西北酿酒葡萄物候模型优选及气候变化对物候期的影响

为预测气候变暖背景下西北地区酿酒葡萄物候期变化规律,该研究利用2007—2022年西北地区地表温度数据及酿酒葡萄（赤霞珠、黑比诺、美乐和霞多丽）物候观测数据（萌芽期、开花期和转色期）,对酿酒葡萄物候模型（积温模型,包含生长日度模型（growing degree day model,GDD）及葡萄开花转色期模型（grapevine flowering veraison model,GFV）,BRIN模型、WE模型）进行参数优化和模拟比较,选取最适模型结合气候模式数据预测SSP245和SSP585情景下酿酒葡萄物候期的变化。结果表明：1）萌芽期,BRIN模型最适用于赤霞珠、美乐和霞多丽,GDD₅模型最适于黑比诺;2）开花期,GDD₁₀模型最适用于赤霞珠和美乐,GFV和WE模型分别适用于黑比诺和霞多丽;3）转色期,WE模型最适用于赤霞珠、黑比诺和美乐,GFV模型则最适于霞多丽;4）在SSP245情景下,西北地区2035—2065年与2055—2085年4种葡萄的3个物候期分别平均提前2 d与4 d;在SSP585情景下,西北地区2035—2065年4种葡萄的3个物候期平均提前5 d,2055—2085年除了天山北麓地区的酿酒葡萄转色期因夏季高温影响而平均延后6 d外,其他酿酒葡萄物候期平均提前10 d,进一步分析表明夏季高温是导致转色期延迟的重要因素。研究结果为适应气候变化充分利用气候资源,保障西北地区酿酒葡萄生产优势地位提供理论依据和科学支撑。     

基于无人机视频影像的油菜苗检测与计数

针对油菜生长早期传统人工苗情调查方法效率低、主观意识强,不能满足大面积或经常性高精度苗期调查作业需求的问题,该研究基于无人机影像及机器学习技术,提出一种油菜苗视频流检测模型及计数方法。通过对YOLO系列基础模型添加多头自注意力,用BasicRFB（basic receptive field block）模块替换原有的空间池化结构（spatial pyramid pooling-fast,SPPF）模块,并对Neck部分添加一维卷积及更换下采样方式等,进一步结合DeepSORT（deep simple online and real-time tracking）算法和越线计数技术实现对油菜苗的数量统计。算例测试结果表明,改进后YOLOv5s的交并比阈值0.50的平均精度均值达到93.1%,交并比阈值0.50～0.95的平均精度均值达到了67.5%,明显优于Faster R-CNN、SSD和YOLOX等其他经典目标检测算法,交并比阈值0.50的平均精度均值分别高出14.82、26.37和3.3个百分点,交并比阈值为0.50～0.95范围下的平均精度均值分别高出25.7、33.9和6.7个百分点。油菜苗计数试验结果表明,离线视频计数时,在合理的种植密度区间内,所提算法的油菜苗计数精度平均达到93.75%,计数效率为人工计数的9.54倍;在线实时计数时,在不同天气情况下,计数平台的油菜苗计数精度最大相差1.87个百分点,具有良好的泛化性,满足油菜苗计数实时性要求。     

鱼菜共生系统中乳酸菌的筛选及其发酵矿化应用

针对鱼菜共生系统固体废弃物资源化利用效率低的问题,该研究旨在筛选出抗逆性好、矿化功能强的鱼源性乳酸菌,加强鱼粪残饵的发酵矿化性能。试验从鱼菜共生系统中的生物滤料和鱼体中分离乳酸菌,并通过抗逆性及发酵矿化性能检测,筛选出2株具有应用潜力的鱼粪残饵矿化菌株,经鉴定分别为乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）L1和糊精乳杆菌（Lactobacillus dextrinicus）L2。耐温性、耐酸碱性和耐盐性检测结果显示,L1表现出较好的抗逆性。在 50 ℃时,L1存活率为96.60%,显著高于L2的存活率80.35%（P<0.05）;在pH值分别为5.0和9.0时,L1的存活率分别为65.43%和71.25%,高于L2的存活率31.10%和52.22%（P<0.05）;当盐浓度为60 g/L时,L1的存活率为37.33%,而L2无法存活。通过比较对照组（CK组,未添加乳酸菌）和乳酸乳球菌组（L组,添加乳酸乳球菌）发酵矿化过程中发酵液水质和矿物元素含量,结果显示 L组的有机物降解及矿化效果更好,除硫（S）元素以外,钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、铁（Fe）、锰（Mn）和锌（Zn）元素的矿化率均在第3天达到最高（27.59%～94.67%）。综上所述,乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）具有较强的抗逆性和显著的发酵矿化效果,且其最佳发酵矿化周期为3 d。该研究可为提高鱼菜共生系统固体废弃物资源化利用效率提供技术支持。     

基于改进YOLOv7的杨梅树单木检测

为了快速检测和统计杨梅树的数量,该研究提出了一种基于改进YOLOv7的杨梅树单木检测模型：YOLOv7-ACGDmix。首先,对YOLOv7的可扩展高效长程注意力网络（extended-efficient long-range attention networks, E-ELAN）进行改进,通过融合兼具卷积和注意力机制优势的ACmix（a mixed model that enjoys the benefit of both self-attention and convolution）结构得到AC-E-ELAN模块,提升模型的学习和推理能力,引入可变形卷积（deformable convolutional networks version 2, DCNv2）结构得到DCNv2-E-ELAN模块,增强模型对不同尺寸目标的提取能力;其次,采用内容感知特征重组（content-aware reassembly of features, CARAFE）上采样模块,提高模型对重要特征的提取能力;然后,在主干和头部网络部分添加全局注意力机制（global-attention mechanism, GAM）,强化特征中的语义信息和位置信息,提高模型特征融合能力;最后,采用WIoU（wise intersection over union）损失函数减少因正负样本数据不平衡造成的干扰,增强模型的泛化性。在公开数据集上的试验结果表明,YOLOv7-ACGDmix模型的精确率达到89.1%,召回率达到89.0%,平均精度均值（mean average precision, mAP）达到95.1%,F₁-score达到89.0%,相比于原YOLOv7模型分别提高1.8、4.0、2.3和3.0个百分点。与Faster R-CNN、SSD、YOLOv8模型相比,改进模型的平均精度均值（mAP_0.5）分别提高了9.8、2.2、0.7个百分点。实地采集杨梅树样本数据的检测精确率87.3%、召回率85.7%。试验表明,改进模型为基于无人机影像的杨梅树单木检测提供了一种有效的解决方案,对果园精准管理的发展具有重要意义。     

有机肥配施荧光假单胞菌肥对玉米产量与复垦土壤磷素有效性的影响

复垦土壤贫瘠,磷素含量极低,严重影响作物的生长发育。研究化肥、有机肥配施荧光假单胞菌对玉米产量和复垦土壤磷素形态以及酶活性的影响,为加速培肥矿区复垦土壤提供技术支持和理论依据。该研究在山西省晋中市采煤塌陷区进行了2a的定位培肥试验,共设置7个处理：不施肥（CK）、单施化肥（CF）、化肥配施荧光假单胞菌（CFB）、单施有机肥（M）、有机肥配施荧光假单胞菌（MB）、化肥配施有机肥（MCF）、化肥有机肥配施荧光假单胞菌（MCFB）。采集各处理土壤样品测定相关指标,并通过相关性分析和结构方程模型来探究各形态磷与有效磷以及土壤磷酸酶之间的关系。结果表明：1）在整个试验周期（2021—2022年）,与CK相比,不同施肥处理均能显著提高玉米产量以及各形态磷素。其中,以MB处理下的玉米产量、有效磷、磷活化系数、不稳定态磷以及部分不稳定态磷含量最高,与CK处理相比,玉米产量显著提高2.4倍,有效磷含量、磷活化系数值、不稳定态磷含量、部分不稳定态磷含量分别显著提高4.5倍、4.67倍、0.98倍、1.16倍。2）与CK处理相比,化肥、有机肥配施荧光假单胞菌能够显著提高土壤微生物量磷以及酸性和碱性磷酸酶活性,配施荧光假单胞菌后,微生物量磷水平和碱性磷酸酶活性均以MB较M处理提升效果最佳,分别显著提高27.08%和9.56%。3）结合相关性分析以及结构方程模型,随着荧光假单胞菌和化肥有机肥的施入,在提高不稳定态磷素含量的同时也提高有效磷的供应能力,促进磷素在农田生态系统中的循环转化,产生积极的正向影响。化肥、有机肥配施荧光假单胞菌能够一定程度上影响复垦土壤玉米产量及产量性状、各形态磷素及有效性和微生物活性,对复垦土壤脆弱的农田生态系统产生积极影响。     

DMPP mitigates N2O and NO productions by inhibiting ammonia-oxidizing bacteria in an intensified vegetable field under different temperature and moisture regimes

Vegetable soils with high nitrogen input are major sources of nitrous oxide (N₂O) and nitric oxide (NO), and incorporation of the nitrification inhibitor 3, 4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP) into soils has been documented to effectively reduce emissions. However, the efficiency of DMPP in terms of soil N₂O and NO mitigations varies greatly depending on soil temperature and moisture levels. Thus, further evaluations of DMPP efficiency in diverse environments are required to encourage widespread application. A laboratory incubation study (28 d) was established to investigate the interactive effects of DMPP, temperature (15, 25, and 35 ℃), and soil moisture (55% and 80% of water-holding capacity (WHC)) on net nitrification rate, N₂O and NO productions, and gene abundances of nitrifiers and denitrifiers in an intensive vegetable soil. Results showed that incubating soil with 1% DMPP led to partial inhibition of the net nitrification rate and N₂O and NO productions, and the reduction percentage of N₂O production was higher than that of NO production (69.3% vs. 38.2%) regardless of temperature and soil moisture conditions. The increased temperatures promoted the net nitrification rate but decreased soil N₂O and NO productions. Soil moisture influenced NO production more than N₂O production, decreasing with the increased moisture level (80%). The inhibitory effect of DMPP on cumulative N₂O and NO productions decreased with increased temperatures at 55% WHC. Conversely, the inhibitory effect of DMPP on cumulative N₂O production increased with increased temperatures at 80% WHC. Based on the correlation analyses and automatic linear modeling, the mitigation of both N₂O and NO productions from the soil induced by DMPP was attributed to the decreases in ammonia-oxidizing bacteria (AOB) amoA gene abundance and NO^-₂-N concentration. Overall, our study indicated that DMPP reduced both N₂O and NO productions by regulating the associated AOB amoA gene abundance and NO^-₂-N concentration. These findings improve our insights regarding the implications of DMPP for N₂O and NO mitigations in vegetable soils under various climate scenarios.     

东北半干旱黑土区玉米秸秆还田方式对土壤水溶性有机碳含量及其组分的影响

为明确不同秸秆还田方式下土壤有机碳组分的变化特征,基于6 a秸秆还田长期定位试验,利用三维荧光光谱技术,对无秸秆还田（CK）、秸秆覆盖还田（FG）、秸秆翻埋还田（FM）处理下土壤有机碳（SOC）含量及水溶性有机碳（WSOC）含量及其结构特征进行分析。结果表明：（1）与CK相比,FM处理0~40 cm土层SOC含量提高7.87%~29.54%,FG处理0~30 cm土层SOC含量增加1.91%~18.61%,30~40 cm土层SOC含量降低7.67%;FM和FG处理0~40 cm土层土壤WSOC含量分别提升13.42%~39.42%和0.28%~26.34%。（2）通过WSOC三维荧光光谱发现,各土层CK（Ex/Em=300/34、Ex/Em=300/340、Ex/Em=240/340、Ex/Em=300/340）处理WSOC荧光特征峰为溶解性微生物代谢产物和类色氨酸蛋白质物质荧光峰;FM（Ex/Em=340/430、Ex/Em=340/430、Ex/Em=340/435、Ex/Em=340/435）和FG（Ex/Em=270/440、Ex/Em=270/435、Ex/Em=340/435、Ex/Em=340/430）处理为类腐殖酸类物质荧光特征峰,腐殖化程度较高,结构较为复杂;荧光区域积分表明,FM和FG处理类腐殖酸类物质（Ⅴ）和富里酸类物质（Ⅲ）的积分百分比分别较CK增加12.18%~27.39%、11.98%~30.72%和3.96%~5.73%、2.99%~5.40%。（3）土壤WSOC包含两个组分,C1（Ex/Em=340/435, 270/435）组分为类腐殖酸类物质,C2（Ex/Em=290/345, 240/345）组分为溶解性微生物代谢产物和类色氨酸蛋白质物质;F_max值结果表明,0~40 cm土层的C1组分相对含量表现为FM>FG>CK,表明秸秆翻埋还田更有助于土壤中营养物质含量增加和形成更高分子量的有机物。综上,不同秸秆还田方式均可提升SOC和土壤WSOC含量,增加腐殖化程度,加强土壤的供肥能力,翻埋还田处理提升作用更为显著。     

太空诱变膜荚黄芪种质资源表型特征变异分析

以膜荚黄芪太空搭载种子建立的33D、22H群体及未搭载原种（CK）群体的SP₂代成药株为研究对象,对19个表型性状进行特征变异及多样性分析,以筛选具有优异性状的膜荚黄芪种质资源。结果表明：诱变后代群体的19个性状变异幅度、遗传多样性存在不同程度差异,33D、22H群体及CK群体地上部分的4个质量性状的变异系数CV范围分别为0.35~0.78、0.38~0.84、0.41~0.64,即变异幅度表现为22H>33D>CK,遗传多样性指数H′范围分别为1.67~2.13、1.66~2.02、1.44~2.21,即变化幅度为CK>33D>22H;7个数量性状的CV范围分别为0.17~0.62、0.17~0.67、0.20~0.83,H′范围分别为1.47~2.01、1.72~2.04、1.59~2.11,即变异幅度表现均为CK>22H>33D;8个产量构成性状的CV范围分别为0.09~0.53、0.15~0.55、0.09~0.97,即变化幅度为CK>22H>33D,H′范围分别为1.81~2.09、1.73~2.06、1.59~2.03,即变化幅度为33D>22H>CK。通过主成分因子分析将诱变后代群体植株的12个数量性状指标简化为4个主因子,33D和22H群体数量性状累计贡献率均大于CK,分别达68.669%和70.414%,并筛选出二级分枝数、单根干质量、有效根长、侧根数、根长、折干率可作为膜荚黄芪评价代表性指标;诱变后SP₂代地上部性状隶属函数值小于CK,产量构成性状隶属函数值大于CK。通过隶属函数和聚类分析将诱变后SP₂代的2个群体分别归为3类不同类型植株（即I、II和III型）,第I类群为良好类、第II类群为优势类、第III类群为后备类,综合评价筛选出性状优异种质39份、产量构成性状优异种质16份、矮株型高产种质3份。     

计算机视觉技术在苹果叶片营养诊断上的应用

植物营养诊断方法很多,但是无论何种方法,由于复杂的检测技术条件,在实际应用中均存在着一定困难,人们希望获得更快更简捷的检测方法和工具.随着计算机视觉技术的专业化与计算机硬件成本的降低和速度的提高,其在农产品诊断领域应用计算机视觉已变得越来越具有吸引力.苹果叶片营养状态诊断是进行合理施肥的前提,因此具有非常重要的意义.     

船体结构焊接变形问题研究

焊接变形是影响焊接结构质量和生产率的主要问题之一。船体焊接变形的存在不仅影响焊接结构的制造过程,而且影响船体焊接结构的使用性能。详述焊接变形的分类和影响船体焊接变形的主要因素,为控制焊接变形提供理论与技术支持。