蚯蚓堆肥对畜禽粪污耐药基因的影响研究进展

抗生素耐药基因作为一种新型环境污染物,严重威胁着人体健康与动物安全,与其直接相关的细菌耐药性问题也已成为目前世界环境与医学领域关注的焦点。畜禽养殖业是我国经济发展和农业现代化的中轴产业,同时也是耐药基因污染的重要源头,蚯蚓堆肥对合理利用畜禽粪便、促进我国农业绿色发展具有重要意义,而摸清蚯蚓堆肥畜禽粪便及后续产物利用过程中耐药基因的行为规律和环境归趋则是其合理利用的关键。本文在简要论述蚯蚓堆肥畜禽粪便现状的基础上,聚焦蚯蚓堆肥及产物利用过程中耐药基因污染问题,梳理总结了转化及产物利用过程中耐药基因的污染赋存特征、环境行为规律及迁移主控因子,并提出基于“畜禽粪便-蚯蚓堆肥-蚓粪还田”资源化利用全过程的耐药基因污染防控建议及展望,以期为我国畜禽粪便资源化、无害化利用及农业绿色发展提供参考。     

不同时期施入的氮肥在橡胶园土壤中的迁移分布

为了研究不同时期施入的氮肥在橡胶园土壤中的迁移分布规律和淋溶损失情况,采用施入15N标记氮肥的方法进行田间试验,分析了不同层次土壤中的全氮量、碱解氮含量和肥料氮素残留。结果表明:早、中期施入的氮肥淋溶作用较强,达到100 cm土层以下,后期施入的氮肥在土壤浅层的积累作用明显,在60 cm土层以下的淋溶较少。说明不同时期施入的氮肥在橡胶园土壤中的淋溶迁移特点明显,在生产中可以结合缓控释化肥施用以及调控不同时期施肥比例等措施合理避免肥料氮肥的损失。     

北疆典型土壤纵向弥散系数试验

【目的】 研究不同土壤质地对土壤纵向弥散系数和弥散度的影响。【方法】 根据土壤物理学及水动力弥散理论,以新疆北疆较为常见的典型砂壤土、粉壤土、壤土为例,NaCI为示踪剂,采用室内一维土柱垂直入渗试验测定纵向弥散系数。【结果】 不同土壤质地,渗流速度越小弥散系数越小,渗流流速越大,达到土壤溶质浓度峰值的时间越短,且峰值浓度越大。砂壤土渗流速为0.020 cm/min,纵向弥散度为2.88 cm;粉壤土渗流速度为0.018 1 cm/min,纵向弥散度为3.85 cm;壤土渗流速度为0.011 cm/min最小,纵向弥散度为2.44 cm。【结论】 弥散系数和弥散度取决于土壤质地类型与渗流流速。     

协同视角下乡村"三生空间"演变轨迹与格局重构

乡村"三生空间"的协调发展和格局重构有利于推进乡村振兴.通过构建"三生空间"分类体系,以重庆市綦江区高庙村和团结村为研究对象,采用"三生空间"转移矩阵、重心迁移、耦合度和耦合协调度等方法,对研究区2010～2018年"三生空间"的演变轨迹进行了分析,并探讨了乡村"三生空间"格局的重构.结果表明:(1)从面积变化上来看,生产空间面积持续减少,生活空间面积有所增加,生态空间面积波动较大,主要是生产空间和生态空间之间的相互转化.(2)从重心迁移的角度来看,生产空间和生态空间整体由西向东迁移,生活空间由东北向西南迁移,生活空间迁移距离较远.(3)研究区"三生空间"总体处于"磨合—基本协调"的水平.(4)生产空间重构以产业发展为着力点,优化产业结构;生活空间重构着重改善人居环境,推动传统单一的生活空间向"生活—生产"复合空间转变;生态空间重构以划定山水林田湖草边界为主,保护乡村生态环境.     

基于MRE-PointNet+AE的绿萝叶片外形参数估测算法

为了准确、高效、自动获取植物叶片外形参数,提出一种基于多分辨率编码点云深度学习网络(MRE-PointNet)和自编码器模型的绿萝叶片外形参数估测算法。使用Kinect V2相机以垂直姿态获取绿萝叶片点云数据,采用直通滤波、分割、点云精简算法对数据进行预处理,通过测定的叶片外形参数反演绿萝叶片几何模型,并计算几何模型的叶长、叶宽、叶面积。将不同参数组合构建的几何模型离散成点云数据输入MRE-PointNet网络,得到几何模型叶片外形参数估测的预训练模型。针对拍摄过程中存在的叶片部分遮挡和噪声问题,采用自编码器网络对点云数据进行二次处理,以几何模型离散的点云数据作为输入,经过编码解码运算得到自编码器的预训练模型,提升了MRE-PointNet网络在遮挡情况下对叶片外形参数估测的鲁棒性。试验共采集300片绿萝叶片点云数据,按照2∶1比例进行划分,以其中200片点云数据作为训练集,对预训练模型MRE-PointNet做模型迁移的参数微调,以剩下的100片点云数据作为测试集,评估模型对绿萝叶片外形参数的估测能力。采用本文算法将外形参数估测值和真实值进行数学统计与线性回归分析,得出叶长、叶宽和叶面积估测的R^2和RMSE分别为0.9005和0.4170 cm、0.9131和0.3164 cm、0.9447和3.8834 cm^2。试验表明,基于MRE-PointNet和自编码器模型的绿萝叶片外形参数估测算法具有较高的精确度和实用性。     

基于迁移学习和双线性CNN的细粒度菌菇表型识别

为了对细粒度菌菇进行表型识别,在双线性卷积神经网络细粒度图像识别框架基础上,提出了一种基于迁移学习和双线性Inception-ResNet-v2网络的菌菇识别方法。利用Inception-ResNet-v2网络的特征提取能力,结合双线性汇合操作,提取菌菇图像数据的细粒度特征,采用迁移学习将ImageNet数据集上预训练的模型参数迁移到细粒度菌类表型数据集上。试验表明,在开源数据集和个人数据集上,识别精度分别达到87.15%和93.94%。开发了基于Flask框架的在线菌类表型识别系统,实现了细粒度菌菇表型的在线识别与分析。     

基于遥感的疏勒县植被覆盖时空变化研究

【目的】评价疏勒县生态环境质量及生态环境演变过程。【方法】基于Landsat遥感影像数据,利用归一化植被指数NDVI、像元二分模型、中心迁移模型等方法分析了1996-2017年疏勒县植被覆盖时空演化。【结果】①疏勒县植被覆盖分布总体以高植被覆盖为主成大面积片状分布,中、低植被覆盖主要以盖孜河和克孜河为轴线,相对围绕高植被覆盖分散分布;②1996-2017年疏勒县植被覆盖面积和覆盖度均呈增加趋势。2017年的植被覆盖面积比1996年增加了456.4 km²,增加率为38.3%;③疏勒县植被覆盖空间变化上存在一定的区域性和时段性差异。区域上,南部乡镇覆盖度明显增加;时段上,2009-2013年植被覆盖面积增加最明显;④1996-2017年疏勒县植被覆盖中心整体往东南迁移;⑤气候变暖对疏勒县植被覆盖度变化有一定的影响,但短期内人类活动影响更大。灌区改造高效节水、耕地开垦、农作物的种植及林带面积的增加是植被覆盖面积增加的主要因素。【结论】综上可知,气候变暖和生态治理工程等人类活动因素可能是疏勒县植被覆盖面积与覆盖度呈增加的主要原因,这表明疏勒县生态环境保护与治理是科学合理的。     

不同发酵剂对发酵香肠菌相、挥发性风味成分及品质的影响

以不接种发酵剂(CK1组)和接种商业发酵剂(CK2组)组为对照,探究植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)b-2和腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus)sw50以1:1(A组)和1:3(B组)组成发酵剂对发酵香肠菌相、挥发性风味成分及品质的影响.采用高通量测序技术分析菌相,并通过气相色谱-离子迁移色谱分析挥发性风味成分.结果表明,经30 h发酵,B组发酵香肠优势菌群为乳杆菌科(Lactobacillaceae)和葡萄球菌属(Staphylococcus)细菌,品质最优,其挥发性风味物质包括乙酸乙酯、2-甲基丁醛、乙缩醛、3-甲基丁酸乙酯等,亚硝酸盐残留量为(2.906±0.025)mg·kg-1,TBARS值为(1.42±0.05)mg·kg-1.植物乳杆菌b-2与腐生葡萄球菌sw50以1:3复配有助于改善发酵香肠品质,提高安全性.上述结果对于发酵香肠工业化生产具有指导意义.     

基于迁移学习和金字塔卷积网络的河蟹个体图像识别方法研究

针对目前河蟹追溯成本高、消费者无法细粒度地追溯单体河蟹信息等问题,提出一种基于迁移学习和金字塔卷积的河蟹背甲图像个体识别算法。该算法使用金字塔卷积层替换普通残差卷积块构建网络模型,可以从蟹背图像中提取多尺度、深层次的特征信息。结果显示:采用金字塔卷积结构的Resnet34和Resnet50的准确率分别为98.38%、98.51%,与使用普通卷积层的模型相比,准确率提升5.49%、1.3%,而当模型深度达到101层时,模型性能不再明显提升。与使用金字塔卷积结构的全新学习模型相比,迁移学习方法的训练收敛迭代轮次从20轮降低至5轮,此时模型准确率为98.88%,较全新学习的准确率提升0.37%,同时弥补了样本量较少的问题。该研究为河蟹个体识别追溯提供了理论依据和技术支持。     

电磁场对几种淡水鱼鱼苗胚胎期的出苗率、抗温变能力和后期生长速度的影响

对蟾蜍、鱼类胚胎的质子核磁弛豫的研究发现,在胚胎发育期中的神经胚期出现质子纵向核磁弛豫时间T_1值为一极大值。几年来,我们用各种物理手段对蟾蜍和几种淡水鱼胚胎在不同发育期进行物理刺激,发现在鱼类胚胎早期和神经期接受较强电场或磁场刺激后,不仅其后期生长速度显著加快,而且胚胎发育期抗温变能力有明显提高,孵化出苗率也有较大幅度增加。1989年5月,我们在上海嘉定县望新鱼苗场对团头鲂早期胚胎进行了中等规模(10公斤受精卵)电场刺激试验,取得了令人满意的后期结果。