| 【中文题名】 | 精准农业变量施肥技术及其实施系统的研究 |
| 【英文题名】 | Research on Variable-rate Fertilizer Application Technology and Its Applying System in Precision Agriculture |
| 【学科专业】 | 农业机械化工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-8-10 |
| 【中关键词】 | 变量施肥,归一化植被差异指数,近地遥感,可编程序控制器,单片机,模糊控制 |
| 【英关键词】 | variable rate application of fertilizer,normalized difference vegetative index,near Earth's surface remote sensing,programmed logic controller,single clip,Fuzzy control, |
| 【分类导航】 | 农业科学>农业基础科学>肥料学>积肥技术、调制与施肥效益>施肥方法> |
| 【论文摘要】 | 在我国,化肥尤其是氮肥的施用存在利用率低、污染环境等问题。为了解决这些问题,必须进行精准变量施肥。
国内外在变量施肥控制系统的研究方面有很多成果和进展。国外的成型系统尽管性能优良,但其总体造价都很昂贵,且其所依据的气候和土壤条件等都与我国不甚相同,不适宜在我国国内推广。而国内所研究的变量施肥系统则具有机械机构复杂,受肥料物理特性影响较大且造价较高的缺点。
近几年,遥感技术的迅速发展及其在精准农业中不断深入的应用使近地遥感测试与变量施肥的结合也有了进一步的发展。归一化植被差异指数是作物生长中重要的冠层结构参数之一,对群体光分布、光能利用和作物产量有着重要的影响。本研究的前期试验发现,冬小麦起身和拔节期的冠层NDVI参数与最终产量之间有极显著的相关性,可以用来指导变量施肥实践。
因此,为克服国内所研究变量施肥系统的种种缺点,本文探索了根据归一化植被差异指数(NDVI)来预测潜在产量和当时作物氮的吸收并最终预测最优施氮量的变量施肥技术,并实现了一种针对液体肥料,基于遥感技术和PLC控制的实时自动变量施肥系统。为了探测冬小麦生长过程中的长势差异,本系统采用无损测试技术,利用基于光学... |
| 【论文题纲】 |
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1 引言 |
10-18 |
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1.1 我国化肥施用存在的问题 |
10 |
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1.2 科学施肥 |
10-11 |
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1.3 精准农业及其在我国发展的意义 |
11-13 |
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1.3.1 精准农业的概念及其发展现状 |
11-12 |
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1.3.2 在我国研究实施精准农业的意义 |
12-13 |
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1.4.精准变量施肥及其发展现状 |
13-15 |
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1.4.1 遥感在变量施肥技术研究中的用 |
13-14 |
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1.4.2 变量施肥的控制形式 |
14 |
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1.4.3 变量施肥技术研究发展现状 |
14-15 |
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1.5 研究的目的和意义 |
15-16 |
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1.6 研究的主要内容 |
16-18 |
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2 基于NDVI的冬小麦变量施肥技术 |
18-40 |
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2.1 基于遥感光谱参量的变量施肥研究 |
18-21 |
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2.1.1 土壤硝态氮空间变异 |
18-19 |
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2.1.2 变量施肥方式 |
19 |
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2.1.3 遥感监测地面植物的原理--植物光谱特征分析 |
19-20 |
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2.1.4 归一化植被指数的遥感定量方法及变量施肥模型 |
20-21 |
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2.2 试验一材料和方法 |
21-36 |
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2.2.1 试验设计 |
21-22 |
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2.2.2 田间管理 |
22 |
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2.2.3 测定项目与方法 |
22-32 |
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2.2.4 分析与结论 |
32-36 |
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2.3 试验二材料与方法 |
36-40 |
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2.3.1 试验设计 |
36-37 |
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2.3.2 微区间小麦产量差异分析 |
37-39 |
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2.3.3 结论 |
39-40 |
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3 系统设计及实现 |
40-60 |
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3.1 信息获取部分 |
40-46 |
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3.1.1 前期信息获取 |
40-41 |
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3.1.2 实时信息获取 |
41-45 |
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3.1.3 雷达测速及其在本系统中的应用 |
45-46 |
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3.2 信息处理部分 |
46-58 |
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3.2.1 变量施肥控制的硬件选择 |
46-47 |
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3.2.2 控制系统硬件组成 |
47-49 |
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3.2.3 变量施肥控制策略 |
49-50 |
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3.2.4 程序设计和编制 |
50-54 |
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3.2.5 人机接口程序设计 |
54-58 |
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3.3 实施机构的设计与实现 |
58-60 |
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4 系统性能测试与分析 |
60-64 |
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4.1 系统模拟调试 |
60 |
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4.2 单路系统的田间调试 |
60-63 |
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4.3 实验结果误差分析与改进 |
63-64 |
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5 结论与展望 |
64-66 |
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参考文献 |
66-70 |
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在读期间发表的学术论文 |
70-71 |
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作者简历 |
71-72 |
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致谢 |
72-75 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.147262 |
