基于彩色空间距离优化的秸秆覆盖率检测算法研究

秸秆覆盖率是保护性耕作重要的评价指标之一。针对田间秸秆形态各异、细碎秸秆难以识别的难题,基于机器视觉技术,提出了一种基于K-means和彩色空间距离灰度化方法相结合的田间秸秆覆盖率检测算法。采用彩色空间距离方法对秸秆图像进行预处理,基于K-means算法实现秸秆和土壤背景的分类识别,使用数学形态学腐蚀和膨胀方法对识别后的图像进行处理,降低细碎秸秆对覆盖率的影响,最后计算秸秆图像的覆盖率。2022年10月,通过田间试验对北京小汤山国家精准农业研究示范基地采集的220幅玉米秸秆图像进行了算法验证。试验结果表明,对低秸秆覆盖率(0～30%)图像,识别准确率达到90%;对中等秸秆覆盖率(30%～60%)图像,识别准确率达到88%;对高秸秆覆盖率(60%以上)图像,识别准确率达到86%;整体秸秆覆盖率分等定级准确度达到98.18%。本研究设计的基于K-means和彩色空间距离灰度化方法相结合的田间秸秆覆盖率检测算法为保护性耕作评价提供了快速检测方法和手段。     

户用分布式光伏对农户收入的影响——以中部地区Y县为例

户用分布式光伏对农户收入影响具有长期性,如何发挥分布式光伏在乡村振兴战略中的作用需进一步探索。本文以户用分布式光伏为例,利用中部地区Y县2014—2019年农户追踪数据,运用双重差分法,分析户用分布式光伏对农户收入的影响,探讨户用分布式光伏对农户收入影响的作用机制。结果表明,2014—2019年农户收入大幅度提升,其中建光伏农户的人均收入增长幅度大于未建光伏农户,户用分布式光伏使农户人均收入提高25.4%,其中经营性收入、财产性收入分别提高74.4%和444.5%,而工资性收入降低45.3%。户用分布式光伏是通过减少非农劳动时间和缩短非农就业空间距离降低农户工资性收入,增加经营性收入,从而影响人均收入。进一步分析发现,户用分布式光伏对非中心村农户的工资性收入和经营性收入影响大于中心村农户,劳动力能力越强的农户经营性收入上升幅度越大,工资性收入下降幅度越小。因此,建议统一维护光伏设施,促进劳动力要素有效配置;并依据劳动能力差异分层分配股份,降低劳动能力强的农户对政府补贴的依赖;另外,创新光伏产业发展模式,拓宽光伏产业增收渠道。     

Heterosis and heterotic patterns of maize germplasm revealed by a multiple-hybrid population under well-watered and drought-stressed conditions

Understanding the heterosis in multiple environments between different heterotic groups is of fundamental importance in successful maize breeding. A total of 737 hybrids derived from 41 maize inbreds were evaluated over two years, with the aim of assessing the genetic diversity and their performance between heterotic groups under drought-stressed (DS) and well-watered (WW) treatments. A total of 38 737 SNPs were employed to assess the genetic diversity. The genetic distance (GD) between the parents ranged from 0.05 to 0.74, and the 41 inbreds were classified into five heterotic groups. According to the hybrid performance (high yield and early maturity between heterotic groups), the heterosis and heterotic patterns of Iowa Stiff Stalk Synthetic (BSSS)×Non-Stiff Stalk (NSS), NSS×Sipingtou (SPT) and BSSS×SPT were identified to be useful options in China's maize breeding. The relative importance of general and specific combining abilities (GCA and SCA) suggests the importance of the additive genetic effects for grain yield traits under the WW treatment, but the non-additive effects under the DS treatment. At least one of the parental lines with drought tolerance and a high GCA effect would be required to achieve the ideal hybrid performance under drought conditions. GD showed a positive correlation with yield and yield heterosis in within-group hybrids over a certain range of GD. The present investigation suggests that the heterosis is due to the combined accumulation of superior genes/alleles in parents and the optimal genetic distance between parents, and that yield heterosis under DS treatment was mainly determined by the non-additive effects.     

农田土壤无线地下传感器网络节点设计与通信试验

为了揭示电磁波信号在农田土壤中的传输特性、科学部署传感器节点,以关中地区农田土壤为研究对象,采用模块化设计思想,将传感器、无线数传、处理器和能量供应等模块集于一体,设计了无线地下传感器网络（Wireless underground sensor networks,WUSN）节点和汇聚节点。采用单因素试验方法,分析了土壤含水率、WUSN节点埋深、节点间水平距离对WUSN节点信号传输的影响,建立了接收信号强度和误码率预测模型。结果表明,当WUSN节点信号在地下垂直方向上传输时,土壤含水率增加2.5个百分点,接收信号强度降低4~6dBm,通信误码率增加3~5个百分点;WUSN节点埋深增加5cm,接收信号强度降低3~5dBm,通信误码率增加3~4.5个百分点。当WUSN节点信号在地下水平方向上传输时,土壤含水率增加2.5个百分点,接收信号强度降低5~7dBm,通信误码率增加4~5个百分点;节点间水平距离在10~90cm范围内,节点间水平距离增加10cm,接收信号强度降低6~8dBm,通信误码率增加6.5~8个百分点;节点间水平距离在90~190cm范围内,节点间水平距离增加10cm,接收信号强度降低约1dBm,通信误码率增加1~1.5个百分点WUSN节点信号在垂直、水平两种传输方向上误码率和接收信号强度预测模型拟合优度R2最高为0.982,均方根误差RMSE为1.7%,拟合优度R2最低为0.942,均方根误差RMSE为5.136dBm。WUSN节点信号在土壤中传输受到土壤含水率、WUSN节点埋深和节点间水平距离的严重影响。     

不同光质LED光照对草菇菌丝生长速度、菌丝分支与生物量的影响

通过探索LED光源在草菇栽培上的精准化应用,为工厂化草菇栽培提供理论依据。以草菇V23为材料,设置LED光质6个处理:对照白光(CK)、红/蓝=1∶1、红/蓝=1∶2、红/蓝=2∶1、单红光、单蓝光,研究不同光质对草菇菌丝生长的影响。结果发现,红光与蓝光的比为1∶1 菌丝长势表现为较强,对其他指标影响不明显。不同LED光源的光质对菌丝生长速度影响很大,从结果可以看出,红蓝光比例为1∶2对菌丝的生长有显著(P<0.05)的作用,并且持续保持领先有促进作用,其次是红蓝光比例为1∶1,并且LED光源的光质对菌丝的影响主要集中在前期,到菌丝后期作用不大。对草菇菌丝生物量的影响最大的是红/蓝光的比例分别为1∶2和1∶1,其分别比CK提高了28.29%和19.97%,呈极显著(P<0.01)差异;同时菌丝分支距离相对较小,分别比CK的菌丝分支距离减少了16.03%和15.13%,整体表现菌丝浓密,且长势相对较强。     

基于改进LMD的泵站摆度信号分析

局部均值分解(local mean decomposition, LMD)在分析非线性、非平稳信号时具有特有的分析能力,特别适合泵站机组摆度信号的分析.但是在信号分解为固有旋转分量的过程中,由于局域均值和包络估计函数在数据端点存在误差,会产生端点效应,严重时导致信号分解结果失真.针对这一问题,从全面考虑曲线幅值和几何形状相似性出发,提出基于灰色B型关联度和欧氏距离的端点效应抑制方法.为评价该端点效应抑制方法的抑制效果,提出分解前后的信号能量变化的评价标准.通过与原始局域均值分解算法、镜像映射法和波形匹配法等传统方法相比,验证该方法的有效性和优越性.仿真信号和泵站主轴摆度实测信号的应用表明,该方法能够有效地抑制端点效应,提高LMD分解过程中重构信号精度,更好地提取泵站机组摆度信号故障特征.     

坦布苏病毒鸡源分离株全基因组及遗传变异分析

为了解引起鸡产蛋骤降的坦布苏病毒全基因组分子特征,本试验运用RT-PCR技术克隆测定了2株坦布苏病毒鸡源分离株全基因组序列,其基因组为10 990nt,包含1个10 278nt的开放阅读框架,与GenBank数据库中登录的坦布苏病毒参考株一致,与2010年以来的坦布苏病毒毒株核苷酸及推导氨基酸同源性均在98%以上,与2010年前的坦布苏病毒核苷酸和氨基酸序列同源性仅分别为88%和96%左右。基于坦布苏病毒全基因组序列的分子系统进化分析,发现2株鸡源坦布苏病毒与2010年以来分离的各种禽源坦布苏病毒株均处于同一大的进化分支,且相互间的遗传距离均小于2%。以上研究结果表明,坦布苏病毒鸡源分离株与其他禽源病毒分离株的基因组差异不明显,各分离株亲缘关系非常近。     

绥芬河三块鱼和珠星三块鱼种群的生化遗传变异及亲缘关系

采用淀粉凝胶电泳方法，对由日本海溯河洄游到中国境内绥芬河的三块鱼（Tribolodonbrandti）和珠星三块鱼（Tribolodon hakonensis）繁殖群体的生化遗传结构及变异进行比较研究。结果表明，在选取的12种同工酶中共检测出27个基因位点，三块鱼和珠星三块鱼的多态位点比例分别为22．22％和18．52％，平均杂合度分别为0．0670和0．0695；除了三块鱼的Gpi-1和珠星三块鱼的Est多态位点外，两种鱼的Ldh—1、α—Gpd-1、Sdh—1、Aat—1及三块鱼的Est多态位点上的基因型分布都显著地偏离Hardy—Weinberg平衡，表现出杂合子明显缺失或过剩现象；三块鱼和珠星三块鱼种群间相同基因位点上的等位基因分布频率出现显著的分化，遗传相似度和遗传距离分别为0．6912和0．3693。结论认为，三块鱼和珠星三块鱼的遗传多样性已达到种的差异水平。     

Extending the Encounter–Norm–Crowding Generalization to Angler Evaluations of Other Social and Resource Indicators

Recreationists who encounter more people than their normative tolerance for seeing others usually feel more crowded than those encountering fewer than their norm. This research note extends this observation–norm–evaluation relationship (e.g., encounter–norm–crowding) to other evaluations and indicators. Data were from a survey of anglers on the Gulkana National Wild River in Alaska (n = 288). Respondents who encountered more people than their norm felt more crowded than those encountering fewer than their norm. When impacts from other social indicators (e.g., camping within sight or sound of other groups, fishing area competition) exceeded user norms, crowding was higher and satisfaction with overall trip quality was lower than for those experiencing less than their norms. When impacts from resource indicators (e.g., litter, impacted campsites) exceeded norms, satisfaction with both environmental quality and trip quality were lower than for those experiencing less than their norms. The encounter–norm– crowding generalization, therefore, extended to other indicators and evaluations.     

1952—2017年出山店水库上游降水时空变化

为了探究出山店水库上游流域近65 a来降水的时空变化特征,基于出山店水库上游流域13个雨量站1952—2017年的逐日降水资料,运用气候倾向率法、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析和反距离权重IDW插值法等多种方法,研究了降水的年际变化、周期性与空间分布特征。结果表明:(1)流域1952—2017年多年平均降水量为1 028.3 mm,年降水量的气候倾向率为-20 mm/10 a(p<0.05),呈显著下降趋势,从季节上看,春、夏、冬降水随时间变化呈现减少趋势,秋季的降水呈现增加趋势;(2)年降水量呈现南高北低的空间分布,而年降水量的气候倾向率的变化趋势则与之相反;(3)流域降水量变化呈现20 a左右的第一主周期,同时流域的周期性变化也存在一定的空间分布特征。近65 a来,出山店水库上游年降水量变化趋势为先增加后减少,在整个时间域上有显著的下降趋势,并呈现20 a左右的周期性变化。