采用双模态联合表征学习方法识别作物病害

基于深度卷积神经网络的视觉识别方法在病害诊断中表现出色,逐渐成为了研究热点。但是,基于深度卷积神经网络建立的视觉识别模型通常只利用了图像模态的数据,导致模型的识别准确率和鲁棒性,都依赖训练数据集的规模和标注的质量。构建开放环境下大规模的病害数据集并完成高质量的标注,通常需要付出巨大的经济和技术代价,限制了基于深度卷积神经网络的视觉识别方法在实际应用中的推广。该研究提出了一种基于图像与文本双模态联合表征学习的开放环境下作物病害识别模型(bimodalNet)。该模型在病害图像模态的基础上,进行了病害文本模态信息的嵌入,利用两种模态病害信息间的相关性和互补性,实现了病害特征的联合表征学习。最终bimodalNet在较小的数据集上取得了优于单纯的图像模态模型和文本模态模型的效果,最优模型组合在测试集的准确率、精确率、灵敏度、特异性和F1值分别为99.47%、98.51%、98.61%、99.68%和98.51%。该研究证明了利用病害图像和病害文本的双模态表征学习是解决开放环境下作物病害识别的有效方法。     

沙棘果实中主要活性成分质量分布

沙棘作为一种抗逆性、适应性、萌蘖性较强的植物资源，被广泛应用于黄土丘陵地区荒山绿化、土壤改良、水土保持和砒砂岩治理。沙棘不仅具有良好的生态价值，其果实中富含多种生物活性物质。本文凝练了沙棘果实中活性化合物的构成、分布及活性特征，并对沙棘果实活性物质的研究进行展望。基于相关文献，针对黄酮、花青素、酚酸、有机酸、肌醇、维生素、类胡萝卜素、不饱和脂肪酸、甾醇等广泛存在于沙棘果实中的化学成分进行总结分析，提供沙棘果实中上述活性物质分布情况的综合信息。研究表明，针对沙棘果实中活性物质的构成、分布和活性特征的研究较为丰富，但在部分领域仍缺乏研究，如栽培技术条件对活性物质的影响，活性物质与沙棘果实加工中异味的关联性等。本文为沙棘果实在食品、药品及保健品行业中的综合利用提供了理论支撑，为促进沙棘资源在经济中的全面发展提供参考。      

基于超星学习通的混合式教学模式应用研究——以发酵工程课程为例

为了提高发酵工程课程的教学质量和教学效果,针对发酵工程课程的内容和特点,将互联网+技术与教学相结合,进行了基于超星学习通平台的混合式线上线下教学方式的改革,结果表明:在增强了学生自主学习能力的同时,也促进了教师的自我提升。     

Comparison of estimators and feature selection procedures in forest inventory based on airborne laser scanning and digital aerial imagery

Digital maps of forest resources are a crucial factor in successful forestry applications. Since manual measurement of this data on large areas is infeasible, maps must be constructed using a sample field data set and a prediction model constructed from remote sensing materials, of which airborne laser scanning (ALS) data and aerial images are currently widely used in management planning inventories. ALS data is suitable for the prediction of variables related to the size and volume of trees, whereas optical imagery helps in improving distinction between tree species. We studied the prediction of forest attributes using field data from National Forest Inventory complemented with ad hoc field plots in combination with ALS and aerial imagery data in Aland province, Finland. We applied feature selection with genetic algorithm and greedy forward selection and compared multiple linear and nonlinear estimators. Maximally around 40 features from a total of 154 were required to achieve the best prediction performances. Tree height was predicted with normalized root mean squared error value of 0.1 and tree volume with a value around 0.25. Predicting the volumes of spruce and broadleaved trees was the most challenging due to small proportions of these tree species in the study area.     

香根草挥发性成分提取分离及其农用生物活性研究进展

随着植物源农药的发展，具有优良农用活性的禾本科植物香根草Vetiveria zizanioides (L.) Nash越来越受到重视。文章首先介绍了香根草中挥发性成分的提取分离方法及结构鉴定，列举了其主要挥发物的结构；进而综述了其对二化螟 Chilo suppressalis (Walker) 等螟蛾科害虫的引诱作用、家白蚁Coptotermes formosanus Shiraki 等白蚁的驱避及拒食作用、对蚬木曲脉木虱Macrotermes barneyi Light等的毒杀作用，对水稻纹枯病菌Rhizoctorzia solani、香蕉炭疽病菌Calletotrichum musae等多种真菌和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus Rosenbach 等多种细菌的抑菌活性，以及对藜Chenopodium album L.、豚草Ambrosia artemisiifolia L.等常见杂草的除草活性等；最后总结了香根草中活性化合物诺卡酮的化学及生物合成方法。可为进一步将香根草应用于植物源农药研究和开发利用提供参考。     

植物源活性成分对有机磷农药的降解效果研究

为探索有机磷农药降解的新途径和方法,以大黄、海桐皮、木槿皮、五倍子按9:4:3:2质量份数混合,粉碎并以水浸泡,以GC-MS定量检测法、农残速测法,通过比较试验前后有机磷农药浓度变动,明确其对有机磷农药的降解效果。结果表明,2 min内浸提液对毒死蜱、对硫磷2种有机磷农药降解率分别达到93.6%、92.9%;浸提液17 h内对敌敌畏降解率为66.67%,11 h内对毒死蜱降解率为48.69%。本研究表明,大黄、海桐皮、木槿皮、五倍子浸提液对毒死蜱、对硫磷、敌敌畏等有机磷农药有显著降解效果。     

机器学习及其在农业中应用研究的展望

机器学习是一种面向机器的数据分析方法,自动化机器学习的研究促进了人工智能的发展。大数据的快速积累,促进了机器学习算法的井喷式发展。如何选择合适的机器学习算法解决行业问题,成为了当前应用的难点。笔者整理了机器学习新材料,对各种机器算法的特点和算法之间的差异,进行了仔细的梳理,总结了各种算法的需求背景和优缺点,以及主要的应用场合。在此基础上,分析了机器学习在农业应用的案例,综述了机器学习在农业应用,指出了目前存在的发展瓶颈,并提出了进一步研究应用的建议。     

基于深度学习服务的遥感影像农作物分类系统设计

【目的】深度学习在图像分类方面效果显著,但对机器的硬件配置要求高,将深度学习的技术应用于作物分类的同时,降低客户端的IT成本,开发基于深度学习服务的遥感影像农作物分类系统。【方法】系统采用C/S架构,服务器端部署Caffe的深度学习框架,通过PaaS提供计算服务,统一处理客户端模型训练、影像分类等任务;客户端提供用户界面,负责数据输入、结果解析和可视化操作;客户端和服务器之间通过异步RPC实现网络通信,利用FTP进行数据的上传和下载;考虑到农作物分类在实际应用中的时效性,系统还提供了一个简化的Alexnet模型,在保证分类精度的前提下加速了模型的收敛速度。【结果】通过对采集的428144个农作物样本数据集的应用表明,服务器训练的时间比单机训练缩短了近3倍,该系统不仅能够快速地完成深度学习模型训练的任务,还能实时准确得到遥感影像的农作物分类结果。【结论】该研究进一步推动了深度学习在农业分类方面的应用,同时为遥感技术在农业应用中的发展、农作物面积统计工作和对农业资源进行优化配置提供了重要的科学指导。     

绒白乳菇生理活性物质的提取及药理作用的研究进展

由于临床上大量的化学药物治疗对人体的副作用很大,而天然药物具有作用温和、低毒、副作用小等药理特性,所以越来越多的人对于天然产物成分的提取越来越重视。目前国内外的学者已经先后对绒白乳菇进行了一定的研究了解。但是从绒白乳菇中提取出来的活性物质还有待于研究并制成有效的药品应用于临床的治疗。本文综述了绒白乳菇活性物质的提取方法和药理特性,为抗癌、抗衰老等临床药物的研制提供新的配方思路和途径。     

活性生物增产降解剂在西瓜穴盘育苗中的应用效果

为研究新型活性生物增产降解剂在西瓜穴盘育苗中的应用效果,设计了浸种试验和不同浓度苗期喷施效果试验,以清水为对照,对比分析了幼苗的生长状况。结果表明:在浸种试验中,试剂处理第4天平均发芽率(88.05%)显著高于对照组(78.15%),试剂处理第7天平均发芽率(90.63%)也高于对照组(88.01%)。在不同浓度苗期喷施效果试验中,通过壮苗性状对比,显示活性生物增产降解剂与清水质量比例为1∶100时,西瓜穴盘苗在茎粗及根系方面都表现最好。