科研产出
基于级联视觉检测的樱桃番茄自动采收系统设计与试验
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：樱桃番茄串生长姿态多样、果实成熟度不一，采摘机器人进行“粒收”作业时，常面临果梗干涉末端执行器、成熟度判断错误等问题，导致采摘效率低下、难以有效实现分级采收。针对上述问题，该研究提出一种级联视觉检测流程，包括采收目标检测、目标果实特性判别、果实与果梗位置关系判断3个关键环节。首先根据农艺要求按成熟度将番茄果实分为4个等级，引入YOLOv5目标检测模型对番茄串和番茄果实进行检测并输出成熟度等级，实现分期采收。然后对果实与果梗的相对位置进行判断，利用MobileNetv3网络模型对膨胀包围盒进行果实与果梗相对位置关系判断，实现末端执行器采摘位姿控制。日光温室实际测试结果表明，本文提出的级联检测系统平均推理用时22ms，在IOU（intersectionoverunion）阈值为0.5的情况下，樱桃番茄串与果实的平均检测精度达到89.9%，满足采摘机器人的视觉检测精度和实时性要求，相比末端执行器以固定角度靠近待采目标的方法，本文方法采收效率提升28.7个百分点。研究结果可为各类果蔬采摘机器人研究提供参考。
关键词： 机器人 目标检测 日光温室 樱桃番茄 YOLOv5
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干旱复水下北京地区刺槐与油松叶绿素荧光特性研究
《干旱地区农业研究 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：以北京地区典型落叶阔叶树种刺槐（Robinia pseudoacacia）和常绿针叶树种油松（Pinus tabulaeformis）的3 a生盆栽幼树为研究对象，通过人工控水模拟生长季初期自然干旱和旱后复水事件，分析区域典型树种应对干旱胁迫及旱后修复的叶绿素荧光特性。结果发现：（1）干旱胁迫下刺槐快速叶绿素荧光诱导动力学曲线（OJIP）形状发生明显改变。与对照处理相比，干旱胁迫处理下刺槐初始荧光（Fo）、J点（VJ）和I点（VI）的相对可变荧光强度显著上升12.95%（P＜0.05）,油松暗适应下最大荧光（Fm）显著降低了24.66%。（2）干旱胁迫处理下刺槐光合系统Ⅱ（PSⅡ）光化学性能参数、PSⅡ反应中心活性参数、能量分配比率均出现显著下降（36.01%～61.73%,P＜0.05）;而油松幼树则无显著变化。干旱胁迫对刺槐OJIP曲线、PSII受体侧性能等荧光参数的影响程度均显著大于油松（P＜0.01）。（3）刺槐在干旱初期显著增加了用于热耗散的量子比率(φDo)20.25%,并下调量子产额(φEo)43.88%（P＜0.05）,而油松则于干旱末期在减小其单位激发态面积捕获光能的同时充分利用电子传递链中能量，其单位激发态面积传递到电子链末端的能量（REo/CSo）显著减小29.99%（P＜0.05）。（4）两种盆栽幼树叶绿素荧光参数在复水处理阶段均可恢复至对照水平，部分参数出现超补偿效应。综上，初步确定土壤水分8.40%±2.03%为刺槐幼树叶绿素荧光参数的突变节点，刺槐光合能力受土壤水分的影响程度大于油松。
关键词： 叶绿素荧光特性 干旱胁迫 复水 刺槐 油松 盆栽试验
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小麦光温敏雄性不育系BS237ω-黑麦碱基因克隆及序列分析
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：为研究小麦光温敏雄性不育系BS237中ω-黑麦碱基因编码区特征，利用同源克隆的方法克隆ω-黑麦碱基因的编码区序列，共得到8条具有完整开放阅读框的基因序列（OK999982～OK999985, OK999987～OK999990）,基因编码区长度为1 002～1 074 bp,可编码333～357个氨基酸残基，全部编码RQL型ω-黑麦碱蛋白。NCBI BLAST分析表明克隆序列与已知序列的相似度在91%～100%之间，推断其为ω-黑麦碱基因家族。进化分析表明8个克隆的基因与普通小麦（Triticum aestivum L.）和黑麦（Secale cereale L.）的ω-黑麦碱基因序列具有较高的同源性，说明ω-黑麦碱基因具有一定的基因组特异性。乳糜泻（CD）免疫肽识别分析表明，8个基因中均分布有5种T细胞免疫肽——Gli-ωt（PQQPFPQQ）、DQ2.5-glia-γ5（QQPFPQQPQ）、QQPY、SPQQ和PQQP,且肽段Gli-ωt（PQQPFPQQ）和PQQP存在多个拷贝。本研究结果可为1BL/1RS类型杂交小麦加工品质的分子改良及乳糜泻疾病的预防提供参考。
关键词： 小麦 光温敏雄性不育系 ω-黑麦碱 基因克隆 序列分析 乳糜泻
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浅黄色花瓣大白菜新种质(07-882×abc3-1)2的创制及应用
《蔬菜 》 2023
摘要：育种的本质是种质创新,种质又是品种选育的基本材料.以大白菜07-882为母本,芸薹属异源六倍体AABBCC(2n=6x=54)CGMCC No.2553的双单倍体DH系"abc3-1"为父本进行杂交、多代自交,创制出中熟、合抱类型的大白菜新种质(07-882*abc3-1)2.(07-882*abc3-1)2具有球形美观、菜薹白色、叶片浅绿色、花瓣浅黄色等特点;继续以(07-882*abc3-1)2为母本,与"小花菜♂"父本杂交并多代自交,采用叶片颜色浅、花色浅黄等作为选择新种质的标记性状,快速获得了"(07-882*abc3-1)2*小花菜♂"新种质;同时,以创制的新种质(07-882*abc3-1)2和(07-882*abc3-1)2*小花菜♂为父本,以菜心细胞质不育系为母本分别试配组合,选育出19AT4菜薹和20ET9菜薹等新品种,并在广州和宁夏等地广泛推广应用,因其菜薹白色,条形顺直,抗性好,产量高,效益稳定,市场前景较好.
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单目多视角图像的美国白蛾三维模型重建系统与试验
《中国农机化学报 》 2023 北大核心
摘要：为构建具有高清纹理特征的美国白蛾三维模型,并对美国白蛾三维模型进行精度评价,开展单目多视角图像的美国白蛾三维重建的研究.首先构建昆虫多视角图像采集系统,实现对美国白蛾高质量序列图像自动化获取,建立美国白蛾高质量序列图像样本库.然后利用SFM与 MVS相结合的方法,实现美国白蛾精准三维模型重建.最后以美国白蛾形态参数对重建的美国白蛾三维模型进行精度评估试验.结果表明,待评估值与参照值的相对误差小于5%、R2 大于0.95.所重建的美国白蛾精准三维模型可以为深度学习样本扩增、植保病虫害识别与防控提供重要基础数据.
关键词： 三维重建 多视角图像 机器视觉 美国白蛾 重建效果评价 虫害防控
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桃叶释放挥发性有机物成分及变化规律
《经济林研究 》 2023 北大核心
摘要：[目的]探究在生长季桃叶片释放植物源挥发性有机物(BVOCs)成分组成和相对含量的动态变化特征.[方法]采用动态顶空采集法收集叶片释放的BVOCs,结合自动热脱附-气相色谱/质谱联用技术进行BVOCs成分的测定.[结果]在整个生长季(5-10 月),桃叶共释放12 类 266 种BVOCs,其中烷烃类(44)、烯烃类(41)和醇类(40)种类数量较多,组分总量从大到小的月份分别为:9月(115)、8月(84)、7月(79)、6 月(73)、5 月(72)、10 月(27),以释放烷烃类、烯烃类、芳香烃类、酯类、醛类、酮类和醇类为主;除5 月外,各月烯烃类BVOCs相对含量在一天中表现为上午>下午,其他类别BVOCs相对含量峰值会出现在任意时间点,当烯烃类BVOCs相对含量下降时,烷烃类、芳香烃类、酯类、醛类和醇类也会出现明显变化;桃叶共检测出 8 类 45 种有益BVOCs成分,主要包括烯烃类、酯类、醛类和醇类BVOCs,有益组分总相对含量为夏季(39.50%)>秋季(36.71%)>春季(35.99%);一天内各时间点有益成分的相对含量和数量随月份增加呈波动下降趋势,一般在 10:00 和 14:00 达到最高值,其中春季(5 月)08:00 释放有益BVOCs的相对含量为全年同时间点最高(77.85%),释放的主要有益BVOCs成分包括α-蒎烯、3-蒈烯、罗汉柏烯、乙酸乙酯、天然壬醛和庚醛.[结论]桃叶释放BVOCs组分存在明显的季节动态变化性和日变化差异,有益BVOCs成分丰富,且桃树林内最佳游憩时间段为08:00-10:00.
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芦笋腋芽一步成苗组培技术研究
《山东农业科学 》 2023
摘要：本研究通过对外植体及其消毒方法、生根培养激素组合的筛选,建立了芦笋腋芽一步成苗的组培快繁方法.结果表明,以 5~10 mm腋芽为外植体,接种在 1/2MS+0.05 mg/L NAA+0.1 mg/L KT+1.0 mg/L嘧啶醇+1.0 mg/L IBA+2%蔗糖+0.65%琼脂的培养基上,30 天左右即可生根,45 天左右根长可达 1 cm;再生根可分为 3 种类型,即从芽基部长出的粗壮肉质根(Ⅰ型)、从愈伤组织上再生的不定根(Ⅱ型)以及从芽基部长出的细长根(Ⅲ型),在确定的最适生根培养基上产生的根主要是Ⅰ型根.培养 60 天后芽伸长明显,长度可达3~5 cm;培养 70 天后,将生长健壮的生根苗进行炼苗后移栽,移栽成活率达 98%以上.该方法能够为芦笋优异单株的快速繁殖提供解决方案,为规模化生产F1杂种提供技术支撑.
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东亚小花蝽对温室辣椒及茄子花内西花蓟马的控害作用
《中国生物防治学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：天敌投放的益害比是其田间应用的重要参数.为明确东亚小花蝽Orius sauteri(Poppius)(Hemiptera:Anthocoridae)对茄科作物花内西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)(Thysanoptera:Thripidae)的防治效果及其最佳益害比,本研究在辣椒和茄子生产温室中以 5个益害比水平释放东亚小花蝽后,测定了西花蓟马的种群变化;并在温室条件下比较了释放东亚小花蝽和使用生物农药对茄子、辣椒花内蓟马的防治效果.结果表明,在短期内,与不释放东亚小花蝽的对照相比,释放东亚小花蝽 5龄若虫处理的辣椒、茄子花内西花蓟马 2龄若虫密度在 48 h后显著降低.当益害比为 5∶30时(即每 30头蓟马释放 5头东亚小花蝽),辣椒、茄子花内的西花蓟马密度最低,分别为 0.67 头/花和 1.17 头/花,防治效果分别为 97.67%和95.93%.东亚小花蝽对辣椒上的西花蓟马防治效果略高于茄子,但不存在显著差异.此外,当益害比为1∶30~5∶30时,按不同益害比释放东亚小花蝽的处理对温室辣椒、茄子花内西花蓟马防治效果与益害比均呈正相关性.在长期内,与使用生物农药相比,释放东亚小花蝽对温室辣椒和茄子花内西花蓟马具有良好的持久控制作用.本研究表明东亚小花蝽能够用于防治辣椒、茄子花内的西花蓟马,并明确了最佳释放的益害比水平范围为 1∶30~5∶30,为作物花内蓟马的防治和东亚小花蝽的大规模田间应用提供基础数据.
关键词： 捕食性天敌 益害比 生物防治 害虫综合治理 田间应用
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接菌剂对水稻秸秆和白菜尾菜混合堆肥进程及细菌多样性的影响
《黑龙江八一农垦大学学报 》 2023
摘要：接种秸秆分解菌剂强化秸秆降解效果是生产上普遍采用的人工强化措施，水稻秸秆和白菜尾菜是两种特征不同的农业有机固体废弃物，将二者混合堆肥发酵会通过营养互补提高处理效果。以收获后风干水稻秸秆和白菜尾菜为混合原料（二者质量比7∶3）进行堆肥试验，研究接种秸秆分解菌剂（接种量5%，体积比）对堆肥过程的影响，通过高通量测序技术分析堆肥化过程中细菌多样性动态变化。结果表明，添加秸秆分解菌剂处理（T1）与不接菌对照（CK）相比，堆体的高温期长6 d，发芽指数（GI）提升9.0%。堆肥结束时，物料的全氮、全钾含量显著提升至1.39%和2.15%（P＜0.05）。TI高温期与降温期丰富度大于10%的优势细菌属分别为纤维杆菌属（Fibrobacter）、Demequina。CK高温期丰富度大于10%的优势细菌属为假黄单胞杆菌属（Pseudoxanthomonas）、螯合球菌属（Chelatococcus），降温期丰富度最高的优势细菌属为高温双岐菌属（Thermobifida）。添加秸秆分解菌剂能够提升物料养分含量，促进物料腐熟，并且提高堆肥高温期、降温期细菌多样性和丰富度。
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