建设农业工程系统“信息高速公路”的探讨

根据我国目前农业工程信息基础设施现状和农业工程学科专业面广、信息量大的特点,提出建设农业工程系统“信息高速公路”的必要性和紧迫性。并进一步探讨了建设农业工程系统“信息高速公路”的指导思想和应注意的问题。最后提出了全国农业工程系统信息网络的设计原则及网络总体构成图。     

基于网络集成的弧齿锥齿轮数字化闭环制造技术

为突破弧齿锥齿轮数字化闭环制造过程信息继承性与集成性低的局限,实现弧齿锥齿轮齿面数字化闭环过程的集成运行和齿面制造信息的集成管理,该文提出了一种弧齿锥齿轮的网络化闭环制造模型,建立了网络化闭环制造的运行机制,采用基于TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol,传输控制/网络通讯协定)的分布式集成控制模式构建网络化闭环制造模型的通信网络,利用Web服务应用集成方法建立闭环制造过程信息集成机制,并通过设计开发闭环制造集成系统实现网络化闭环制造信息的集成统一管理。应用结果表明:该模型及其实现技术可行实用,实现了齿面制造过程的数字化和集成化运行,使齿轮副的齿面精度和啮合性能都得到明显提高。以该文的准双曲面齿轮副滚动检测试验为例,辐射噪声降低约7%,振动加速度幅值降低约15%。该研究为弧齿锥齿轮的网络化和集成化制造提供参考。     

内蒙古河套灌区节水灌溉工程实施后地下水变化的BP模型预测

根据黄河河套灌区多年的水文、气象和地下水资料，应用不同的ANN—BP网络模型对灌区年、月地下水埋深的变化进行了模拟，预测了黄河河套灌区节水工程实施后未来灌区年平均地下水位下降的情况，从预测结果可以看出，河套灌区节水工程实施后灌区平均地下水位预计下降0.5 m左右。此外对BP模型的结构设计中隐含层数、隐含单元数和学习速率的合理确定作了具体分析，提出了学习速率取值范围lr=0.01～0.1，为河套灌区节水工程改造规划、设计和管理决策及BP模型的应用提供了参考依据。     

采用广义回归神经网络建立酪蛋白乳化性与疏水性关系

为了研究琥珀酰化修饰后酪蛋白乳化性与疏水性关系,该文以琥珀酰化牦牛乳酪蛋白为研究对象,分析了不同酰化程度酪蛋白乳化性及疏水性变化趋势,采用广义回归神经网络建立了牦牛乳酰化酪蛋白乳化性与疏水性关系模型。结果显示,琥珀酰化牦牛乳酪蛋白乳化性和疏水性均与酰化程度、pH值有关,pH值为5以上,随着酰化程度的增加,酪蛋白乳化活性增大;等电点附近,酪蛋白乳化活性较差,等电点之后乳化活性迅速增大。pH值介于2-6时,所有酪蛋白乳化稳定性较强,pH值介于6-11之间时,酪蛋白乳化稳定性差异较小,pH值为12时乳化稳定性有所增加。酪蛋白内荧光与1-苯胺基萘-8-磺酸(1-aniline napthalene-8-sulfonic acid,ANS)外源荧光最大荧光强度和最大发射波长随酰化程度及pH值变化表现出较为复杂的关系。通过广义回归神经网络(generalized-regression-neu-network,GRNN)建立了牦牛乳酪蛋白疏水性参数、pH值、酰化程度与乳化性关系,网络模型对乳化性的预测相对误差小于10%,预测结果良好。研究结果为酪蛋白乳化性研究提供了参考依据。     

融合卷积神经网络与视觉注意机制的苹果幼果高效检测方法

果实表型数据高通量、自动获取是果树新品种育种研究的基础,实现幼果精准检测是获取生长数据的关键。幼果期果实微小且与叶片颜色相近,检测难度大。为了实现自然环境下苹果幼果的高效检测,采用融合挤压激发块（Squeeze-and-Excitation block, SE block）和非局部块（Non-Local block, NL block）两种视觉注意机制,提出了一种改进的YOLOv4网络模型（YOLOv4-SENL）。YOLOv4模型的骨干网络提取高级视觉特征后,利用SE block在通道维度整合高级特征,实现通道信息的加强。在模型改进路径聚合网络（Path Aggregation Network, PAN）的3个路径中加入NL block,结合非局部信息与局部信息增强特征。SE block和NL block两种视觉注意机制从通道和非局部两个方面重新整合高级特征,强调特征中的通道信息和长程依赖,提高网络对背景与果实的特征捕捉能力。最后由不同尺寸的特征图实现不同大小幼果的坐标和类别计算。经过1 920幅训练集图像训练,网络在600幅测试集上的平均精度为96.9%,分别比SSD、Faster R-CNN和YOLOv4模型的平均精度提高了6.9百分点、1.5百分点和0.2百分点,表明该算法可准确地实现幼果期苹果目标检测。模型在480幅验证集的消融试验结果表明,仅保留YOLOv4-SENL中的SE block比YOLOv4模型精度提高了3.8百分点;仅保留YOLOv4-SENL中3个NL block视觉注意模块比YOLOv4模型的精度提高了2.7百分点;将YOLOv4-SENL中SE block与NL blocks相换,比YOLOv4模型的精度提高了4.1百分点,表明两种视觉注意机制可在增加少量参数的基础上显著提升网络对苹果幼果的感知能力。该研究结果可为果树育种研究获取果实信息提供参考。     

BP神经网络在水稻病虫害诊断中的应用研究

介绍了BP神经网络算法及编码的内涵,探讨了基于BP神经网络的水稻病虫害专家系统的构建。研究表明,BP神经网络在水稻病虫害诊断中具有较强的应用价值。     

基于混合GANN的大气折光实时改正方法研究

针对GA与BP网络优缺点互补的特点,摒弃以往GANN模型的不足,采用以GA优化BP网络权值与阈值,再用BP网络对GA搜索到的近似最优解进行微调的方法,建立了一种能充分发挥两者优势的混合GANN模型.将模型应用于大气折光实时改正,建立了基于混合GANN的大气折光实时改正模型.通过与其他模型的分析对比表明,该模型科学、精确、易于实现,是一种实用的大气折光实时改正模型.     

基于网络药理学的人参、红参及黑参抗肺气虚的作用机制与物质基础研究

目的运用网络药理学研究方法探讨人参,红参及黑参抗肺气虚的作用机制与物质基础。方法①通过TCMSP并结合相关文献筛选人参,红参及黑参的化学成分和靶点;②采用人类基因数据库Gene Cards获取慢性支气管炎的相关靶点,再将疾病靶点分别与人参、红参及黑参的靶点取交集;③得到各药物和疾病的共同靶点后在STRING数据库中进行蛋白相互作用分析,利用Cytoscape软件建立药物-成分-疾病-靶点互作网络得到治疗疾病的主要有效成分;④运用计算机R语言分析技术进行GO和KEGG富集分析。结果利用TCMSP及相关文献筛选出各药物的有效成分后根据药物-成分-疾病-靶点互作网络Degree值进行排序,人参中前10种成分为人参皂苷Rh4、Rg5、山柰酚、人参皂苷Rh1、Ra2、三七皂苷R2、三七皂苷R6、人参皂苷Ra0、Ra1、Ra3;红参中前10种成分为人参皂苷Rh4、Rh1、三七皂苷R2、人参皂苷Rg2、Rb1、Rb2、Rc、Re、Rs1、β-谷甾醇;黑参前10种成分为人参皂苷Rh3、Rh4、Rk3、Rk1、Rg5、F4、20(S)-Rh2、20(R)-Rh2、Rh1、Rg3。人参、红参及黑参治疗慢性支气管炎潜在靶点分别为46、39、53个。根据Degree>15筛选得到除三者共同的靶蛋白MAPK1、MAPK8、STAT3、VEGFA、MTOR、MMP9外,还有人参的CASP3,红参的CASP8、BCL2L1,黑参的AKT1、MMP2及MAPK14。通过GO功能和KEGG通路的富集分析,根据P值分别筛选人参、红参及黑参前20个GO条目和前10个KEGG富集通路。三者的GO条目集中在磷酸酶结合、蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶活性、泛素蛋白连接酶结合等生物学过程;KEGG富集通路集中在PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路、流体剪切应力和动脉粥样硬化信号通路、Th17细胞分化等信号通路。结论本文初步阐释了人参、红参及黑参抗肺气虚的作用机制及物质基础。并且根据活性成分及作用机制推测治疗作用黑参>红参>人参。三者可能通过机体免疫应答、炎症反应及细胞增殖与凋亡等生物学过程治疗慢性支气管炎,从而缓解肺气虚证的临床症状,体现出多通路、多靶点的特点。     

网络化信息服务体系的构建与实施

文章从三个方面分析了网络化信息服务的必要性，具体列举了网络化信息服务的内容，提出了农业图书馆网络化信息服务体系的构建与实施措施。     

中国玉米灰斑病病原菌的鉴定及其基本特征研究

【目的】明确引起中国玉米灰斑病的病原菌种类。【方法】广泛采集玉米灰斑病发生地区病样,用单孢分离方法获得大量菌株,采用病菌形态学、培养特征和种特异性鉴定技术,准确鉴定中国不同地域的玉米灰斑病致病种。【结果】从黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山东、云南和湖北大量采集的玉米灰斑病病样中分离获得136个菌株,经过系统鉴定,确认其中65个菌株为玉蜀黍尾孢（Cercospora zeae-maydis）,71个菌株为玉米尾孢（C. zeina）,未发现以往有记载的高粱尾孢玉米变种（C. sorghi var. maydis）;引起中国北方地区玉米灰斑病的是玉蜀黍尾孢,而引起云南和湖北玉米灰斑病的是玉米尾孢,但在2008年前分离的云南菌株中有玉蜀黍尾孢。【结论】在中国,玉米灰斑病的病原菌有2个种：玉蜀黍尾孢和玉米尾孢,前者存在于黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古和山东,在云南2008年前也有分布,后者分布在西南玉米区的云南、湖北。