科研产出
基于连续提示注入与指针网络的农业病害命名实体识别
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对农业病害领域命名实体识别过程中存在的预训练语言模型利用不充分、外部知识注入利用率低、嵌套命名实体识别率低的问题，本文提出基于连续提示注入和指针网络的命名实体识别模型CP-MRC(Continuous prompts for machine reading comprehension)。该模型引入BERT(Bidirectional encoder representation from transformers)预训练模型，通过冻结BERT模型原有参数，保留其在预训练阶段获取到的文本表征能力；为了增强模型对领域数据的适用性，在每层Transformer中插入连续可训练提示向量；为提高嵌套命名实体识别的准确性，采用指针网络抽取实体序列。在自建农业病害数据集上开展了对比实验，该数据集包含2 933条文本语料，8个实体类型，共10 414个实体。实验结果显示，CP-MRC模型的精确率、召回率、F1值达到83.55%、81.4%、82.4%,优于其他模型；在病原、作物两类嵌套实体的识别率较其他模型F1值提升3个百分点和13个百分点，嵌套实体识别率明显提升。本文提出的模型仅采用少量可训练参数仍然具备良好识别性能，为较大规模预训练模型在信息抽取任务上的应用提供了思路。
关键词： 农业病害 命名实体识别 连续提示 指针网络 嵌套实体 预训练语言模型
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全球草地碳汇研究趋势与重点领域-基于1992-2022年文献计量分析
《草地学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：近年来，草地碳汇研究备受关注，相关研究成果层出不穷。本文基于Web of Science核心合集，利用文献计量学评估了全球草地碳汇研究趋势和重点。研究发现，过去三十年间草地碳汇的研究热点由草地固碳潜力评估与高浓度CO2对植物与土壤有机碳的影响，转变到土地利用和管理方式对草地碳和氮储量的影响以及植物群落对碳循环影响的研究，最后聚焦到有机碳与气候变化对草地碳汇影响的研究。“氮”“固存”“动态”“碳”“草地”和“管理”等词汇是草地碳汇研究中的高频关键词，近年的研究热点词汇是“有机碳”“气候变化”和“黄土高原”。基于当前研究结果，建议在评估草地碳汇潜力时，充分考虑气候变化、土地利用、管理制度的相互作用；加强大尺度时空监测，全面评估草地碳汇特征；深入研究气候变化与非生物过程对草地碳汇的调控，为草地恢复与缓解措施提供理论支持。
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马蔺花器官表型特征及色素分析
《植物研究 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为分析马蔺（Iris lactea var. chinensis）种质花器官表型性状，明确马蔺花瓣的色素成分，以中国6个省市不同生境条件下22份马蔺种质资源为试验材料，对花冠这一重要观赏部位的表型特征及花色素进行系统研究。采用RHSCC比色和色差仪测色方法描述了马蔺种质花器官表型性状，并通过亚硝酸钠-硝酸铝显色法和pH示差法等方法测定了马蔺花色素质量分数，分析不同色系马蔺花色素表达差异。结果表明：22份马蔺种质花瓣花色可分为浅蓝色、浅蓝紫色、深蓝紫色和紫罗兰色4大色系，垂瓣和旗瓣明度（L*）与a*呈负相关，与b*呈正相关，与彩度（c*）呈负相关。不同色系马蔺花器官表型特征不同，4大色系中紫罗兰色花瓣最大、花葶最高、垂瓣花斑最小，浅蓝色花瓣最小、花葶最低、垂瓣花斑最大，说明花瓣颜色越深，花瓣越大，垂瓣花斑则越小；不同色系马蔺花瓣中色素质量分数差异显著，浅蓝色花瓣中类胡萝卜素质量分数显著高于紫罗兰色，而紫罗兰色花瓣中的类黄酮质量分数和花色苷质量分数显著高于浅蓝色。随花瓣颜色加深，类胡萝卜素质量分数降低，类黄酮和花色苷质量分数相应增加。相关性分析表明，类胡萝卜素质量分数与垂旗瓣L*均呈显著正相关（P＜0.05），与垂旗瓣a*、c*均呈显著负相关（P＜0.05）。类黄酮质量分数与垂旗瓣L*、b*均呈极显著负相关（P＜0.01），与垂旗瓣a*呈极显著正相关（P＜0.01），与垂旗瓣c*呈显著正相关（P＜0.05）。花色苷质量分数与测色参数相关性的结果与类黄酮相似，表明类黄酮和花色苷质量分数对马蔺花呈色具有重要作用。
关键词： 马蔺（Iris lactea var. chinensis） 花器官 类胡萝卜素 类黄酮 花色苷
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玉米转录因子ZmEREB180调控根系生长发育及耐逆的功能研究
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：AP2/ERF （APETALA2/ethylene-responsive factor）转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,在调控植物生长发育、响应逆境胁迫、调节激素信号转导和物质代谢等多种生物学过程中发挥着重要作用。目前AP2/ERF超家族基因在许多植物物种中的生物学功能已经得到验证,但对玉米（Zea mays L.）中AP2/ERF基因的结构和功能的研究报道较少。前期工作中我们发现,Zm EREB180 （ethylene-responsive element binding）转录因子,在鉴定的玉米六叶期（V6）、十二叶期（V12）和抽雄期（VT）等关键发育时期,根系中的表达量均存在显著差异;通过组织表达分析发现该基因主要在玉米根系中表达,且在幼根中的表达量显著高于成熟根,推测该基因可能参与玉米根系生长发育调控。本研究克隆了Zm EREB180 （Gene ID:100192457）基因,结合生物信息学分析、实时荧光定量PCR （RT-q PCR）、亚细胞定位和转基因拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）株系的耐逆表型鉴定等生物学手段,初步分析了该基因的表达模式和生物学功能。该基因包含2个外显子,编码序列全长1023 bp,编码340个氨基酸,具有AP2/ERF家族所特有的保守结构域;该基因在玉米根系中表达量最高,且在高盐、干旱、高氮和低氮等胁迫处理条件下的玉米根部皆有不同程度的诱导表达,其中,低氮处理较高氮处理具有更高的表达量和更快的响应速率;在含0.10、0.15 mol L–1 Na Cl以及0.15、0.20和0.30 mol L–1甘露醇（mannitol）的1/2 MS固体培养基上,转Zm EREB180基因拟南芥的主根长度均显著长于野生型;土壤环境中,高盐和干旱胁迫条件下的转基因植株比野生型拟南芥具有更健康的生长状态、更高的绿叶率、更低的丙二醛含量和更高的过氧化物酶活性。转录因子Zm EREB180可能在调控玉米根系生长发育方面具有积极的促进作用,并且能增强玉米植株对高盐、干旱、渗透、低氮等逆境胁迫的耐受性。本研究为下一步鉴定转录因子Zm EREB180在玉米中的生物学功能和分子机制奠定了良好的基础。
关键词： 玉米 ZmEREB180 转录因子 根系 非生物胁迫 氮利用效率
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基于Sentinel-2时序数据的广东省英德市茶园分类研究
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：茶叶是一种高附加值的经济作物,是我国南方山区乡村振兴的主要抓手.由于毁林种茶等破坏行为,导致森林资源破坏并引发水土流失等生态环境问题.快速准确获取茶园的空间分布对于政府监管和茶叶产业的规划发展至关重要.由于研究区天气多阴雨,茶园分布较为分散,与森林等植被光谱较为接近等原因,导致基于卫星影像提取茶园挑战性较大.为了摸清英德市的茶园空间分布,系统分析了中高分辨率的多光谱Sentinel-2影像数据,结合多时序多特征信息在茶园提取中的应用潜力.以英德市全境为研究区,选用2019年—2021年的9期Sentinel-2影像数据,详细分析了茶树生长的物候特征,进一步探究了茶园和其他地类在多时序中的特征变化,采用Relief算法对所有特征进行重要性排序.根据特征排序结果,选取特征权重值加权90%的特征因子,即7个植被指数特征和2个纹理特征,通过不同的组合排序构建了 9种茶园分类场景,采用RF算法对所有分类场景进行精度评价,选取最佳分类场景,进一步探讨了 RF分类算法和SVM分类算法对茶园提取的可行性.结果表明:(1)在进行英德市茶园提取时,2月和10月是采用多时相构造茶园多特征的最佳组合,可能因2月茶树处于萌芽期长出部分嫩绿的新叶易于和森林植被区分且在10月前后由于茶园进行了修剪其特征也较明显,因此两时相特征融合易于区分茶园.(2)RF分类方法与SVM分类方法相比,后者的精度较高,其总体精度达到91.56%,Kappa系数为0.89,生产者精度和用户精度分别为80.22%和84.56%.该研究为快速高效获取英德市茶园空间分布信息提供了一种高效的方法,同时为政府在进行茶叶产业规划、管理提供了数据支持.
关键词： 茶园 Sentinel-2 时序特征 机器学习 分类
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信息技术对农业产出的影响效应
《上海农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：我国农业正处于现代化转型的关键时期,信息技术已成为引领农业高质量发展的先导力量.研究通过分析信息技术对农业产出的影响效应,明确信息技术在农业中的实际应用效果.立足乡镇层面,基于2022年北京乡镇设施农业信息技术应用抽样调查数据,采用OLS、QR与2SLS法,分析了信息技术对乡镇农业产出的影响效应.结果表明:就整体而言,农业信息技术与农业产出之间存在显著正相关关系,每公顷信息技术应用增加1%,乡镇每公顷设施农业产出平均增加3.56%,但农业信息技术的增产效应仅在高农业产出乡镇中显著、弹性系数为5.03%,在低农业产出乡镇中不显著.且农业信息技术在促进乡镇农业增产中存在资源禀赋差异,相较于劳动力或物质资本投入少的乡镇,劳动力或物质资本投入多的乡镇农业信息技术的增产效应更为明显,弹性系数分别为4.91%、4.53%.
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基于改进UperNet的结球甘蓝叶球识别方法
《智慧农业(中英文) 》 2024 CSCD
摘要：[目的/意义]叶球是结球甘蓝的重要部分，其生长发育对田间管理至关重要。针对叶球分割识别存在大田背景复杂、光照不均匀和叶片纹理相似等问题，提出一种语义分割算法UperNet-ESA，旨在能快速、准确地分割田间场景中结球甘蓝的外叶和叶球，以实现田间结球甘蓝的智能化管理。[方法]首先，采用统一感知解析网络（Unified Perceptual Parsing Network, UperNet）作为高效语义分割框架，将主干网络改为先进的ConvNeXt，使得模型在提升分割精度的同时也能具有较低的模型复杂度；其次，利用高效通道注意力机制（Efficient Channel Attention, ECA）融入特征提取网络的各阶段，进一步捕捉图像的细节信息；最后，通过将特征选择模块（Feature Selection Model, FSM）和特征对齐模块（Feature Alignment Model, FAM）集成到特征金字塔框架中，得到更为精确的目标边界预测结果。[结果和讨论]在自制结球甘蓝图像数据集上进行实验，与目前主流的UNet、PSPNet和DeeplabV3+语义分割模型相比，改进UperNet方法的平均交并比为92.45%，平均像素准确率为94.32%，推理速度为16.6 f/s，能够达到最佳精度-速度平衡效果。[结论]研究成果可为结球甘蓝生长智能化监测提供理论参考，对甘蓝产业发展具有重要的应用前景。
关键词： 结球甘蓝 语义分割 叶球识别 注意力机制 特征选择 特征对齐
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农田重金属沿植食性昆虫-天敌昆虫传递及对害虫生物防治的影响
《环境昆虫学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：农田重金属污染是全球农业面临的重要环境问题之一。重金属经植物吸收富集，由植食性昆虫取食并积累而产生上行效应，影响天敌昆虫的生长发育、生殖能力以及行为，进而影响天敌对害虫的控制作用。本文系统总结了农田生态系统中重金属沿植食性昆虫传递对天敌昆虫的影响，分析了农田重金属污染对害虫生物防治的直接与间接影响效应，发现重金属胁迫一般会导致天敌昆虫生长发育延缓、生殖力降低、捕食量减少等，直接影响害虫生物防治效果；但也可能导致害虫毒物兴奋效应产生和抗性能力增强，间接增加害虫防治难度。根据研究现状，对重金属污染影响天敌昆虫和生物防治的未来研究方向进行了展望。
关键词： 环境污染 重金属 上行效应 非生物因子 害虫生物防治
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林下菊苣草地放养对北京油鸡屠体性能、蛋肉品质、脂质代谢和免疫性能的影响
《中国畜牧兽医 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]比较分析林下菊苣草地放养与传统笼养对北京油鸡屠体性能、蛋肉品质、脂质代谢和免疫性能的影响.[方法]将体重相近的10周龄北京油鸡母鸡随机分为3组:传统笼养的对照组(CK)和林下菊苣草地放养组,放养密度分别为100只/667 m2(T1)和120只/667 m2(T2),采用草地放养与精料补饲相结合的方式,正试期95 d.试验结束后测定油鸡屠体性能和蛋肉品质,采集翅静脉血用于测定血液脂质代谢和免疫性能相关指标.[结果]与CK组相比,T1和T2组的全净膛率分别提高21.0%和21.6%(P<0.05);胸肌必需氨基酸、胸肌肌苷酸(0.05 关键词：
林下草地放养
北京油鸡
蛋肉品质
脂质代谢
免疫性能
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西瓜ClPP2C3克隆及表达分析
《生物技术通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]蛋白磷酸酶 2C(protein phosphatase 2C,PP2C)是动植物中均存在的一类蛋白磷酸酶,拟探究其在西瓜果实成熟过程中发挥的重要作用.[方法]通过逆转录PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)从栽培类型西瓜'97103'中克隆ClPP2C3,并对其进行生物信息学、表达模式和亚细胞定位分析.[结果]西瓜ClPP2C3 的cDNA序列长度为 1 317 bp,编码 438 个氨基酸,其分子量大小为 47.81 kD,蛋白质等电点为 5.12.ClPP2C3 包含 1 个PP2C保守结构域,与负调控果实成熟的番茄SlPP2C3、草莓FaABI1 具有较高的同源性.西瓜ClPP2C3在细胞核表达.ClPP2C3在含糖量高的栽培品种中表达量显著高于含糖量低的野生品种.栽培品种ClPP2C3的 2 kb片段长度启动子活性显著高于野生品种,而 1 kb片段长度启动子活性之间无显著差异.[结论]由 1-2 kb区间SNP导致的启动子活性差异对不同含糖量品种ClPP2C3表达量存在影响.
关键词： 西瓜 ClPP2C3 基因克隆 亚细胞定位 启动子活性差异分析
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