科研产出
基于无人机高光谱分数阶微分的马铃薯地上生物量估算
《农业机械学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：以马铃薯为研究对象,利用无人机得到现蕾期、块茎形成期、块茎增长期、淀粉积累期和成熟期的高光谱数据实测了地上生物量（Above ground biomass,AGB）数据。首先利用成像高光谱影像提取每个生育期马铃薯冠层高光谱反射率数据;然后,利用分数阶微分计算高光谱0～2阶微分（间隔0.2）,将各阶微分下的光谱数据与地上生物量进行相关性分析,挑选出相关系数绝对值较大的前9个微分波段;最后,利用多元线性回归（Multiple linear regression,MLR）、随机森林（Random forest,RF）和人工神经网络（Artificial neural network,ANN） 3种方法构建基于分数阶微分光谱的整体、不同品种、不同密度和不同施肥下的马铃薯AGB估算模型,并进行了对比。结果表明:各生育期相关系数绝对值最大值出现的阶数不同,现蕾期为0.8阶微分（470 nm）;块茎形成期为1.8阶微分（710 nm）;块茎增长期和淀粉积累期为1.6阶微分（718、722、766 nm）;成熟期为1.0阶微分（622 nm）。相较于整数阶微分,高光谱分数阶微分与AGB的相关性更高,分数阶微分可以提高马铃薯AGB的估算精度。分析了不同生育期整体、不同品种、不同密度和不同施肥下的马铃薯AGB估算模型,3种方法中以9个微分波段为因变量的AGB估算在块茎增长期表现效果最好,利用MLR方法得到的模型精度最高、稳定性最强其次为RF模型,ANN模型表现效果最差。不同生育期利用3种方法构建的AGB估算模型精度由大到小依次为块茎增长期、块茎形成期、淀粉积累期、现蕾期、成熟期。
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国家公园旅游可持续性管理评估指标体系-以西藏色林错-普若岗日冰川国家公园潜在建设区为例
《生态学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：当前,国内外对于国家公园旅游可持续性的定义及其评估指标尚未形成共识,已有的部分指标存在可操作性较弱、管理成本较高等问题,无法直接应用于中国国家公园旅游可持续性的管理与评估.从三条路径构建国家公园旅游可持续性管理评估指标体系:以实际需求为导向,分析国家公园所在区域对旅游可持续性管理评估指标的需求;以国际共识为导向,检验《全球可持续旅游目的地标准》在国家公园的适用性;以实践为导向,梳理世界主要国家及地区国家公园旅游可持续性的管理重点.以色林错-普若岗日冰川国家公园(简称“色-普国家公园”)潜在建设区为例,建立国家公园旅游可持续性管理评估指标体系.从经济、社会、文化、生态环境等方面明确了色-普国家公园潜在建设区对管理评估指标体系的需求.经过适用性判定,识别在色-普国家公园潜在建设区具有较强适用性的可持续旅游目的地评估指标.通过频次统计,从经济、社会、文化、生态环境、制度建设等方面遴选世界主要国家及地区国家公园旅游可持续性的重点管理指标.所建立的色-普国家公园潜在建设区旅游可持续性管理评估指标体系包括5个一级指标,15个二级指标,36个三级指标.在此基础上,建议逐步建立健全监测与统计体系,为管理评估指标体系的应用提供支撑.
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复合益生菌对锦鲤性腺脂肪酸组成、繁殖力及仔鱼成活率的影响
《大连海洋大学学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为研究复合益生菌对锦鲤Cyprinus carpio L.性腺脂肪酸组成、繁殖力和仔鱼成活率的影响,选择品种特征明显的3龄红白锦鲤雌雄亲鱼各300尾[雌鱼(2649.0±257.5)g,雄鱼(2349.0±283.9)g],分别投喂含有4种不同比例的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、丁酸梭菌Clostridium butyricum和粪肠球菌Enterococcus faecalis复合益生菌饲料,即A组(枯草芽孢杆菌、丁酸梭菌、粪肠球菌菌数比例为1∶1∶1)、B组(1∶1∶5)、C组(2∶3∶3)、D组(4∶2∶3)、E组(对照组,不含复合益生菌),养殖周期为90 d.结果表明:各益生菌组雌鱼性腺中饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、C18∶1n-9、C18∶2n-6及C18∶3n-3等含量均高于对照组,其中B组含量最高,且B组多不饱和脂肪酸总量、EPA、DHA含量显著高于对照组(P<0.05);各益生菌组雌鱼性成熟系数、绝对繁殖力和体质量相对繁殖力均高于对照组,仅B组与对照组有显著性差异(P<0.05),而各组雄鱼性成熟系数无显著性差异(P>0.05);雌、雄亲鱼配组后,各益生菌组雌鱼产卵量、受精率、孵化率和各时期仔鱼的存活率均高于对照组,其中B组各项指标均显著高于对照组(P<0.05).研究表明,复合益生菌饲料能显著促进锦鲤的性腺发育,增强雌鱼的繁殖性能和仔鱼成活率,其中枯草芽孢杆菌、丁酸梭菌和粪肠球菌的比例为1∶1∶5(B组)时效果最好.
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单粒玉米种子水分近红外快速无损测定模型研究
《中国粮油学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：玉米精量播种技术发展对种子质量检测提出了单粒、无损、快速测定等新需求,本研究重点探索了近红外光谱结合化学计量学方法建立单粒玉米种子水分检测模型的可行性.实验收集并测定了110份玉米样本的水分含量,应用傅里叶变换红外光谱仪及单粒测样附件扫描得到样本集近红外光谱,按照3∶1随机划分训练集和测试集.首先采用多种光谱预处理方法消除单粒种子采集光谱时由于颗粒形态等引起的噪声干扰,然后分别建立基于PLS线性模型和SVM非线性模型的单粒玉米种子水分近红外检测模型,其中PLS模型测试集的R为0.93,RMSEP为0.86;SVM模型测试集的R达到0.96,RMSEP为0.71.实验结果表明,光谱预处理结合SVM非线性模型可以有效降低单粒玉米种子近红外光谱采集时引入的非线性干扰,有助于提升单粒玉米种子水分近红外快速无损检测实际应用可行性.
关键词： 近红外光谱 单粒玉米 水分 偏最小二乘法 支持向量机
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小型方捆机草捆动态称量系统设计与试验
《农业机械学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对小方捆机作业过程中草捆连续、单捆动态分离称量难、捡拾器升降频繁、地面起伏大等问题,基于多传感器融合技术设计了一套方捆机草捆动态称量系统.提出了一种草捆动态分离、识别方法,构建了基于称量台实时下压力和俯仰角的双参数草捆动态称量系统,实现了单草捆动态独立称量.该系统由机械部分、传感器部分、数据采集模块、卫星定位模块、显示终端及上位机软件组成,传感器部分包括4个压力式称量传感器、称量台俯仰角传感器和草捆状态识别传感器.系统可以实时显示称量台下压力、称量台俯仰角、草捆质量、草捆状态和经纬度等信息.进行了草捆动态称量系统性能试验,结果表明,静态模式下系统的草捆质量预测值最大相对误差为0.38%;动态模式下草捆质量预测值和真实值决定系数R2达到0.996,系统预测的相对误差为-4.40%~4.30%.说明系统具有较高的准确性及较好的鲁棒性,满足田间草捆称量的实际需要,为打捆机作业质量评价提供了一种快速测量手段.
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改进Multi-scale ResNet的蔬菜叶部病害识别
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：基于深度网络的蔬菜叶部病害图像识别模型虽然性能显著,但由于存在参数量巨大、训练时间长、存储成本与计算成本过高等问题,仍然难以部署到农业物联网的边缘计算设备、嵌入式设备、移动设备等硬件资源受限的领域.该研究在残差网络(ResNet18)的基础上,提出了改进型的多尺度残差(Multi-scale ResNet)轻量级病害识别模型,通过增加多尺度特征提取模块,改变残差层连接方式,将大卷积核分解,进行群卷积操作,显著减少了模型参数、降低了存储空间和运算开销.结果表明,在PlantVillage和AI Challenge2018中15种病害图像数据集中取得了95.95%的准确率,在自采集的7种真实环境病害图像数据中取得了93.05%的准确率,在准确率较ResNet18下降约3.72%的情况下,模型的训练参数减少93%左右,模型总体尺寸缩减约35%.该研究提出的改进型Multi-scale ResNet使蔬菜叶部病害识别模型具备了在硬件受限的场景下部署和运行的能力,平衡了模型的复杂度和识别精度,为基于深度网络模型的病害识别系统进行边缘部署提供了思路.
关键词： 图像处理 病害 图像识别 多尺度 轻量化 残差层 ResNet18
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棉子糖对锦鲤肠道健康、非特异性免疫、生长性能及观赏品质的影响
《大连海洋大学学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为研究饲料中添加棉子糖对锦鲤Cyprinus carpio var. koi肠道健康、非特异免疫、生长性能和观赏品质的影响,选取体质量为(42.34±0.52)g的锦鲤,随机分成CK(对照)、T1、T2组,每组设3个重复,每个重复30尾鱼,其中,CK组饲喂基础饲料,T1和T2组饲喂基础饲料中分别添加质量分数0.06%和0.10%的棉子糖饲料,养殖70 d后测定各组锦鲤的生长性能指标、免疫与抗氧化指标、观赏性指标,并对肠道菌群多样性及形态结构、显微结构进行测定和观察.结果表明:饲喂70 d后,与对照组相比,两个试验组锦鲤肠道微绒毛密度更高,微生物多样性增加,扫描电镜观察显示,试验组锦鲤肠道内的食糜颗粒更少、更小;两个试验组锦鲤血清超氧化物歧化酶(SOD)水平均显著高于对照组(P<0.05);两个试验组锦鲤的摄食率无明显变化,但增重率、特定生长率、体表亮度L*值均显著高于对照组(P<0.05),全鱼脂肪含量低于对照组(P<0.05),且投喂0.06%棉子糖饲料的锦鲤肠道健康、非特异性免疫指标、形体与体色亮度等观赏品质指标均优于投喂0.10%的棉子糖饲料.研究表明,饲料中添加0.06%的棉子糖能有效改善锦鲤肠道健康状况,促进锦鲤生长,提升锦鲤的观赏品质.
关键词： 锦鲤 棉子糖 肠道 非特异性免疫 生长性能 观赏品质
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基于宏转录组研究蔬菜秸秆发酵体系细菌群落
《农业环境科学学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：分析蔬菜秸秆快速好氧发酵过程中活性细菌群落丰度、组成、多样性的演变规律,为进一步挖掘微生物资源,调节发酵工艺提供理论参考依据.依托罐式有机物料快速腐解设备,选取发酵过程中4个不同发酵时期(升温期、高温期、降温期和腐熟期)的有机物料为研究对象,提取微生物总RNA、反转录cDNA,以16S rRNA基因为分子标靶,借助qPCR技术和Illumina Miseq高通量测序平台,研究不同发酵时期细菌群落丰度、组成、多样性的变化及群落组成与物料理化因子偶联分析,揭示群落与理化因子之间的相关性.不同发酵时期物料的pH发生了显著的变化,升温期物料pH为6.26,而到了高温期乃至腐熟期pH均在8.0以上;发芽指数随着发酵进程推移达到94%以上.高温期的细菌数量显著高于其他3个时期.各个时期的活性细菌α多样性指数,除Simpson指数外,其余差异不显著.不同时期的优势菌门均是厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria),但相对丰度变化较大;不同时期菌群属组成和相对丰度之间存在显著差异,升温期存在其他时期检测不到的菌属.通过CCA分析可知pH是影响微生物群落结构的主要因子.
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京白梨郁闭园树体结构改造对冠层光照分布、枝类组成与果实品质的影响
《西北农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为解决京白梨园由于树冠郁闭造成的内膛光照不足,树体结果部位外移,果实产量低、品质差等问题,以农民传统修剪方法为对照,研究郁闭京白梨园经提干、疏除主枝、回缩等树体结构改造对冠层光照分布、枝类组成及果实品质和产量等指标的影响.结果 表明,京白梨郁闭园进行树体结构改造后,树冠内部由上而下、由内及外光照条件显著改善,树冠无效光区体积较改造前降低23.0%,而适宜光区提高16.0%.改造后的京白梨树枝梢比例与结构组成变化明显,其中短枝比例较改造前提高32.7%,长枝比例则降低29.2%;同时,由于树冠内部光照条件改善,促进了树冠下层与内膛形成更多短枝.改造后果实可溶性固形物、总糖含量分别比改造前提高0.5%、3.8%,糖酸比提高了3.7.果实硬度比郁闭树果实降低1.4 kg/cm2,可滴定酸含量也降低0.07%,显著提高了果实品质.因此,京白梨郁闭园进行提干、疏枝、回缩等树体结构改造措施,可显著改善树体光照条件、促进中短枝形成、提升果实品质.
关键词： 京白梨 郁闭园 树体改造 冠层光照 枝类组成 果实品质
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木质素降解菌BYL-7的筛选及降解条件优化
《微生物学通报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[背景]微生物降解木质素因其具有降解效率高和环保等特点而备受关注.[目的]筛选高效木质素降解真菌,并对其降解条件进行优化.[方法]通过愈创木酚-马铃薯葡萄糖琼脂(potato dextroseagar,PDA)和苯胺蓝平板法筛选高效木质素降解菌株,利用单因素筛选及响应面试验对培养条件进行优化.[结果]筛选到一株高效木质素降解菌BYL-7,经形态和多序列分析初步确定为Trametes versicolor.单因素试验证明初始pH、温度和接种量为降解木质素显著影响因子,响应面试验确定降解木质素最优条件为:初始pH 6.7,温度25°C,接种量8%.在此条件下,碱性木质素降解率为36.5%,比未优化前提高54.0%;水稻秸秆木质素、半纤维素和纤维素降解率分别为32.8%、21.5%、13.2%,其中木质素降解率比未优化前提高36.1%;漆酶活性在第6天达到峰值120.0 U/L,比未优化前提高25.0%;木质素过氧化物酶活性在第6天达到峰值1343.8U/L,比未优化前提高36.0%;锰过氧化物酶活性在第5天达到峰值463.8U/L,比未优化前提高31.7%.[结论]研究结果为木质素的降解提供了良好的菌种资源,同时也为后续木质素的研究积累了相关数据.
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