粮食生产潜力短期预测的“趋势-波动模型”的验证

应用全国、31个省、6个典型地区和16个典型县的数据对粮食生产潜力短期预测的"趋势-波动模型"进行了系统性的验证和讨论。研究结果表明:(1)预测误差大小反映短期生产潜力的预测精度,预测误差大的主要原因是经济发达地区高产农田被大量占用和(或)蔬菜、水果种植面积大幅度增加而短期内使粮食单产下降;(2)小趋势修正方法是"趋势-波动模型"中不可缺少的一部分,它能将大趋势预测不能包括的短期如气象因素、科技投入、社会因素等影响纳入预测中,提高预测精度;(3)就我国近些年来的实际情况而言,越是经济发达的地区短期生产潜力的波动越大;同样发达地区短期潜力存在增加-下降-回升阶段;(4)就短期生产潜力预测精度而言:国家级大于省级、省级大于地区级、地区级大于县级;不同省、不同地区、不同县之间预测精度差别比较大,这与境内气候的互补性和农田抗御自然灾害的能力有关。     

峰谷电价下的梯级水电站短期优化

依据发电企业既要服从电网调度又要追求自身效益的特点，建立了两个考虑峰谷分时电价因子的梯级短期调度模型，并选用逐次优化和逐步逼近的混合算法(POA－DPSA)求解。该模型简单，算法易于实现。将该理论应用于电站实际演算中，结果表明这两个优化模型对促进电网的安全、提高企业发电效益具有较高的应用价值。     

基于CNN-BiLSTM的棉花产量预测方法

针对传统的作物产量估算方法在模型泛化方面的不足及缺少时序特征和空间特征的问题,该研究以机采棉为研究对象,结合无人机遥感平台与深度学习技术对棉花进行多期遥感观测与估产。以棉花苗期、蕾期和花期的影像为时间序列数据集,构建基于卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）和双向长短期记忆（Bidirectional Long Short-Term Memory,BiLSTM）的混合模型（CNN-BiLSTM）进行棉花产量预估,提高时间维度和空间维度方面的特征提取能力,并分别验证CNN和BiLSTM的性能以及不同网络深度对估产的影响。研究结果表明,CNN和BiLSTM深度分别为14和1的CNN14-BiLSTM模型准确率最高,对比单一结构的BiLSTM该模型决定系数从0.851提升至0.885,其均方根误差和平均绝对百分比误差也均明显下降,在2.3 m×2.3 m的样方内,结果分别为147.167 g和6.711%。该研究实现了基于时间序列的棉花产量估算,可为类似的作物产量估算提供参考。     

基于MFO-LSTM的母猪发情行为识别

及时准确识别母猪的发情行为可以有效增加受胎率和产仔量,对提高养殖企业的繁育水平和经济效益具有重要意义。该研究针对生猪养殖过程中母猪发情行为识别存在主观性强、智能化水平低、假警报和错误率高、识别不及时等问题,提出了一种基于飞蛾扑火算法(Moth-Flame Optimization,MFO)优化长短时记忆网络(Long Short Term Memory,LSTM)的母猪发情行为识别方法。利用安装在母猪颈部的姿态传感器获得母猪姿态数据,然后使用姿态数据训练MFO-LSTM姿态分类模型,将母猪姿态分为立姿、卧姿和爬跨3类。通过对姿态分类结果进行分析,确定以爬跨行为和活动量2个特征作为发情行为识别依据,使用MFO-LSTM分类算法判断母猪是否发情。以山西省太原市杏花岭区五丰养殖场的试验数据对该方法进行验证,结果表明,该方法在以30 min为发情行为识别时间时的识别效果最好,发情行为识别的错误率为13.43%,召回率为90.63%,特效性为81.63%,与已有的母猪发情行为识别方法相比错误率降低了80%以上。该方法在保证识别准确率的情况下有效降低了错误率,可满足母猪养殖生产过程中发情行为自动识别要求。     

基于SSA-LSTM的玉米土壤含氧量预测模型

土壤含氧量（Soil oxygen content,SOC）是影响作物生长的重要土壤环境因素之一,具有时序性、不稳定性和非线性等特点,精确预测土壤环境中含氧量的变化趋势,有助于制定更加合理的土壤通气增氧方案。本研究提出基于麻雀搜索算法（Sparrow search algorithm,SSA）和长短时记忆（Long and short-term memory,LSTM）神经网络预测模型,利用国家土壤质量湛江观测实验站记录玉米种植期间的气象环境和土壤环境数据,基于SSA-LSTM模型对SOC变化进行预测及相关性分析,并与传统的BP预测模型、LSTM预测模型、GA-LSTM预测模型及PSO-LSTM预测模型进行对比。试验结果表明,SOC与降雨量、土壤含水率、土壤温度、土壤充气孔隙度相关性极显著,相关系数高于0.8,与大气温度和风速相关性显著,与大气湿度和土壤呼吸速率相关性较弱。SSA-LSTM模型预测精度明显高于其他4组对照预测模型,R2达到0.95979,RMSE仅为0.4917%,MAPE为3.7331%,MAE为 0.3620%,预测值与试验值之间的拟合程度高。本研究可为土壤含氧量变化的精准预测及土壤通气增氧技术的应用推广提供理论支撑与科学依据。     

温度对中华鲟精子、卵子短期保存的影响

研究了中华鲟精子和卵子在低温(8,12℃)、中温(16,20℃)和高温(24,28℃)条件下短期保存的效果。结果发现:精子保存时间随着保存温度的升高逐渐缩短,8℃下可保存146 h以上,而28℃下只能保存32 h。低温下保存精子的活力强于高温下保存的精子,表现为快速运动时间和总活动时间较长;卵子适合在中温(16,20℃)下保存,高温或者低温对卵子的保存都不利,28℃下只能保存4~8 h,8℃下只能保存4~10 h,而在16℃和20℃下可保存18~20 h。     

Seedborne fungi detected on stored solanaceous berry seeds and their biological activities

We isolated 629 fungi from 1296 berry seeds of solanaceous plants, including tomato (Lycopersicon esculentum), eggplant (Solanum melongena), bell pepper (Capsicum annuum), and red pepper (Capsicum annuum var. annuum) preserved for long and short terms. The isolates were classified into 22 genera excluding unidentified fungi, and the fungal floras were divided into two types: the tomato–eggplant and pepper groups. The results of cluster analysis with unweighted pair-group method with arithmetic average also supported these groups. Most tomato seeds infested with Geotrichum candidum germinated and grew the same as uninfested seeds. Cladosporium sphaerospermum and Arthrinium sp. isolated from eggplant seeds strongly suppressed germination, and Penicillium variabile suppressed seminal root elongation on eggplant. Alternaria alternata, Botrytis cinerea, and Myrothecium verrucaria detected from red pepper or bell pepper seeds were pathogenic to the fruits and the seedlings after artificial inoculation.     

基于双阶段注意力机制和LSTM的鸡舍氨气浓度预测算法

为寻求准确的鸡舍氨气浓度预测方法,构建基于双阶段注意力机制和长短时记忆神经网络(Long shortterm memory,LSTM)的鸡舍氨气浓度预测模型,将该模型应用于山东省商河县某蛋鸡养殖场,采集二氧化碳(CO_2)、氧气(O_2)和氨气(NH_3)的体积分数,细颗粒物(PM_(2.5))质量浓度,温度,相对湿度时间序列数据对模型进行验证,并与支持向量回归(Support vector regression,SVR)、人工神经网络(Artificial neural network,ANN)模型和无注意力机制的LSTM模型对比研究。结果表明:1)不同时间窗口T下NH_3体积分数预测精度不同。T∈{2,3,4,8}时,均方根误差(Root mean square error,RMSE)分别为0.433 4,0.394 8,0.379 9和0.405 1μL/L,平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)分别为0.267 4,0.262 9,0.228 9和0.272 4μL/L;2)基于双阶段注意力机制和LSTM的鸡舍NH_3浓度预测模型在RMSE和MAE评价指标框架下优于SVR、ANN和无注意力机制的LSTM模型。基于双阶段注意机制和LSTM的模型能较好地对鸡舍氨气浓度进行预测,可为鸡舍氨气浓度预测及调控提供技术支持。     

Short-term storage and cryopreservation of Urechis unicinctus (Echiura: Urechidae) sperm

In the present study, attempts were made to preserve Urechis unicinctus sperm at 4°C. Cryopreservation procedures were optimized for various cryoprotectants and freezing rates, equilibration times and dilution ratios. During short‐term storage, the motility of undiluted sperm was extended for 6 days of cold storage,and in 70% and 100% artificial seawater only persisted for 2 and 4 days respectively. The survival rate of undiluted sperm was maintained at a high level accordingly. After cryopreservation, the highest motility and survival rate (41.5±2.2%) were obtained in 15% dimethyl sulphoxide (Me₂SO) using a freezing rate of 30°C min^?1. After thawing the sperm cryopreserved in glycerol lost almost all motility. The motility and survival rate of post‐thawing sperm did not show significant differences after 8 and 15 min equilibration using 15% Me₂SO as cryoprotectant; the values were significantly higher than those of 2 min equilibration. Comparisons of motility and survival rate between treatments pooled by dilution ratio showed that the effect of 1:1 ratio (sperm volume to cryoprotectant volume) was best. There was no difference between 1:3 and 1:5, and other ratioswere significantly worse.     

农产品价格短期预测系统设计与实现

以面向服务设计与业务为导向,基于B/S模式,采用SSH框架和JAVA方式,借鉴Spring、Struts等开源项目的设计思想,通过中间件嵌入Eviews和Easyfit,研究构建了农产品价格短期预测系统,实现了农产品价格短期预测、农产品市场风险动态预警、农产品进京路线展示和农产品市场行情解析等四大业务功能,将经济模型转化为能实现智能分析、操作便携、运行稳定的系统工具,增强了经济分析成果对现实生产的指导作用。