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时间:2019-03-11
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1、江苏大学硕士学位论文棉田杂草热和光谱特性试验研究姓名:栗移新申请学位级别:硕士专业:农业机械化工程指导教师:陈树人20080312江苏大学硕士学位论文摘要除草剂的广泛使用引发了环境污染、生物多样性减少、杂草群落变迁和杂草抗药性等诸多问题。热除草是替代化学除草的潜在方法。对杂草热特性和光谱特性的研究有利于提高热除草设备效率、降低其能耗。本文从植物本身的物理性质出发,研究了稗草、刺儿菜和婆婆纳等几种主棉区杂草的热特性和光谱特性。利用差示扫描量热仪(DSC)测量了25~150℃范围内作物棉花、杂草婆婆纳和稗草的DSC曲线。通过分析杂草在受热过程中的热反应,找到了表征热除草能耗的两个
2、主要参数:有效热处理温度和所耗能量。稗草、婆婆纳叶片吸热反应温度分别为84.79℃和85.75℃,吸热反应过程中的吸热量分别为1256J/g和1265J/g。实验发现:与杂草叶片相比,棉花茎杆更耐热,在吸热反应温度和吸热量方面均高出28%~30%。利用ASD光谱仪在室内分别测量了杂草稗草、刺儿菜和作物棉花叶片在350---,2500nm波段范围内的反射率。运用SAS统计软件的STEPDISC过程筛选能够区分作物和杂草的判别变量,实验发现特征波长点的分布与被区分杂草的类型有关,用于区分棉花和稗草的特征波长点在可见光波段和近红外均有分布,用于区分棉花和束tJJt,菜的特征波长点仅
3、分布在可见光范围。判别模型中加入筛选所得特征变量,利用DISCRIM过程进行判别分析。使用多个判别变量的组合可以提高判别效果,但对棉花和刺儿菜间的判别难以达到工程应用的精度。使用反射率比率作为判别变量时,一方面可以提供更多能够用以判别的光谱特征;另一方面可以提高识别率。特征波长点比率385/555、495/555和415/555(nm/nm)l舰合可以用来有效识别棉花、稗草和刺儿菜。通过对杂草受热过程的研究,本文找到了热除草的有效温度和能量参数,对于热除草机械的设计,和田间作业时针对不同类型、不同生长阶段杂草实施精确的剂量具有参考价值。基于光谱分析技术,比较分析了从双子叶作物
4、棉花中区分单子叶植物稗草和双子叶植物刺儿菜的光谱特性,有利于杂草自动识别技术的完善发展,为热除草机械针对杂草群落精确除草奠定了基础。关键词:精确农业,热除草,差示扫描量热法,杂草识别,光谱分析江苏大学硕士学位论文ABSTRACTThefar-rangiIlgusingofherbicideshascauseda900dmanyofseriousproblemssuchaspollutionofenvironment,decreaseofbiologicaldiversity,changesoftheweedcommunity,andresistanceofweedstOher
5、bicides.ThermalweedcontrolisanalternativetOchemicalherbicides.StudyingonthermalcharacterandspectrapropertiesofweedswillhelptOimproveefficiencyofthermalweedingequipmentandreducepowerconsumption.Somespeciesofweedsincottonfieldswereselectedtoinvestigatetheirphysicsproperties,forinstance,Barnya
6、rd—grass,Spine—greensandPexsian—speedwell.Thermalreactionofthecropandweedsat25-150℃wasstudiedbydifferentialscanningcalorimetry(Dso,inordertosearchforsignificantparametersdenotingefficiencyofthermalweeding.Itisthefatalheattreatmenttemperatureandtheenergyconsumptionthatwerefiguredout.Thepeakv
7、alueandtheareaofendothermicreactionpeakinDSCthermogramwereanalyzed.ThepeakvaluesofleavesofBarnyard—grassandPersian—speedwellare84.79℃and85.75℃respectively.EnergiesabsorbedbyleavesofBarnyard·-grassandPersian·-speedwellinendothermicprocessare1256J/gand1265
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