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。     

自研型黑曲霉丸化种衣剂对高粱种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]黑曲霉(Aspergillus niger)是一种广泛存在于自然界的腐生真菌,也是重要的工业发酵微生物,在工业酶制剂及有机酸发酵方面得以应用.因其具有强大的酶系统,可溶解土壤中的难溶盐分,促进植株生长,且具有抑菌性而在农业上被广泛应用.在黑曲霉作为丸粒化种衣剂的有效成分的条件下,探究了该制剂对高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)种子萌发及幼苗生长的影响,为新型高粱种衣剂的研发及其合理应用提供理论依据.[方法]以高粱种子及幼苗为研究对象,采用室内发芽和盆栽试验相结合的方法,采用自研型黑曲霉丸粒化种衣剂对高粱种子进行丸粒化包衣,播种后测定高粱种子的发芽势、发芽率、幼苗素质及对高粱幼苗叶斑病的防效,以评价黑曲霉丸化种衣剂对高粱种子萌发及幼苗生长发育的影响.[结果]黑曲霉的最佳的包衣浓度为5×108 cfu/g,当浓度为1×109 cfu/g黑曲霉丸化种衣剂对高粱种子萌发及幼苗生长有一定程度的抑制作用;适宜浓度的黑曲霉丸粒化种衣剂对高粱种子的发芽率及发芽势有促进作用,使发芽率提高3.3～10个百分点,出苗率提高11.6个百分点;可使高粱根长伸长11.2～34.8个百分点,株高矮化27.8～41.5个百分点,单株幼苗鲜质量提高21.9～162.8个百分点,根冠比增大6.7～46.7个百分点,根系活力提高4.6～20.2个百分点;对高粱叶斑病防治效果达63.37％～82.77％.[结论]将适宜浓度的黑曲霉引入到丸化种衣剂中,可促进高粱种子萌发,显著提高其幼苗根长、根冠比、根系活力及单株鲜质量,使株高矮化,提高其抗倒伏能力,并且对高粱叶斑病有一定的防效;但过量浓度的黑曲霉包衣高粱种子则降低高粱种子发芽势、根长及根系活力,对高粱种子萌发及幼苗生长有一定程度的抑制作用.适宜浓度的黑曲霉丸化种衣剂是保苗壮苗及安全生产的新型环保种衣剂.研究结果可对新型丸化种衣剂的研发提供科学参考、对黑曲霉的应用前景提供新的理论依据、对有机高粱的生产提供新的思路及保障高粱质量安全具有重要的意义.     

不同辣椒种质对象耳豆根结线虫的抗性评价

近年来象耳豆根结线虫的危害日益严重.为筛选抗象耳豆根结线虫的辣椒种质,本试验利用种属特异性引物对根结线虫病原物开展分子鉴定,确定为象耳豆根结线虫.接着采用室内人工接种法,对10份一年生辣椒种质和10份中国辣椒种质进行象耳豆根结线虫抗性鉴定,计算根结指数和卵粒指数,并通过比较隶属函数,发现其中3份辣椒种质对象耳豆根结线虫表现为高抗,抗病性最强的是L518M和L525-1M,L42M次之;10份表现为中抗;7份表现为感病,抗病能力最弱的是L69-1M;未发现免疫品种.本研究发现中国辣椒种质的抗病性整体高于一年生辣椒,是重要的抗病种质来源,可用于象耳豆根结线虫抗病育种和后续抗病机理的研究.     

标准化生产牦牛不同肌肉组织中矿物质元素含量研究

为研究标准化生产牦牛不同肌肉组织中矿物质元素含量差异,选取年龄和体重相近的麦洼牦牛和金川牦牛各15头,标准化饲养100 d后进行屠宰,采集背最长肌和股二头肌样品测定Ca、P、Mg、K、Na、Fe、Zn、Cu、Mn、Cr等矿物质元素的含量,测定总Hg、总As、Pb、Cd等重金属的含量.结果表明:除个别元素外,标准化生产出栏的牦牛股二头肌中矿物元素含量普遍高于背最长肌;在2种牦牛肌肉中仅检测到Pb,且其含量远低于限定值.这说明经标准化生产出栏的牦牛肉富含各种矿物质元素且无重金属污染,是一种值得推广的优质肉类.     

优化水肥与滴头间距组合对日光温室黄瓜生长及产量的影响

为探究水肥耦合+滴头间距对宁夏旱区日光温室春夏茬黄瓜生长、产量、品质和水肥利用率的影响。通过3因素3水平正交试验,利用Logistic方程模拟黄瓜株高变化规律,分析了各时期生长特点;利用极差分析和方差分析,研究了水肥耦合+滴头间距影响主次顺序、显著性及变化趋势,同时结合模糊数学隶属函数法对产量和品质指标进行综合评价,筛选最优组合。结果表明:①不同处理下黄瓜株高“S”形生长过程可分为渐增期、速生期、缓增期3个阶段,可用Logistic方程拟合,且相关系数均高达0.97;②春夏茬日光温室黄瓜在采摘期前3个月产量稳定,分别占总产30.19%、29.22%、28.58%,后1个月急剧下降,占总产12%;③3因素影响产量的顺序为灌水量>施肥浓度>滴头间距,灌水量影响显著,施肥浓度和滴头间距影响不显著,产量最高处理为TR1,达144361 kg/hm²,比最低处理TR9高44.92%。采用模糊隶属函数进行综合评价,TR2表现最好,平均隶属函数值为0.70。确定因素最优水平组合为:灌水量3040.95 m³/hm²、施肥浓度200倍液(740.55 kg/hm²)、滴头间距20 cm,产量为141077.9 kg/hm²。     

青冈栎林分空间结构对林下更新的影响

林分空间结构会显著影响其林下幼树更新。为明确其影响林下幼树更新的关键因子,以湖南省青羊湖国有林场青冈栎林天然次生林为研究对象,测量幼树株数密度、树高、地径和冠幅,计算混交度、大小比数、开敞度指数以及聚集指数代表林分空间结构,评价林下幼树更新情况,并用灰色关联度分析方法探究两者间的相关关系。结果表明,青羊湖国有林场13块青冈栎林样地林下更新幼树有6种,分属于4科5属,分别是青冈栎、苦槠、多脉青冈、南酸枣、黄檀、马尾松,青冈栎在更新幼树中占明显优势,是优势树种,幼树重要值为63.09%。青冈栎林各林分空间结构指数与林下更新指数均大于0.5,关联度较高,综合所有林分空间结构指数对林下更新指数关联度的均值来看,对林下更新的影响由大到小为大小比数>开敞度>聚集指数>混交度,大小比数对青冈栎林下更新影响最为显著。在促进青冈栎天然次生林林下更新时,应以调整林木大小分化程度为主,综合考虑林木空间分布格局的调整方案。     

凤梨草莓与黄毛草莓种间杂种果实香气成分的代谢谱分析

【目的】通过比较黄毛草莓和凤梨草莓的2个种间杂种PF（具黄毛草莓浓郁的蜜桃香气）和NF（无蜜桃香气）完熟期果实香气成分的代谢谱,为黄毛草莓蜜桃香气特征成分鉴定及野生草莓优异资源的开发利用提供参考。【方法】采用顶空固相微萃取和气相色谱/质谱联用技术（gas chromatograph tandem mass spectrometer technology,GC-MS）,对供试材料的香气成分进行检测。采用偏最小二乘法判别分析（partial least squares discrimination analysis,PLS-DA）模型第一主成分的变量投影重要度（variable importance in the projection,VIP）值和log2FC（Fold Change,FC）,结合T-test的P值来筛选差异性代谢物,PF相对于NF,设置阈值VIP>1.0, log2FC>1.0或log2FC<-1.0且P value<0.05,差异代谢物的相对含量采用峰面积归一化法计算,CAS号（Chemical Abstracts Service Registry Number）在https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov网站查阅。【结果】从检测到的383种总代谢物中筛选出67种差异代谢物,其中58种上调,9种下调,上调幅度较大的差异代谢物为内酯类物质,log2FC排在前3名的依次是(Z)-7-癸烯-5-酸（5.60）、丁位十一内酯（5.33）、δ-癸内酯（5.30）,下调幅度较大的差异代谢物为酯类物质,-log2FC排在前3名的依次是肉桂酸乙酯、亚硫酸（-7.19）,2-乙基己基异己酯（-6.65）和3-羟基丁酸乙酯（-4.14）。从相对含量来看,酯类在PF（37.69%）中大幅低于NF（57.20%）,内酯类在PF（20.91%）中大幅高于NF（6.12%）,酮类在PF（15.30%）中略高于NF（9.12%）,醇类、醛类、酸类、烯烃类和其他代谢物在PF和NF中的含量相当,NF中相对含量最大的酯是丁酸乙酯（17.92%）,PF中相对含量最大的内酯是δ-癸内酯（12.53%）,PF相对含量最大的酮与NF相同,均为2-庚酮。【结论】肉桂酸乙酯、丁酸乙酯和3-羟基丁酸乙酯等酯类可能是NF的关键香气成分,(Z)-7-癸烯-5-酸、丁位十一内酯和δ-癸内酯等内酯类可能是形成PF蜜桃香气的关键物质。     

Effects of music stimulus on behavior response,cortisol level,and horizontal immunity of growing pigs

An enriched environment is widely used to improve domestic animals’ welfare and promote their natural behaviors. Music can reduce abnormal behavior in humans, nonhuman primates, and rodents. However, little is known about the effects of music on pigs. This study aims to explore the effects of repeated music stimulation on the behavior, physiology, and immunity of growing pigs. A total of 72 hybrid piglets (Large White × Duroc × Minpig) were randomly divided into three groups, including music (Mozart K.448, 60 to 70 dB), noise (recorded mechanical noise, 80 to 85 dB), and control (natural background sound, <40 dB), and 6 h sound stimulation was given per day (1000 to 1600 hours) from 40 to 100 d of age. The behavioral activities of the pigs were observed during the music stimulation, and their serum cortisol, salivary cortisol, and serum immune indices were also measured. Compared with the control group, the music group and noise group increased activity but decreased lying of pigs (P < 0.05). A significant increase in tail-wagging, playing, and exploring behaviors of pigs was found in the music group (P < 0.05), and the noise significantly increased the aggressive behavior of the pigs (P < 0.05). Tail-wagging, playing, exploring, manipulating, and aggressive behaviors decreased over time. Short-term (8 d) music stimulus had a lower cortisol level than that of the noise and control groups (P < 0.05), whereas long-term (60 d) music stimulus increased immunoglobulin G (IgG), interleukin-2 (IL-2), and interferon-gamma (IFN-γ) levels (P < 0.05) and decreased interleukin-4 (IL-4) level (P < 0.05). Long-term noise stimulus significantly reduced the level of IgG (P < 0.05) but did not affect the level of IL-2, IL-4, and IFN-γ levels (P > 0.05). In conclusion, short-term music stimulus (8 d) reduced the stress response, whereas long-term music stimulus (60 d) enhanced the immune responses. In addition, the noise increased the aggressive behavior, and long-term noise reduced the immunity of the growing pigs.