基于全卷积神经网络的荔枝表皮缺陷提取

【目的】增强荔枝表皮缺陷提取效果,满足其品质检测分级准确性要求。【方法】采用Tensorflow框架构建基于AlexNet的全卷积神经网络AlexNet-FCN,以ReLU为激活函数,Max-pooling为下采样方法,Softmax回归分类器的损失函数作为优化目标,建立荔枝表皮缺陷提取的全卷积神经网络模型,并用批量随机梯度下降法对模型进行优化。【结果】模型收敛后在验证集上裂果交并比(IoUd)为0.83,褐变交并比(IoUb)为0.60,褐变与裂果的总体交并比(IoUa)为0.68;与利用线性SVM、朴素贝叶斯分类器缺陷提取效果相比,该模型的特征提取能力显著提高。【结论】全卷积神经网络在水果表面缺陷提取中具有良好的应用前景。     

柑橘转基因成分多重PCR检测体系的建立

[目的]建立柑橘转基因成分的多重PCR检测体系。[方法]根据GenBank中pBI121质粒序列和柑橘(Citrus.)Actin基因序列,分别设计CaMV35S启动子、NOS启动子、NOS终止子特异引物和Actin基因的特异引物,建立能同时检测出4种序列的多重PCR检测体系,同时通过正交试验确定该体系的最佳引物浓度和比例及PCR反应体系中各因素的浓度及反应程序,并对该方法的灵敏度进行验证。[结果]试验得到的最佳MPCR反应体系为:10×buffer 2.5μl,25 mmol/L MgCl22.0μl;dNTP Mixture(2.5 mmol/L each)2.0μl,10μmol/L的Actin基因、35S启动子、NOS启动子、NOS终止子引物分别加入1.0、1.0、1.5、0.5μl,模板DNA 0.1μg,Taq DNA聚合酶1.25U,加ddH2O至25μl。PCR反应程序为:94℃预变性5 min;94℃30 s,64.1℃45 s,72℃50 s,31个循环;72℃10 min。试验中,经正交优化后的4重PCR反应灵敏度达0.1%。[结论]该研究建立的MPCR检测体系,理论上已能满足柑橘或其深加工产品的转基因成分检测。     

分子标记辅助选择抗南方玉米锈病材料

以来自国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的高抗南方玉米锈病种质为抗锈源,把抗病基因导入来自温带欠抗锈种质,借助分子标记辅助选择,聚合抗锈基因定向改良,对获得的BC2F2进行田间抗病性接种鉴定。结果显示,利用phi048选择与抗病亲本相同带型的BC2F2家系368个单株接种鉴定,抗及高抗级别植株共235株,占总株数的63.9%;中抗级别植株114株,占31.0%;感病植株19株,占5.1%。表明利用phi048对南方玉米锈病抗病材料进行早代选择是有效的,可淘汰大量感病家系,减轻田间工作量;利用分子标记辅助定向选择结合抗病接种鉴定,能有效改良温带种质的抗锈性。     

柑橘机器人夹持损伤有限元预测及试验验证

【目的】研究作业机器人不同夹持条件下柑橘的内部应力变化,预测并分析柑橘的夹持损伤。【方法】测定柑橘各组分的力学参数;根据柑橘结构建立其所对应的有限元模型,模拟机器人不同指面夹持柑橘的过程;利用自行设计的末端夹持平台对柑橘实物进行夹持验证试验。【结果】柑橘的纵向果皮和果肉的弹性模量分别为11.408和0.277 MPa,极限应力分别为1.250和0.048 MPa。模拟试验中,得到柑橘果皮和果肉的等效应力分布图;柑橘果皮应力大于果肉;由于果肉的极限应力小于果皮,果肉的损伤先于果皮;相同夹持力下,弧指比平指对柑橘果皮和果肉作用应力小;平指夹持力为23 N时,果肉出现损伤,但弧指夹持力为45 N时,果肉才出现损伤;当夹持力分别为12、23、34、45、56、67 N时,平指比弧指夹持的柑橘果肉损伤率分别大0、10%、30%、40%、20%、20%。夹持试验结果验证了模拟预测试验。【结论】可实现柑橘夹持损伤预测和评估,可为柑橘作业机器人的减损结构设计提供依据。     

荔枝整果压缩力学特性试验

为减少机械损伤,水果采摘机械的设计与控制需充分考虑水果整体力学特性。对荔枝整果进行压缩试验,分析研究荔枝在压缩载荷下的变形规律和重复加载时其刚度的变化,根据Hertz接触理论求得整体荔枝压缩时弹性模量与变形量的关系曲线,通过对试验曲线的拟合求得荔枝刚度与变形的二次关系式。试验范围内得到的荔枝果壳破裂力为30～40N,其受载时趋于稳定的刚度值为6.3954×103N/m。该研究为采摘机械的设计、减少采摘损伤控制最小的载荷提供了参考依据。     

江安河武侯区段水质监测与评价

合理设置断面于2010年11月至2011年3月每月采样1次对江安河武侯区段的一些常规污染指标进行了监测,并结合单因子污染指数法对各断面水质进行了评价,然后结合评价结果进行了分析。结果表明,以地表水环境质量标准中Ⅲ类标准计算得到的硫化物、TP、CODCr等指标的污染指数均已超过1,尤其是硫化物污染指数甚至达到99.60,表明江安河武侯区段水体已经受到严重污染,上游带来的污染是该段水体污染的主要原因。     

杜泊羊和湖羊杂交F1代公羊能量及蛋白质的需要量

为解决目前在畜牧业中广泛存在的营养供给不能满足动物需要或者营养供给过剩造成的饲料资源浪费等问题,以20～35 kg杜泊羊和湖羊杂交F1代公羔为研究对象,将营养需要解析为维持需要和生产需要,由饲养试验、消化代谢试验和比较屠宰试验组成。在消化代谢试验中,将12只试验羊随机分为自由采食、70%采食量以及50%采食量3个组,采用全粪尿收集法得到3个采食量水平的ME值、蛋白质和能量消化率,并利用比较屠宰试验分3期进行屠宰测定,将得到的数据建立系列数据模型,最终推算出营养需要量。结果显示:维持净能(NEm)需要量为46.3 kcal/kg0.75、维持代谢能(MEm)需要量为112.0 kcal/kg0.75、维持净蛋白质(NPm)需要量为1 009±98 mg/kg0.75,20～35 kg日增重300 g的公羔生长净能需要量为2.58～5.42 MJ/d、日增重300 g的生长净蛋白质需要量为111～129 g/d。本研究结果确定了该品种肉羊育肥期前半阶段的能量和蛋白质需要量,为该品种肉羊营养的科学供给提供了理论依据。     

赤水河中段水环境化学特征研究

选取赤水河中段作为研究对象,对其水环境化学特征进行分析和研究,并进行水质评价。结果表明,赤水河中段阴离子以HCO3-为主,占阴离子总量的75%,阳离子以Ca2＋为主,占阳离子总量的66.7%,水化学类型主要为重碳酸盐钙型Ⅱ类水质,与＂七.五＂时期相比,水质类型变化不大,且水系河水以HCO3--Ca2＋型水的基本组成是稳定的;河水水质属于偏碱性、中等矿化度水,其矿化度随着HCO3-的增加而增加,赤水河中段河水的pH值、矿化度、总硬度等均达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）的Ⅰ、Ⅱ类水质或生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的水质要求,可以作为城镇居民的生活饮用水水源地以及周边诸多酒厂生产白酒所用加浆水的水源;赤水河中段干流水中Eh较高,溶解氧丰富,自净能力强,是优质的中等矿化度淡水资源,与河流的水质评价结果相符。     

水稻的氮磷钾养分吸收特性及其与产量的关系

在田间条件下，对包括两系杂交稻在内的8个水稻品种的氮磷钾吸收特性及其与产量的关系进行了分析研究。结果表明：早稻仅在分蘖-拨节期出现一个吸氮高峰，约占总吸氮量的60%；晚稻在分蘖期和孕穗-抽穗期出现两个吸氮高峰，分别占总吸氮量的40%和24%左右。早稻吸收磷钾的高峰期可从分蘖期-直持续到抽穗期以后，而晚稻吸收磷钾的高峰期仅在分蘖期，其吸收量占全生育期吸收量的55%以上。在稻谷产量、稻草产量和干物质总积累量方面，两系杂交稻比其它品种具有明显的优势，分别高出21%，46%和32%；在这些方面晚稻比早稻具有更明显的优势，晚稻的磷钾养分（尤其是磷素）利用效率比早稻高，晚稻吸收较少的养分而生产较多的稻谷。相关分析表明，水稻各生育阶段的吸氮量与稻谷产量呈显著正相关；而中后期的磷钾吸收多为奢侈吸收，它与稻谷产量无相关性。     

高效设施农业中的水分调控与节水灌溉技术

阐述了高效设施农业的效益和存在的问题以及其中的水分环境调控要求和措施。认为设施农业中节水灌溉技术的选择应以水分环境调控要求为依据。并简介了当前我国高效设施农业中应合理选用的节水灌溉技术形式