基于AquaCrop模型的河南省冬小麦灌溉制度优化研究 被引量：10

1

作者 戎亚思 李国强 +4 位作者 张杰 张建涛 王猛 郑国清 冯伟 《河南农业科学》 北大核心 2023年第2期151-161,共11页

为验证AquaCrop模型在河南省的适用性,并探讨冬小麦最优灌溉制度,分别于2016—2018年和2019—2020年,在河南周口进行冬小麦不同灌水频次田间试验,先后校准AquaCrop模型参数和独立验证模型模拟效果,并利用验证后的AquaCrop模型,分析不同... 为验证AquaCrop模型在河南省的适用性,并探讨冬小麦最优灌溉制度,分别于2016—2018年和2019—2020年,在河南周口进行冬小麦不同灌水频次田间试验,先后校准AquaCrop模型参数和独立验证模型模拟效果,并利用验证后的AquaCrop模型,分析不同降雨年型条件下16种灌溉情景对冬小麦耗水量、蒸腾量、籽粒产量、水分利用效率和灌溉水利用效率的影响。结果表明,冬小麦冠层覆盖度模拟值与实测值的决定系数(R^(2))介于0.84~0.94,一致性指数(d)介于0.93~0.98,均方根误差(RMSE)介于4.7%~9.4%。冬小麦生物量模拟值与实测值的R^(2)介于0.94~0.95,d介于0.93~0.98,RMSE介于2.1~2.2 t/hm^(2)。冬小麦籽粒产量、水分利用效率模拟值与实测值的相对误差(RE)均在10%以内。以籽粒产量和水分利用效率最高为目标,冬小麦的最优灌溉方案为:于干旱年拔节期、开花期和灌浆期,每次灌水75 mm;于平水年拔节期和开花期,每次灌水75 mm;于丰水年拔节期灌水75 mm。 展开更多

关键词 冬小麦 AquaCrop模型 降雨年型 灌溉制度 河南省 产量 水分利用效率

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河南省葡萄需水量的时空变化趋势及影响因素分析 被引量：3

2

作者 黎世民 罗诗峰 +6 位作者 臧贺藏 赵晴 胡峰 张建涛 李国领 张杰 郑国清 《河南农业科学》 北大核心 2019年第3期108-114,共7页

基于河南省1960—2015年的17个基本气象站点的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式和作物系数法计算了河南省葡萄需水量;并利用线性趋势分析法和Mann-Kendall非参数检验法,对葡萄生育期需水量和不同月份需水量的年际变化趋势进... 基于河南省1960—2015年的17个基本气象站点的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式和作物系数法计算了河南省葡萄需水量;并利用线性趋势分析法和Mann-Kendall非参数检验法,对葡萄生育期需水量和不同月份需水量的年际变化趋势进行了分析。同时,也对其与气象因子的相关性进行了探讨。结果表明,1960—2015年,河南省葡萄生育期平均需水量为451.71 mm。56 a来,除4月份葡萄需水量呈不显著的上升趋势外,其他月份的需水量均呈下降趋势,尤其是6月、7月和8月的需水量均呈显著下降趋势。葡萄生育期需水量的空间分布特征为自西北向东南逐渐降低,豫西葡萄生育期平均需水量最高,为460.82 mm,豫南葡萄生育期平均需水量最低,为438.15 mm。对影响河南省葡萄生育期需水量的气象因子进行相关性分析表明,日照时数和平均风速与葡萄生育期需水量有极显著正相关性,平均相对湿度与生育期需水量呈极显著负相关性。 展开更多

关键词 河南省 葡萄 PENMAN-MONTEITH公式 作物需水量 气象因子

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河南省夏花生水分供需变化及时空分布特征 被引量：10

3

作者 张建涛 李国强 +5 位作者 臧贺藏 张杰 赵晴 陈丹丹 王猛 郑国清 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2020年第10期2384-2392,共9页

【目的】定量分析河南省不同生态地点夏花生水分供需变化特征,为在气候变化背景下优化河南花生种植区划调整、提高水资源利用效率、更好的发展节水农业提供参考。【方法】利用河南省17个农业气象监测站点1960-2009年逐日气象数据,分别采... 【目的】定量分析河南省不同生态地点夏花生水分供需变化特征,为在气候变化背景下优化河南花生种植区划调整、提高水资源利用效率、更好的发展节水农业提供参考。【方法】利用河南省17个农业气象监测站点1960-2009年逐日气象数据,分别采用Penman-Monteith公式和作物系数法、参考作物蒸散量和降水量的比率法,计算夏花生生育期需水量、有效降水量,进而计算缺水量,并对结果进行分析。【结果】河南17个站点1960-2009年夏花生需水量均值在350.6~493.1 mm;各个站点全都随年份呈下降趋势,栾川呈显著下降趋势,其余16个站点呈极显著下降趋势;下降最快的为商丘站,平均每10年下降24.5 mm。有效降水量均值在198.0~276.7 mm;各个站点有效降水量变化趋势不同,且变化趋势不显著。缺水量均值在88.2~281.3 mm;各个站点缺水量都呈下降趋势,宝丰、南阳、商丘、郑州4个站点缺水量随年份呈极显著下降趋势,卢氏、西华、许昌3个站点缺水量随年份呈显著下降趋势,其余10个站点下降趋势不显著;下降最快的为商丘站,平均每10年下降21.6 mm。1960-2009河南夏花生需水量、有效降水量、缺水量区域分布不均,不同年代差异较大。需水量低值区域一般出现在豫西的卢氏、栾川周边,高值区域一般在豫北和豫南。有效降水量高值区域一般在豫西洛阳(栾川)南部和豫南南阳西部区域,低值区域不同年代分布不固定。缺水量低值区域一般在豫西洛阳(栾川)南部和豫南南阳(西峡)西北部区域,高值区域一般集中在豫中郑州、开封、许昌和豫北新乡、安阳、濮阳大部分地区。【结论】豫东南的商丘、周口、驻马店大部分区域为平原地区,夏花生需水量较省内其它地方少,比较适宜大规模进行花生种植。 展开更多

关键词 夏花生 需水量 有效降雨量 缺水量 时空变化特征

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基于改进YOLOX模型的芝麻蒴果检测方法研究 被引量：5

4

作者 王川 赵恒滨 +4 位作者 李国强 张建涛 高桐梅 赵巧丽 郑国清 《河南农业科学》 北大核心 2022年第11期155-162,共8页

为实现密集条件下芝麻蒴果的准确检测,提出基于YOLOX模型的芝麻蒴果检测定位方法(CE-YOLOX模型)。该模型以CSPDarknet-53作为主干特征提取网络,在路径聚合网络PANet中增加104×104大尺度特征层,增强对目标细粒度特征信息的获取;通... 为实现密集条件下芝麻蒴果的准确检测,提出基于YOLOX模型的芝麻蒴果检测定位方法(CE-YOLOX模型)。该模型以CSPDarknet-53作为主干特征提取网络,在路径聚合网络PANet中增加104×104大尺度特征层,增强对目标细粒度特征信息的获取;通过引入注意力机制模块获取目标重要的轮廓特征和空间位置信息;将传统的NMS替换为更有利于重叠目标检测的Soft-NMS算法来降低漏检情况。结果表明,在IoU阈值为0.5时,CE-YOLOX模型在全部测试集上的调和均值(F_(1))、召回率、平均精度分别为0.99、98.65%、99.71%,与原模型YOLOX相比,该模型分别提升了0.05、6.27个百分点、3.28个百分点。通过蒴果计数试验,CE-YOLOX模型计数准确率为96.84%,比YOLOX模型提高了5.28个百分点。改进后的模型CE-YOLOX适用于密集条件下芝麻蒴果检测。 展开更多

关键词 芝麻蒴果 果实检测 注意力机制 目标检测算法 YOLOX

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基于改进YOLOv4的夏玉米主要害虫检测方法研究 被引量：4

5

作者 段新涛 王伸 +3 位作者 赵晴 张杰 郑国清 李国强 《山东农业科学》 北大核心 2023年第10期167-173,共7页

为提高夏玉米主要害虫的检测精度,实现害虫的自动化测报,本研究基于性诱测报原理,设计玉米主要害虫诱集装置,并利用该装置自动采集黏虫、棉铃虫、玉米螟、甜菜夜蛾等玉米害虫图像,制作VOC数据集。以YOLOv4模型为基础,引入SENet模块和Sof... 为提高夏玉米主要害虫的检测精度,实现害虫的自动化测报,本研究基于性诱测报原理,设计玉米主要害虫诱集装置,并利用该装置自动采集黏虫、棉铃虫、玉米螟、甜菜夜蛾等玉米害虫图像,制作VOC数据集。以YOLOv4模型为基础,引入SENet模块和Soft-NMS算法,构建YOLOv4-Corn模型,解决玉米害虫体积小、虫体易重叠等造成的不易识别问题。结果表明,YOLOv4-Corn模型对黏虫、棉铃虫、玉米螟和甜菜夜蛾的平均检测精度分别为95.89%、96.59%、93.34%和99.07%;与Faster R-CNN、YOLOv3、YOLOv4等模型相比,YOLOv4-Corn的F1值、召回率、精确率、平均精度均最优。可见,YOLOv4-Corn对黏虫、棉铃虫、玉米螟和甜菜夜蛾具有较高的识别准确率,可用于田间夏玉米害虫种群监测预警。 展开更多

关键词 玉米害虫 诱集装置 YOLOv4-Corn 目标检测

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基于Android的作物表型性状数据采集系统研究 被引量：3

6

作者 赵巧丽 臧贺藏 +2 位作者 李国强 王进磊 胡峰 《河南农业科学》 北大核心 2019年第8期175-180,共6页

为提高农业试验表型性状数据采集效率,充分调研了不同农作物、不同试验类型数据采集过程,设计开发了通用型作物表型性状数据采集系统(移动端APP)。移动端APP基于C/S结构开发,以AndroidStudio为开发平台,采用JSON数据格式,通过Android技... 为提高农业试验表型性状数据采集效率,充分调研了不同农作物、不同试验类型数据采集过程,设计开发了通用型作物表型性状数据采集系统(移动端APP)。移动端APP基于C/S结构开发,以AndroidStudio为开发平台,采用JSON数据格式,通过Android技术实现Webapi与服务器之间的通信。移动端APP主要功能包括模板选择、扫码定位、手动录入、数据录入、数据上传和指标字典6个模块,功能设计灵活,数据录入迅捷,操作简单,易于推广。以玉米试验为例,结合作物表型性状管理系统,介绍了移动端APP的具体应用。移动端APP的开发与应用,改变了手工记录的传统数据采集方式,省去了数据二次录入过程,提高数据获取效率70%以上。 展开更多

关键词 作物 表型性状 移动端 采集系统

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基于物联网技术的作物虫情采集监测预警系统构建 被引量：20

7

作者 赵晴 臧贺藏 +4 位作者 张杰 胡峰 王猛 张建涛 李国强 《河南农业科学》 北大核心 2019年第12期164-169,共6页

为提升作物害虫田间调查的效率,减少调查后信息再次录入的工作量,以及提高害虫性诱测报工作的时效性,进而提升作物虫害测报的工作效率,应用远程拍照、远程通信、图像处理等物联网技术,研发了昆虫远程性诱测报装置,改进了传统性诱测报方... 为提升作物害虫田间调查的效率,减少调查后信息再次录入的工作量,以及提高害虫性诱测报工作的时效性,进而提升作物虫害测报的工作效率,应用远程拍照、远程通信、图像处理等物联网技术,研发了昆虫远程性诱测报装置,改进了传统性诱测报方式。并开发了基于Android的害虫虫情田间采集APP端(以下简称APP端),实现田间虫害信息采集的信息化。基于远程性诱图像采集和APP端,建立了虫情数据库,构建了作物虫情采集监测预警系统。该系统的应用便于基层植保技术人员进行虫情数据采集、查询,以及虫害预警信息的发布,实现作物害虫监测预警的信息化。 展开更多

关键词 物联网技术 虫情采集 监测预警 系统构建

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农田玉米土壤墒情远程监测云平台的设计与应用 被引量：7

8

作者 臧贺藏 王猛 +4 位作者 张杰 李国强 赵晴 胡峰 郑国清 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2107-2112,共6页

【目的】研发农田玉米土壤墒情远程监测云平台,获取实时动态农田玉米土壤墒情信息,为玉米科学灌溉提供数据支持,以保证夏玉米高产稳产。【方法】采用GPRS网关接入互联网,433 Mhz无线电组成本地局域网的方式,在河南省永城市等市(县)的玉... 【目的】研发农田玉米土壤墒情远程监测云平台,获取实时动态农田玉米土壤墒情信息,为玉米科学灌溉提供数据支持,以保证夏玉米高产稳产。【方法】采用GPRS网关接入互联网,433 Mhz无线电组成本地局域网的方式,在河南省永城市等市(县)的玉米田地安置土壤墒情监测点,对土壤墒情信息进行自动采集和分析。【结果】土壤墒情远程监测云平台能够实现玉米大田土壤墒情的实时动态监测、在线地图定位、历史数据查询和统计分析及短信预警等功能。自2015年以来,在河南省永城市、汝州市、西华县和原阳县等市(县)进行应用,测试结果表明,该云平台可准确地对农田玉米土壤墒情的变化规律进行长期实时定位监测;通过土壤墒情监测数据分析可知,其监测数据可以真实反映农田玉米土壤墒情实际状况。【结论】设计的土壤墒情远程监测云平台能够满足农田玉米土壤墒情科学监测需求,为玉米实现精准灌溉提供了在线数据采集与分析平台。 展开更多

关键词 玉米 土壤墒情 实时监测 设计 应用

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表型性状数据采集系统在玉米区域试验中的应用 被引量：5

9

作者 臧贺藏 王言景 +2 位作者 赵巧丽 李国强 郑国清 《河南农业科学》 北大核心 2019年第12期152-156,共5页

玉米品种区域试验是良种选育与推广的重要环节,试验鉴定结果可为玉米品种审定提供翔实的科学依据。目前,随着玉米新品种选育进程的加快,每年通过国审、省审的新品种数量较多,同时,参试的品种数量逐年增加,导致试验数据采集的工作量变大... 玉米品种区域试验是良种选育与推广的重要环节,试验鉴定结果可为玉米品种审定提供翔实的科学依据。目前,随着玉米新品种选育进程的加快,每年通过国审、省审的新品种数量较多,同时,参试的品种数量逐年增加,导致试验数据采集的工作量变大。而传统的表型性状数据采集手段落后、记录数据费时费力、数据管理标准不规范,已无法满足当前玉米区域试验生产管理信息化的实际需求。基于此,构建玉米表型性状数据采集系统,实现玉米表型性状数据的快速采集,为其他作物表型性状信息的快速获取提供参考。试验结果表明,与手工记录方式相比,应用玉米表型性状数据采集系统手持终端APP采集数据可节约时间70.8%,且省去了拍照、数据录入、图片重命名的过程,提高了数据获取效率。该系统具有部署简单、操作便捷、实用性强、设置灵活和界面友好等特点,可以扩展到其他类型作物,具有较好的应用前景。 展开更多

关键词 表型性状 采集系统 玉米 区域试验 应用

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玉米农艺性状数据采集与管理系统的设计与实现 被引量：2

10

作者 臧贺藏 赵巧丽 +4 位作者 李国强 张杰 赵晴 胡峰 郑国清 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2606-2613,共8页

【目的】研发玉米农艺性状数据采集与管理系统,实现玉米农艺性状数据快速采集、高效管理与自动分析,也为其他粮食作物及经济作物的农艺性状数据采集与管理提供参考。【方法】采用B/S与C/S混合开发架构,构建玉米农艺性状数据采集系统(APP... 【目的】研发玉米农艺性状数据采集与管理系统,实现玉米农艺性状数据快速采集、高效管理与自动分析,也为其他粮食作物及经济作物的农艺性状数据采集与管理提供参考。【方法】采用B/S与C/S混合开发架构,构建玉米农艺性状数据采集系统(APP)和玉米农艺性状数据管理系统(Web),APP采用Android技术实现Web api与服务器间的通信,Web采用Entity Framework技术对数据库进行操作,为海量农艺性状采集数据集成管理提供一个高效、安全和稳定的平台。【结果】经河南省863软件孵化器有限公司测试结果表明,构建的玉米农艺性状数据采集与管理系统在功能性测试、可靠性测试和易用性测试等方面均达到设计要求,系统性能测试稳定。客户端APP主要以农艺性状数据的实时采集为核心,实现玉米试验材料的快速录入、查询和定位,极大地提高数据采集效率。客户端APP数据上传至服务端Web,实现了玉米生产过程多点试验任务的实时分发、农艺性状数据的查询与管理、报表中心的生成及数据统计分析等功能,为科学决策和管理提供数据支撑。自2016年以来,玉米农艺性状数据采集与管理系统经过功能完善及版本的不断升级,已在河南省一些科研机构和高等院所进行示范应用,河南省农业科学院现代农业科技试验示范基地原阳玉米区试试验应用结果表明该系统运行稳定。【建议】今后研究中应扩展作物研究种类,在进行农艺性状数据采集与管理时,重点将图像管理模块和集成无人机遥感平台纳入到玉米农艺性状数据采集与管理系统中。 展开更多

关键词 玉米 农艺性状 数据采集 数据分析 管理系统

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作物水氮智能管理系统的设计与验证 被引量：3

11

作者 王敏 刘学勋 +6 位作者 臧贺藏 张杰 王猛 赵晴 张建涛 李国强 郑国清 《河南农业科学》 北大核心 2020年第12期172-180,共9页

为了提高作物水氮动态精准调控,设计了包括硬件和软件的作物水氮智能管理系统。利用站点轮询技术、消息队列技术和PID控制技术,研发了作物水氮智能灌溉设备;在硬件产品基础上,基于节水灌溉自动化控制技术、灌溉预报技术和水氮决策模型技... 为了提高作物水氮动态精准调控,设计了包括硬件和软件的作物水氮智能管理系统。利用站点轮询技术、消息队列技术和PID控制技术,研发了作物水氮智能灌溉设备;在硬件产品基础上,基于节水灌溉自动化控制技术、灌溉预报技术和水氮决策模型技术,研发了与作物水氮智能灌溉设备相配套的作物水氮智能管理软件系统,实现了作物定时定量精准灌溉施氮、实时预警与智能决策。系统已在冬小麦、夏玉米和夏花生中进行应用,根据作物灌溉制度和施氮方案,智能灌溉作物生长所需的水分和氮肥。该系统操作简单、运行稳定,达到了水氮高效利用的目的。 展开更多

关键词 作物 水氮一体化 智能控制 灌溉系统

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