基于视触觉与深度学习的猕猴桃无损硬度检测方法

硬度是确定猕猴桃成熟度的重要指标之一,对其贮藏周期与销售节点均具有重要指导意义。针对现阶段缺乏使用简易、成本低且精度高的猕猴桃无损硬度检测方法的问题,提出了一种基于视触觉与深度学习的猕猴桃硬度检测方法,通过分析柔性触觉传感层与猕猴桃接触时的形变,获取猕猴桃的动态触觉信息,并据此推断其硬度。以树莓派开发板为机电控制平台,制作了猕猴桃视触觉序列图像采集装置,并对装置按压猕猴桃间隔3h后接触面果肉与非接触面果肉的CIELAB颜色分量平均数进行差异显著性检验,随后采集了猕猴桃视触觉序列图像数据集600组,分别搭建了CNN网络、CNN-LSTM迁移学习网络、CNN-LSTM联合学习网络对视触觉序列图像进行分析及硬度预测。研究结果表明,接触面果肉与非接触面果肉颜色L*、a*、b*三通道分量下平均值无显著差异;深度学习模型LSTM引入长时和短时信息可以动态关联CNN提取的单帧图像特征,从而有效推断猕猴桃硬度,其中CNN-LSTM联合学习模型预测效果最优,其均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、决定系数R2分别为 1.611N、1.360N、0.856,优于现阶段光谱技术检测猕猴桃硬度的结果,随后将模型嵌入树莓派中制作了猕猴桃硬度自动检测装置,可实现短时间内猕猴桃硬度的较为准确检测。因此,结合视触觉传感方法与联合学习模型可以实现对单个猕猴桃硬度的准确无损测量。     

秸秆还田与水氮管理对水稻氮素利用及土壤理化性质的影响

在川西平原稻油轮作典型的砂质壤土区,设置不同秸秆还田方式(堆腐还田和直接还田)、灌溉方式(淹灌和有氧灌溉)和施氮水平(0、75、150、225 kg/hm2)的3因素裂区试验,分析秸秆还田与水氮管理对水稻氮素利用特征与土壤理化性质的影响.结果表明:秸秆还田与水氮管理对主要生育时期水稻氮素积累、结实期(抽穗和成熟期)氮素转运与利用、稻谷产量及成熟期稻田耕层(0～20 cm)土壤脲酶活性、铵态氮和硝态氮质量分数均存在显著或极显著的互作效应;秸秆堆腐还田对水稻氮素利用和产量及土壤理化性质的调控作用显著高于秸秆直接还田的,同一水氮管理下,成熟期植株和籽粒氮积累量分别提高了9.7％～32.9％和7.5％～45.3％,增产7.3％～18.5％,各生育期的平均土壤脲酶活性提高4.8％～9.7％;同一秸秆还田和施氮量处理下,相比于淹灌处理,有氧灌溉能不同程度的提高产量和氮肥表观利用率,并能提高多数处理的氮肥农学利用率、土壤铵态氮和硝态氮质量分数及脲酶活性;同一秸秆还田和灌溉方式,随着氮肥用量的增加,水稻氮肥表观利用率、农学利用率、产量、各器官(除2017年成熟期的穗外)和植株的氮素积累量及抽穗至成熟期茎鞘的氮素转运量、转运率、贡献率、土壤脲酶活性和硝态氮质量分数均先增加,施氮量为150 kg/hm2时最高,继续增加施氮量,这些指标反而降低.本研究条件下,油菜秸秆堆腐还田和有氧灌溉与配施150 kg/hm2氮肥的综合管理模式可有效增强结实期土壤耕层脲酶活性,提高植株氮素积累量、结实期茎鞘的氮素转运量和转运率,从而促进水稻产量及氮肥利用率的同步提高.     

南极磷虾渔船船速对科学探鱼仪有效探测深度的影响

渔业资源声学调查评估的基本条件之一是科学探鱼仪的有效探测深度可以覆盖目标的主要分布水层.针对利用渔船采集声学数据开展南极磷虾资源调查评估,本研究基于后处理方法获得声学数据背景噪声强度,建立一种科学探鱼仪有效探测深度的评估方法,并以南极磷虾渔船\"福荣海\"轮为例,评估船速变化对该船船载Simrad EK60型科学探鱼仪(3...     

农作物秸秆还田的方式及技术要求

秸秆还田一般分为堆沤还田、过腹还田、秸秆直接还田等方式。堆沤还田是将作物秸秆制成堆肥、沤肥等,作物秸秆发酵后施入土壤。过腹还田是用秸秆饲喂牛、马、猪、羊等牲畜后,以畜粪尿施入土壤;采取直接还田的方式比较简单,方便、快捷、省工。还田数量较多,一般采用直接还田的方式比较普遍。直接还田又分翻压还田和覆盖还田两种。翻压还田是在作物收获后,将作物秸秆在下茬作物播种或移栽前翻入土中。覆盖还田是将作物秸秆或残茬,直接铺盖于土壤表面。     

秸秆深埋还田开沟扶垄犁设计及试验研究

针对我国北方旱作地区春玉米播种时墒情不够、肥力不足的问题,提出了在秋季收获后进行深开沟、沟内铺放秸秆、覆土起垄整垄、垄上覆膜的秸秆深埋,蓄积秋冬降水的土肥水跨季节联合调控技术。研制了秸秆深埋还田开沟扶垄犁。采用对称式可翻转犁架,实现开沟、覆土、起垄、整垄联合作业。田间性能试验结果表明:该机开沟深度可以达到40cm,沟形规整,覆土效果较好,整垄效率高,垄形符合农艺要求。采用该机进行秋季秸秆深埋还田,可以有效提高土壤水分含量,提高玉米产量。     

益生菌对肉仔鸭肠道结构的影响

选取1日龄樱桃谷肉鸭250羽,随机分成5组,每组5个重复,每重复10羽。对照组饲喂基础日粮,试验组饲喂基础日粮中添加0.04%益生菌替代50%抗生素试验日粮。结果表明,替代50%抗生素的地衣芽孢杆菌能显著刺激十二指肠绒毛生长,提高肠道消化能力(P<0.01);空肠结构中,绒毛高度/隐窝深度指数均显著提高(P<0.05);回肠结构中,其隐窝深度变浅,绒毛高度/隐窝深度指数显著增高(P<0.01)。结果显示,肉鸭日粮添加0.04%益生菌替代50%抗生素可提高小肠绒毛高度,降低隐窝深度,增加V/C值,改善肠道黏膜形态结构,促进肉鸭健康生产。     

稻麦秸秆全量直接还田技术对土壤的培肥效应

通过秸秆还田４ａ定位处理对土壤培肥效应的研究表明,土壤养分的变化：秸秆＋化肥处理,除全磷、速效磷比试验前稍有下降,但仍高于单篱化肥和无肥对照外,土壤有机质、全氮、速效钾均大幅度提高,尤其是速效钾,平均每年递增８％。土壤供肥强度：秸秆＋化肥自理始终明显高于单施化肥和无肥两处理。土壤生产能力：秸秆＋化肥处理比单施化肥及无肥处理分别提高１９．５％、６．３％,达极显著及显著水平。土壤供肥特性：在水稻栽后１     

烤烟生长的影响

 为干旱地区寻找较好的烤烟配套栽培措施提供依据。在大田条件下研究了地膜覆盖、秸秆覆盖和秸秆还田对烤烟生长发育、土壤相对含水率、烟叶产质量的影响。地膜覆盖、秸秆覆盖和还田均能增加干旱季节土壤的含水率,减少土壤水分蒸发,生长前期地膜覆盖的保水效果最优,后期以秸秆覆盖和还田效果略好;几种措施均能显著的促进烤烟的生长发育,其中地膜覆盖对烟株早期生长有利,而秸秆覆盖和还田在烟叶旺长后优于地膜覆盖;秸秆覆盖能显著的提高烤烟的产质量,产值分别较秸秆还田、常规对照和地膜覆盖提高7.5%、18.2%和37.6%。秸秆覆盖具有明显的保水增产作用,值得在干旱烟区大面积推广。     

化肥减量与秸秆还田对油菜地氮素地表径流的影响

氮素在农事活动中至关重要,氮素的流失会造成水环境污染。通过不同施肥量下土壤氮的地表径流流失形态和规律,以及秸秆还田对氮地表径流流失的影响试验,探究不同施氮水平对油菜地土壤氮素输出负荷的影响。结果表明,在油菜的生长过程中,地表径流氮素流失现象严重,地表径流除以硝态氮、铵态氮的形式流失外,还存在其他形式的氮素流失,种植周期内降雨地表径流中硝态氮和铵态氮之间存在此消彼长的关系。化肥减量可以降低氮素的流失风险,秸秆还田可以促进农作物的生长,进而提高农作物的产量,化肥减量+秸秆还田是较佳的油菜施肥方式。     

麦油稻轮作秸秆还田与施氮对水稻光合特性及产量的影响

以宜香优2115为材料,采用二因素裂区设计:主区设小麦或油菜秸秆全量翻埋还田(M_1)和秸秆不还田对照(M_0);副区设4个氮肥管理,不施氮(N_0),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为10∶0∶0∶0(N_1),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2(N_2),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为2∶2∶3∶3(N_3),研究秸秆还田和氮肥管理对直播稻的光合特性、干物质积累及产量的影响。结果表明:麦–稻或油–稻轮作下,氮肥管理对直播稻主要生育时期的干物质积累、光合特性及产量均存在显著或极显著的调控效应,秸秆还田显著影响水稻拔节期、齐穗期的叶面积指数(LAI)及群体干物质积累,同时油–稻轮作下其调控效应高于麦–稻轮作模式。秸秆不还田时,配合N_3施肥方式,可有效提高直播稻结实期剑叶净光合速率、SPAD值和叶面积指数,延缓叶片衰老,且在拔节期至成熟期间保持较高的群体生长率,干物质积累优势明显;秸秆还田下,配以基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2的管理模式,麦茬或油茬直播稻群体构建合理,结实期剑叶光合能力强,有效穗、每穗粒数较多,表现高产,产量最高可达10 090、10 693 kg/hm~2。综合分析,麦–稻或油–稻轮作下秸秆还田,配合基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2的氮肥管理模式,能实现直播稻的高产稳产。