科研产出
基于改进PSO算法的采摘机械臂时间最优轨迹规划
《中国农机化学报 》 2025 北大核心
摘要：为提高机械臂在农业采摘过程中运行效率以及优化算法寻优速度,提出一种基于改进 PSO 算法优化算法.首先,建立机械臂模型并进行工作空间分析;然后,通过 3-5-3 分段多项式对采摘路径点进行插补,控制机械臂在采摘时的始、末速度和加速度均为 0,得到连续、平稳的轨迹;再使用改进 PSO算法对插补后的轨迹进行优化,以时间最优为目标,得到时间最优轨迹,并与遗传算法、标准粒子群算法以及其他改进粒子群算法进行对比试验;最后,以六轴采摘机械臂为研究对象,通过苹果采摘试验来验证算法有效性.结果表明:所提方法完成采摘过程消耗时间对比优化前缩短约 34%,相比标准 PSO寻优速度提升 53%.
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奶牛源链球菌对庆大霉素异质性耐药菌株的筛选鉴定及其耐药机制探究
《中国兽医学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：探究奶牛源链球菌庆大霉素异质性耐药的流行情况及可能机制。收集奶牛源生乳中分离的39株链球菌，通过微量肉汤稀释法测定庆大霉素等药物对分离菌的最低抑菌浓度（minimum inhibitory concentration, MIC）,采用K-B纸片扩散法、菌落谱型分析（population analysis profile, PAP）以及耐药稳定性试验探究链球菌的异质性耐药特征，基于全基因组测序和重测序分析异质性耐药产生的机制。结果显示，K-B纸片扩散法筛出7株疑似异质性耐药菌株，占比17.95%（7/39）。PAP分析显示，3株链球菌L147、L108和L174异质性耐药菌株的MIC与最高非抑菌浓度（maximum noninhibitory concentration, MNIC）比值大于8,且耐药亚群的发生频率范围为1.38×10-5～8.18×10-5,大于1×10-7,确证为庆大霉素异质性耐药菌株。耐药稳定性试验结果显示，3株链球菌的耐药亚群均不能稳定遗传。全基因组测序结果显示，与参考基因组相比氨基糖苷类抗生素的核糖体靶基因rsmA、rsmB和rsmE存在基因突变，这可能导致链球菌对庆大霉素产生异质性耐药。结果表明，奶牛源中链球菌对庆大霉素发生异质性耐药的现象较高，因此在使用庆大霉素进行临床治疗时应更加注意异质性耐药的发生。
关键词： 链球菌 庆大霉素 菌落谱型分析 异质性耐药 全基因组测序
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果园二维激光雷达自主导航控制研究
《中国农机化学报 》 2025 北大核心
摘要：在现代农业的果园植保过程中面临着复杂环境的挑战,需要实现果园车辆的自主导航.针对这一问题,研制一种基于二维激光雷达的果园车辆自主导航系统.在满足果园种植农艺要求的前提下,考虑到株距、行距、主干直径等影响因素,二维激光点云数据中的离散点通过设计不同的过滤阈值进行有效清除;采用欧式聚类算法和三点共线几何定理方法,提取激光点云中的树干中心特征点.通过最小二乘法拟合导航路径,实现高精度导航.在自主导航系统设计过程中,利用模糊控制实现动态调整导航控制算法,实现车辆的自动驾驶和路径跟踪功能.结果表明,滤波后的激光点云特征点与实际果树之间的平均误差达到 8.96 cm.在 0.5 m/s速度下自动行驶时,能够保持较高的导航精度,最大横向偏差值达到 8.2 cm,最大平均偏差值达到 6.81 cm.所提方法在提高导航精度方面具备有效性和实用性,可有效提升果园复杂环境下的自主导航精准度,并实现果园内车辆自主导航.
关键词： 果园 二维激光雷达 自主导航 激光点云数据处理 滤波降噪
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小麦叶片气孔相关性状全基因组关联分析
《作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：小麦气孔是调节光合作用和蒸腾作用的微观孔隙,对产量有着关键作用,了解小麦气孔性状的遗传机制,挖掘关于小麦气孔相关性状的候选基因对于提高小麦产量具有重要意义.本研究以 276 份冬小麦品种(系)为研究对象,在正常灌溉和干旱胁迫 2 个处理下,对小麦抽穗期和灌浆期的气孔密度、气孔平均面积、气孔所占比等叶片气孔相关性状进行测定,并结合 90K小麦芯片,对上述 3 个性状进行全基因组关联分析.研究结果显示,在不同水分处理条件下,小麦气孔相关性状在 2 个时期均表现出较大的表型变异,变异系数介于 0.06 至 0.28 之间.全基因组关联结果显示,共检测到 88 个位于除 4D的其他 20 条染色体上与气孔相关性状显著关联的位点(P<0.001),其中与气孔平均面积显著相关的稳定遗传位点有4个,分布于1B,3A,6A染色体上,可解释遗传变异为2.78%~6.55%,均在正常灌溉下的灌浆期检测到.在抽穗期和灌浆期同时检测到 2 个与气孔密度显著关联的位点,其中在正常灌溉下 6A染色体上检测到的位点 Ex_c69429_328,可解释表型变异为 2.31%~3.06%;在干旱胁迫下 4A 染色体上检测到的位点BS00064423_51,可解释表型变异的 4.40%~6.09%.在 1A、1B、3A、4A、5A、6A、6D染色体上检测到 8 个"一因多效"遗传位点,可解释表型变异的 1.25%~7.31%.对贡献率大于 5.00%且在 2 个环境或 2 个性状以上检测到位点进行单倍型分析,发现与气孔平均面积和气孔所占比显著相关的 wsnp_Ex_rep_c69627_68580121(R2=6.47%)位点存在Hap1、Hap2 两个单倍型,在 276 份品种(系)中含有Hap1(频率为 81.20%)单倍型品种(系)的气孔平均面积显著小于含有Hap2(18.80%)单倍型品种(系)的气孔平均面积(P<0.05),不同单倍型在不同麦区的占比不同,其中单倍型Hap1 在西南冬麦区出现的频率最高,单倍型Hap2 则在北部冬麦区出现的频率最高.对 2 个环境检测到的及"一因多效"的位点进行候选基因的挖掘,共筛选出 9 个与小麦气孔性状相关的候选基因,这些基因在气孔发育、光合作用和抗逆性等方面具有潜在功能,可作为进一步研究气孔相关性状的重要基因.
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拮抗放线菌A89的鉴定及其挥发性物质对葡萄采后灰霉病的抑制效果
《食品工业科技 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：灰霉病是一种严重危害葡萄采后品质的病害,为了明确拮抗放线菌A89的挥发性物质及其单体化合物对葡萄灰霉病的抑菌效果.本研究首先以形态学、生理生化和分子生物学方法对菌株A89进行鉴定,然后采用顶空固相微萃取和气相色谱-串联质谱法检测分析其挥发性物质,以纯品验证并确定有效抑菌成分;使用塑料盒分析A89产生的挥发性物质对红地球葡萄采后灰霉病的抑制效果.4株放线菌中A89对B.cinerea的抑制率最高,达100%;菌株A89为细黄链霉菌(Streptomyces microflavus),从生长至14 d的细黄链霉菌中共检测出77个挥发性物质,其中主要组分为12-甲基十三烷酸甲酯、棕榈酸甲酯、十五烷酸甲醚、十七烷、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯等,分别占挥发性物质总量的18.59%、9.7%、5.45%、4.64%和4.57%.体外条件下,壬醛和2-乙基己醇的抑菌效果最佳,对灰葡萄孢的最低抑制浓度(Minimum Inhibitory Concentration,MIC)为7.81 μL/L;体内条件下,熏蒸10d后处理组中表现最佳的125 μL/L苯乙酮处理组,能够完全抑制葡萄灰霉病的发生.其次为A89挥发性物质和500 μL/L 2,5-二甲基吡嗪,果实的病斑直径分别降低了 74.11%和76.70%(P<0.05).细黄链霉菌A89挥发性物质及其单体化合物苯乙酮对葡萄灰霉病抑菌效果较好,在葡萄采后灰霉病的防治方面具有很大的潜力.
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基于量质协同提升的北疆膜下滴灌花生水氮调控
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探索新疆膜下滴灌花生优质高效灌溉施氮模式，基于2 a（2022—2023年）的田间试验，研究了新疆膜下滴灌花生生长、产量及品质指标对水氮调控的响应。2022年试验设置3个灌水水平(灌水定额分别为22.5 mm（W1）、30.0 mm（W2）、37.5 mm（W3）)和2个施氮水平（N1：追氮量减半；N2：常规追氮，追氮量为65.0 kg/hm2），以不追氮的N0W2处理为对照（CK）处理。2023年在2022年试验结果基础上，对灌水水平和施氮水平进行了调整，灌水定额分别为30.0 mm（W1）、37.5 mm（W2）、45.0 mm（W3）,N2处理追氮量为119.0 kg/hm2。2022年追氮4次，N1和N2总施氮量分别为77.5和110.0 kg/hm2,2023年追氮6次，N1和N2总施氮量分别为118.0和164.0 kg/hm2。结果表明，灌水和施氮对花生主茎高、叶面积指数、地上部生物量等生长指标具有显著影响；苗期、花针期、结荚期和饱果成熟期耗水模数分别为12.99%～18.00%、26.10%～32.54%、33.34%～43.25%和11.52%～24.21%，花生的灌水关键期为花针期和结荚期；全生育期灌水量和施氮量不超过394.74 mm和118.0 kg/hm2时，荚果产量和水氮利用率随灌水量和施氮量的增加呈增加趋势；且花生果仁产量和品质均受到显著的水氮交互作用影响。该试验条件下最优灌水施氮组合模式为全生育期灌水量为376.70～394.74 mm、施氮量为110～118.0 kg/hm2的水氮组合，可作为新疆膜下滴灌花生量质协同提升的最优灌溉施氮模式。该成果可为新疆膜下滴灌花生产业的绿色高效可持续发展提供技术参考。
关键词： 产量 品质 水分利用效率 氮肥偏生产力 TOPSIS 花生 新疆
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基于主成分-隶属函数分析法评价复合菌对小麦根际土壤微生物功能多样性的影响
《新疆农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】基于主成分-隶属函数分析法评价复合菌对小麦根际土壤微生物功能多样性的影响。【方法】采用盆栽试验，评价新疆特殊环境中筛选的功能菌株盐单胞菌L6和类芽孢杆菌Y24及复合菌L6-Y24对新疆干旱区小麦根际土壤理化性质和微生物功能多样性的影响。【结果】与CK处理相比，功能菌株和复合菌对土壤电导率和pH值未产生显著影响，但土壤速效钾含量分别显著增加了29.17%、47.02%和33.93%(P<0.05),速效氮含量L6-Y24处理显著增加了21.43%(P<0.05)。L6、Y24和L6-Y24处理平均吸光值显著增加了60.04%、74.82%和165.32%(P<0.05),Shannon丰富度指数L6-Y24处理显著增加了15.83%(P<0.05)。复合菌浸种处理对碳水化合物类、氨基酸类、羧酸类、酚酸类、多聚物类和胺类碳源的利用分别显著增加了103.60%、203.72%、208.33%、684.09%、364.10%和100.29%(P<0.05)。菌株及其复合菌对土壤微生物群落功能多样性起分异作用的主要碳源类型为碳水化合物类和羧酸类。促生菌浸种小麦根际土壤理化性质以及微生物功能多样性之间存在密切的关系。【结论】复合菌对小麦根际土壤理化性质、微生物功能多样性的提升效果最佳，可以缓解盐碱、干旱等非生物胁迫带来的伤害。
关键词： 复合菌构建 主成分-隶属函数分析法 根际土壤 微生物碳源利用 小麦
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施氮对新疆不同春玉米基因型产量和氮效率的影响
《分子植物育种 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：农田氮肥过量施用会导致肥料利用率下降和农田地下水污染，为了挖掘作物在低氮条件下自身吸收和利用养分的生物学潜力，本研究通过田间试验，在每公顷施氮量分别为0 kg(不施氮N0)、150 kg(低氮N150)、300 kg(中氮N300)、450 kg(高氮N450) 4个氮水平下，以6个新疆自育的春玉米品种和1个对照品种(先玉335)为供试材料，比较各玉米基因型成熟期干物质积累量、产量及氮养分累积量差异。结果表明，施用氮肥对玉米生长有显著影响，玉米地上部干物质重、产量及植株氮累积量在各品种之间差异显著。对7个玉米品种在4个氮水平下的产量进行聚类分析，依据品种间产量差异的显著性，将7个玉米品种分类为差异显著的高产、中产和低产品种。综合考虑氮效率类型和产量类型，鉴定出1个高产高效品种‘新玉69’；低产又低效的品种‘新玉110’。本研究充分发掘利用了作物自身的适应与调节功能，为实现节本增效的生产目的提供科学依据。
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基于叶片微观结构的杏种质资源抗旱性评价
《园艺学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：采用石蜡切片法和指甲油印迹法，对中亚生态群和华北生态群共96份杏种质的叶片解剖结构及气孔形态特征进行观测，通过相关性分析及主成分分析筛选出反映抗旱性的叶片主要指标，并利用隶属函数综合评价不同生态群种质的抗旱性。研究表明：96份杏种质叶片均为异面叶，肾型气孔不均匀分布于叶片下表皮，其中‘卡拉胡安娜’‘奎皮克曼’‘甜仁杏’3份种质叶片上表皮也存在气孔分布，然而，这些气孔形态小，数量少；筛选出叶片厚度、气孔长度、栅栏组织厚度、气孔宽度、气孔面积、上表皮细胞厚度和上表皮细胞宽度作为96份种质的有效抗旱性评价指标；抗旱性最强的种质为‘索格佳娜丽’，最弱的为‘叶城紫杏’。2个生态类群杏种质的叶片微观结构及各种质间抗旱性具有明显的差异，鉴定筛选出‘索格佳娜丽’‘元旦杏’‘黄洪待克’等9份抗旱性极强的种质，可以作为杏抗旱育种的优异材料加以利用。
关键词： 杏 生态群 叶片解剖结构 气孔特征 隶属函数 抗旱性评价
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棉田残膜量对土壤线虫群落结构的影响
《农业环境科学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为探明不同残膜累积量对棉田土壤线虫群落结构的影响,并确定适宜棉花种植的残膜量范围,本研究在同一标准化种植条件和管理模式下,采用随机区组试验设计,设置6个残膜添加量处理,分别为CK(不加地膜)、T1(250 kg·hm-2)、T2(500 kg·hm-2)、T3(1 000 kg·hm-2)、T4(1 500 kg·hm-2)和T5(2 000 kg·hm-2).于棉花吐絮期采集耕作层0~20 cm土壤样品,分析地膜残留对棉田土壤基本属性和土壤线虫的影响.结果发现:随着残膜量的增加,土壤有机质含量、pH值以及含水率均呈现降低的态势;拟丽突属是各处理的优势属,丰度在12.57%~16.59%;线虫的主要营养类群为食细菌类和植食类,食细菌类线虫的相对丰度随残膜量增加而降低.线虫瓦斯乐斯卡指数(WI)随残膜增加呈现显著下降的趋势;土壤线虫个体密度与土壤碱解氮之间存在极显著的正相关关系(P<0.01),与土壤速效磷、速效钾呈极显著负相关关系(P<0.01),与电导率呈显著负相关关系(P<0.05);土壤中的有机质含量和速效养分是调控土壤线虫群落结构动态变化的主要环境因素.研究表明,残膜添加会降低土壤pH值、减少有机质含量、加剧养分流失,同时对土壤线虫群落产生负面影响,减少线虫数量和多样性,增加有害线虫丰度.当残膜量超过500 kg·hm-2时,土壤健康状况显著恶化,因此建议将新疆棉田的残膜量控制在该阈值以下,以有效维护土壤健康.
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