科研产出
苹果四臂采摘机器人系统设计与试验
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对鲜食苹果智能化高效采收需要,该研究设计了四臂并行采摘的"采-收-运"一体式机器人系统,以代替人工采收作业.以中国矮砧密植高纺锤果树为对象,根据树冠内果实空间分布特征,提出了四臂并行采摘执行部件的作业方式;建立了基于多任务深度卷积网络的果实可见区域识别模型,实现受遮挡果实离散区域语义分割及其归属关系的端到端判别;在此基础上,根据果实表面局部点云信息对其质心进行空间定位;提出了基于时间最优的四臂协同采摘任务规划方法,以实现机械臂对树冠内不同区域的高效遍历.最后在采摘机器人关键部件集成的基础上,在矮砧密植标准果园进行生产试验.试验结果表明,机器人对树冠内可见果实的识别率为 92.94%,被识别果实中定位精度满足机器人采摘操作要求的比例为 90.27%;机器人平均采摘效率为 7.12 s/果,其中四臂协同采摘效率约为单臂采摘效率的 1.96倍;对可见果实采摘成功率为 82.00%,对树冠内全部果实的采收率为 74.56%,枝叶遮挡干涉是造成采摘失败的主要原因.该研究可为鲜果智能化采摘模式的探索应用提供技术支撑.
关键词： 采摘 机器人 苹果 多任务网络 多臂协同 应用试验
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取食Cry3Aa蛋白后黄曲条跳甲成虫中肠组织的病理变化
《植物保护 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为明确Cry3Aa蛋白对黄曲条跳甲成虫的致死效果及作用机理，采用浸叶法测定了黄曲条跳甲成虫取食Cry3Aa蛋白后的死亡情况，并利用透射电镜观察了Cry3Aa蛋白处理后成虫中肠组织的病理学变化。结果显示，取食浓度为2 mg/mL的Cry3Aa蛋白6 d和12 d后黄曲条跳甲成虫的死亡率分别为33.33%和77.78%;透射电镜观察发现，蛋白处理后成虫中肠发生了明显的病理变化，并且随着时间的延长，病理变化更加明显，主要表现为：柱状细胞变形、细胞间隙增大、微绒毛缩短并肿胀、线粒体变形、内质网肿胀。本研究表明黄曲条跳甲成虫中肠是Cry3Aa蛋白的重要作用部位，研究结果为揭示Cry3Aa蛋白对黄曲条跳甲成虫的作用机理奠定了基础。
关键词： 黄曲条跳甲 Cry3Aa蛋白 致死效果 中肠组织 病理变化
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NO处理对黄金勾豆角采后贮藏品质的影响
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：黄金勾豆角在采后极易转紫衰老，影响贮藏品质，为明确一氧化氮（NO）对采后黄金勾豆角品质的影响，本研究采用0.2 mmol/L的外源NO供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）溶液浸泡黄金勾豆角10 min,（8±1）℃贮藏条件下，测定贮藏过程中黄金勾豆角转紫率、锈斑率、外观品质、色泽、可溶性固形物质量分数、质量损失率、硬度及相关抗氧化物质含量和抗氧化酶活力。与对照组（去离子水浸泡）相比，SNP处理可有效延缓转紫和锈斑的发生，降低黄金勾豆角的质量损失率，维持可溶性固形物质量分数，抑制贮藏后期花青素含量的降低，减少丙二醛生成，提高总酚、类黄酮、类胡萝卜素等抗氧化物质的含量，整体上显著或极显著增加过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活力（P＜0.05、P＜0.01），抑制多酚氧化酶、过氧化物酶活力（P＜0.05、P＜0.01）。结果表明，SNP处理可通过调节抗氧化酶活性和抗氧化物质含量变化延缓贮藏期间黄金勾豆角的转紫衰老，维持贮藏期间的品质，延长贮藏期。
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两种樱桃番茄冷藏后风味品质分析
《食品工业科技 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探究'千禧'和'吉甜一号'樱桃番茄冷藏中挥发性风味物质种类及相对含量差异,采用电子鼻和顶空固相微萃取-气质联用法分析 4℃冷藏 16d后樱桃番茄('千禧'和'吉甜一号')风味品质的变化.结果表明:电子鼻分析结果显示两种樱桃番茄冷藏前后发生明显变化的挥发性物质是无机硫化物、氮氧化合物和芳香物质,采用HS-SPME-GC-MS技术共检测出 93种挥发性物质,包括 27种醛类物质、23种醇类物质、4种酯类物质、11种酮类物质、3种呋喃类物质、9种烷烃类物质、12种烯烃类物质和 4种其他物质.与 0d相比,'千禧'和'吉甜一号'冷藏后总挥发性物质相对含量分别降低了 7.08%和 3.68%.两种樱桃番茄的主要挥发性物质己醛和反-2-己烯醛相对含量在冷藏后下降,反式-2-戊烯醛、庚醛、1-戊醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮和 1-戊烯-3-酮等经冷藏后相对含量均增加.与'千禧'相比,'吉甜一号'经冷藏后可以保留较高的醛类、酯类和酮类等樱桃番茄主要挥发性物质含量,故'吉甜一号'更利于采后储运和低温冷藏,可为高品质樱桃番茄采后储运技术提供理论依据.
关键词： 樱桃番茄 电子鼻 顶空固相微萃取-气质联用法 风味品质
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外保温连栋温室光热环境及保温性能分析
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为解决中国北方地区连栋温室冬季加温能耗大、盈利性和可持续性差等问题，该研究以降低屋面热损失为出发点，设计了大屋面外保温连栋温室，将外保温系统创新应用于连栋温室，并在山东寿光地区，以文洛型连栋温室为参照，对该温室光热环境及保温性能进行试验测试与分析。结果表明：1)连续40d白天（10:00—16:00），外保温连栋温室作物冠层上方平均太阳辐射为152 W/m~2，总透光率（含天沟下方）为40%，比文洛型连栋温室高7个百分点。外保温连栋温室跨中采光最佳，跨东、跨西及天沟下方太阳辐射强度与跨中相比分别减少17%、29%及46%。2)太阳升起后，外保温连栋温室东、西屋面外保温被依次收拢，09:30—12:00室内气温升速为1.9℃/h，较文洛型连栋温室低0.3℃/h，收拢保温后10min内室内气温骤降幅度比文洛型连栋温室低0.3℃。温室采用空气内循环加温，地面出风，再由设备间风机组内侧窗回风；加温期间（20:00—07:00）室内空气水平方向平均温差不超过1.2℃，垂直方向不超过1.0℃。外保温连栋温室水平方向气温分布均匀，垂直方向温差小于文洛型连栋温室。3)夜间，外保温连栋温室平均气温为13.1～16.1℃，室内外平均温差为12.8～21.0℃，覆盖外保温被的屋面平均热通量为50.0～97.7W/m~2，单层玻璃屋面为217.6～367.9 W/m~2，覆盖外保温可减少75%的玻璃屋面热损失。同期，采用双层内保温的文洛型连栋温室屋面平均热通量为141.1～232.2 W/m~2，外保温连栋温室与之相比屋面热损失降低36%，具有更佳的保温性能。加温期间外保温连栋温室平均热量投入实测为74.5W/m~2，并维持17.4℃的室内外平均温差，能耗较低。最后拟合了室内外温差对不同温室屋面热通量的影响，外保温连栋温室具有更高的拟合优度。该研究为连栋温室低碳节能发展提供了新型温室结构，也为外保温连栋温室的优化设计和工程应用提供了数据基础。
关键词： 温室 温度 环境 保温 太阳辐射 空气温度 热通量
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不同鲜食番茄品种生长和品质综合分析
《山西农业大学学报(自然科学版) 》 2023 北大核心
摘要：[目的]本文旨在比较8个鲜食番茄品种在生长和品质上的差异,为喜好地区推荐不同种类番茄.[方法]以京番 308(JF308)、京番 309(JF309)、原味 1号(YW1)、光辉 201(GH201)、亚蔬 006(YS006)、亚蔬 12(YS12)、京采 6号(JC6)、京采8号(JC8)为试验品种,采用熵权Topsis评价法对品质指标进行分析,采用主成分分析法对生长和品质指标进行综合分析.[结果]生长和品质指标变异系数显示不同鲜食品种番茄在生长和品质指标上存在明显差异.对番茄氨基酸聚类分析表明,品种之间氨基酸含量和组成存在显著差异,JF309、YW1、YS006和JC6的氨基酸总含量相对较高,YS006的甜味和鲜味氨基酸含量最高,YW1的芳香族氨基酸含量最高.通过对不同鲜食番茄品种品质指标进行熵权Topsis评价法分析,得出酪氨酸和糖酸比可以作为品种生长和品质的评价因子,YW1和YS006的品质指标相对最佳.主成分分析提取了6个主成分,累计贡献率为91.095%.根据综合得分显示YW1的综合评分最高,YS006次之,说明二者的综合表现最佳.[结论]综上所述,YW1和YS006可以作为优良品种进行栽培,不同品种特性不同,实际生产中需根据地区需求和品种特性选择栽培和推广.
关键词： 番茄 品种评价 熵权Topsis评价法 主成分分析法
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北京市蔬菜价格波动特征及其规律研究-数据互联提升超大型城市"菜篮子"保障能力
《价格理论与实践 》 2023 北大核心 CSSCI
摘要：针对近年来超大型城市蔬菜价格波动现象，深入研究蔬菜价格波动特征，对稳定蔬菜市场、提高菜农菜商收入和保障居民生活具有重要意义。本文基于2014年1月1日至2022年3月31日北京市大型农产品批发市场25种蔬菜日度均价数据，运用ARCH类模型分析蔬菜价格波动的敏感性、风险规律与非对称性等特征。结果表明：叶菜、根茎、茄果和葱蒜类价格波动趋势不同；芹菜等7种蔬菜价格波动有集聚性；油菜等4种蔬菜价格有高风险高回报特征，大白菜等10种蔬菜价格有高风险低回报特征；大白菜、芹菜、豆芽、冬瓜、茄子、西红柿、蒜头和洋葱有明显非对称效应。据此，应优化北京市蔬菜生产地图、搭建蔬菜价格智慧监测预警平台，提升北京市“菜篮子”保障能力。
关键词： 超大型城市 北京市 蔬菜价格 价格波动 ARCH模型
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转基因种子质量控制及认证初探
《中国种业 》 2023
摘要：作物种子质量是决定该品种推广的关键。从国家实施种子审定绿色通道制度以来，我国以玉米为代表的作物品种呈逐年井喷式发展，而种源狭窄导致育成品种同质化严重，种子质量参差不齐，企业竞争力不足。此外，由于转基因作物在抗虫、抗病性等方面较普通种具有优势，且近年来受灾害性极端气候环境影响，外加农村劳动力转移等问题，导致农业生产效率不高。种子认证制度是控制种子质量的主要途径，是发达国家在种业发展这条道路上较为成功的制度和经验。我国种子认证工作起步较晚，转基因作物品种的推广蓄势待发，需要未雨绸缪，建立完善的溯源体系来保证转基因种子的安全性。研究转基因种子认证体系，应当做到全程可溯源，全程质量可控，并从根本上避免常见的种子质量问题。就转基因农作物获得安全证书及产业化应用中遇到的问题进行初步探究，从回交转育到转基因种子生产、销售及应用过程中潜在的问题进行分析，为建立全面切实可行的转基因种子认证方案提供指导，为转基因种子产业化提供保障。
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典型土壤中微塑料的测定方法研究
《生态与农村环境学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：土壤微塑料污染问题引起广泛关注，由于土壤基质的复杂性，目前尚没有提取土壤中微塑料的标准方法。为探究土壤微塑料提取标准方法，评估前消解、后消解和前后消解3种不同处理方法对红壤、褐土和黑土3种土壤中聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚酰胺树脂（PA）、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）9种类型微塑料的提取效果。结果表明，3种土壤中不同消解处理微塑料总回收率范围在96%～102%之间。综合考虑去除基质效应及对目标物微塑料的破坏程度，最优消解方案为对土壤进行后消解处理；最优土壤微塑料提取方法为基于微塑料分离装置用饱和ZnCl2溶液进行3次密度浮选，再用5μm孔径硝酸纤维素滤膜真空抽滤后，用w为30%的H2O2在70℃条件下消解去除土壤有机质，在消解完成后再次进行真空抽滤，这样可在有效去除土壤有机质的同时提取微塑料。
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利用光谱空间特征估算马铃薯植株氮含量
《光谱学与光谱分析 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：植株氮含量（PNC）是评价作物长势和营养状况的重要指标，快速准确获取作物的PNC信息可为农田管理策略的制定与实施提供重要依据。已有研究表明，仅采用影像的光谱信息估算作物的PNC存在饱和现象，该研究尝试采用植被指数（VIs）结合二维离散小波分解技术（DWT）提取的多个尺度的高频信息（HFI）构建一种光谱空间特征（VIs+HFI）,探究VIs、 HFI和VIs+HFI估算PNC的能力。首先，以无人机为遥感平台获取马铃薯现蕾期、块茎形成期、块茎增长期、淀粉积累期和成熟期5个氮营养关键生育期的数码影像并实测各生育期的PNC数据。其次，基于预处理的无人机影像，提取各生育期冠层的光谱信息构建VIs,并采用DWT提取各生育期1～5尺度的HFI。然后，将各生育期提取的VIs和HFI与马铃薯PNC进行相关性分析，分别筛选出相关系数绝对值较大的前7个VIs和前10个HFI。为降低共线性对实验结果的影响，根据KMO检验结果对筛选的HFI进行主成分分析（PCA）降维处理。最后，采用岭回归和极限学习机（ELM） 2种方法分别以VIs、 HFI主成分和VIs+HFI主成分为模型变量构建马铃薯各生育期的PNC估算模型，并进行评估。结果表明：（1）马铃薯各生育期，1～5尺度的HFI对估算PNC均有贡献。（2）以VIs+HFI为模型变量构建的马铃薯PNC估算模型的精度和稳定性高于单一VIs和HFI。（3）马铃薯各生育期，以岭回归方法构建的PNC估算模型优于ELM方法。其中，以VIs+HFI为模型变量构建的PNC估算模型效果最优，5个生育期的建模R~2分别为0.833、 0.764、 0.791、 0.664和0.435, RMSE分别为0.332%、 0.297%、 0.275%、 0.286%和0.396%; NRMSE分别为9.113%、 9.425%、 10.336%、 9.547%和15.166%,该研究可为马铃薯氮营养状况的实时高效监测提供一种新的技术支撑。
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