作物茎秆膨胀收缩监测柔性可穿戴传感器研制与试验

作物茎秆膨胀和收缩变化与其水分状态密切相关,实时监测茎秆的膨胀和收缩变化能够及时掌握作物水分状态,对指导灌溉、提高农业水资源利用率具有重要意义。目前,对于作物茎秆膨胀和收缩变化的监测主要采用基于线性微位移测量原理的传感器,通过测量茎秆的膨胀和收缩引起的位移变化来反映水分状态,存在体积大、价格高、安装不便等问题。为此,该研究提出了一种基于压阻效应的柔性可穿戴传感器,采用柔性压力电极作为传感元件,贴附在作物茎秆表面,通过监测茎秆膨胀和收缩引起的压力变化来反映作物的水分状态,压力检测电路和数据采集电路将作物茎秆的压力信号转换成电信号进行输出和存储。首先在实验室环境下对传感器性能进行测试和标定,然后在温室环境下将传感器安装在番茄茎秆上观测番茄茎秆的压力变化,并与线性微位移传感器观测结果进行比较,最后在充分灌溉和水分亏缺2种条件下观测番茄茎秆的膨胀和收缩变化。结果表明,柔性压力传感器稳定性测试的平均相对变化率为0.109%;弯折前后引起的输出变化非常小,可以忽略不计;标定结果的决定系数大于0.99,最合适的工作压力范围为2～100 kPa;实验室环境下,柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值之间的决定系数为0.9551;温室环境下,充分灌溉组中柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值变化趋势一致,两者之间的决定系数为0.7672,亏缺灌溉组中两类传感器输出值均因水分亏缺而呈现下降趋势,输出值之间的决定系数为0.8519。本文所设计的柔性可穿戴压力传感器不仅能够实时监测番茄茎秆的膨胀和收缩变化,还可以对番茄亏水胁迫进行诊断,为实现高效节水灌溉提供重要的技术支撑。     

整建制全要素全链条农业面源污染综合防治的思考及实践

加强农业面源污染综合防治是加快推进中国农业发展全面绿色转型,实现乡村全面振兴的重要任务。近年来,在多方的共同努力下,中国生态环境改善取得了一定成效,但重点流域的农业面源污染问题仍然突出。该研究在分析中国农业面源污染现状的基础上,通过资料收集、现场调研、专家座谈等多种方式梳理和分析了农业面源污染综合防治在治理主体、投入要素、技术体系与产业链条方面的瓶颈,解析了整建制全要素全链条农业面源污染综合防治的内涵,阐述了国家农业绿色发展先行区浙江平湖在践行整建制全要素全链条农业面源污染综合防治方面的先进做法及应用效果。总结了典型案例在网格化健全污染综合防治“整建制”、特色化延伸综合防治“全链条”、以及全方位保障污染综合防治“全要素”三个方面开展的相关工作,以期为探索形成农业面源污染综合防治整体解决方案,示范带动农业发展全面绿色转型提供支撑。     

基于超参数优化算法下的随机森林模型预测奶牛呼吸频率

奶牛呼吸频率是评估环境造成的奶牛热应激程度的重要指标之一。该研究基于随机森林（random forest,RF）算法提出了适用于生产条件下的奶牛个体呼吸频率准确预测模型,为了平衡模型精度与计算效率问题,利用遗传算法（genetic algorithm,GA）、差分进化（differential evolution,DE）算法、粒子群优化（particle swarm optimization,PSO）算法、贝叶斯优化（Bayesian optimization,BO）算法对模型超参数进行优化,并与网格搜索（grid search,GS）下的人工神经网络（artificial neural network,ANN）和极限梯度提升机（extreme gradient boosting,XGBoost）模型进行了对比分析。研究结果表明,使用融合环境参数的修正温湿指数（adjusted temperature-humidity index,ATHI）、时间区域、奶牛产奶量、泌乳天数、身体姿势以及胎次作为输入特征时,基准RF模型的预测性能最佳。在此基础上,4种智能优化算法下的RF模型性能优于GS-ANN和GS-XGBoost,其中BO-RF的综合性能最优,其决定系数、平均绝对误差、平均绝对百分比误差以及均方根误差分别为0.614、7.723、14.4%、9.737,超参数优化耗时约为DE-RF的1/220。特征重要性分析表明,输入因子对奶牛呼吸频率的影响程度不同,ATHI是影响力最高的因子,相对重要性（relative importance,RI）为0.71,其次是时间区域（RI=0.09）和奶牛产奶量（RI=0.07）。研究为奶牛生产、健康评价及牛舍环境精准调控提供了有效方法和基础。     

不同施氮水平对柳枝稷光合特性及抗旱性的影响

为了探究宁夏银北盐碱地区柳枝稷高产优质高效栽培过程中最佳的施氮量及其对柳枝稷叶片光合特性及抗旱性的影响,本研究采用大田试验,以Cave-in-Rock品种柳枝稷为供试材料,设无氮添加(0 kg·hm-2,N0)、施低氮(60 kg·hm-2,N60)、中氮(120 kg·hm-2,N120)和高氮(240 kg·hm-...     

虾原肌球蛋白诱导小鼠过敏性哮喘气道重塑模型的研究

以虾原肌球蛋白每周腹腔注射致敏小鼠1次,连续3周,再持续进行6周滴鼻激发诱导小鼠发生气道重塑.采用ELISA法检测血清总IgE水平,测定肺气道阻力,HE染色观察肺组织形态学变化,PAS染色观察气道上皮细胞黏液分泌状态,Masson三色法检测胶原纤维增生,免疫组织化学法检测肺组织a-平滑肌肌动蛋白的表达,以探索建立一种以...     

控释氮肥和尿素配比对不同品种夏玉米氮素累积、转移及其利用效率的影响

在黄淮海夏玉米生产区,不同控释氮肥和尿素的配比下,研究不同氮效率玉米品种的产量及其花前花后干物质和氮素累积分配规律,以及相应的氮素利用效率与经济效益,为该区域夏玉米氮肥高效施用提供理论与技术依据.试验采用裂区设计,周期为两年,以施氮处理为主区,设置0、180、300 kg·hm-23个施氮水平,并在180 kg·hm-...     

苗期快速分选水稻人工无融合生殖克隆种子

【目的】人工无融合生殖系统的建立为水稻杂种优势固定提供了途径。当前人工无融合生殖系统在产生克隆种子的同时会伴随大量的四倍体种子,有必要开发简易高效的分选克隆种子方法。【方法】通过不同温度、盐浓度处理春优84和MiMe（同时突变PAIR1、REC8和OSD1获得的可将减数分裂转化成有丝分裂的材料）种子萌发的幼苗,观察它们形态学上的差异,确定最佳筛选条件。在最佳条件下,处理Fix材料（通过基因编辑技术同时突变PAIR1、REC8、OSD1和MTL基因获得的可固定杂种优势的材料）种子萌发的幼苗,根据形态差异分选克隆种子。利用流式细胞术确定分选的效率。【结果】无融合生殖材料Fix产生4.4%的克隆种子和95.6%的四倍体材料;而MiMe材料的后代全是四倍体。利用滤网在23℃、28℃和32℃水温条件下萌发春优84和MiMe种子48h,Mi Me材料的初生根直径在3种温度处理下均显著大于春优84,以28℃处理最优。在28℃水温条件下,利用0%、0.05%、0.1%、0.2%和0.5%NaCl溶液培养春优84和MiMe种子7 d,Mi Me材料的根长、苗长与春优84无显著性差异,但春优84材料第1片...     

缺铁条件下磷素水平对不同磷效率大豆农艺性状的影响

为给缺铁地区磷肥的合理施用提供理论依据,以磷高效和磷低效基因型大豆为材料,采用砂培方式研究不同磷/铁处理对不同磷效率大豆生物学性状的影响,分析农艺性状与大豆植株磷、铁性状的关系,以及磷、铁性状对单株粒重的影响,并利用因子得分综合评价磷高效和磷低效基因型对不同磷/铁处理的响应.结果表明:磷高效基因型大豆在R5期的株高、茎...     

基于文献计量的荒漠灌丛研究现状及热点分析

以中国期刊全文数据库(CNKI)和Web of science数据库中与荒漠灌丛有关的文献为国内和国际文献基础数据源,利用Origin 2019按年份统计发文量、论文增长率和文献共被引次数,通过Bibexcel将筛选出的高频关键词生成共词矩阵,利用Ucinet和Netdraw等软件得出高频关键词共现网络化可视图.利用S...     

广东省二月玉米、豆粕、进口鱼粉价格分析

国家卫生部1月11日公布目前我国已经进入2006/2007年度禽流感流行的高峰期。世界卫生组织官员1月12日说,高致病性禽流感疫情最近再度在