河北坝上地区（通用6篇）
河北坝上地区 篇1
摘要：在河北省坝上地区对引进的8个甜荞品种进行了适应性栽培试验, 结果表明, 定甜2号、赤峰1号、北早生和威宁白花4个品种生育期适中, 抗逆性较强, 丰产性状好, 比对照品种当地甜荞增产达显著或极显著水平, 丰甜1号较对照品种增产不显著, 宁荞1号和榆荞4号2个品种较对照品种减产达极显著水平, 信农1号较对照品种减产不显著。
关键词：甜荞,引种,适应性,坝上地区,河北省
荞麦含有其他粮食作物所不具有的特种微量元素及药用成分, 对现代“文明病”及几乎所有中老年心脑血管疾病有预防和治疗功能而备受人们关注[1,2];其生育期较短、抗逆性强、极耐寒瘠的特性十分适宜在河北坝上地区推广种植[3,4]。为了筛选适宜在河北坝上地区种植的高产品种, 特引进了8 个品种进行适应性鉴定试验。
1 材料与方法
1.1 试验概况
试验于2014 年在河北省张家口市农业科学院坝上试验基地 (张北) 进行, 试验地土质为栗钙土, 肥力均匀, 地势平坦, 灌排方便。各参试品种及来源详见表1。
1.2 试验设计
试验设9 个处理, 即每个品种为一个处理, 以当地甜荞作对照 (CK) 。采用随机区组排列, 小区面积14 m2 (2 m ×7 m) , 6 行区, 播种密度为180 万株/hm2。
1.3 试验实施
5 月23 日人工开沟条播, 生育期间人工锄草2 次、 浇水1 次。试验期间观察记载各品种物候期, 成熟收获时取10株室内考种, 成熟后全小区收获, 晾干到正常仓储水分后称重, 计算籽实产量[5,6]。
2 结果与分析
2.1 生育期
由表2 可知, 对照品种当地甜荞 (CK) 生育期92 d;生育期最长的是宁荞1 号, 比CK晚熟5 d;威宁白花、丰甜1 号、信农1 号和北早生, 比CK晚熟3 d;赤峰1 号比CK晚熟1d;定甜2 号比CK早熟2 d;榆荞4 号比CK早熟3 d。
2.2 抗倒伏性
由表2 可知, 赤峰1 号、信农1 号的抗倒伏性较强;威宁白花、丰甜1 号、宁荞1 号、北早生及对照品种当地甜荞 (CK) 的抗倒伏性中等;榆荞4 号抗倒伏性较差。
2.3 农艺及经济性状
由表3 可知, 参试品种株高在105~120 cm之间, 其中以信农1 号和北早生最高, 为120 cm, 对照品种当地甜荞 (CK) 最低, 为105 cm;主茎分枝在5.1~7.9 个之间, 其中CK为6.1 个, 北早生多于CK 1.8 个, 为最多, 榆荞4 号少于CK 1.0 个, 为最少;主茎节数在12.7~16.5 个之间, 其中CK为14.5 个, 威宁白花多于CK 2.0 个, 为最多, 定甜2 号少于CK 1.8 个, 为最少;单株粒数在33~147 个之间, 其中CK为68个, 赤峰1 号多于CK 79 个, 为最多, 榆荞4 号少于CK 35 个, 为最少;单株粒重在0.80~4.49 g之间, 其中CK为1.35 g, 赤峰1 号多于CK 3.14 g, 为最多, 榆荞4 号少于CK0.55 g, 为最少;千粒重在25.8~30.7 g之间, 其中CK为26.0 g, 定甜2号多于CK 4.7 g, 为最大, 威宁白花少于CK0.2 g, 为最小。
2.4产量
由表4可知, 参试的8个品种中有5个品种比对照品种当地甜荞 (CK) 增产, 增产率在8.50%~63.03%之间, 其中定甜2号增产63.03%, 赤峰1号增产27.75%, 北早生增产17.09%, 威宁白花增产9.62%, 丰甜1号增产8.50%;参试的8个品种中有3个品种比CK减产, 减产率在15.56%~44.43%之间, 其中信农1 号减产15.56%, 榆荞4 号减产35.85%, 宁荞1 号减产44.43%。
经方差分析 (表5) 结果表明, 定甜2 号和赤峰1 号较对照品种当地甜荞 (CK) 增产达极显著水平, 北早生和威宁白花较CK增产达显著水平;丰甜1 号较CK增产不显著;宁荞1 号和榆荞4 号较CK减产达极显著水平。
3 结论
试验结果表明, 8个参试品种中, 定甜2号、赤峰1号、北早生和威宁白花4个品种生育期适中, 抗逆性较强, 丰产性状好, 比对照品种当地甜荞增产达显著或极显著水平, 建议下一年度进行区域试验;对于其他4个增产不显著或减产的品种, 建议作为种质资源保存。
参考文献
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坝上地区出口黄皮洋葱生产技术 篇2
选用日本进口的长日早生二号、黄石、北星等生育期在100天左右的早熟品种。
2 育苗
1) 育苗场所。采用日光温室或塑料大棚育苗, 前一年9月份建好棚, 大田需18m2/667m2左右的苗床。当年3月初及时扣棚暖地。
2) 播期。3月10日~3月15日。
3) 床土配制。选用土质肥沃, 通气性良好, 3年内未种过葱、蒜、韭类作物的地块, 砂土、粘重土、碱性土、低洼地土都不宜做床土。施腐熟优质农家肥2 000~3 000kg/667m2, 磷酸二铵20kg, 硫酸钾10kg, 铺撒均匀, 作成1.2m宽, 长依育苗棚室跨度而定的育苗畦, 苗床整平耙细, 播前先浇足底水造墒。
4) 播种量。用种130g/667m2左右。
5) 种子消毒。用50%福美双, 50%多菌灵干籽拌种, 两种杀菌剂单用、混合均可。用量为种子重量的0.3%~0.5%。一般操作标准为干种子表面挂一层药粉即可。
6) 播种方法。当苗床解冻深达15cm厚时即可播种。将苗床搂平后浇透底水, 把种子拌细砂均匀撒在苗床上, 将过筛的覆盖土均匀撒在种子上, 覆土厚度为1cm, 用板子轻振压, 然后盖上地膜保湿。播种后7~12天出苗, 出苗60%后即揭去地膜。在育苗过程中为防止洋葱秧苗生长受阻, 要在苗的行间撒上筛好的细土1~2次, 一可保护根系, 二可培育出2cm长的葱白, 以保证2~3cm的移栽深度。
7) 苗期管理。 (1) 温度管理:温度管理的原则是:前升、中控、后降。 (2) 水分管理:水分管理的原则是, 前透、中适、后少。 (3) 追肥:根据苗情追肥2次左右。第一次:在幼苗2片真叶追硫酸铵20g/m2, 追肥后及时给水, 同时加大通风量, 以免发生氨气危害。第二次:在4月20日左右追硫酸铵30g/m2, 追肥后及时给水。 (4) 病虫害防治。病害防治:苗期以防瘁倒病为主, 在接膜后第一片真叶展开时, 喷施30%苗菌敌800倍液, 或喷施75%百菌清可湿性粉剂600倍液, 用药量30kg/667m2, 待苗出齐后再喷一次。定植前10天喷施, 喷施20%病毒A可湿性粉剂600倍液, 30kg/667m2, 防治病毒病。虫害防治:苗出齐后喷施50%辛硫磷600倍液, 30kg/亩, 防治地蛆, 定植前10天再喷一次, 同时加入500~800倍的蝇螨净乳液, 防治潜叶蝇。采取毒饵法防治蝼蛄和地老虎, 将饵料 (豆饼、麦麸) 炒香, 然后用90%敌百虫晶体30倍液拌匀, 拌潮为止, 成小堆施于苗床畦上。
3 整地作畦
选择土地平整、疏松肥沃, 保水保肥, 连续两年未种植过葱、蒜、韭类作物, 给排水方便, 土壤肥沃的地块, 深松20cm, 施入优质有机肥5 000kg/667m2, 磷酸二铵50kg/667m2, 硫酸钾15kg/667m2, 磷素活化剂1kg/667m2, 做成宽1.1~1.5m, 长15~20m的平畦, 施入除草剂施田补120g/667m2, 或48%氟乐灵乳油150g (易光解, 喷雾后及时拌土以防止蒸发和见光, 拌土层在3cm以内) , 避免在大风天气施药, 畦内覆膜。
4 定植
1) 定植时间。5月中旬, 5月20日定植完毕。2) 密度。2万株~2.2万株/667m2。
3) 药剂沾根。用800倍的辛硫磷浸根15~20min, 或用敌敌畏乳油800倍加乐果乳油800倍浸根15~20min, 之后再用多福合剂50倍浸根3min。
4) 方法。打孔定植, 深度2~3cm左右, 不宜太深, 生长点应留在土表, 定植完及时浇水。
5 田间管理
5.1 浇水
缓苗水:定植后1周及时浇缓苗水, 此后应控水, 以利发根, 直到开始长新叶, 已发新根。
发棵期:定植后30天左右到磷茎鼓头前约20~30天, 不能缺水, 不能过湿。要见湿见干, 保持土壤湿润, 7~10天浇1水。
鳞茎膨大期:植株对水分要求日益增多, 浇水次数要增加, 土壤要经常保持湿润, 每5天浇1水, 直到植株50%倒伏时停止浇水。
5.2 追肥
提苗肥:定植后20天左右, 以氮肥为主施入硫酸氨或尿素10kg/667m2。
发棵期:植株长到6叶, 进入发棵期, 施入N:P2O5:K2O为15:15:15三元复合肥20kg/667m2, 或施入硫酸铵 (或尿素) 10kg加硫酸钾10kg/667m2。
鳞茎膨大期:鳞茎开始鼓头时每亩施入N:P2O5:K2O为15:15:15三元复合肥20~30kg, 或施入硫酸铵 (或尿素) 20kg加硫酸钾15kg。
5.3 病虫害防治
按“预防为主, 综合防治”的原则, 及早有针对性的防治。
5.3.1 病毒病:
用20%病毒A可湿性粉剂500倍液, 或1.5%植病灵乳剂1 000倍液, 或15%病毒必克可湿性粉剂500倍液喷雾防治, 交替用药, 每7~10天喷一次, 共喷2~3次。
5.3.2 灰霉病:
用40%施佳乐悬浮剂600~800倍液, 或50%扑海因可湿性粉剂1 500倍液喷雾防治, 交替用药, 每7~10天喷一次, 共喷2~3次。
5.3.3 霜霉病:
发病初期用72%g露可湿性粉剂800倍液, 或58%甲霜灵锰锌500倍液, 或40%三乙磷酸铝可湿性粉剂200倍液, 或75%百菌清可湿性粉剂600倍液, 或者25%瑞毒霉400~600倍液喷雾防治, 交替用药, 每7~10天喷一次, 共喷2~3次。
5.3.4 软腐病:
用30%DT粉剂500倍或用72%农用链霉素400倍液灌根, 可用77%可杀得可湿性粉剂500倍液喷施植株茎基部。
5.3.5 紫斑病:
发病初期喷施50%扑海因可湿性粉剂1500倍液或80%大生可湿性粉剂600倍液、72%克露可湿性粉剂600倍液、64%杀毒矾可湿性粉剂500倍液等喷雾防治, 每7~10天喷1次, 连喷2次。
6 收获
根据天气情况及长势, 在9月中下旬或10月初收获, 标志为植株倒伏约30%~50%, 叶管自下而上逐渐开始变黄, 假茎变软, 鳞茎停止膨大, 外皮革质, 表示成熟, 应及时采收, 晾晒7天左右剪茎后不溢汁液时, 留茬5cm剪去假茎, 分级装袋。质量要求:球茎无病虫害, 无裂皮, 无畸形, 无冻害, 无雨淋发霉, 收口紧实。装货后码垛, 上盖干草遮荫, 雨天加盖塑料布防雨淋。
参考文献
[1]郭海燕, 韩晓东, 袁征.坝上地区黄皮洋葱生产技术[J].河北农业, 2013, (2) :18-21.
坝上地区樟子松容器苗罐装技术 篇3
1 苗木选择及处理
1.1 苗木选择
灌装苗木要求采用2年生的Ⅱ级以上樟子松成苗,要求顶芽饱满,根系发达,且木质化程度良好的优质壮苗。
苗木在条件允许的情况下最好留床覆土防寒,翌年春季随起随灌桶,这样使苗木的成活能提高10%~15%。由于地域气候的不同,在北方此方法适宜于春季化冻较早的地区,如果化冻较晚,应采取秋季起苗,分级后再假植覆土越冬的方式,以免影响春季罐装。
1.2 苗木处理
1.2.1 生根粉浸根。
将1g ABT 3号生根粉用浓度为95%的工业酒精100ml溶解配成ABT母液备用。然后将ABT母液加50~100kg水后,将苗根系浸泡在溶液中0.5~2小时;或将苗根放在加20~50kg水的溶液中浸泡2小时后取出备用。
1.2.2 保水剂蘸根。
把粒度为60~80目的保水剂以水重的0.1%比例放入盛水溶器中,充分搅拌20分钟后使用,将裸根苗浸蘸30秒后取出备用。
通过生根粉和保水剂溶液蘸根后,可有效防止苗木根系干燥,延长苗木萎蔫期,提高造林成活率15%~20%。
2 圃地选择及做床
2.1 圃地选择
选取土壤透气性较好,保水保肥的沙性土地进行灌装。
2.2 做床
床面宽1.2~1.5m,长度一般在10~15m为宜,床面南北走向,深度依容器高度为准,一般深10~20cm。床底要求平整,并铺20cm细沙。步道宽30~50cm,以便于日常管理为宜。
3 容器选择
容器桶材料采用价格相对比较低廉的聚氯乙烯制作的容器桶。如果条件允许可采用能降解的新型材料,但成本较高。
容器桶规格要因苗木的大小和培养时间的长短进行选取,如果培养周期较短,采用桶高20~25cm,上口直径10~15 cm的圆柱形容器桶;如果培养周期较长,容器桶的规格一定要再大些,否则将影响苗木的生长,到时再换大桶将增加成本。
4 基质的准备
通常采用透气性较好的60%沙性沉积土+20%草炭土+10%黄土+10%有机肥作基质配方。基质一定要用硫酸亚铁或波尔多液进行消毒处理,有条件的也可高温蒸汽消毒,以便杀死基质中的草籽和病菌,防止苗木烂根,同时拌入苗木专用除草剂。
5 苗木的罐装
苗木的灌装宜在春季开始。时间在4月上、中旬依土壤的解冻情况而定(坝上地区一般要在5月初左右开始),当土壤解冻达到30cm即可作业。
采用人工灌装苗木的方法。苗木的灌装和荒山造林的方法基本一致,要求“深送高提,埋没红皮”不能窝根,一定要墩实挤紧。苗木必须直立在容器桶中央。
苗木要整齐、成行地摆在已做好的苗床内,每行长度控制在10~15m为宜。每装完一整行即可浇水,浇水要用小水喷淋,慢浇、浇透使土壤更加紧实。当一块地全部灌装完后即可安装喷灌设备,此后浇水一定要采用少浇、勤浇,保证苗木的正常缓苗和生长。
6 苗期管理
6.1 施肥
在苗木灌装结束后15天左右要施第1次肥。施肥多采用尿素、硫酸二氢钾等速效复合肥,667m2用量在2kg左右,采用喷雾器喷施。
施肥后一定要浇透水,防止烧苗。因苗木的缓苗期过后即可快速生长,营养的补充能使苗木充分达到要求的规格。此后每15天左右再施肥3次,方法同上,施肥量可加大到4~5kg/667m2。
6.2 除草
在杂草刚出土时,采用苗木专用除草剂溶液进行除草(每种除草剂都有说明书,剂量按说明书即可),有些大的杂草可人工拔除,宜早不宜晚,否则容易把容器桶中的土带出。
6.3 苗木的越冬
樟子松怕风,冬季一定要覆防寒土。覆土前浇1遍透水,在入冬前土壤冻层达到2~3cm时进行覆土防寒,即把沟边的土取出覆于床上,将苗木全部盖住。覆土厚度以不漏出苗为宜,不宜过厚否则撤土困难。
6.4 撤土
翌年春季土壤解冻后进行撤土,在无风的晴暖天气进行,采用人工用耙子把土撤下,注意撤土时要慢,循序渐进,不要伤到苗木,直到露出苗木为止。如苗木出圃,可正常把桶取出后上山造林;如不出圃,可再培养,培养过程如上述。另外苗木在冬季越冬时不用再防寒。(收稿:2013-05-12)
摘要：樟子松是塞罕坝地区森林生态系统的重要组成成分。通过近几年试验,塞罕坝机械林场已研究出适合本地区的樟子松容器苗灌装技术,包括苗木的选择与处理、圃地选择与作床、基质准备及苗木罐装、苗期管理等。该方法现已成为坝上地区樟子松造林更新的主要方式,并且提高了造林成活率。
关键词：樟子松,容器苗,灌装技术
参考文献
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[3]朴常革,六炳友.容器苗培育技术[J].中国西部科学,2012,12:49-50
河北坝上地区 篇4
1 播种期防治
1.1 推广种植脱毒种薯
推广种植脱毒种薯是防治晚疫病和病毒病的主要措施, 也是提高抗病力、降低晚疫病等病害发生程度的措施之一。重点推广种植适应性强、丰产性好、抗病性强的克新2、夏坡蒂、大西洋等脱毒种薯。
1.2 种薯挑选和处理
种薯出窖时挑出病烂薯并将其淘汰。播种时进行种薯处理, 用72%霜脲·锰锌或58%甲霜灵·锰锌1 125~1 500 g/hm2, 加水30~45 kg/hm2, 均匀喷洒在1 875~2 250 kg/hm2种薯块上, 避光晾2 h以上待药液吸收后播种, 或用相同剂量药剂加细土混合均匀后拌在种块上, 以预防马铃薯疫病。对于蚜虫、28星瓢虫发生重的种植区, 可用68%吡虫啉拌种剂按种子重量的0.5%拌种;对于地下害虫发生重的地区, 可用48%毒死蜱乳油10 m L+水1 kg拌种10 kg, 或用50%辛硫磷乳油20 m L+水2 kg拌种薯15 kg, 堆闷3~5 h后播种[1]。
1.3 严格切刀消毒, 防止人为感染
将切刀放在盛有消毒液的器皿中进行消毒, 一般要准备2把以上的切刀, 当切到病薯、烂薯后要对切刀进行更换, 以防治马铃薯早疫病、环腐病等病害通过切刀传播。一般以小整薯播种为宜, 如果进行大种薯切块, 应在播种前2~3 d进行, 切块大小以30~50 g为宜。为保证出苗整齐, 必须打破顶端优势, 以种薯顶芽为中心点纵切1刀, 然后再分切, 每个切块至少带1~2个芽眼。切芽块的场地和装芽块的工具要用2%硫酸铜溶液喷雾消毒, 也可用草木灰消毒。
1.4 强化健身栽培管理
适时播种, 合理密植, 施足基肥, 增施磷钾肥, 以增强植株抗病性。采用宽窄行高垄条栽技术, 宽行67 cm、窄行40cm、窝距33 cm, 栽植5.25万株/hm2左右。合理轮作, 尽量避免与茄科类、十字花科类作物连作[2,3]。
2 生长期防控
2.1 诱杀防治
2.1.1 黄板诱杀。
粉虱、蚜虫等成虫对黄色有较强的趋性, 利用这种特性, 用诱虫黄板进行诱杀, 黄板设置数量300块/hm2, 黄板规格30 cm×40 cm。将黄板放置于植株顶端20 cm左右处, 及时更换粘满害虫的黄板, 此种防治方法同时也可减轻病毒病的发生, 在蚜虫发生较轻的情况下, 单用这种方法即可对其进行有效防治, 而遇发生较重的年份要配合药剂防治, 但可减少药剂用量20%~30%。
2.1.2 灯光诱杀。
目前, 采用较多的是佳多频振式杀虫灯, 于蔬菜生长季节开始使用, 安装时灯底部距离地面1.2 m, 每盏杀虫灯可有效覆盖方圆2.0~3.3 hm2菜田, 可有效杀灭草地螟、地下害虫的成虫等害虫。2013年在丰宁县坝上土城沟村核心示范区每2 d定点调查1次, 诱杀虫数可达155头/台, 高峰期可达912头/台, 其中鞘翅目害虫占18.1%, 鳞翅目害虫占54.5%, 其他占27.4%。此种杀虫方法对多种害虫防治效果较好, 同时可减轻环境污染[4]。
2.2 药剂防治
2.2.1 蚜虫防治。
当蚜虫发生严重时, 很有必要采取药剂防治措施, 可选用的植物源药剂有0.4%蛇床子素 (虫清) 800倍液、5%天然除虫菊素 (云菊) 乳油800~1 500倍液、20%苦参碱2 000倍液等, 同时可配合施用50%抗蚜威可湿性粉剂2 000倍液、48%噻虫啉3 000倍液、70%吡虫啉水分散粒剂3 000倍液, 喷施药剂的重点在叶背, 间隔7~10 d防治1次, 连续2次, 注意收获前7 d停止用药。
2.2.2 草地螟防治。
草地螟药剂防治的关键期在卵孵高峰期至2龄前, 可选用的药剂有20%苦参碱可湿性粉剂2 000倍液、5%云菊800~1 500倍液、Bt (苏云金杆菌) 500~1 000倍液、0.4%蛇床子素 (虫清) 800倍液等, 注意农药的交替轮换施用, 以防产生抗药性。
2.2.3 地下害虫防治。
在灯光诱杀的基础上, 如果播种前没来得及处理土壤和拌种, 苗期可用50%辛硫磷乳油225~300m L/hm2加细土375~450 kg/hm2拌成毒土, 顺垄条施, 随即浅锄;或用毒饵诱杀, 使用50%辛硫磷乳油, 用药量为饵量的0.5%~1.0%, 先将药剂进行稀释, 然后在饵料中拌入炒香的谷子, 于傍晚撒到幼苗根际附近。
2.2.4 豆芫菁、28星瓢虫防治。
发现豆芜菁和28星瓢虫成虫时, 可用50%辛硫磷乳剂1 000倍液、20%氰戊菊酯乳油3 000倍液喷雾防治, 以上药剂交替使用, 10 d喷1次, 连喷3次。
2.2.5马铃薯晚疫病防治。
及时将田间发现的中心病株拔除进行集中销毁处理, 并用生石灰进行病穴消毒, 在病株50 m范围内喷施甲霜灵500倍液、代森锰锌500倍液等进行预防处理, 阻止病害进一步蔓延。发病之初可选用保护剂70%丙森锌可湿性粉剂 (安泰生) 2 250 g/hm2喷1~2次;发病中后期用治疗剂或保护剂和治疗剂同用, 可选用687.5 g/L银法利600倍液, 或72%霜脲·锰锌可湿性粉剂1 500 g/hm2、或58%甲霜灵·锰锌可湿性粉剂1 500 g/hm2对水750~900kg/hm2均匀喷雾。根据发病情况, 每隔7~10 d喷药1次, 连喷2~3次, 要求对叶面、叶背同时均匀喷雾。若喷药后8 h内遇雨, 应及时进行补喷。
2.2.6 病毒病防治。
发病初期喷洒20%病毒A可湿性粉剂500倍液、5%菌毒清水剂500倍液、1.5%植病灵K号乳剂1 000倍液、15%病毒必克可湿性粉剂500~700倍液, 隔10 d左右再喷1次。
2.2.7 收获与储藏期的病害预防。
马铃薯的收获宜选择晴天进行, 可减少表皮的受伤几率。注意收获前7 d进行杀秧, 清理茎叶等至田外集中处理。入窖前将有伤口的薯块和病薯剔除, 在阴凉通风处堆放3 d, 储窖要提前用硫磺进行熏蒸消毒, 储存量要适宜。储藏期间, 要保证窖内湿度不高于75%、温度不低于4℃。
摘要：通过选用抗病品种, 采用健身栽培、物理及生物防治等优化集成的绿色防控技术对冀北坝上冷凉地区马铃薯病虫害进行防治, 使马铃薯化学农药残留控制在允许水平之内, 使病虫害能得到可持续的控制, 同时达到保护生态环境、提高蔬菜产品质量的目的。
关键词：马铃薯,绿色防控技术,冀北坝上冷凉地区
参考文献
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河北坝上地区 篇5
坝上地区位于我国内蒙古高原南部边缘,拥有较为丰富的日照资源,适合建设日光温室,而杂草干扰作物生长,导致作物产量和质量受损。坝上地区杂草种类多、分布广泛,一味采用化学除草剂容易导致生态环境的破坏和土壤依赖性的增加。如果在温室实现除草剂变量喷洒,即仅仅喷洒在杂草聚集区,就需要解决温室中的杂草识别问题[1]。当前的温室杂草识别专家系统尚未解决杂草识别过程中的模糊性,没能实现对坝上温室杂草的准确识别。本文针对坝上温室杂草识别专家系统知识描述的不确定性,对其中的不确定因素采用模糊逻辑与产生式规则相结合的方法,引入多维模糊推理算法,结合杂草的形态特征进行识别,具有比较好的理论意义与实践价值。
1 模糊理论概述
传统的专家系统难以解决现实世界中具备不确定性特征的问题,而模糊专家系统在传统专家系统的基础上引入了模糊技术。模糊技术的基础是模糊集合理论和模糊逻辑推理,能够充分描述和体现人类思维模式中的模糊特征。本文采用了模糊知识表示形式主要基于以下原因[3]:
1)杂草特征信息的模糊性,即很难用精确的语言描述杂草特征;
2)杂草识别专家系统规则的不确定性,因为专家的知识是不确定的,也就导致了知识库规则的不确定性。
模糊理论不同于传统的集合理论,它将一个元素对其论域的隶属程度描述为介于0～1的任意值,称为隶属函数,用以表明元素隶属于论域的具体程度。其价值在于摒弃了定量的数学变量,引入语言变量来表达模糊的概念。举例来讲,在对杂草茎是否为“直立”进行描述时,使用的描述模式为:完全一致、基本一致、一般和不一致等语言变量。
本文采用的模糊推理模式为模糊假言推理,引入麦姆德尼模式[2]构建关系矩阵,麦姆德尼在构造模糊关系时,使用条件命题最小运算规则R。同属于有限论域U,V的模糊集合A,B的模糊关系由R来表示为[4]
对于多维模糊推理,本文采用的推理模式为祖卡莫托方法,下面是其基本步骤[5]:
1)构造所有单一条件中的Ai与B之间的模糊关系,即
R(Ai,B),i=1,2,…,n
2)针对任意的每个证据Ai,获取模糊推理的结论Bi,即
B′i=A′i。R(Ai,B),i=1,2,…,n
3)B的值即为所有模糊推理的结论Bi的交集,即
B′=B′1∩B′2∩…∩B′n
2 温室杂草识别专家系统的具体设计
2.1 专家系统整体设计
系统的主要功能是正确地识别坝上地区温室杂草,用户输入杂草的特征,经过专家系统推理,得出杂草的具体名称和杂草防除方法。其主要思想在于模拟专家解决问题的步骤和思维模式。图1所示为整体设计框图。
图1中的主要模块简介如下:①知识库包含两类知识:数据库和规则库。数据库中主要存储植保领域专家的经验与书本知识;杂草识别规则库则主要存储了杂草识别的规则,结合温室杂草推理的需要和知识的特点,对知识的表示采用了模糊产生式规则。②杂草识别推理通过不完全判定树、匹配度计算等机制来解决杂草识别中遇到的冲突。③综合数据库存放当前状态的事实和数据,包括杂草特征和杂草识别规则等,可被所有的规则访问。④知识获取部分将专家的经验性知识转化为信息系统内部可以识别的形式,存入知识库的功能模块[7]。
根据坝上地区杂草特点和专家判别的思维方式,本系统推理选用正向推理策略。
2.2 关键技术的实现
2.2.1 建立规则库
规则库用来表示农田杂草的识别推理的有关知识。在实际的温室生产中,不少杂草的特征难以用语言精确描述,本文引入产生式规则和模糊逻辑表示杂草知识。
1)规则的模糊表示。
考虑到杂草特征的模糊性,本文对杂草特征进行糊化,并以“符合程度”表示。在隶属函数的选择上,本文充分参考了温室和植保领域专家的经验[2],采用以下函数作为隶属函数[8]
首先,定义模糊子集{完全一致,比较一致,有些相似,不一致},以描述温室杂草特征的符合程度,同时将这些程度进行量化,以为{0,2,4,6}值进行表示。举例来讲,以杂草的“叶子退化”为例,表1显示出各个隶属度的取值。
2)规则的获取。
由于专家给出的规则难以用准确的语言描述,本系统在设计中采用模糊语言把专家的知识转化成知识库,从而有利于通过模糊推理算法得到结论。表2显示出建立的规则形式。
3)模糊产生式规则的表示。
本系统采用多维模糊推理进行杂草识别,下式为模糊产生式规则
if(x1 is A1)∧(x2 is A2)∧…∧(xn is An)
then y is B·CF(A,B)·B(λ)
其中,A,B分别是论域上的模糊集分别表示{完全一致,比较一致,相似,不一致}。规则的激活阈值以λ表示,如果系统规则前提与用户输入值匹配度大于λ,则规则被激活;该规则为真的可信度以CF(B,A)表示,CF(B,A)∈[0,1],值与结论可信度成正比。
4)建立模糊关系矩阵。
采用多维模糊推理进行杂草识别,其结论的论域为“某种杂草的符合程度”,属于模糊集,假设待识别杂草具备n个特征(对应于规则中的n个前提),则对于子集中的任一规则,均存在n个关系矩阵[9]。分别按匹配的规则对关系矩阵进行计算,通过推理获取杂草的符合程度,选取其中符合程度最高的作为识别结果。
本文引入Tsukamoto[2]方法作为推理算法,以本文对律草的识别为例(如表2所示),选rulel作为推理规则,结合本文第二部分叙述的推理方法,计算如下
同理,可以得出Rc(A2,B),Rc(A3,B),…,Rc(A15,B)。
这些矩阵为对应于rulel的关系矩阵。基于这些关系矩阵进行推理并获取结论,方法为:
设输入证据:A1 =完全一致,A2=比较一致,A4=比较一致,A8=比较一致,Ai=不一致,(i=3,5,6,7,9,10,11,12,13,14,15);引入基于麦姆德尼方法所构建的模糊关系矩阵为[10]
同理,还有B′c2,B′c3,B′c4,B′c5矩阵。则有
B′c=B′c1∩B′c2∩…∩B′c15=[0.67 ,0.67 ,0.33 ,0] Bc即为通过推理所得到的结论。
2.2.2 专家系统的推理机制
1)进行杂草的粗分类。
识别杂草时,有些特征是非常明确,具有明显的二值性。系统首先结合这部分特征进行杂草的粗分类,从而提高识别正确率,以判定树的形式对杂草粗分类,如图2所示。
2)基于模糊推理的杂草识别。
相似性匹配在模糊推理中,判断输入事实与前提条件的匹配度并与阈值进行比较,以决定该条规则是否被采用。本系统的设计通过计算模糊集合间的语义距离来确定其匹配度。对于组合条件下的总匹配度,计算方法如下:
设有以下的组合条件A=(x1 is A1)∧(x2 is A2)∧…∧(xn is An),其证据A′=(x1 is A′1)∧(x2 is A′2)∧…∧(xn is A′n)。首先对δ(Ai,A′i), i=1,2,…,n 进行计算,即任意子条件与证据之间的匹配度,然后进行相乘或取小,即
或者
δ(A,A′)=δ(A1,A′1)×δ(A2,A′2)×…×δ(An,A′n)
如果有δ(A,A′)≥λ,则可判定输入证据与规则条件匹配。本文采用相乘。
本文采用汉明距来计算单一条件的匹配度,定义汉明距为
匹配度以δ(A,A′)=1-d(A,A′)表示。
计算可信度。本系统采用带可信度的规则来计算可信度,其具体形式为
规则:if (x1 is A1)∧(x2 is A2)∧…∧(xn is An) then y is B CF(B,A)
证据为
x1 is A′1→CF1;
x2 is A′2→CF2
…….
xn is A′n→CFn
对证据的总可信度进行计算:CFA=CF1×CF2×…×CFn,然后取规则可信度、证据可信度以及匹配度中的最小值作为结论的可信度,表示为
CF=min{δ(A,A′),CFA′,CF(B,A)}
3 结束语
本文基于坝上地区的实际农业生产问题,结合温室环境实际特点设计了温室杂草识别专家系统,具有一定的推广价值。
摘要：适用于我国坝上地区实际特点的温室杂草识别专家系统目前尚未解决杂草识别过程中的模糊性问题。为此,针对坝上温室杂草识别专家系统知识描述的不确定性,对其中的不确定因素采用模糊逻辑与产生式规则相结合的方法,引入多维模糊推理算法,结合杂草的形态特征进行识别,开发了基于模糊推理的坝上地区温室杂草识别的专家系统。
关键词：温室,模糊推理,杂草识别,专家系统
参考文献
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河北坝上地区 篇6
一、退耕还林现状
以康保县为例, 该县从2000年启动实施退耕还林试点该工程以来, 累计完成退耕还林110.3万亩, 其中退耕地57万亩, 荒山匹配53.3亩, 还生态林109.2413万亩, 还草1.0587万亩, 涉及全县15个乡镇四个林牧场, 325个行政村, 23万农业人口, 全县116座山头得到绿化, 163条沟壑得到治理, 绿化效果取得明显成效, 全县的生态环境有了明显改善, 森林覆盖率由退耕前的9.8%提高到现在的21.36%。
二、产业发展现状
康保县属于国家级贫困县, 农业生产力低下, 综合经济不发达, 有80%以上的农户是纯农户或以农为主的兼业户, 他们收入的90%甚至更多仍然来源于农业, 农产品销售是实现收入的最重要、也是最主要的途径。畜牧业生产稳步发展, 肉类年总产量达3万吨。林业建设快速发展, 全县林地总面积达到197万亩。
三、产业发展方向
1. 利用林业资源丰富的优势, 发展林产品加工龙头企业
随着近年来退耕还林和京津风沙源治理工程大面积实施, 全县林地面积迅速增多, 全县林业地面积增加到197万亩, 其中山杏、沙棘、枸杞30万亩, 柠条50万亩, 为果品饮料加工和柠条草粉饲料加工提供了充足的林产品资源, 目前需采用优惠政策积极招商引资龙头加工企业, 以点带面开发林产品加工产业, 促进农户增收。
2. 利用草场广阔的优势, 发展畜牧产业
畜牧业既是关联度高、农民容易进入的产业, 又是康保农民增收最具潜力的产业。康保县草场广阔, 饲草丰富, 共拥有草场180多万亩, 年产各类饲草15亿千克, 可为草食畜的发展提供强大的草业支撑, 具有发展以牛、羊为主的畜牧业的雄厚基础条件。同时, 随着人们生活水平的提高, 肉奶等动物性食品需求越来越大, 市场前景看好。因此, 康保县要适应生态建设的需要, 发挥草业资源优势, 大力发展以牛、羊为主的舍饲养殖畜牧业, 走立草为业、种草养畜的路子, 实现“绿”与“富”的最佳结合。
3. 利用绿色错季优势, 发展蔬菜产业
康保县一方面气候冷凉、光照充足、昼夜温差大, 利于干物质积累, 同时病虫害轻, 田间用药少, 无工业污染, 水源、空气、土壤洁净度高, 具有生产绿色、优质蔬菜的独特的自然环境条件, 有明显的绿色优势, 是天然的绿色食品生产基地。另一方面, 每年七、八、九三个月是康保各种蔬菜收获上市的旺季、而此时段又恰恰正是京津及南方地区蔬菜生产的空档期, 形成了自然的错季, 填补了南方市场蔬菜供应的不足, 成为了重要的错季蔬菜生产基地。另外, 康保近邻京津, 交通运输便利, 具有明显的区位优势, 竞争力较强。
4. 积极推进林地流转, 发展林苗一体化
要鼓励退耕农户或承包大户承包租赁林地, 保证不破坏原有树木及原来造林模式的前提下, 在林间草带内进行树木育苗, 通过出售苗木创造经济效益, 这样退耕农户既能获得林地承包费, 又能育苗盈利, 同时还便于林地的管理管护, 节省了开支。