土壤速效磷含量成像和非成像光谱预测差异性分析

以139个皖北砂姜黑土样品为研究对象,首先在室内采集土壤在400~1 000 nm可见近红外光谱区域的成像和非成像2组光谱数据,再对光谱进行Savitaky-Golay卷积平滑、标准正态变量变换(SNV)和一阶微分(FD)等一种或多种组合处理,最后利用偏最小二乘回归(PLSR)分别建立土壤速效磷(AP)含量回归模型。对2组光谱进行光谱特征分析和相似度分析,并对比模型预测效果,结果显示,成像和非成像光谱在形态上趋向一致,且非成像光谱的反射率值在每个波长点上均高于成像光谱;平滑处理后2种光谱的光谱相关拟合度得到提高;经预处理后,2种光谱建立的模型预测精度均有所提高;非成像光谱经预处理后建立的最优模型预测精度(验证集相对分析误差MRPD为2.02)高于成像光谱(验证集相对分析误差MRPD为1.85)。因此,成像光谱相对于非成像光谱在400~1 000 nm波段建立的土壤速效磷含量回归模型预测能力稍差,但通过光谱预处理变换可以降低成像和非成像光谱的差异性并缩小成像与非成像光谱模型预测精度的差距。     

番茄游离小孢子培养及胚状体诱导研究

[目的]探讨基因型、花粉发育时期对诱导胚状体的影响和胚状体形成过程中花粉粒的变化特性。[方法]以市场购买的"贼不偷""大黄888""中蔬四号""黄香蕉""顶心红""粉宝莲""宝石"7个番茄品种的花粉粒为材料,以B5为基本培养基,液体培养诱导胚状体。[结果]基因型是影响诱导胚状体的关键因素。供试的7个番茄品种中只有"贼不偷"品种的花粉粒对花粉培养有响应,其余品种无响应;花粉发育时期又是影响诱导胚状体的关键因素。"贼不偷"品种不同发育时期花粉粒对花粉培养的响应有差异,最佳时期是单核中期及单核靠边期;诱导出来的胚状体呈现带有胚柄、多细胞、球形或心形。[结论]试验结果为建立番茄游离小孢子培养体系及其相关机理研究提供了理论依据。     

基于 YOLOV5-MobilenetV3 和声呐图像的鱼类识别轻量化模型

【目的】网箱生物识别和统计是海洋牧场的养殖管理的关键参考因素之一。针对混响噪声和复杂背景的干扰,构建不同光照条件下鱼类检测数据集,采用前视声呐成像技术,提出一种基于 YOLOV5-MobilenetV3 和声呐图像的鱼类识别轻量化模型（LAPR-Net）,实现浑浊或黑暗场景下水体网箱的鱼类识别。【方法】以罗非鱼为研究对象,基于 YOLOV5 模型的框架结构,主干网络模块采用轻量级 MobileNetV3 bneck 模块,利用线性瓶颈的逆残差结构和深度可分离卷积提取声呐图像中鱼类的特征,通过注意力机制 SE-Net 获取声呐图像多尺度语义特征并增强特征之间的相关性;颈部网络采用路径聚合网络结构,对目标特征进行多尺度融合,增强特征融合能力;预测部分采用基于非极大抑制方法进行最大局部搜索,去除冗余的检测框,筛选置信度最高的检测框,最终输出并显示鱼的检测结果,包含位置、类别以及检测目标的概率。【结果】选择 4 种其他主流的检测模型进行对比试验,包含 YOLOV3-ting（Darknet53）、YOLOV5（CSPdarknet53）、YOLOV5（Repvgg）、YOLOV5s（Transformer）,提出模型参数量为 3 545 453、计算量为 6.3 G、mAP 为 0.957,模型平均每张图片推理速度为 0.08868 s,同 YOLOV5 模型相比,改进后模型 mAP 提高 9.7%。【结论】本文提出的模型提高了训练和识别速度,降低了硬件设备要求,可为海洋牧场网箱养殖鱼类检测模型提供参考。     

基于PLS-BPNN算法的土壤速效磷高光谱回归预测方法

土壤速效磷是影响作物生长发育的重要养分指标。光谱分析技术对速效磷的定量预测具有较好的应用前景,高光谱带宽窄、分辨率高,但存在数据冗余和共线性等问题。本文针对皖北砂姜黑土145个样本开展研究,提出了利用偏最小二乘回归算法(PLS-R)对土壤可见近红外高光谱数据(400~1 000 nm)进行数据降维和特征提取,根据交叉验证和变量投影重要性分别得到潜在变量和特征波长;再分别输入BP神经网络(BPNN)进行训练,得到回归分析模型对速效磷进行定量预测。结果表明:与利用全部波长数据建模的预测结果(校正集和验证集的相对分析误差M_(RPD)分别为10.27和2.09)相比,利用9个特征波长建立的回归模型校正集M_(RPD)为2.66,预测精度明显降低,而验证集M_(RPD)为2.05,近似达到利用全部波长数据建模的预测效果;利用5个潜在变量建立回归模型,校正集和验证集的M_(RPD)分别为3.10和2.29,其中验证集相对于全部波长建模的预测精度提高了9.6%。因此,基于PLS-BPNN算法进行回归建模可以有效降低高光谱数据冗余和共线性的影响,提高模型的泛化能力,且利用潜在变量进行回归建模能提高模型预测精度。     

水轮发电机组运行振摆特性及分析研究

水电站机组运行主要依靠水流力量,但是在运行期间会发生振摆现象,从而影响水轮发电机组的稳定性。基于此,本文就水轮发电机组运行振摆特性进行研究,从勘测试验的角度出发,首先对水轮发电机运行振摆特性的试验内容和试验依据进行简要介绍,然后分析在105米振区、110米振区、118米振区和120米振区的勘测试验结论。     

基于特征波长选择和建模的高光谱土壤总氮含量估测方法研究

以皖北地区采集的115个砂姜黑土样本为研究对象,获取土壤样本光谱数据,采用竞争性自适应重加权算法(CARS)、连续投影算法(SPA)、随机森林特征选择算法(RFFS)对土壤总氮含量特征波长进行选择,并分别应用偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机回归(SVR)、最小绝对值收缩和选择算子回归(LASSO)建立土壤总氮含量估算模型。结果表明,除CARS-PLSR方法模型精度低于相应的全波长模型外,其他基于选定的特征波长进行建模的效果都优于全波长。综合比较各变量筛选与回归建模组合发现,RFFS方法从全波长(224个波长)中筛选出20个特征波长建立土壤总氮含量的LASSO模型效果最好,该模型在预测集上的决定系数(R²)和相对分析误差(RPD)值分别为0.787 1和2.130 1。RFFS-LASSO模型简单,预测效果好,对土壤总氮含量近地传感器设备开发具有一定的指导意义。     

均匀设计法优化人参叶片愈伤组织诱导培养基

以人参叶片为试材,MS为基本培养基,采用均匀设计和DPS软件分析的方法,研究了2,4-D、KT、NAA、6-BA等4种不同激素组合对人参愈伤组织诱导的影响,以期筛选出诱导人参叶片愈伤组织的最佳激素组合。结果表明:人参叶片愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+2,4-D 2mg·L-1+NAA 0.66mg·L~(-1)+KT 1.0mg·L~(-1)。验证试验表明,在添加最佳激素组合的MS培养基中接种新的叶片外植体,30d后愈伤组织诱导率为93%,单个叶片外植体上愈伤组织小块平均数达1.82.     

数字化技术促进广东柚果优质优价的路径研究

针对广东柚果品质参差不齐和难以优质优价的难题，提出利用数字化技术对柚果供应链进行升级。首先从产业概况、产品流通模式、加工流程3个方面调研分析了当前广东柚果的供应链业务场景，明确了广东柚果的优质优价制约因素：一是种植端优果产出率低；二是加工流通端缺少优果识别设备；三是消费端难以认知优果。其次从物联网设施设备应用情况、信息需求与获取渠道、信息基础设施状况等3个方面分析了广东柚果产地端的数字化现状。在此基础上，搭建了柚果产业数字化平台理论框架，并提出促进广东柚果优质优价的数字化提升路径：一是开展线上业务模式，推动“双流”信息统一；二是开发无损检测设备，实现品质数字分级；三是集成专业技术知识，开展智慧农技服务；四是构建可信溯源模型，提升产业品牌价值；五是建立产业大数据库，推动数据价值共享。对促进广东柚果供应链数字化转型升级和优质优价提供了新的思路和路径。