農業(yè)工程思考題整理.doc

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楊萬能 1、 簡述以哪些技術為核心手段實現(xiàn)水稻表型組參數(shù)的自動獲取？ 答：以光學成像技術為手段，以圖像處理為核心，輔助以自動化控制技術和機械制造技術，實現(xiàn)水稻表型組參數(shù)的自動獲取。核心思想即將用于小動物成像或臨床醫(yī)學成像的光學成像技術移植于水稻表型參數(shù)的自動提取農業(yè)應用中。 2、 簡述如何無損測量水稻葉片水分含量、葉片溫度、和分離數(shù)。 答：測水稻葉片水分含量用近紅外成像技術，測水稻葉片溫度用遠紅外成像技術，測水稻分離數(shù)用X-CT重建技術。 3、 用兩種方法簡述如何區(qū)分水稻飽滿粒和癟粒并測量水稻谷粒性狀。 答：方法一用X射線透視掃描技術，對水稻谷粒進行快速在線掃描，可以區(qū)分飽粒和癟粒，并基于飽和圖像計算飽粒和癟粒性狀。 方法二普通線掃面相機再加風選機的方法，即先用相機掃描所有谷粒圖像計算性狀，接著用風選機篩掉癟粒，最后再用相機掃描所有飽粒圖像計算性狀。 4、 簡述什么是水稻表型組學?為什么要發(fā)展水稻表型組學？ 答：水稻表型組學是一門在基因水平上系統(tǒng)研究水稻或細胞在各種不同條件下所有表型的學科，屬于交叉學科，隨著水稻功能基因組學的快速發(fā)展，一天需要鑒定成百上千株待鑒定材料，傳統(tǒng)表型觀測手段低效、有損，測量精度依賴于主觀，已經成為制約其發(fā)展的主要瓶頸，而自主研發(fā)高通量數(shù)字化水稻表型自動檢測平臺將有效解決這一問題，并將成為解碼大量未知水稻基因功能的重要學科工具。 5、 水稻表型組鑒定主要包括哪些性狀？ 答：水稻植物學形態(tài)研究主要包括株型性狀、穗型性狀、葉片性狀、莖稈性狀、根系性狀。 6、 水稻表型組學未來發(fā)展的重點和難點 答：1）大田高通量表型測量技術 2）根系表型測量技術 3）數(shù)據(jù)挖掘，表型組基因組關聯(lián)分析 4）低成本易于推廣的表型技術研發(fā) 牛智友 7、 試論述現(xiàn)代畜牧業(yè)的內涵及其特征？ 答：1）現(xiàn)代畜牧業(yè)內涵 a) 具有相對性和動態(tài)性： 相對性具體而言有兩方面，一是縱向與傳統(tǒng)畜牧業(yè)相比，現(xiàn)代畜牧業(yè)能解決目前制約畜牧業(yè)發(fā)展的各種因素；二是橫向與發(fā)達國家畜牧業(yè)相比，現(xiàn)代畜牧業(yè)的畜產品在國際上競爭力強，生產與國際接軌。 動態(tài)性是指現(xiàn)代畜牧業(yè)的內涵隨著社會的發(fā)展，時代的變遷而不斷地豐富和發(fā)展。 b) 具有狹義和廣義之分。 狹義的現(xiàn)代畜牧業(yè)即指養(yǎng)殖機械化，“即從畜禽進入禽舍到出欄，整個飼養(yǎng)過程采用機械化控制，即自動供（喂）料，自動飲水、定時照光、自動刮糞和消毒等。” 廣義的現(xiàn)代畜牧業(yè)可歸結為“六化”：生產的集約化，技術的現(xiàn)代化，經營的產業(yè)化，管理的科學化，生產結構的合理化與環(huán)境的協(xié)調化。 現(xiàn)代畜牧業(yè)是指在傳統(tǒng)畜牧業(yè)基礎上發(fā)展起來的，用現(xiàn)代畜牧獸醫(yī)科學技術和技術裝備及經營理念，實現(xiàn)畜牧業(yè)生產結構從單一、初級向多層次、多元化發(fā)展的合理化方向轉化；形成基礎設施完善、營銷體系健全、管理科學、資源節(jié)約、環(huán)境友好、質量安全、優(yōu)質生態(tài)、高產高效的產業(yè)。 2）現(xiàn)代畜牧業(yè)特征 現(xiàn)代畜牧業(yè)以布局區(qū)域化、養(yǎng)殖規(guī)?；⑵贩N良種化、生產標準化、經營產業(yè)化、商品市場化、服務社會化為特征。 8、 什么是飼料工業(yè)？試論述飼料工業(yè)體系的組成。 答：1）飼料工業(yè)：就是采用特定的工藝和方法，按照國家法律法規(guī)和標準，加工成一定規(guī)格的產品用作飼料或為飼料生產服務的行業(yè)體系。 2）飼料工業(yè)體系的組成 主要由原料工業(yè)、添加劑工業(yè)、飼料機電工業(yè)、飼料加工業(yè)、技術監(jiān)督部門、科研院所及有關大專院校組成。 9、 試論述基于RFID技術的母豬電子精確飼喂系統(tǒng)的原理及系統(tǒng)組成。 答：1）技術原理：豬只佩戴電子耳標，有耳標讀取設備進行讀取，來判斷豬只的身份，傳輸給計算機，同時有稱重傳感器傳輸給計算機該豬的體重，管理者設定該豬的懷孕日期及其他的基本信息，系統(tǒng)根據(jù)終端獲取的數(shù)據(jù)（耳標號、體重、疫病）和計算機管理者設定的數(shù)據(jù)（懷孕日期）運算出該豬當天需要的進食量，然后把這個進食量分量分時間的傳輸給飼喂設備為該豬下料。同時系統(tǒng)獲取豬群的其他信息來進行統(tǒng)計計算。為豬場管理者提供精確的數(shù)據(jù)進行公司運營分析。 2）系統(tǒng)組成：由自動喂食子系統(tǒng)、發(fā)情檢測子系統(tǒng)、疫情監(jiān)測子系統(tǒng)、自動分離子系統(tǒng)、飼料輸送子系統(tǒng)和信息管理子系統(tǒng)共6個子系統(tǒng)組成。 10、什么是飼料？飼料產品分為幾類？ 答：指經工業(yè)化加工制作的供動物食用的產品，包括單一飼料、添加劑預混合飼料、濃縮飼料、配合飼料和精料補充料。 11、 試論述我國畜牧業(yè)與畜牧信息化的特殊性與未來發(fā)展的方向 12、 試列舉目前飼料加工中采用的新技術 12、什么時畜牧業(yè)機械化？畜牧機械主要包括？ 答：通過機器設備完成畜牧業(yè)的生產過程，它是農業(yè)機械化的重要方面，也是傳統(tǒng)畜牧業(yè)過渡到現(xiàn)代畜牧業(yè)的重要手段之一。 畜牧業(yè)機械主要包括：草原建設機械、牧草收獲與加工機械、飼料加工機械、畜禽飼養(yǎng)與管理機械、畜禽產品采集機械 譚鶴群 12、什么是產品的初加工？農產品初加工有什么意義？請舉例說明。 答：農產品初加工是指對初級農產品進行一些簡單的、物理的處理過程，主要包括產后凈化、分級、烘干、預冷、儲藏、保鮮、包裝、商品化處理以及其他的初加工過程。是對農產品進行一次性加工，不涉及對農產品內在成分的改變。 意義：對農產品分級有利產品增值、減少產后損失、農民的就業(yè)機會與崗位增多 以果蔬采后加工為例：其目的與意義為： 1） 對果蔬進行清潔、預冷和保鮮處理，改善其外觀質量，延長果蔬的貨架期； 2） 對果蔬進行品質檢測和分級，提高產品的檔次和價格，達到優(yōu)質優(yōu)價； 3） 對果蔬進行商標打印與包裝，增強品牌意識。 13、果蔬分級方法分為哪幾類？這些分級方法與果蔬的特性有什么關系？ 答：1）按尺寸分級 分級時使物料沿著具有不同尺寸的篩網或縫隙的分級篩移動，不同尺寸的物料按篩網尺寸的差別，依次進行不同級別的分級。品種不同，物料的大小尺寸不同，分級數(shù)也不盡相同。 2）按重量分級 3）果蔬光電色選分級 果實從電子發(fā)光點前面通過時，反射光被測定波長的光電管接收，顏色不同，反射光的波長就不同，再由系統(tǒng)根據(jù)波長進行分析和確定取舍，達到分級目的。分級之前，首要研究各種果蔬的光學特性，并建立光學特性與質量因素之間的關系。 14、舉例3種蓮子分級方法，并說明其工作原理。 答：1）圓筒柵條式分級機 工作原理：從小到大分級 2）三滾筒篩孔式分級機 工作原理：從大到小分級 3）螺旋柵條滾筒式分級機 工作原理：由于螺旋線的間距逐漸增加，當物料粒徑小于螺旋線的間距時，物料落下，當物料粒徑大于螺旋間隙時，繼續(xù)前行，在大于粒徑處落下，從而實現(xiàn)分級。 4）桿篩式蓮子分級機 工作原理：主要由進料斗，電機及傳動系統(tǒng)，排序上料供送螺桿，篩桿及導流桿，分級蓮子出料管，機座與機架等部分組成。 5）螺桿式蓮子分級機 工作原理：利用一個螺桿和兩根有一定錐度的光桿組構成分級機構，根據(jù)蓮子外徑（中經）的大小分成十級，當轉動的螺桿推動蓮子沿螺桿和光桿中前進，其間隙逐漸增加，小于某個間隙的蓮子就會落下，達到分級目的。 6）蓮子成品振動分級機 工作原理：蓮子倒入料箱經擋板控制進入篩面，經一定篩選行程后，蓮子按外形大小分規(guī)格自動入袋。 15、淡水魚前處理包括哪些工序？ 答：冷凍、分級、清洗和三去（去頭、去內臟、去鱗） 廖院長 1.農業(yè)機械化發(fā)展成果 （1） 農業(yè)裝備數(shù)量增加，機械化水平提高； （2） 社會生產制造力的提高促進了農業(yè)機械技術及裝備的發(fā)展； （3） 農業(yè)機械化裝備社會組織的建立和發(fā)展 （4） 農業(yè)機械化相關規(guī)則制度的制定，政策的積極支持 （5） 相關組織中對農業(yè)機械化技術及裝備的優(yōu)良管理及支持。 2.中國農業(yè)機械化水平的評價標準 階段 農業(yè)機械應用水平 農民人數(shù)占社會比率 初級階段 ﹤40% ﹥40% 中級階段 40%～70% 40%～20% 高級階段 ﹥70% ﹤20% 3.農業(yè)機械化發(fā)展中遇到的問題 （1）機械化水平低，發(fā)展不合理，結構不平衡；大中型農機比率1:1.58,小型農機比率 1:1.67. （2）機械利用率低，動力消耗高 （3）缺少適應不同地區(qū)的農業(yè)發(fā)展機械技術及裝備 （4）對農業(yè)機械投入低，缺少創(chuàng)造動力 （5）農業(yè)機械管理系統(tǒng)頻繁變化 （6）社會服務組織水平低，農民綜合素質低 4.中國農業(yè)機械化發(fā)展方向 答：1）生產組織向集團化、信息化、全球化發(fā)展 2）技術創(chuàng)新強度持續(xù)加大，研發(fā)資金穩(wěn)定投入 3）產品技術向高效率、自動化、智能化方向發(fā)展 4）產品開發(fā)向著提供系統(tǒng)化綜合解決方案方向發(fā)展 5）信息技術、航空航天等高科技向農機行業(yè)移植 農業(yè)裝備“兩高一低”（高能效、高效率、低污染）為目標 大型化、寬幅、高效、聯(lián)合、智能化、農機與農藝融合、互聯(lián)網 5.改善農業(yè)機械化現(xiàn)狀措施 改變耕作方式及技術 提高機械利用率 機械機構優(yōu)化 6.農業(yè)工程裝備的發(fā)展新趨勢 答：1）大型、高效、復合作業(yè) 2）多層次、多領域發(fā)展 3）多功能、聯(lián)合作業(yè) 4）多地貌、全程機械化 5）控制智能化、操作自動化 6）作業(yè)精準化、數(shù)字化 7）注重節(jié)約資源、保護友好 8）字方針：經濟試用、先進可靠、節(jié)能環(huán)保 設施園藝（袁巧霞） 1.設施園藝節(jié)能技術途徑：1蓄熱保溫節(jié)能技術；2新能源應用技術；3溫室熱能的多次回收利用；4節(jié)能光源的開發(fā)應用。 2.保溫隔熱技術的應用： 1.增加外覆蓋熱阻：除內保溫幕簾的使用外，盡可能減少冬季夜晚溫室向外散熱，增加熱阻。 2.天溝保溫技術：天溝作為溫室的連接件，在溫室中所占的面積不到5%，但熱損失超過9%。可采用在天溝內表面貼保溫層或采用中空的結構隔熱； 3.二層覆蓋：通過增加溫室內部二層覆蓋的辦法，盡可能減少熱量散失的空間和溫室熱損耗 3.新能源的開發(fā)與利用： 1.地（水、氣）源熱泵節(jié)能技術在溫室中的應用； 2.太陽能在溫室中的利用與技術開發(fā)； 3.其他新能源利用技術（風能、生物能、核能等） 4.淺層地能（地源熱泵）技術： 1.淺層地能（Geothermal Energy)是地表淺層(土壤、地下水)吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低品位熱能(<25℃)，利用熱泵技術將這種可再生的低品味能量提升為高品位能量，再釋放到使用環(huán)境中的一種節(jié)能方式。 2.它有別于傳統(tǒng)深層(<5km)的地熱能，基本不受地域和氣候的影響，其溫度相對恒定，是一種非常重要的新能源。 5.研究表明，植物光合作用，主要是利用波長為610~720nm（波峰為660nm）的紅橙光，吸收的光能約占其生理輻射的55％左右；其次是波長為400~510nm （波峰為450nm）的藍紫光，吸收的光能約占其生理輻射的8％左右；因此，在設施園藝領域開發(fā)出以這兩個波段（特別是波峰）為主體的人工光源，將會大大提高光能利用率，減少能耗。 6.LED光源特性及其應用的可能性： LED (發(fā)光二極管)，是利用半導體芯片作為發(fā)光材料，當兩端加上正向電壓，半導體中的載流子發(fā)生復合，放出過剩的能量而引起光子發(fā)射產生可見光。 主要優(yōu)點：可發(fā)出符合植物需求的單色光，冷光源，發(fā)熱少，體積小，節(jié)能，環(huán)保，壽命長，空間利用率高，光質(R/B, R/FR, R/PPF)可任意調節(jié)。 7.與栽培相關的配套技術，如CO2施肥、無土栽培、節(jié)水灌溉、雄蜂授粉、立體栽培、生物防治、環(huán)境控制、計算機管理等。 8.育種與種苗繁育技術取得了較快發(fā)展： 1）篩選和培育出了適合我國不同氣候區(qū)域的蔬菜良種，使設施栽培專用品種得到更新?lián)Q代，有的可以取代進口種子。 2）建立了一批現(xiàn)代化育苗工廠，初步實現(xiàn)了蔬菜育苗規(guī)范化、良種化、標準化和商品化。 9.設施環(huán)境綜合調控技術取得重大進展： 通過技術引進，自主創(chuàng)新，我國大型連棟溫室的智能化、自動化環(huán)境調控系統(tǒng)及配套裝置技術的硬件水平基本已達到可與國際接軌，產品性能穩(wěn)定可靠，并已在我國大型溫室中廣泛使用。但軟件水平尤其是管理模型的開發(fā)有待于進一步完善。 10我國設施園藝面臨的問題與對策： 1一次性投資較大（塑料200-400元/m2，PC板、玻璃400-700元/m2)； 2能耗高（黃河以北耗煤量60-80噸/667 m2）； 3種植產品以蔬菜為主占80%(荷蘭30%)，花卉、種苗等僅占20%；勞動生產率低、人均管理面積僅相當于荷蘭1/4； 4產量與發(fā)達國家差距大，僅相當于荷蘭1/3-1/4。 5日光溫室、塑料大棚等設施： 1設施簡陋，90%以上的設施為簡易型設施，抗御風、雪載能力低； 2機械化水平低，勞動生產率低，人均管理面積600-1000m2，相當于發(fā)達國家的1/4-1/5； 3土地利用率低，日光溫室僅為35-40%； 4 連作障礙、病蟲害嚴重，藥殘超標率高。 11.溫室加溫系統(tǒng)：1熱水加溫；2蒸汽加溫；3煙道加溫；4熱風加溫。 12.溫室降溫系統(tǒng)：1通風降溫；2遮陽降溫（內遮陽、外遮陽、側遮陽）；3蒸發(fā)冷卻降溫；4風機濕簾系統(tǒng)；5噴霧系統(tǒng) 13.溫室內的光照環(huán)境及調控： 1光照環(huán)境的要素 光質：各波長光的能量分布（考慮不同波長光對植物的不同作用）。 光照強度與光照量 — 光照的強弱及累積量（滿足植物光合作用的需要）。 光照周期 — 明期、暗期的長短和交替周期規(guī)律（考慮植物的光周期作用）。 14.植物的光周期現(xiàn)象 在植物的光周期反應中，光作為植物生長發(fā)育的控制信息發(fā)揮作用，連續(xù)光照時間與光質是決定其作用的重要因素，能量大小是次要因素，照度僅數(shù)十lx即可發(fā)揮作用。 15滴灌 ：是通過滴箭、滴頭、滴灌帶或其他孔口式灌水器將水一滴一滴地、均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)附近土壤中的灌水形式。 16.漫灌的大部分水形成了地面徑流和深層滲漏，被作物吸收到的很少。 微灌可以做到精準灌溉，適時、適量，可根據(jù)作物不同的生長階段控制灌水量，避免不夠和過多。 17.微噴是利用折射、旋轉或輻射式微型噴頭將水噴灑到作物枝葉等區(qū)域的灌水形式。與滴灌一起都屬于微灌范疇，因此也具備很多類似上面剛剛講到的優(yōu)點。 微噴的工作壓力低，流量小，既可增加土壤水分，又能提高空氣濕度，調節(jié)局部小氣候，應用十分廣泛。 18.噴灌 是噴灑灌溉的簡稱，是借助一套專門的設備將具有壓力的水噴射到空中，散成水滴降落到地面，供給植物水分的一種灌溉方法。 噴灌系統(tǒng)中的核心部件是噴頭，一般都是借助專業(yè)流道所形成的反作用力，驅動搖臂而做全圓或指定扇形范圍內的旋轉。噴灑半徑可從幾米到數(shù)十米。 丁幼春 精準農業(yè)系統(tǒng)的核心技術一般包括全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、傳感器及檢測系統(tǒng)、計算機控制器及變量執(zhí)行設備。 緒論（宗力） 1.什么是農業(yè)工程 農業(yè)工程學科以復雜的農業(yè)生物系統(tǒng)為研究對象，綜合運用工程、生物、信息和管理科學的原理與技術，探索環(huán)境、裝備和設施與農業(yè)生物的互作規(guī)律，研究與現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)發(fā)展相關的工程技術、裝備和設施，提供與農業(yè)生物系統(tǒng)相關的工程問題的整體解決方案，為轉變農業(yè)生產方式，提高農業(yè)生產效率，促進農業(yè)資源的合理利用服務，是一門獨具特色，亟待向深度和廣度發(fā)展的交叉性學科。 2..農業(yè)工程學科內涵 農業(yè)工程以生物體、有機物、農業(yè)資源環(huán)境及有關工程裝備技術為主要研究對象。研究農業(yè)生物繁育、生長與產后處理工藝所需的機械與裝備、設施及環(huán)境、資源科學利用、現(xiàn)代生產技術的集成與管理以及檢測與自動化控制技術的應用等。研究對象—農業(yè)生物系統(tǒng)（生物與生物環(huán)境），學科對象—工程、生物、信息和管理科學；學科的系統(tǒng)性、交叉性、應用性很強。 3.現(xiàn)代農業(yè)工程技術的特征 第一，農業(yè)工程技術是將現(xiàn)代工業(yè)技術成果、工藝生產方式和工程建設手段用來裝備農業(yè)，應用和服務于農業(yè)； 第二，農業(yè)工程技術是以與生物技術、農藝措施、農業(yè)生產過程和農業(yè)經營關系緊密結合的技術。 第三，農業(yè)工程是以綜合、集成、組裝和創(chuàng)新為特色的技術，而不是一項單一的技術； 第四，農業(yè)工程技術的一個重要方面是體現(xiàn)先進性與實用性相結合，高新技術與常規(guī)技術 相結合，生物技術與工程技術相結合。 第五，農業(yè)工程技術在實現(xiàn)農業(yè)工業(yè)化的進程中起著關鍵性的和不可替代的作用，是農業(yè)技術革命的中心內容。 4.農業(yè)水土工程 以灌溉、排水、水資源可持續(xù)利用、水土保持以及土地整理等綜合技術措施為基本手段，研究合理 開發(fā)和科學有效利用與保護農業(yè)水土資源，發(fā)展高效節(jié)水農業(yè)，保護水土環(huán)境，促進 優(yōu)質、高產、高效農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 5.農業(yè)生物環(huán)境與能源工程 研究集約化、工廠化農業(yè)生產系統(tǒng)中環(huán)境因素與動植物生長繁育相互作用規(guī)律及其調控手段，優(yōu)化農業(yè)生物環(huán)境及其工程設施，建立合理的農村能源系統(tǒng)，優(yōu)化農村生態(tài)環(huán)境，為開拓速生，優(yōu)質、高產、高效和可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化農業(yè)服務。 6.農業(yè)電氣化與信息化 研究自動化和信息技術在農業(yè)和農村產業(yè)技術改造與信息高新技術開發(fā)研究中的應用，推進農村、農業(yè)及其相關產業(yè)電氣自動化、信息化及電子、信息新技術廣泛應用和農村傳統(tǒng)產業(yè)技術改造，促進農業(yè)和農村現(xiàn)代化發(fā)展，為建立優(yōu)質、高產、高效和可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化農業(yè)服務。 7.什么是現(xiàn)代農業(yè)？具有什么樣的內涵與特征？ 現(xiàn)代農業(yè):是以科學技術為支柱，以現(xiàn)代工業(yè)裝備和設施為物質條件，以產業(yè)化為基本途徑的繼傳統(tǒng)農業(yè)之后的一個農業(yè)發(fā)展新階段。 現(xiàn)代農業(yè)的內涵：用現(xiàn)代物質條件裝備農業(yè)、用現(xiàn)代科學技術改造農業(yè)、用現(xiàn)代產業(yè)體系提升農業(yè)、用現(xiàn)代經營形式推進農業(yè)、用現(xiàn)代發(fā)展理念引領農業(yè)、用培養(yǎng)新型農民發(fā)展農業(yè)。 8.發(fā)展現(xiàn)代農業(yè)的目標是什么？ 提高農業(yè)水利化、機械化和信息化水平；提高土地產出率、資源利用率和農業(yè)勞動生產率；提高農業(yè)素質、效益和競爭力。 9.論述現(xiàn)代農業(yè)工程對現(xiàn)代農業(yè)的意義 1）建設現(xiàn)代農業(yè)向農業(yè)工程提出了新的任務2）統(tǒng)籌城鄉(xiāng)經濟社會發(fā)展為農業(yè)工程提供了新的機遇 3）實現(xiàn)農業(yè)“三增”目標賦予了農業(yè)工程新的使命 4）推進農業(yè)產業(yè)化經營對農業(yè)工程提出了新的要求 5）實施農業(yè)結構調整為農業(yè)工程創(chuàng)造了新的條件6）保障國家糧食安全向農業(yè)工程提出了新的挑戰(zhàn) 7）實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展為農業(yè)工程增加了新的內涵