基于RGB-D图像的葡萄复芽识别定位方法

为解决复杂背景下复芽精确识别与定位的问题,该研究提出一种基于远近组合视觉法的并生芽与副芽视觉识别方法,通过在视觉映射平面应用欧几里得距离算法,于远景实现并生芽的检测,在近景并生芽映射区域内实现副芽的识别,提高了田间小目标物体的识别准确率。对60个复芽样本的测试结果表明,该方法的总体平均置信度为0.905,平均检测时间为18.1 ms;其次,提出一种田间复芽的在线检测定位法,通过对同一复芽进行连续5帧在线检测与定位,实时删除和更新初始帧与最新帧图像数据,直到连续5帧定位坐标相对误差小于误差阈值,取得复芽的平均定位坐标,提高自然背景下复芽的定位精度与复杂光环境下的抗干扰能力,测试结果表明,该方法对并生芽与副芽的定位精度为±0.916和±0.654 mm,其重复性和精度满足副芽抹除需求,整个系统可靠有效,能够为抹芽机器人在线定位并生芽和副芽以进行抹芽作业提供高质量的技术支持,为果园自动化抹芽的实现奠定了基础。     

戴尔有孢圆酵母调控晚采小芒森葡萄酒乙酸和香气

为降低甜型葡萄酒中的挥发酸,进一步增加其香气复杂度,该研究利用本土戴尔有孢圆酵母R12与酿酒酵母NX11424同时接种和顺序接种发酵,研究其对贺兰山东麓产区晚采小芒森葡萄酒乙酸及香气成分的调控。与酿酒酵母单菌发酵相比,本土戴尔有孢圆酵母与酿酒酵母按照5:1、20:1、50:1的不同菌体数量比例同时接种和间隔5d顺序接种发酵,均可以显著降低晚采小芒森葡萄酒的乙酸含量,其乙酸产率分别降低19.1%、21.2%、38.2%和48.9%。此外,按20:1比例同时接种发酵,可显著提高晚采小芒森葡萄酒中萜烯类和降异戊二烯类等品种香气物质含量,和乙酸异戊酯、丁酸乙酯及苯乙醇等发酵香气物质的含量。该研究表明合理的酿酒酵母接种发酵能有效降低高糖原料酿造葡萄酒挥发酸含量,为贺兰山东麓产区葡萄酒新产品的开发提供了的技术参考。     

基于注意力机制的葡萄品种多特征分类方法

针对田间自然背景下葡萄品种鉴别缺乏有效识别方法的问题,提出了一种基于融合注意力机制的残差网络ResNet50-SE,对自然背景下不同生长时期的葡萄品种进行分类鉴别,分析并验证了网络的识别效果。将SE注意力模块引入ResNet-50网络,并通过迁移学习实现基于不同时期下葡萄的嫩梢、幼叶及成熟叶片特征的识别;同时为了揭示注意力机制的作用机制,利用Grad-CAM可视化方法,对ResNet50-SE模型每一层所提取的不同生长阶段下的葡萄特征进行可视化解释;通过t-SNE算法对模型提取到的不同葡萄品种的多特征进行聚类分析,进而直观评估模型对多特征提取的性能。结果表明：提出的ResNet50-SE网络在田间复杂背景条件下对于葡萄不同时期的多特征识别具有较高的识别率和较强的鲁棒性,模型测试集准确率达到88.75%,平均召回率达到89.17%,相比于AlexNet 、GoogLeNet、ResNet-50、VGG-16,测试集准确率分别提高了13.61、7.64、0.70、6.53个百分点;注意力机制能明显降低背景影响,强化有效特征;模型对训练集提取的不同生长时期的特征聚类效果较强。可见,SE模块可明显提升ResNet-50模型在特征提取过程的效果,有效降低田间复杂背景对分类结果的影响,为田间复杂背景下葡萄品种的分类识别及田间多特征分类问题提供借鉴。     

神索葡萄自然发酵酵母菌群研究

利用WL营养琼脂培养基,对宁夏御马葡萄酒厂的神索葡萄自然发酵过程中不同阶段分离得到的105株葡萄酒相关酵母进行初步鉴定和聚类,进而对代表性菌株进行26S rDNA D1/D2区的序列分析。结果表明:供试酵母菌株经分类鉴定应归入4属5种,分别是葡萄汁有孢汉逊酵母Hanseniaspora uvarum、毕赤克鲁维酵母Pichia kluyveri、假丝酵母Candida zemplinin、酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae和巴氏酵母Saccharo-myces pastorianus,分别占分离菌株总数的3%、8%、1%、1%和87%;非酿酒酵母non-Saccharomyces在前期、中期和后期的数量分别占各发酵阶段菌株总数的24.7%、3.9%和0%,呈动态减少趋势。     

避雨栽培对‘赤霞珠’葡萄果表微生物多样性的影响

以避雨栽培和露天栽培（对照）酿酒葡萄‘赤霞珠’为材料，利用高通量测序技术，研究果实转色期和成熟期果表微生物的多样性以及群落结构。两种模式下果表的主要真菌和细菌分别是子囊菌门（Ascomycota，占比>90%以上）和变形菌门（Proteobacteria）。避雨栽培减少了炭疽病菌（Colletotrichum）的定殖，降低了诱导果实腐烂且产生毒素的链格孢属（Alternaria）的丰度；且避雨条件更适合于固氮细菌假单胞菌属（Pseudomonas）和泛菌属（Pantoea）的生长。此外，避雨处理中曲霉属（Aspergillus）和单端孢霉属（Trichothecium）的丰度普遍高于露天对照。NMDS分析与Welch’s t检测表明，避雨栽培引起了转色期的真菌和细菌群落结构的显著差异（胁强系数stress <0.1且P <0.05）。避雨栽培一定程度上减少了引起果实腐烂的微生物群的生长，有助于对葡萄健康生长和葡萄酒品质有益的微生物在果实表面定殖。