基于5G的农田土壤状况检测采集系统研究设计
这是一篇关于农田土壤,土壤墒情,土壤肥力,检测采集,5G的论文, 主要内容为当前我国正处于从传统农业向现代农业发展的转型阶段,现代农业的核心思想是获取农田作物产量和影响作物生长的环境因素,如土壤结构、植物营养、含水量、病虫害等,充分利用有限的自然资源,合理施用化肥,减少和节约水资源,达到降低生产成本,实现对资源的合理配置,减少环境污染,保护自然生态环境的目标。农业生产需要进行精准监控和科学管理,实现对资源的合理配置,以最少的投入达到最大的收益,高效地利用各类农业资源,取得最大的经济效益和环境效益。因此,如何有效地收集农田土壤数据,进行土壤肥力、土壤墒情测定,通过实际测量数据为实施精准变量施肥提供科学依据,改变以往盲目施肥和随机施肥等不科学的生产方式,最大限度地减少化肥使用对生态环境及土壤的影响,对于实施农业精细管理至关重要。基于大片农田不便于填埋土壤墒情和肥力检测传感器的缺点,本文设计了一种便携可移动的农田土壤状况检测采集系统,实现多维度农田土壤状态的采集。通过分析对比国内外土壤状态采集监测技术发展趋势,对系统总体结构进行了分析,提出了基于5G的农田土壤状况检测采集系统总体结构。系统总体结构由土壤墒情、土壤肥力采集模块、空间定位模块、现场视频模块、远程数据传输模块组成。根据系统可靠性、坚固耐用性以及接口要求,系统采用嵌入式工控机作为主机;采用针式RS485接口的土壤综合传感器和氮磷钾传感器作为土壤墒情和肥力传感器;采用RS232接口的GPS模块作为空间定位模块;采用海康威视摄像头作为视频采集模块;采用mini PCI-5G模块作为无线通信模块。为了提高软件系统的可靠性和可扩展性,软件结构采用MVC模式。根据系统需求分析以及MVC模式,设计了软件系统的类图。根据设计的类图以及采用Visual C++开发工具,对墒情和肥力数据采集、GPS数据采集、视频数据采集、数据远程传输关键功能提出了具体的实现方案,并进行了开发。根据设计搭建了软硬件系统,对设计开发的土壤状况采集系统进行了功能测试,实现了土壤墒情、土壤肥力、空间定位、现场视频数据采集的功能。利用5G网络,实现了将采集数据传输到云端数据管理服务器上的功能,从而实现了基于5G农田土壤多参数、实时检测、可移动的土壤状况检测采集系统目标。
基于加权算法的土壤肥力状况分析与评价系统的实现
这是一篇关于土壤肥力,数据挖掘,C4.5,DBSCAN,评价系统的论文, 主要内容为土壤肥力是土壤养分情况的一个客观评价,对于农作物的生长具有重要的促进作用。但是其绝定性因素复杂多变,既受土壤所种植物种的影响,又受当地地理环境、气候条件的影响。因此分析和评价土壤肥力是非常复杂的,学术界和产业界一直在努力探索如何客观、准确地对土壤肥力进行综合性评价。本文在研究多种数据挖掘和分析算法的基础上,建立层次结构模型,运用加权C4.5和加权DBSCAN算法进行土壤分析与评价,并基于J2EE技术开发设计土壤肥力评价系统。首先,确定研究区域,再针对该区域进行数据收集,收集土壤肥力数据和对应时段的自然条件和人为活动数据,包括天气条件、施肥量等以便分析影响土壤肥力的多种因素。其次,对土壤肥力数据建立层次结构模型、构造成对比较矩阵、进行归一化处理、计算最大特征值,计算一致性指标、计算一致性比率、获得权重向量。接下来对数据进行标准化处理。再次,运用加权C4.5和加权DBSCAN算法,对预处理过的数据进行运算,将运算结果与直接运用C4.5和DBSCAN处理原始数据所得结果进行比较分析。最后,得到最适合土壤肥力评价分析的算法,通过编程语言实现该算法,通过网页的形式搭建土壤肥力评价系统。本文所研究的土壤肥力分析和评价模型对土壤养分变化趋势预测的适应性较好,符合要求,具有较好的实际意义。
氮肥运筹对茶叶产量和品质及茶园土壤肥力的影响
这是一篇关于茶园,氮肥用量,有机替代,产量,品质,土壤肥力的论文, 主要内容为研究不同施氮量和不同有机氮肥替代化学氮肥对茶叶产量和品质及茶园土壤肥力的影响,为合理指导茶园施氮管理提供理论依据。在贵州湄潭与贵州贵定茶产区,各设置5个氮肥梯度:N0(0kg·hm-2)、N1(150 kg·hm-2)、N2(300 kg·hm-2)、N3(600 kg·hm-2)、N4(900 kg·hm-2)及7个有机氮替代化肥氮模式:T1(CK不施肥)、T2(100%化学氮肥)、T3(80%化学氮肥+20%有机氮肥)、T4(60%化学氮肥+40%有机氮肥)、T5(40%化学氮肥+60%有机氮肥)、T6(20%化学氮肥+80%有机氮肥)、T7(100%有机氮肥),分析施氮量和有机氮替代对茶叶产量品质、氮肥利用效率、成本收益及土壤养分的影响。研究结果表明:(1)在贵州湄潭茶园,茶叶鲜叶产量、干茶产量随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,以N2(300 kg·hm-2)处理最高,较N0不施氮处理分别显著提高了55.06%和61.91%,较N4(900 kg·hm-2)处理分别提高了9.51%和7.31%。茶芽氮含量、氮素积累量、氮肥贡献率、氮肥农学利用率、氮肥表观利用率以N2(300 kg·hm-2)处理最高。酚氨比以N2(300 kg·hm-2)处理最低。茶叶收益、纯收益以N2(300 kg·hm-2)处理最高。在贵州贵定茶园,茶叶鲜叶产量、干茶产量以N3(600 kg·hm-2)处理最高。氮肥贡献率、氮肥生理利用率以N3(600 kg·hm-2)处理最高。N2(300 kg·hm-2)施氮处理下的酚氨比最低。茶叶收益、纯收益以N3处理最高。(2)贵州湄潭茶园土壤有机质、碱解氮、速效钾随施氮量增加呈先升高后降低的趋势,以N2(300 kg·hm-2)处理最高,较N0不施氮处理分别提高了21.84%、19.46%、28.65%,较N4(900 kg·hm-2)处理分别显著提高了25.86%、22.55%、89.78%。贵州贵定茶园土壤有机质、全氮、碱解氮随施氮量增加呈现先升高后降低的趋势,以N2(300 kg·hm-2)处理最高。(3)不同有机氮替代化肥氮试验中,贵州湄潭茶园茶叶鲜叶产量和干茶产量以T3(80%化学氮肥+20%有机氮肥)处理最高,较T2(100%化学氮肥)处理显著提高了21.53%和24.80%,较T7(100%有机氮肥)处理显著提高了73.82%和66.61%。茶芽氮素积累量、氮肥贡献率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥表观利用率以T3(80%化学氮肥+20%有机氮肥)处理最高。茶叶茶多酚含量以T3(80%化学氮肥+20%有机氮肥)处理较低。茶叶收益、纯收益以T3(80%化学氮肥+20%有机氮肥)处理最高。贵州贵定茶园鲜叶产量和干茶产量以T4(60%化学氮肥+40%有机氮肥)处理最高。氮素积累量、氮肥贡献率、氮肥农学利用率、氮肥表观利用率以T4(60%化学氮肥+40%有机氮肥)处理最高。茶叶茶多酚、酚氨比含量以T5(40%化学氮肥+60%有机氮肥)处理较低。茶叶收益、纯收益以T4(60%化学氮肥+40%有机氮肥)处理最高。(4)贵州湄潭茶园土壤全氮和有效磷含量随有机氮替代比例增加呈先升高后降低的趋势,以T3(80%化学氮肥+20%有机氮肥)处理最高,较T2(100%化学氮肥)处理分别提高了13.44%和149.54%,较T7(100%有机氮肥)处理分别提高了58.00%和311.12%。贵州贵定茶园土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量以T4(60%化学氮肥+40%有机氮肥)处理最高。综上所述,表明在贵州湄潭茶园理论施氮量N2(300 kg·hm-2),贵州贵定茶园N2~N3(300~600 kg·hm-2)处理下可以提高土壤养分含量、氮肥效率,进而提高茶叶产量及品质,增加成本收益。在贵州湄潭茶园20%有机氮替代化肥氮比例、贵州贵定茶园40%有机氮替代化肥氮比例是茶园较优的有机肥配施模式。
基于复杂网络社区挖掘算法的研究与实现
这是一篇关于复杂网络,信息传播,土壤肥力,Citespace,玉米病害的论文, 主要内容为现实生活中很多系统都可以抽象成网络模型,研究人员可以通过对网络模型的研究与分析来了解现实系统的结构和功能。本文从农业科技文献可视化挖掘与分析、农村信息传播模式的研究与分析这两方面对复杂网络与蚁群算法在农业领域的应用进行了研究与探索。主要内容如下:利用Citespace软件建立土壤肥力领域和玉米病害领域知识图谱,结合社区结构与可视化技术进行土壤肥力领域的可视化挖掘与分析。通过对20002014年发表的土壤肥力领域相关文献数据进行统计分析,了解其领域研究的宏观趋势;根据绘制成的机构分布图谱、作者分布图谱,对各研究机构和科研工作者在土壤肥力领域和玉米病害领域的贡献与合作关系进行整理与解析;根据关键词知识图谱,明确土壤肥力领域玉米病害领域和的研究热点与发展趋势。通过土壤肥力知识图谱和玉米病害知识图谱的可视化挖掘与分析,有助于农业科研工作者对土壤肥力和玉米病害发展态势有较全面、客观、准确的认识,为土壤肥力和玉米病害后续研究提供更深入具体的指导。利用复杂网络技术对农村信息传播的复杂性进行了较透彻的研究与分析。通过建立复杂网络的顶点度分布、平均路径长度、聚类系数特征,证实了农村信息传播网络具有无标度网络特性和小世界网络特性;对农村信息传播网络分别从点度中心性、中介中心性和关系强度三方面对信息传播速度、范围、解读和应用等情况进行全面分析;通过蚁群算法与复杂网络技术相结合,在农村信息传播网络中抽象出多条信息传播路径。研究表明:应用复杂网络技术和蚁群算法可以有效提高农村信息传播的速度和质量。本文从农业科技文献可视化挖掘与分析、农村信息传播模式的研究与分析这两方面对复杂网络与蚁群算法在农业领域的应用进行了研究与探索。最后根据这两方面的研究,设计并实现了玉米生产信息咨询系统。本系统能够有效传播科学玉米生产信息,在空间上实现农业专家对农民的指导和交流以及农民间的学习和探讨。
基于5G的农田土壤状况检测采集系统研究设计
这是一篇关于农田土壤,土壤墒情,土壤肥力,检测采集,5G的论文, 主要内容为当前我国正处于从传统农业向现代农业发展的转型阶段,现代农业的核心思想是获取农田作物产量和影响作物生长的环境因素,如土壤结构、植物营养、含水量、病虫害等,充分利用有限的自然资源,合理施用化肥,减少和节约水资源,达到降低生产成本,实现对资源的合理配置,减少环境污染,保护自然生态环境的目标。农业生产需要进行精准监控和科学管理,实现对资源的合理配置,以最少的投入达到最大的收益,高效地利用各类农业资源,取得最大的经济效益和环境效益。因此,如何有效地收集农田土壤数据,进行土壤肥力、土壤墒情测定,通过实际测量数据为实施精准变量施肥提供科学依据,改变以往盲目施肥和随机施肥等不科学的生产方式,最大限度地减少化肥使用对生态环境及土壤的影响,对于实施农业精细管理至关重要。基于大片农田不便于填埋土壤墒情和肥力检测传感器的缺点,本文设计了一种便携可移动的农田土壤状况检测采集系统,实现多维度农田土壤状态的采集。通过分析对比国内外土壤状态采集监测技术发展趋势,对系统总体结构进行了分析,提出了基于5G的农田土壤状况检测采集系统总体结构。系统总体结构由土壤墒情、土壤肥力采集模块、空间定位模块、现场视频模块、远程数据传输模块组成。根据系统可靠性、坚固耐用性以及接口要求,系统采用嵌入式工控机作为主机;采用针式RS485接口的土壤综合传感器和氮磷钾传感器作为土壤墒情和肥力传感器;采用RS232接口的GPS模块作为空间定位模块;采用海康威视摄像头作为视频采集模块;采用mini PCI-5G模块作为无线通信模块。为了提高软件系统的可靠性和可扩展性,软件结构采用MVC模式。根据系统需求分析以及MVC模式,设计了软件系统的类图。根据设计的类图以及采用Visual C++开发工具,对墒情和肥力数据采集、GPS数据采集、视频数据采集、数据远程传输关键功能提出了具体的实现方案,并进行了开发。根据设计搭建了软硬件系统,对设计开发的土壤状况采集系统进行了功能测试,实现了土壤墒情、土壤肥力、空间定位、现场视频数据采集的功能。利用5G网络,实现了将采集数据传输到云端数据管理服务器上的功能,从而实现了基于5G农田土壤多参数、实时检测、可移动的土壤状况检测采集系统目标。
基于中间件技术的棉田土壤肥力信息管理及专家施肥决策系统的建立
这是一篇关于农业专家系统,中间件,数据库,土壤肥力,网站的论文, 主要内容为我国地域辽阔,气候多样,各地生产条件千差万别,不同作物、不同品种均需要根据当地土壤实际情况,因地制宜地进行管理。农业生产的复杂性和生态区域性决定了必须有一个健全而庞大的推广体系。而信息技术可以为推广体系和广大推广人员提供最先进的工具和技术手段,利用其在传播信息和知识方便、快捷、可大量复制的特点,将大量科技成果迅速传播到农民手中,实现大范围的应用,弥补和克服农业科技人员短缺的问题,改变传统的农业科技推广模式,从而大大促进农业技术成果转化和生产的发展,促进当地生产组织方式科学化。 针对土壤肥力信息化、网络化、资源共享在农业生产中的重要作用,以新疆兵团农八师147、149、150团为例,采用中间件技术、数据库技术、JSP技术、SQL Service搭建基于中间件技术的棉田土壤肥力网络框架;在此基础上,依据区域土壤肥力、质地类型,以条田为操作单元,建立了集棉田土壤养分管理、专家施肥推荐、SQL信息查询以及在线决策等功能于一体的棉田土壤养分信息管理与作物推荐施肥系统。网络设计内容如下: 1、收集2004年147团、149团、150团土壤样品属性信息(土壤类型、氮、磷、钾、有机质)、肥料信息(化肥名称、养分含量、化学性质、适应范围)及生产状况信息(条田面积、单产、亩施肥量、前茬作物),以SQL 2000为开发工具,以条田为基本评价单元,建立包括数据库模块即条田土壤肥力信息查询模块、条田土壤肥力信息统计模块、条田按区分类管理模块在内的土壤养分信息综合管理数据库。 2、基于中间件技术协议,将数据库基本的处理逻辑封装在JavaBean包中,通过JSP调用JavaBean实现数据库的连接;以J2EE框架技术,使用当今使用广泛的JSP/Servlet服务器Tomcat服务器作为中间件容器封装数据库,作为系统后台数据源。 3、以新疆兵团绿洲农业生态重点实验室最新的肥料试验模型及参数为核心,采用配方施肥目标产量法,以土壤养分信息综合管理数据数据源为基础,在中间件开发环境J2 SDK下串联各数据库建立棉田土壤养分信息管理与作物推荐施肥系统。该系统主要包括用户登陆模块、用户注册模块、信息查询模块、专家施肥模块、专家咨询模块、用户注册模块、数据管理模块、用户管理模块。 4、系统利用中间件连接技术JSP对文本、图像、动画、音频、视频等信息进行连接,由Macromedia Dreamweaver MX2004形成图、文、声并茂的Web页面从而创立网站,实现了远程农田信息数据浏览、网络SQL查询、数据库远程管理与维护及施肥推荐、在线决策等服务功能。 本系统基于中间件技术为兵团一线农业生产单位提供了棉田土壤肥力状况及化肥利用率的动态变化信息;提供肥料生产、调拨、供销部门信息决策支持,帮助农户根据市场做出科学决策,实现了农业生产、管理和经营的科学化;克服盲目性,实现了农业增产增收和集约经营。在此基础上,对土壤肥力信息管理服务及施肥决策系统在农业上的应用的研究前景进行了展望。为进一步提高农民科学施肥水平、肥料利用率,增加收入以及环境保护都具有重要的现实意义。
氮肥运筹对茶叶产量和品质及茶园土壤肥力的影响
这是一篇关于茶园,氮肥用量,有机替代,产量,品质,土壤肥力的论文, 主要内容为研究不同施氮量和不同有机氮肥替代化学氮肥对茶叶产量和品质及茶园土壤肥力的影响,为合理指导茶园施氮管理提供理论依据。在贵州湄潭与贵州贵定茶产区,各设置5个氮肥梯度:N0(0kg·hm-2)、N1(150 kg·hm-2)、N2(300 kg·hm-2)、N3(600 kg·hm-2)、N4(900 kg·hm-2)及7个有机氮替代化肥氮模式:T1(CK不施肥)、T2(100%化学氮肥)、T3(80%化学氮肥+20%有机氮肥)、T4(60%化学氮肥+40%有机氮肥)、T5(40%化学氮肥+60%有机氮肥)、T6(20%化学氮肥+80%有机氮肥)、T7(100%有机氮肥),分析施氮量和有机氮替代对茶叶产量品质、氮肥利用效率、成本收益及土壤养分的影响。研究结果表明:(1)在贵州湄潭茶园,茶叶鲜叶产量、干茶产量随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,以N2(300 kg·hm-2)处理最高,较N0不施氮处理分别显著提高了55.06%和61.91%,较N4(900 kg·hm-2)处理分别提高了9.51%和7.31%。茶芽氮含量、氮素积累量、氮肥贡献率、氮肥农学利用率、氮肥表观利用率以N2(300 kg·hm-2)处理最高。酚氨比以N2(300 kg·hm-2)处理最低。茶叶收益、纯收益以N2(300 kg·hm-2)处理最高。在贵州贵定茶园,茶叶鲜叶产量、干茶产量以N3(600 kg·hm-2)处理最高。氮肥贡献率、氮肥生理利用率以N3(600 kg·hm-2)处理最高。N2(300 kg·hm-2)施氮处理下的酚氨比最低。茶叶收益、纯收益以N3处理最高。(2)贵州湄潭茶园土壤有机质、碱解氮、速效钾随施氮量增加呈先升高后降低的趋势,以N2(300 kg·hm-2)处理最高,较N0不施氮处理分别提高了21.84%、19.46%、28.65%,较N4(900 kg·hm-2)处理分别显著提高了25.86%、22.55%、89.78%。贵州贵定茶园土壤有机质、全氮、碱解氮随施氮量增加呈现先升高后降低的趋势,以N2(300 kg·hm-2)处理最高。(3)不同有机氮替代化肥氮试验中,贵州湄潭茶园茶叶鲜叶产量和干茶产量以T3(80%化学氮肥+20%有机氮肥)处理最高,较T2(100%化学氮肥)处理显著提高了21.53%和24.80%,较T7(100%有机氮肥)处理显著提高了73.82%和66.61%。茶芽氮素积累量、氮肥贡献率、氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥表观利用率以T3(80%化学氮肥+20%有机氮肥)处理最高。茶叶茶多酚含量以T3(80%化学氮肥+20%有机氮肥)处理较低。茶叶收益、纯收益以T3(80%化学氮肥+20%有机氮肥)处理最高。贵州贵定茶园鲜叶产量和干茶产量以T4(60%化学氮肥+40%有机氮肥)处理最高。氮素积累量、氮肥贡献率、氮肥农学利用率、氮肥表观利用率以T4(60%化学氮肥+40%有机氮肥)处理最高。茶叶茶多酚、酚氨比含量以T5(40%化学氮肥+60%有机氮肥)处理较低。茶叶收益、纯收益以T4(60%化学氮肥+40%有机氮肥)处理最高。(4)贵州湄潭茶园土壤全氮和有效磷含量随有机氮替代比例增加呈先升高后降低的趋势,以T3(80%化学氮肥+20%有机氮肥)处理最高,较T2(100%化学氮肥)处理分别提高了13.44%和149.54%,较T7(100%有机氮肥)处理分别提高了58.00%和311.12%。贵州贵定茶园土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量以T4(60%化学氮肥+40%有机氮肥)处理最高。综上所述,表明在贵州湄潭茶园理论施氮量N2(300 kg·hm-2),贵州贵定茶园N2~N3(300~600 kg·hm-2)处理下可以提高土壤养分含量、氮肥效率,进而提高茶叶产量及品质,增加成本收益。在贵州湄潭茶园20%有机氮替代化肥氮比例、贵州贵定茶园40%有机氮替代化肥氮比例是茶园较优的有机肥配施模式。
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