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[硕士论文] 郭栋
农业资源利用 东北农业大学 2017(学位年度)
摘要:农作物遥感分类是作物产量预估和种植面积估算的基础,是遥感技术在农业应用领域的重要组成部分,具有非常重要的意义。准确识别农作物的种类可以实现对农作物的种植面积、空间分布及布局的准确估计,并为农作物的估产提供了主要输入参数。当前,利用光学数据来进行农作物分类的技术已相对来说比较成熟,但是光学数据对相同生长期内作物的分类监测仍然存在着“同谱异物”的问题,并且易被天气影响,导致在作物生长关键时期内经常无法获取可利用的监测数据。基于这种情况,SAR(Synthetic ApertureRadar)数据成为可用的数据源,SAR数据可全天候、全天时的工作;对植被、云层都有较强的穿透能力,从而能得到植被的表层信息,且可反映其内部构造等相关信息,但是,作为一种相干的测量系统,SAR接收的信号经常会受到斑点噪声的干扰,从而对地物的分类精度造成影响。鉴于SAR数据与光学数据在作物分类这方面所体现出的差异性,本文利用作物生长期内的3景光学数据与3景Sentinel-1A雷达数据,以黑龙江省典型黑土区为研究区,结合农业保险公司提供的投保地块,对数据进行了最佳时相的选择,提取了研究区内耕地范围作为掩膜进行分类;利用最大似然法对SAR数据与光学数据波段组合、融合,进行作物分类相关研究,通过真实地表投保地块数据对结果进行检验、对比分析;并对不同时期不同作物进行后向散射特征分析,从而验证不同时期不同作物分类精度。
  本研究主要内容包括:⑴Sentinel-1A地距影像(GRD)处理。GRD数据是Sentinel-1A数据独有的数据格式,运用ENVI、Toolbox等软件,完成对数据的辐射定标、噪声滤波、地形矫正等处理步骤。选取合适的滤波方式,从而提高作物分类精度,为识别与使用遥感图像中作物信息的后续工作提供了一定思路。⑵结合SAR数据与光学数据可以提高作物分类精度。通过最大似然分类法利用多时相SAR数据与单时相光学数据波段组合后的分类总精度比使用单时相光学数据分类精度提高了约3~13%,比单独使用雷达数据分类精度提高了约8~18%。结合不同作物后向散射特征分析结果,可得出不同时期最大似然分类结果与后向散射分析结果基本吻合;利用PCA变换、Gram-Schmidt变换、NNDiffuse变换的融合后分类总精度相比于光学数据集会有稍许提高,且利用NNDiffuse变换的光学数据集与9月13日Sentinel-1A数据融合后的分类精度比光学数据集的分类精度提高了4%。⑶SAR数据会明显增强作物特征。SAR数据可用于改善农作物遥感分类的精度的原因是其所含的丰富的结构信息可以改善光学数据的波谱信息,显著提高了不同作物之间的差异,使田块边界明显,增强了作物之间的可分性,增强了对作物的识别分析能力。
[博士论文] 王峰
土壤学 华中农业大学 2017(学位年度)
摘要:干旱是造成农业损失最严重的自然灾害之一,即使在湿润多雨的亚热带红壤区也频发季节性干旱。人们对季节性干旱的发生机制及其调控进行了深入研究和实践,然而,多是单一研究土壤或作物对季节性干旱响应,缺乏对土壤-作物系统对季节性干旱响应及缓解季节性干旱对策的系统探讨。本研究在充分认识亚热带红壤区季节性干旱时空特征的基础上,通过设置不同的作物种植时期、耕作措施,探索从时间和空间上减缓季节性干旱的途径。通过设置不同的施肥措施和秸秆覆盖等水保措施,分析土壤水分、作物生长及根系分布、土壤结构变化与季节性干旱的关系;从土壤、作物、施肥、田间管理多方面探讨对土壤-作物系统对季节性干旱的响应及季节性干旱的发生机制,得到如下主要结论:
  1.亚热带红壤区季节性干旱具有鲜明的时空特征。该区每年7~10月蒸发量大于降雨量,7~8月份蒸发量是降雨量的2.1倍,两者相差达265.8mm,此时段最易发生干旱。林地、草地、裸地和农田四种土地利用方式中,农田7~8月份处于作物需水旺盛期,且根系多分布在0-30cm土层。因此,每年7~8月农田0-30cm土层易发生季节性干旱,且连续干旱超过12天不利于玉米生长,玉米生长前期遇旱减产风险大于后期遇旱。调整播期或促进根系下扎可能会减少季节性干旱危害。
  2.错开作物需水旺盛期或关键期与季节性干旱易发时段将有利于避旱。连续两年从5月中旬开始每15天播种一期玉米,每年播种五期。以正常播期6月中旬为参照,播期前移,玉米产量无显著变化;播期后移,玉米籽粒产量显著下降,减产达23.3%-52.6%;不同播期间茎叶干重差异不显著。不同播期玉米成熟期的根系90%以上均分布在0-30cm土层,且无明显分层,根质量密度也无显著差异。播期前移可能会避开作物后期遇旱,但是改变播期并没有改善根系分布,也没有明显的避旱效果,播期后移作物反而减产。通过调整播期来减缓季节性干旱的效果不佳。
  3.相对于常规耕作,短期的深耕、免耕和压实均改善0-40cm土层水分状况,提高田间持水量3%-5%和有效水含量22%-50%,且主要影响0-20cm土层。与常规耕作相比,短期的深耕提高玉米籽粒产量25.8%,15cm×40cm土体玉米总根质量密度21%;短期的免耕和压实则分别减产16.7%和21.6%,分别降低玉米总根质量密度21%和50.5%;短期的深耕降低了0-10cm表层玉米根系比例约10%,提高30-40cm深度根系比例43%;短期的免耕和压实分别提高10.5%和6.2%,降低30-40cm深度根系比例10.5%和54.5%。该区季节性干旱多发于0-30cm土层,下层土壤含水量充足,仅提高表层土壤有效水对缓解季节性干旱作用有限;而短期的深耕促进根系下扎,吸收深层水分。针对时空特征鲜明的亚热带红壤季节性干旱,短期深耕缓解红壤干旱效果优于其它耕作措施。
  4.与长期免耕不施肥相比(CK),长期免耕施用化肥(NPK)、有机肥(鸡粪,OM)和化肥配合秸秆覆盖还田(NPK+S)显著提高土壤有机质含量和土壤氮磷钾含量;轻微提高(小于7%)0-40cm土层田间持水量、有效含水量和吸水速率,且主要影响0-20cm土层;NPK和OM分别降低地表非饱和导水率50.7%和67.7%,NPK+S则提高128.0%;NPK、OM和NPK+S分别降低表层土壤第一阶段蒸发失水速率23.7%、36.8%和50.0%,分别提高夏玉米叶面积37.6%、45.1%和46.9%和根质量密度47.7%、133.0%和103.4%。玉米各生育期根干重、根深度、深层根系分布比例从高到低依次是NPK+S>OM>NPK> CK,且根系90%均分布在20 cm以上土层。与CK相比,三种施肥均提高玉米产量和水分利用率3-4倍,但是在发生持续干旱时,均增大玉米CWSI1.1-5.2倍。长期免耕施肥虽然促进了根系生长,但是大量根系分布在20cm表层土壤,加之施肥显著增大叶面积,导致在发生持续干旱时,表层土壤失水快,作物CWSI高,加剧表层土壤干旱和作物水分胁迫。
  5.亚热带红壤区前期水蚀后期干旱。本研究通过在作物间设置无水保措施的作物对照(CK)和百喜草带(B)、秸秆覆盖(SM)、聚丙烯酰胺表施(PAM)、稻草覆盖+PAM(SPAM)、百喜草带+PAM(BPAM)5种水保措施,研究雨蚀地表结构变化对旱季性干旱的响应,结果表明,夏玉米生育期0-30cm土壤储水量CK与B、PAM和BPAM措施差异在5%以内,与SM和SPAM措施差异为7.4%和8.2%。与5种水保措施不同,降雨后作物对照(CK)显著(p<0.05)降低0-20cm土壤的WSA0.25和0-30mm土层孔隙率及平均孔径,显著(p<0.01)增加结皮覆盖率。CK措施下土壤的WSA0.25是5种水保措施土壤WSA0.25含量的63%-88%,土壤孔隙率是5种水保措施的79%-97%。我们用干旱强度I和干旱程度D量化土壤失水速率和土壤干旱状况。相关分析表明,干旱强度I与结皮大小、结皮覆盖率显著正相关,与WSA0.25显著负相关。干旱程度D与结皮覆盖率显著正相关,与WSA0.25和0-15mm孔隙率显著负相关,且土壤0-15mm孔隙率对I和D的影响最大。CK措施连续干旱20天的平均I值和最后D值分别是5种水保措施1.2-2.5倍和1.1-1.4倍。水蚀改变地表结构,虽然对土壤储水量影响很小,但是显著提高了表层土壤失水速率和干旱程度。雨蚀改变地表结构提高地表失水速率是季节性干旱形成的原因之一。
  6.秸秆覆盖作为一种水保措施被广泛运用。本试验通过设置三个秸秆覆盖和施氮水平研究土壤-作物系统对土壤水热状况的响应,结果表明,秸秆覆盖轻微提高0-30cm土壤含水量(小于5%),对土壤0-5cm土层最大降温3.3℃-6℃,最大增温0.7℃-2.5℃,其降温效果大于增温效果。施氮提高玉米产量,施氮加覆盖增产更多。不施氮时高覆盖量玉米籽粒产量显著降低,不施氮时覆盖10000kg/hm2玉米籽粒减产达21%。覆盖总体降低土壤NO3--N含量,提高NH4+-N含量;施氮总体提高土壤NO3--N含量,降低NH4+-N含量。覆盖和施氮总体分别提高玉米吸氮量超过16.9%和23.6%。覆盖时增施氮肥,氮素生产率提高。低氮水平下覆盖降低氮素生产率,高氮水平下覆盖提高氮素生产率。秸秆覆盖的作用受氮水平限制,覆盖和施氮相互弥补,既有利于改善田间水热状况,又有利于提高作物产量和水分利用率。
  7.在阐明亚热带红壤区季节性干旱时空特征的基础上,通过不同播期、耕作、施肥和水保措施,对季节性干旱发生的原因及对策进行了探讨,结果表明:亚热带红壤农田根系分布和地表失水是该区季节性干旱发生的两个原因。为促进根系下扎和减少地表失水,我们建议每年夏季作物尽量深松耕、早播种、早施肥,耕作深度最好超过30cm,避免6月中旬以后播种,同时有机肥配合化肥作为基肥深施土壤;尽量保持全年秸秆覆盖。
[硕士论文] 李茹
风景园林学 广西大学 2017(学位年度)
摘要:试验以金花茶(Camellia nitidissima)2年生嫁接苗为材料,采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计,研究不同水肥处理下盆栽金花茶苗期生长及生理的效应机制,揭示不同水氮磷耦合下盆栽金花茶生长生理的水肥特性,叶片养分积累、需求规律以及金花茶各指标间的相关性。筛选出对金花茶生长生理最佳水肥水平,提高水肥利用率,为金花茶在园林栽培、推广等提供理论基础。具体研究结果如下:
  (1)盆栽金花茶苗木株高与地径的生长量在10-12月份长势最佳,不同水肥处理间各生长指标株高相对增量、地径相对增量、比叶重、根冠比、生物量均呈显著性差异。在主效应分析中,水氮磷三因素对金花茶株高与地径的相对增量产生极显著的影响,对生物量无显著影响。在耦合效应分析中,水氮交互对株高相对增量影响显著,当W=16%,N=2.4g时株高相对增量值最大;水氮、水磷对地径相对增量和生物量产生显著性影响,当W=16%,P=1.2g时地径相对增量值最高,当W=16%,N=3.6g时金花茶生物量出现了极值。除了根冠比之外,各生长指标之间都存在着极显著的正相关关系,其中比叶重与株高相对增加量的相关性最大。
  (2)不同水肥处理对金花茶叶片含水量并无显著性影响,不同处理下光合作用的各指标均有极显著差异性。除了胞间二氧化碳Ci之外,在相同施肥处理下,金花茶净光合速率Pn、蒸腾速率Tr和气孔导度Gs会随着干旱胁迫的增加而降低。水分均对金花茶各光合作用指标Pn、Tr、Ci以及Gs有显著性影响,氮对Pn和Ci有显著影响,磷对Ci有极显著的影响。耦合效应中,水氮磷三因子之间的两两交互作用对金花茶光合作用的四个指标均无显著性影响。
  (3)金花茶叶绿素a、b以及叶绿素总量的变化趋势整体一致。磷对叶绿素a的影响效应最显著,氮磷交互对叶绿素a的影响作用大于水氮交互,水磷交互对叶绿素b有显著性影响,氮磷交互对叶绿素总量的显著影响作用大于水磷交互。在相同的施肥水平下,土壤含水量低的处理叶绿素含量较低。水因子对PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm有显著性影响(p<0.05);三者的交互作用均对Fv/Fm无显著影响。
  (4)干旱胁迫较严重时,丙二醛(MDA)含量最高;水肥较充足的处理,MDA含量最低。氮因素对MDA的显著性负效应影响大于水。三因素的耦合效应均对金花茶叶片MDA含量无显著性影响。水氮磷三因子分别对可溶性糖含量、可溶性蛋白含量有显著性正效应影响。氮磷交互对可溶性糖与可溶性蛋白含量产生显著抑制作用。
  (5)水氮磷三因子均对叶片全氮有显著正效应影响,影响大小为磷>氮>水,水因子对叶片全磷有极显著正效应影响,氮对金花茶叶片全钾的负效应影响大于水对其正效应影响。水磷交互对叶片全氮有极显著抑制作用,水氮磷三者的交互对叶片全磷、全钾产生显著促进作用,且NP>WP>WN,氮磷交互对金花茶叶片全钾产生显著的抑制作用。在耦合效应中,当P=1.6%,N=3.6g时植株叶磷含量最大;W=16%,P=1.4g植株叶片钾含量出现峰值。
  (6)株高相对增量与地径相对增量、比叶重、生物量以及叶片含磷量有极显著正相关关系,与MDA为极显著的负相关关系。根冠比除了与金花茶叶片蒸腾速率Tr有极显著的正相关关系以外,与其他指标均无显著性关系。综合分析当土壤含水量为13.8%,施氮量为1.81~3.62g/株,施磷量约为1.2g时金花茶苗木生长状态最佳。
[硕士论文] 舒晓晓
植物营养学 河北农业大学 2017(学位年度)
摘要:针对农业生产中存在的氮肥施用过量、氮素损失严重、土壤失衡、粮田温室气体排放增加等问题。本文采用田间试验与室内土柱淋溶相结合的研究方法,以冬小麦/夏玉米轮作系统为研究对象,设置不施氮肥(CK)、农民习惯施无机氮肥用量(FN)、推荐无机氮肥用量(RN)、锌腐酸尿素代替推荐无机氮肥用量(RN+HA)、减施推荐无机氮肥用量基础上配施有机肥复合调理剂(OM+N)等处理,研究有机物质调控下的粮田系统温室气体排放特征、作物生物效应、氮素利用以及在土壤剖面中的垂直运移规律等,以期为粮田合理施用氮肥、提高氮素利用率,减少氮素损失和减排温室气体等提供科学依据。取得的主要研究结论如下:
  1.本试验田是土壤CO2和N2O的排放源,土壤CH4的弱吸收汇。轮作季土壤的CO2和N2O排放峰值均是在施肥和水分变动时产生,玉米季排放量高于小麦季,且轮作系统CO2和N2O的排放通量与土壤温度、湿度呈极显著相关。RN+HA和OM+N处理可降低轮作系统CO2排放峰值,两种处理的N2O排放总量较RN处理减少0.98~1.58kg hm-2;OM+N较RN+HA处理排放量降低20.9%,N2O-N排放系数最小。
  2.轮作系统的总GWP主要由CO2决定,对温室效应贡献达97%,N2O和CH4的贡献较小。FN处理的净GWP最大,减施氮肥后净GWP减少26.3%~53.6%。RN+HA和OM+N处理减低CO2和N2O的GWP,增加作物固定C量,进而降低净GWP。OM+N较RN+HA净GWP减少4.0%~22.1%,减排潜力最大。
  3.减施氮肥RN与FN处理的小麦和玉米产量接近,籽粒吸氮量上升28.4%,氮肥生产效率、农学效率和表观利用率分别增加31.7%、35.4%、12.7%,两季后土壤残留氮素减少47.5%,氮素表观损失降低18.5%。等氮量下RN+HA处理相比RN处理增收2596.1yuan hm-2,玉米季土壤表观损失氮下降14.8%,后茬玉米C/N比增加,固碳效果明显增强。OM+N处理在轮作系统氮素利用率最高,氮肥生产效率、农学效率、利用效率比RN显著增加14.6kg kg-1、9.7kg kg-1和19.5%,籽粒吸氮量增加14.4kg hm-2,土壤残留氮减少22.0%,氮素表观损失降低30.1%,C/N比上升0.6%~2.7%,由于增加了84.0%的肥料成本,纯收益与FN处理持平。
  4.施用无机氮肥显著增加土壤下层铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)的淋失量。有机物质调控下的RN+HA和OM+N处理可延长上层土壤NH4+-N峰值出现时间,降低下层NH4+-N浓度。OM+N处理增加0~40cm土层NH4+-N淋失,降低60~100cm土层NH4+-N的淋失,提升0~40cm土层的NO3--N残留,OM+N处理减少氮素淋失效果优于RN+HA。
  综上,有机物质调控下的RN+HA、OM+N均利于温室气体减排和氮素利用。考虑氮素利用、作物生物效应和环境损失,OM+N虽生产成本较高,纯收益与农民相近,但其施肥量最小,产量最高且氮素转化利用效率高,利于土壤理化性状改善,较好地抑制氮素下移,降低淋失风险,是值得推荐的一种新型氮素调控措施。
[硕士论文] 张强
测绘科学与技术 西南交通大学 2017(学位年度)
摘要:黑河流域是我国第二大内陆河,也是我国重要的商品粮生产基地。中游地区的气候、水利条件适合农作物生长,流域内主要种植玉米、小麦等多种商品粮作物。了解主要农作物的产量及其分布对于国家相关部门制定农业和经济等相关战略计划具有一定的意义。利用遥感技术进行估产的方法较多,其中CASA模型结合了生态学原理和遥感技术,相对于其它模型,它拥有输入参数少、机理性较强、估算结果比较准确等优点。选择CASA模型对黑河流域中游地区的产量进行估算,由于研究区的气候干旱少雨,灌溉是农作物最主要的水源,在以往的研究中没有考虑灌溉因素对估算结果的影响,本文将在这方面进行改进,基于CASA模型,以ENVI、ArcMap等软件为平台,以MODIS遥感数据、气象数据等为输入数据,首先估算了黑河流域中游地区的NPP,验证该模型在研究区内的适应性,然后进行了农作物产量估算。
  本研究主要内容包括:⑴分析了黑河流域中游地区遥感估产技术研究进展,基于改进的CASA模型对黑河流域中游地区主要农作物,包括玉米、小麦、油菜籽和大麦进行了估产,结果表明流域内的作物产量分布呈现“西北低东南高”的现象。⑵对CASA模型的输入数据的处理方法进行研究。采用薄盘光滑样条插值法对气温、降雨数进行插值。使用ArcMap的太阳辐射计算工具计算太阳辐射。⑶为清晰直观表达估产结果,利用遥感数字地图制图技术,进行了专题要素表示方法、色彩等的选择设计,制作了2007、2012和2014年的4种主要农作物的产量分布图。⑷为获得灌溉因子,对黑河流域中游地区的灌溉量进行了估算,并将灌溉因子用于对CASA模型的改进。将估算NPP与其它研究成果进行对比,证明了本研究的估算结果在一定的合理区间,然后与MOD17-NPP数据进行了相关性分析。研究表明,加入灌溉因子后的模型模拟效果更好,估算的结果精度更高。⑸为分析产量积累过程与作物NDVI之间的关系,基于CASA模型估算出每种农作物的月产量,并将月产量与月NDVI进行比较。结果表明,农作物的月产量与NDVI线性关系明显,进而表明NDVI与作物单产具有显著的线性关系。
[硕士论文] 张成良
车辆工程 山东农业大学 2016(学位年度)
摘要:我国是一个农业大国,而大田种植业是整个农业中不可或缺的一部分,传统的大田种植业已经不能够满足人们的生产生活需求,随着农业物联网的发展,我国农业开始由传统农业向现代农业的转变,农业物联网发展对实现农业的自动化生产、最优化控制、智能化管理有着重要价值,对实现农业集约化、高产、优质、高效、生态和安全的目标具有重要意义。针对传统农田环境监测系统存在数据传输范围小、硬件价格高、布线复杂纷乱以及数据分析处理不完善等问题,研究了农业物联网的农业信息感知技术、农业信息传输技术、农业信息处理技术的技术需求和技术特点,提出了能够远程监控田间环境的设计思路,设计了基于ZigBee的远程田间监控系统。
  本研究主要内容包括:⑴针对农业田间管理的需求,研究了ZigBee技术和传感器技术,提出了ZigBee节点田间数据采集、传输和继电器控制的设计思路,设计了基于 ZigBee的田间数据采集系统。通过对ZigBee2007规范的Z-Stack协议的研究,设计开发了ZigBee无线传感器网络中协调器和各采集节点的应用程序,该程序通过对基于 ZigBee的田间环境信息采集系统的硬件控制,实现空气温湿度、土壤水分、光照等信息的无线采集、显示与短距离传输,并能够根据控制指令完成节点端继电器的开闭。同时,以系统的低功耗和可靠性出发,ZigBee无线传感器网络模块采用美国德州仪器TI公司的CC2530模块,每半小时对田间环境信息进行一次数据采集,其他时间传感器节点处于低功耗睡眠状态,经过试验测试,系统拥有稳定的可靠性。⑵针对传统田间数据传输范围小的问题,研究了单片机技术和GPRS移动通信技术,提出了STC12C5A60S2单片机控制SIM900A模块的远程数据传输系统,设计了单片机控制SIM900A模块的远程数据传输程序,该程序一方面能够实现接收协调器发送来的各采集节点的环境数据,通过GPRS通信技术将数据远程传输到上位机,另一方面将上位机的控制指令发送到协调器,完成田间的智能化管理。⑶针对用户获取田间信息并进行有效管理的需求,研究了MySQL数据库、PHP、Apache和TCP/IP协议等技术,提出了基于MySQL数据库的上位机农田信息管理系统,设计开发了基于VC++6.0的上位机程序,该程序能够接收远程数据,将收到的数据存储到MySQL数据库中,并且对数据进行分析,向下位机发出控制浇水指令。同时,数据库可以接受用户的访问,方便用户获得自家田地的环境信息。⑷试验测试结果表明,本文提出设计的基于ZigBee的远程田间监控系统达到了远程监控空气温湿度、土壤湿度、光照强度等环境信息的效果,并且整个系统具有较高的稳定性和较高的数据传输效率;当土壤湿度超过设定的阈值时,系统能够自动发出浇水的控制指令,实现智能浇水的功能;用户能够通过账号和密码访问数据库获得自家田地的环境信息。该系统满足农田信息监测过程中对多测点、移动性、便捷性、远程监控等方面的要求,解决了农业信息监测中受复杂环境因素的影响而布线不便、传输范围小、数据存储与解析等难题,能够满足农业环境监测自动化、信息化、智能化的需求,对现代农业的发展具有重要的意义。
[硕士论文] 夏博
土壤学 河北农业大学 2016(学位年度)
摘要:液膜覆盖种植具有减少土壤水分蒸发、保墒、提高作物水分利用效率的作用,与水肥协调可使作物达到优产优质的效果。本试验以冬小麦“石麦15”与夏玉米“郑单958”为供试材料,通过旱棚盆栽试验,进行冬小麦-夏玉米全生育期丰水、平水、贫水、欠水四种模拟水分条件,与氮磷钾肥和液膜用量配合的三因素四水平正交设计,研究水肥与液膜配合下冬小麦与夏玉米不同生育阶段的生物学性状与养分吸收利用特征,明确不同水肥液膜配比对小麦玉米产量、水分利用效率的影响,提出适合冬小麦与夏玉米高产高效的最优水肥调控措施,为冬小麦-夏玉米轮作体系节水节肥高效生产提供理论依据和技术支撑。
  主要研究结果如下:
  1.在夏玉米苗期和拔节期,土层土壤水分含量在0~40cm随液膜用量增加而提高,并在QM3水平下达到最高值,但仍显著低于黑膜处理的土壤水分含量。吐丝期后,各液膜处理间的土壤水分含量没有明显差异,并且20~40cm土层的土壤水分含量在施肥处理下低于无肥处理。
  2.冬小麦的产量以C15处理(W500 mm+N180kg/hm2+P2O5135kg/hm2+K2O135kg/hm2+L30kg/hm2)最高,丰水年(C13~C16)水肥处理小麦产量均显著高于其它处理,提高冬小麦产量的较佳水肥组合为(W500mm+N180kg/hm2+P2O5135kg/hm2+K2O135kg/hm2+L30kg/hm2),各因子对产量的影响顺序为W>F>L,冬小麦产量与水因子相关性达极显著水平,F因子为显著相关,L因子在平水及丰水年对产量的影响不显著。冬小麦产量与千粒重呈极显著正相关,与穗数、穗粒数呈显著正相关。
  3.夏玉米的产量以C11(W400mm+N180kg/hm2+P2O5120kg/hm2+K2O135kg/hm2+L0kg/hm2)处理最高,平水年处理(C9~C12)的水肥处理下的产量均显著高于其它处理,欠水处理(C1~C4)的产量均显著低于其它处理。提高夏玉米产量较佳的水肥组合为(W400mm+N180kg/hm2+P2O5120kg/hm2+K2O135kg/hm2+L30kg/hm2),各因子对产量的影响顺序为W>F>L,且W因子为极显著,F因子为显著,L因子在平水年及丰水年对产量的影响不显著,在欠水年对产量的影响极显著,在贫水年影响显著。夏玉米产量与百粒重、行粒数、轴重均呈极显著正相关,与穗行数相关性不显著。
  4.冬小麦水分利用效率以C7(W2F3L4)处理最高,并且在中高水分条件下,喷施液膜小于施肥对玉米水分利用效率的影响。夏玉米水分利用效率在200mm灌水条件、液膜用量L2水平下最高,随水分增加,液膜用量增加,玉米水分利用效率保持高水平;当灌水达到平水条件,不喷液膜处理(C11)也达到水分利用效率高水平。
  5.冬小麦的株高、叶面积在高水水中肥(W4F3)处理下达到最大值,水分相同条件下,以F3(N180kg/hm2+P2O5135kg/hm2+K2O135kg/hm2)为最佳施肥量,表现为中肥(F3)>高肥(F4)>低肥处理(F1、F2);在施肥量相同下,叶面积在高水中肥处理(W4F3)下能达到最大值。夏玉米的株高、叶面积、茎粗在拔节期以丰水年中肥处理(W4F3)条件下达到最大值。综合分析可知,夏玉米以平水中肥(W3F3)处理(W300mm+N180kg/hm2+P2O5120kg/hm2+K2O135kg/hm2))的生长发育状况最佳。
  6.小麦、玉米植株和籽粒中的养分吸收量与水肥密切相关,且在一定范围内与施肥量成正比。小麦、玉米植株最大养分吸收出现在F3(N180kg/hm2+P2O5135(120)kg/hm2+K2O135kg/hm2)处理。小麦籽粒中吸收的氮、磷、钾分别占植株总吸收量的77.09%~91.23%、70.2%~90.31%、30.34%~33.5%。玉米籽粒中吸收的氮素占植株总吸收量的57.94%~62.55%,磷素、钾素分别占56.51%~66.18%、18.03%~27.06%。
[硕士论文] 钟林忆
地图学与地理信息系统 华南农业大学 2016(学位年度)
摘要:随着国家农村土地流转、农业供给侧改革等农业政策的不断深入,小型家庭农场、农业合作社、农业企业、专业大户等新型农业生产主体在得以迅速增长和发展的同时,未能转变过去零散随意的经营方式,生产种植不规范、技术落后、生产效率低下、农产品生产过程不透明、信息不对称等问题凸显,制约着农场现代化的经营和发展。智能移动设备的涌现以及GIS技术、微信技术、HTML5等现代信息技术和理论的快速发展,为新型农业生产主体的经营决策、专家互动、生产技术、种植管理、安全溯源、农业综合效益提升等带来了新的思路和技术手段。
  本文根据农场生产实际情况,采用 HTML5+CSS+JavaScript客户端技术、Tomcat服务器技术和数据库技术,并结合ArcGIS Server和高德地图API,基于微信平台开发了一套田间综合信息服务系统,并进行了实际应用,研究结论如下:
  (1)从数据和功能方面,对系统所涉及到的空间数据和非空间数据进行了分类和梳理,选择SQL Server作为系统的主数据库,建立了用户信息模块数据表、生产基地模块数据表、农事记录模块数据表、问题咨询模块数据表等,完成了广东省大部分县市耕地土壤信息数据库的建模,实现了系统空间数据和非空间数据的一体化管理。
  (2)给出了系统的总体用例,包括用户管理用例、农事信息管理用例、专家答疑用例、农产品溯源管理用例等。同时根据用户需求分析和数据分析,设计了系统的功能框架,并对系统的主要功能进行了详细设计,包括标准化种植管理模块功能、专家咨询指导服务模块功能和系统管理服务模块功能等。
  (3)结合HTML5+CSS+JavaScript客户端技术、Tomcat服务器技术和数据库技术,并利用ArcGIS Server和高德地图API,在微信平台上实现了田间综合信息服务系统。实现了测土配方施肥推荐、农事记录管理、专家问诊、产品质量安全溯源、农业知识库及信息推广等功能。
  (4)系统在广大农村进行了初步推广应用,应用表明,田间综合信息服务系统操作简单,性能稳定,不仅为农场提供了丰富的农业生产技术和农业生产决策信息、促进了与专家“零距离”交流,还为农场规范了农业生态种植经营管理的整个流程、促进了农产品质量安全溯源体系建设。截止目前,已有510个农场加入到了田间综合信息服务系统。
[硕士论文] 严锦程
计算机技术 浙江理工大学 2016(学位年度)
摘要:农业在生产的过程中,通过对作物的生长势态作监控测量,能够及时并准确地获悉生长信息,为作物田间的管理策略提供相关依据,易于田间管理者采用合适的方法保证作物的健康生长,对最终的高稳产赋予非常重要的意义。本文通过远程自动监测系统采集图像,采用数字图像处理技术,实现了作物冠层覆盖率及株高的准确提取,并做到对作物远程实时监测。
  本文主要研究内容分为三个部分:绿色作物冠层提取方法的研究及冠层覆盖率的自动提取;基于多段标杆识别的自动标定与株高测量技术;远程自动监测系统的实现。
  第一,从绿色作物目标与背景在颜色上的差异性,本文针对当前常用的一些颜色特征因子进行实验,并对比分析实验结果,采用改进的超绿色算法和最大类间方差法进行目标提取,此算法对于作物目标提取的相对误差在5.51%。针对于冠层覆盖率的计算,本文提出先将采集的图像去除光照影响,再进行目标提取,采用面积过滤法进行孔洞识别填充,最后计算出冠层覆盖率,其实验结果误差为3.11%。
  第二,针对株高测量大都未能做到自动化,本文提出可以用标尺的多功能性来对株高做自动测量。采取两点识别的自动标定算法做到自动测量,实验结果分析误差为2.33%,但如果拍摄偏角过大,会导致误差变大。采用基于四点识别的自动标定的株高测量,该方法的相对误差为1.75%,实验结果证明,此方法取得了较准确的株高。因考虑其实验器材较为复杂,本文最后实现了基于多段标杆识别的自动标定的株高测量,误差为1.98%。
  第三,针对户外图像传输的困难性,本文做出一个远程自动监测系统。通过太阳能充电器对智能开关进行供电,再利用智能开关控制无线摄像机的开关,服务器端的远程自动监测系统对无线摄像机获取的图像进行图像处理,做到自动监测的及时性和准确性。
[硕士论文] 李洁
作物 浙江大学 2016(学位年度)
摘要:低温是油菜和玉米生产过程中常遇到的非生物胁迫之一,是影响产量的一个重要因素。种子引发可以提高种子在逆境下的活力,提高抗胁迫能力。本文以两个油菜品种浙大619和浙油50为材料,研究了水引发、CaCl2引发、水杨酸引发、稀土引发、5-氨基乙酰丙酸引发、表高油菜素内酯引发和植物提取液引发等7种引发方法对种子低温逆境下发芽和幼苗生长的影响;选用‘农大108’(普通玉米)、‘美玉3号’(糯玉米)和‘香甜1号’(甜玉米)种子为材料,研究了水引发、砂引发、KNO3和KH2PO4混和溶液引发对低温逆境下种子发芽和幼苗生理特性的影响。主要结果如下:
  7种引发均提高了浙大619和浙油50的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、根长、根冠比,并显著缩短了平均发芽时间。除5-氨基乙酰丙酸引发处理后的浙油50与对照无差异外,其他各引发处理的两个品种油菜地上部苗高均显著低于对照;植物提取液引发处理的浙大619和水引发处理的浙油50根干重与对照无显著差异,其他引发处理均显著提高了两品种油菜的根干重;各引发处理均明显降低了两种油菜的地上部苗干重。除CaCl2引发外,其余6种引发均显著降低了两种油菜的相对电导率。表明水、CaCl2、水杨酸、稀土、5-氨基乙酰丙酸、表高油菜素内酯和植物提取液均可作为引发液处理油菜种子,提高种子活力。
  8℃低温逆境下,测定了种子发芽和幼苗生长的变化,7种引发均显著提高了浙大619和浙油50的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数,显著缩短了平均发芽时间,促进了种子的萌发。同时,提高了两种油菜的根冠比和根干重,降低了地上苗干重,提高了幼苗素质。5℃低温逆境前、后及20℃恢复生长3天后,测定了幼苗的生理特性,5℃低温逆境前,7种引发处理提高了两种油菜的脯氨酸含量和APX活性,以及浙油50的叶绿素含量和POD、CAT活性;低温逆境后,各引发处理提高了浙大619叶绿素和脯氨酸含量及CAT活性,同时,提高了浙油50叶绿素含量和POD、APX活性;恢复生长后,经7种引发处理,两种油菜POD、CAT活性,以及浙油50的APX活性和脯氨酸含量均高于对照。表明7种引发方法均能促进低温下两种油菜的发芽和幼苗生长,提高抗寒能力。
  研究了浙油50种子引发与发芽期间异柠檬酸裂解酶活性的变化。引发期间,水引发、水杨酸引发、稀土引发、5-氨基乙酰丙酸引发、表高油菜素内酯引发和植物提取液引发均提高了浙油50的异柠檬酸裂解酶活性,但水引发、表高油菜素内酯引发和植物提取液引发处理在种子回干后异柠檬酸裂解酶活性有所下降。种子发芽期间,种子异柠檬酸裂解酶活性逐渐升高,第五天后有所下降,整个发芽过程中,7种引发处理均明显高于对照,表明引发促进异柠檬酸裂解酶活性。
  研究了5℃低温逆境前、后及25℃恢复生长3天后,水引发、砂引发、KNO3和KH2PO4混和溶液引发对玉米种子的发芽及幼苗生长的影响。3种引发对5℃低温逆境下普通玉米、糯玉米和甜玉米种子的发芽率没有显著影响,但均显著提高了3种类型玉米种子的发芽势、发芽指数、地上部苗高及苗干鲜重,缩短了平均发芽时间。水引发和砂引发处理均显著降低了3种类型玉米种子的相对电导率,而混合溶液引发仅显著降低了甜玉米的相对电导率。3种引发处理增加了普通玉米各处理阶段、甜玉米低温处理前和恢复生长后幼苗叶绿素含量以及糯玉米恢复生长后的幼苗叶绿素含量。低温处理前和处理后,水引发增强了3种类型玉米的POD活性;低温处理后,砂引发显著提高了3种玉米的CAT活性;恢复生长后,砂引发提高了3种类型玉米的POD、CAT和APX活性,溶液引发均增加了3种玉米的APX活性。3种引发均显著降低了低温处理后糯玉米和甜玉米的MDA含量。3种引发均提高了普通玉米、糯玉米和甜玉米种子的活力和抗寒性。砂引发更能提高糯玉米种子的活力,水引发更能提高甜玉米种子的活力,对于普通玉米种子3种引发方法差异不明显。
[硕士论文] 朱晨亮
电子与通信工程 浙江理工大学 2016(学位年度)
摘要:农作物种植过程中的监测与管理是确保其产量以及质量的关键。农作物冠层是光合作用和蒸腾作用的主要器官,其叶色是氮素营养诊断、叶绿素含量、叶片水分含量估计的重要依据,自动监测叶色变化能够及时掌握和分析农作物的生长情况。传统的氮素监测是通过叶绿素仪,但是需要有人去到作物田间,如果长时间大面积的诊断,需要花费大量人力成本,叶绿素仪本生也比较贵。本文主要使用计算机视觉技术对作物冠层叶色进行远程自动监测,论文的主要工作如下:
  首先,介绍了作物冠层叶色变化远程自动监测技术的研究意义以及国内外研究的具体现状。阐述了各种研究中所用到的方法以及他们所取得的成果,接着总结了这些研究中所存在的一些问题和不足。
  紧接着研究了绿色作物目标自动提取的方法。首先进行中值滤波减少原始图像噪音,然后通过改进的超绿算法得到目标强化的灰度图,再使用大津算法将灰度图像二值化得到目标,之后再结合连通域标记算法和面积过滤法填充目标中的孔洞。将二值图还原彩色,计算图像Lab颜色空间中亮度L的平均值,将得到平均值替代原始图像的L值,再进行一遍目标提取,能在光照不佳的情况下提取到目标中的高反光和阴影区域。
  得到作物目标图像之后,需要对图像颜色进行分析和表示。首先阐述了颜色空间和色度学,然后经过对比选取了Lab颜色空间来对颜色进行分析和描述,再选取RHS英国皇家园林协会比色卡用以表示最终的颜色结果,利用目标图像的颜色特征值计算出RHS比色卡中与目标最为接近的颜色。为了量化绿色作物叶色变化,引入了色差的概念和色差值计算公式,利用色差值表示叶色变化情况。之后提出了不同天气下光照对颜色的影响,将接近标准光源阴天天气条件下所得到的L分量值设定为标准值,在其他天气条件下,通过恒定此标准值的方法来减小光照影响。然后进行了实验,在一个月的时间里对同一作物进行监测,每天同一时间拍摄照片,记录每天天气情况、色温、Lab值、RHS色卡中所属颜色、色差值和修正色差值,然后对实验所记录的数据进行了分析。
  最后搭建了作物冠层叶色远程自动监测系统硬件设备,设计和实现了服务器端软件系统。经过需求分析,得出需要有太阳能充电器、WIFI远程控制的智能开关、WIFI摄像机、用于图像处理的计算机这些硬件,然后将这些硬件进行整合。在服务器端,使用C#语言编写了自动提取目标,计算颜色,输出和储存结果的系统。
[硕士论文] 崔怀洋
农村与区域发展 扬州大学 2015(学位年度)
摘要:江苏省小麦生产水平近10年来处于快速发展期,单位面积产量由2004年的4500kg/hm2左右已增加至2015年的5400kg/hm2左右,已成为我国小麦的高产省之一。然而小麦高产与倒伏的矛盾已成为小麦单产继续增加的制约因素,小麦生产迫切需要小麦育种和栽培专家明确提出并示范推广合理的抗倒品种和预防小麦倒伏的措施,并适时、快速、有效地估测出倒伏减产损失,为农业生产安全服务。为合理评价不同因子对小麦倒伏的影响效应,本研究通过分析江苏省作物栽培技术指导站提供的2004~2014年小麦生产统计数据,并结合对常州、苏州、南京、南通、徐州等9个市31个县(市)500位种麦农户的问卷调查数据,通过数据整理分析以期得出影响小麦倒伏的原因及其作用大小,进而提出能够减少倒伏发生的相关对策及建议;同时,利用高光谱遥感技术,以光明麦1号、扬辐麦5号和扬麦20为材料,研究小麦不同时期倒伏群体的光谱参量与倒伏级别、产量及其构成因素间的相关性,建立能够快速、有效估测倒伏小麦产量及严重度的数学模型,为今后农业灾害保险特别是小麦倒伏保险服务提供有力的判断依据。主要研究结果如下:
  1、江苏省近11年来有10个小麦生产年度发生倒伏,发生频率为90.9%,2012~2014年每年小麦倒伏的面积均超过10万hm2,但倒伏严重度因年度间气象条件不同而存在差异。
  2、问卷调查数据统计表明,品种的抗倒性能、播种量(基本苗)过大、肥料施用不当以及小麦生育后期的灾害性天气,都是造成小麦倒伏的重要因素。为综合评价各因子影响作用高低,引入“因子影响指数”的概念,并结合不同因子在第一、二位次出现的概率,对倒伏影响因子效应进行评价。其中,品种与播种量,两因素的因子影响指数均在0.5以上,且在前两位次出现的概率之和相对较高,均超过50%,远高于其它因素,属于关键影响因子;返青肥和开花后天气,这两个因子的影响指数在0.2~0.5范围内,且在前两位次出现的概率之和在10%以上,属于主要影响因子;拔节肥、春季天气、纹枯病、播期及播种方式,对倒伏有一定的影响,因子影响指数在0.1~0.2范围内,且在前两位次出现的概率之和在5%以上,属于次要影响因子;其余因素如渍害、草害、基肥、冬前冬季天气及冻害对倒伏也有一定的影响,因子影响指数在0.1以下,且在前两位次出现的概率在5%以下,属于一般影响因子。
  3、采用光谱仪测定倒伏前后的冠层光谱反射率,结果可以看出,小麦倒伏后冠层光谱反射率增加,可见光波段550nm附近出现1个波峰,670nm附近出现1个波谷;近红外波段1000nm处出现1个较明显的波动,呈现2个波谷,1个波峰。同一倒伏级别下,倒伏时期不同,光谱反射率曲线存在差异,可见光波段乳熟末期冠层反射率高于开花期光谱反射率,而近红外波段恰好相反;在同一倒伏时期,倒伏级别越高,光谱反射率越大。倒伏级别与冠层光谱反射率的相关系数于760nm处达最大(r=0.968**),并且以此构建的预测模型,能够有效评估春性小麦倒伏严重度。
  4、不同级别倒伏对小麦千粒重和产量的影响均达显著水平(P<0.05),随倒伏级别的增加,千粒重和产量均呈降低趋势,二者最高降幅分别为10.72%和17.69%。对倒伏小麦产量与冠层光谱反射率进行相关分析,在350-690nm波段,相关系数随波长的增加总体呈下降趋势;在690-760nm波段,相关系数呈上升趋势,在764nm处,相关系数绝对值达最大,为0.734。千粒重与DVI570,670的相关系数值最好,产量与DV1764,407的相关性最好,且都通过了0.01水平检验。利用植被指数-千粒重-产量构建的反演模型,可提高模型预测精度,与单因子植被指数-产量模型、多因子植被指数-产量模型相比,能更好地反演不同倒伏程度的小麦产量。
  5、依据问卷调查结果,采用因子影响指数评价指标,并结合不同因子在第一、二位次出现的概率,对防治倒伏的各项措施进行调控等级划分,明确选用抗病品种、合理基本苗这两项措施属于关键调控因子;其次是施拔节肥、防纹枯病这两项措施,属于重要调控因子;开沟排渍、机条播、适宜播期以及控制基肥、孕穗肥的施用量,这些措施对倒伏有一定的调控作用,属于一般调控因子;而其余措施如除草、施用返青肥、治虫等方式,对倒伏也有一定的调控作用,属于弱调控因子。同时,合理的化控措施属于潜在调控因子。
  6、基于以上研究结果,提出了生产上减轻倒伏发生的有效对策:策略上,变“被动应对”为“主动应对”;途径上,变“单一技术应用”为“综合协同防控”;技术上,变“常规措施集成”为“常规措施和物化方法结合”;政策上,变“农民自主应对”为“农业保险保障”。具体而言:首先是应向农民推介优质高产抗逆性好的品种;其次是控制群体大小(基本苗的高低),引导农民因品种、播期、地力和肥水条件合理确定播种量(基本苗);三是向农民宣传测土配方施肥,根据地力、苗情、天气,合理施肥,提高农民对施肥的科学性认识;四是宣传农民对排水降渍、防治病虫害、化调化控等综合技术的采纳与应用;五是对发生倒伏的植株做好病虫害防治,以减少损失。
[硕士论文] 王春歌
作物 扬州大学 2015(学位年度)
摘要:现代水稻生产重视产量和稻米品质的同步提高,稻米品质随着人们生活水平的提高愈加重要。食用稻米最受到重视的品质性状是蒸煮和食味品质,直链淀粉含量、胶稠度和糊化温度在很大程度上决定了稻米蒸煮和食味品质的表现。Wx基因编码颗粒型淀粉合成酶GBSSⅠ,其表达特征直接决定了稻米胚乳中直链淀粉含量的表型。然而目前对Wx基因的环境效应研究很不充分,稻米品质容易受环境影响的本质还未能得到很好的解释。本研究以不同的水稻Wx近等基因系为供试材料,实施了不同的肥料和水分处理,以此改变水稻结实期生长条件,研究不同栽培环境条件下各Wx近等基因系水稻的产量、群体生理特性、稻米品质、晶体特性、链长分布的差异以及栽培环境的影响。期望从结实生长、淀粉组成、分子构造以及淀粉颗粒的热力学特征等方面探讨Wx基因的作用效应,进一步探讨环境对淀粉理化特征的作用效应以及不同Wx等位基因的反应差异,为解明稻米品质的决定机制提供一定的实验依据和理论积累,并为稻米的调优栽培提供必要的理论基础。主要结果如下:
  1.不同的Wx基因对水稻的产量影响显著,且不同的Wx基因系水稻对水肥条件的响应也存在差异。Wxa和Wxin基因型水稻在同一遗传背景下显示的产量水平较高,而Wxb和wx基因型水稻的产量潜力相对较低。Wx对产量构成因素的影响首先表现在粒重的差异,千粒重大小依次表现为Y5(Wxa-2)>Y3(Wxa-1)>Y7(Wxin)>Y1(Wxb)>Y9(wx);另外,Wxa基因型有效穗数较高,Wxb和wx等位基因水稻的有效穗数较低;Wxin、wx基因型水稻每穗粒数较其它近等基因系水稻高。Wxa和Wxin基因型水稻结实期叶片光合能力和根系活力较强,Wxb、wx两个基因型水稻叶片光合能力及根系活力较弱。不同的Wx基因水稻对粒肥施用的反应也有所不同,Wxin、wx基因型水稻对粒肥的施用反应较不敏感,而Wxb、Wxa相对敏感,在水分胁迫条件下(-30kpa),Wxb基因型水稻随着粒肥增施,产量增加尤为明显。可见Wx等位基因不仅仅直接影响稻米胚乳直链淀粉含量,对水稻植株生长以及产量形成均有不可忽视的作用。
  2.不同的Wx等位基因对稻米加工品质影响较小,对外观品质有限制作用。各Wx基因系粒型差异明显,Wxa基因型水稻米粒长宽比最大,wx基因型水稻米粒长宽比最小;Wxb基因型水稻整精米的垩白粒率和垩白度较低,Wxin基因型水稻垩白性状较差。不同的Wx基因型蒸煮食味品质差异非常显著,Wxa基因型水稻直链淀粉含量最高,其次为Wxin,Wxb基因型水稻直链淀粉含量较低,wx几乎不编码直链淀粉;wx胶稠度最长,其次为Wxb,Wxin、Wxa基因型稻米胶稠度较短,胶稠度与直链淀粉含量呈极显著负相关;wx等位基因水稻的精米蛋白质含量较其它等位基因材料略低;Wx近等基因系水稻RVA图谱特征差异明显,Wxb基因型材料最高粘度较大,wx基因型材料最高粘度较小,崩解值以Wxb基因型最大,其次是wx,Wxin,Wxa等位基因稻米崩解值最小;不同Wx等位基因近等基因系的DSC图谱差异显著,Wxb、wx两个基因型材料起始温度、峰值温度、终止温度均较Wxin、Wxa基因型材料高4℃左右。
  3.不同的Wx基因型淀粉粒发育有明显差异,在淀粉粒度体积分布上,wx等位基因材料与其它材料差异最为明显,在0-2um不能形成完整的碎片峰,Wxb、wx的淀粉平均粒度相对较小,淀粉粒度体积分布在<5um的区间所占的比重较大,Wxa、Wxin基因型淀粉的平均粒径相对较大;粒肥增施导致大颗粒淀粉粒所占比例增高,有增大淀粉平均粒径的趋势。淀粉平均粒径与直连淀粉含量和千粒重均呈极显著正相关。
  4.不同Wx近等基因系胚乳淀粉结构表现一定的差异。不同水肥环境下各等位基因材料的X射线衍射图均表现为典型的A型谱,晶型没有差异。但不同Wx基因水稻淀粉相对结晶度之间差异明显,wx基因型淀粉结晶度最大,其次为Wxb,Wxa、Wxin基因型相对结晶度较小,淀粉相对结晶度与直链淀粉含量呈极显著负相关。不同Wx基因水稻胚乳淀粉分子量分布差异较大,短支链与长支链部分均是wx最大,其次为Wxb,Wxin、Wxa等位基因淀粉支链链部分较小。增施粒肥,增加支链淀粉短链含量,降低绝对直链淀粉含量和长B链淀粉部分含量;水分胁迫处理下(-30kpa),短支链部分降低,增大了直链和长支链淀粉的含量。进一步对支链淀粉链长分布分析可见,各Wx等位基因稻米支链淀粉淀粉链长图谱特征基本一致;Wxa、Wxin基因系在长支链(DP≥37)所占比重较大,故平均链长较长。
[硕士论文] 陈梦溪
农业电气化与自动化 江苏大学 2015(学位年度)
摘要:农药防治病虫草害一直是农林植保领域最常用也最有效的方式,然而传统农业中采用田间统一喷施的方式极易造成农药使用过量,不仅增加农业的投入成本、降低农产品质量、激发病虫草害的抗药性,同时还会对生态环境以及人体健康造成威胁。精准农业中变量喷药技术正是针对这些问题而提出来的。与此同时,随着北斗系统的不断完善,北斗已能与GPS一样提供定位服务。因此,为提高农药有效利用率,促进农业可持续,倡导我国自主研发的北斗定位导航系统,本文设计了一套结构相对简单的基于北斗定位的田间变量处方喷药系统。
  首先,本文就基于北斗定位的田间变量处方喷药控制系统的总体设计方案进行分析,将其整个系统分成田间信息处理系统和变量喷药控制模块两部分,分别对其进行分析并给出设计方案。田间信息处理系统的主要工作是农田信息分布图的生成和变量施药处方图的解译,农田信息分布图是一张关于田间病虫草害密度在田间各分区的分布情况的二维地图,变量施药处方图则是针对分布图生成的一张治理方案图;变量喷药控制模块的主要工作则是按照处方图执行变量喷药工作,同时控制喷药机组喷杆管路压力的稳定。
  然后,根据系统的总体设计方案及功能对各模块硬件进行分析,并选择较为合适的硬件集成变量处方喷药控制系统。田间信息处理系统的核心硬件是车载电脑,根据分析选择EPCS-8980型工控机及相关配件组成;北斗定位接收设备则选用P207北斗单频多星板卡及配套天线组成;变量喷药控制器则选择DSP56F805芯片并设计相关控制电路构成。选择性能优良的FieldMapper软件作为系统嵌入式GIS软件,其应用程序在EVC软件环境下编写;变量喷药控制模块的程序开发在CodeWarrior集成开发环境下编写,田间信息处理系统与变量喷药控制系统之间通信遵循iCAN通信协议。
  最后,将设计的变量处方喷药控制系统安装在拖拉机上组成完整的实验喷药机组,设计合理的实验方案,对系统的农田信息分布图生成、变量施药处方图的解译以及变量喷药等功能进行试验测试,试验结果显示其系统能够正常运行并实现其预期功能。
[硕士论文] 秦自果
植物营养学 华中农业大学 2015(学位年度)
摘要:本研究在湖北省洪湖市大同湖农场进行,采用田间试验的方式,研究播种期、播种量、施肥、根瘤菌接种对紫云英生长、鲜草产量和种子产量及其构成因素的影响,明确不同栽培措施对紫云英种子产量的影响,旨在为紫云英种子高效生产提供技术支撑。
  本研究主要内容包括:⑴紫云英的株高、单株重和茎粗随着播种期的推迟而下降。播种期通过影响紫云英分枝数、有效株数、结荚数,影响种子产量,9月之后播种种子减产6.7%-34.9%。本试验条件下,播种期应安排在9月,在不影响前茬作物的前提之下,应尽量早播。⑵播种量从7.5 kg/hm2增加至22.5 kg/hm2,紫云英株高、单株重和茎粗差异不明显,继续增加播种量至30 kg/hm2时,相关指标有下降趋势,增加至37.5 kg/hm2时,大幅下降。单位面积一级分枝数和花序数随着播种量增加,先增加后降低,是决定紫云英产量的关键因素。根据播种量与种子产量效应函数,推荐紫云英种子生产时播种量为24 kg/hm2较好。⑶施氮、磷、钾肥可促进紫云英生长发育,显著增加紫云英地上部鲜草和种子产量。施肥可以提高紫云英分枝数、花序数和有效株数,进而增加种子产量,较不施肥处理增产13.3%-47.4%。根据氮磷钾肥用量与种子产量效应模型,推荐紫云英种子生产时N、P2O5、K2O基肥施用为47.9 kg/hm2、67.3 kg/hm2和67.5 kg/hm2。⑷单独基施硼、钼、锌或钴肥,种子产量增加5.3%-13.8%。其中,硼肥增产效果最为明显,其次为钼肥。四种微肥混合于苗期和花期喷施对紫云英个体生长效果最优,其次为基施处理。混合喷施和基施处理能显著提高紫云英有效株数、分枝数和花序数,种子产量分别增加17.7%和9.6%,混合拌种处理对紫云英生长、产量影响不大。⑸根瘤菌混合拌种处理紫云英株高、单株重、茎粗和叶绿素含量均优于对照,盛花期鲜草产量增加28.0%,有利于紫云英生长发育,增加氮积累量,还能通过提高分枝数、花序数和结荚数增加种子产量,增产率达34.4%。根瘤菌喷施处理相比对照,生长发育、养分积累和种子产量差异不显著。综上所述,推荐华中地区紫云英留种播种期为9月,播种量为24.3 kg/hm2,根瘤菌拌种撒播,N、P2O5和K2O基肥施用水平分别为47.9 kg/hm2、67.3 kg/hm2和67.5kg/hm2,并于苗期和盛花期混合喷施硼、钼、锌、钴微肥。
[硕士论文] 田凤飞
食品工程 中国海洋大学 2015(学位年度)
摘要:地膜覆盖栽培技术由于其突出的农业增产作用而被广泛应用,但是塑料地膜残留在农田中难以分解,在长期使用过程中对农田造成了严重的污染。因此,覆盖全降解的地膜是解决“白色污染”的有效途径。中国海洋大学海藻化学实验室针对这一问题,利用海藻原料,成功研制出全降解无污染的环保型地膜新产品。海藻多糖干地膜在应用研究中表现出良好的增产作用,但是对海藻多糖干地膜的降解特性缺乏系统研究。因此,本文从光降解、生物降解等方面系统研究了海藻多糖干地膜的降解特性,并探究了不同土壤湿度和温度对地膜降解作用的影响。研究结果如下:
  1、在人工加速老化箱中对海藻多糖干地膜进行光照处理。在地膜接受光照的第30、60、90天用扫描电镜观察表面形态,第15、30、45、60、75、90天对其含水量、重量、厚度、透光率、拉伸强度、断裂伸长率以及海藻多糖的相对分子量进行测定,并与海藻多糖干地膜原样进行对照,综合评价该地膜的光降解特性。结果表明,海藻多糖干地膜接受光照降解90天时间内,表观形态未发生明显改变,但含水量下降18.87%,重量减轻7.10%,厚度减小44.56%,透光率下降15%左右,拉伸强度下降62.48%,断裂伸长率下降82.05%,海藻多糖的相对分子量由2079696下降至96827,发生了明显的降解。海藻多糖干地膜的光解降诱导期在30天左右,诱导期间地膜性能维持良好,30天以后进入光解期,机械性能逐渐下降。将光照90天后的海藻多糖干地膜掩埋在土壤中,10天之内机械强度完全丧失,地膜形态被破坏,失重率达26.34%,海藻多糖的相对分子量下降至87859。综上所述,海藻多糖干地膜具有良好的光降解性能,且不影响地膜的正常使用;此外,光降解后的地膜还具有良好的生物降解特性,可进一步发生降解。
  2、以特定微生物、土壤悬液、褐藻胶裂解酶为微生物源,以失重率、微生物生长曲线、CO2含量、海藻多糖相对分子量为测定指标,分别研究了其对海藻多糖干地膜的降解作用,得到以下结论:土壤中的真菌、细菌、放线菌对海藻多糖干地膜的生物降解均有明显的作用,作用顺序为放线菌>细菌>真菌;土壤悬液对海藻多糖干地膜也存在降解作用,降解84天时间产生CO239.565mg,地膜失重62.915mg,由此可见地膜在降解期间不仅释放了CO2,还存在海藻多糖降解为寡糖的过程;褐藻胶裂解酶表现出对海藻多糖干地膜良好的降解作用,降解速率快且没有有害物质的生成。
  3、在25℃条件下,分别取风干土和8%、13%、18%、25%湿度的土壤对海藻多糖干地膜进行掩埋处理,取湿度为13%的土壤,分别在4℃、15℃、25℃、35℃、45℃条件下对海藻多糖干地膜进行掩埋处理,探讨不同湿度和温度条件下土壤掩埋对海藻多糖干地膜降解作用的影响。研究发现,25℃条件下湿度25%的土壤中的地膜降解最快,19天失重率达45.57%;13%湿度条件下25℃时地膜降解速度最快,49天失重率达62.91%。海藻多糖干地膜掩埋在土壤中,Ca2+、Pb2+、Zn2+、Cu2+在地膜中的含量均有不同程度的变化,说明该地膜可以吸附土壤中的重金属离子,具有改善土壤环境的作用。
[硕士论文] 邹艳华
检测技术与自动化装置 武汉工程大学 2015(学位年度)
摘要:近年来,农业物联网技术得到了快速发展和广泛的应用,这促进了农业生产逐步由传统农业向着智能化、信息化和自动化的方向发展。农作物生长过程中,受到空气温湿度、CO2浓度、光照强度、土壤水分等多种自然环境因素的影响,而在传统农业生产中,主要利用人的感知能力管理上述环境参数,这种粗放式的管理方式,无法达到准确性管理农业生产参数的要求。搭建一个具有稳定性、实用性、可满足长期远程监测的农田环境参数监测系统,从而可以有效降低农业生产成本,提高生产效率,实现现代农业的智能化生产。
  本文将ARM与ZigBee技术相结合,设计基于物联网架构的农田环境参数监测系统,实现农田环境参数的远程监测与管理,本地用户还可以利用配置在现场监测中心的PC机查询本区域农田环境信息,该PC机内部运行了基于VC++6.0开发的单机版监测软件,可满足用户对环境信息实时监测、动态分析、历史查询、异常预警等功能需求。主要内容包括:⑴基于物联网架构,设计支持TCP/IP网络、 ZigBee网络和3G网连接的农田环境参数监测系统总体架构;⑵基于S3C2440微处理器、CC2530模块、CC2591射频放大前端以及传感器模块构建系统硬件平台;⑶在系统硬件平台基础上,设计并实现 ZigBee网络程序和嵌入式网关的Web服务器程序;⑷基于VC设计现场监测子系统的上位机程序,支持MySQL数据库,具有数据存储、实时监测、动态分析、历史查询、异常预警等功能。
[博士论文] 付元元
农业资源利用 浙江大学 2015(学位年度)
摘要:作物长势参数是表征作物生长状态的重要指标,准确、快速的获取作物长势信息对指导农业生产、预测粮食产量和制定粮食安全策略具有重要的实际意义。在我国目前的农业生产条件下,大部分农田比较分散并为不同农户所有,田间管理措施多样,再加上地域差异和气候差异,导致区域内不同地块内和地块间的作物长势差异较大,即作物长势存在不同程度的空间变异。传统的田间采样和实验室分析方法只能获取离散点上的作物长势参数信息,无法获取宏观面上的信息,也无法获取作物长势空间变异信息。随着遥感技术的日益成熟,该技术已经成为进行作物长势参数反演和监测、研究作物长势空间变异和进行相关决策支持的有效手段。本研究立足于获取作物长势参数和长势空间变异信息这一实际需要,围绕基于高光谱影像的作物种植区提取、基于冠层高光谱和航空高光谱影像的作物长势参数遥感反演和监测和作物管理分区中的关键问题,开展了如下研究工作:
  (1)基于高光谱遥感影像的作物种植区提取
  为了解决高光谱影像波段维数较高,在利用监督分类方法进行分类时出现维数灾难的问题,从波段选择和特征提取两个方面进行了高光谱影像维数约简的研究。在波段选择方面,提出了基于分散矩阵的波段选择方法ScatterMatrix,该方法将类间可分性作为波段选择的准则,采用分散矩阵作为类间可分性度量并将它扩展至多个类别的分类问题中,最后结合SFFS搜索算法进行波段选择。算法验证结果显示与JMI、mRMR、CMIM、DISR和JM五种典型的波段选择方法相比,提出的ScatterMatrix波段选择方法得到的总体分类识别率最高(90.1%),由此表明提出的ScatterMatrix方法可以有效的降低波段维数,提高分类识别率。在特征提取方面,针对PCA的非监督的本质,变换后得到的新的特征并不能保证好的分类识别效果的问题,将非监督的PCA方法与前面提出的监督的波段选择方法ScatterMatrix结合提出了一种混合的特征提取方法PCA ScatterMatrix,算法验证结果显示与传统的PCA相比,PCA_ScatterMatrix方法的总体识别率提高了2.5%。为了获得更加精确的植被分类结果,在利用光谱信息的基础上,引入了地物自身的空间信息,提出了一种光谱特征和空间特征融合的高光谱影像分类方法SpeSpaVS_ScatterMatrix,该方法用ScatterMatrix方法进行光谱特征的提取,采用Gabor方法进行空间特征的提取,然后将两类特征组合成一个特征向量,接着采用ScatterMatrix方法对组成的新的特征集合进行特征选择,选择出的特征用于后续分类识别。实验结果显示在所有参与比较的方法中,SpeSpaVS_ScatterMatrix的总体识别率最高(98.4%),与光谱信息和空间信息决策级融合方法SpeSpaDF相比,总体识别率提高了5.4%,SpeSpaDF方法比仅采用空间信息的Gabor方法相比,总体识别率低了3.7%,由此表明只有将光谱信息和空间信息有效的结合才能提高总体识别率,如果结合方式不当总体识别率并不会比仅采用单一信息的高。
  (2)基于冠层高光谱的作物长势参数遥感反演
  以冬小麦为研究对象,基于2013年小区实验和2008年和2009年的大田实验采集的冠层高光谱数据,围绕LAI、地上生物量和NNI三个作物长势参数的反演问题进行了研究。针对高光谱植被指数在反演LAI时出现的“饱和”问题以及传统的衡量植被指数性能的统计参数如决定系数R2和均方根误差仅能对植被指数做一个整体的评价,然而实际上植被指数对处于不同范围的LAI的敏感性是变化的,并不是一个常数。因此引入敏感性函数对植被指数的抗饱和性进行分析,同时考虑反演LAI的高光谱植被指数通常对土壤背景变化和叶片叶绿素含量变化较敏感,从而造成LAI反演精度受限,从这三个方面着手,基于PROSAIL模型模拟的冠层高光谱,系统的分析了二十种常用于作物LAI反演的植被指数得出以下结论:(a)当LAI小于3时,植被指数受土壤背景亮度变化影响较大,其中LAIDI、OSAVI和RDVI是进行LAI反演较好的选择;(b)当LAI大于3时,植被指数受叶片叶绿素含量变化影响较大,其中EVI2、LAIDI、RDVI、SAVI、MTVI2和MCARI2对叶片叶绿素含量变化相对较不敏感且具有较好的抗饱和性,是进行LAI反演较好的选择。该结论将对今后选择合适的高光谱植被指数进行LAI反演提供有力的参考。
  针对利用高光谱指数反演作物地上生物量时的“饱和”问题,系统的比较了高光谱指数包括窄波段植被指数和红边位置反演生物量的能力,并提出了基于最优NDVI-like和波段深度信息BDR结合的偏最小二乘回归(PLSR)生物量反演方法。通过分析生物量与所有波段两两组合构成的NDVI-like和SAVI-like指数的线性回归关系得到反演生物量的最优NDVI-like指数(1097nm,980nm)和最优SAVI-like指数(1084nm,1026nm)。从红光吸收区域(550nm-750nm)提取出的波段深度信息用BD、BDR、NBDI和BDNA四个参数表征。实验结果表明:(a)与NDVI(670 nm,800 nm)、SAVI(670 nm,800 nm)和红边位置相比,所选择出的窄波段植被指数(最优NDVI-like和SAVI-like指数)的生物量反演精度更高;(b)基于波段深度信息建立的PLSR生物量反演模型的预测精度比基于最优NDVI-like的反演模型的精度高;(c)提出的基于最优NDVI-like和波段深度信息BDR集合建立的PLSR生物量反演模型获得了最好的预测结果(R2=0.840,RMSE=0.177 kg/m2),由此表明提出的基于最优光谱指数和波段深度信息结合的PLSR反演模型能较好的缓和生物量反演时的“饱和”问题,提高生物量反演精度。
  基于2013年小区实验获得的数据分析了各个生育期各小麦氮素营养诊断指标与小麦籽粒蛋白质含量的相关关系,研究发现孕穗期的小麦NNI与籽粒蛋白质含量的相关性最高。利用DCNI反演小麦植株氮含量,同时采用提出的基于最优光谱指数与波段深度信息BDR结合的PLSR方法反演小麦地上干生物量,结合关键氮素稀释曲线,对这一时期的NNI进行了反演,实验结果表明该方法能获得较高的NNI反演精度(R2=0.822,RMSE=0.116),同时进一步说明提出的基于最优光谱指数与波段深度信息BDR结合的PLSR方法能够较好的反演小麦的地上生物量。基于反演的NNI建立小麦籽粒蛋白质含量反演模型,留一法交叉验证R2cv为0.723,RMSEcv为0.883%。由此表明以NNI作为中间变量链接冠层高光谱和小麦籽粒蛋白质含量进行籽粒蛋白质含量预测是可行的。
  (3)基于CASI高光谱影像的作物长势参数反演和监测
  为了将作物长势参数反演和监测上升到区域尺度上,本研究以甘肃黑河流域盈科灌区的玉米和蔬菜为研究对象,基于2012年7月7日获取的CASI航空高光谱影像对作物长势参数反演和监测进行了研究。首先采用第三章提出的ScatterMatrix波段选择方法结合支持向量机分类方法,提取出了作物种植区域。在此基础上采用查找表法进行基于PROSAIL辐射传输模型的LAI反演,为了保证反演结果的鲁棒性,分别选取了取前1、50和100个最优模拟光谱对应的参数值的均值作为最终反演结果,实验结果表明基于查找表多解的方法能够获得较好的LAI反演精度,其中取前100个解时,LAI反演精度最高(R2=0.551,RMSE=0.496),由此表明当地面采样点不足时,利用查找表法进行基于辐射传输模型的LAI反演,能够较好的避免经验模型法基于少量样本建立的模型缺乏稳定性的问题。最后对整个CASI航空影像实现查找表反演,最终实现了研究区域作物长势参数的遥感监测。
  (4)作物管理分区研究
  以冬小麦为研究对象,基于2006年获取的一景Quickbird的遥感影像以及田间采样的土壤养分和产量数据,在分析了土壤养分参数空间变异和作物长势空间变异的基础上,进行了作物管理分区研究。从分别基于土壤养分数据和遥感影像数据进行管理分区的结果可以看出,以这两种数据源进行管理区划分后,每个管理区的小麦产量变异系数均降低了,由此表明这两种数据源均可以用于作物管理分区中,但从成本和时效性的角度来看,遥感影像在作物管理分区中更具有优势。通过比较模糊C均值聚类、融入空间位置信息的模糊C均值聚类和Lark's方法三种作物管理分区划分方法,得出利用了空间信息的聚类方法划分出的管理分区空间连续性更好,减少了碎块的产生,更具有实际应用价值。由此表明基于遥感影像采用融入位置信息的模糊C均值聚类方法是进行作物管理分区的较好的一个选择。
[博士论文] 王道波
作物栽培学与耕作学 广西大学 2014(学位年度)
摘要:国际市场红麻纤维年需求量递增8%,对纤维品质的要求也逐渐提高,而我国红麻生产水平低,产品档次差,不符合国际市场需求,种植面积大幅萎缩。同时,不合理的水肥投入会导致水肥利用率低,优质红麻品种不能发挥出其应有的效果。本文以杂交种(红优2号)和常规种(福红992)为例,对红麻水肥资源高效利用进行了系统深入研究。
  1.不同生育期灌水水平试验下,(1)在旺长期和现蕾结果期,随着灌水量的增加,红麻株高等农艺性状、生麻产量和地上部干质量等均显著提高。(2)苗期土壤含水量控制在田间持水量的50%(中水)、旺长期和现蕾结果期土壤含水量控制在田间持水量的80%(高水)时,两个红麻品种生麻产量最高,其中红优2号生麻产量更高。(3)苗期土壤含水量控制在田间持水量的40%(低水)、旺长期高水和现蕾结果期低水时,红麻水分利用效率(WUE)最高,表明旺长期为红麻需水临界期,必须充分灌溉。(4)高水时,红优2号产量显著高于福红992,但低水时相反。
  2.肥料运筹试验下,(1)与低肥(N0.10g/kg±,P2O50.05g/kg±和K2O0.10g/kg±)相比,中肥(N0.15g/kg±,P2O50.075g/kg±和K2O0.15g/kg±)和高肥(N0.20g/kg±,P2O50.10g/kg±和K2O0.20g/kg±)均显著增加红麻生麻产量、地上部干质量、各器官中NPK含量和吸收总量、以及土壤速效养分含量,但高肥和中肥生麻产量之间的差异不显著。(2)与全部NK肥作追肥相比,全部NK肥作基肥或40%做追肥显著增加株高等农艺性状、生麻产量和地上部干质量、各器官中N含量和吸收总量,但是减少各器官K含量和吸收总量和土壤速效养分。因此,中肥时全部NK肥作基肥或40%做追肥是较好的肥料运筹方式。
  3.灌水水平和肥料运筹试验下,(1)中肥时纤维产量高、纤维长度和宽度大,且纤维强力和线密度减少不显著。(2)全部NK肥作基肥时有利于K的吸收利用、改善纤维线密度,纤维产量最高,且吸N量和纤维强力降低不显著。(3)苗期中水、旺长期和现蕾结果期高水时,纤维产量、纤维强力和纤维长度明显高于其它处理,且纤维线密度降低不显著。因此,中肥全部作基肥以及苗期中水、旺长期和现蕾结果期高水是较好的水肥运筹模式。
  4.减量施肥和灌溉试验下,(1)与足量施肥相比,减少25%施肥量显著降低红麻株高等农艺性状、生麻产量和地上部产量;与足量灌溉相比,减少20%灌水量和40%灌水量均显著降低红麻株高等农艺性状和生麻产量,表明足量施肥和灌溉是红麻高产稳产的必备条件。(2)足量施肥和灌溉的红麻生麻产量显著高于其他处理;减少25%施肥量时,减少20%灌水量的红麻生麻产量显著高于减少40%灌水量,但与足量灌溉之间的差异不明显,这表明水和肥应协调供应。
  5.灌溉和施肥方式试验下,(1)沟灌时,福红992的产量和品质明显高于红优2号,且60%NK肥作追肥时产量最高。(2)与沟灌相比,滴灌虽然降低红优2号的纤维强力,但明显提高其生麻产量、纤维产量和纤维线密度;但灌溉方式对福红992的纤维产量几乎无影响。(3)滴灌施肥下,60%NK肥作追肥时,红优2号生麻产量和纤维产量最高、纤维品质较好;而福红992的纤维品质虽有所改善,但纤维产量明显低于红优2号。(4)无水肥措施时,福红992的纤维产量和红优2号相当,但纤维强力显著高于红优2号。
  综上所述,当水肥条件较好时,宜种植红优2号,否则种植福红992。红麻推荐的灌溉制度是苗期土壤含水量控制在田间持水量的50%、旺长期和现蕾结果期土壤含水量控制在田间持水量的80%,当水资源有限时,应优先满足旺长期用水。推荐的水肥运筹模式为滴灌施肥,施肥量:N200kg/hm2,P2O566.7kg/hm2和K2O133.4kg/hm2,且60%NK肥作追肥施用。
[硕士论文] 高红红
电子与通信工程 宁夏大学 2014(学位年度)
摘要:中国是人口大国,农业在我国国民经济中占有不容忽视的重要作用。在我国传统农业中,农作物生长环境主要靠人工凭经验获知,这样会造成人力物力的大量浪费,还会对农作物的产量造成影响。随着科技快速发展,出现了设施农业,对设施内农作物生长环境实现无线监测不但可以有效稳定的提高农作物产量及质量,从而提高种植者的经济收入,还可以减少对周围环境的污染,所以大力普及设施内农作物生长环境的无线监测显得尤为重要。
  本论文主要完成了以下四方面内容:
  一、阅读文献,了解了国内外在该领域的研究现状及技术发展;
  二、确定本系统的总体方案,包括确定系统设计的基本原则及目标等,并简介本系统整体构成及基本工作原理;
  三、完成本系统整体硬件电路设计,包括分析所用元件的特性;
  四、完成本系统软件部分设计及仿真。
  本系统将数据采集、信号传输及处理等多种内容相融合,以AT89C51单片机及nRF401无线收发芯片为核心,结合各种传感器,采用传感器技术、无线收发技术及计算机技术等,实现了对设施内农作物生长环境的实时监测。本系统低功耗,实用性强,在使用中的维护成本低,数据传输效率高,可扩展到其他领域,具有良好的发展前景。
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