第1章 绪论

1.1课题背景及研究的目的和意义

1.1.1 课题背景

在农种作业后，通过把作物的秸秆重新利用起来，并把其埋入土壤中进行进一步的腐化，从而达到肥化土壤的目的，这种方法就称之为秸秆还田。秸秆还田是当今世界上非常普遍且重要的一种农种方法，它既可以防止秸秆焚烧所产生的大气污染，又能够增加土地的肥沃度从而增加粮食产量，是一种众所周知的重要农作技术。

自动取阈值分割算法流程图

秸秆还田主要的优势在于：

（1）土壤中的有机质增加，土壤中的物理与生物性状得到改善：在进行秸秆还田后，秸秆在田地中腐化，新鲜的腐殖质在土地内形成，促进土壤中的元素分解，土壤结块，增加了土壤固水固肥能力，土壤承受重力的能力减弱，增强了土壤的透气能力，从而改善了土壤的物理生物性状。同时秸秆的腐化不仅提供了微生物生长的空间，而且微生物的能源补给也得到了满足，微生物的加速生长使得土壤养分循环加快，作物生长加快，作物产量变大；

（2）土壤的养分得以返还，肥料用量大大节省了下来：秸秆中含有多种微量元素，比如N、P、K、Mg、Ca、S等元素，都是农作物生长所必需的主要营养元素，而秸秆还田后，这些元素返还到土壤中使得土壤富含了多种营养元素，因此土壤肥度增加，肥料的用量就可以相对减少了；

（3）覆盖还田，抑制杂草生长：秸秆覆盖还田后，由于秸秆的覆盖，杂草无法得到光照，因此杂草的光和作用减少，再加上机械的碾压使得杂草的生长也受到了影响，因此秸秆覆盖还田可以减少田间杂草的生长量和生长强度；（4）节约农时，防止秸秆焚烧产生的大气污染：秸秆还田后可以提前播种，并且由于秸秆还田后增加了土地的肥力减少了农民运送肥料的劳动力，由于秸秆还田把秸秆进行了再利用，就避免了秸秆的焚烧，空气中的有害气体大大减少了。

1.1.2 研究的目的和意义

本课题的目的在于研究一种基于智能Android手机的秸秆还田覆盖率监测软件。通过安装于农机上的摄像头采集田间秸秆土地的图像，利用设计好的算法进一步对采集来的图像进行处理：将秸秆与土壤分离，从而计算出秸秆覆盖率。

本课题的意义在于：利用智能android手机，利用比较科学及智能的算法，可以极大地克服传统“拉绳法”效率低、误差大、劳动强度大等缺点，以及在测算过程中由于人为因素带来的局限，在测量秸秆覆盖率时可以做到科学、智能、简便，从而提高秸秆还田作业的质量。

1.2 秸秆还田技术简介

秸秆还田是当今世界上非常普遍且重要的一种农种方法，它既可以防止秸秆焚烧所产生的大气污染，又能够增加土地的肥沃度从而增加粮食产量。秸秆还田作为一种可持续发展的耕作技术，其重要性不言而喻。

神经网络结构图

作为农作物的主要副产品，秸秆同时也是一种重要的生物资源。我国是一个农业大国，种植有1.4亿平方米的各种作物，使得秸秆资源十分丰富。根据统计，我国目前一年中秸秆的产量有6亿 ～7亿吨，而进行了秸秆还田的只占其中的四分之一，大部分人把农作物秸秆就地焚烧，既浪费了秸秆资源，又污染了环境。

而作为农业大省，黑龙江省在种植作物的初期土地比较肥沃，但是随着部分地区人们不投入农家肥，开始大量使用化肥，土地的肥沃度逐年下降，这使得土壤的生态环境日趋恶化。因此增加秸秆还田率，尤其是提高秸秆还田作业质量，不仅可以减少秸秆的浪费和由焚烧秸秆引起的大气污染，还可以提高整个农业生产的产量与速度，是实现农业可持续发展的重要内。

1.2.1 秸秆还田作业的应用与发展

世界上大多数发达国家都非常重视农业发展，重视土地的生态保护和可持续发展，因此大多数发达国家在农业生产上均采用了秸秆还田技术，他们抵制使用对土地生态造成不利影响的化肥，而大多数使用比较生态环保的农家肥。例如美国的秸秆还田产业十分普遍。

1.2.2 秸秆还田的作用

秸秆还田的主要作用如下：

（1）补充土壤所需要的各种有机质：进行秸秆还田后，土壤空间非常适合微生物生存，而这些微生物的分解作用是快速补充土壤有机质含量的重要方法。根据实验证明，连续三年进行秸秆还田，土壤中有机质含量能够提高0.03%，全氮含量可以提高0.02%，玉米产量可以提高50公斤。

（2）改善土壤物理与生物性状：在进行秸秆还田作业后，秸秆的腐化提供了微生物生存的能源与空间，微生物的生长加速了土壤养分循环，促进了作物生长，提高了作物产量。

（3）补充土壤的微量元素：秸秆中含有大量的营养元素，如N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn等多种元素。因此经过秸秆还田作业后，一方面秸秆中的元素就会传递到土壤中去，补充了土壤的微量元素。另一方面，秸秆还田可以刺激微生物增强活性，导致土壤中的碱性成分降低，进一步促进了土壤的酸碱平衡，养分结构趋于合。

1.2.3 影响秸秆还田效应的主要因素

以下几点对秸秆还田效应造成了较大的影响：

（1）秸秆的碳氮比：碳氮比，即C/N，碳氮比的比值有一定的要求范围。一般的农作物的C/N要求比较低，而玉米等农作物的秸秆C/N要求比较高。如果C的含量过高，则不利于秸秆发酵，容易导致农作物的发育不良。所以在进行秸秆还田作业的时候，需要加入一些N元素含量较高的物质，调节碳氮平衡，有益于提高秸秆还田的质量。

（2）为保证秸秆还田的效果，秸秆的长度应该保证在5cm～10cm长为宜，如果秸秆过长或秸秆不经过切碎处理就整根覆盖还田，就会影响到作业完成的时间和作物产出的质。

1.2.4 秸秆还田的发展前景

秸秆还田作为农业可持续发展的一种重要手段，其发展前景广阔：

（1）由人力作业改进为机械化作业：目前我国农业生产仍然大部分实行人力作业，秸秆还田如果使用人力进行作业，不仅速度慢效率低，而且劳动力耗费高。因此，秸秆还田作业应该大范围推广机械作业：利用大型机械和小型机械相结合的方法，可以大大提高秸秆还田作业的效率与质量。

（2）秸秆还田后留茬覆盖：通过留茬覆盖，可以使土壤覆盖结构更加复杂，从而减少土壤的水土流失。目前留茬覆盖并没有太先进的方法进行检测，因此研究留茬覆盖效益与质量的算法，可以推动秸秆还田质量的提高。

（3）秸秆还田后秸秆快速腐化：通过机械的粉碎，秸秆的形状改变，秸秆在土地上的覆盖面积变大，是加快秸秆腐化的方法之一。但是这种方法无法加快秸秆中的碳氮比的分解速率。根据实验证明，一些生物菌剂能够加快秸秆中的碳氮比的分解速率。因此，我们需要快速发展生物技术，重点研究如何制造出加快秸秆碳氮比分解的生物菌剂，从而达到省时省工省力的效。

论文写好后想知道重复率是多少？点击“知网论文检测入口”直连中国知网查重检测系统