分为健康利用提升区、耕地资源整理区、重点生态修复区、损毁土地复垦区、土地治理优配区和综合土地整治区6类分区，并据此制订差异化的整治策略；3）基于自组织双重聚类划定的耕地整治项目区空间连片性较高，利于耕地整治的全域覆盖，研究为同类区域开展耕地整治潜力评价提供借鉴，也为新时期矿区土地整治规划提供指导。

摘要:为揭示地上输料通道对浅圆仓仓壁和通道受力的影响，开展了不同高径比、不同偏心率的缩尺筒仓模型装卸料试验，并将测试结果与筒仓标准GB 50077-2017有关规定进行对比分析。装料试验结果表明，通道的存在影响了仓壁底部的侧压力分布，仓壁侧压力在通道高度范围内明显小于筒仓标准预测值。整个卸料过程可以归纳为一个倒锥不断下切的过程，倒锥的顶点位于卸料口的正上方。卸料试验中没有观测到超压系数随着卸料偏心率增大而增大的现象。高径比在0.69以下时，仓壁和通道上超压系数普遍较小；高径比接近1.0时，仓壁和通道上超压系数迅速上升。当通道依据标准GB 50077-2017判定为深埋时，通道压力预测值明显小于测试值，偏于不安全。主次通道顶壁及侧壁的静载压力依据本文提出的浅埋公式计算更加合理，其中贮料高度应取为通道计算点的实际贮料高度。建议浅圆仓设计时适当考虑通道的顶壁和侧壁超压系数，可取1.2～1.3。

摘要:为了快速检测肉骨粉的种属来源，该研究开发了一种简便、可靠、科学、高效的肉骨粉种属鉴别方法。以87个肉骨粉（猪，鸡，牛和羊肉骨粉）为研究对象，利用拉曼光谱技术，结合化学计量学方法，建立了基于骨蛋白拉曼光谱特性的肉骨粉种属鉴别分析方法与模型。研究结果表明：根据偏最小二乘判别分析（Partial Least Squares Discriminant Analysis，PLS-DA）模型，发现鸡和哺乳动物（猪，牛和羊）肉骨粉主要在1 659、2 930、2 852、1 246和1 455 cm-1附近的特征谱带具有差异性；猪和反刍动物（牛和羊）肉骨粉主要是在2 852、1 659和1 246 cm-1附近的特征谱带具有差异性；牛和羊肉骨粉主要是在878、853、2 930、2 852、1 246、1 455和1 659 cm-1附近的特征谱带具有差异性，并且PLS-DA模型鉴别肉骨粉的灵敏度和特异度均大于93.8%。研究结果可以丰富肉骨粉种属鉴别方法体系以及为开发便携式拉曼光谱仪提供参考。

摘要:冷冻面团加工技术作为一种面食生产新工艺，是目前较先进的面制品保鲜技术。冷冻处理会对酵母活力、面团品质、面团面筋结构等产生不良影响。为了提高冷冻面团品质，明确不同食品改良剂对后发酵冷冻面团馒头品质的影响，该研究优化了复配增稠剂（卡拉胶、瓜尔豆胶、海藻酸钠）、复配乳化剂（双乙酰酒石酸单双甘油酯、羧甲基纤维素）、复配酶制剂（谷氨酰胺转氨酶、葡萄糖氧化酶）和海藻糖对后发酵冷冻面团馒头品质的作用，通过单因素和响应面试验设计，考察了不同复合改良剂对冷冻面团馒头比容、质构和感官品质的影响。研究表明：海藻糖、酶制剂对冷冻面团馒头比容的影响极其显著（p<0.01）。在添加量为0.4%乳化剂、0.8%增稠剂、45 mg/kg酶制剂、2%海藻糖的复配工艺下，冷冻面团馒头的比容达到最佳水3.15 mL/g，其硬度和弹性也达到较优值，分别为926.832 g、0.912 8。同时对未添加和添加复合改良剂冻藏0～2.5个月的冷冻面团进行扫描电镜观察，发现未添加复配改良剂的冷冻面团中大多数小淀粉颗粒裸露在外，颗粒分明，内部组织结构不均匀，而添加复合改良剂的冷冻面团淀粉颗粒镶嵌在面筋网络之间，蛋白网络结构清晰完整，冷冻面团内部组织结构均匀紧密，面团的抗冻性较强。

摘要:肉色是影响消费者购买欲望的最直观因素。宰后生鲜肉肉色的变化机制和肉色改善一直是肉类科学领域研究的热点。肉色体系复杂，其稳定性受动物宰前因素、从肌肉向可食用肉转化过程和宰后商业流通链条件等因素的影响。目前，仍有许多影响途径和作用机制不够清楚。研究者已采用蛋白质组学技术发现了许多与肉色相关的蛋白标志物和可能影响途径。该文基于近年的研究，综述了不同处理条件下与肉色相关的差异蛋白，主要包括结构性蛋白中的肌动蛋白、肌球蛋白和肌联蛋白，以及肌浆蛋白中的伴侣蛋白、热休克蛋白、代谢酶类和氧化还原酶类等，分析了差异蛋白表达对肉色的影响及其表达调控肉色体系的可能机制，为今后肉色变化机制的研究和肉色稳定性的调控提供了思路。

摘要:饲料的糊化作为一种功能特性广泛存在于饲料的热加工中，水分、温度和时间是影响饲料糊化的重要工艺参数。为探究饲料在水热处理过程中的糊化动力学参数及饲料颗粒结构的内在变化，该研究基于均匀板加热法，将25%和30%水分的育肥猪配合饲料，分别在75、80、85、90和95 ℃温度下，进行0.5、1、3、5、7和10 min加热时间的热处理，分析热处理后饲料样品的糊化程度、糊化动力学参数、结晶特性、双折射特性和微观形貌等理化性质。结果显示，水分是饲料糊化的第一限制性因素，25%和30%水分饲料的最大糊化度分别为0.320 6±0.016 2和0.668 8±0.015 0，饲料的糊化过程遵循非线性一级动力学模型，且在热处理时长达到3 min左右时，糊化度趋向糊化终端的渐进值；由Arrhenius公式回归得到的25%和30%水分饲料糊化活化能分别为11 356.58和52 705.59 J/mol，是限制水分条件下的"不完全糊化活化能"。具有不同双折射消失程度的颗粒共存于同一热处理样品体系中，淀粉颗粒双折射性的消失从颗粒中心开始，热处理样品微观结构的变化主要表现为颗粒中心无定形区的优先破坏，中心结构的破坏导致颗粒表面塌陷，并促进了存在于淀粉颗粒无定形区直链淀粉的浸出；经过热处理样品的结晶图谱由A型转变为V型；晶体结构的破坏和重组同时发生但程度不同，样品的相对结晶度表现为先降低，并在特征温度明显回升后再次下降。研究结果为饲料热加工中原料的相互作用及变化机制提供了基础数据，对饲料调质和膨化工艺的优化具有潜在的应用价值。

摘要:光伏扶贫是促进贫困地区实现农业现代化的重要手段。该研究运用生态系统服务付费方法，构建光伏扶贫生态系统服务指标评价体系，以及经济价值与经济损失评估模型。以补偿对象的经济损失得以弥补为目的，补偿主体支付补偿后经济价值仍有富余为可行条件，提出3种可行性补偿方案，通过对受益者与影响环境者在经济、环境、社会维度获得的经济价值进行再分配，确定补偿标准，比较判断补偿后的脱贫情况。以炎陵县地面村级光伏扶贫电站为例，选取东北、西北、西南地区的代表性县域光伏扶贫项目进行验证，结果显示：第1种补偿方案，贫困户既是补偿对象又是补偿主体，人均获得补偿净收入1 294.09元，无法实现脱贫；第2、3种补偿方案，贫困户仅作为补偿对象，不支付补偿，人均收入达到3 527.3元，高于最低脱贫标准；延寿县、水城县和大通县的生态补偿效果与炎陵县一致。结果说明，通过良好的生态补偿机制设计，环境保护和消除贫困将协同实现。

摘要:伴随着发达国家"逆城市化"的出现，城乡移居、消费农村等农村空间多元化问题成为国际学者的研究焦点与前沿。该研究借助CiteSpace文献分析软件，挖掘最新研究成果，追踪热点期刊，探讨研究区域布局，识别研究基础，提取并解读乡村性、农村功能转变、农村空间再生产、乡村绅士化、乡村社会表征等六大研究主题。结果表明，国际农村空间多元化研究成果丰硕，研究热点和议题不断扩展，研究成果具有较高的理论价值和实践意义，但研究格局极不均衡，产出成果高度聚集。而国内农村空间多元化关注时间较短，研究内容以传统生产导向维度为主，现代消费导向的研究成果相对有限；研究内容以实证现象判别为主，乡村性、乡村空间再生产等理论研究成果相对不足。结合国际研究经验，该研究指出未来国内研究应注重构建理论体系、强化机理剖析、注重微观解析，以期为乡村振兴战略提供借鉴和参考。

摘要:为探究光动力减菌技术对缢蛏的保鲜效果，以缢蛏为原材料，菌落总数、感官及理化特征为评价指标，在以姜黄素浓度、浸泡时间及光照时间为单因素试验的基础上进行Box-Behnken试验设计，优化光动力减菌工艺条件。同时对4 ℃下贮藏8 d后的光动力减菌处理前后的蛏肉进行感官指标及理化指标分析。结果表明：以26.6 μmol/L姜黄素浸泡蛏肉24.8 min，通过LED蓝光照射20.5 min的抑菌效果明显，可灭活99.99%的细菌。此外，光动力减菌作用较好保持了蛏肉外观、色泽等感官特性，维持了蛏肉含水率、pH值、硫代巴比妥酸和挥发性盐基氮，缢蛏的保质期延长至6 d。因此，光动力减菌技术具有良好的杀菌特性，可用于生鲜缢蛏的保鲜。