水稻旱作覆膜节水增产试验研究

通过水稻旱作全程覆膜与半程覆膜、旱作不覆膜及水栽对比试验，研究其耗水规律，计算其节水量与增产量，并进行经济效益分析，提出了适合本地区的栽培模式。     

In Vitro and In Vivo Dendritic Cell Immune Stimulation Effect of Low Molecular Weight Fucoidan from New Zealand Undaria pinnatifida

Low molecular weight fucoidan (LMWF) has been reported to have immunomodulation effects through the increase of the activation and function of macrophages. In this study, the regulating effect of LMWF from Undaria pinnatifida grown in New Zealand on dendritic cells (DCs) was investigated. We discovered that LMWF could stimulate DCs’ maturation and migration, as well as CD4+ and CD8+ T cells’ proliferation in vitro. We proved that this immune promoting activity is activated through TLR4 and its downstream MAPK and NF–κB signaling pathways. Further in vivo (mouse model) investigation showed that LMWF has a strong immunological boosting effect, such as facilitating the proliferation of immune cells and increasing the index of immune organs. These findings suggest that LMWF has a positive immunomodulatory effect and is a promising candidate to supplement cancer immunotherapy.     

基于轻量型残差网络的自然场景水稻害虫识别

准确识别水稻害虫对水稻及时采取防护和治理措施具有重要意义,该研究以自然场景中水稻害虫图像为研究对象,针对水稻害虫图像的颜色纹理与背景相近以及同类害虫形态差异较大等特点,设计了一个由特征提取、全局优化以及局部优化模块构成的轻量型残差网络（Light Weight Residual Network,LW-ResNet）用于水稻害虫识别。在特征提取模块通过增加卷积层数以及分支数对残差块进行改进,有效提取自然场景中水稻害虫图像的深层全局特征并使用全局优化模块进行优化;局部优化模块通过设计轻量型注意力子模块关注害虫的局部判别性特征。LW-ResNet网络在特征提取模块减少了残差块的数量,在注意力子模块中采用深度可分离卷积减少了浮点运算量,从而实现了模型的轻量化。试验结果表明,所设计的LW-ResNet网络在13类水稻害虫图像的测试数据集上达到了92.5%的识别准确率,高于VGG16、ResNet、AlexNet等经典卷积神经网络模型,并且LW-ResNet网络的参数量仅为1.62×106个,浮点运算量仅为0.34×109次,低于MobileNetV3轻量级卷积神经网络模型。该研究成果可用于移动端水稻害虫的自动识别。     

咸蛋黄快速腌制过程中理化性质变化规律

该研究以新鲜蛋黄为原料,利用快速腌制模具,探究在咸蛋黄的上表面添加食盐单侧腌制过程中,食盐添加量和腌制时间对咸鸡蛋黄快速腌制过程中形貌特征和理化性质变化规律的影响。借助多种仪器分析手段对蛋黄腌制过程中形貌与物性的变化、水分及盐分的迁移规律进行了表征。低场核磁及成像结果表明：在腌制过程中,蛋黄中的水分不断向外迁移,含水率显著降低,当增加食盐的添加量和延长腌制时间,会加快水分的迁移速率;原子吸收结果表明：增加食盐添加盐量越多和腌制时间越长盐分迁移速率越快,质构、色差结果共同表明咸蛋黄腌制过程中,由于水分的向外迁移和盐分的向内渗入,使得蛋黄的蛋白质发生聚集使颜色加深;同时与市售整个腌制后分离的鸡蛋黄产品相比,当腌制时间为7d,添加盐量为3%;腌制时间为3d,添加盐量为5%时,所得的样品与市面的成品咸鸡蛋黄的感官品质及量化指标差异不显著（P<0.05）,为咸蛋黄单侧腌制技术提供理论的可行性。     

结合Sentinel-2影像和特征优选模型提取大豆种植区

准确获取大豆的空间分布对于产量估计、灾害预警和农业政策调整具有重要意义,目前针对种植结构复杂地区所开展的大豆遥感识别研究鲜有报道。该研究以安徽省北部平原的典型大豆产区——龙山、青疃镇为研究区,基于Sentinel-2数据提出一种分层逐级提取策略的大豆识别方法。该方法首先构建决策树筛选规则,剔除研究区内非农田地物,获得田间植被的总体分布;然后生成19个候选特征因子,包括分辨率小于等于20 m的10个波段反射率以及9个植被指数。在典型地物类型样本的支持下,将ReliefF特征权重评估算法与随机森林(RandomForest,RF),BP神经网络(Back-Propagation Neural Network,BPNN)和支持向量机(Support Vector Machine, SVM)相结合,分别构建ReliefF-RF、ReliefF-BPNN、ReliefF-SVM三种组合模型筛选出对于大豆识别最有效的特征,并基于布设在研究区内6个样方(大小为1 km×1 km)的无人机影像提取得到的大豆分布来评估3种模型在大豆制图中的表现。结果表明,ReliefF-RF模型表现最佳,基于该模型筛选出7个优选特征因子,大豆制图的总体精度介于85.92%～91.91%,Kappa系数在0.72～0.81之间,各个样方的提取效果均优于其他两种模型。此外,基于优选特征达到的提取精度明显高于原始波段反射率,虽然略低于全部19个特征的结果,但是数据量降低了63.16%。该研究可以为农田景观破碎、种植结构复杂地区的大豆种植区提取相关研究提供有价值的参考和借鉴。     

基于“3414”模型研究宁夏盐池县玉米氮磷钾施肥效应

2008年在盐池县具有代表性的土壤类型上进行了玉米＂3414＂试验,结果表明：地力贡献率为54.84%,说明土壤属于中等肥力。N、P、K对玉米产量影响大小顺序为N〉P〉K,增产效果居首位的为氮肥,施用纯N 240 kg/hm2的增产效应达到2 751.45 kg/hm2;P肥的增产幅度次之,施用纯P 120 kg/hm2的增产效应达到1 023.45 kg/hm;施用纯K 75kg/hm2的增产效应为236.7 kg/hm2。在不同肥料的交互作用中,N×P的交互作用对产量影响最大,N×P〉N×K〉P×K。施氮（N）量为360 kg/hm2,施磷量（P）为107.81 kg/hm2,施钾量（K）为4.30 kg/hm2时,玉米产量最高为7 652.23 kg/hm2。玉米产量与N、P、K肥料效应回归模型为三元二次多项式回归模型,经显著性检验达到极显著水平,可以为玉米生产施肥提供借鉴。     

长江上游流域土地利用对面源污染影响及其差异

基于遥感与地理信息系统技术,对比分析了长江上游流域2000—2006年土地利用变化;利用输出系数模型,计算了土地利用引起的面源污染负荷,并从面源污染TN和TP负荷量、负荷强度和不同来源等角度,综合分析得出长江上游流域土地利用变化对面源污染影响及其差异。2000—2006年,长江上游流域耕地面积减少约1.10×104km2,林地面积增加约1.10×104km2,其他土地利用变化很小,表明西部大开发以来,天然林资源保护、长江防护林和退耕还林等工程实施效果明显。长江上游流域土地利用造成的TN和TP负荷量2000年分别为114.14×104t和3.39×104t,2006年分别为111.21×104t和3.31×104t。四川省西北部雅砻江中游流域、大渡河上游流域、岷江上游流域和贵州省北部乌江中游流域,2000—2006年面源TN和TP负荷显著减少。     

气动侧摆关节的动态特性

针对目前气动关节存在的缺点,提出了采用气动柔性驱动器(flexible pneumatic actuator,FPA)直接驱动,模拟人手指侧摆运动的侧摆关节。介绍了侧摆关节的工作原理。根据热力学第一定律,结合关节的动力学方程,推导建立了关节的转角及输出力矩的动态模型,并进行了仿真分析研究了关节的动态特性;试验研究了侧摆关节的动态特性,分析了关节转角及输出力矩的实际动态响应较慢原因;采用了串联双闭环控制方法,对关节的转角及输出力矩进行了控制研究,结果表明:期望角度为15°时,关节转角闭环动态响应时间约为0.3s,稳态相对偏差小于0.65%;期望输出力矩为188N?mm时,闭环输出力矩动态响应约为0.3s,稳态相对偏差小于1.5%。侧摆关节可控性高,可满足多指灵巧手关节设计要求。     

间伐对华北土石山区油松林生长及其林下植被发育的影响

间伐是森林经营的主要措施之一,研究间伐对森林生态系统的影响对其可持续发展具有深远意义。对河北省木兰围场国有林场管理局北沟林场4块油松人工林样地分别进行46.6%,56.2%,67.1%的3个强度间伐以及对照处理,通过植被群落调查,研究不同间伐强度后油松林生长及其林下植被发育。结果表明:油松林分经不同强度抚育间伐后单木胸径、树高、冠幅和生物量均显著高于对照,且随间伐强度增大而增加,但单位面积蓄积量随间伐强度增大而减小;弱度、中度间伐能够增加林下植物种类,提高林下植物丰富度、多样性和均匀度指数,但是强度间伐后林下植物种类并不会增多,此现象符合"中度干扰假说";林分经不同强度间伐后,林下植被优势种各异;随着间伐强度的增大,林下植被生物量增加。综上,合理的间伐能够促进林分生长及其林下植被发育,研究区选择56.2%左右的间伐强度最优。     

晋西黄土区幼龄苹果+花生间作地土壤水分的时空分布特征

选取晋西黄土区具有典型代表性的幼龄苹果(Malus pumila)+花生(Arachis hypogaea)间作地作为研究对象,在花生生长季的不同时间对苹果+花生间作地和对照花生单作地的土壤水分进行定位监测,研究苹果+花生间作系统间作界面上土壤水分的时空分布特征和水分效应,及其对花生生长状况和产量的影响。结果表明:1)间作地土壤平均水分含量生长季逐月变化显著,水分耗用最大的时间为7月;2)在垂直方向上,土壤含水量随着土壤深度的增加而增加,在水平方向上,土壤含水量最低值出现在距离果树行最近的区域,并随着与树行距离的增加而增加;3)间作地种间土壤水分耗用量最大的区域为靠近苹果树的表层土壤;4)在当前树龄下,苹果+花生间作系统相对于花生单作土壤水分在整体上表现为负效应,对花生的产量产生了不利的影响,并限制了果农间作系统生态效益和经济效益的进一步提高。建议采取适当的调控和管理措施缓解种间水分竞争并提高花生的产量。