摘要:为解决前期研制的气吸式玉米精量排种器在高速作业条件下存在投种位置不一致和横向飞种导致播种均匀性差 的问题，该研究从力学角度对投种位置不一致和横向飞种现象进行分析，构建了不同吸附姿态和尖端直立深入吸附种子 的力学模型以及相邻两粒种子间距的数学模型，明确了投种位置不一致和横向飞种的产生机理及速度和株距对投种均匀 性的影响机制，提出一种末端拨离+直线投种方法，确定了末端拨离阻气件的关键参数。利用高速摄像技术和 ProAnalyst 运动分析软件对投种过程进行对比分析，结果表明，采用末端拨离+直线一致性投种方法，种子在竖直方向匀加速运动， 在水平方向速度为 0，到达投种位置后脱离种盘，沿竖直方向直线加速进入导种管，可实现均匀一致的直线投种。台架 试验结果表明，采用末端拨离+直线投种的气吸式精量排种器在各个作业速度条件下排种性能较改进前均有所改善，在 14 km/h 时，合格指数提高了 1.61 个百分点，漏播指数降低了 1.00 个百分点，株距变异系数降低了 1.79 个百分点。田间 试验结果表明，在作业速度小于等于 12 km/h 条件下，播种机的播种合格指数均大于 94%，漏播指数小于 5%，重播指数 小于 2%，株距变异系数小于 20%，采用末端拨离+直线投种方式可大大改善播种效果，提高精量播种机作业速度。研究 结果可为气吸式高速精量排种器的研究提供参考。

摘要:针对鲜莲子在机械去心自动送料过程中存在的堵料和机械损伤问题，该研究提出一种采用气流辅助的鲜莲子振动送料方法，实现向去心工位单颗连续送料。该系统通过间歇喷气与振动，使鲜莲子有序进入出料溜槽实现连续送料；通过控制下料管底端至输送链条滚轮顶端的间距以及下料管的开槽长度，实现不同大小鲜莲子的单颗输送。采用离散元法对鲜莲子振动送料过程进行仿真，分析了振动送料盘结构、振动频率对送料连续性的影响，及不同气嘴布置位置对振动送料盘内部流场分布的影响。试验结果表明：在相同振动频率下，振动送料盘气嘴外侧布置的空工位率较内侧布置低，送料连续性更好；随着振动频率增大，空工位率降低，莲子损伤率增大。试验获得的最优工艺条件为：采用圆弧Ⅱ型振动送料盘，气嘴布置在振动送料盘外侧，振动频率12 Hz。在该工艺条件下，空工位率为0.37%，单颗输送率为99.67%，莲子损伤率为0.2%，满足鲜莲子加工要求。研究结果可为鲜莲子送料系统设计及优化提供理论依据。

摘要:菠萝机械化收获的研究目前处于初期阶段。该研究设计了一种多柔性指滚筒菠萝采收机构，模拟人工采收方式形成折断力矩使水果与植株分离。首先，提出一种通过两组柔性指与菠萝作用形成折断力矩使菠萝花萼处脱落层断裂的采收方法，并测量了该采收方法下脱落层的折断力矩；其次基于柔性指与菠萝作用时产生大变形的特点，确定了以伪刚体模型表征柔性指大变形的方法；根据采收机构模型和菠萝物理、力学特性建立了采收力学模型，确定了菠萝临界损伤条件下的收获评价函数，并基于所建立的模型求出了采收机构的最佳结构参数和收获可能性区域。最后，结合理论分析试制了样机进行台架试验，试验结果表明：当菠萝处于收获可能性区域内时，两滚筒相对倾角为35°，左侧柔性指长度为120 mm、相邻两指间隙为30 mm，右侧柔性指长度为150 mm、相邻两指间隙为10 mm的采收机构能成功采收菠萝，收获率为85%，损伤率为5%，单个果实平均采收时间约为1 s。该研究结果可用于指导双柔性指滚筒菠萝采收机构的开发。

摘要:针对预切种播种器对成堆木薯种茎进行精密播种时待充木薯种茎乱序、充种可靠性低等难题，在播种器供种环节设计一种阶梯式振动散种机构。建立了木薯种茎在阶梯式振动散种机构上运动过程的数学模型，对木薯种茎相对散种板的下滑运动和其在阶梯式调姿板上的抛掷运动进行理论分析，确定显著影响机构性能的因素分别是作业宽度、振动频率、台阶倾角以及限位挡角。基于离散元法（Discrete Element Method，EDEM）建立了木薯种茎-振动散种机构的仿真模型，单因素仿真试验明确了各因素对横向调姿成功率和散种输送成功率的影响规律。研制了阶梯式振动散种机构试验台，进行四因素五水平正交中心组合试验研究，并基于最优的因素参数组合对4个不同品种的木薯进行适应性测试，确定最佳参数组合。结果表明当阶梯式振动散种机构的供种箱作业宽度为643.41 mm、振动频率为55.58 Hz、限位挡角为145.06°、台阶倾角为80.13°时，横向调姿成功率为85.7%，散种输送成功率为88.2%；当在最优因素参数组合下进行试验，横向调姿成功率为85.6%，散种输送成功率为88.6%。研究为预切种式木薯精密播种器相关装备的研制提供指导参考。

摘要:针对直膨式太阳能热泵用于建筑供暖时稳定性差、效率低等问题，该研究基于构建的直膨式太阳能热泵地板辐射供暖试验平台，提出了一种基于环境参数的系统运行控制策略。热泵采用环保工质丙烷，集热/蒸发器和冷凝器均采用微通道结构，通过蓄热水箱与水循环管路相连，将热量输送到地板辐射供暖系统。基于大量试验数据与分析，拟合得到满足室内热舒适前提下不同环境温度下的供水温度下限，根据实际的太阳辐射强度将水箱内部水温提升至相应设定值以满足蓄热需求。试验结果表明：基于所提出的控制策略，系统能够及时响应环境工况变化，在多种工况都能保证较优的性能并满足舒适供暖需求，系统平均性能系数在2.02～3.58之间，压缩机入口工质过热度稳定保持在7～11 ℃，压缩机排气温度保持在90 ℃以内。所提出的运行控制策略有助于直膨式太阳能热泵供暖系统安全稳定高效运行。

摘要:俘能器可以俘获农业机械振动产生的能量并供电传感器。该研究设计并制作了一种惯性摆式振动俘能器，以配重块质量、惯性摆半径、不同激励振幅为控制变量，以俘能器输出峰值电压为优化目标，研究了俘能器的能量俘获特性。试验结果表明：俘能器能量收集能力与正弦激励幅值和惯性摆半径正相关；当俘能器惯性摆半径R较小的情况下（R=30 mm），俘能器能量俘获能力与其配重块质量正相关；当俘能器惯性摆半径R较大的情况下（R=60 mm），俘能器能量俘获能力与其配重块质量无明显相关关系。惯性摆半径为30 mm，且安装配重块（40 g）的俘能器在实测农业机械振动谱激励下可产生4.2 V的峰值电压输出，验证了其能够为储能设备供电（>1 V）的可行性。整流后的俘能器能够带动传感器负载（驱动电压为1.5 V的温湿度计）正常工作，显示了其实用性。俘能器在牧草收割机不同安装位置下的性能试验表明其安装环境适应性好，可以安装在农业机械典型振动部位，如工作部件、底盘、悬架、驾驶室和储货仓。为了得到更优的能量俘获性能，应优先考虑安装在振动较强的部位。该研究可促进农业机械传感器和执行器的无源化进程，符合未来智能农机的发展需求。

摘要:条块分割、田埂密集是海河平原农田的典型特征，科学认知田埂作用下的农田产流规律对解析平原区水循环演变过程至关重要。目前，流域尺度的农田产流规律的研究较少，关于降雨特征-田埂高度-农田产流三者之间的影响关系还不明晰，田埂作用下的农田产流规律是平原区水循环演变解析的薄弱环节。该研究基于CMOPRH遥感降水数据产品分析了海河平原场次降雨特征，并以Smith & Parlange入渗模型为核心构建农田积水产流模型，模拟海河平原降雨-产流过程。结果表明：1）海河平原场次降雨总量以小于25 mm为主，占降雨总场次的95%，10 h以内的场次降雨占比为96%，降雨总量和降雨强度由东北部向西北部递减；2）在2008-2019年降雨条件下，模拟无田埂、10 cm田埂、12 cm田埂、15 cm田埂四种情景的农田年均产流量，结果分别为62.4亿m3/a、19.7亿m3/a、13.1亿m3/a、5亿m3/a；3）田埂高度已知的条件下，降雨历时和降雨强度是影响农田产流的关键因素，以降雨历时为横坐标、降雨强度为纵坐标，可以通过拟合反比例函数曲线划分一场降雨是否产流；4）根据海河平原历史农田面积变化估算，2000年海河平原农田产流量相对1979年减少10.2亿m3，2016年农田产流量相对2000年减少5.1亿m3。该研究定量解析了降雨特征、田埂高度对农田产流的影响，为解析海河平原区地表水资源衰减原因提供了重要的规律认知。

摘要:孔隙溶液中水分的冻结与盐分的结晶是盐渍土产生冻胀和盐胀的前提，确定盐渍土孔隙溶液的相变机理有利于清晰认识冻胀和盐胀在盐渍土低温变形中的贡献。为了深入探究降温过程中盐渍土孔隙溶液的相变规律，该研究通过系列盐渍土的降温试验，研究了不同含水率和含盐量条件下盐渍土二次相变温度的变化规律，并基于多孔介质相变理论建立了可以预测盐渍土二次相变温度的理论模型。结果表明：NaCl盐渍土和Na2SO4盐渍土的二次相变温度分别低于-24 ℃和-1.25 ℃；初始含水率和含盐量不同，盐渍土的二次相变温度也不同，盐渍土二次相变温度与二次相变发生前的液态水含量有关；第一次相变过程中冰晶或者盐晶体析出降低了土体二次相变发生前的液态水含量，使得盐渍土二次相变温度随含水率和含盐量不同而发生变化；盐渍土二次相变温度预测模型充分考虑了盐渍土的相变过程，较好地揭示了盐渍土二次相变温度的变化机理。该研究不仅对深入认识盐渍土孔隙溶液的相变机理具有重要的理论意义，而且可对确定盐渍土在降温过程中的盐胀和冻胀贡献提供有效依据。

摘要:由于人类农业措施的干扰，氮肥和畜禽粪污大量输入到黑土中，对土壤有机碳库产生了较大负面影响。根际有机碳在调控土壤碳循环和养分转化中发挥着重要的作用。探明根际有机碳对不同养分的生态响应，可为不同施肥处理下黑土农田生态系统碳固持和农田可持续利用提供理论依据。该研究以黑土长期定位试验为基础，采集长期不施肥（CK）、常量氮（N）、二倍量氮（N2）、常量有机肥（M）、二倍量有机肥（M2）、常量有机肥+常量氮（MN）、二倍量有机肥+二倍量氮（M2N2）7个处理下大豆根际土壤，分析了根际有机碳和活性有机碳特征，同时利用固态核磁共振技术分析其光谱特征。结果表明，N、M2、MN和M2N2处理的根际土壤有机碳含量显著高于非根际水平，且以MN和M2N2处理的根际效应最显著，分别比非根际增加了18.3%和26.7%。分析核磁共振光谱显示，与非根际土壤相比，根际土壤具有较高的烷氧基碳比例和较低芳香碳比例，表明根际效应能够改变土壤有机碳结构比例。与不施肥处理相比，大部分施肥处理提升了黑土根际有机碳含量，其中以氮肥马粪配施和二倍量马粪（M2N2）处理提升幅度最高。由核磁共振图谱可知，M2和M2N2处理均增加根际土壤难降解成分烷基碳比例、芳香基碳比例、烷基碳与烷氧基碳比值、芳香碳与总碳比值，而MN处理仅增加烷基碳比例、烷氧基碳比例以及烷基碳与烷氧基碳比值。二倍量氮肥（N2）处理降低烷基碳比例、芳香碳比例和烷氧基碳比例，根际土壤难降解成分降低，不利于土壤固碳，同时证明固态 13C-核磁共振技术结合半定量分析能够准确地分析不同有机碳结构组分变化，深刻认识根际土壤有机碳的稳定机制。

摘要:为明确浑水条件下正弦波动态压力各参数组合对梯形迷宫流道出流量的影响，该研究以正弦波动态压力参数周期、波幅、基础水压为控制因素设计正交试验，进行浑水灌溉试验，对正常工作次数、排出泥沙中值粒径、淤积泥沙D50值进行极差和方差分析。结果表明：各参数中只有动态周期对正常工作次数、排出泥沙中值粒径和淤积泥沙中值粒径具有显著性；相同基础水压（4、6和8 m，以水头计）的正弦波动态压力的正常工作次数比同水头的恒压状态分别高63.64%、12.50%、36.36%，平均增幅达到37.50%，增幅非常明显；正弦波动态压力对比恒定基础水压有利于不同粒径级别的泥沙通过，上限粒径、中值粒径和下限粒径排出泥沙粒径均有增加，而恒定工作压力下，泥沙粒径越大，越易沉积在流道内，相比正弦波动态压力，中值粒径和下限粒径分别提高了13.41%和18.50%。正弦波动态压力下水流速度波动幅度大，水流紊动强烈，加强了大粒径泥沙的通过，提高了滴头的抗堵塞能力，延长了滴头使用寿命，综合评分得到最优参数组合为周期4 s、基础水压8 m、波幅2 m，动态压力在现有工程基础上较易实现，因而该项研究对滴灌系统的使用具有一定的指导意义。

摘要:为了探究影响喀斯特坡地雨水转化及土壤侵蚀的影响因素，该研究采用人工模拟降雨方法，降雨强度选取50、75和100 mm/h，降雨次数为相同降雨强度下的连续3次降雨，坡度为5°、15°和25°，坡地包括地下基岩具有裂隙的地下裂隙坡地和地下基岩无裂隙的无地下裂隙坡地，研究了不同降雨强度、降雨次数和坡度下喀斯特坡地地表-地下的径流和土壤侵蚀变化。结果表明：1）两种坡地的地表径流率随降雨强度、降雨次数和坡度的增加而增加；壤中流率随降雨强度和坡度的变化也呈相同的趋势，但随降雨次数增加，两种坡地的壤中流率减少；岩土界面流率和地下裂隙流率随坡度和降雨次数增加而减少，随降雨强度增加先增大后减小。2）在降雨强度（50和75 mm/h）、降雨次数（第1场）和坡度（5°和15°）较小时，坡地径流以岩土界面流和地下裂隙流为主，分别占总雨水的24%～39%和28%～51%；随着影响因素增强，两坡地径流转变为以地表径流为主，分别占总雨水的30%～50%和25%～43%。3）降雨强度和坡度是驱动两个坡地地表土壤侵蚀的主要驱动力（P<0.01），但降雨强度、降雨次数和坡度对两坡地地下土壤侵蚀的影响较小（R2<0.3，P>0.05）；总体上，无地下裂隙坡地和地下裂隙坡地土壤侵蚀以地表土壤侵蚀为主，分别占总侵蚀量的54%～97%和39%～96%；以岩土界面侵蚀或地下裂隙侵蚀为辅，分别占总侵蚀量的1%～45%和2%～60%。研究结果可为理解识别喀斯特坡地雨水转化和土壤侵蚀驱动因素以及喀斯特石漠化防治提供参考。

摘要:为监测煤炭矿区不同沉陷阶段耕地土壤质量状况，实现矿区土地复垦和耕地质量保护，以山西省长治王庄煤矿周边3种处于不同沉陷阶段的耕地为例，使用无人机搭载高光谱相机进行影像获取，并在研究区内进行土壤样品采集及室内光谱测定。通过对光谱反射率进行倒数、一阶微分、二阶微分、多元散射校正4种不同形式的变换，分析转换后的光谱反射率和实测有机质含量的相关性，筛选出相关系数较高的敏感波段。利用多元线性回归（Multiple Linear Regression，MLR）、偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression，PLSR）和BP神经网络（BP Neural Network，BPNN）3种模型对有机质含量建立预测模型，并对模型预测结果进行精度评价，选用较优模型代入无人机高光谱影像进行有机质含量填图，得到耕地范围内的土壤有机质分布情况，并对处于不同沉陷阶段的耕地土壤有机质空间分布差异及其驱动因子进行分析讨论。结果表明：1）采煤沉陷区耕地土壤有机质含量与经过多元散射校正变换的光谱曲线相关性最高，敏感波段为463.75～492.45 nm，870.79～932.58 nm处，最大相关系数为0.63。2）经过多元散射校正处理的光谱曲线运用偏最小二乘回归模型和BP神经网络模型预测有机质含量精度要明显高于多元线性回归模型，预测精度分别达到0.863和0.884，可以用于有机质含量的估测。3）采煤沉陷区耕地土壤有机质分布情况表现为煤炭开采未扰动区耕地土壤有机质分布较为均一，均值为26.94 g/kg，总体上处于中上等水平；煤炭开采扰动稳沉区耕地土壤有机质高低值分化明显，整体分布呈现较大空间分异性；煤炭开采扰动区介于二者之间。矿区有机质含量大小关系为煤炭开采未扰动区耕地>煤炭开采扰动区耕地>煤炭开采扰动稳沉区耕地。

摘要:切沟是坡面土壤侵蚀最剧烈表现形式，其形态特征刻画的精确性与适用性，对切沟的调查、研究与防治具有重大意义。该研究选取黄土丘陵区小流域4个地点10条切沟共82个断面，利用地面测量验证携带多频全球导航卫星系统且内置实时差分定位技术（Global Navigation Satellite System and Real-Time Kinematic，GNSS RTK）的无人机倾斜摄影测量提取的沟长、沟宽、沟深指标的精确性并建立体积估算模型探讨沟长的测定方法。结果表明：1）与地面测量相比，沟长、沟宽的偏离度（Deviation Extent，DE）均值不大于3.70%，精度较高；沟深的DE均值不小于25.49%，误差较高。2）切沟体积与沟长之间有显著的幂函数关系，沟长选取沟头至沟口的最大汇水线长度时拟合效果最好，沟道中心线长度次之，直线长度拟合效果最差。因此，在黄土高原丘陵沟壑区，运用无人机倾斜摄影测量方法测量切沟沟长、沟宽指标具有高度可行性，在精度要求较高的沟深测量方面的应用还有一定的局限性。此外，由于野外测量的局限性，直线长度较最大汇水线长度的测量更简单便捷，当坡度小于18.2°时，测量直线距离作为切沟沟长可行。

摘要:为研究土壤团聚体的形成和破碎过程对于降雨侵蚀的响应机制，对降雨打击作用下不同粒径红壤团聚体在溅蚀过程中的周转路径进行了探讨。该研究基于稀土元素示踪法，对各粒径团聚体分别进行了标记，电感耦合等离子体质谱测定，实现全土样团聚体的周转路径追踪；然后通过室内模拟降雨试验，在90和30 mm/h降雨溅蚀条件下，对不同粒径大小团聚体（2～5、0.25～<2、0.053～<0.25、<0.053 mm）随降雨历时的周转变化规律进行了定量化研究。结果表明：稀土元素标记得到的标记团聚体效果较好且在湿筛过程中回收率达到90%以上，吸附稳定；不同降雨强度下，土壤团聚体的周转过程呈现出向破碎方向转化的趋势；90 mm/h降雨下团聚体更快发生破碎并到达稳定状态，其累积破碎率在降雨40 min后基本不发生改变，而30 mm/h下土壤团聚体会随降雨动能的累积逐步发生破碎；结合相关性分析可以发现小团聚体的变化对于整个溅蚀过程的累积破碎率和累积团聚率均表现出显著相关（P<0.01），>0.25 mm团聚体与其他粒级团聚体间的周转不显著相关（P>0.05），但<0.25 mm团聚体可能通过逐级团聚影响到其他粒级团聚体。不同团聚体在溅蚀过程中的双向转化过程，研究结果为侵蚀过程中土壤结构的动态变化模型提供理论参考。

摘要:为了准确评估作物水分亏缺程度及其敏感性动态对作物产量的影响，该研究结合基于根系加权土壤水分有效性的植物水分亏缺指数（Plant Water Deficit Index，PWDI）与基于归一化热单元指数的S型累积水分敏感指数，建立了3种不同形式的作物水分生产函数（Crop Water Production Function，CWPF），即Blank加法模型（PWDI-B）、Jensen（PWDI-J）和Rao（PWDI-R）乘法模型。通过2 a冬小麦栽培田间蒸渗仪试验（北京昌平）和1 a冬小麦栽培田间滴灌试验（山东黄河三角洲），优化了土壤水分胁迫修正系数中参数，进而对PWDI估算精度及CWPF产量估算效果进行检验与评价。结果表明：蒸渗仪试验基于根系加权估算的PWDI与实测值吻合良好，决定系数R2为0.78，标准化均方根误差（Normalized Root Mean Squared Error，NRMSE）为0.16；滴灌试验PWDI均值与作物株高（r=?0.95）、生物量及产量（r≤?0.79）均具有较好的相关性，表明根系加权PWDI能较准确地反映不同试验条件下冬小麦的水分亏缺程度及其对作物生长的影响；此外，无论是蒸渗仪试验还是滴灌试验，所建的3个CWPF对冬小麦产量的估算精度均在可接受范围内（R2≥0.78，NRMSE≤0.11），且PWDI-R估算精度依次高于PWDI-J、PWDI-B、以及线性回归模型（即PWDI均值与产量的线性拟合模型）。因此，根系加权PWDI与S型水分敏感指数累积函数融合可用于合理构建冬小麦水分生产函数，其中PWDI-R乘法模型可优先推荐用于研究区冬小麦产量估算和灌溉制度优化，从而为当地冬小麦田间水分管理提供理论依据。

摘要:该研究基于能量转换原理构建汇流模型，针对中小河流汇流参数确定困难、汇流计算准确度低的问题，分析流域内水质点能量的空间分布，采用将重力势能转化为动能的方式估计地表水流速度，计算空间流速场并提取地貌单位线。采用分辨率30 m×30 m的数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）数据，将湖南省竹溪坡流域划分为57个计算单元，分别采用能量转换法和坡度雨强法提取了地貌单位线。构建了研究区的分布式模型，其中产流计算采用新安江模型，坡面汇流采用地貌单位线模型，河网汇流采用马斯京根法，对竹溪坡流域36场降雨径流过程进行模拟。采用统计方法分析汇流参数，对参数的取值范围进行了评估。结果表明，与坡度雨强法相比，基于能量转换方式的洪水模拟结果中，峰现时间误差不超过1 h的场次比例由30.5%提高到83.3%，确定性系数不低于0.9的场次由9场提升至17场，平均确定性系数达到0.89，显著提高了模拟精度。通过对断面流速进行统计分析，评估竹溪坡流域汇流参数取值范围为[0.008, 0.014]，当参数在此区间浮动时，确定性系数不低于0.9的场次比例为44%～50%，与率定得到的结果接近。该方法物理意义明确，参数可以通过率定或者测量方式确定，为无资料地区汇流规律研究提供了一种可靠思路。

摘要:针对传统作物行识别方法在相邻图像间的识别结果偏差较大，作物行的定位精度和稳定性低等问题，该研究提出一种基于双目视觉和自适应Kalman滤波技术的作物行识别与跟踪方法。对于作物行识别，首先建立图像预处理算法，基于改进的超绿-超红模型和最大类间方差法分割植被灰度特征；建立作物行特征提取算法，基于特征点检测技术和双目视差测距方法计算植被角点特征的三维坐标，根据三维阈值提取作物行特征点，进而建立作物行中心线检测算法，建立基于主成分分析的直线拟合模型，根据作物行特征点的频数统计规律检测作物行冠层中心线。对于作物行跟踪，建立跟踪目标规划模型，提取位于图像中央区域的作物行作为跟踪目标；建立目标状态方程，基于自适应Kalman滤波技术构建作物行中心线跟踪模型。以棉花图像开展试验研究，图像数据包括阴影、杂草、地头等田间场景。试验结果表明，该研究方法的作物行识别准确度、精度和速度均较高，识别正确率约为92.36%，平均航向偏差为0.31°、标准差为2.55°，平均识别速度约80.25 ms/帧；经目标跟踪后，航向角和横向位置估计的标准差分别为2.62°和0.043 m、较无跟踪状态分别减小22.94%和10.42%，作物行中心线的方位估计精度进一步提高。研究成果可为导航系统提供连续、稳定的作物行导引参数。

摘要:为解决果园机器视觉导航中果树行识别易受果园复杂环境干扰的问题，该研究提出一种采用动态选取融合因子对彩色图像与深度图像进行图层融合并采用纹理-灰度梯度能量模型进行图像分割的果树行视觉识别算法。首先，通过搭建立体视觉系统获取果园彩色图像与对应的深度图像，并基于饱和度（S）通道图像的灰度值选取动态融合因子，实现对果园彩色图像与深度图像的图层融合；然后，分别计算融合图像的纹理特征图像与灰度梯度特征图像，并建立纹理-灰度梯度结合的能量模型，基于模型能量最小原则进行树干与背景的分割；最后，以树干与地面交点为果树行特征点进果树行直线拟合，完成果树行角度的识别。并对上述算法分别进行果树行识别试验与移动作业平台视觉对行导航试验。果树行识别试验结果表明，该研究算法果树行角度识别平均偏差为2.81°，与基于纹理、灰度梯度特征的果树行识别算法相比识别平均偏差分别降低2.37°和1.25°。移动作业平台视觉导航试验结果表明，在作业平台速度为0.6 m/s时，对行行驶最大偏差为12.2 cm，平均偏差为5.94 cm。该研究提出的视觉导航算法可以满足果园移动作业平台视觉对行导航需求，研究成果将为基于机器视觉的果园自动导航系统的研究与优化奠定基础。

摘要:黄河三角洲地区发展节约型农业，大力推行秸秆还田技术以改善土壤生态环境，当利用遥感技术对部分秸秆覆盖地区进行土壤盐渍化监测时，混合像元制约土壤盐分遥感估测的精度。该研究设置10组不同秸秆覆盖度的盐渍化地表场景，多次光谱测量并取平均值作为其反射光谱。探究非负矩阵分解（Non-negative Matrix Factorization，NMF）方法分离农业秸秆和土壤光谱的有效性，并基于分离出的土壤光谱构建偏最小二乘法土壤盐分估测模型。结果表明：1）秸秆覆盖会使土壤光谱反射率增高，相比于纯土壤光谱在1 730 nm、2 090 nm附近出现吸收谷；2）通过NMF进行混合光谱解混之后，可以有效地将土壤光谱从秸秆覆盖光谱中分离出来，且土壤光谱保留了土壤盐分信息；3）对于不同秸杆覆盖水平下的土壤盐分估测模型而言，与原始混合光谱相比，利用土壤光谱NMF分离数据构建的模型精度普遍提高，建模集决定系数平均提高0.07，均方根误差降低1.21。验证集决定系数、相对分析误差分别平均提高0.07、0.25，均方根误差降低1.22。该研究可为黄河三角洲地区部分秸秆覆盖盐渍土地的近地面遥感估测精度的提高提供方法。

摘要:早期病虫害精准识别是预警和防控的关键，但是病虫害种类繁多数量巨大，外部形态存在类间相似度较高而类内差异性较大等性状特征，导致病虫害识别仍然是一项极具挑战的工作。为实现病虫害识别分类任务中差异化特征的提取和表示，该研究提出一种大规模多类别精细病虫害识别网络模型（a large-scale multi-category fine-grained pest and disease network，PD-Net）。首先通过在基准网络模型中引入卷积块注意力模型，通过混合跨特征通道域和特征空间域实现模型在通道和空间两个维度上对关键特征提取和表示，用以增强网络对差异化特征的提取和表示能力。其次引入跨层非局部模块，提升模型在多个特征提取层之间对于多尺度特征的融合。在61类病害数据集和102类虫害数据集上的试验结果表明，对比AlexNet、VGG16、GoogleNet、Inception-v3、DenseNet121和ResNet50模型，该研究提出的面向大规模多类别病虫害识别模型，Top1识别准确率在病害和虫害集上分别达到88.617%和74.668%，精确率分别达到了0.875和0.745，召回率分别达到0.874和0.738，F1值达到0.874和0.732，试验结果对比其他模型均有一定幅度的提升，验证了PD-Net模型在大规模多类别病虫害识别上的有效性。

摘要:为探索有效的水稻叶绿素光谱特征选择方法与含量反演建模，解决东北粳稻叶绿素含量无人机遥感监测等问题，该研究利用沈阳农业大学卡力玛水稻实验站2018-2020年无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）水稻冠层高光谱数据及地面样本数据，设计了基于正则近邻成分分析的光谱特征选择方法，优化了其损失函数与正则化参数，获得水稻叶绿素不同含量的特征波段，并以此为输入，构建粒子群优化极限学习机叶绿素含量反演模型。结果表明：正则近邻成分分析算法具有较好的特征选择能力，其损失函数为均方误差损失函数、正则化参数值为0.306时，特征选择效果最佳，初选出权重非零的16个特征波段；进一步以叶绿素极限学习机反演精度为判据，优选出权重最高的6个特征波段：710、716、508、798、532和708 nm；应用粒子群优化算法优化了极限学习机模型的输入权值和阈值偏差，粒子群算法正交试验种群规模（POP）、惯性权重（IW）、学习因子（C1，C2）和速度位置相关系数（MC）的优选结果分别为50、1.5、1.3、3.5和0.6；基于正则近邻成分分析-粒子群优化极限学习机叶绿素含量反演结果的RMSE和R2分别为9.549 mg/L、0.891。研究结果可为基于无人机平台的高通量作物监测提供理论依据，并为筛选无人机高光谱波段实现作物长势参数快速估测提供参考。

摘要:树木的几何建模在林木性状评价、森林动态经营管理与可视化研究中具有重要意义。现今，从激光雷达（Light Detection And Ranging，LiDAR）数据中重建树体三维模型并精准获取林木空间枝干结构参数是数字林业发展的必然趋势。该研究提出了一种深度学习与计算机图形学相融合的树木骨架重建与参数反演方法。该方法以PR107、CATAS 7-20-59、CATAS 8-79三个品种的橡胶树为实验对象，首先，采用背包移动激光雷达获取三个橡胶树品种的样地数据，并通过体素剖分和数据增广策略来构建橡胶树训练样本集。其次，构造由四层特征编码层和特征解码层所组成的点云分类深度学习网络，并包含优化的PointConv模块与不同尺度的特征插值模块，以实现在多尺度条件下，全面考虑点云的全局和局部优化特征，引导网络实现枝叶点云的精确分类。最后，面向分类后的枝干点云，运用计算机图形学的空间连通性算法与圆柱拟合策略，重建树木骨架模型，并自动解决叶子点云与对应的一级枝干归属问题，进而在叶团簇尺度下开展对单株树的精细描述与参数反演。通过对三块橡胶树测试样地的验证和与实测值的比对表明，该研究提出的深度学习网络枝叶分类总体准确率在90.32%以上。骨架重建与叶团簇分析结果显示，PR107品种橡胶树具有较为发散的树冠、最大的分枝夹角和叶团簇体积；CATAS 7-20-59品种橡胶树冠呈花瓶型，分枝夹角和叶团簇体积较小；而CATAS 8-79品种橡胶树尽管胸径最粗，但不耐寒害处于落叶期导致冠积最小。同时，反演得到的橡胶树一级枝干直径与实测值比对为：决定系数R2不低于0.94，均方根误差（Root Mean Square Error，RMSE）小于3.01 cm；主枝干与一级枝干的分枝角为：决定系数R2不低于0.91，均方根误差RMSE不高于4.94°。同时发现橡胶树一级枝干的直径与对应的叶团簇体积呈正相关分布。该研究将人工智能的理论模型应用于林木的激光点云数据处理中，为林木激光点云的智能化分析与处理提供了新颖的解决思路。

摘要:在经济成本和管理便捷性约束下，为有效监测日光温室内非均匀分布的温度信息，需要对数量有限的传感器进行优化配置，从而降低配置冗余，并增强温度信息丰度。该研究以山东地区冬季日光温室为研究对象，开展了基于希尔伯特-施密特独立性准则（Hilbert-Schmidt Independence Criterion，HSIC）的传感器配置策略设计及验证工作。首先，在温室内均匀布置了22个温度传感器，采集了冬季寒冷时期28 d共7 880×22组数据，明确了温室温度场空间分布的不均匀性及多传感器配置的基本原则和方法。然后，利用HSIC准则分析了传感器之间的相对独立性，依据信息最大化原则提出了传感器配置优先级排序算法，并根据信息增益率及配置冗余度约束提出了传感器数量选择依据，从而建立了日光温室传感器优化配置策略。最后，策略验证结果表明：相比于22个传感器的温度数据，南北垂直方向上选择S6、S9、S3传感器时，平均温度的RMSE、MAPE和信息增益率分别为0.24 ℃、1.21%、6.70%；东西水平方向上选择H6、H5、H2传感器时，平均温度的RMSE、MAPE和信息增益率分别为0.33 ℃、0.70%、9.47%。上述2组传感器能够有效兼顾准确获取温度整体趋势信息和增强温度信息丰度的双重目标，试验结果证实了配置策略的有效性和可行性。所提的传感器优化配置策略可以为日光温室环境监测与调控提供理论参考和数据支持。

摘要:为探究生物炭内源重金属在酸性土壤中的迁移转化规律，科学指导畜禽粪便生物炭农田应用，该研究以猪粪生物炭为研究对象，开展土壤培养试验，利用扫描电镜、物理吸附、X射线衍射物相分析、X射线光电子能谱和电感耦合等离子体质谱等方法表征不同培养时间生物炭表面形貌、孔隙结构、元素分布的变化规律，以及土壤孔隙溶液中重金属、磷酸盐等组分的变化规律。结果显示生物炭内源重金属Cu、Zn主要存在形态为氧化提取态，Cu、Zn氧化提取态比例分别为79.37%和53.43%，生物炭矿物质元素主要以氧化物形式存在于生物炭颗粒表面，施入酸性土壤后，生物炭比表面积及孔容增加，颗粒表面Cu、P、K等元素含量降低，土壤孔隙溶液中pH值、EC、Cu与PO43-含量显著升高，PO43-的浓度范围为2.26～298.00 mg/L，Cu的浓度范围为1.81～2.86 μg/L，生物炭颗粒粒径越小，PO43-和Cu溶出率越高，生物炭施入土壤30 d时，土壤孔隙溶液中PO43-和Cu的浓度最高。研究表明酸性土壤可促进以碳酸盐、磷酸盐氧化物形式存在的Cu以及被碳酸根与磷酸根沉淀的Cu不断释放进入土壤，但生物炭内源Zn在酸性土壤环境不易释放，且生物炭可吸附土壤中的Zn，降低Zn的生物有效性。

摘要:集约化畜禽养殖场产生的沼液通常就地回用，在循环利用有机物的同时也会带来类固醇雌激素（Steroid Estrogens，SEs）的累积及污染。为降低沼灌后SEs对水土环境的污染风险，该研究采用富集和纯化培养法，对西南地区某奶牛养殖场沼灌区土壤中雌激素降解菌进行分离及筛选，获得一株利用17β-雌二醇（17β-E2）为唯一碳源生长繁殖的降解菌。通过16S rDNA 基因序列进行同源性比对以确定种属，并研究其降解特性。分别研究了菌株在不同温度、pH值、底物浓度三种单因素条件下的降解特性，然后利用三因素三水平正交试验继续优化菌株最适降解条件。结果表明：分离出的优势菌为生丝微菌属（Hyphomicrobium sp.），命名为Hyphomicrobium sp.SS-1，该菌株在10～40 ℃、pH值为5～9、底物浓度为1～10 mg/L的条件下，均能不同程度降解17β-E2。其中菌株在温度为30 ℃、pH值为7、底物浓度5 mg/L的条件下，培养7 d对17β-E2的降解率可达71%，并伴随毒性低于E2的降解产物E1和E3生成，总雌激素去除率为56.8%。正交试验结果显示，各因素对菌株降解能力的影响顺序从小到大为：底物浓度、温度、pH值，且都为显著影响（P<0.05）；菌株最适降解条件为温度35 ℃、pH值为7、底物浓度5 mg/L，该条件下培养7 d，菌株对17β-E2的降解率可达97.09%。研究结果可为复杂基质环境中微生物降解SEs提供优质菌种资源，并为沼液灌溉区土壤的雌激素污染修复提供有效途径。

摘要:随着中国农村人居环境整治力度的不断增强，农村厕所环境得到了极大改善。但中国寒冷、干旱地区受制于地理气候条件限制，导致传统"水冲式厕所+污水处理厂"的处理模式无法大规模使用，而传统旱厕又很难满足当前对粪污处理的卫生及无害化要求，亟需研发建设适合于寒冷、干旱地区的卫生旱厕。该研究对全国57个县（市、区）进行了走访调研，结合文献资料，结果如下：针对目前国内寒冷、干旱地区常用的卫生旱厕处理技术进行了归纳总结，主要包括好氧发酵技术和兼氧贮存技术两种，涵盖了堆肥式厕所、微生物降解式厕所、粪尿分集式厕所、双坑交替式厕所、太阳能干化式厕所5种类型厕所，对5种类型厕所进行卫生学和经济学对比评价，发现采用好氧发酵技术的微生物降解式厕所和生物堆肥式厕所对比其余3种采用兼氧贮存技术类型的厕所粪污处理效果显著，尤其是在粪污病原微生物的处理效果方面，具有灭活效果显著且处理时间短等优点。采用兼氧贮存技术的3种类型厕所在采购成本、运行成本及经济效益方面优势显著，但粪污处理效果不够理想。以上结果为后续研究基础，以期为中国农村"厕所革命"下一阶段厕所改造过程中卫生旱厕的选择提供参考。

摘要:探究耕地低碳利用效率演变规律及其驱动因素对实现耕地利用高效低碳、助力农业绿色发展具有重要意义。该研究构建耕地低碳利用效率评价体系，采用超效率SBM模型测度1998-2018年中国30个省级行政区耕地低碳利用效率，分别采用核密度估计、可视化制图和总体分异测度指数刻画耕地低碳利用效率时序特征、空间格局和区域差异，进而采用地理探测器模型识别耕地低碳利用效率演变驱动因素并剖析各因素驱动机制。研究结果表明：1）研究期内中国耕地低碳利用效率逐步提高并呈现"西高东低、北高南低"的空间格局，空间分布由分散转向集中。2）中国耕地低碳利用效率区域差异水平较低且逐步缩小，耕地低碳利用效率总体分异测度指数由0.185 4下降至0.141 8。不同地区耕地低碳利用效率区域差异程度为中部>东部>西部。其中，东部地区、中部地区和西部地区区域差异分别呈现"W"形波动式下降、"U"形先降后升和持续下降趋势，总体分异测度指数分别由0.159 8、0.261 1和0.131 6降至0.154 1、0.198 3和0.075 0。3）耕地低碳利用效率受自然环境条件、耕地资源禀赋、经济发展水平和农业生产条件共同影响。其中，复种指数、农村居民人均纯收入和灌溉指数驱动力分别由0.367 2、0.374 5和0.469 8降至0.339 4、0.129 1和0.397 7，人均耕地面积驱动力由0.302 4升至0.403 1。各因素交互作用类型均为双因子增强或非线性增强，交互作用正向强化了单因素对耕地低碳利用效率演变的驱动力。研究结果对于深化耕地利用效率研究具有指导意义，也可为推动耕地可持续利用和农业绿色发展提供决策支撑。

摘要:城镇化进程中中国耕地利用功能变化深刻，探究影响耕地多功能协同与权衡的城镇化因素更是平衡地区经济发展与耕地保护的关键。该研究以淮海经济区为例，选取2000-2018年连续年份时间，从耕地生产、社会和生态三个维度构建评价体系分析耕地多功能时空特征，利用Spearman秩相关分析揭示耕地多功能间权衡与协同的时空演化，运用调节效应模型定量剖析权衡与协同演化的城镇化驱动机制。结果表明：1）耕地生产功能整体呈持续增长趋势，社会功能整体呈持续下降趋势，生态功能整体呈波动下降趋势。2）耕地生产与社会功能整体呈弱权衡向弱协同转变，且大部分地市内部的两功能权衡关系有所缓解，协同区域逐渐向东部转移。耕地生产与生态功能整体呈权衡增长趋势，但部分地市内部的两功能关系趋向协同发展，主要分布在鲁南和苏北地区。3）耕地生产与社会功能相互关系主要受城乡收入差距、人口城镇化率以及居民消费能力的影响。耕地生产与生态功能相互关系则受居民消费能力的显著影响。同一驱动因子在不同水平下对耕地多功能之间权衡与协同关系的作用程度不同。为此提出促进淮海经济区耕地多功能协同发展的策略建议。

摘要:为探讨产业化发展要求下的稻田种养空间落位及战略管理问题，该研究以江苏省为研究区，分别从自然适宜度和产业优势度两个维度，构建量化评估指标体系，综合评判稻田种养产业化开发的空间优先级，提出分区引导政策指引。基于水源、土壤、地形等自然因素的综合评级结果显示，江苏省高度适宜开发稻田种养的面积占全省水田总面积的13.8%，中度适宜开发面积占比57.0%；自然适宜度高值区主要分布在里下河地区并延伸至苏北灌溉总渠沿线，以及长江以南的东部沿江平原向南至太湖平原一带。基于劳动力、基础设施、软环境等层面的综合评级结果表明，苏北地区产业优势度高低互现，苏南地区产业优势度高值区主要分布在邻近上海、南京大都市的外围郊县区。通过对基于县域单元的两维度空间评级结果的耦合分析，划分为4类空间，按照重点发展、适度扶持、优化调整和控制开发等方向，分别提出稻田种养产业化开发策略。该研究可为提升稻田资源开发效率和稻田种养产业高质量发展提供决策参考。

摘要:为了提高食品安全领域关系抽取的效率和准确性，该研究在收集食品安全领域语料的基础上，对语料中相应的实体和关系进行标注，构建可用于食品安全领域关系抽取的专业数据集。同时，提出面向食品安全领域的基于BERT-PCNN-ATT-Jieba的关系抽取模型，该模型使用基于转换器的双向编码器表征量（Bidirectional Encoder Representations from Transformers，BERT）预训练模型生成输入词向量，并结合分段卷积神经网络（Piecewise Convolutional Neural Network，PCNN）模型的分段最大池化层能极大程度捕获句子局部信息的特点，在分段最大池化层与分类层之间添加了注意力机制，以进一步提取高层语义。此外，考虑中文语料的特性，在BERT模型进行随机掩码切分之前，采用Jieba分词技术对中文语料进行分词，PCNN模型在执行掩码语言模型（Masked Language Model，MLM）时以词为单位进行掩码，使得输入到训练模型中的句子尽可能减少语义损失，以实现更高效的关系抽取。在该研究构建的数据集基础上，将BERT-PCNN-ATT-Jieba模型与经典的卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）、PCNN模型、以及结合BERT的CNN、PCNN、PCNN-ATT、PCNN-Jieba等6个模型进行比较，该研究提出的BERT-PCNN-ATT-Jieba模型取得更优的性能，其准确率达到84.72%，召回率达到81.78%，F1值达到83.22%。该模型为食品安全领域的知识抽取提供参考，为该领域知识图谱的自动化构建节约了成本，同时为基于该领域知识图谱的知识问答、知识检索、数据共享及食品安全智慧监管等应用提供依据。

摘要:推扫式高光谱成像系统通常因电荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）各像元响应不一致而产生条带噪声，该研究以猪肉为研究对象，设计一种基于多块标准反射率板进行逐波段逐像素相对辐射定标的去除条带噪声方法。该方法基于最小二乘法，利用不同反射率标准板的反射率值与CCD输出值，采用多项式拟合出接近于各个波段逐像元真实响应函数的拟合响应函数；选取每一波段图像中的任一像元作为参考，将其余像元与参考像元的拟合响应函数做差，作为其余像元的补偿函数，再采用样本的输出值加补偿值以校正样本。分别采用逐波段逐像素相对辐射定标法和传统矩匹配法对猪肉高光谱图像进行处理，并以四阶标准反射率板各反射区均值与参考值的绝对误差评估反射率校正结果。结果表明，逐波段逐像素相对辐射定法在有效去除条带噪声的同时，不会产生新的噪声，同时能够保持原始图像的灰度分布，校正后图像条带系数最大值比原始图像减少63.5%；相比矩匹配法，反射率误差大幅下降，其中条带系数最大波段（200波段）4个反射区的绝对误差为0.003～0.089，随机抽取波段（300波段）4个反射区的绝对误差为0.009～0.083。该研究为消除条带噪声提供了一种可靠方法，同时为提高后续基于推扫式光谱成像的指标空间可视化精度奠定了良好的基础。

摘要:为了优化铁皮石斛干燥工艺，降低其品质劣变风险，对热风干燥前的铁皮石斛鲜条进行直接剪切、烫漂和冻融预处理。研究不同预处理条件的铁皮石斛干燥特性和品质变化；利用低场核磁共振技术分析预处理对铁皮石斛干燥过程中水分迁移的影响。结果表明，预处理是影响铁皮石斛热风干燥过程的重要因素。与直接剪切相比，烫漂和冻融预处理提高了水分有效扩散系数，缩短了干燥时间，降低了能耗，尤以冻融预处理最为显著，干燥时间缩短了44.4%，能耗降低了42.76%（P<0.05）。微观结构观察表明，烫漂和冻融预处理使铁皮石斛组织间隙变大，细胞壁受到破坏，减弱了铁皮石斛组织对水分的束缚并增强了水分流动性，引起水分的重新分布，有利于水分迁移。低场核磁共振技术分析显示，干燥过程中去除的主要是自由水，烫漂和冻融预处理均降低了自由水的脱除时间，冻融预处理去除自由水的时间最少，为120 min。与直接剪切相比，冻融预处理提高了铁皮石斛干品中多糖和多酚的含量，分别提高了10.66%和12.32%，而烫漂预处理降低了铁皮石斛多糖和多酚的含量，分别降低了11.73%和14.73%，3种预处理铁皮石斛生物碱含量差异不显著（P>0.05）。总之，冻融预处理方法可以降低铁皮石斛干燥品质劣变风险，研究结果为石斛加工规范化生产提供参考。

摘要:为探寻适宜的花生脱敏方法，该文研究了花生致敏蛋白Ara h1与咖啡酸互作对其抗原性的影响，利用荧光光谱、紫外光谱和间接ELISA法对碱法、酶法、自由基法处理后的咖啡酸蛋白复合物抗原性变化进行了分析，并对碱法互作反应温度、反应时间、pH值、咖啡酸浓度进行优化。结果表明：在温度33.2 ℃、时间25 h、pH值8.67和咖啡酸浓度1.76 mg/mL时，咖啡酸与花生致敏蛋白Ara h1碱法互作后其抗原性降至69.31%，接枝量为119.16 nmol/mg。碱法处理后，咖啡酸与花生致敏蛋白Ara h1互作能降低致敏蛋白抗原性，研究结果可为花生脱敏处理提供参考。

摘要:随着海参养殖业快速发展，利用水下机器人代替人工作业的海参智能捕捞已成为发展趋势。浅海环境复杂，海参体色与环境区分性差、海参呈现半遮蔽状态等原因，导致目标识别准确率低下。此外由于景深运动，远端海参作为小目标常常未被识别成功。为解决上述问题，该研究提出一种基于改进SSD网络的海参目标检测算法。首先通过RFB（Receptive Field Block）模块扩大浅层特征感受野，利用膨胀卷积对特征图进行下采样，增加海参细节、位置等信息，并结合注意力机制，对不同深度特征进行强化，将计算得出的权重与原特征信息相乘以此获得特征图，使结果包含最具代表性的特征，也抑制无关特征。最后实现特征图融合，进一步提升水下海参的识别精度。以实际拍摄的视频进行测试验证，在网络结构层面上，对传统算法进行改进。试验结果表明，基于改进的SSD网络的海参目标检测算法的平均精度均值为95.63%，检测帧速为10.70帧/s，相较于传统的SSD算法，在平均精度均值提高3.85个百分点的同时检测帧速仅减少2.8帧/s。与Faster R-CNN算法和YOLOv4算法进行对比试验，该研究算法在平均精度均值指标上，分别比YOLOv4、Faster R-CNN算法提高4.19个百分点、1.74个百分点。在检测速度方面，该研究算法较YOLOv4、Faster R-CNN算法分别低4.6帧/s、高3.95帧/s，试验结果表明，综合考虑准确率与运行速度，改进后的SSD算法较适合进行海参智能捕捞任务。研究结果为海参智能捕捞提供参考。

摘要:小麦生产向绿色化转型是保障中国粮食安全以及小麦产业可持续高质量发展的必然要求，该研究以面源污染和碳排放量作为非期望产出，使用超效率SBM-ML模型测算了2004-2019年15个省份的小麦绿色全要素生产率，并使用Tobit模型在经济水平、财政投资、资源禀赋、生产条件等4个方面，对小麦绿色全要素生产率的影响因素进行了实证分析。结果表明，在时间变化上，小麦绿色全要素生产率在2004-2019年间整体处于下降态势，说明小麦产量提高的同时确实付出了环境破坏的代价，技术"退步"是导致这一现象的主要原因。在综合考虑现有播种面积和面积变化趋势的情况下，将样本省份分为三类产区，其中第二产区（山西、内蒙、湖北等省份）绿色生产效率最高、第三产区（黑龙江、云南、宁夏等省份）次之、第一产区（河北、江苏、安徽等省份）最低，考虑到第一产区依旧是未来小麦供给的主要区域，应该尽可能在保障产量的同时，加快推进第一产区小麦绿色生产转型。在影响因素方面，小麦总播种面积和人均小麦播种面积对绿色全要素生产率的影响最为显著，说明可以继续推进小麦播种面积向第一产区集中，但是对于规模种植户要加大绿色技术培训，农村固定投资和小麦最低收购价对于小麦绿色全要素生产率均有负面影响，原因在于这二者的目的在于经济产出和产量提升，对于环境保护缺乏关注。另外，技术进步对各项影响因素的响应积极性要明显高于技术效率，这说明相较于技术研发，中国小麦产业体系在新技术推广等方面存在更大短板。应当完善中国小麦产业支持保护政策，在产量充足的情况下，尽可能考虑环境保护的现实需求。适当扩大休耕补贴覆盖范围，缓解第一产区生态压力。在进行新技术研发的同时，要更加侧重于对绿色生产技术的推广宣传作用，提升农户对绿色生产的认知和技术熟练度。研究结果为准确把握当下小麦绿色生产现状以及未来小麦绿色化转型的政策制定提供一定参考。

摘要:在土壤风蚀过程中，跃移颗粒对表土的冲击磨蚀是公认的一种重要起尘机制。磨蚀体现了跃移沙与土壤相互作用，受沙粒跃移运动参数和土壤力学性质共同控制。然而，现有风蚀模型尚未充分考虑土壤力学性质的地位与作用，缺少磨蚀速率计算公式，亟需从固体力学角度探讨土壤磨蚀规律。该研究借鉴岩石磨蚀模型，针对含水率小于1.5%、体密度大于1.60×103 kg/m3的干燥致密土壤，提出了代表单位时间内的碰撞次数、土壤抗压强度和杨氏模量、入射沙粒动能和密度等综合效应的磨蚀变量；通过标准压缩试验测得黏土、砂土、壤土、砂质黏土、壤质黏土共5种人工均质土壤的抗压强度和杨氏模量的范围分别为0.823～4.092 MPa和0.043～0.149 GPa；利用自行设计的冲击磨蚀试验得到了干燥致密土壤在沙漠沙颗粒流冲击作用下的磨蚀规律，即磨蚀速率是磨蚀变量的线性函数，其斜率与截距分别为3.27×104和-0.027 kg/s。研究结果有助于恰当描述风蚀模型中的土壤力学性质、准确计算风蚀速率，进而服务于农田防护和水土保持工程，并为中国西北干旱区天然地貌和人工建筑风蚀现象的研究提供理论依据与数据支撑。