基于改进Faster R-CNN的马铃薯芽眼识别方法

为提高对马铃薯芽眼的识别效果,提出一种基于改进Faster R-CNN的马铃薯芽眼识别方法。对Faster R-CNN中的非极大值抑制(Non maximum suppression, NMS)算法进行优化,对与M交并比(Intersection over union, IOU) 大于等于Nt的相邻检测框,利用高斯降权函数对其置信度进行衰减,通过判别参数对衰减后的置信度作进一步判断;在训练过程中加入采用优化NMS算法的在线难例挖掘 (Online hard example mining, OHEM) 技术,对马铃薯芽眼进行识别试验。试验结果表明：改进的模型识别精度为96.32%,召回率为90.85%,F1为93.51%,平均单幅图像的识别时间为0.183s。与原始的Faster R-CNN模型相比,改进的模型在不增加运行时间的前提下,精度、召回率、F1分别提升了4.65、6.76、5.79个百分点。改进Faster R-CNN模型能够实现马铃薯芽眼的有效识别,满足实时处理的要求,可为种薯自动切块中的芽眼识别提供参考。     

振动式果树根系断切装置设计与试验

针对矮砧密植果园根系管控中根土复合体阻力过大,果树根系断切作业不理想等问题,设计一种振动式果树根系断切装置。对切割装置受力模型分析可知,影响阻力的因素主要有锯齿弯刀参数、根土复合体参数、根土复合体与锯齿弯刀参数及作业方式参数。对振动式果树根系断切装置切割装置进行设计与分析,应用有限元仿真软件对切割装置进行切割根土复合体模拟分析,切割装置振动状态下平均切削受力为236.97N,不振动状态下平均切削受力为432.35N,达到振动减阻目的。切割装置土槽试验表明,振动状态下所受水平合力均值均小于不振动状态下所受水平合力均值225.34N,振动状态下切割根土复合体作业效果良好,对根系以及土壤起到锯切效果,减小切削阻力。通过振动状态下切割装置切割根土复合体正交试验分析可知：最优作业参数为偏心距20mm,转速3r/s,土槽作业平台前进速度0.2m/s;土壤扰动量的主要影响因素是偏心距和前进速度;影响切割装置入土稳定性主要因素为偏心距和转速,观察作业现场得知入土深度稳定,满足入土要求。整机试验表明：根系平整切割占比左侧为21.05%、右侧为17.39%,锯切占比左侧为78.95%、右侧为82.61%,由此可知,振动式果树根系断切装置作业过程中振动断切装置对根土复合体起到锯切效果,减小机具和切割装置所受阻力,起到减阻效果;由试验现场可知,机具稳定性良好,作业后留下20~25mm沟壑,与入土切割装置厚度20mm一致。土壤外翻程度小,土壤弥合较好。     

肉品无损检测光学传感器设计与试验

畜肉品质光谱检测过程中,不同样品之间的厚度差异导致肉品表面到光纤探头的检测距离存在差异,对预测结果影响较大。针对这一问题,设计了一种用于肉品无损检测的光学传感器,并间隔玻璃从下至上对畜肉品质进行检测,消除了样品厚度对检测距离的影响,并分析了光谱曲线随检测距离变化的变化规律。为探究所设计方案的可行性,搭建了试验平台,包括光谱仪、距离调节机构、光源、石英玻璃、光学传感器和计算机,其中石英玻璃可透过220~2500nm波长范围的光而无吸收,光学传感器可以帮助采集更多的肉品漫反射光。选择了18个猪肉样品贮藏在4℃环境中,并在不同的冷藏时间取出进行光谱采集（400～1100nm）,采用不同的检测距离（8～22mm,间隔2mm）,最后测量样品的挥发性盐基氮（TVB N）含量。在获得样品光谱数据后,分别用1阶导数、多元散射校正（MSC）、标准正态变换（SNV）和1阶导数+SNV等方法进行预处理,并建立猪肉的TVB N含量的偏最小二乘回归（PLSR）预测模型。结果表明：当检测距离为16mm,采用1阶导数+ SNV预处理时,建立的TVB N含量预测模型效果最好,校正集相关系数和均方根误差分别为0.98和0.92mg/(100g),预测集相关系数和预测均方根误差分别为0.97和1.56mg/(100g)。因此,利用所设计光学传感器对猪肉新鲜度进行检测是可行的。     

氮肥运筹对烤烟养分积累和产质量的影响

为明确在低肥力植烟土壤施用有机肥的基础上减量施用化学氮肥的潜力,通过大田试验,设置氮肥减施20%+3 300 kg·hm-2有机肥（D1）、氮肥减施30%+4 950 kg·hm-2有机肥（D2）、氮肥减施40%+6 600 kg·hm-2有机肥（D3）和常规施肥（CK）,共4个处理,研究不同处理对烟株干物质积累、养分累积特性及烟叶产量和质量的影响。结果表明,相较于CK,D1和D2处理增加了烟株干物质积累量,促进氮、磷和钾的吸收及其向烟叶的转移,提高了氮素表观利用率。D1和D2处理均显著提高了烟叶产量,促进内在化学成分协调。除产量外,D2处理各项经济性状指标均显著高于D1处理,D3处理在各方面均显著低于其他处理。综上,低肥力植烟土壤施用有机肥条件下,减氮20%+有机肥3 300 kg·hm-2和减氮30%+有机肥4 950 kg·hm-2均有利于烟株养分吸收及积累,减氮30%+有机肥4 950 kg·hm-2处理最有利于烟叶产质量的形成。     

盐单胞菌合成纳米钯催化污染物的还原

从浙江舟山盐场筛选出一株盐单胞菌Halomonas salina JX-1,能够合成金属钯纳米颗粒,并应用于催化六价铬Cr(VI)的还原及有机偶氮染料甲基橙（MO）的脱色。通过透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）等分析证实合成了零价纳米钯颗粒。对钯纳米颗粒合成条件的优化实验的结果表明,在菌量OD₆₀₀=1.0、无氯化钠、以甲酸为电子供体时,细菌还原钯的速率最快。电子穿梭体核黄素可加快钯离子还原成钯纳米颗粒。纳米钯颗粒在24 h内对Cr(VI)的还原率高达99%,在1.5 h内对甲基橙的降解率也几乎达到100%。综上,Halomonas salina JX-1合成的纳米钯颗粒对Cr(VI)及甲基橙都有很高的催化活性。     

基于Nufer模型的京津冀农牧系统氮素平衡状况及化学氮肥减施潜力分析

[目的]明确京津冀地区农牧系统氮素流动及平衡特征,解析化学氮肥减施潜力,从而为该地区化肥零增长和农业绿色发展提供依据.[方法]通过收集文献数据及2017年统计数据,采用Nufer(nutrient flows in food chain,environment and resources use)模型,以"农田-畜牧"...     

利用热压还原法制备3D-W/rGO导电材料

利用木材天然多孔的网状结构及富含活性基团羟基和羧基的特性,通过冷热水循环结合冷冻处理的方式,提高了木材的渗透性;利用脉冲式真空浸渍法将氧化石墨烯(GO)与木材充分结合,再使用热压法将木材内部的GO还原,使木材具有三维导电性能。结果表明:当GO质量浓度为3 mg/m L,压缩率为45%,热压温度为220℃,热压时间为45 min时,木材/石墨烯三维导电材料(3D-W/r GO)性能最佳,纵向、径向和弦向体阻率分别为3.0×10²,7.0×10²和3.9×10³Ω·cm。对3D-W/r GO的形貌、结构和性能进行研究,激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜分析结果表明,还原性氧化石墨烯(r GO)在木材管道中均匀分布;X射线光电子能谱和傅里叶红外光谱表明,GO以酯键和氢键的形式与木材紧密结合,且r GO在木材机体中的还原程度较大;X射线衍射光谱分析显示,材料结晶度数值减小;综合热分析表明,材料的热稳定性有所提高。和木材相比,3D-W/r GO的力学性能及尺寸稳定性均有明显提升,是一种极具前景的导电材料。     

工程堆积体产流产沙及水沙效益对植被近地表特征的响应

针对陡坡工程堆积体水土流失严重的问题,通过野外模拟降雨试验开展植被不同近地表特征对堆积体产流产沙和蓄水减沙效益特征影响的定量研究。选择土石混合堆积体（10%砾石质量分数,坡度30°）作为工程侵蚀下垫面的典型代表,并以裸坡（bare slope, BS）为对照,定量分析了植被在3种近地表特征条件下（完整植株（intact grass,IG）,不含叶（not leaf,NL）,只含根系（only root,OR））对堆积体产流产沙特征和蓄水减沙效益影响。结果表明：1）植被在IG条件下延缓坡面径流发生使其较BS滞后,效益达50.74%～188.98%,但不完整植被（NL、OR）会加速径流发生使其较BS提前2.19%～70.12%;2）植被在NL和OR下的瞬时径流率比IG增大0.20%～185.58%,在降雨强度1.8 mm/min的瞬时径流率甚至比BS高1.20%～169.10%;植被在IG和NL条件下瞬时侵蚀速率比BS减少0.91%～98.71%,但在降雨强度达到1.8 mm/min时OR条件下甚至增大侵蚀使其比BS高6.76%～75.63%;3）随降雨强度增大,植被在NL和OR条件下的减沙效益由95.18%和68.31%分别递减至46.58%和-68.13%,但对IG下的减沙效益影响小（效益差异＜2%）,平均蓄水效益随降雨强度增大而减小。不同堆积体水沙呈显著线性相关（R²在0.40～0.88）,且径流率达到4 L/min会显著改变植被对堆积体坡面防护效益。提出开展堆积体生态修复时选择冠层丰富的植被,同时要避免外部因素对植被造成损害。研究结果对于揭示植被防护扰动边坡侵蚀机制具有重要意义,可为堆积体植被修复提供实践指导。     

渭北小流域水土保持措施的减沙效益

通过对渭北地区29个县、市、区的34条小流域水土流失的成因和分布规律的调查和资料分析,并对实施的各项水土保持措施的减沙量进行了计算。认为,渭北高原水土流失是多因素综合作用的结果,其中,侵蚀量的大小与10min最大雨强、地形坡度因子成正相关;人类活动具有二重性。34条流域的总减沙量为192.51万t,其中梯田埝也减沙量占减沙量的28.7％,林草为46.43％,工程措施为24.28％。     

多过程连续涝渍胁迫对棉花产量的

在长江中下游平原湖区，棉花生长期间适逢雨季，常受多过程涝渍胁迫。通过测坑试验发现棉花受多过程涝渍胁迫后减产严重，涝渍程度可用涝渍因子(SFW、SEW50、SFEW50)来描述，棉花相对产量(Ry)与涝渍因子(SFW、SEW50、SFEW50) 之间存在着显著的线性关系。