基于LightGBM和处方数据的番茄病害诊断方法

为高效地挖掘植物病害处方数据并辅助精准诊断,以番茄病毒病、番茄晚疫病、番茄灰霉病3种病害为研究对象,构建基于贝叶斯优化LightGBM的番茄病害智能诊断模型,探索作物病害处方数据挖掘及其精准诊断。重点对处方原数据（文本数据标签和One-hot编码等）进行预处理,以基于Wrapper的递归特征消除法进一步提取作物病害处方数据的特征;利用基于LightGBM算法构建番茄病害诊断模型,并与K近邻（KNN）、决策树（DT）、支持向量机（SVM）、随机森林（RF）、梯度提升决策树（GDBT）、AdaBoost和XGBoost常见机器学习模型运行结果进行比较分析并进行优化;设计基于LightGBM模型的Android手机端植物医生病害诊断APP。实验结果表明,基于贝叶斯优化的LightGBM模型综合诊断准确率可达到89.11%,比其他7种机器学习模型的诊断准确率平均高3.65个百分点;同时特征选择后的LightGBM模型在保证模型准确率的基础上降低了前期数据收集难度,模型综合准确率提高至89.34%,其中番茄病毒病的诊断精确度和F1值均达到96%以上,运行时间减少了47.73%;最后通过番茄叶霉病和番茄早疫病两种病害对本文模型进行了泛化能力测试,实验结果表明该模型具有较强的泛化能力和实用性。基于LightGBM模型设计的APP可以实现用户人群友好的交互式可视化且满足实际诊断需求。     

基于无人机遥感的盛花期薇甘菊监测技术

薇甘菊是世界十大有害杂草之一,其泛滥会对生态系统造成重大影响。建立一个高空间分辨率全域尺度的薇甘菊预警评估方法,是防治薇甘菊的关键手段之一。目前对薇甘菊的监测主要有人工踏查、卫星遥感监测,但前者效率低下而后者识别精度不够。以无人机为载体,通过采集待监测区域的薇甘菊彩色图像,应用Otsu-K-means、RGB、HSV色彩空间阈值分割算法以及K-means-RGB、K-means-HSV、K-means-RGB-HSV融合算法和MobileNetV3深度学习算法进行识别,采用召回率、精确率和均衡平均数F1值共3个评价指标对识别结果进行评价。实验结果表明K-means-RGB-HSV算法对盛花期薇甘菊的整体识别效果最佳。在此基础上,基于识别结果应用模糊层次分析法以及盖度公式,初步建立了薇甘菊的预警评估方法,划分了5个薇甘菊入侵危害等级,可根据所需监测精度的不同,设置不同尺寸的网格和辐射半径,绘制出薇甘菊入侵的精准分布热力图,能够清晰准确地体现不同区域的入侵薇甘菊的危害程度。在厘米级分辨率精度下,实现了基于无人机遥感的盛花期薇甘菊精准监测,为薇甘菊入侵的监测、预警和精准防治提供了有力支撑。     

基于热致液晶弹性体的仿生心脏泵的设计

为设计一款仿生心脏功能较佳的心室泵,采用柔性、热致伸缩的热致形变弹性体代替心肌,根据螺旋心室心肌带理论,选择心肌带的左心室段,并选取了Hilbert平面填充曲线作为热致导体在热致形变弹性体中的走行方式,设计出与真实心脏类似的心室泵结构.通过试验测量了所设计的心室泵的射血分数与心率,结果显示该心室泵的搏出量高于自然心脏,而其心率远低于自然心脏.相对于机械泵,所设计的心室泵结构与真实心脏类似,具有收缩能力强,射血分数高的优点,且不易破坏血细胞,生物相容性较好.不足之处在于,热致动液晶弹性体变形响应慢,暂时还未能达到正常心脏的心率.论证了构建双稳态结构,提高仿生心室泵效率的可能性,以及对于心肌纤维走向较为复杂的其他心肌带段,双轴拉伸机械雕刻对其仿生的可能性.此研究可为容积心脏泵的研发提供新的思路,也可以对右心衰竭等心脏疾病起到辅助治疗的作用.     

两种形态蛹虫草菌株子实体及有效成分比较

在蛹虫草资源调查中,发现两种子实体形态迥异的蛹虫草菌株T和G。栽培试验表明,T菌株子实体矮化膨大,G菌株子实体为棒状．两者子实体长度、直径和产量差异显著。有效成分测定结果表明,菌株T和G子实体中粗多糖的含量分别为1．75％,1．77％,虫草酸为2．81％,2．57％,超氧化物歧化酶（SOD）酶活分别为30．43U／mgprotein、53．49U／mgprotein,过氧化物酶（POD）分别为31．26U／mgprotein,33．49U／mgprotein,过氧化氢酶（CAT）分别为126．35U／mgprotein、137．46U／mgprotein。其中,虫草酸含量、SOD酶活两者差异均显著。     

高垄平台联合作业机的研究设计

“高垄平台”耕法是治理低湿易涝地的有效手段。为此,给“高垄平台”耕法配套了主要作业机具—播种机,以保障此耕法的顺利实施,保障低湿易涝地丰产丰收。对机器的总体配置和关键部件进行具体设计和试验。经过3年试验表明,该机器增产效果明显,具有很好的推广前景。     

分析三种常见剂型农药在园艺生产中的应用

在园艺生产中,一般采用喷洒农药来防治病虫害.农药原药或原液一般情况下不能直接使用,要在一定使用工艺条件下,经过加工配制,才能应用到实际园艺生产中,这种经过处理的农药产品就叫做制剂.运用喷洒农药时要选择合适的剂型和恰当的喷洒方式才能发挥农药的作用.基于此,笔者着重介绍三种常见剂型农药在园艺生产中的应用注意要点.     

大型海藻多糖的制备及应用研究

海藻多糖是大型海藻重要的组成成分,其生物活性是近年来研究的热点和重点。本文综述了近年来海藻多糖的水提、醇提、酸碱提、酶提、超声波辅助提取和微波辅助提取等6种方法,比较了不同制备方法的适用性及优缺点,详述了海藻多糖的免疫调节、抗肿瘤、抗病毒、降血糖、降血脂和抗氧化等生物活性及作用机理,介绍了海藻多糖在生物医药、食品以及化妆品领域的应用情况,展望了海藻多糖未来的研究重点,以期为海藻高值化开发利用研究提供一定的参考。     

不同频率LED红蓝光交替照射对生菜生长与品质的影响

在全人工光型植物工厂中进行试验,运用供光模式可调的红蓝LED光源,以不同频率的红蓝光交替照射生菜,并以同比例的红蓝光同时照射生菜作为对照组,通过测定生菜生长动态、光合色素、可溶性糖、粗蛋白、维生素C以及硝酸盐含量,研究红蓝光供光模式及交替频率对生菜生长与品质的影响。结果表明:在等能耗基础上,16 h光期里,红蓝光交替1次有利于生菜地上部分生物量、可溶性糖以及粗蛋白的积累;红蓝光交替4次有利于生菜中维生素C的积累以及硝酸盐的代谢;所有处理中,叶绿素及类胡萝卜素含量均以4次和8次红蓝光交替为最大,且二者之间无显著性差异。     

集成生物防治和秸秆还田技术对设施番茄增产及土传病害防控效果研究

本研究在设施条件下,评估了综合使用秸秆还田和生防菌技术对设施番茄连作土传病害的防治效果及增产作用。研究表明：1）秸秆还田技术有利于温室内C02积累,比常规温室C02的含量普遍高200-400μL．L-1,同时能够提高地温0．5℃;2）分别单独使用2个生防菌、单独使用秸秆还田技术和2项技术集成使用的5个处理中,生防菌PTS394＋秸秆综合处理效果最好,株高和茎粗分别比常规增加达到35．9％和20．9％,理论产量达9302．7kg·667m^-2;3）土传病害防效调查显示,生防菌PTS394＋秸秆和B1619＋秸秆2个综合处理防效最好,分别为68．0％和66．2％。基于理论产量、市场番茄价格及投入成本情况,最终计算得出综合应用生防菌PTS394和秸秆还田技术处理的理论亩纯收益最高,为23071元,番茄效益增收达41．7％。本研究为生防菌和秸秆还田技术在田间的综合使用提供了理论基础。     

沙棘植物柔性坝坝体变形初步分析

本文基于2005年在内蒙古准格尔旗西召沟小流域对已植的沙棘柔性坝进行野外调查,从植物生长角度对沙棘柔性坝坝体进行了纵向、横向、垂向(即沙棘柔性坝坝长、坝宽、坝高)的变形分析。对于沙棘柔性坝的坝长变化,主要从沙棘根系蘖苗萌生出发,分析得出其每年扩展约1m;柔性坝坝宽受沟宽限制,其发展趋势为扩展至满沟;柔性坝坝高变化采用三次函数和Logistic型函数两种具有“S”形特征的曲线进行拟合分析,经对比其变化过程服从Logistic型生长函数,并结合Logistic函数对沙棘植物柔性坝坝高的变化进行了具体意义的探讨。