基于气流脉冲和结构光成像的牛肉嫩度检测方法

针对传统牛肉嫩度检测速度慢、精度低的问题，提出了基于气流脉冲结合结构光3D成像的牛肉嫩度快速无损检测方法。首先，利用脉冲气流对牛肉表面进行冲击，同时通过结构光3D成像获取待测牛肉表面凹陷区域的三维点云信息；然后，采用去噪、点云分割、贪婪投影三角化、Delaunay三角化、曲面拟合等算法进行点云处理，获得牛肉表面凹陷区域的深度、映射面积、表面积和体积等信息；基于此,分别建立基于最小二乘支持向量机回归（LS-SVR）、BP神经网络和广义回归神经网络（GRNN）的生鲜牛肉剪切力预测模型；结果表明，GRNN模型预测表现最佳，预测集相关系数为0.975，均方根误差为5.307N。采用基于K-fold交叉验证的GRNN神经网络对牛肉嫩度等级进行预测，结果显示该方法对较嫩牛肉分级效果较好，为100%，对较老牛肉分级效果稍差，为91.3%。研究表明，基于气流脉冲结合结构光3D成像进行牛肉剪切力以及嫩度快速、无损检测是可行的。     

19种菊科植物花药结构及绒毡层的发育类型研究

花药结构和绒毡层的发育类型对菊科植物的系统分类和系统演化具有重要的意义。本研究采用苏木精和苯胺番红整体染色以及石蜡切片的方法,通过显微镜观察,对菊科7族19属19种植物花药结构及绒毡层的发育类型进行研究。结果表明,18种植物的花药由4个花粉囊组成,1种由2个花粉囊组成。花粉囊壁由表皮、药室内壁、中层和绒毡层4层细胞组成,中层细胞在花粉母细胞时期解体。随着花粉粒的形成,药室内壁先“U”形增厚,再进行条带状增厚。花粉母细胞胞质分裂类型有连续型和同时型2种,小孢子四分体以四面体形为主。绒毡层的发育类型有变形绒毡层和分泌绒毡层两种类型,变形绒毡层是管状花亚科植物的共同特点,分泌绒毡层是舌状花亚科植物的共同特点。从向日葵族向菊苣族的逐渐演化过程中,绒毡层的发育类型从向日葵族的变形绒毡层、经过变形绒毡层向分泌绒毡层的过渡类型逐渐演化为菊苣族的分泌绒毡层。变形绒毡层的形态在管状花亚科不同族之间有明显差异,绒毡层的发育类型和形态可以作为亚科和族分类的依据之一。     

红富士苹果不同化学疏花剂的疏除效果及成本分析

【目的】 研究对比不同化学疏花剂对红富士苹果花的疏除效果并分析成本,筛选出适宜阿克苏红富士苹果的化学疏花剂及浓度,为减少人工疏花成本、调控树体负载量、提升果品品质提供参考。【方法】 以初果期和盛果期红富士苹果新红1号为试材,在中心花75%~85%和全树70%~85%的花开放时期。喷施不同浓度的石硫合剂、乙烯利、甲酸钙、疏花剂,以人工疏果为对照,分析化学疏花剂的疏除效果及成本。【结果】 不同浓度的石硫合剂、乙烯利、甲酸钙、疏花剂,对初果期树和盛果期树的花均有疏除作用,疏除效果不同,与对照相互比较均有差异,成本相差较大。【结论】 通过花序坐果率、花朵坐果率、单果占比、空台率、疏除率综合比较,石硫合剂200倍液在初果期树的疏除效果与人工疏果效果最相近,成本为人工疏果的17.08%;石硫合剂150倍液在盛果期树上的疏除效果与人工最相近,成本为人工疏果的24.79%。化学疏花的成本与疏花剂的价格及树龄呈正相关。     

四唑虫酰胺对棉田斜纹夜蛾的防治效果

【目的】研究双酰胺类杀虫剂四唑虫酰胺对斜纹夜蛾的室内生测和田间药效试验。【方法】采用人工饲料混药法测定四唑虫酰胺对斜纹夜蛾3龄幼虫毒力,采用机率值分析方法对数据进行处理,用SAS统计分析系统计算毒力回归方程和LD₅₀。用喷洒药剂悬浮液的方法进行田间试验,使用邓肯新复极差法(DMRT)对不同处理防治效果进行统计分析。【结果】四唑虫酰胺对斜纹夜蛾的LD₅₀为0.58 μg/g,氯虫苯甲酰胺对斜纹夜蛾的LD₅₀为1.12 μg/g,四唑虫酰胺的杀虫活性较高,但与氯虫苯甲酰胺的差异不显著。药后3 d,18%四唑虫酰胺悬浮剂7.5和10 mL/667m²处理对斜纹夜蛾的防效分别为85.00%和87.87%,显著高于5.0 mL/667m² 药剂处理,与5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂 45 mL/667m²处理差异不显著。药后7 d,18%四唑虫酰胺悬浮剂 3个浓度处理对斜纹夜蛾的防效与5%氯虫苯甲酰胺 45 mL/667m²处理差异不显著。药后 14 d,18%四唑虫酰胺悬浮剂10 mL/667m²处理的防效显著高于5.0和7.5 mL/667m²药剂处理,但与5%氯虫苯甲酰胺 45 mL/667m²处理差异不显著。【结论】18%四唑虫酰胺悬浮剂对斜纹夜蛾具有良好的的防治效果,且随着浓度增高其防效增大。     

地理探测器与Tobit模型在粤西地区粮食生产效率及影响因子分析中的比较应用

为明晰粤西地区粮食生产效率及其关键影响因子，实现优化资源配置效率和推进粮食生产转型升级，基于1999—2018年粤西地区茂名、阳江、湛江3市粮食生产数据，采用交叉效率DEA模型测算区域粮食生产效率，揭示近20年粮食生产效率的时空变化特征，并利用Tobit模型和地理探测器模型比较分析粮食生产效率的关键影响因子。结果表明：粤西地区粮食生产效率平均值为0.77，其中，茂名市粮食生产效率最高（0.88），阳江市次之（0.78），湛江市最低（0.65）。Tobit模型和地理探测器测算粤西地区粮食生产效率影响力（贡献力）最大的投入因子是农业机械总动力，分别为-1.082和0.942。Tobit模型测得的7个投入因子仅化肥施用量（0.015）与粮食生产效率呈显著正相关，有效灌溉面积、粮食播种面积、农药使用量3个因子与粮食生产效率相关性不显著，农用塑料薄膜使用量、从业人口、农业机械总动力3个因子呈显著负相关。而地理探测器测得所有因子均对粮食生产效率产生显著影响。阳江市投入因子贡献力与粤西地区大致相同，但化肥施用量贡献力高出有效灌溉面积0.008。湛江市与茂名市化肥和农药投入的贡献力仅次于农业机械总动力，有效灌溉面积贡献力均最低。但茂名市粮食播种面积的贡献力依次大于从业人口和农用塑料薄膜使用量，湛江市则相反。研究表明，20年来粤西地区粮食生产效率不高，整体呈中等效率水平，粮食生产效率先降后升的变化趋势显著；地理探测器测度结果无不显著因子存在，探测因子影响力比Tobit模型所得结果更稳定且偏误小；农业机械总动力是影响粤西3市粮食生产效率的主导因子，但不同城市粮食生产效率的因子贡献力差异较大，湛江和茂名对化肥、农药等污染较大的生产要素依赖性更强。     

喷雾降温风机风筒优化设计与试验

为缓解高温热害对茶果树的影响,基于圆弧板型叶片模型设计了一种喷雾降温风机,并对风筒结构进行建模和动力学仿真。以出风口直径、进风段长度和出风段长度为试验因素,以风机出口总压和风速为试验指标,采用Design-Expert 8.0.6软件优化风筒结构参数。优化结果表明,各因素对出口总压和风速的影响由大到小依次为出风口直径、出风段长度、进风段长度。最优参数组合为出风口直径1 070 mm、进风段长度350 mm和出风段长度270 mm。选取WJ-7010、WJ-8010型喷嘴,利用优化后的风筒结构进行了风速试验和喷雾降温性能试验。风速试验表明,当风筒出风口直径和总长度分别为1 070、840 mm时,出风口风量为701.30 m~3/min,最大风速为16.00 m/s,有效送风距离约为55.00 m。喷雾降温性能试验结果表明,当使用WJ-8010型喷嘴时,与对照组相比,平均温度降低0.68～11.11℃,最大温差范围为1.80～13.90℃。在38℃高温环境下,喷雾降温风机在20 m范围内的降温幅度接近5℃,降温效果良好。     

东北黑土nirS型反硝化细菌群落和网络结构对长期施用化肥的响应

【目的】探明长期施用氮磷钾化肥对东北黑土农田土壤nirS型反硝化细菌群落和网络结构的影响,为更加合理的肥料配施提供理论依据。【方法】基于农业农村部黑龙江耕地保育与农业环境科学观测实验站平台,选取不施肥(NoF)、氮肥(N)、磷肥(P)、钾肥(K)、氮钾肥(NK)、氮磷肥(NP)、磷钾肥(PK)、氮磷钾肥(NPK)8个施肥处理,借助荧光定量PCR、Illumina MiSeq高通量测序和分子生态网络技术,分析东北黑土nirS型反硝化细菌丰度、群落及网络结构,及影响反硝化细菌群落变异的主要环境因子。【结果】1)长期施用氮肥均在显著增加nirS基因拷贝数的同时,降低了nirS型反硝化细菌的群落多样性,而磷、钾肥对其影响并不显著。2)Proteobacteria是所有处理中的优势反硝化细菌门,相对丰度为16.96%~27.34%,且氮肥的施用促进了隶属于该菌门中Bradyrhizobium的生长。3)PCoA分析结果显示,8个施肥处理nirS型反硝化细菌群落主要分成施氮肥和不施氮肥两组,说明长期氮肥的施用显著改变了东北黑土反硝化细菌的群落结构。结合Mantel test的结果可知,土壤pH是影响nirS型反硝化细菌群落改变的主要因素。4)分别构建施氮肥和不施氮肥的反硝化细菌分子生态网络,发现施氮肥和不施氮肥网络结构存在很大差异,长期施用氮肥明显简化了nirS型反硝化细菌的网络结构,同时使其网络结构稳定性降低,易受外界环境扰动。【结论】尽管施用化学氮肥有利于土壤养分的增加,但其土壤nirS型反硝化细菌群落及网络结构发生了较大改变,而磷、钾肥的施用对反硝化细菌群落无显著影响。本试验结果为进一步研究东北黑土区农田土壤反硝化微生物对不同施肥管理的响应机制提供了重要科学依据。     

盐碱地玉米产量及土壤硝态氮对深松耕作和秸秆还田的响应

【目的】盐碱地是我国重要的土地资源,研究合理可行的耕作技术和培肥措施,为提高产量和实现盐碱地农业可持续发展提供理论依据。【方法】2014-2017年,在山东省滨州市无棣县的盐碱土上,以玉米为供试作物,连续进行了4年田间试验。试验采用裂区设计,以耕作方式为主区,分别设夏季旋耕15 cm (R)和旋耕后再深松35 cm处理(S);副区为冬季秸秆还田量,设秸秆半量还田(3350 kg/hm^2,B)和秸秆全量还田(6700kg/hm^2,Q)两个用量,以无秸秆还田为对照。所有处理的养分总量保持一致。开花后每隔10天取样1次,直到收获期,测定植株干物质和穗位叶硝酸还原酶活性。在玉米小口期、开花期及收获期,取0-100 cm土层样品,每10 cm为一层,测定了土壤硝态氮含量及累积量。【结果】各生育期玉米干物质积累量和产量在两个耕作方式间的差异不显著,与秸秆半量还田相比,秸秆全量还田处理开花期前干物质量较少,但在开花期时,已经开始赶超秸秆半量还田的处理。在收获期,秸秆全量还田处理的干物质量显著高于秸秆半量还田处理的干物质量,4年中的提高幅度为8.6%~9.7%,秸秆全量还田处理的籽粒产量显著优于秸秆半量还田处理(P <0.05)。4年干物质积累量,SQ处理平均比SB、RQ和RB分别提高2.5%~7.3%、1.6%~4.2%和7.6%~20.3%。深松与秸秆全量还田有明显的正耦合作用,秸秆全量还田与深松耕作相结合有利于籽粒产量的提高,与其他处理差异显著(P <0.05)。相同耕作方式下,4年中秸秆全量还田处理的平均硝态氮含量在小口期低于秸秆半量还田,在开花期显著高于秸秆半量还田,但在收获期又显著低于秸秆半量还田的处理,硝态氮累积量平均降低17.9%(P <0.05)。在4年中深松耕作处理的0-100 cm平均硝态氮累积量比旋耕处理的显著降低8.9%。【结论】在供试盐碱地土壤条件下,秸秆全量还田结合浅旋耕后再深松的效果最好,可提高玉米产量,减少土壤中硝态氮的累积。     

秸秆还田对再生稻田土壤有机碳组分的影响

  【目的】  在再生稻系统下，探讨秸秆还田对再生稻田土壤有机质组分及其养分含量的影响。  【方法】  试验设置秸秆不还田(CK)、水稻秸秆半量还田(SH)、水稻秸秆全量还田(SW)和水稻秸秆全量还田配施腐熟剂(SWF)共4个处理，分析各处理土壤有机碳及其组分和土壤速效养分含量。  【结果】  与秸秆不还田相比，秸秆还田能提高土壤有机碳及其组分含量。与CK处理相比，在头季和再生季水稻收获期，秸秆还田处理(SH、SW、SWF)土壤中水溶性有机碳含量分别增加了19.62%～22.63%、20.99%～41.48%；土壤中颗粒有机碳含量分别增加了8.47%～20.62%、24.71%～30.90%；三个施秸秆的处理间土壤总有机碳、胡敏酸和富里酸含量无明显差异。秸秆还田可以改变水溶性有机质结构，使其结构趋于简单。秸秆还田下土壤碱解氮、有效磷、速效钾和铵态氮含量均呈增加趋势；在头季水稻收获期，SWF处理的碱解氮、有效磷和速效钾含量显著高于CK处理。在再生季水稻收获期，与头季稻收获期相比，CK处理土壤速效养分含量呈下降趋势，而秸秆还田下各处理速效养分含量均呈增高趋势。  【结论】  秸秆还田可以提高再生稻田土壤有机碳、颗粒有机碳、水溶性有机碳以及腐殖酸组分的含量，促进水溶性有机质结构的变化，从而有效改善土壤养分的供给能力。