精准农业技术体系的研究进展与展望

该文从精准农业四大技术环节农田信息获取、农田信息管理和分析、决策分析、决策的田间实施 ,分析和评述精准农业技术体系的现状和趋势 ,总结了精准农业的效果和推广现状 ,并对精准农业的发展方向进行了展望。

汽爆麦草的两相法生物气化(英文)

蒸汽爆破作为一种新型的预处理方法被初次运用于麦草的两相气化系统,以碳酸氢铵作为补充氮源调节碳氮比,并在相同条件下以未汽爆麦草作对照试验。以汽爆麦草为原料时,水解反应器的pH值低于加入未汽爆麦草的pH值,并且在25 d后慢慢升至7;以两种麦草为原料时,甲烷反应器的pH都稳定在7左右,此时最适合甲烷生成。汽爆麦草的总固形物和挥发性固形物含量分别降低了57.5%和62.1%,下降率差不多是未汽爆麦草的2倍;纤维素和半纤维素的降解率也有了显著的提高,分别为63.0%和67.4%;木质素的降解率变化不大,都在5%左右。汽爆麦草的总产气量高于非汽爆麦草,并且一直保持较高的增长率,而非汽爆麦草的增长率一直较低;两种麦草产生的生物气中的甲烷含量大致相同,在水解反应器中后期为50%左右,在甲烷反应器中为70%左右。以上结果表明,汽爆可以促进麦草的降解,提高生物气的产量,是一种行之有效的预处理技术。

黄土旱塬Hybrid-Maize模型适应性及春玉米生产潜力估算

通过对Hybrid-Maize玉米高产模型进行田间验证,应用该模型对黄土旱塬春玉米生产潜力进行初步估算。结果表明,Hybrid-Maize模型在黄土旱塬表现出较好模拟效果,总生物量、秸秆生物量和籽粒产量模拟值与实测值间具有极显著线性相关性,其决定系数分别为0.9469、0.8164和0.9650,回归系数分别为1.0198、0.9787和1.1844,接近于1。黄土旱塬区多年光温生产潜力和气候生产潜力因品种不同有所差别,对多年平均光温籽粒和总生物量生产潜力,紧凑型玉米品种分别为13.25和22.45t/hm2,平展型玉米品种分别为12.32和20.62t/hm2,年际变化小;对多年平均气候籽粒和总生物量生产潜力,紧凑型玉米品种分别为11.97和19.94t/hm2,平展型玉米品种分别为11.37和18.63t/hm2,年际波动大。在黄土旱塬区,玉米产量潜力挖掘的主要途径应集中在提高密度和水分限制条件下,Hybrid-Maize玉米模型在指导玉米高产栽培上具有较好应用。

黄土高原地区EPIC模型数据库组建

在简要介绍土壤侵蚀和生产力影响估算模型EPIC的结构和功能基础上,重点论述了组建黄土高原EPIC模型逐日气象要素、土壤剖面理化性状和作物生长参数数据库的方法,并简要介绍了EPIC模型中田间耕作措施参数、肥料特性参数和径流曲线代码的有关情况,为EPIC模型在黄土高原地区的应用奠定了基础。

菌/酶添加对甜高粱渣青贮预处理作用的强化效果

为实现生物质甜高粱渣的青贮强化预处理和能源化利用,该研究探究了不同添加剂对其青贮质量和酶解糖化效果的影响。试验设置对照组(CK组)、植物乳杆菌组(L组)、纤维复合酶组(E组)和复合添加剂组(LE组),系统考察甜高粱渣在21 d青贮预处理期间的营养成分、木质纤维组分和发酵品质的动态变化,采用隶属函数法评价青贮质量,利用高通量测序技术分析青贮预处理过程的微生物菌群动态演绎。结合酶解糖化性能评价青贮预处理作用的强化效果,从而筛选适宜的添加剂。结果表明:青贮预处理后甜高粱渣的粗蛋白、淀粉、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、半纤维素和纤维素等能量组分含量显著高于原料(P<0.05)。青贮21 d时,3个添加剂组的干物质、可溶性碳水化合物和粗蛋白含量显著高于CK组(P<0.05),综纤维素含量显著低于CK组(P<0.05),且E组的干物质含量最高,L组的粗蛋白含量最高,E组和LE组的可溶性碳水化合物含量最高。青贮预处理期间,3个添加剂组的pH值均低于4.2,L组的乳酸和乙酸含量明显高于CK组(P<0.05),E组的乳酸/乙酸和乳酸/总有机酸比值显著高于CK组(P<0.05)。隶属函数法综合评价E组的青贮发酵质量最高。微生物菌群结果显示,甜高粱渣经青贮预处理后,3个添加剂组的细菌菌群丰富度和多样性都明显下降,门水平细菌主要以变形菌为主,属水平细菌主要包含肠杆菌、泛菌、明串珠菌、魏斯氏菌、拉恩氏菌和葡糖杆菌等,这些微生物与青贮质量密切相关。甜高粱渣经青贮预处理后的还原糖得率显著提升,尤其E组得率比原料提高了117%。结合成本效益法分析,利用纤维复合酶对甜高粱渣进行青贮强化处理的E组纯收益最高,较甜高粱渣原料提高了近3倍。总之,单独添加纤维复合酶不仅能明显改善甜高粱渣的青贮发酵质量,实现稳定保存,还能使其青贮预处理作用得到强化,进而提高甜高粱渣的生物降解性能,是一种经济合理、技术可行的青贮预处理强化方法。

大气湿度与氮肥水平对冬小麦形态建成及水分利用效率的影响

通过大型智能人工气候箱中的盆栽试验,研究了35%RH、85%RH两个大气湿度与0、150 mg·kg-1、300 mg·kg-1 3个氮肥水平对冬小麦株高、分蘖数、叶面积、干物质积累以及水分利用效率的影响。结果表明:高大气湿度能够增加冬小麦株高和叶面积,但对冬小麦分蘖在不施氮和中施氮时表现出负效应;大气湿度对冬小麦干物质量的影响取决于氮肥施用水平,中施氮时,高大气湿度可显著提高冬小麦生物量并降低其根冠比;高大气湿度可显著降低冬小麦水分消耗量,中、高施氮水平下提高水分利用效率,且施氮肥处理显著高于不施氮肥处理。

作物模型与气候模型的连接研究进展

针对目前气候变化对农业影响的大气模型与作物模型尺度差异问题,介绍了气候变化对农业生产影响中气候模型与作物模型相连接的方法,即大气模型的降尺度和作物模型的升尺度连接,指出目前这些方法中存在的问题,并对各方法中常用方式如天气发生器、作物模型区域校正等进行了介绍,最后指出未来的发展方向。

农村沼气池处理粪便防病效果现状评价

利用沼气池处理人畜粪便是本省农村环境卫生综合治理的基本内容之一。笔者最近对全省农村正在使用中的三结合沼气池（厕所、猪圈、沼气池）处理粪便的防病效果现状进行了抽样调查，结果报告如下。１调查内容和方法１１调查点选择根据全省的地域分布和经济发展水平等，在...

基于物联网和人工智能的柑橘灌溉专家系统

针对山地柑橘传统灌溉方式存在的费时耗力、不科学和水资源利用率低等问题,设计了基于物联网和人工智能技术的山地柑橘智能灌溉专家系统。各节点传感器实时监测土壤水分等相关信息,经无线传感器网络和GPRS上传到服务器。专家系统根据采集到的环境数据,结合专家知识,和网络接口获取到的天气预报降雨信息,综合权衡后作出控制调节。专家系统还通过人工智能自然语言处理技术训练语义模型,实现自动问答,指导用户栽培柑橘的功能。实验结果表明,该系统能实时监测到果园环境、根据作物不同时段需水量和自然降雨情况将土壤湿度控制在适合范围,具有稳定性好、能量自给、智能化高等特点。

论“国家农业科学数据共享平台”的内容与服务

本文简述了国内在线数据库现状 ,对“国家农业科学数据共享平台”的内容、地位和优势 。

山东省农业信息网站现状及发展对策

分析了山东省农业信息网站的发展现状及存在的主要问题,提出了促进农业信息网站发展的建设性对策。

无线传感器网络在食品冷链物流监控中的应用研究

物联网作为解决食品冷链物流监管不严的有效手段,成为各国关注的焦点,但由于物联网存在高功耗、可控距离短和价格昂贵等缺陷,限制了其在食品冷链物流中的推广,随着基于ZigBee技术的无线传感器网络成为物联网的核心技术,很好地解决了这些问题。利用基于ZigBee技术的多频段组网协调器和木质卡板监控系统,使用价格较低且布置密集的传感器,由无线传感器作为多跳路由进行传输,并结合RFID、GPS和GPRS等技术达到多频段密集采集数据,长、短距离传输自主切换,低功耗和低投入等目的,加快物联网在食品冷链物流中的应用和食品安全监管规范化的进程。

转EdHP1(氢离子焦磷酸化酶)基因小麦的钾利用特征研究

由于农业生产对地力的掠夺加剧了土壤的钾素亏缺,严重影响了农业的可持续发展。本文通过根箱试验对比研究K0(不施钾)、K1(施KCl 186 kg·hm-2)和K2(施KCl 805 kg·hm-2)3个施钾水平下,转披碱草EdHP1(氢离子焦磷酸化酶)基因小麦和野生型小麦根系对土壤钾的吸收利用、根际钾素动态及土壤酶活性等的影响,探讨转基因技术对提高小麦钾素的吸收和利用效率的潜力。结果表明:在不同施钾水平下,转基因小麦根际土壤速效钾含量均低于野生型小麦。在K1施钾水平下,转基因小麦根际土壤速效钾含量比野生型小麦分别低8.30%(30 d)、15.02%(60 d)和12.53%(75 d)。由于转基因小麦对根际土壤钾的吸收较大,导致在试验中有非根际土壤速效钾向根际迁移的过程。在K0、K1和K2钾水平下,转基因小麦钾生物利用指数比野生型小麦分别提高了22.39%、136.21%和14.03%,地上部钾含量分别提高了225.97%、18.77%和17.28%,根系阳离子交换量(CEC)分别提高了55.19%、33.16%和30.44%。不同钾水平下的转基因小麦根际土壤过氧化氢酶和脲酶活性均显著高于野生型小麦。因此,披碱草根系EdHP1基因的引入,能有效提高根系阳离子交换量,创造适于钾吸收的根际环境,显著提高了小麦对钾素的吸收和利用效率。

计算机图像处理技术在沙漠化防治中的应用

当今农业用地沙漠化情况日趋严重,随着信息技术的发展,通过图像处理和阀值分割方法,将图像中的沙漠化区域从背景中分割出来。使用这种方法处理不同时期某地区的图像后,能直观地判断这个地区沙漠化的变化规律和发展趋势。

作物数字图像评价与校正算法的应用研究

作物数字图像的质量是图像处理和信息准确提取的关键。高质量的数字图像不仅是信息提取的前提,也是建立定性或定量理化参数统计和机理估算模型的保障。在图像获取、传输和处理过程中有时会出现图像降质问题,即图像退化。从引起作物图像降质的原因、图像降质后对图像后续处理的影响、减少或消除各种不利不良影响的措施,以及图像质量的评价指标等方面展开讨论,并就作物图像质量今后的研究方向进行了展望。

厌氧微生物对CO的降解转化特性研究

为评价生物法同步沼气提纯与合成气利用工艺的可行性,文章通过批实验考察了不同初始CO含量、气液传质速率和污泥形态条件下微生物对CO的降解转化特性。结果表明:CO被厌氧微生物完全降解转化所需的时间随其初始含量升高而延长,当CO初始含量分别为10%,20%和40%时,絮状污泥完全降解CO所需时间分别为3,7和15 d,颗粒污泥需2~3 d;不同气液传质速率对絮状污泥降解CO的影响不大,但能明显影响颗粒污泥降解转化CO,在相同初始CO含量(20%)条件下,颗粒污泥在高气液传质速率时对CO的最大降解速率比低气液传质速率时提高近2倍;颗粒污泥实验组中CO的最大降解速率比絮状污泥提高了约85%~90%,有望在后续同步沼气提纯与合成气利用工艺中得到应用。

沼气工程远程监控Socket通讯稳定可靠性及效率策略

建立远程监控系统已成为现代沼气工程发展的实际需要,网络通讯是远程监控系统中的关键环节,由于受地处偏远郊区的限制,网络不稳定性和通讯成本问题非常突出。如何结合沼气工程远程监控数据传输的自身特点,制定合适的网络通讯策略,直接关系到通讯的稳定可靠性和效率。本文通过数据通讯的短帧格式,沼气站点编号校验,以及中断重连机制等措施解决通讯的稳定性;通过命令字,数据帧长度,以及校验码设计等字节设置解决通讯的可靠性;通过通讯软件的定时器设计,多重连接防止机制,以及心跳信号机制等措施解决通讯的效率问题。这些策略,通过通讯协议设计,数据帧接受处理机制,以及客户端、服务器端软件架构设计来实现,经调试运行是可行的。

农业模型与物理人为标准探讨

各种各样的农业模量组成农业模型、组成农业模型的模量可以是氮源、碳源、秸秆、肥料、阳光、水分等。每个地域的农业模型各不相同,缺水地区农业模型的模量一定有水分。缺劳动力地区的农业模型一定有农业机械化模量。农业模量也可以包括阳光、空气、土壤、农作物、动物等,这些模量组成农业模型。物理原理需要人为制定物理现象下的物理试验标准,这些人为制定的标准是具体试验中得出的,未知现象可以以具体人为制定标准为指南,估算在物理原理下的未知现象。

基于WebGIS的古树名木网络化管理系统的设计与实现

近年来,古树养护逐步向信息化网络化方向发展,古树名木信息管理与WebGIS的结合应运而生。二者的结合实现了古树空间信息的管理与古树信息资源的网络共享,为科学养护古树提供了良好的平台。笔者采用当前流行的Ajax技术,以Mapinfo公司的MapXtreme For Java产品作为平台,将古树的信息管理系统(MIS)与地理信息系统(GIS)相结合,从而实现了古树名木信息管理的网络化。在此基础上,提出并初步实现了专家系统在古树管理中的应用,从而使古树管理更加系统化、科学化。

热电沼气联供系统冬季性能试验研究

为了解决农村地区生活热水、生活燃气和冬季采暖的问题,研发了光伏、光热和沼气互补的新型热电气联供系统,笔者在2014年12月12日~2015年3月31日在甘肃民勤地区进行了室外试验,测试并研究了该系统在整个采暖季内的产能性能。研究结果表明在整个供暖期该系统发电量260.7 k Wh,总产沼气110.71 m3,试验户供暖期共用680.70 kg标煤,比达到试验户同等温度水平的对比户节约标煤5819.30 kg。理论分析了系统的节能环保性和能源经济性,与传统供能系统相比,该一体化热电气联供系统每年为农户可节省用能费用11046.20元,投资回收期为4.37年,太阳能主动供暖节能率可达到89.5%。试验研究为建设美丽乡村提供理论指导和借鉴。