摘要:为解决大蒜机械化收获时损伤率与损失率较高的问题，结合大蒜物理特性和种植模式，该研究设计了一种双行手扶式大蒜联合收获机，主要由挖掘装置，矫正装置，夹持装置，切割装置，收集装置等组成，可一次完成大蒜的挖掘，姿态矫正，夹持输送，茎根切割，低损收集等作业工序。为提高大蒜收获作业质量，采用Box-Behnken中心组合试验方法，以前进速度、挖掘深度、链条距离为试验因素，以损伤率和损失率为评价指标，进行参数优化试验。建立各影响因素与指标之间的回归数学模型，分析各因素对响应值的交互影响，获得最优参数组合为：前进速度0.51 m/s、挖掘深度97.2 mm、链条距离7.6 mm，对应的损伤率、损失率分别为0.65%、1.28%，对优化结果进行验证试验，试验结果表明在最优参数组合下，损伤率为0.63%、损失率为1.25%，各评价指标与预测值均很接近。研究结果可为大蒜联合收获机进一步完善结构设计和工作参数优化提供参考。

摘要:切断式甘蔗收割机排杂风机的作业质量对甘蔗的含杂率有重要影响。为提高排杂风机叶轮的性能，该研究首先针对排杂风机建立了计算流体力学模型，以叶片安装角(β)、叶片数(N)、间隙占比(G)为因素，以风机转速为1 650 r/min时的空载风速为指标，设计了三因素三水平的Box-Behnken仿真试验，并对叶轮参数进行优化。结果表明：在叶片数为3～5、安装角为20°～30°、间隙占比为55%～70%的范围内，G、G2、N2、G、N2×G对风机的空载风速影响极显著（P<0.01），N和N×G对空载风速影响显著（P<0.05）。优化得到叶轮最佳结构参数为：叶片数为4、安装角为30°、间隙占比为55%。风速仿真值与测量值的最大误差为5.24%，平均误差为4.29%，仿真结果具有较高的准确性。以优化参数进行的田间试验结果表明，收获长势差的甘蔗时含杂率最多降低2.4个百分点，损失率最多上升0.85个百分点。本研究提高了风机在复杂田间情况下的排杂性能。

摘要:为研究双蜗壳泵内压力脉动情况，该研究以某大型双蜗壳双吸泵为研究对象，通过三维非定常计算对不同隔板起始位置对水力性能、叶轮径向力、蜗壳内各点压力脉动的影响进行研究。研究结果表明，采用双蜗壳结构后，设计点效率下降4%～5%；径向力大小在叶轮旋转过程中呈周期性变化，径向力大小受隔板起始位置影响较大，因此需要合理布置隔板起始位置；隔舌附近各点压力分布均呈现明显的周期性波动变化，隔舌后测点压力峰值、平均值及脉动值要远小于隔舌前测点，仅为隔舌前测点相应值的25%～50%，而且随着隔板起始位置后移，隔舌附近各点压力波动逐渐减弱；综合考虑水力性能及压力脉动影响，隔板起始点应布置于自隔舌点以叶轮中心为圆心向蜗壳出口方向旋转200°位置，该结构下水力效率最高，径向力最小，研究结果可以为大型双蜗壳双吸泵水力性能改进及结构优化提供一定的理论支持。

摘要:针对目前果园条施肥过程中缺乏精准变量对靶施肥装置的问题，该研究研制了一种排肥轮槽口体积可根据果树目标施肥量及冠层直径大小自动调节，排肥轮转速随施肥车速自动变化的果园精准变量自动对靶施肥装置与控制系统。该装置采用外槽轮式结构，槽口体积可连续调节自动变化。采用激光雷达传感器实时探测果树冠层位置，使用霍尔传感器检测施肥车行驶速度，以STM32F407VET6单片机为核心设计了控制器。分别以尿素、复合肥、有机复合肥3种颗粒肥料为试验材料，标定了不同排肥轮槽口开度在不同排肥轮转速下的排肥量，单个槽口排肥量与排肥轮转速呈负线性关系，决定系数R2不小于0.93；建立了单棵果树目标施肥量与排肥轮转速、施肥车速、槽口体积以及果树冠层直径4个变量之间的关系及排肥轮转速控制规则。室内台架试验结果表明，单棵柑橘树实际施肥量与给定目标施肥量相对误差最大为5.17%，变异系数最大为1.47%，可在施肥车速变化情况下准确施用不同颗粒肥料。大棚柑橘果园自动对靶施肥试验结果表明，单棵柑橘树实际施肥量与给定目标施肥量相对误差最大为4.83%，变异系数最大为6.96%，且施肥均在果树冠层直径范围内完成。该装置能够根据果树冠层直径大小对靶按需施肥，适应不同种类颗粒肥的少量或较大量定量施肥，满足不同大小果树不同需肥量的精准变量自动施肥要求。

摘要:针对采用离散元法对油葵播种、收获等关键工作过程仿真分析时，油葵籽粒本征参数、油葵籽粒与油葵机械化种植及收获装备间接触参数缺乏问题，该研究以油葵籽粒为研究对象，利用三维扫描逆向建模技术与EDEM软件建立油葵籽粒离散元模型，通过物理试验与虚拟仿真试验对仿真参数进行标定。采用绝对原点数显卡尺、电子分析天平、万能材料拉压力试验机等测定了矮大头567油葵籽粒的三维几何尺寸、密度、含水率、泊松比、弹性模量、剪切模量和静摩擦系数；采用圆筒提升法进行油葵籽粒物理堆积试验，利用MATLAB对堆积图像进行处理获得物理堆积试验油葵籽粒的堆积角为48.858°。以堆积角为评价指标，利用Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验筛选出对堆积角影响显著的因子及取值范围；通过响应面寻优试验结果的方差分析和寻优计算，确定了油葵籽粒间静摩擦系数与动摩擦系数的较优组合为0.41、0.05。以较优参数组合进行仿真堆积试验，测得堆积角为48.976°，与物理堆积试验得到的堆积角误差为0.24%；进行电磁料斗振动物理试验与仿真试验对标定结果进行验证，得到不同工作电压下油葵籽粒物理试验与仿真试验的质量流率曲线，2条曲线相关系数为0.998，变化趋势基本一致。研究结果表明，油葵籽粒模型和标定所得的离散元仿真参数具有可靠性，可为油葵籽粒离散元仿真研究提供参考。

摘要:为了探究东北黑土区水力风力叠加作用的多营力复合侵蚀机理，该研究利用直流吹气式风洞对有、无前期降雨的地表进行风蚀试验，对比分析前期坡面水蚀作用对黑土区坡耕地土壤风蚀的影响。结果显示：不同降雨强度下前期坡面水蚀作用使土壤风蚀量明显减小，即前期坡面水蚀作用对地表产生了明显抗风蚀效应。在9、12和15 m/s风速作用下，50和100 mm/h降雨强度的前期坡面水蚀作用产生的抗风蚀效率分别为68.4%～96.2%和77.2%～97.6%，且随降雨强度增加，其抗风蚀效率增大。土壤风蚀强度受前期坡面水蚀作用中降雨强度和风蚀作用风速的综合影响，降雨强度的增加对土壤风蚀的抑制效果明显。前期坡面水蚀作用降低了土壤风蚀输沙量和输沙高度，且风蚀输沙量随前期坡面水蚀作用中降雨强度的增大而减小。前期坡面水蚀作用对地表产生抗风蚀效应的主要原因一方面是前期降雨径流侵蚀作用对土壤的压实过程改变了土壤性质和地表形态，使地表土壤抗剪强度和土壤紧实度增加，从而提高了土壤结构的稳定性和抗风蚀能力；另一方面前期降雨侵蚀作用使地表土壤颗粒分散并随径流流失，减少了后期土壤风蚀的物质来源，抑制了土壤风蚀的发生。该研究结果不仅揭示了前期坡面水蚀作用对黑土区土壤风蚀的影响机制，也为针对性防治黑土坡面复合侵蚀和黑土资源的可持续利用提供了理论依据。

摘要:冠层内部的光辐射传输特征是优化种植模式，促进农机农艺深度融合，实现标准化种植和机械化作业的重要决定因素。然而，机采棉种植模式对冠层内光辐射传输及产量形成的调控机理尚不清晰。为此该研究开展2 a的田间试验，在相同种植密度条件下，设置3种机采棉种植模式：一膜三行（S1）、一膜四行（S2）和一膜六行（S3），研究了冠层结构、冠层有效辐射和产量形成的演化特征，分析了种植模式、冠层光截获与产量构成因子间的相关性。结果表明，不同种植模式下棉花的冠层结构及其内部的光辐射传输特征具有明显的时空异质性。与S3处理相比，S1处理在生长前期，水平方向上冠层透过率呈"V"形变化，此时，行距的扩大增加了棉田行间的光合有效辐射（Photosynthetically active radiation，PAR）透过率，但对棉行附近的透过率无显著性影响；在生长后期，棉田封行，各处理水平方向上的透过率变化幅度较小，但S1处理下层的透过率显著高于S2和S3处理。平均行距的增加显著提升了棉花下部的结铃数和棉铃质量，最终提高了产量，S1处理2 a籽棉产量为6 507.50和6 161.08 kg/hm2，较S2处理提高10.66%（2017）、10.29%（2018），较S3处理提高23.10%（2017）、15.32%（2018）。平均行距、产量构成与下层光截获率呈极显著正相关关系，与中层、上层和总光截获率呈负相关关系。说明平均行距的增加会降低中、上层的光截获率，提高下层的光截获率，从而增加产量，虽然冠层总光截获率有降低的趋势。综上所述，S1处理可以改善冠层下部光能传输情况，提高冠层下部光能截获量，保证冠层下部生殖器官的发育，提高下部的结铃数和棉铃质量，最终实现产量的提升，是一种利于农机农艺深度融合的新型种植模式，研究结果可为机采棉机艺融合技术的发展提供参考。

摘要:新增耕地质量的提升对于延安"治沟造地"项目实施后耕地的有效利用意义重大。为探索一种快速改良"治沟造地"新增耕地质量的有效方法，该研究在延安羊圈沟流域（（109°31′～109°71′E，36°42′～36°82′N））开展了为期4 a的新造耕地土层复配试验。试验基于红黏土（Red Clay，RC）和马兰黄土（Malan Loess，ML）结构上的互补性，利用不同比例的RC和ML对新造地块0～30 cm的土层进行复配重构（T0，未复配的原状土；T1，100%的RC；T2，83.3%的RC和16.7%的ML；T3，66.7%的RC和33.3%的ML；T4，50%的RC和50%的ML；T5，33.3%的RC和66.7%的ML；T6，16.7%的RC和83.3%的ML；T7，100%的ML），通过对土壤的理化性质和作物生长情况的分析，结合主成分分析，探索了不同土层复配方案对土壤肥力和作物产量的影响。结果表明：T2和T3处理>0.25 mm水稳性团聚体分别较对照组T0显著提高了13.7、15.2倍；T3处理>0.25 mm水稳性团聚体的几何平均直径（Geometric Mean Diameter，GMD）和平均重量直径（Mean Weight Diameter，MWD）较T0处理分别增大20.9%和29.1%，而容重较T0处理减小11.1%，孔隙度增大15.3%。T3处理有机质和硝态氮含量较T0处理分别增加了24.5%和100%；T2、T3处理有效钾较T0处理分别增加了29.3%和17.6%。主成分分析结果显示，土体结构是土壤肥力形成的结构基础，土壤养分是土壤肥力的重要组成部分，二者共同决定土壤的肥力状况；综合评价结果显示各处理土壤肥力综合得分由高到低依次为T3、T2、T1、T5、T6、T4、T7、T0。T3处理玉米具有最大地上生物量和千粒质量，且玉米产量也相对较高。综合土壤肥力和玉米生长状况，认为当RC为66.7%，ML为33.3%时，复配方案相对较优，能提高土壤的肥力。试验初步表明土层复配是一种可行的快速营造高质量土壤的技术方法，研究为提升"治沟造地"工程新增耕地质量及今后类似土地整治工程的实施提供实践参考。

摘要:为防治水土流失，提高以砒砂岩为基础原料水泥土的力学性能，实现大量松散砒砂岩在实际工程的有效利用，通过无侧限抗压强度试验和压汞、X衍射物相分析、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱等方法，探究碱激发对砒砂岩地聚物水泥复合土强度及微观结构的影响机理。结果表明：N-A-S-H（水化硅铝酸钠）凝胶含量是影响复合土强度的主要因素，其含量受碱激发温度及碱当量的影响。碱当量的增大及碱激发温度的提高，可促使砒砂岩中的蒙脱石、石英以及偏高岭土发生溶蚀，促进N-A-S-H凝胶的产生，但当温度超过80 ℃后会促进N-A-S-H凝胶向钾A型沸石晶体转化。碱当量增加使得强度增长速率先增加后减缓，在碱激发温度为80 ℃、碱当量为2%时，砒砂岩地聚物水泥复合土配比达到最优，此时复合土中生成N-A-S-H凝胶产物最多，<10 nm孔径占比最大（11.67%），孔隙率最低（23.47%），强度最高（8.23 MPa）。该研究可为砒砂岩地聚物水泥复合土在实际工程中的应用提供理论依据。

摘要:灌溉节水潜力是指导和评价灌区节水改造的重要参数，其分析需要考虑尺度效应。该研究以湖北漳河灌区杨树垱流域为背景，采用改进SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型构建灌区分布式水文模型，并利用实测径流、蒸发蒸腾量及灌溉用水量校正及验证模型。以子流域嵌套方式将研究区划分为6个尺度，基于现状情景，设置增加塘堰汇流面积、提高渠系水利用系数及采用水稻节水灌溉模式3种节水情景。基于改进SWAT模型不同情景的模拟结果，定义并计算分析不同节水情景下传统的及考虑回归水重复利用的2种节水潜力及其随尺度变化规律。结果表明，改进SWAT模型具有良好的模拟效果（R2>0.80，纳什效果系数大于0.80）。在增加塘堰汇流面积情景下，由于不同尺度塘堰供水比例的变化，2种节水潜力均随着尺度的增大呈现先增加再降低继而趋于稳定的规律；在提高渠系水利用系数情景下，由于漳河水库在不同尺度的供水比例的变化，2种节水潜力均随尺度增大逐渐降低并趋于稳定；在水稻节水灌溉模式情景下，由于不同尺度水稻节水灌溉面积占比的变化，2种节水潜力均随尺度增大呈现先减小再增大继而趋于稳定的规律。3种节水情景下的2种节水潜力的大小关系，主要由节水措施实施前后不同尺度灌溉用水量变化及灌溉回归水重复利用量变化共同决定。研究可为灌区水管理及节水改造工程布局提供决策依据和指导方向。

摘要:黑土作为吉林中部平原粮食主产区主要土壤类型，其质量的优劣直接影响区域生态安全和农业可持续发展。该研究以吉林省典型黑土耕层土壤作为研究对象，采集1 401个土壤样本，测定8项土壤理化指标及玉米产量。采用最小数据集法筛选评价指标，对于黑土耕层土壤进行质量评价，并综合土壤质量指数和产量提出评价指标的适宜范围。结果表明：吉林省黑土耕层土壤质量评价最小数据集由耕层容重、有机质、速效磷、pH构成，由全量数据集（Total Data Set，TDS）、重要数据集（Important Data Set，IDS）和最小数据集（Minimum Data Set，MDS）分别计算的土壤质量指数之间存在显著正相关关系，R2分别为0.716、0.771，表明MDS可以替代TDS对黑土耕层土壤质量进行评价。黑土玉米种植区耕层土壤质量指数分布在0.22～0.75之间，均值为0.53，呈现东部高西部低的趋势。土壤质量指数随产量先增加后降低。黑土耕层保持较高土壤质量及产量的评价指标适宜范围分别为：容重为1.23～1.43 g/cm3，酸碱度（pH值）为4.74～6.96，有机质为33.14～35.81 g/kg，有效磷为122.46～136.06 mg/kg。该研究结果可为吉林省黑土耕层土壤质量诊断、提高黑土肥力及选择适合农田管理措施提供理论及参数支撑。

摘要:构建适宜作物生长的耕层是解决农田土壤耕层"变浅、变薄、变硬"和透气透水性差的重要技术途径之一，对于土壤黏粒含量较高的土壤来说，更是如此。该研究以黑龙江省较为典型的农田暗棕壤为研究对象，在黑河市爱辉农业示范园区设置不同耕层构建模式试验，分析不同翻耕深度（15、35 cm）和不同有机物还田（秸秆和牛粪）对暗棕壤物理性质、玉米产量及产量构成的影响。田间试验包括：1）对照处理：常规浅翻15 cm，无有机物还田（T15）；2）深翻35 cm，无有机物还田（T35）；3）浅翻15 cm，秸秆浅混还田（T15+S）；4）深翻35 cm，秸秆深混还田（T35+S）；5） 免耕秸秆全覆盖（NT+SM1）；6）免耕秸秆条覆盖（NT+SM2）；7）深翻35 cm，有机肥深混还田（T35+OM）；8）深翻35 cm，有机肥加秸秆深混还田（T35+S+OM），秸秆和有机肥的还田量分别为10 000和30 000 kg/hm2。2019年和2020年试验结果表明，不同耕作和有机物还田对土壤物理性质影响较大，与T15处理相比，T35+S、T35+OM和T35+S+OM处理可显著减少土壤容重，增加土壤孔隙度、饱和含水量、田间持水量和>0.25 mm水稳性团聚体比例，优化土壤三相比；T15+S处理对0～15 cm耕层的土壤容重、总孔隙度、饱和含水量、土壤三相比和>0.25 mm水稳性团聚体影响显著，而T35+S、T35+OM和T35+S+OM处理可显著改善15～35 cm亚耕层的土壤物理性质。不同耕层构建模式对玉米产量和收获指数也产生影响，且在不同降水年型间存在差异：与T15处理相比，在降水正常年（2019年），T35+S、T35+OM和T35+S+OM处理玉米产量差异均不显著（P>0.05）；在丰水年（2020年），T15+S和T35+S+OM处理玉米产量和收获指数增加最显著，分别增加了27.6%～37.0%和22.75%～28.57%（P<0.05），免耕可导致玉米减产。翻耕配合有机物还田通过增加玉米穗长和行粒数，减少秃顶长，是玉米增产的主要影响因素。综合分析认为，深翻配合秸秆或有机肥还田能显著改善土壤物理结构，优化土壤三相比，增加玉米产量和收获指数，在东北北部暗棕壤地区构建适宜作物生长的耕层具有一定的指导意义和应用价值。

摘要:土壤水分是毛乌素沙地植被恢复与生态重建的关键因子，揭示不同地下水位（Groundwater Level，GWL）埋深下土壤水的补给与转化特征对于提高水资源利用效率和植被可持续建设具有重要意义。试验通过定期测定毛乌素沙地东南缘圪丑沟流域沙柳（GWL范围253～260 cm）、樟子松（GWL范围87～93 cm）和长柄扁桃林地（GWL范围172～176 cm）降水、土壤水及地下水δ2H和δ18O，分析了不同GWL埋深下3种林地土壤水补给特征及其影响因素。结果表明：沙柳、樟子松及长柄扁桃林地土壤水δ2H和δ18O均位于当地大气水线的下方，且3种林地土壤水线斜率（5.69～7.13）均小于当地大气水线斜率（7.79），表明各林地土壤水均在不同程度上受当地降水的补给。监测期间沙柳林地0～20 cm土壤水、樟子松和长柄扁桃林地0～40 cm土壤水均表现出重组分同位素贫化轻组分同位素富集的现象，且与降水同位素呈显著正相关关系（P < 0.05），表明不同林地浅层土壤水（< 40 cm）更易受降水补给的影响。不同林地深层土壤水（沙柳林地180 cm以下，樟子松林地60 cm以下，长柄扁桃林地120 cm以下）δ2H和δ18O的均值与地下水接近，且随深度增加土壤水重组分同位素逐渐贫化并趋于稳定（变异系数 < 10%）。根据不同深度土壤水δ18O和地下水δ18O之间的相关关系，得出监测期间3种林地（沙柳、樟子松和长柄扁桃林地）地下水向上补给土壤水的深度范围分别为73～80、27～33和52～56 cm。因此，毛乌素沙地浅层地下水对深层土壤水的补给可在一定程度上缓解旱季土壤水分亏缺，为保障该区人工固沙植被生长提供潜在的水分来源。

摘要:田间量水是实现灌区计划用水和节水农业的关键技术，末级小截面灌区的精准测流则更为关键。该研究在机翼形量水槽的基础上，提出结构更为简单的仿机翼形量水设备。水工模型试验于西北农林科技大学水工与水力学实验室进行，试验渠道为17 m×70 cm×100 cm的矩形断面有机玻璃渠道，量水槽模型均采用空心木制材料制作。试验设计1组翼长、6组收缩比、7组流量，共42种试验方案。在水工模型试验的基础上，采用FLOW-3D软件补充了多组模型进行数值模拟，验证模拟准确性后，对其水力性能进行分析：上游佛汝德数小于0.5，喉口位置产生临界流，下游重新恢复缓流状态；壅水高度均值3.25 cm，最大值6.32 cm，最小值0.46 cm；水工模型试验与数值模拟共获得84组数据，依据机翼形量水槽的测流公式推导，得到仿机翼形便携式量水槽的测流公式，其平均相对误差为6.34%。仿机翼形便携式量水槽建议选择收缩比0.606～0.709、翼长65～80 cm。研究表明简化并没有改变机翼形量水槽原有的优点，可以保证测流渠道的安全性。该研究可改进量水方法，提高用水效率，对于促进中国灌区小截面便携式量水槽的推广具有实用价值。

摘要:为进一步探究盐碱土的入渗机理，实现科学的盐碱土农业生产与灌溉，基于传统Green-Ampt模型，根据盐碱土的入渗特性引进扩散率，并结合对土壤剖面含率分布的划分假定对模型进行修正。利用5种盐碱土进行一维积水入渗试验，采用入渗率、湿润锋数据验证该修正模型。结果显示：修正模型模拟值与实测值的一致性良好，进行相关分析得到5种盐碱土入渗率R2平均值为0.983，平均绝对误差均小于0.05 cm/min；湿润锋R2平均值为0.868，平均绝对误差均小于3.50 cm。将修正模型参数饱和导水率、湿润锋面基质吸力值与盐碱土盐分离子含量进行相关分析，结果显示基质吸力值随K++Na+含量的减少而减小，饱和导水率随K++Na+含量的减少而增大。该修正模型经验证可应用于不同盐渍化程度的盐碱土入渗过程模拟，从而为深入盐碱土水分入渗机制研究与加快盐碱土农业生产提供理论支持。

摘要:为揭示无膜棉花产量及其根区温湿盐对深层、夜间灌溉量的响应机制，在等行距密植（26株/m2）条件下，以早熟品种'新陆早 74 号'为试材，设置5个灌水量处理（W1，2 649 m3/hm2；W2，2 925 m3/hm2；W3，3 201 m3/hm2；W4，3 477 m3/hm2；W5，3 753 m3/hm2），研究了棉花产量形成及根区水分、温度和盐分浓度变化规律。结果表明：棉花籽棉产量2020年较2019年增加45.6%～65.5%（P<0.05），其中W4处理较高，较其他处理增加4.1%～10.3%（P<0.05）。土壤含水率盛花期前W5> W4> W3> W2> W1，盛铃期后处理间无差异，但较盛花期前降低21.2%～35.0%（P<0.05）。土壤电导率W3处理0～30 cm土层较其他处理高6.4%～19.4%（P<0.05）。相关分析表明，籽棉产量与土壤0～10 cm土层电导率显著正相关（P<0.05）、与pH值显著负相关（P<0.05）、与土壤>10～20 cm土层电导率和花期土壤含水率显著正相关（P<0.05）、与盛铃后期温度和pH值显著负相关（P<0.05）。因此，无膜高密度深层、夜间滴灌条件下，灌水量为3 477 m3/hm2可营造适宜棉花生长的根区（尤其是>10～20 cm土层）温度以及盐分环境，从而获得较高棉花产量。

摘要:土壤容重和土壤孔隙度是衡量土壤结构的重要参数。传统的土壤容重、土壤孔隙度获取方法费时费力，且大多数预测模型的输入变量获取难度较高。该研究利用土壤粗糙度、土壤阻力与土壤容重的相关关系，以土壤表面图像的颜色参数和纹理参数表征土壤粗糙度，同使用车载式土壤阻力测量系统获得的土壤阻力一起，从信息融合的角度构建了支持向量机回归（Support Vector Regression，SVR）土壤容重预测模型和SVR土壤孔隙度预测模型。图像处理使用HSV颜色空间进行阈值分割，得到HSV颜色参数，纹理参数使用灰度共生矩阵的能量、熵、对比度和逆方差。使用主成分分析对颜色参数和纹理参数进行主成分提取。将SVR模型的预测结果同环刀法测得的标准值进行相关性分析，决定系数R2达到了0.867。土壤孔隙度SVR预测模型决定系数R2达到了0.743。在相同的运行环境下，将SVR模型与决策树回归模型结果做了对比，决策树回归对土壤容重和土壤孔隙度的预测精度R2分别为0.734和0.690，验证得到SVR预测模型具有更好的预测精度。研究可为节省试验成本，以及快速、有效预测土壤容重和土壤孔隙度提供方法和参考。

摘要:海洋生物智能检测是海洋牧场战略的一部分，而利用水下机器人在复杂的海洋环境中快速、准确地检测海洋生物是关键问题。由于海底环境复杂、亮度分布不均匀、海洋生物与其生存环境的区分性差、生物被遮蔽或半隐蔽等原因，准确识别海洋生物是一个巨大的挑战。随着卷积神经网络的发展，基于深度学习的目标检测算法成为主流，出现了如EfficientDet、RetinaNet和YOLO-V4等典型算法。这些基于深度学习的算法都不是完全尽善尽美的，不能完全满足海洋生物识别的需求。在探测精度、运算速度、密集目标探测效果等方面都有提高的空间。该研究建立了一个海洋生物数据集，采集了原始图片1 810张，数据增强后得到7 240张图片，它们被分成训练集（80%）和测试集（20%）。其次，通过引入跨阶段局部网络的概念，构建了嵌连接EC（Embedded Connection）部件，并将其嵌入到YOLO-V4网络的末端，得到改进的YOLO-V4网络。最后，该研究提出了基于改进YOLO-V4网络的海洋生物检测模型MOD（Marine Organism Detection）。试验结果表明，MOD模型的mAP50、mAP75（交并比阈值为0.5、0.75的精度均值）分别为0.969和0.734，计算量为35.328BFLOPs（十亿浮点运算数），检测帧速为139 ms（具有图形加速器GeForce GTX1650上）。与原始YOLO-V4模型相比，MOD模型的mAP50和mAP75提高了0.9和4.8个百分点，而计算量仅提高0.2%。此外，对比两种模型的准确率-召回率曲线，MOD模型的精确度与召回率的平衡点更接近（1，1），因此MOD模型能学习精度和效率的平衡性更好。该研究直接面向浅海生物的目标检测问题，所提供的方法可以为水下机器人精准执行智能捕捞等任务提供有益参考。

摘要:针对传统鱼类识别方法存在特征提取复杂、算法可移植性差等不足，该研究提出了一种基于改进ResNet50模型的淡水鱼种类识别方法。研究以鳙鱼、鳊鱼、鲤鱼、鲫鱼、草鱼、白鲢6种大宗淡水鱼为对象，通过搭建淡水鱼图像采集系统获取具有单一背景的淡水鱼图像，同时通过互联网搜索具有干扰背景的淡水鱼图像，共同构建淡水鱼图像数据集；再对淡水鱼图像进行预处理，以增加样本多样性；构建改进ResNet50模型，增加全连接层Fc1以及Dropout，引入迁移学习机制训练模型，同时选择CELU作为激活函数提高神经网络表达能力，通过Adam优化算法更新梯度，并嵌入余弦退火方法衰减学习率。为验证改进ResNet50模型的准确率等性能，对6种淡水鱼进行种类识别，结果表明：在单次验证方法下，选用包含单一背景图像和干扰背景图像构成的淡水鱼图像数据集训练模型，识别准确率为96.94%，比经典模型提高1.22%，单张淡水鱼图像样本的平均检测时间为0.234 5 s；在四折交叉验证下，选用具有单一背景的图像数据集，模型的识别准确率为100%，选用包含单一背景图像和干扰背景图像的淡水鱼图像数据集，模型的识别准确率为96.20%，说明模型具有较好的泛化性能和鲁棒性。针对混淆矩阵的可视化结果表明：改进的ResNet50模型具有通用的结构和训练方式，对不同背景下的淡水鱼进行种类识别具有较高的准确率，可为淡水鱼种类识别提供技术借鉴。

摘要:快速准确地监测作物叶片叶绿素含量对于研究作物光合作用、氮素营养以及胁迫状况至关重要。该研究基于不同品种、不同密度、不同氮素水平的水稻田间小区试验，分别获取冠层和单叶的辐亮度光谱、反射率光谱及生理生态指标等，计算日光诱导叶绿素荧光（Sun-Induced Chlorophyll Fluorescence，SIF）指数和植被指数，进一步基于线性回归和辐射传输模型2种方法来建立叶绿素含量监测模型，评估多个叶绿素监测模型的精度及适用性。结果表明：1）在冠层尺度，冠层761 nm处SIF强度（F761）与冠层叶绿素含量相关性最高，决定系数（Determination coefficient，R2）为0.72，略高于表现最好的红边叶绿素指数（Red edge Chlorophyll index，CIred edge）（R2=0.63）；2）在单叶尺度，归一化下行SIF指数（↓FY NDFI）与单叶叶绿素含量相关性最高，R2为0.77，比表现最好的上行荧光产量双峰比值指数（↑FY687/↑FY741）R2高出0.10，与表现最好的植被指数CIred edge效果相当（R2=0.81）；3）基于SCOPE（Soil Canopy Observation, Photochemistry and Energy fluxes ）模型反演水稻冠层叶绿素含量的验证R2为0.57，均方根误差（Root Mean Squared Error，RMSE）为56.54 μg/cm，效果差于PROSAIL模型（模型检验的R2为0.91，RMSE为22.59 μg/cm）；4）单叶Fluspect-B模型反演水稻单叶叶绿素含量的验证R2为0.55，均方根误差RMSE为19.45 μg/cm，效果差于PROCWT模型反演结果（R2为0.72，RMSE为6.42 μg/cm）。综上，SIF指数在监测冠层和单叶叶绿素含量时效果较好，基于SIF的辐射传输模型也可以用来反演水稻冠层和单叶的叶绿素含量。研究结果可为SIF监测作物叶绿素含量提供理论依据，并对未来利用SIF进行植物光合作用研究提供理论支持。

摘要:面部表情是传递情感的重要信息，是家畜生理、心理和行为的综合反映，可以用于评估家畜福利。由于家畜面部肌群结构简单，因此家畜面部不同区域的细微变化对于表情的反映较难识别。该研究提出一种基于多注意力机制级联LSTM框架模型（Multi-attention Cascaded Long Short Term Memory，MA-LSTM）对家猪时序面部表情进行分类识别。首先通过简化的多任务级联卷积结构实现帧图像中猪脸的快速检测与定位，去除非猪脸区域对于识别性能的影响。其次提出一种多注意力机制模块，利用不同特征通道视觉信息不同相应峰值响应区域也不同这一特性，通过对峰值响应相近区域进行聚类捕获表情变化引起的面部显著性区域，实现对面部细微变化的关注。在自标注构建的家猪表情数据集上的试验结果表明，该研究提出的多注意力机制级联LSTM模型在4类表情的平均识别准确率为91.826%，对比关闭多注意力机制模块平均识别准确率平均提升6.3个百分点，同时误分率也有较为明显的降低。对比其他常用面部表情识别算法LBP-TOP、HOG-TOP、ELRCN、STC-NLSTM，MA-LSTM模型平均识别精度分别提升约32.6、18.0、5.9和4.4个百分点。试验结果验证了该研究提出的多注意力机制级联LSTM模型在猪脸表情识别的有效性。

摘要:为研究饲养密度和玩具对育肥猪生产性能、行为和生理指标的影响及其交互作用，确定育肥阶段适宜饲养密度范围。该研究基于中国相关标准和生产实际，采用3×2双因素设计（3个饲养密度水平×有/无玩具），分别设置0.75、1.05和1.35 m2/头密度水平，在各饲养密度水平下设置玩具组和空白组。结果表明，1.35 m2/头饲养密度下，猪的日均质量增长量显著高于其他密度水平，料重比显著低于0.75 m2/头组（P<0.05）；随着密度升高，猪只在群体稳定期的躺卧和饮水时长减少，采食和其他行为时长增加（P<0.05），猪只体表温度、血清皮质醇和炎性细胞因子浓度均明显升高（P<0.05）。设置玩具能够增加猪只在圈栏内行为多样性，有效减少饮水消耗和异常行为（P<0.01），显著降低血清IgG和炎性细胞因子浓度（P<0.05），有利于增加采食量和质量增长。饲养密度和玩具在影响育肥猪耗水量、躺卧和采食行为上具有显著的交互作用（P<0.05）。基于试验结果和国内外研究分析，认为在提供福利设施条件下，1.05～1.35 m2/头的密度范围在发挥育肥猪生产性能、提升福利水平和质量效益方面效果更优。

摘要:病死水产品（以非正常死亡鲤鱼为例）制成肉骨生物炭（Carp meat bone Biochar，CBC）应用于Cd2+污染修复，是实现水产养殖废弃物无害化、减量化和资源化处置的新途径。采用磁流体对CBC进行改性制备磁性肉骨生物炭（Magnetic Carp meat bone Biochar，MCBC），并考察磁流体改性对CBC理化性质的影响；采用批平衡试验、微观结构分析和顺序提取试验，探究了MCBC对Cd2+的吸附特性。结果表明，磁流体改性能使Fe3O4在CBC表面较为均匀分布，并使CBC对Cd2+的吸附量提高160%；MCBC对Cd2+的吸附符合准二级动力学、Diffusion-Chemisorption、Freundlich和Temkin吸附模型。MCBC对Cd2+的吸附机理主要以离子交换、沉淀、静电吸附和含氧官能团络合为主；顺序提取试验表明Cd2+在MCBC上的存在形态主要为可交换态（占总吸附量48.4%）和酸可提取态（占总吸附量29.5%）；研究结果将为磁性生物炭的制备及其对重金属Cd2+污染的修复提供一定的理论参考。

摘要:焚烧是处理污泥的一种有效方式，但处理过程中会产生重金属等污染物，若对焚烧后的污泥灰进行填埋等处理会污染土壤，因此降低污泥灰中重金属含量是亟待解决的问题。基于此，在一台实验室规模的管式炉中，研究了350～650 ℃下污泥与玉米秸秆的掺烧反应。主要目的是探究不同温度及秸秆掺混比对燃烧灰中8种重金属（Zn、Mn、Pb、Sb、As、Ni、Cr、Cu）含量的影响。结果表明：在试验工况下，随着秸秆的添加，灰中重金属Zn、Pb、Sb含量减少，350 ℃纯秸秆与纯污泥的燃烧灰相比3种重金属的含量分别降低了93%、90%及82%；在温度350～550 ℃下，Mn、Cr在掺烧灰中的含量比污泥或秸秆单独燃烧时高，350 ℃混烧灰中这两种重金属的含量分别比纯秸秆灰高出了20%及37%。而Ni、Cu的含量却相反，450 ℃掺烧灰中这两种重金属含量分别比纯秸秆灰中含量低了30%及50%。随后，借助XRD等测试手段探究了灰中重金属含量变化的原因。结果表明：秸秆灰中含有较多的KCl，350 ℃时高达45.4%，其通过化学反应转化为HCl，而后与重金属发生反应形成氯化物，促进重金属Zn、Pb、Sb的挥发。而掺烧灰中未发现KCl，这表明掺烧有助于KCl的转化，促进了Cu、Ni的挥发；同时，研究表明秸秆掺烧也有助于硅酸盐的分解，生成大量SiO2，其含量在650 ℃掺烧灰中可高达76.4%，这有助于Mn、Cr在掺烧灰中的保留。最后，基于试验数据利用多种函数拟合以建立混烧灰中重金属含量与反应条件间的关系，结果表明二者遵循Poly2D函数规律，进而可预测不同燃烧条件下秸秆与污泥掺烧灰中重金属的含量，从而对混烧灰的填埋风险进行评价。该研究可为污泥资源化处理提供技术支撑。

摘要:太阳能PV/T集热器耦合土壤源热泵复合系统（Photovoltaic/Thermal Collector-Ground-Coupled Heat Pump systems，PV/T-GCHPs）是一种可实现太阳能和浅层地热能互补利用的供能系统。为研究互补利用供能模式，该研究通过建立PV/T-GCHPs数学模型，在模拟研究系统运行特性的基础上，与对应的光伏（Photovoltaic，PV）系统、土壤源热泵系统（Ground-Coupled Heat Pump systems，GCHPs）的性能进行了对比分析。结果表明，PV/T-GCHPs中由于地埋管换热器(Borehole Heat Exchanger，BHE）的冷却作用，光伏电池板表面温度降低而显著提高了其光伏效率，相对于PV系统运行20 a的总发电量增加了20 322 kW·h；对应于相同的建筑负荷，PV/T-GCHPs在降低BHE初投资的同时，系统20 a的性能系数平均值较GCHPs提高了32.23%。在系统的全寿命周期内，PV/T-GCHPs的全寿命周期成本较对应的GCHPs节省了77 192.45元，具有显著的经济效益。PV/T-GCHPs增强了地热能和太阳能的互补优势，研究结果为该系统在中国严寒和寒冷地区的推广应用奠定了理论基础。

摘要:为解决现有秸秆模压花盆使用不可降解脲醛树脂导致秸秆花盆废弃后难降解的问题，该研究使用还原法从家禽废弃羽毛中提取角蛋白，替代部分尿素与甲醛缩聚合成改性脲醛树脂，并与微生物改性的水稻秸秆混合模压成一种绿色环保可降解花盆。采用傅立叶红外光谱和热重分析仪探讨改性脲醛树脂的官能团变化及热力学性质，同时采用三点弯曲试验、微生物降解能力试验及土壤掩埋降解试验探究模压制备秸秆花盆的力学强度变化和生物降解性能。结果表明：角蛋白能够降低脲醛树脂中的游离甲醛含量，提升胶黏剂的粘度，角蛋白中的-NH和-COOH基团有利于与脲醛树脂的共聚，从而形成交联网络。角蛋白质量为尿素总量3%时，代表树脂缩聚交联结构的第三热解峰对应温度285.8 ℃，相比于未改性脲醛树脂提升5.0%，热稳定性最好，与脲醛树脂相比，添加角蛋白的改性脲醛树脂的最终残碳量均不同程度降低，有利于其制备的复合材料自然降解。与此同时，角蛋白质量为尿素总量3%时，改性脲醛树脂模压制备的秸秆花盆弹性模量和抗弯强度最优，分别为2 552和47.7 MPa，相比于未改性脲醛树脂制备的花盆提升8.97%和85.59%。角蛋白质量为尿素总量5%时，改性脲醛树脂模压制备的秸秆花盆生物降解性能最佳，28 d后微生物在秸秆花盆表面的生长面积达到91.2%，6个月后秸秆花盆的剩余质量百分比为64.10%，相比于未改性脲醛树脂降解速度提升80.95%。该研究提供一种可降解秸秆花盆创制方式，合理消纳废弃畜禽羽毛和农业秸秆，可为废弃物处置利用提供参考。

摘要:为探究有机废弃物蚯蚓粪和活性污泥浸提液对马铃薯致病菌立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）和尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）的抑制作用，该研究采用皿内生长速率法测定了蚯蚓粪和活性污泥浸提液及二者混和液的抑菌作用，并通过盆栽试验分析了它们对马铃薯促生抑病效果。结果表明，蚯蚓粪和活性污泥浸提液对立枯丝核菌和尖孢镰刀菌均有显著的抑制作用，浸提液的100倍稀释液对立枯丝核菌抑制作用分别可高达78.3%和98.8%，对尖孢镰刀菌的抑制作用分别为60.1%和75.8%；2种废弃物浸提液混合后具有协同增效作用，混合液稀释1 000倍后，对立枯丝核菌的抑制率为98.6%，对尖孢镰刀菌的抑制率为72.6%。将有机废弃物浸提液高温灭菌后，对病原菌抑制效果极大的下降，与空白对照相比相差较小。盆栽试验结果表明，蚯蚓粪和活性污泥的浸提液能有效防治马铃薯茎溃疡病，2种浸提液1∶1混合稀释200倍后，防治效率高达69.0%。而且蚯蚓粪和活性污泥浸提液灌根施用能促进马铃薯幼苗的生长，浸提液1∶1混合稀释200倍后施用，与对照相比株高增长了56.8%。综上，有机废弃物蚯蚓粪和活性污泥浸提液对马铃薯致病菌具有显著抑制效果，2种废弃物浸提液混合施用对马铃薯茎溃疡病的防治有协同增效作用。

摘要:该文综述了国内外厌氧发酵概况，以及沼液性质和国内外处理工艺的发展情况，并针对沼液成分的分析，从资源化利用的角度，对沼液回用的现实意义和限制条件进行讨论，综合分析了沼液在微藻养殖应用的优势和前景，论述了沼液作为肥料的农业应用价值和可行性。沼液的处理处置和资源化利用不仅仅是对水资源的保护，也可推进资源型和节约型社会建设，实现变废为宝，化害为利，缓解工业发展对生态环境带来的负面影响。结合沼液处理处置和资源化利用方式的特点，形成最合理、也最符合可持续发展的处理利用模式至关重要。

摘要:黄河流域对中国经济社会发展和生态安全具有十分重要的作用，从"三生"功能协调性角度提出国土空间优化与可持续利用的建议，对黄河流域生态保护和高质量发展具有科学指导意义。因此，该研究聚焦黄河流域"三生"功能间的关系，以地理空间数据和社会经济统计数据为支撑，采用GIS空间分析法与力学均衡模型测度黄河流域"三生"功能协调性，识别出"三生"功能失调区域并分类提出优化调控策略。结果表明：黄河流域"三生"功能协调度共分 4种水平6种类型，整体处于"磨合"水平，不同功能的空间分布特征差距明显；3.64%的县域单元处于"失调"水平，且主要沿黄河两岸分布；协调度类型主要以高生产低生态和高生态低生活两种类型为主；"三生"功能失调区域需根据协调度水平及类型，从优化土地利用结构、产业结构、公共服务设施供给以及生态维护等方面分类优化调控，提升短板功能，改善"三生"功能的协调度，促进国土空间的可持续开发利用。

摘要:耕地宜机化整治是推进丘陵山区农业机械化的重要途径。该研究以粤北为研究区，以行政村为评价单元，基于限制因子可改良程度，运用加权求和法和改进障碍度模型确定整治潜力和难度，进而运用四象限法划定耕地宜机化整治分区。结果表明：1）高潜力整治区主要分布在丘陵山地，低潜力整治区主要分布于盆地。2）机耕道建设数量不足，地块较为分散，地块形状不规整是制约研究区耕地宜机化的主要原因。3）按整治潜力和难度，分为优先整治区、稍加整治区、全面整治区和后备整治区，面积占比分别为10.48%、46.57%、34.52%和4.80%。4）制定耕地宜机化整治专项规划，出台相关技术标准，因地制宜，建设为互联互通地块、水平条田、水平梯田、缓坡旱地、梯台旱地等不同类型宜机化耕地。基于整治潜力和整治难度的耕地宜机化整治分区方法能够用于耕地宜机化整治规划，利于后续耕地宜机化整治决策，研究结果在一定程度上指导耕地宜机化整治时序安排。

摘要:安全韧性是农村居民点存续发展的基础和保障，能有效指导乡村振兴背景下农村居民点的空间布局优化。该研究以内蒙古武川县可可以力更镇（可镇）为例，基于安全韧性理论，界定农村居民点安全韧性的内涵和特征；借助景观格局指数，分析可镇农村居民点空间分布现状；基于农村居民点安全韧性特征，从适宜性、冗余度、适应性和自组织性4个维度构建农村居民点安全韧性评价指标体系并测算其安全韧性等级；基于评价结果，结合《国家乡村振兴战略规划（2018-2022年）》及《关于统筹推进村庄规划工作的意见》，确定可镇农村居民点空间布局优化类型，并提出相应的空间布局优化策略。结果表明：1）农村居民点安全韧性是一个过程性概念，具有阶段性特征，包括防御阶段、恢复阶段和适应阶段，各个阶段有其显著特征，依次为适宜性、冗余度、适应性，以及贯穿于整个过程的独立自主能力；2） 可镇农村居民点安全韧性整体水平较高，安全级别以上的农村居民点斑块共87个，占可镇总面积的52.5%，在空间上呈现出"南高北低，中间高四周低"的分布特征；3）可镇农村居民点优化类型包括城郊融合类、集聚提升类、特色保护类、一般存续类和搬迁撤并类，利用加权Voronoi图，确定搬迁撤并类农村居民点安置去向，进而得到可镇农村居民点优化方案。该研究结果可为全面推进乡村振兴背景下的农村居民点规划发展提供依据。

摘要:沿海水产养殖池塘带来经济效益的同时，也会引起诸多环境问题，了解其空间分布对于海岸带的科学管理和渔业可持续发展具有重要意义。广西北部湾海岸带地形错综复杂，养殖池塘沿岸线散乱分布，导致传统遥感识别方法难以实现高精度提取。针对此问题，该研究提出一种基于Google Earth Engine（GEE）平台和全年Sentinel-1和Sentinel-2时序遥感数据的水产养殖池塘识别方法，结合多阈值分割和面向对象分类提取2019年广西北部湾海岸带的水产养殖池塘。结果表明：1）广西北部湾海岸带养殖池塘面积总计199.3 km2，遍布整个沿岸地区；识别结果总体精度达到0.921，Kappa系数为0.842；2）选取4个典型区域，对比该研究方法提取结果与Google高清影像目视解译结果，在规模化集聚型养殖区域中，识别结果占目视解译的面积比例达到90%以上，在排布密集的小型池塘区域面积占比也能达到80.76%；3）以时序遥感数据作为分类特征值，能够有效排除废弃池塘、水稻田和季节性水域。该方法在大范围复杂环境中仍具有良好性能，显著提高了水产养殖池塘遥感识别的精度，能够为海岸带生态环境的智能监控、养殖区域空间优化提供技术支持。

摘要:为揭示果蔬干燥收缩变形的传热传质与应力应变的机理，确定果蔬微孔结构特性及内部毛细力等因素对其干燥过程的影响，该研究运用孔道网络方法、热质传递原理和细观力学理论等交叉学科知识，构建了孔隙尺度下果蔬切片干燥收缩变形的孔道网络模型，采用VC++开发孔道网络求解程序，模拟分析了果蔬切片的湿分场、温度场以及应力应变场等情况，并以苹果切片作为果蔬典型代表进行了热风干燥试验及模型验证。结果表明：湿含量、温度和收缩变形率的模拟值与试验值的相对误差小于10%，模型可有效模拟果蔬干燥热质传递与应力应变的收缩变形真实过程，再现了干燥过程中的"非规则收缩变形"现象；孔道网络模拟的湿分场、温度场及应力应变场均呈现为不规则非对称变化规律，产生了明显的干斑、湿斑、非规则干燥前沿等；毛细应力和湿应力对果蔬干燥收缩变形影响较大，其中毛细应力是引起非规则收缩变形的主导因素；孔隙结构参数对果蔬干燥过程影响显著；孔隙率越大，干燥时间越长，毛细应力越小；配位数越大，毛细应力越大，干燥时间越长；孔隙直径分布呈现均一直径分布规律的物料产生的毛细应力大，其次为孔隙直径分布呈现正态分布规律的物料和试验物料分布。研究结果为果蔬干燥品质及工艺优化分析提供了一定的理论基础。

摘要:为了研究巴旦木壳仁物料的空气动力学特性，确定较优的壳仁风选参数，提高清选率，该研究采用理论计算与试验相结合的方式对巴旦木物料的空气动力学特性进行研究，根据悬浮速度研究结果设计巴旦木壳仁风选装置并对破壳后的巴旦木壳仁混合物料进行风选试验，基于响应面法优化求解得出风选装置较优参数组合。巴旦木壳仁混合物料的空气动力学特性试验结果表明，大壳、中壳、小壳和仁的悬浮速度变化范围分别为：9.92～11.03、8.86～9.66、8.27～8.85、13.10～13.96 m/s，控制气流速度在8.27～11.03 m/s范围内可较好地分离壳和仁。风选装置流场仿真分析结果表明，风选装置筛面风速分布呈中心高、四周低的特点。巴旦木壳仁风选试验结果表明，风选装置工作参数对清选率的影响从大到小排序为：筛体振动频率、清选风机转速、波纹筛倾角、风选装置喂入量、离心风机转速，结合壳仁风选试验与软件优化求解得出清选率较高的较优参数组合为：风选装置喂入量6 kg/min、清选风机转速1 160 r/min、筛体振动频率为47 Hz、波纹筛倾角3°、离心风机转速1 275 r/min，采用优化参数组合进行验证试验，清选率达99.144%。研究结果可为巴旦木壳仁风选设备研发与优化提供理论依据。

摘要:为了快速识别和准确定位自然环境下苹果果实目标，提出了一种改进全卷积单阶段无锚框（Fully Convolutional One-Stage object detection，FCOS）网络的苹果目标检测方法。该网络在传统FCOS网络基础上，使用模型体积较小的darknet19作为骨干网络，将center-ness分支引入到回归分支上。同时提出了一种融合联合交并比（GIoU）和焦点损失（Focal loss）的损失函数，在提高检测性能的同时降低正负样本比例失衡带来的误差。首先，对田间采集的自然环境下的苹果图像进行数据增强和标注，使用darknet骨干网络提取图像特征，然后将不同尺度待检测目标分配到不同的网络层中进行预测，最后进行分类和回归，实现苹果目标的检测。该研究在计算机工作站上对不同光照条件、不同密集程度和不同遮挡程度的苹果果实进行检测试验，并与传统FCOS网络的检测结果进行对比分析。基于改进FCOS网络的检测准确率为96.0%，检测精度均值（mean Average Precision，mAP）为96.3%。试验结果表明，改进FCOS网络比传统FCOS网络的苹果检测方法在检测准确度上有提高，具有较强的鲁棒性。

摘要:为了解决传统蔬菜干燥技术成本高、能耗大的问题，该研究提出了一种干燥温室与热泵联合系统，基于试验地环境设计了干燥温室，采用三级串联的方式构建了组合式热泵机；测定了干燥温室内外太阳辐射和温度变化情况，以胡萝卜为试验材料，测定了联合系统性能指标，对比了独立热泵机组与联合系统的制热系数（Coefficient Of Performance，COP）变化情况，研究了系统参数设定对胡萝卜丁干燥品质指标的影响。研究结果表明：干燥温室白天室内温度比室外温度平均高6.4 ℃，夜间室内温度比室外温度平均高4 ℃；在较优干燥工艺温度为60 ℃、风速为2 m/s、装载量为2 000 kg的条件下，系统由静止状态进入运行状态后，总温升43.14 ℃，总温降17.5 ℃，对比独立热泵机组，联合系统总COP提高26%～29%，鲜胡萝卜丁处理量80 kg/h，产出干胡萝卜丁18.8 kg/h，消耗电量53.5 kW，生产干胡萝卜丁成本2.25元/kg；对干胡萝卜丁品质指标的检测表明，其色泽（a*值）均值为31.27、复水比均值为5.42、维生素C均值为1.51 mg/g、总糖均值为12.36%、胡萝卜素均值为0.68 mg/g。研究结果可为大宗蔬菜干燥加工后供应于食品领域的技术研究提供理论基础和科学依据。