科研产出
基于GF-1卫星影像数据融合的冬小麦田空间信息提取
《麦类作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为给高标准农田建设规划和粮食安全生产措施的制定提供准确信息，在对国产GF-1/PMS卫星影像进行辐射定标、大气校正、几何校正和裁剪等预处理的基础上，经过影像融合提取了高标准麦田多地物的点像元光谱信息，通过分析不同地物光谱特征，利用波段反射率、归一化差值植被指数（NDVI）和差值植被指数（DVI）构建植被光谱特征指标阈值，进而对冬小麦田及非麦田进行分类，以获取高标准麦田的空间分布信息。结果表明，光谱特征指标选择BR4>0.3、NDVI>0.619和DVI>0.317,可以较准确地从影像中识别出冬小麦田，并减少田间道路被误判为冬小麦田像元。在非麦田分类中，选择BR3>0.15和BR4>0.2,可将建筑用地与河流（沟渠）区分开。利用田间样方统计面积和遥感提取面积进行精度验证，总体精度可达97.33%,说明通过中、高空间分辨率遥感数据融合，结合多重光谱特征指标建立合理的分类阈值，可以准确提取冬小麦田及非麦田的分布信息。
关键词： 冬小麦 多光谱指标 高标准麦田 决策树分类 空间信息提取
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六十份甘薯种质资源对基腐病的抗性评价与抗病相关指标分析
《浙江农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：近年来甘薯基腐病是浙江甘薯生产上发生的重大病害，严重影响了甘薯的产量与品质。本研究旨在发掘高抗基腐病的甘薯栽培品种，并解析抗性相关的生理指标以及抗病相关基因表达特征，为甘薯品种改良提供科学依据。本文采用伤口接种法，对60份不同甘薯种质资源进行了基腐病抗性评价，并分析了抗、感病甘薯品种接种基腐病病原菌后抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量以及抗病相关基因表达水平的差异。结果表明，60份参试甘薯材料中，仅3份表现为高抗甘薯基腐病，分别为徐D1-26、徐D10-139、J7-44。10份表现为抗病、18份表现为感病、29份表现为高感。甘薯对基腐病病原菌的抗性水平与甘薯抗氧化能力、膜脂过氧化水平以及茉莉酸信号途径调控有关。接种甘薯基腐病病原菌后，高抗品种的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性明显高于高感品种，接种第120 h,高抗品种POD和SOD活性分别是高感品种的1.81倍和3.75倍，接种后48 h,高抗品种CAT活性是高感品种的2.93倍，而高抗品种MDA含量显著低于高感品种；qRT-PCR分析表明，茉莉酸信号途径调控的抗病相关基因IbWRKY1、IbBBX24和IbNAC1在高抗品种中均表达上调，接种后168 h,其表达量分别是高感品种的2.72倍、3.15倍和1.91倍。
关键词： 甘薯 种质资源 甘薯基腐病病原菌 抗性评价 抗性指标
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不同栽培模式对草莓果实挥发性香气物质的影响
《江苏农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探明不同栽培模式对草莓果实挥发性香气物质的影响，以红颜（HY）、天使8号（TS8H）为试验材料，设置常规土壤栽培和高架基质栽培2种模式进行栽培试验。果实成熟后，采用搅拌棒吸附萃取（SBSE）结合气相色谱-质谱（GC-MS）联用技术对草莓果实的香气成分进行测定与分析。结果表明：2个草莓品种中共检测出83种、12大类挥发性香气物质。其中，脂肪酯29种、内酯3种、芳香族酯6种、脂肪醇4种、萜烯醇5种、呋喃酮2种、脂肪酮3种、萜烯酮2种、脂肪酸6种、脂肪醛8种、萜烯6种、其他9种。香气组分中，内酯、萜烯醇、脂肪酯相对含量较高。常规土壤栽培处理红颜果实内酯、萜烯醇、脂肪酯相对含量分别为46.77%、21.46%、16.18%,天使8号分别为44.20%、25.71%、19.77%;高架基质栽培处理红颜果实内酯、萜烯醇、脂肪酯相对含量分别为51.17%、24.21%、13.10%,天使8号分别为43.59%、18.11%、16.54%。不同栽培模式下，同一品种中90%以上挥发性香气物质种类一致，主要挥发性香气物质均为γ-癸内酯、γ-十二内酯、反式橙花叔醇；高架基质栽培方式下红颜果实γ-癸内酯和天使8号果实4-甲氧基-2,5-二甲基-3（2H）-呋喃酮（DMMF）的相对含量明显高于常规土壤栽培。综上，高架基质栽培在维持草莓果实主要挥发性香气物质稳定的同时，还可以提升果实的果香、甜香味。
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基于群体感应的生物膜技术在土壤污染修复中的应用与展望
《土壤学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：生物膜修复技术凭借其高效性、安全性和经济性,已被广泛应用于土壤中难降解污染物的去除.其中,群体感应效应在生物膜修复过程中起着至关重要的作用.群体感应是微生物普遍存在的细胞间通讯形式,有助于生物膜内不同细菌种内/种间的信息交流,使微生物能够在"群体水平"上相互协作,能够调控生物膜胞外聚合物的生成以及对污染物的吸附固定与降解.本文在简要介绍生物膜和群体感应的功能和作用基础上,结合近年来群体感应调控生物膜形成以及对污染物的降解基础上,综述了群体感应在生物膜修复技术中的应用,最后对生物膜群体感应系统在污染土壤修复中的工程化设计进行了展望.
关键词： 生物修复 生物膜 群体感应 群体感应淬灭 土壤修复
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壳聚糖-单宁酸涂膜对叫化鸡微生物多样性的影响
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探讨壳聚糖-单宁酸涂膜对叫化鸡贮藏期间品质的影响，本研究重点分析经过涂膜处理前后叫化鸡的微生物多样性，并分析贮藏期间菌落总数、pH值、硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substances,TBARS）值和总挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen,TVB-N）值的变化。高通量测序分析结果表明，芽孢杆菌属（Bacillus）、链霉菌属（Streptophyta）和普雷沃氏菌属（Prevotella）是叫化鸡贮藏期间的主要菌属，芽孢杆菌属相对丰度在贮藏第5天（37℃）增加到99.04%，为优势菌群。涂膜处理后芽孢杆菌属相对丰度降低了13.53%，普雷沃氏菌属和其他菌属丰度上升。此外，菌落总数、理化指标分析结果表明，涂膜处理后的叫化鸡菌落总数8 d（4℃）内保持在5.0（lg（CFU/g））以下，pH值显著降低，TBARS值和TVB-N值在贮藏结束（4℃）时较空白对照组分别降低了22.28%和28.15%。壳聚糖-单宁酸涂膜处理改变了贮藏过程中叫化鸡菌群组成，一定程度上抑制了腐败菌生长，延缓脂质蛋白质氧化，延长了叫化鸡保质期。
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不同行间距和秸秆覆盖量对沿海滩涂土壤特性变化和小麦产量的影响
《中国土壤与肥料 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：2021年11月—2022年6月，在江苏南通沿海滩涂地区开展不同行间距和不同秸秆覆盖量的滩涂小麦种植试验，设置2个行间距模式即均匀行距25 cm+25 cm（A1）、宽窄行30 cm+20 cm（A2）和3个秸秆覆盖量处理即0 t/hm2覆盖量（S0）、1.5 t/hm2覆盖量（S1）、3.0 t/hm2覆盖量（S2），旨在研究不同行间距和秸秆覆盖量处理下滩涂小麦生育期土壤盐分、pH、水分和温度的动态变化规律，明确行间距和秸秆覆盖组合对沿海滩涂小麦产量及其构成因素的影响。结果表明：沿海滩涂小麦种植过程中各处理0～20和20～40 cm土层盐分均具有相似的季节性变化特征，表现为12月—翌年2月盐分变化比较平稳，3月出现明显降盐，之后随着温度升高出现土壤返盐状态；同时，整体上S1和S2处理下0～20和20～40 cm的土壤盐分显著低于S0处理，但A1和A2模式下土壤盐分没有显著差异（P>0.05）。整体上A1和A2模式下滩涂小麦产量均没有显著的差异性（P>0.05）,S1和S2处理相比S0处理下滩涂小麦分别提高了8.68%和11.58%（P<0.05）；从产量构成因素分析，S1和S2处理相比S0处理下公顷穗数分别提高了8.90%和7.91%，每穗粒数分别提高了6.23%和6.23%。因此，研究得出秸秆覆盖对耕层土壤具有较好的控盐降盐作用，且小麦拔节分蘖期盐分降低促进了小麦穗数形成和小麦孕穗期减缓土壤返盐促进了穗粒数的增加，最终实现滩涂小麦增产的目的。
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甘蔗渣的碱催化甘油水溶液预处理
《新能源进展 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：建立了一种木质纤维素的碱催化甘油水溶液预处理方法以期选择性分离组分和提高底物的可酶解性。实验确定了碱催化甘油水溶液预处理甘蔗渣的条件为：温度180℃、NaOH添加量7%、反应时间45 min以及甘油水溶液浓度80%。在该条件下，甘蔗渣的纤维素和半纤维素保留率分别为93.0%和83.4%，而木质素脱除率接近80%，达到了理想的组分分离效果。预处理后底物（20 g/L）在CTec2酶载量10 FPU/g干基下水解72 h酶解率为79.6%，表明预处理后底物具有较好的可酶解性。利用现代分析技术解析了甘蔗渣预处理前后的组成结构演变规律，初步探明了碱催化甘油水溶液预处理有效提升生物质原料可酶解性的原因。
关键词： 木质纤维素生物质 甘油水溶液 组分分离 酶解糖化 可发酵性糖
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基于数字孪生技术的奶牛场养殖监控平台设计
《中国农机化学报 》 2024 北大核心
摘要：为应对动物疫情以及非牧场人员对奶牛养殖生产的不利影响,结合奶牛场的需求,采用数字孪生技术,提出构建数字孪生奶牛场养殖监控平台的方案.此平台基于数字孪生奶牛场模型(DDTM)搭建,DDTM由三部分组成,分别为数字奶牛场的几何模型GM、信息模型IM和预测模型PM.对于GM采用3ds MAX三维建模软件对奶牛场内的建筑、奶牛以及设备进行几何建模,最终实现奶牛场的三维可视化效果;对于IM通过特定孪生标识体系、远程数据上传以及解析等方法,实现数字孪生奶牛场与实际物理奶牛场之间的映射;对于PM利用预测模型预测养殖舍内温湿度变化趋势,指导奶牛的养殖健康和生产.这一综合方案为数字孪生奶牛场的建设提供创新的思路和实践参考,将促进数字畜牧的可持续发展、提高奶牛养殖的效益.
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基于可见/近红外高光谱成像技术的梨树叶部病害识别研究
《中国农机化学报 》 2024 北大核心
摘要：梨树生长期内伴随着病害发生，喷施农药是病害防治的主要措施，而病害识别则是保证精准施药的基本要求。为实现梨树叶部病害的高效识别，提出基于可见/近红外高光谱成像技术结合机器学习对梨树病叶进行分类检测的方法。利用近地面成像高光谱仪在自然光条件下采集健康叶、褐斑病、黑斑病及日灼病四类样本的高光谱图像，提取401～935 nm波段间感兴趣区域的平均光谱数据，对比分析Savitzky-Golay卷积平滑（SG）、标准正态变换（SNV）、SG结合一阶微分和SG结合二阶微分4种预处理算法全波段模型效果，对最佳预处理方法后的数据采用主成分分析法（PCA）和连续投影算法（SPA）进行特征波长提取，建立优化的支持向量机（SVM）和误差反馈神经网络（BPNN）判别模型，并对模型分类性能进行比较，最终优选出适合梨树病害的最佳分类判别模型。研究结果表明，全光谱数据在SNV预处理后识别效果最好，通过PCA和SPA算法分别提取出12、14个特征波长，波长数目减少90%以上，且SPA算法相较于PCA算法在SVM和BPNN模型中表现均更优。经对比发现，梨树病害的最佳判别分类模型为SNV-SPA-SVM，结合混淆矩阵得出该模型测试集总体准确率达93.57%，对各类样本的分类准确率均达到90%,Kappa系数为0.916 5。利用可见/近红外高光谱技术能够有效分类识别梨树叶部病害，为实现田间梨树叶片病害的自动诊断提供新方法。
关键词： 梨树病害 高光谱成像 特征波长 判别模型 机器学习
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基于改进DeepLabV3+的梨树冠层分割方法
《中国农机化学报 》 2024 北大核心
摘要：针对杂草和阴影等较复杂背景影响梨树冠层图像信息提取精度的问题，提出一种改进DeepLabV3+的梨树冠层图像分割方法。该方法将注意力机制引入到DeepLabV3+编码部分的主干网络与空洞空间金字塔池化模块之间和解码部分的主干网络之后，重要的特征信息将得到关注，提高模型分割精度的同时保证分割效率。以Y字形棚架梨园为试验对象，通过无人机采集梨树冠层照片，进行冠层分割试验。结果表明，提出的CBAM-DeepLabV3+模型对梨树冠层图像分割的平均交并比、类别平均像素准确率和准确率分别为88.72%、94.56%和96.65%,分割单张图像时间为0.107 s。CBAM-DeepLabV3+模型分割梨树冠层的类别平均像素准确率相比DeepLabV3+和SE-DeepLabV3+分别提高2.28%和0.56%。
关键词： 梨树冠层 图像分割 DeepLabV3+ 注意力机制 深度学习
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