检索结果-内蒙古大学图书馆

土壤学报 2025年第2期62卷 348-361页

作者：李坤黄魏傅佩红陈宇昊王子影华中农业大学资源与环境学院武汉430070

通过数字土壤制图获取更高精度的土壤类型空间分布,对于人们合理利用土地资源具有重要意义。本研究基于实地采样点根据母质类型筛选环境因子,并使用随机森林,土壤景观推理模型方法(Soil-land Inference Model,So LIM)、K邻近算法(K-Near... 详细信息

通过数字土壤制图获取更高精度的土壤类型空间分布,对于人们合理利用土地资源具有重要意义。本研究基于实地采样点根据母质类型筛选环境因子,并使用随机森林,土壤景观推理模型方法(Soil-land Inference Model,So LIM)、K邻近算法(K-Nearest Neighbor,KNN)等三种不同制图方法分别分区建模,得到制图结果后合并形成全域土壤类型空间分布图,继而,使用FP-Growth算法挖掘环境因子内部关联关系(频繁项集),分别将其与上述三种制图结果结合,再次推理土壤类型空间分布。制图结果显示:(1)按母质类型分开制图的效果和精度均较母质一起制图时好,且土壤类型空间分布的推理也更加合理。(2)随机森林与频繁项集结合制图在本研究中精度最高,为70.73%,且与另外两种结合方法推理的土壤类型空间分布也有一定的相似性,通过对比分析能够确定研究区土种类型的空间分布。(3)与频繁项集结合后,三种方法的制图精度和Kappa系数均有提升,提升最多的为KNN方法(分别提升9.76%,11.70%),最少的为随机森林方法(分别提升4.88%,5.85%),验证了本文设计结合方法的有效性。本研究主要进行了两方面探究,一方面探究了母质对环境因子筛选的影响,为数字土壤制图的因子筛选提供参考;另一方面通过将频繁项集与不同制图方法相结合为数字土壤制图提供了新的方法和思路,同时也为关联关系的信息化应用提供了参考。

关键词：环境因子母质机器学习频繁项集数字土壤制图

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改良剂施用下的土壤降酸培肥效果——基于中国酸性土壤改良研究的Meta分析

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土壤学报 2025年第2期62卷 400-410页

作者：明润廷万方那立苹吴海程王薇谭文峰伍玉鹏华中农业大学资源与环境学院武汉430070

为了准确评估土壤改良剂施用对中国酸性土壤的降酸培肥效果,对127篇已发表的相关文献进行了Meta分析,明确了酸性土壤改良剂施用对土壤酸度、土壤肥力和作物产量的影响。结果显示:改良剂在极强酸性土壤(pH≤4.5)中的降酸效果最好,施用后... 详细信息

为了准确评估土壤改良剂施用对中国酸性土壤的降酸培肥效果,对127篇已发表的相关文献进行了Meta分析,明确了酸性土壤改良剂施用对土壤酸度、土壤肥力和作物产量的影响。结果显示:改良剂在极强酸性土壤(pH≤4.5)中的降酸效果最好,施用后土壤pH增幅达14.39%,土壤交换性铝和交换性酸的削减率分别为68.61%和69.90%。改良剂本身的pH和碱度是影响改良剂降酸效果的主要因素,其中以石灰类改良剂降酸效果最好,施用后土壤pH增加18%,交换性酸减少75.81%。改良剂本身的养分含量和施用量是影响改良剂培肥土壤的主要因素,其中有机肥类改良剂施用对土壤速效氮、有效磷的提升效果最好(分别为60.16%和135.30%),生物质炭类改良剂对土壤速效钾和有机质的提升效果最好(达75.52%和76.02%)。施用改良剂通过降低土壤酸度、增加土壤肥力达到增产的效果,其中以生物质炭类改良剂的增产效果最好(达78.23%)。综上,对于强酸性土壤建议施用石灰、高碱度生物质炭等高pH、高碱度改良剂;对于酸性且有机质含量较低的土壤建议施用高碱度有机肥、生物质炭等改良剂;对于酸性且有机质含量较高的土壤建议施用生物质炭、矿物类改良剂;而对于弱酸性土壤,建议施用普通有机肥。未来有必要进一步加强无机类和有机类改良剂的配合施用研究,以此获得较好的酸性土壤改良效果。

关键词：酸性土壤土壤改良改良剂土壤肥力 Meta分析

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自主导航柑橘表型巡检机器人设计与试验

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农业机械学报 2025年第3期56卷 49-57页

作者：陈耀晖李家一鲍泽韩郝国强余勇华李善军华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070 华中农业大学信息学院武汉430070

为了提高柑橘育苗的自动化水平,提出了一种适用于柑橘育苗的全自动表型巡检机器人。首先结合三维激光雷达与惯导信息对育苗环境进行SLAM建图,对得到的三维点云地图进行预处理与投影,得到适用于规划和导航的二维地图。然后,采用HDL_local... 详细信息

为了提高柑橘育苗的自动化水平,提出了一种适用于柑橘育苗的全自动表型巡检机器人。首先结合三维激光雷达与惯导信息对育苗环境进行SLAM建图,对得到的三维点云地图进行预处理与投影,得到适用于规划和导航的二维地图。然后,采用HDL_localization定位算法进行精准定位,并结合Dijkstra算法与TEB算法,实现在全局路径规划的同时优化局部路径,规划出理想的巡检路线,保障巡检的可靠性和安全性。在巡检过程中,工控机上运行的YOLO v8网络不断处理来自位于机器人两侧深度相机所拍摄的图像,识别出图像中的柑橘苗,计算得到株高,同时将这些数据实时上传至网络数据库。针对柑橘苗株高计算,提出并比较了3种不同的方法。试验结果证明,巡检机器人自动驾驶时的定位结果与从高精度RTK定位中获取的真值相比,平均定位误差为5.6 cm,最大定位误差为17.5 cm;使用最优的计算方法获取的柑橘苗高度与人工测量的真值相比,平均绝对误差为1.88 cm,最大绝对误差为7 cm,均方误差为5.93 cm^(2)。

关键词：柑橘育苗巡检机器人表型无人驾驶 YOLO v8

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原子力显微镜原位探测铵态氮对沉淀态钙磷的溶解动力学

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土壤学报 2025年第1期62卷 92-101页

作者：葛新飞张文君华中农业大学资源与环境学院武汉430070

现代农业对磷肥的过度施用导致了其在集约农田中的大量累积,且大部分以枸溶性和难溶性的沉淀态存在,因此提高沉淀态磷的有效性是磷肥高效利用的关键。目前,大量宏观的田间试验已揭示了氮肥对磷肥的活化具有促进效应。然而,微纳尺度上氮... 详细信息

现代农业对磷肥的过度施用导致了其在集约农田中的大量累积,且大部分以枸溶性和难溶性的沉淀态存在,因此提高沉淀态磷的有效性是磷肥高效利用的关键。目前,大量宏观的田间试验已揭示了氮肥对磷肥的活化具有促进效应。然而,微纳尺度上氮肥和沉淀态磷肥相互作用的原位研究仍然缺乏。本研究选用土壤中常见的磷酸钙矿物(磷酸氢钙(DCPD)、羟基磷灰石(HAP))作为供试材料,设置5个浓度氯化铵(0.5、5、50、500、1000 mmol·L^(-1))为氮源,利用原位原子力显微镜原位观察了不同氮肥添加水平下,DCPD和HAP的表面溶解动力学。结果表明,氯化铵的添加驱动DCPD表面以三角形蚀坑的形式迅速溶解,且随着添加浓度的提高,DCPD表面溶解速率显著增强。结合DCPD表面溶解的定量表征,发现随着氯化铵浓度从0.5 mmol·L^(-1)增至1000 mmol·L^(-1),溶出磷的质量从27.00 mg·kg^(-1)显著增至145.0 mg·kg^(-1)。对于HAP而言,即使氯化铵浓度增至1000 mmol·L^(-1),HAP表面形貌几乎不变,未出现明显溶解,且溶出磷的质量仅为5.00 mg·kg^(-1),与超纯水溶出磷的质量相当(3.00 mg·kg^(-1))。分子水平的动力学力谱结果表明,铵根阳离子和DCPD之间的相互作用力(230.6 pN)显著大于其与HAP之间的相互作用力(154.0 pN)。这表明铵根阳离子在不同磷酸钙表面的结合强度差异显著,造成矿物表面水化层不同程度的破坏,从而带来矿物表面溶解的显著差异。本研究在纳米尺度原位表征了磷酸钙表面溶解动力学,并揭示了氯化铵调控其表面溶解的分子机制,为氮磷配施增强土壤供磷能力提供了直接依据。

关键词：铵态氮磷酸钙原位溶解原子力显微镜互作效应

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基层农技推广的空间溢出效应——基于卫星遥感数据的实证分析

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中国农业资源与区划 2025年第2期46卷 140-150页

作者：熊航于雅雯周薇胡晨徐保东华中农业大学宏观农业研究院华中农业大学经济管理学院华中农业大学资源与环境学院

[目的]农技推广是科技成果转化为生产力的重要组成部分，揭示基层农技推广的空间溢出效应对于制定合理的农技推广策略以促进农业高质量发展和实现农业现代化具有重要意义。[方法]文章引入卫星遥感影像识别2013—2018年桂林市5个柑橘主... 详细信息

[目的]农技推广是科技成果转化为生产力的重要组成部分，揭示基层农技推广的空间溢出效应对于制定合理的农技推广策略以促进农业高质量发展和实现农业现代化具有重要意义。[方法]文章引入卫星遥感影像识别2013—2018年桂林市5个柑橘主产县柑橘覆膜面积，利用ArcGIS客观准确地刻画5县全部乡镇的农技推广效果及其动态过程，在时空特征分析的基础上，通过空间计量经济学模型实证检验农技示范和农技培训两种主要农技推广形式在乡镇层面产生的空间溢出效应。[结果]（1）基层农技推广在乡镇层面存在空间溢出效应，即在一个乡镇进行农技推广也会对其他乡镇产生积极影响；（2）对于桂林市柑橘覆膜技术，农技示范推广措施具有明显的空间溢出效应，而农技培训不具有；（3）桂林市主产县的柑橘覆膜技术的扩散呈现渐进式扩散为主、跳跃式扩散为辅的空间规律和先快速增长、后稳定发展的时间规律。[结论]基于不同的基层农技推广形式对技术扩散的促进效果和扩散效应，提出差异化配置农技推广资源、引导社会力量创办农业科技园区和发挥社会网络在农户信息传播中的作用的政策建议。

关键词：基层农技推广空间溢出效应空间计量模型时空特征卫星遥感数据

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45钢表面TD-Cr/PVD-CrN复合涂层磨蚀性能

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表面技术 2023年第7期52卷 455-463页

作者：罗银万强曹道成杨泽华李善军孟亮肖洋轶韩明兴华中农业大学工学院武汉420070

目的采用热扩散(TD)渗金属技术和物理气相沉积(PVD)技术对45钢表面进行强化,以提升45钢表面硬度和抗磨蚀性能,延长45钢的使用寿命。方法采用热扩散渗金属技术和物理气相沉积技术制备TD-Cr、PVD-CrN及TD-Cr/PVD-Cr N(Cr/CrN复合涂层)3种... 详细信息

目的采用热扩散(TD)渗金属技术和物理气相沉积(PVD)技术对45钢表面进行强化,以提升45钢表面硬度和抗磨蚀性能,延长45钢的使用寿命。方法采用热扩散渗金属技术和物理气相沉积技术制备TD-Cr、PVD-CrN及TD-Cr/PVD-Cr N(Cr/CrN复合涂层)3种涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究涂层的微观形貌、元素分布和物相组成。通过纳米压痕研究涂层的硬度、弹性模量。通过摩擦磨损实验和电化学腐蚀实验,研究涂层的摩擦性能和腐蚀性能。结果TD-Cr、PVD-Cr N、TD-Cr/PVD-Cr N 3种涂层的组织结构均致密均匀,厚度分别为19.78、1.075、32.24μm。TD-Cr/PVD-Cr N涂层的硬度达到28.7 GPa,高于其他涂层,同时,Cr/Cr N复合涂层的弹性模量和弹性恢复能力均优于其他涂层。在盐水环境下,TD-Cr、PVD-Cr N、TD-Cr/PVD-CrN的摩擦因数分别为0.52、0.38、0.35,磨损体积分别为26、0.15、0.05,TD-Cr/PVD-CrN展现出较好的耐磨性能。在盐水环境下,TD-Cr/PVD-CrN涂层的抗腐蚀性能略低于TD-CrN涂层。结论综合看来,TD-Cr/PVD-CrN复合涂层可以有效提升45钢的表面抗磨蚀能力,延长其使用寿命。

关键词： 45钢 TD-Cr/PVD-CrN涂层力学性能摩擦磨损抗腐蚀性能

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东北地区大豆单产空间分异特征及其影响因素分析

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农业工程学报 2023年第21期39卷 108-119页

作者：王晨褚琳杨喆杨镇豪张歆雅王天巍蔡崇法华中农业大学资源与环境学院武汉430070

作为中国最重要的大豆主产区,东北地区的大豆生产成为解决大豆进出口产需问题的核心。明晰东北地区大豆单产空间分异特征及其影响因素,对于保卫“黑土粮仓”和夯实粮食安全“压舱石”具有重要意义。该研究基于谷歌地球引擎(Google Earth... 详细信息

作为中国最重要的大豆主产区,东北地区的大豆生产成为解决大豆进出口产需问题的核心。明晰东北地区大豆单产空间分异特征及其影响因素,对于保卫“黑土粮仓”和夯实粮食安全“压舱石”具有重要意义。该研究基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)平台,采用多特征随机森林的分类方法,提取2022年大豆种植空间分布信息,结合多时相叶面积指数(leaf area index,LAI)数据与实测产量建立大豆估产模型,明晰区域大豆单产空间分异特征,运用地理探测器定量解析大豆单产空间分异特征的影响因素。结果表明:1)2022年东北地区大豆种植面积的总体提取精度达89.48%,Kappa系数为0.89,与统计数据之间的决定系数(R2)为0.92。大豆种植面积由北向南递减,大豆种植区主要分布于松嫩平原地区,重心位于绥化市。2)2022年东北地区大豆平均单产为2 514.08 kg/hm^(2),与实测产量之间的R2为0.72。大豆单产空间分布集聚性显著(P<0.01),呈现出北高南低的分布特征。3)土壤类型、土壤pH值和大豆补贴是解释大豆单产空间分异特征最重要的3种单因子,q值分别为0.27、0.24和0.24。年均降雨∩年均积温、年均降雨∩大豆补贴以及土壤类型∩大豆补贴是解释大豆单产空间分异特征最重要的3对交互因子,q值分别为0.44、0.40和0.40。人为因素对大豆单产差异影响显著(P<0.01),大豆补贴、大豆粮价、农业灌溉面积、农业机械总动力、肥料价格和文盲率的较佳影响范围分别为4 801~7 500元/hm^(2)、5 601~5 800元/t、13.6×10^(4)~26.4×10^(4)hm^(2)、252×10^(4)~436×10^(4)kW、2 500~2 602元/t以及1.4%~1.8%。东北地区大豆单产在空间上呈现由北向南递减的趋势,具有显著的空间异质性。大豆单产空间分异受自然因素与人为因素的共同影响,自然因素起主导作用,人为因素起调控作用。

关键词：土壤降雨作物空间分异特征地理探测器东北地区多特征随机森林大豆单产

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基于改进YOLO v4的笼养蛋鸭行为实时识别方法

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农业机械学报 2023年第11期54卷 266-276页

作者：谷月王树才严煜衡一帆龚东军唐诗杰华中农业大学工学院武汉430070

蛋鸭行为模式是判断笼养鸭养殖过程中健康状况及福利状态的重要指标,为了通过机器视觉实现识别蛋鸭多行为模式,提出了一种基于改进YOLO v4(You only look once)的目标检测算法,不同的行为模式为蛋鸭的养殖管理方案提供依据。本文算法通... 详细信息

蛋鸭行为模式是判断笼养鸭养殖过程中健康状况及福利状态的重要指标,为了通过机器视觉实现识别蛋鸭多行为模式,提出了一种基于改进YOLO v4(You only look once)的目标检测算法,不同的行为模式为蛋鸭的养殖管理方案提供依据。本文算法通过更换主干特征提取网络MobileNetV2,利用深度可分离卷积模块,在提升检测精度的同时降低模型参数量,有效提升检测速度。在预测输出部分引入无参数的注意力机制SimAM模块,进一步提升模型检测精度。通过使用本文算法对笼养蛋鸭行为验证集进行了检测,优化后模型平均精度均值达到96.97%,图像处理帧率为49.28 f/s,相比于原始网络模型,平均精度均值及处理速度分别提升5.03%和88.24%。与常用目标检测网络进行效果对比,改进YOLO v4网络相较于Faster R-CNN、YOLO v5、YOLOX的检测平均精度均值分别提升12.07%、30.6%及2.43%。将本文提出的改进YOLO v4网络进行试验研究,试验结果表明本文算法可以准确地对不同时段的笼养蛋鸭行为进行记录,根据蛋鸭表现出的不同行为模式来帮助识别蛋鸭的异常情况,如部分行为发生异常时长或在异常时段发生等,从而为蛋鸭的养殖管理提供有价值的指导,为实现鸭舍自动化、智能化管理提供技术支持。

关键词：笼养蛋鸭目标检测性能优化行为识别 YOLO v4

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含沙水流在植被斑块中的输沙规律及阻力机制试验

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农业工程学报 2023年第12期39卷 95-103页

作者：李佳颐宋艳暾蔡崇法郝蓉占昌华温希望华中农业大学资源与环境学院武汉430070

为深入探究自然状态下含植被水沙运动过程及植被阻水拦沙机理,利用室内开闸式平坡水槽试验研究了泥沙粒径级配、植被冠层形态特征、植被密度对含沙水流输沙规律及阻力机制的影响。提出植物叶片长宽比作为衡量单株植物的冠层形态特征指标... 详细信息

为深入探究自然状态下含植被水沙运动过程及植被阻水拦沙机理,利用室内开闸式平坡水槽试验研究了泥沙粒径级配、植被冠层形态特征、植被密度对含沙水流输沙规律及阻力机制的影响。提出植物叶片长宽比作为衡量单株植物的冠层形态特征指标,用无量纲沉积通量和不同尺度下的无量纲冠层阻力划分含沙水流运动状态,掲示冠层形态特征及泥沙粒径级配对含沙水流运动过程的影响。研究结果表明,含沙水流中泥沙沉积通量受植物冠层形态和粗粒径悬移质(10~100μm的弱黏性颗粒)含量影响,且植被冠层形态及泥沙粒径级配与无量纲沉积通量之间在阻力主导阶段存在强烈的反馈机制。植被冠层形态较大或粗粒径悬移质含量高的含沙水流中,沿水流运动方向床沙细化趋势更显著。相较于受叶片长宽比影响的冠层形态特征及植被密度,悬移质泥沙粒径级配因素对植被阻水拦沙效果的影响程度较为微弱。研究成果可为流域侵蚀输沙过程和河流水沙资源管理提供一定的科学依据。

关键词：泥沙粒径含沙水流植被阻力冠层形态水槽试验

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1970-2021年典型黑土区侵蚀沟损毁耕地速度与发育阶段

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农业工程学报 2023年第12期39卷 51-59页

作者：陈家宙何阳波高钰淏陈俊熹黄怡婷朱贻凡宋冯豪华中农业大学资源与环境学院武汉430070

黑土区侵蚀沟损毁耕地,威胁粮食生产,研究侵蚀沟发展速度与发育现状,对揭示侵蚀沟发育机理和保护黑土地具有重要意义。为研究近50年侵蚀沟损毁耕地速度和发育特征,分别在典型黑土区3个纬度带选取坡度约为1%、2%和3%的9个共计约378 km2... 详细信息

黑土区侵蚀沟损毁耕地,威胁粮食生产,研究侵蚀沟发展速度与发育现状,对揭示侵蚀沟发育机理和保护黑土地具有重要意义。为研究近50年侵蚀沟损毁耕地速度和发育特征,分别在典型黑土区3个纬度带选取坡度约为1%、2%和3%的9个共计约378 km2的典型黑土农田单元,并利用1970年、2011年和2021年卫星影像结合无人机和地面测量的结果进行计算与统计。结果表明,侵蚀沟数量在3个历史时期持续增加,剔除因治理而消失的311条,实际增加了958条,北部嫩江增加速度高于中部海伦和南部巴彦,而同一纬度区大坡度(3%)比小坡度(1%和2%)农田单元内侵蚀沟数量增长更快。人为治理和更高强度耕种导致侵蚀沟面积降低(1970-2011年)然后再增加(2011-2021年)的V型走势,但由侵蚀沟发育而实际损毁耕地的面积持续扩张,近10年年均损毁耕地面积0.1%,3个区域的损毁速度相近。从南往北3个区域侵蚀沟起始发育时间分别是1920s、1940s和1950s,与开垦时间先后顺序一致。典型黑土区侵蚀沟经历了谷底沟发育、沟系形成、多样化发育3个阶段,其中嫩江处在第二阶段,而海伦和巴彦处在第三阶段,即老沟、新沟、次生沟、浅沟多样化发育阶段。人为治理和促进侵蚀沟发育的较量,决定典型黑土区侵蚀沟的发育走势。研究为典型黑土区侵蚀沟防治提供科学依据。

关键词：侵蚀耕地坡度沟蚀卫星影像发育速度侵蚀沟阶段

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