基于空间运行轨迹的农机往复作业行距估算方法

为了快速评估农机作业重漏状况,针对农机往复作业模式下,通过在农机上装载智能终端设备,采集车载终端GNSS信息,分析农机空间运行轨迹数据,统计方位角分布频次,计算农机作业方向,提取农机作业线,进一步建立了农机作业行距评估模型。为了验证农机作业行距评估模型,于2021年6月25日在北京小汤山国家精准农业研究示范基地开展实验,利用装载有自动导航系统的拖拉机,设定不同的行距,且每个行距进行往复直线作业,验证作业方向计算、作业线提取和作业行距提取等模型。结果表明,与实际相比,模型计算的作业行距平均误差为3.07%,均方根误差为0.14m,从整体上来看,识别的农机作业平均行距和实际行距比较相符,可为农机作业重叠、遗漏等农机作业质量评估提供数据支撑。     

基于ResNet-CA的鱼群饱腹程度识别方法

投喂作为水产养殖过程中的一个关键环节,饵料的投喂量直接影响水产品的质量和养殖成本。然而,目前的投喂方法包括人工投喂和机器定时定量投喂,大多依靠人工经验,很难实现精准投喂。本文基于改进的ResNet34识别鱼群不同的饱腹程度。根据鱼群在不同饱腹阶段表现的摄食行为创建了含有5种不同饱腹程度的数据集,并采用数据增强操作对图像进行预处理。其次在原始模型ResNet34的基础上,本文提出使用坐标注意力机制,使模型在对图像进行特征提取的过程中能够做到专注于更大区域范围。并且使用深度可分离卷积的方式来代替传统卷积,减少模型参数量。为了评估改进的有效性,分析了改进后的模型在鱼群饱腹程度数据集上的性能,并将其与原模型ResNet34、AlexNet、VGG16、MobileNet-v2、GoogLeNet等经典卷积神经网络架构进行比较。综合实验结果表明,该模型相较于原模型参数量减少46.7%,准确率达到93.4%,相较于原模型提升3.4个百分点,同时改进后的模型在准确率、精确度、召回率等方面也都优于其他卷积神经网络。综上所述,本模型实现了性能与参数量之间的良好平衡,为后续模型在实际养殖环境中的部署并指导养殖户改善和制定投喂策略提供了可能。     

海藻酸增效尿素对夏玉米氮素吸收利用及氮肥损失的影响

针对玉米氮肥施用量大、利用率低、环境负荷日益严重的现状,本研究以活性海藻酸为增效剂,对普通尿素进行改性增效,开展海藻酸增效尿素对夏玉米产量形成、氮素吸收利用及损失的调控作用研究,为实现氮肥减量、提高氮肥利用率、降低环境负荷提供理论依据。本试验以夏玉米为供试作物,采用 ¹⁵N同位素示踪技术与田间试验结合的方法,以不施尿素为对照,共设置7个处理：CK（不施尿素）、U（普通尿素）、AU1（0.5%海藻酸增效尿素）、AU2（2.5%海藻酸增效尿素）、AU3（5.0%海藻酸增效尿素）、U-N（普通尿素减量 20%）、AU2-N（2.5%海藻酸增效尿素减量 20%）。采用一次性施肥方式,并在施肥后测定氨挥发和氧化亚氮排放量。结果表明：海藻酸增效尿素在1 038 cm^-1左右出现糖类C—OH伸缩振动,且在3 426~3 325 cm^-1范围和1 584 cm^-1的NH₂、1 450 cm^-1和1 143 cm^-1处的C—N振动峰强度增大;常量处理中,施用海藻酸增效尿素使玉米平均增产5.04%,氮素积累量平均增加13.55 kg·hm^-2,氮肥利用率平均提高4.63个百分点;减量处理中,U-N处理没有显著减产,AU2-N处理玉米产量较AU2处理增产 2.30%,氮肥利用率提高 7.16 个百分点;与 U 处理相比,AU1、AU2 处理 0~60 cm 土壤中氮素残留量分别增加了 2.94、8.21 kg·hm^-2;海藻酸增效尿素可减少氧化亚氮排放和淋洗等其他途径氮损失,与普通尿素处理相比,常量海藻酸增效尿素处理氮肥损失率平均降低6.16个百分点,与U-N处理相比,AU2-N处理氮肥损失率降低9.95个百分点。在本试验条件下,综合考虑玉米产量、氮素吸收利用、残留及损失,2.5%海藻酸增效尿素减量施用20%可以取得较好效果。     

有机肥配施荧光假单胞菌肥对玉米产量与复垦土壤磷素有效性的影响

复垦土壤贫瘠,磷素含量极低,严重影响作物的生长发育。研究化肥、有机肥配施荧光假单胞菌对玉米产量和复垦土壤磷素形态以及酶活性的影响,为加速培肥矿区复垦土壤提供技术支持和理论依据。该研究在山西省晋中市采煤塌陷区进行了2a的定位培肥试验,共设置7个处理：不施肥（CK）、单施化肥（CF）、化肥配施荧光假单胞菌（CFB）、单施有机肥（M）、有机肥配施荧光假单胞菌（MB）、化肥配施有机肥（MCF）、化肥有机肥配施荧光假单胞菌（MCFB）。采集各处理土壤样品测定相关指标,并通过相关性分析和结构方程模型来探究各形态磷与有效磷以及土壤磷酸酶之间的关系。结果表明：1）在整个试验周期（2021—2022年）,与CK相比,不同施肥处理均能显著提高玉米产量以及各形态磷素。其中,以MB处理下的玉米产量、有效磷、磷活化系数、不稳定态磷以及部分不稳定态磷含量最高,与CK处理相比,玉米产量显著提高2.4倍,有效磷含量、磷活化系数值、不稳定态磷含量、部分不稳定态磷含量分别显著提高4.5倍、4.67倍、0.98倍、1.16倍。2）与CK处理相比,化肥、有机肥配施荧光假单胞菌能够显著提高土壤微生物量磷以及酸性和碱性磷酸酶活性,配施荧光假单胞菌后,微生物量磷水平和碱性磷酸酶活性均以MB较M处理提升效果最佳,分别显著提高27.08%和9.56%。3）结合相关性分析以及结构方程模型,随着荧光假单胞菌和化肥有机肥的施入,在提高不稳定态磷素含量的同时也提高有效磷的供应能力,促进磷素在农田生态系统中的循环转化,产生积极的正向影响。化肥、有机肥配施荧光假单胞菌能够一定程度上影响复垦土壤玉米产量及产量性状、各形态磷素及有效性和微生物活性,对复垦土壤脆弱的农田生态系统产生积极影响。     

基于多器官特征融合的枣品种识别方法

针对自然场景下的枣品种识别问题,以枣果为研究对象的机器视觉技术已成为枣品种精准识别的主流方法之一。针对枣品种存在类间差异小、类内差异大的问题,提出了一种基于多器官特征融合的枣品种识别方法。首先利用YOLO v3检测算法将采集的自然场景图像中的枣果和叶片器官分割提取,提出了基于笛卡尔乘积构建两器官组合对的枣品种多样本数据集,然后基于EfficientNetV2网络模型,设计了能够充分学习两器官特征相关性的融合策略来提升模型性能,引入了逐步迁移训练方式以提升枣品种识别效率。最后,在构建的包含20个枣品种数据集上进行了大量实验,得到97.04%的识别准确率,明显优于现有研究结果,并且在训练时间和收敛速度上,本方法也有一定提升。结果表明该方法能够有效融合枣品种枣果和叶片器官的特征信息,可为其他品种识别研究提供参考。     

北流市乡村公共建筑适宜度评价

以北流市木棉村、河村、司马第、中灵村的7种公共建筑为研究对象,选取安全性、可达性及认知度等8项评价指标,利用熵权法确定指标权重,然后采用灰色关联度法对北流市乡村公共建筑在乡村建造的适宜度进行定量分析.结果表明,评价指标对乡村公共建筑适宜度的影响程度由大到小排序为可达性、安全性、功能实用性、文化性、认知度、归属感、地域性...     

低氧胁迫下中华绒螯蟹血淋巴细胞的转录组学

为了探究低氧胁迫对中华绒螯蟹血淋巴细胞影响的分子机制,实验通过使用Nova Seq 6 000测序技术,检测了低氧组(1.5±0.5) mg/L和对照组(6.0±0.5) mg/L分别处理24 h后的中华绒螯蟹血淋巴细胞的转录组数据变化。首先,对测序得到的原始数据进行拼接、注释以及筛选,分析获得的128 614个转录本和128 614条基因,平均长度为2 634 bp (N50),Q30> 92%。其次,以1.2倍为阈值,共筛选出1 687个差异表达基因,其中上调基因899个,下调基因788个。GO和KEGG分析发现,低氧胁迫对中华绒螯蟹血细胞的三羧酸循环、糖酵解途径、ECM-受体相互作用、间隙连接、细胞凋亡、酚氧化酶系统以及其他免疫相关基因等产生了显著影响。最后,随机挑选转录组数据中的10个基因进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证,结果显示与转录组数据分析相一致,其中包括6个上调的基因：整合素1、铜/锌超氧化物歧化酶、磷酸肌醇3激酶、磷酸甘油酸突变酶2、PDGF/VEGF相关因子1和relish;4个下调的基因：无脊椎连接蛋白7、热休克蛋白90、线粒体ATP合成酶α和天...     

基于稳定同位素特征与土壤性质的有机茶身份辨识研究

为探究云南普洱地区有机茶身份辨识特征,完善高原有机茶身份辨识技术,选取云南省普洱市的5个代表性有机种植认证茶园（ZX、LS、CYT、YS、HL）和相邻的5个常规茶园（C-1、C-2、C-3、C-4、C-5）,采集300余份茶叶和土壤样本,结合稳定同位素比例质谱仪、元素分析仪等测定茶叶和土壤的δ¹⁵N丰度、δ¹³C丰度、全氮、全碳、有机碳、碱解氮等指标,通过因子分析和判别分析的方法构建了有机茶叶同位素-土壤性质判别模型,并使用Holdout法进行验证。结果表明：不同茶园有机茶叶与相邻常规茶叶相比未表现出一致的δ¹⁵N,δ¹³C值差异规律,因此,使用单一稳定同位素因子难以鉴别有机茶。通过进一步对茶叶和土壤性质进行因子分析,筛选出6个适合判别的特征向量,构建了基于同位素特征和土壤性质的多元有机判别模型,其判别函数方程为：y=-0.081（茶叶δ¹⁵N）＋0.819（茶叶δ¹³C）＋0.093（土壤全氮）＋2.117（土壤全碳）－0.155（土壤有机碳）＋2.870（土壤pH）＋4.232,y<0.5为常规茶,判别准确度为92.3%。综上,基于同位素特征值和土壤性质参数指标构建的多元有机判别模型可实现云南省普洱市高原有机茶身份的准确判别。     

剩余污泥腐植酸的提取和对作物幼苗建成的影响

为解决IHSS （国际腐植酸协会）推荐法提取剩余污泥腐植酸参数不明确和剩余污泥腐植酸提取研究中缺乏其毒性效应评价等问题,利用响应曲面法得到剩余污泥腐植酸提取的最佳条件,并分析了腐植酸理化特性及其对作物幼苗建成的影响。结果表明,腐植酸提取的最佳条件：碱浓度为0.19 mol·L^-1,碱泥比（mL∶g）为11.6,振荡时间为3.8 h,提取量为96.1 mg·g^-1。相较于推荐法的腐植酸提取量增加了118%。提取所得腐植酸的元素分析显示,O/C为0.84,H/C为0.14,C/N为4.43;傅里叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱分析显示,剩余污泥腐植酸存在羧基、醇羟基和酚羟基等含氧官能团,重均分子量为8 856 Da。此外,在500 mg·L^-1施用条件下,该腐植酸对大白菜和萝卜种子发芽率和子叶光合色素含量均无显著影响,而对大白菜种子胚根伸长具有显著促进作用。综上,通过优化提取条件可显著提高腐植酸提取量,剩余污泥腐植酸腐殖化程度与芳香化程度均较高,分子量较小,生物活性较强,且低浓度下对作物早期生长无不良影响。     

饲料棕榈酸/(EPA+DHA)对大黄鱼抗氧化能力和肌肉品质的影响

为探究饲料中棕榈酸/(二十碳五烯酸+二十二碳六烯酸)(EPA+DHA)对大黄鱼(Larmichthys crocea) [初始体重为(30.51±0.16) g]抗氧化能力和肌肉品质的影响,本研究以鱼粉和豆粕为主要蛋白源,EPA富含油、DHA富含油、棕榈酸和卵磷脂为主要脂肪源,分别配制棕榈酸/(EPA+DHA)比例分别为1∶5、1∶1和5∶1的3种等氮(约43%粗蛋白)、等脂(约11%粗脂肪)饲料,并分别命名为P0、P50和P100组,在海水浮式网箱中进行为期70 d的摄食生长实验,从肌肉基本指标与分子基因层面探究饲料对大黄鱼抗氧化能力与肌肉品质的影响。结果显示,P0和P50组大黄鱼肌肉具有显著高的硬度、粘附性、内聚性和咀嚼性(P<0.05)。P0组大黄鱼肌肉多不饱和脂肪酸显著高于P50和P100组(P<0.05);P100组肌肉饱和脂肪酸显著高于P0和P50组(P<0.05)。P100组大黄鱼肌肉超氧化物歧化酶2基因(SOD2)和过氧化氢酶基因(CAT)表达水平显著高于P0和P50组(P<0.05);P0组肌肉核因子E2相关因子基因(Nrf2)表达水平则显著高于P50组(P<0.05),P100和P0组、P100和P50组间相比无显著差异(P>0.05)。对于超氧化物歧化酶1基因(SOD1),P0、P50和P100组相比均无显著差异(P>0.05)。P50组大黄鱼肌肉的总抗氧化能力(T-AOC)显著低于P0和P100组(P<0.05),P0、P50和P100组大黄鱼肌肉的总超氧化物歧化酶(T-SOD)、CAT活性及丙二醛(MDA)含量相比均无显著差异(P>0.05)。研究表明,饲料中棕榈酸含量较高时,大黄鱼肌肉质构特性降低,抗氧化能力没有受到显著影响;在饲料棕榈酸/(EPA+DHA)值发生改变时,大黄鱼肌肉品质的变化与鱼体内氧化应激和抗氧化能力之间的关联仍需进一步探究。