基于改进YOLOv5柑橘成熟果实检测算法

为提高柑橘果园产量巡检作业效率和质量,巡检机器人精准检测成熟柑橘果实至关重要。考虑到成熟果实特有的颜色空间、果实遮挡导致的小目标以及巡检机器人有限的硬件资源,本文提出一种简单有效的基于改进YOLOv5的柑橘成熟果实检测方法。本工作主要设计一个由三层Context Aggregation Block (CAB)组成的特征金字塔并将其插入到YOLOv5网络的Head部分。此改进的YOLOv5模型具有如下优点：（1）集成的底层CAB模块通过特征通道注意力机制和空间注意力机制更好更快地学习小目标局部成熟果实的颜色和纹理特征、重叠果实的边缘特征;（2）多层CAB模块构建的特征金字塔能够有效地避免小目标随网络深度增加而消失,从而降低小目标果实漏检率。柑橘成熟果实识别验证试验结果表明,改进YOLOv5网络模型的精确度和平均精度分别为98.21%和98.07%,较原始YOLOv5分别提升了0.31%和0.17%,较Faster-RCNN分别提升了8.41%和8.31%。同时,单张成熟柑橘果实图像的平均检测时间32.5 ms,模型占用内存15.8 mb。该结果表明改进 YOLOv5模型可实现果园自然环境下柑橘成熟果实快速准确的检测识别,可为柑橘果园巡检机器人产量巡检提供技术支持。     

Tyvek?地表覆盖后三个晚熟品种柑橘果实品质的分析

为提出缓解长江三峡库区秋冬季连阴雨导致的低温寡日照对中晚熟柑橘果实品质的影响采取的栽培措施提供理论依据;本试验以重庆柑橘主栽品种椪柑(Citrus sinensis(L.) Osbeck)、纽荷尔脐橙(Citrus sinensisO sbeck ‘Newhall’)和塔罗科血橙(Citrus sinensis cv Tarocco)为材料,开展柑橘果实成熟期杜邦特卫强地膜全覆盖(Full cover,FC)、半覆盖(Half cover,HC)地表覆盖处理,和未覆盖作为对照(CK),测定了树体不同部位的果实内在品质和外观品质; Tyvek?覆盖后纽荷尔脐橙和塔罗科血橙的通过显著降低了树体下部果实黄绿色差b的值,进而HC和FC下部果实外观品质a/b相对提高达到9.00%以上,同时下部亮度L也有显著提高;对覆盖后对椪柑外观色泽影响较小。对于果实的内在品质而言,椪柑和纽荷尔脐橙Tyvek?覆盖在90d时的树体下部的果实可滴定酸(Titratable acid,TA)含量均显著降低,且椪柑T/A相对于CK均达到10%以上;塔罗科血橙在150dFC处理果实可溶性固形物(Total soluble soiled content,TSS)显著的提高,HC处理显著降低了TA含量,最终覆盖后果实T/A均达到10%以上。研究表明在地表覆盖方式可以有效地降低秋冬季节多雨寡日照对中晚熟柑橘品质的影响,有效地促进了中晚熟柑橘品种果实品质,提高中晚熟柑橘的经济价值。     

紫色土光谱特征及其碱解氮的预测研究

文章分析探索了应用可见近红外光谱技术快速、高效、便捷测定土壤营养参数的可能性。采集蓬莱镇组紫色土样本,比对分析了不同肥力水平、土壤厚度和土壤粒径条件下采集土壤光谱对可见近红外光谱特征的影响,筛选出不同厚度、粒径土壤条件下的碱解氮含量预测模型。研究结果表明,土壤样本厚度为30mm时具有最大的光谱反射率,建立的氮含量预测模型效果最佳,校正集和验证集的相关系数分别为0.84和0.83,均方根误差分别为1.79和1.87。土样粒径在0.25-0.85mm时氮含量的预测效果最佳,校正集和验证集的相关系数均超过0.8,且均方根误差较小;但当土样粒径<0.25mm时,氮含量预测模型效果明显下降。采用20目（<0.85mm）过筛、30mm厚度土壤样本采集可见近红外光谱和偏最小二乘法（PLS）模型预测,可以实现对蓬莱镇组紫色土碱解氮含量的较好光谱预测。     

基于掩模及亮度校正算法的脐橙表面缺陷分割

【目的】 本研究旨在有效解决果皮有缺陷的水果图像在去除背景时部分缺陷被误分割为背景,以及水果表面缺陷难以有效分割提取的问题。【方法】 以I分量图来构建掩模模板,根据其灰度直方图信息,通过双峰法选择单一阈值（T=75）分以纽荷尔脐橙为研究对象,提出基于HSI颜色空间模型法去除背景割背景并填充孔洞得到掩模模板I_mask,然后掩模模板I_mask与I分量图通过点乘运算得到去除背景的I分量图;提出基于多尺度高斯函数图像亮度校正算法对去除背景后的I分量图像进行亮度校正,通过构建多尺度高斯函数滤波器,将去除背景后的I分量图与构建的多尺度高斯函数进行卷积运算即得到去除背景后的I分量图像表面光照分量图,最后将去除背景后的I分量图与得到的光照分量图进行点除运算即得到去除背景后的I分量图像亮度校正图;然后采用单一全局阈值法对脐橙表面缺陷进行提取。【结果】 基于HSI颜色空间模型法去除背景,可在有效去除背景的同时完好保留脐橙的表面信息,有利于后续操作;基于多尺度高斯函数的图像亮度校正算法分别对6种常见脐橙缺陷进行图像亮度校正后采用单阈值法提取缺陷,使不同灰度等级的脐橙表面缺陷一次性分割成功,其中分割率最高为100%,最低为88.5%,整体达92.7%。通过试验分析后发现造成部分误分割或漏分割的原因主要在于部分缺陷果缺陷处颜色较轻,与正常区域灰度差较小,从而造成漏分割;还有部分缺陷果由于缺陷面积小,在图像形态学处理过程被误认为是噪声而被去除;同时发现正常果的误判率也达到了10.8%,经分析发现误判的正常果表皮组织区域的褶皱位于图像的边缘区域,从而被误认为是边缘区域的缺陷,导致误判。【结论】 基于HSI颜色空间模型法去除背景及基于多尺度高斯函数的图像亮度不均校正算法对纽荷尔脐橙图像背景分割和去除背景后的I分量图像表面亮度校正均取得了较好的效果,能有效识别脐橙缺陷区域,为脐橙精确分级提供了技术支持,也为其他果品表面缺陷快速检测提供了一种新思路。     

去势对青年新疆褐牛日增重、体尺指标及血清生化指标的影响

试验旨在研究去势对青年新疆褐牛不同时期日增重、体尺指标及血清生化指标的影响。选取21月龄的青年新疆褐牛62头,分为试验组（去势）和对照组（未去势）,试验动物分别于22、23、24、25和26月龄进行体重及体尺指标测定,并采集血样。预试期10 d,正试期150 d。结果表明,对照组日增重在23、24月龄时显著高于试验组（P<0.05）,在25、26月龄时极显著高于试验组（P<0.01）;对照组全期平均日增重较试验组显著提高13.40%（P<0.05）。对照组体高在24、25、26月龄时显著高于试验组（P<0.05）;对照组体斜长、体直长、胸围在23、24、25、26月龄时显著高于试验组（P<0.05）;试验组尻长和坐骨宽在23、24、25、26月龄时显著高于对照组（P<0.05）。试验组血清尿素氮和白蛋白含量在23、24、25、26月龄时显著高于对照组（P<0.05）,而血清球蛋白含量则呈相反趋势;对照组血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性在24、25、26月龄时显著高于试验组（P<0.05）。综上所述,去势降低了青年新疆褐牛的日增重、生长速度和蛋白质代谢能力,但提高了青年新疆褐牛沉积脂肪的能力。     

枯草芽孢杆菌液态肥对柑橘养分吸收和果实品质的影响

以15年生枳橙砧纽荷尔脐橙为供试材料,以每株施用15 L清水为对照,每株施用枯草芽孢杆菌液态微生物肥原液(BSMF,有效活菌数≥2.0×108·mL-1)200、400、600、800和1 000 mL(稀释至15L).于生理落果末期(6月)和果实膨大期(8月)施用两次,分别于当年10月下旬(果实膨大末期)和12月下旬...     

双侧竖缝式鱼道水力特性研究

研究分析不同水池长宽比条件下双侧竖缝式鱼道的水池流场结构及其水力学指标,为双侧竖缝式鱼道布置参数的优化选择提供技术依据。基于单侧竖缝式鱼道体型参数的研究成果,选取导板长度与水池宽度之比为0.25、竖缝宽度与水池宽度之比为0.15、导向角度为45°作为研究的基本体型;鱼道来流边界设置为压力进口,上游水深设置为2 m,出流边界设置为压力出口,下游水深设置为2 m;模型顶部设置为压力进口,进口压强为1.01×105Pa,边墙设置为固壁边界。采用三维数值模拟的方法研究分析了水池长宽比分别为4∶8、5∶8、5.5∶8、5.75∶8、6∶8、6.5∶8、7∶8、8∶8、9∶8的条件下双侧竖缝式鱼道的水池流场结构及其水力学指标。在不同水池长宽比条件下,鱼道常规水池内存在3种典型流场结构,其主流轨迹线、主流流速沿程衰减规律以及回流区分布等水力学指标均有不同,典型长宽比取值区间分别为4∶8~5.5∶8、5.75∶8~6.5∶8及7∶8~9∶8;对比发现,长宽比在5.75∶8~6.5∶8区间范围时,主流区宽度相对较大,水池空间利用较为充分,沿程流速衰减情况也较好,回流区主要分布于主流两侧且大小适中。初步认为长宽比5.75∶8~6.5∶8的水池流场结构较为合理。     

脐橙可溶性固形物含量的光谱检测技术研究

以晚熟脐橙为试材,采用近红外光谱技术与常规检测分析相结合的方法,对比和评价了基于果面和果汁光 谱信息的脐橙可溶性固形物(TSS)含量预测模型精度,并筛选了可溶性固形物预测特征光谱.通过对果面和果汁原 始光谱的多元散射校正(MSC)预处理,利用偏最小二乘法(PLS)分别建立了TSS预测模型,其中,当果面光谱主因 子为5时,其对于可溶性固形物预测相关系数为最大(R=0.8367)、预测均方根误差(RMSEP)为最小(RMSEP= 0.4903);而当果汁光谱主因子为8时,其对果汁可溶性固形物的预测相关系数为最大(R=0.9058)、预测均方根 误差为最小(RMSEP=0.5236).采用联合区间偏最小二乘法(siPLS)对果面和果汁光谱特征波段组合进行筛选, 获得果面光谱建模特征波段组合为1000~1107,1750~1857,2071~2177和2178~2284nm,建立的校正集和 预测集模型相关系数分别为0.9462和0.9020,RMSECV为0.3596,RMSEP为0.4309;获得用于果汁光谱建模 的特征波段组合为1000~1125,1251~1375,1376~1500和1626~1750nm,校正和预测模型相关系数分别为 0.9894和0.9596,RMSECV为0.1631,RMSEP为0.3128.结果表明:试验所筛选出的果面和果汁近红外光谱 特征波段组合建立的校正模型,均可用于晚熟脐橙TSS含量的无损检测,果汁光谱对于甜橙果实固形物含量预测 精度高于果面光谱,近红外光谱技术用于橙汁固形物检测是可行的.     

自拟生浆水、植物油、碳酸氢钠治疗牛瘤胃臌气

牛瘤胃臌气是兽医临床上的一种常见病，是饲料在瘤胃内发酵产生大量气体而不能及时排出，致使瘤胃容积急剧扩大，胃壁发生扩张而表现肚腹胀大，并呈现反刍和嗳气障碍的病症。此病多见于牛和绵羊，山羊较少见。夏季放牧和农忙季节为多发期。笔者采用自拟生酸浆水、植物油、碳酸氢钠综合治疗，取得满意效果，自1990年以来运用此法治疗该病84例，治愈81例，治愈率达96％以上。     

干湿交替灌溉耦合施氮对水稻根系性状及籽粒库活性的影响

以新稻20为材料进行土培试验,设置浅水层灌溉(0 kPa)、轻度水分胁迫(–20 kPa)和重度水分胁迫(–40 kPa) 3种灌溉方式及0氮(0N, 0 kg hm-2)、中氮(MN, 240 kg hm-2)和高氮(HN, 360 kg hm-2) 3种氮水平,研究不同水氮耦合处理对水稻根长、根冠比、根系伤流、根系有机酸含量、根系玉米素及玉米素核苷与籽粒酶活性的影响。结果表明,灌溉方式与施氮量存在显著的互作效应,轻度水分胁迫增加了主要生育期根长、根系伤流量、根系分泌物中有机酸总量、根系玉米素及玉米素核苷含量,提高籽粒ATP酶、蔗糖合酶及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性,降低穗分化后水稻根冠比,且与MN耦合后产量最高,为本试验最佳的水氮耦合运筹模式;重度水分胁迫则显著降低主要生育期根长、根系伤流量、根系分泌物中有机酸总量、根系玉米素及玉米素核苷含量,降低籽粒ATP酶、蔗糖合酶及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性,增加主要生育期根冠比。水稻籽粒产量与主要生育期水稻根长、根系伤流量、根系分泌物中有机酸总量、根系玉米素及玉米素核苷含量均呈显著或极显著的正相关,而穗分化至成熟期根冠比与水稻产量呈负相关;同时水稻根长、根系伤流量、根系分泌物中有机酸总量、根系玉米素及玉米素核苷含量与籽粒ATP酶、蔗糖合酶及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性呈显著或极显著的正相关。表明通过适宜的肥水调控发挥水氮耦合效应,可以创造良好的根系形态、提高水稻根系代谢能力和籽粒库的生理活性,促进水稻高产。