基于轻量级神经网络MobileNetV3-Small的鲈鱼摄食状态分类

在集约化水产养殖过程中，饲料投喂是控制养殖成本，提高养殖效率的关键。室外环境复杂多变且难以控制，适用于此环境的移动设备计算能力较弱，通过识别鱼类摄食状态实现智能投喂仍存在困难。针对此种现象，该研究选取了轻量级神经网络MobileNetV3-Small对鲈鱼摄食状态进行分类。通过水上摄像机采集水面鲈鱼进食图像，根据鲈鱼进食规律选取每轮投喂后第80～110秒的图片建立数据集，经训练后的MobileNetV3-Small网络模型在测试集的准确率达到99.60%，召回率为99.40%，精准率为99.80%，F1分数为99.60%。通过与ResNet-18, ShuffleNetV2和MobileNetV3-Large深度学习模型相比，MobileNetV3-Small模型的计算量最小为582 M，平均分类速率最大为39.21帧/s。与传统机器学习模型KNN（K-Nearest Neighbors）、SVM（Support Vector Machine）、GBDT（Gradient Boosting Decision Tree）和Stacking相比，MobileNetV3-Small模型的综合准确率高出12.74、23.85、3.60和2.78个百分点。为进一步验证该模型有效性，在室外真实养殖环境进行投喂试验。结果显示，与人工投喂相比，基于该分类模型决策的鲈鱼投喂方式的饵料系数为1.42，质量增加率为5.56%。在室外真实养殖环境下，MobileNetV3-Small模型对鲈鱼摄食状态有较好的分类效果，基于该分类模型决策的鲈鱼投喂方式在一定程度上能够代替养殖人员进行决策，为室外集约化养殖环境下的高效智能投喂提供了参考。     

水解聚马来酸酐对森林暗棕壤和草地退化盐碱地土壤 胶体表面结构与组成的影响

水解聚马来酸酐(HPMA)能起到土壤改良的作用,进而促进种子萌发及植物生长,但是其与土壤相互作用的深层机理尚未阐明。基于此本文选用HPMA处理森林暗棕壤和草地退化盐碱地土壤胶体,并用激光粒径仪、原子力显微镜、扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱进行分析,探究HPMA对土壤胶体表面结构特征、矿物组成和有机组成的影响,旨在揭示HPMA对不同土壤胶体的影响差异的深层机理。结果显示,HPMA能够改良退化土壤的原因应该与其对土壤胶体表面结构特征、矿物结晶和有机化学元素组分的影响有关,但对森林暗棕壤和草地退化盐碱地土壤的影响存在明显差异。对于森林暗棕壤这种优质土壤,HPMA处理后,矿物质的结晶度有降低的趋势,但并没有产生强烈的化学反应,多数官能团趋向于增加,碳酸盐官能团降低幅度不是很大,约3%~8%,土壤胶体粒径增加了,其中表层增加了13.62%,深层增加了34.96%,但只有深层土壤达到显著水平。而对于草地退化盐碱地土壤,土壤胶体粒径显著增加(27.54%),达到了统计学显著水平(P0.05),除了石英相对结晶度降低了7.10%,其余都降低了30%以上,导致不同土壤矿物的晶粒尺寸显著增加了(水云母、蛭石、高岭石的晶粒尺寸分别增加101.37%、56.16%、50.76%),多数官能团的相对含量降低,其中碳酸盐官能团降低量最大,达到96.79%,这些使得土壤元素配比逐渐趋向于优质土壤(C:O=0.27;C:N=9.98;C:Si=0.91;O:Si=3.38;Si:N=10.93),这可能意味着HPMA与土壤胶体中的碳酸钙等不同土壤矿物发生了强烈的化学反应,从而影响了土壤晶粒结构和化学组成,进而起到土壤改良的作用。     

Assessment of soil organic matter mineralization under various management practices

ABSTRACT

Mineralization is the main organic matter conversion process, which leads not only to preservation of organic matter in the soil but also to its sequestration. Soil organic matter has equal value as mineral part if we want to improve soil quality or increase the yield. Because of intensive farming, irresponsible use of mineral fertilizers and natural factors, soil organic matter is decreasing. To counteract this process, different soil-friendly management practices and techniques, such as shallow tillage, no-tillage or direct drilling and application of additional organic matter are used. The objective of the present study was to assess the changes in the intensity of soil organic matter mineralization as influenced by primary soil tillage of different intensity in combination with organic matter incorporation. Long-term studies showed that land management practices differentiated the soil into two layers: upper (0–10?cm) layer containing more moisture and nutrients and lower (10–20?cm) layer comprising less moisture and nutrients. The conditions of aeration in the arable soil layer did not change under the effect of ploughing. In this soil, the rate of mineralization was lower than that in the ploughless tillage treatment. The most active mineralization of soil organic matter in the ploughless tillage treatment occurred in the autumn period, when high level of rainfall promoted the loss of nutrients from the topsoil layer.     

不同深耕时间对滨海盐碱棉田土壤理化性质及棉苗光合特性的影响

为探讨不同深耕时间对土壤理化性质及棉苗光合生产的影响,于冬前(T1)、开春(T2)、播前(T3)对滨海重度盐碱棉田进行深耕,测定棉花苗期叶面积指数(LAI)、光合特性、叶绿素含量(SPAD)以及干物质积累和分配情况,并对0~40 cm土层土壤含盐量、含水率和容重进行分层测定。结果表明,与T0(免耕直播)处理相比,T1处理各土层含盐量和含水率无明显变化,容重下降4.0%~9.1%,棉苗叶片SPAD、LAI以及根冠比增大8.0%~29.4%,光合参数增大4.1%~14.8%,棉苗总干质量增大9.8%;T2处理各土层含盐量降低47.2%~50.9%,10~40 cm土层含水率无显著变化,容重下降9.6%~18.2%,棉苗叶片SPAD、LAI以及根冠比增大23.6%~56.0%,光合参数增大14.2%~49.4%,棉苗总干质量增大45.6%;T3处理各土层含盐量增加14.5%~57.7%,含水率降低2.4%~8.7%,容重下降18.5%~25.4%,叶片SPAD和LAI分别降低13.0%和24.0%,光合参数降低21.4%~64.6%,棉苗总干质量降低21.9%。可见,开春深耕(T2处理)可有效改良滨海盐碱土壤,更有利于棉苗光合特性提高及其正常生长发育。     

深耕和秸秆还田对不同质地土壤团聚体组成及稳定性的影响

在壤土和黏土中分别设置了常规耕作+秸秆还田(CT)、深耕+秸秆还田(DT)、深耕+秸秆不还田(DNT)3个处理,探讨了深耕和秸秆还田对土壤团聚体组成及稳定性的影响。结果表明,深耕和秸秆还田对土壤团聚体组成的影响受土壤质地和土层深度影响,两者均显著影响壤土和黏土0~10 cm土层粒径大于10 mm和粒径介于1~5 mm机械稳定性团聚体的含量,对10~20 cm土层无显著影响;两者对壤土中水稳定性团聚体组成的影响较黏土大,两者均增加壤土和黏土0~10 cm土层粒径介于3~5 mm水稳定性团聚体的含量,降低粒径小于0.25 mm水稳定性团聚体的含量,对10~20 cm土层无显著影响。总体上,深耕能增加壤土耕层下部和黏土机械稳定性和水稳定性团聚体平均质量直径,秸秆还田能增加壤土和黏土机械稳定性和水稳定性团聚体平均质量直径,进而增加土壤团聚体的稳定性。     

高沸醇溶剂法提取花生壳中木质素的研究

采用1，4-丁二醇为溶剂，在70％～90％的1，4-丁二醇水溶液中添加少量助剂，在180～220℃条件下蒸煮30～90min，从花生壳中制得木质素。采用高沸醇溶剂法提取的木质素(简称HBS木质素)不溶于水，可以通过加水沉淀的方法，与反应后的液体混合物中分离。HBS木质素具有较高的反应活性，通过进一步的改性，还有更多潜在的应用价值。高沸醇溶剂(简称HBS)通过回收处理可以循环使用。     

基于机器视觉和YOLOv4的破损鸡蛋在线检测研究

破损鸡蛋导致的漏液会污染自动化生产线和完好鸡蛋,不仅影响生产效率,还会干扰裂纹鸡蛋的检测.为实现破损鸡蛋快速、准确、低成本的识别,本文利用机器视觉技术,并结合深度学习网络深层次特征提取、高精度检测分类的特性,提出一种基于YOLOv4网络的破损鸡蛋检测方法.构建破损鸡蛋图像数据集,搭建YOLOv4深度学习网络,训练含有破...     

基于实例分割和光流计算的死兔识别模型研究

为实现自动化识别死兔,提高养殖管理效率,以笼养生长兔为研究对象,以基于优化Mask RCNN的实例分割网络和基于LiteFlowNet的光流计算网络为研究方法,构建了一种多目标背景下基于视频关键帧的死兔识别模型.该模型的实例分割网络以ResNet 50残差网络为主干,结合PointRend算法实现目标轮廓边缘的精确提取...     

基于Pro/E二次开发的曲轴设计系统

介绍了Pro/E工程软件及其进行Pro/E二次开发的必要性,提出二次开发过程中的关键技术,分析发动机曲轴的设计要求及设计理论,确定了基于Pro/E二次开发的曲轴设计系统方案。概述了该曲轴设计系统的优点和基于Pro/E进行二次开发的发展趋势。     

CONGENITAL DISLOCATION OF THE DEEP DIGITAL FLEXOR TENDON ASSOCIATED WITH HYPOPLASIA OF THE SUSTENTACULUM TALI IN A THOROUGHBRED COLT

An 11-month-old Thoroughbred colt was presented with a hard swelling at the proximal third of the right 4th metatarsal bone. A medial dislocation of the deep digital flexor tendon ( flexor digitorum profundus ) was also observed on the same leg. On the plantaroproximal-plantarodistal projection of the calcaneus, there was flattening and shortening of the sustentaculum tali. The smooth bony proliferation at the proximal third of the right 4th metatarus was compatible with a chronic splint bone fracture. This report describes a medial deep digital flexor dislocation associated with hypoplasia of the sustentaculum tali .