水培环境下的作物养分吸收多参数检测系统研究

冯小鼎; 王成; 金晓彤; 董宏图; 罗斌; 王晓冬; 《中国农业科技导报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：在水培环境下对植物根系养分吸收的动力学主要利用耗竭曲线和系列含量法进行研究,而依靠人工间隔性的采样过程不但耗费人力而且影响效率.为解决这一问题,利用离子选择电极和图像传感器分别测定植物根系在水培环境下养分吸收时的离子含量和根系表面积,结合Michaelis-Menten方程获得植物动力学特征参数;系统硬件以STM32F407ZGT6微处理器作为主控单元,给出具有精密电化学传感器接口的信号调理与数据采集电路;在上位机系统中完成数据通讯、校准以及建模处理等.经测试表明,溶液校准后不同价态离子的能斯特斜率转换率分别在80%或90%以上;该系统与WinRHIZO获得的根系表面积相比,2组数据的线性相关性为0.97.该系统能够稳定的获取植株全根系的吸收临界浓度(Cmin)、最大吸收速率(Imax)、米氏常数(Km)等特征多参数,可为农作物营养的科学研究及水培环境下的养分吸收监测提供技术支撑.

关键词： 离子选择电极 耗竭曲线法 动力学特征参数 Michaelis-Menten方程 数据采集

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融合多因子的无人机高光谱遥感冬小麦产量估算

谢瑞; 杨福芹; 冯海宽; 李天驰; 《河南工程学院学报(自然科学版) 》 2023

摘要：为快速准确地预测冬小麦产量，利用无人机搭载高光谱相机，获取了冬小麦开花期高光谱数据。首先，运用相关性分析筛选了对地上生物量和植株氮含量敏感的最佳植被指数，根据筛选的最佳植被指数分别构建了地上生物量和植株氮含量遥感估算模型；然后，在此基础上构建植被指数-氮营养指数模型；最后，融合氮营养指数农学参数构建了植被指数-氮营养指数-产量半经验半理论遥感估算模型，并将该模型应用于无人机高光谱影像进行冬小麦产量空间分布分析。结果表明，以氮营养指数为中间变量所构建的产量遥感模型能较为准确地预测冬小麦产量，模型的预测决定系数是0.471,预测的均方根误差是0.982,可视化处理结果能较为直观地显示冬小麦产量分布状况，大部分试验区产量少于7.0 t/hm~2,可加强田间管理以提高产量。

关键词： 冬小麦 无人机 高光谱 植被指数 氮营养指数

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白菜类蔬菜良种繁育技术的发展趋势

张德双; 辛晓芸; 张凤兰; 汪维红; 余阳俊; 于拴仓; 赵岫云; 苏同兵; 李佩荣; 王姣; 卢桂香; 《中国蔬菜 》 2023 北大核心

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采用组合增强的YOLOX-ViT协同识别温室内番茄花果

吕志远; 张付杰; 魏晓明; 黄媛; 李晶晶; 张钟莉莉; 《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD

摘要：番茄花果的协同识别是温室生产管理调控的重要决策依据，针对温室番茄栽培密度大，植株遮挡、重叠等因素导致的现有识别算法精度不足问题，该研究提出一种基于级联深度学习的番茄花果协同识别方法，引入图像组合增强与前端ViT分类网络，以提高模型对于小目标与密集图像检测性能。同时，通过先分类识别、再进行目标检测的级联网络，解决了传统检测模型因为图像压缩而导致的小目标模糊、有效信息丢失问题。最后，引入了包括大果和串果在内的不同类型番茄品种数据集，验证了该方法的可行性与有效性。经测试，研究提出的目标检测模型的平均识别率均值（mean average precision,m AP）为92.30%，检测速度为28.46帧/s，其中对小花、成熟番茄和未成熟番茄识别平均准确率分别为87.92%、92.35%和96.62%。通过消融试验表明，与YOLOX、组合增强YOLOX相比，改进后的模型m AP提高了2.38～6.11个百分点，相比于现有YOLOV3、YOLOV4、YOLOV5主流检测模型，m AP提高了16.56～23.30个百分点。可视化结果表明，改进模型实现了对小目标的零漏检和对密集对象的无误检，从而达到了高精度的协同检测目标。研究成果为温室种植环境下的番茄生长识别提供参考。

关键词： 图像识别 深度学习 番茄 级联网络 YOLOX Transformer 协同检测 图像增强

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基于改进的WOA-LSSVM樱桃番茄内部品质检测方法研究

康明月; 王成; 孙鸿雁; 李作麟; 罗斌; 《光谱学与光谱分析 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD

摘要：基于近红外光谱技术与统计方法，提出了一种樱桃番茄内部品质快速、无损检测方法。首先采集样品的近红外光谱，采用多元散射校正（MSC）、 Savitzky-Golay卷积平滑（SG）、 Savitzky-Golay卷积一阶导数(SG 1^st)、去趋势化（De-trending）、变量标准化（SNV）5种预处理方法消除光谱干扰，筛选出最佳预处理方法；然后采用连续投影算法（SPA）、稳定性竞争性自适应重加权算法（SCARS）、遗传算法（GA）,以及引入自动有序预测因子选择算法进行改进的遗传算法（IGA）4种特征波长提取方法减少变量冗余，选择最优特征波长提取方法；最后结合回归方法——将冯诺依曼拓扑结构、轮盘赌选择、锦标赛选择和自适应权重与鲸鱼算法相结合来对算法进行改进，采用改进的鲸鱼算法优化最小二乘支持向量机方法（IWOA-LSSVM）,与基于粒子群算法优化的BP神经网络方法（PSO-BPNN）和基于鲸鱼算法优化的最小二乘支持向量机方法（WOA-LSSVM）进行对比，分别建立樱桃番茄内部品质含量的预测模型。结果表明：樱桃番茄内部品质中的可溶性固形物（SSC）含量使用De-trending-IGA-IWOA-LSSVM模型效果最佳，其中校正集决定系数和预测集决定系数分别是0.917 2和0.866 7,校正均方根误差和预测均方根误差为0.542 3和0.768 2,预测相对误差达到2.592 9;维生素C（V_C）含量使用SG-IGA-IWOA-LSSVM模型预测效果最准确，其中校正集决定系数和预测集决定系数分别为0.857 6和0.821 6,校正均方根误差和预测均方根误差分别是0.661 4和0.634 2,预测相对误差达到2.078 5。以上结果表明，采用近红外光谱技术与统计方法结合可实现对樱桃番茄内部品质的快速无损预测分析。

关键词： 樱桃番茄 机器学习 鲸鱼算法 近红外光谱技术

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不同厚度聚乙烯膜包装对甜玉米贮藏品质的影响

时文林; 赵雅琦; 姜清秀; 左进华; 封碧红; 王清; 《保鲜与加工 》 2023

摘要：为研究不同厚度聚乙烯(PE)膜包装对甜玉米冷库贮藏期间品质的影响,采用0.02 mm和0.03 mm PE膜包装甜玉米,并于0℃冷库中贮藏,考察其感官评分、失重率、皱缩率、色泽的变化,并对其呼吸速率、乙烯生成率及可溶性固形物、可溶性糖、淀粉含量进行测定,使用电子鼻比较其风味品质的差异.结果表明:0.02 mm PE膜包装可显著降低甜玉米贮藏过程中的呼吸速率,抑制乙烯生成,延缓苞叶失绿黄化,保持甜玉米籽粒色泽,提高甜玉米可溶性固形物和可溶性糖含量,降低其淀粉含量,从而维持甜玉米的贮藏品质和风味品质.试验表明,0.02 mm PE膜包装在维持甜玉米采后贮藏品质方面有较好的效果,该研究为甜玉米采后包装材料的选择提供一定参考和数据支撑.

关键词： 甜玉米 厚度 聚乙烯膜 贮藏品质

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奥运场馆地下冰场多用途功能层深化与应用技术研究

王玉泽; 徐巍; 赵蕾; 赵志宇; 《施工技术(中英文) 》 2023

摘要：国家游泳中心南广场地下冰场建设工程为北京市首个冰面处于筏板混凝土之上的全年无休冰上运动场馆，按照奥运场馆“反复利用、综合利用、持久利用”的可持续发展思路，冬奥场馆在赛后应具备多业态运营的功能，如何保证多用途冰面功能层在不同使用环境下的可靠耐久，以及冰面与地坪地面之间的快速转化、便于拆装等使用要求，缺乏施工经验借鉴。介绍了多用途冰面构造层设计优化与施工技术在水立方南广场项目的成功应用。

关键词： 奥运场馆 地下冰场 多用途功能层 设计优化 施工技术

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食用菌菌渣理化性质及利用途径研究进展

贺国强; 魏金康; 胡晓艳; 孙晓红; 《蔬菜 》 2023

摘要：为了促进食用菌菌渣的高效利用,在介绍食用菌菌渣理化性质的基础上,从食用菌栽培再利用及用作饲料、肥料、生态环境的修复材料等方面综述了食用菌菌渣利用途径的研究进展,指出菌渣利用中存在的理化性质研究薄弱、研究应用缺乏协作、应用性研究不足等问题,并提出发展建议,如加深基础研究;加强学科间的融合和行业间的合作;加强菌渣利用的应用研究等.综合来看,食用菌菌渣的高效应用前景广阔.

关键词： 食用菌 菌渣 资源化 综合利用

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宜昌市大气微塑料的分布、呼吸暴露及溯源

刘立明; 王超; 巩文雯; 陆安祥; 任东; 涂清; 贾漫珂; 《环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD

摘要：微塑料作为一种新兴环境污染物备受关注，但大气微塑料的来源和健康危害尚不明晰.为探究宜昌市不同功能区微塑料的分布特征和人体呼吸暴露风险，分析不同地区大气微塑料的可能来源，于2019年10～12月，采集和分析宜昌市16个观测点的大气微塑料样品，并利用HYSPLIT模型模拟大气后向轨迹.结果表明，宜昌市大气微塑料有纤维状、碎片状和薄膜状这3种形状；透明、红色、黑色、绿色、黄色和紫色这6种颜色；尺寸最小的为10.42μm,最大的为4 761.42μm;平均沉降通量为（4 400±474）n·（m~2·d）^-1;种类有：聚酯纤维（PET）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物（ABS）、聚酰胺（PA）、橡胶（Rubber）、聚乙烯（PE）、醋酸纤维素（CA）和聚丙烯腈（PAN）这7种.各功能区沉降通量依次为：城市居民区＞农业生产区＞垃圾填埋场＞化工园区＞城镇居民区.人体呼吸暴露风险评估模型表明，城市居民区成人和儿童每天大气微塑料摄入量（EDI）高于城镇居民区.大气后向轨迹模拟表明，宜昌市各区县大气主要受周边地区影响，部分大气微塑料可能来自周边地区的短距离运输.总的来说，宜昌市大气微塑料沉降通量较大，潜在的生态暴露风险较高，各区县部分微塑料可能经由大气短距离传输而来.该结果可为长江中游地区大气微塑料研究提供基础数据支撑，对大气微塑料污染的溯源和健康风险研究具有重要意义.

关键词： 大气微塑料 功能区 分布特征 呼吸暴露 HYSPLIT模型 后向轨迹 来源

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基于主成分分析的仁用杏优系核仁外观品质性状评价

杨丽; 王玉柱; 张俊环; 姜凤超; 张美玲; 孙浩元; 《北方园艺 》 2023 北大核心

摘要：以‘龙王帽’与扁桃远缘杂交后代中选出的6个仁用杏优系为试材，测定各优系核仁的11个外观品质性状并进行分析评价，以期为仁用杏新品种选育提供参考依据。结果表明：11个性状变异系数为8.61%～35.96%,其中仁形指数变异系数最小，单仁质量变异系数最大；各性状之间密切相关，其中单核质量与核横径的相关系数最大，单仁质量与单核质量相关系数最大，出仁率与仁侧径、单仁质量、核形指数及仁形指数呈极显著相关，与核纵径、核横径、单核质量及仁纵径呈极显著负相关；应用主成分分析，将11个性状转化为3个综合指标，分别表征核、仁的大小、形态和产量，3个主成分累计贡献率为85.66%,再依主成分分析结果对6个优系的11个性状进行综合评分，各优系按分值高低排序依次为YX1＞YX6＞YX2＞YX4＞YX5＞YX3。

关键词： 仁用杏 核 仁 相关性分析 主成分分析

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