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《黑龙江八一农垦大学》 2011年
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东北黑土漫岗区大豆变量施肥播种技术研究

庄卫东  
【摘要】:随着农业现代化的发展,为了生产环境和经济的可持续性,产生了精准农业。基于农田空间差异的变量施肥播种技术是精准农业技术的重要组成部分。本研究根据东北黑土漫岗区坡耕地因多年耕种形成的自身特点,结合大豆农艺研究成果,针对大规模生产大豆精准生产的需求,开展了黑土漫岗区坡耕地空间变异研究,农田三维地形测绘技术研究,变量控制硬件系统研制,开发变量控制软件,对传统精密大豆播种机进行改装,田间大豆变量施肥播种试验。对适合我国东北黑土漫岗区大豆变量施肥播种生产的技术进行了探索。本研究的主要内容和成果有以下几个方面: 1.进行了黑土漫岗区坡耕地空间变异研究。使用了SPSS Statistics 17.0、MATLAB R2009a、AFS 5.02等工具软件。对红星农场试验地块的高程、碱解氮、速效磷进行了基本统计分析、正态分布检验、相关性分析,发现该试验地块的高程和土壤碱解氮呈现显著的正相关。在嫩江县试验地块进行了土壤GPS定位取样,对试验地块的碱解氮、速效磷、速效钾、pH值、有机质进行了基本统计分析、正态分布检验,作出了Q-Q概率图和频率分布直方图。通过相关性分析表明,土壤有机质与碱解氮呈极强的正相关(r=0.498,P0.01),地块的高程和土壤碱解氮呈正相关(r=0.253,P0.05)。制作了试验田高程图,碱解氮、速效磷、速效钾、pH值、有机质的分布图。得出黑土漫岗区坡耕地的高程变化与土壤碱解氮的分布有相关性,坡耕地农田地形与土壤水肥分布有相关性的结论。 2.进行了农田三维地形测绘技术的研究。通过需求分析认为对于坡耕地三维地形的地块高程数据的精度在亚米级即可满足需求,选用了AgGPS 332接收机,免费接收MSAS2的卫星差分信号后,定位精度达到亚米级。坐标变换采用了UTM投影。开发设计了车载三维地形测量系统,进行了直线行走导航算法研究,制作了导航光耙,开发了导航软件,满足了田间测绘导航的需求。使用小波变换的方式进行了三维地形测量数据处理,研究表明在农田三维地形测绘中,对DGPS连续测得的高程值使用db6小波进行5层分解消噪后,进行坡耕地的三维地形曲面的构建,适用于黑土漫岗区坡耕地具有的较缓的波状起伏,可以很好地反应农田的地形地貌特征。 3.进行了变量施肥播种机变量控制系统的硬件结构设计。选择了车载计算机,并对其配备的GPS模块进行了动态定位测试。选择了U34-0.75型脉动式机械无级变速器作为变量系统的主工作部件,并对其进行了电控改装。对变量控制器进行了设计,采用了闭环控制方案和双路H桥直流电机驱动模块,使用AT89C52单片机为主控芯片。进行了试验台测试,得出了电控无级变速器传动比与指令之间的回归曲线方程,电控无级变速器输出轴回传值与转速之间的一元线性回归方程。为精准农业变量施肥播种提出了新的硬件解决方法。 4.进行了变量控制软件设计。研究了控制指令的算法并给出了算例。提出了使用地块平均施肥量、设定变量范围、根据施肥处方图的控制值大小来进行精准变量施肥控制的简易方法。分析了实时施肥量的算法。根据系统转速信号的特点,设计了的复合多级数字滤波器,对快速变化的信号及有脉冲干扰的信号都能获得较好的滤波效果。开发了精准农业变量施肥播种系统软件。软件开发使用VB6.0编程语言及MSComm串口通信控件和MO2.2地理信息控件和Access2000数据库。处方图的形式采用了广泛使用的shape文件格式。软件能自动生成作业记录,机组正常行走作业时,每2秒记录1次数据,同时可实时显示开始作业以来的作业长度和作业面积。设计了记录图显示和作业回放功能,利于用户对变量施肥作业记录信息的使用和生产追溯。 5.进行了田间变量施肥播种试验。进行了变量施肥播种机改装与调试,对播种系统传动比进行了计算,用于实际播种量的检查与调整。对排肥系统的传动进行了设计,在播种机的排肥传动系统中加入电控无级变速器,使排肥系统的总传动比可在1.89~3.77的范围内变化,从而能做到变量施肥和在定量施肥时对施肥量能进行快捷调整。对改装的播种机的施肥量进行了调试,使播种地块的农艺决策平均施肥值在播种机最大施肥量和最小施肥量的中值附近,保证可靠控制变量施肥。根据大豆栽培农艺需求和土壤养分的相关性,对高程数据进行正线性相关无量纲化处理,对有机质数据进行负线性相关无量纲化处理,用两者无量纲的平均值作为处方图的决策值,生成了混合肥的施肥处方图,实现了根据地块空间差异变量配方平衡施肥。试验地块施肥量变量范围确定为±5%,地块施肥量变化范围为213.75~236.25 kg/hm~2。通过田间播种试验表明,研制的变量施肥控制系统使用方便、工作稳定、变量控制可靠、效果良好。
【学位授予单位】:黑龙江八一农垦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S565.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 庄卫东;王熙;汪春;;电控机械无级变速器式变量控制系统设计[J];农业机械;2012年25期
【参考文献】
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1 庄卫东,刘振东,王熙;GPS数据处理及其单点定位精度研究[J];黑龙江八一农垦大学学报;2003年02期
2 庄卫东,王海波,杨忠国,哈长鞠,汪春;DGPS数据分析及定位精度研究[J];黑龙江八一农垦大学学报;2004年04期
3 庄卫东,汪春;精准农业中UTM投影及反算应用研究[J];黑龙江八一农垦大学学报;2005年03期
4 庄卫东;汪春;;农机直线行走作业DGPS导航算法研究[J];黑龙江八一农垦大学学报;2006年06期
5 庄卫东;汪春;刘福来;;农机直线行走作业DGPS导航软件开发[J];黑龙江八一农垦大学学报;2007年05期
6 庄卫东;杨超;汪春;韩静;;基于GPS和GIS的农机作业导航系统[J];黑龙江八一农垦大学学报;2008年05期
7 李德永;;辽西半干旱区优质大豆高产栽培技术[J];黑龙江农业科学;2009年06期
8 张漫;陈雨;贾文涛;汪懋华;;三维地形信息测量系统的设计[J];吉林大学学报(工学版);2007年06期
9 赵军,庄卫东,王熙,汪春;基于GPS的土壤养分数据的可视化[J];农业网络信息;2005年10期
10 庄卫东;汪春;王熙;;基于GPS和GIS的农机田间作业回放研究[J];农业网络信息;2006年08期
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1 刘刚;支持精细农业实践的农田空间分布信息处理的方法与试验研究[D];中国农业大学;2001年
2 张淑娟;基于GPS和GIS的精细农业田间信息采集和处理方法的研究[D];浙江大学;2003年
3 陈立平;精准农业变量施肥理论与试验研究[D];中国农业大学;2003年
4 邝继双;基于GIS组件的农田空间信息管理系统的开发研究[D];中国农业大学;2003年
5 方慧;基于掌上电脑的农田信息采集系统的研究[D];浙江大学;2003年
6 裘正军;基于GPS、GIS及虚拟仪器的精细农业信息采集与处理技术的研究[D];浙江大学;2003年
7 张小超;面向精准农业的GPS信号处理与定位方法研究[D];中国农业大学;2004年
8 许红卫;田间土壤养分与作物产量的时空变异及其相关性研究[D];浙江大学;2004年
9 吴才聪;精确农业变量施肥决策研究与技术经济分析[D];吉林大学;2003年
10 李瑞;规模经营条件下土壤养分精准管理研究[D];中国农业科学院;2006年
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1 陈素珊;基于GPS的农田信息采集技术及提高使用精度的研究[D];浙江大学;2003年
2 张征;基于GPS和GIS的田间车辆监控及信息管理系统的开发[D];西北农林科技大学;2003年
3 吴隆江;基于GPS/GIS的农用车辆导航信息系统研究[D];南京农业大学;2004年
【共引文献】
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1 刘微,赵同科,方正,王树涛;精确农业研究进展[J];河北农业科学;2005年01期
2 李宏;;基于DGPS-EGIS集成技术土地调查数据采集系统的构建[J];河北农业科学;2009年10期
3 冯晓;乔淑;胡峰;马中杰;;土壤养分空间变异研究进展[J];湖北农业科学;2010年07期
4 陈来荣;冀荣华;;基于梯度的RHT作物行中心线检测方法研究[J];湖北农业科学;2010年09期
5 史国滨;;GPS和GIS技术在精准农业监控系统中的应用研究进展[J];湖北农业科学;2011年10期
6 黄滨;高淳仁;关长涛;梁友;崔勇;李娇;;论节能型工厂化循环水养殖的精准化[J];渔业现代化;2011年01期
7 匡丹;袁国良;;基于ZigBee技术的精准农业中监控网络[J];信息技术;2010年08期
8 范千;方绪华;许承权;;单频GPS基线精化解算的经验模式分解方法[J];河海大学学报(自然科学版);2011年05期
9 骆卉子;林雪原;刘磊;;GPS的多尺度滤波算法研究[J];海军航空工程学院学报;2011年06期
10 庄卫东,王海波,杨忠国,哈长鞠,汪春;DGPS数据分析及定位精度研究[J];黑龙江八一农垦大学学报;2004年04期
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1 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
2 赵科理;土壤-水稻系统重金属空间对应关系和定量模型研究[D];浙江大学;2010年
3 杨族桥;DEM多尺度表达研究[D];武汉大学;2009年
4 韩永华;农田图像的统计迭代分割方法研究[D];浙江大学;2011年
5 朱航;基于多源遥感信息融合的作物营养状况监测与喷洒控制系统的研究[D];吉林大学;2011年
6 齐江涛;玉米果穗产量实时监测方法及其应用研究[D];吉林大学;2011年
7 谢蓉;农业经济运行动态监测系统研究与构建[D];华东师范大学;2011年
8 王恩姮;机械耕作与季节性冻融对黑土结构的影响[D];东北林业大学;2011年
9 王长江;农村土地整治权属调整与管理模式研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
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1 田晓堃;三峡库区两种森林中土壤细菌与环境因子的空间分布关系[D];华中农业大学;2010年
2 周建辉;基于3S技术的土地开发整理规划研究[D];广西师范学院;2010年
3 余笑眉;松阳县耕地地力评价与空间变异研究[D];浙江农林大学;2010年
4 田小龙;直流无刷伺服电机DSP控制系统研究及其在自动变量施肥器中的应用[D];昆明理工大学;2008年
5 郭志伟;基于GSM的农田气象信息远程监控系统[D];昆明理工大学;2008年
6 张辉;温室环境下移动机器人的环境地图构建研究[D];昆明理工大学;2010年
7 蒋海波;果园AGV的视觉导航研究[D];昆明理工大学;2009年
8 邹伟;基于高光谱成像技术的油菜信息获取研究[D];浙江大学;2011年
9 宋韬;基于光谱分析和数字图像处理技术的土壤信息检测研究[D];浙江大学;2010年
10 袁军;普通油茶营养诊断及施肥研究[D];中南林业科技大学;2010年
【同被引文献】
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1 张漫;陈雨;贾文涛;汪懋华;;三维地形信息测量系统的设计[J];吉林大学学报(工学版);2007年06期
2 魏迎梅;周侃;吴玲达;;基于小波变换的地形绘制关键技术研究[J];计算机应用研究;2009年11期
3 李丹;黄兴元;;脉动式无级变速器传动研究及发展概况[J];机械设计与制造;2006年09期
4 庄卫东;汪春;王熙;;基于GPS和土壤养分图的变量施肥控制软件开发[J];农机化研究;2010年07期
5 孟志军;付卫强;刘卉;徐飞军;陈立平;;面向土地精细平整的车载三维地形测量系统设计与实现[J];农业工程学报;2009年S2期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王熙;精准农业大豆变量施肥控制技术研究[D];黑龙江八一农垦大学;2010年
【二级参考文献】
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1 耿昌松,林泳,王威,杨永波,徐清;应用MATLAB建立焊接参数人工神经网络模型的方法[J];焊接;2001年05期
2 侯顺艳,王秀,薛绪掌,屈平;土壤精准管理变量施肥地理信息系统的应用研究[J];河北大学学报(自然科学版);2003年02期
3 李承绪;;河北土壤适宜性评价和利用展望[J];河北农业科学;1989年04期
4 张国印,王丽英,孙世友,王志军,吴荣秀,崔瑞秀;土地利用方式对土壤质量性状的影响[J];河北农业科学;2004年01期
5 陈利容;刘奇勇;;GIS在区域生态评价中的作用[J];河北农业科学;2008年09期
6 李玉,杜丽娟;河北省耕地问题及可持续利用对策[J];河北省科学院学报;1999年03期
7 潘大丰,程季珍,李群,亢青选,张春霞;蔬菜施肥专家系统[J];华北农学报;2000年03期
8 李翔,杨宝祝,郭天财,赵春江,陈立平;基于WebGIS和ES集成技术的农作物管理地理信息系统研究[J];华北农学报;2003年02期
9 张有山,林启美,秦耀东,李保国;大比例尺区域土壤养分空间变异定量分析[J];华北农学报;1998年01期
10 陈防;刘冬碧;万开元;陈树森;张过师;钟志祥;;精准农业与农田精准养分管理现状及展望[J];湖北农业科学;2006年04期
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1 刘刚;支持精细农业实践的农田空间分布信息处理的方法与试验研究[D];中国农业大学;2001年
2 张淑娟;基于GPS和GIS的精细农业田间信息采集和处理方法的研究[D];浙江大学;2003年
3 陈立平;精准农业变量施肥理论与试验研究[D];中国农业大学;2003年
4 张漫;农田谷物产量空间分布信息采集、处理与系统集成技术研究[D];中国农业大学;2003年
5 邝继双;基于GIS组件的农田空间信息管理系统的开发研究[D];中国农业大学;2003年
6 裘正军;基于GPS、GIS及虚拟仪器的精细农业信息采集与处理技术的研究[D];浙江大学;2003年
7 周俊;农用轮式移动机器人视觉导航系统的研究[D];南京农业大学;2003年
8 许红卫;田间土壤养分与作物产量的时空变异及其相关性研究[D];浙江大学;2004年
9 冯雷;基于GPS和传感技术的农用车辆自动导航系统的研究[D];浙江大学;2004年
10 李艳;基于空间变异特性的滨海盐土采样及管理分区研究[D];浙江大学;2006年
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1 张博;GPS在农业中的应用技术研究[D];中国农业大学;2000年
2 张海堂;基于GSM的GPS移动目标监控调度系统软件设计与实现[D];解放军信息工程大学;2001年
3 郑佳春;车载电子地图系统的研究[D];大连海事大学;2000年
4 甘雷;车辆牌照识别系统(LPRS)研究[D];北京工业大学;2002年
5 郝鹏飞;精确农业实践中农田土壤养分空间变异性研究[D];河北农业大学;2002年
6 吴春霞;基于GIS的农机化信息管理系统研究[D];浙江大学;2002年
7 葛晓锋;基于GPS和GIS的农田信息快速采集与管理系统的研究[D];浙江大学;2003年
8 侯顺艳;基于组件式GIS的精准农业变量施肥处方系统应用研究[D];河北农业大学;2003年
9 景为;推求土壤水分运动参数的方法[D];西北农林科技大学;2003年
10 居向明;GPS在路桥工程测量中的应用[D];中国人民解放军信息工程大学;2003年
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5 梁红霞,马友华,黄文江,刘良云,王纪华,赵春江,薛绪掌;基于遥感数据的冬小麦长势监测和变量施肥研究进展[J];麦类作物学报;2005年03期
6 杨志杰;;圆盘式变量施肥机的发展及其关键技术介绍[J];农业机械;2007年10期
7 杨印生,吴才聪,马成林,张书慧;应用变量施肥技术的合理农田规模研究[J];农业系统科学与综合研究;2004年01期
8 吴才聪,马成林,张书慧,陈秀万;基于GIS的精确农业合理采样与施肥间距研究[J];农业机械学报;2004年02期
9 马成林,吴才聪,张书慧,杨印生,李洪伟,韩云霞;基于数据包络分析和人工神经网络的变量施肥决策方法研究[J];农业工程学报;2004年02期
10 张书慧,马成林,吴才聪,韩云霞,廖宗建;变量施肥机空间数据采集与处理方法[J];农业机械学报;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 庄卫东;汪春;王熙;;农田三维地形测量数据处理与可视化[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 王德才;原伟;杨军;;三维地形模拟基本原理与实现[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(下册)[C];2009年
3 李国华;熊坚;万华森;;三维地形可视化及其在道路交通仿真中的应用[A];第五届全国仿真器学术会论文集[C];2004年
4 张建淑;虞红;蔡继红;;虚拟战场环境中三维地形的生成技术[A];中国体视学学会图像分析专业、中国体视学学会仿真与虚拟现实专业、中国航空学会信号与信息处理专业第一届联合学术会议论文集[C];2000年
5 陈琼;;基于Creator的四种地形转换算法研究[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
6 屈红红;康风举;唐凯;;基于MultiGen的海洋三维地形环境建模技术研究[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
7 杨新文;阮爱华;;基于高程比较准则的三维地形网格简化算法[A];首届长三角科技论坛数字区域建设与地理空间技术论坛优秀论文集[C];2004年
8 张继成;陈海涛;侯守印;;基于AVR的变量施肥控制器的研究[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
9 张冬有;董斌;王佳;;基于虚拟现实技术的三维地形可视化系统开发[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年
10 唐中实;王淑伟;朱贤泽;张肃;谢喆;;GML3在三维地形可视化中的应用研究与实现[A];中国地理信息系统协会第九届年会论文集[C];2005年
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1 毛磊;“谷歌地球”新增海洋探索内容[N];大众科技报;2009年
2 辛海强;新疆制作完成高精度数字三维地形仿真模型[N];中国测绘报;2007年
3 ;国家测绘局 住房和城乡建设部关于启用北武当山等 第三批24座著名山峰高程新数据的公告[N];中国测绘报;2009年
4 记者 罗晖;我国将陆续公布59座名山高程[N];科技日报;2007年
5 晓兰;我国为19座名山定“身高”[N];中国国土资源报;2007年
6 徐红;我国首次为19座名山定“身高”[N];经济日报;2007年
7 本报记者;三维城市规划助力“数字泉城”[N];济南日报;2007年
8 毛磊;“谷歌地球”新增海洋探索等内容[N];中国现代企业报;2009年
9 陈兰芹;我国公布19座风景名胜名山高程数据[N];中国测绘报;2007年
10 赵亚辉;十九座中华名山有了准确“身高”[N];人民日报;2007年
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1 庄卫东;东北黑土漫岗区大豆变量施肥播种技术研究[D];黑龙江八一农垦大学;2011年
2 张睿;智能型变量施肥关键技术研究[D];中国农业科学院;2012年
3 于英杰;基于传感器定位的变量施肥控制系统研制[D];吉林大学;2010年
4 陈立平;精准农业变量施肥理论与试验研究[D];中国农业大学;2003年
5 王熙;精准农业大豆变量施肥控制技术研究[D];黑龙江八一农垦大学;2010年
6 周石琳;大规模三维地形的多分辨率表示与绘制技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
7 李瑞;规模经营条件下土壤养分精准管理研究[D];中国农业科学院;2006年
8 陈相芬;变量施肥的环境效率测算技术研究[D];吉林大学;2007年
9 罗智勇;面向地质勘查的三维可视化系统研制与开发[D];成都理工大学;2008年
10 杜金莲;大规模三维地形实时绘制关键技术的研究与实现[D];大连理工大学;2003年
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1 黄燕;三维地形地貌的可视化研究[D];北京工业大学;2002年
2 李亚斌;大规模三维地形可视化系统的研究[D];大连海事大学;2004年
3 孔川;三维地形和自然景观可视化研究[D];中南大学;2010年
4 陈琦;3D GIS中矢量地图符号可视化的研究与实现[D];沈阳工业大学;2011年
5 胡少林;基于DEM数据的三维地形建模方法研究与实现[D];国防科学技术大学;2002年
6 翟永强;疏浚工程三维地形数字仿真软件开发研究[D];武汉理工大学;2003年
7 陈志强;三维地形实时漫游系统的研究与实现[D];华北电力大学(河北);2004年
8 姜宏岸;三维分形地形的研究与实现[D];南京理工大学;2004年
9 杨峰;基于GIS的三维地形信息可视化显示技术的研究[D];太原科技大学;2011年
10 孙范荣;基于视觉感受的交互式三维地形生成技术的研究与实现[D];沈阳工业大学;2005年
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