科研产出
农机装备物联网技术研究现状与展望
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：目前，我国农机装备物联网存在高端传感器国产化程度低、无线传输稳定性差、全局化机群调度难的问题。本文从农机作业智能感知技术、农机装备信息传输技术和农机作业数据处理与决策技术等方面对国内外研究现状进行综述，阐述作物信息、环境信息、农机作业状态信息和农机识别等智能感知技术的成果，分析车载物联技术和远程物联技术的研究进展，此外还论述了农机作业智能决策技术在农机作业异常检测、作业质量评价和农机调度方面的技术突破以及农机装备远程监管平台的应用现状并分析各环节待解决的问题。在此基础上提出农机装备物联网技术未来的发展方向及应用前景，即农机高端传感器研发、基于5G的新一代移动互联技术研究、基于大数据和机器学习的智能决策技术、多机协同与智慧农场应用。
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基于模型预测控制的工厂化菇房空调调控方法
《中国农机化学报 》 2024 北大核心
摘要：针对菇房空调系统在传统控制模式下易出现温度波动较大、运行能耗较高等问题，提出一种基于模型预测控制（Model Predictive Control, MPC）的食用菌工厂化菇房空调控制方法。首先基于等效电路法建立菇房阻容温度预测模型，利用遗传算法（Genetic Algorithms, GA）辨识模型内未知参数，建立以温度控制精度及系统能耗为优化方向的目标函数，然后以预测模型输出作为目标函数输入，最后通过粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization, PSO）求解该目标函数，得到空调系统控制时域内的最优控制量。结果表明：基于MPC的温度控制方法能够有效在降低空调系统能耗的基础上提高温度控制精度，相较于传统阈值控制在温度控制精度上，平均绝对误差降低77%;在运行时间上，MPC控制方法平均每日能够减少1.2 h的压缩机运行时间，可节省10.4 kWh的电能。
关键词： 菇房 模型预测控制 阻容模型 遗传算法 粒子群优化算法
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耕作深度调控秸秆还田对农田土壤呼吸的影响
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：秸秆还田和耕作深度处理是影响农田土壤呼吸最重要的农业管理措施之一，但二者交互作用影响农田土壤呼吸的机制尚不清楚.基于此，针对中国的旱地农田生态系统，利用已发表的116篇研究论文，借助Meta分析技术，探究秸秆还田和耕作深度处理及其二者交互作用对农田土壤呼吸的影响及其调控因素，为农田生态系统实现“碳中和”提供重要的数据支撑和理论依据.结果表明，免耕导致土壤呼吸减少了8.3%，而浅耕和深耕处理对土壤呼吸的影响不显著，但对土壤呼吸的增加量仍呈现出深耕＞浅耕＞免耕的趋势.虽然，浅耕和深耕对土壤呼吸和土壤有机碳（SOC）的影响均相对较小，但是免耕导致土壤呼吸减少了8.3%的同时却又导致SOC增加了7.05%，因此实施免耕措施对农田土壤固碳减排具有重要意义.此外，耕作深度会显著调控秸秆还田对土壤呼吸的影响，且土壤呼吸的增加量呈现出深耕秸秆还田＞浅耕秸秆还田＞免耕秸秆还田的趋势，整体平均增加了14.51%.秸秆还田后不同深度耕作处理下土壤呼吸的增加量与土壤容重、农作物产量、土壤有机碳、以及土壤温度和水分的改变量密切相关，且对土壤呼吸增加量的贡献呈现出土壤容重＞农作物产量＞土壤有机碳＞土壤水分＞土壤温度的趋势.虽然SOC在深耕秸秆还田、浅耕秸秆还田和免耕秸秆还田处理下分别增加了29.32%、 10.12%和23.94%，但是土壤呼吸在深耕秸秆还田和浅耕秸秆还田处理分别增加了29.32%和18.92%，而在免耕秸秆还田处理下仅增加1.2%.所以，免耕秸秆还田也有利于农田土壤固碳减排.因此，在中国的旱地农田生态系统中，耕作深度会调控秸秆还田对土壤呼吸的影响程度，而这种调控主要与土壤理化性质有关，尤其与土壤容重关系最为紧密，且免耕和免耕秸秆还田均是有利于农田土壤固碳减排的重要农业管理措施.
关键词： 耕作深度 秸秆还田 土壤有机碳 农作物产量 Meta分析
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粉丝中红薯、木薯成分荧光定量PCR检测方法研究
《食品科技 》 2024 北大核心
摘要：为实现粉丝中红薯、木薯源性成分的量化研究，实验应用荧光定量聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction, PCR）对粉丝中红薯、木薯源性成分进行定性检测。针对目前市场上粉丝标签混乱的现状，分别在红薯及木薯的特异性基因上设计引物。该方法的建立能有效区分标签与实物不符的情况。根据荧光定量PCR检测结果显示，市场上标签显示为红薯的粉丝存在着木薯掺假现象。针对粉丝掺假现象目前还尚未建立标准，缺少该方面的监管。实验中建立的红薯木薯检测方法能对市场上存在的掺假现象起到一定的监督作用，为市场监管部门监管提供了科学依据，具有一定市场应用前景。
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基于单作物系数法的温室秋季生菜蒸散量估算及验证
《灌溉排水学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]基于单作物系数法估算温室秋季生菜蒸散量.[方法]通过 2021-2022年温室秋季生菜试验,根据各生育期影响因素修正 FAO-56 推荐作物系数值,即生育前期根据 ET0 值和灌溉频率修正,生育中期和生育后期根据气象因素和株高修正,并采用单作物系数法对温室生菜蒸散量进行估算,以称重式蒸渗仪实测蒸散量 ETcm为标准值对蒸散量估算值 ETcs进行验证.[结果]不同试验年度逐日 ET0均呈逐渐降低变化趋势,介于 1.18~2.44 mm/d.温室生菜作物系数修正值(Kc adj)和实测值(Kc loc)均在生育前期最高,2 a均值分别为 0.74±0.13和 0.76±0.13;进入快速发育期后二者均呈降低趋势,并在生育中后期逐渐稳定在 0.5~0.6.各生育阶段的 Kc adj较 FAO 推荐值(Kc FAO)更接近实测值(Kc loc),Kc adj和 Kc loc相对误差介于-6.7%~5.4%.应用修正单作物系数法估算温室秋季生菜ETcs与实测ETcm的日均值分别为 1.310 mm/d和1.283 mm/d,决定系数(R2)、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、一致性指数(d)分别为 0.975、0.176 mm/d、0.222 mm/d、0.955.[结论]修正单作物系数法能够较为准确的估算温室秋季生菜蒸散量.
关键词： 温室生菜 单作物系数 蒸散量 参考作物蒸散量 称重式蒸渗仪
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叶绿体标记在玉米种质资源快速分组中的应用分析
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：叶绿体标记具有遗传保守性高且不受核基因重组干扰等特点,适于对玉米种质资源进行分类管理.本研究基于Maize6H-60K芯片对玉米叶绿体标记筛选获得叶绿体分组候选位点,使用上述位点对3549份玉米种质资源进行聚类分析,将玉米种质资源划分为B、D、H、C、T共5个类群.通过基因型信息对比筛选出29个叶绿体分组特异标记(Varietal Chloroplast Panel,VCP)并设计KASP引物.开发兼容芯片、KASP平台的快速分组分析算法,算法结果与聚类分析一致.挑选5个类群特异位点利用序贯法对种质资源进行快速分组检测,构建玉米种质资源快速分组方法,减少了95%的检测量,为玉米种质资源提供一种新型高效的分组管理方法.
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基于TiDE-PatchTST模型的柑橘冷藏效率时序预测模型优化
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：柑橘低温贮藏过程中果实温度波动是引发果品品质安全风险与增加制冷能耗的关键因素，同时果品品质与制冷能耗也是评判柑橘冷藏效率的重要评价指标，实现两者动态预测可为科学预知与精准优化柑橘冷藏效率提供可靠支持。本文提出一种基于PatchTST的柑橘冷藏效率时序预测模型。首先，基于自注意力机制和独立预测方法(Channel independent, CI)构建基础PatchTST模型；其次，通过融合基础PatchTST模型与TiDE模型中的协变量特征提取模块，实现对多元时序数据集中全部序列的特征提取，并有效改进模型预测精度；最后，基于皮尔森相关性分析方法定量分析冷库制冷参数与能耗、柑橘温度的相关性，确定TiDE-PatchTST模型输入参数，并基于5 000组实验数据实现多种模型训练与测试，对比验证TiDE-PatchTST模型的准确性与优越性。结果表明，基于TiDE-PatchTST模型的冷库能耗预测值与实验值平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)分别为3.645 W·h和10.421 W·h,柑橘温度预测值与实验值的MAE和RMSE分别为0.034℃和0.042℃,相比Transformer模型，能耗预测的MAE和RMSE最高分别下降41.43%和39.27%,柑橘温度预测的MAE和RMSE最高分别下降46.03%和28.81%。本研究可为柑橘冷藏过程温度波动与能耗动态感知与优化调控等提供可靠方法支持与参考。
关键词： 柑橘 冷藏效率 时序预测模型优化 PatchTST TiDE
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数字化对都市型休闲农业收入水平的影响——基于8个都市调查数据的实证
《中国生态农业学报（中英文） 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：数字化已成为促进都市型休闲农业发展的重要手段,本文在理论阐释数字化对都市型休闲农业收入水平影响机制的基础上,实证分析了数字化对都市型休闲农业收入水平的影响效应.利用2023年国内8个都市实地调研数据,实证检验了都市型休闲农业经营主体数字化应用水平对其收入水平的影响效应、作用机制与调节效应.研究结果表明,整体来看,都市型休闲农业经营主体数字化应用水平对其收入水平具有显著正向影响;不同维度来看,网络宣介水平对收入水平无显著影响,在线交易与管理服务数字化水平对收入水平均有显著正向影响,且相较于管理服务数字化,在线交易对收入水平提升的作用更为明显;在作用机制方面,数字化应用主要通过"扩大消费群体"与"提升消费能力"两条路径提高都市型休闲农业收入水平;在调节效应方面,经营主体规模对数字化应用的增收效应存在负向调节作用,且对网络宣介增收效应的负向调节作用最大,在线交易与管理服务数字化次之.据此,应通过政策激励加快形成数字化应用动力,综合技术创新与场景拓展创造数字化应用价值,并结合主体规模差异化推进数字化应用,以推动都市型休闲农业数字化转型,促进都市型休闲农业收入增长.
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外源绿原酸对番茄幼苗低温耐性的生理调控效应
《植物营养与肥料学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】番茄苗期常遭遇低温冷害，严重影响花果正常发育。酚酸物质绿原酸是农作物抗逆响应的关键代谢物质，但外源绿原酸是否能增强作物耐冷性尚不明确。因此，以低温耐性不同的两个番茄品种为材料，研究外源根施绿原酸对番茄低温耐性的调控效应及可能机制。【方法】以番茄（Solunum lycopersacum）强耐低温品种京番401 （JF401）和弱耐低温品种京番101 （JF101）为试验材料开展室内盆栽试验。基于前期试验获得的参数，设置6个绿原酸（CGA）根施浓度处理：0、0.005、0.025、0.05、0.1和0.25 g/L。根施CGA后，番茄幼苗在正常温度下生长5周，然后在低温（昼夜温15℃/5℃）胁迫下生长6天。在低温胁迫结束后2天，用手持式叶绿素荧光仪测定完全展开叶片初始荧光产量（Fo）、最大荧光产量（Fm），光化学猝灭系数（Qp）、非光化学猝灭系数（NPQ）及PSII实际光化学效率（ФPSII）；调查番茄幼苗地上部鲜重（SFW）、根系鲜重（RFW）和总鲜重（TFW）；测定完全展开叶片相对电导率（REC）、叶绿体色素含量（Chl. a、Chl. b、Car）、自由水含量（LFW）和束缚水含量（LBW）；测定叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量。【结果】在供试CGA浓度范围内，JF401和JF101番茄幼苗的耐冷性均随CGA浓度的升高先增加后降低，最高耐冷性综合评价指标D值分别出现在0.1和0.05 g/L。Pearson相关分析表明，D值与Fv/Fm、Qp、ФPSII、Chl. a、Chl.（a+b）、SFW、RFW、TFW、SOD、POD、CAT和LBW显著正相关（R=0.72～0.98），与H2O2、NPQ、REC、MDA和LFW显著负相关（R=0.63～0.98）。PCA主成分分析表明，SFW、Chl. b、Chl.（a+b）、Qp、ФPSII和LBW是影响两品种番茄苗期低温耐性的共性关键指标。在CGA最佳浓度下，京番101幼苗的ФPSII、Chl.（a+b）、LBW和SFW较CK的增幅分别为157.7%、35.5%、8.4%和24%，京番401幼苗的增幅分别为223.5%、64.9%、31.2%和62%。【结论】低温胁迫下，根施适量绿原酸可通过改善光能吸收及利用、降低水分生理代谢、增强酶促抗氧化防御和清除活性氧等多途径调控机制，显著提升番茄幼苗低温耐性。
关键词： 生物刺激素 绿原酸（CGA） 低温胁迫 番茄 叶绿素 束缚水
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葡萄VvERF655基因响应可可毛色二孢的表达模式及VvERF655与VvWRKY75的互作
《植物保护 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：可可毛色二孢Lasiodiplodia theobromae引起的葡萄溃疡病是葡萄上的主要枝干病害之一，对葡萄生产造成巨大影响。课题组前期研究发现葡萄VvWRKY75负调控葡萄溃疡病的发生，共表达网络分析表明，VvERF655基因与VvWRKY75共表达。为明确VvERF655是否参与葡萄对葡萄溃疡病的调控过程，本研究克隆了VvERF655,运用生物信息学对VvERF655的理化性质等进行分析，并通过RT-qPCR对VvERF655基因的表达模式进行分析，结果表明，VvERF655响应L.theobromae侵染并明显受脱落酸、水杨酸激素诱导。通过酵母双杂交技术分析发现，VvWRKY75与VvERF655在酵母中存在互作关系。以上结果表明，VvERF655可能参与寄主对可可毛色二孢的侵染以及激素调控过程。本研究为进一步揭示葡萄VvERF655基因的生物学功能奠定基础。
关键词： 葡萄 葡萄溃疡病 可可毛色二孢 酵母双杂交 表达模式
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