科研产出
基于改进的WOA-LSSVM樱桃番茄内部品质检测方法研究
《光谱学与光谱分析 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：基于近红外光谱技术与统计方法，提出了一种樱桃番茄内部品质快速、无损检测方法。首先采集样品的近红外光谱，采用多元散射校正（MSC）、 Savitzky-Golay卷积平滑（SG）、 Savitzky-Golay卷积一阶导数(SG 1st)、去趋势化（De-trending）、变量标准化（SNV）5种预处理方法消除光谱干扰，筛选出最佳预处理方法；然后采用连续投影算法（SPA）、稳定性竞争性自适应重加权算法（SCARS）、遗传算法（GA）,以及引入自动有序预测因子选择算法进行改进的遗传算法（IGA）4种特征波长提取方法减少变量冗余，选择最优特征波长提取方法；最后结合回归方法——将冯诺依曼拓扑结构、轮盘赌选择、锦标赛选择和自适应权重与鲸鱼算法相结合来对算法进行改进，采用改进的鲸鱼算法优化最小二乘支持向量机方法（IWOA-LSSVM）,与基于粒子群算法优化的BP神经网络方法（PSO-BPNN）和基于鲸鱼算法优化的最小二乘支持向量机方法（WOA-LSSVM）进行对比，分别建立樱桃番茄内部品质含量的预测模型。结果表明：樱桃番茄内部品质中的可溶性固形物（SSC）含量使用De-trending-IGA-IWOA-LSSVM模型效果最佳，其中校正集决定系数和预测集决定系数分别是0.917 2和0.866 7,校正均方根误差和预测均方根误差为0.542 3和0.768 2,预测相对误差达到2.592 9;维生素C（VC）含量使用SG-IGA-IWOA-LSSVM模型预测效果最准确，其中校正集决定系数和预测集决定系数分别为0.857 6和0.821 6,校正均方根误差和预测均方根误差分别是0.661 4和0.634 2,预测相对误差达到2.078 5。以上结果表明，采用近红外光谱技术与统计方法结合可实现对樱桃番茄内部品质的快速无损预测分析。
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宜昌市大气微塑料的分布、呼吸暴露及溯源
《环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：微塑料作为一种新兴环境污染物备受关注，但大气微塑料的来源和健康危害尚不明晰.为探究宜昌市不同功能区微塑料的分布特征和人体呼吸暴露风险，分析不同地区大气微塑料的可能来源，于2019年10～12月，采集和分析宜昌市16个观测点的大气微塑料样品，并利用HYSPLIT模型模拟大气后向轨迹.结果表明，宜昌市大气微塑料有纤维状、碎片状和薄膜状这3种形状；透明、红色、黑色、绿色、黄色和紫色这6种颜色；尺寸最小的为10.42μm,最大的为4 761.42μm;平均沉降通量为（4 400±474）n·（m~2·d）-1;种类有：聚酯纤维（PET）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物（ABS）、聚酰胺（PA）、橡胶（Rubber）、聚乙烯（PE）、醋酸纤维素（CA）和聚丙烯腈（PAN）这7种.各功能区沉降通量依次为：城市居民区＞农业生产区＞垃圾填埋场＞化工园区＞城镇居民区.人体呼吸暴露风险评估模型表明，城市居民区成人和儿童每天大气微塑料摄入量（EDI）高于城镇居民区.大气后向轨迹模拟表明，宜昌市各区县大气主要受周边地区影响，部分大气微塑料可能来自周边地区的短距离运输.总的来说，宜昌市大气微塑料沉降通量较大，潜在的生态暴露风险较高，各区县部分微塑料可能经由大气短距离传输而来.该结果可为长江中游地区大气微塑料研究提供基础数据支撑，对大气微塑料污染的溯源和健康风险研究具有重要意义.
关键词： 大气微塑料 功能区 分布特征 呼吸暴露 HYSPLIT模型 后向轨迹 来源
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融合注意力机制的开集猪脸识别方法
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对闭集猪脸识别模型无法识别训练集中未曾出现的生猪个体的问题，本文设计了一种融合注意力机制的开集猪脸识别方法，可实现开集猪脸图像识别，识别模型从未处理过的生猪个体。首先基于全局注意力机制、倒置残差结构和深度可分离卷积构建了轻量级的特征提取模块（GCDSC）;然后基于高效注意力机制、Ghost卷积和残差网络设计C3ECAGhost模块，提取猪脸图像高层语义特征；最后基于MobileFaceNet网络，融合GCDSC模块、C3ECAGhost模块、SphereFace损失函数和欧氏距离度量方法，构建PigFaceNet模型，实现开集猪脸识别。实验结果表明，GCDSC模块可使模型猪脸识别的准确率提高1.05个百分点，C3ECAGhost模块可将模型准确率进一步提高0.56个百分点。PigFaceNet模型在开集猪脸识别验证中的准确率可达94.28%,比改进前提高1.61个百分点，模型占用存储空间仅为5.44 MB,在提高准确率的同时实现了模型轻量化，可为猪场智慧化养殖提供参考方案。
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基于特征增强的多方位农业问句语义匹配
《西南大学学报(自然科学版) 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：农业问句文本数据具有专业名词多、特征稀疏、语句规范性差等特征，难以深入挖掘句间交互关系.为改善农业相似问句的匹配性能，提出一种基于特征增强的多方位农业问句语义匹配模型.模型通过共享参数的双向长短期记忆网络提取上下文向量，分别引入自注意力机制、多维注意力机制增强农业问句文本语义推断特征和文本距离特征，通过多特征增强聚焦语义特征信息，将增强特征嵌入到多方位匹配函数中，从向量值、方向和元素等角度进行句间相似度对比，以捕获句子多样性特征.从农业问答社区导出农业问答文本数据，人工标注相似问句构建试验数据集.试验结果表明：基于特征增强的多方位农业问句语义匹配模型可以增强文本特征之间的交互，获取更多的关系特征信息，在构建的农业问句数据集上正确率及F1值达95.3%和97.3%,与其他5种问句语义匹配模型相比，效果提升明显.
关键词： 农业问句语义匹配 特征增强 自然语言处理 双向长短期记忆网络 自注意力机制
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辣椒WOX转录因子家族的鉴定、进化与表达分析
《河南农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：WUSCHEL(WUS)相关的同源异型盒(WOX)转录因子家族是一类植物特异性转录因子,维系植物干细胞动态平衡、茎尖分生组织形成、胚胎发育等重要生命活动.利用生物信息学方法,在遵辣1号辣椒中鉴定到10个WOX基因,命名为CaWUS—CaWOX13.CaWOXs不均等地分布在5条染色体上,被分为3个支系,亚细胞预测全部定位在细胞核上.不同支系间基因数目差异较大,同一支系的成员具有相似的基因结构和保守基序.CaWOX家族启动子包含14种有关植物生长发育、激素调控和逆境胁迫的作用元件,分布最广的为茉莉酸甲酯应答元件(MeJA responsiveness).CaWOX家族内没有发现串联重复和大片段复制,但和拟南芥、番茄存在共线性关系.CaWUS作为关键蛋白,在蛋白质互作网络中承担枢纽作用.CaWOXs的基因表达量具有显著的差异性,部分基因在根、茎以及果实发育过程中具有重要的调控作用.
关键词： 辣椒 WOX家族 转录因子 系统进化 基因表达 共线性分析 蛋白质互作 生物信息学
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基于离散小波技术定量反演冬小麦叶片含水量的研究
《光谱学与光谱分析 》 2023 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：受大田环境的影响,田间采集的冬小麦冠层光谱内含有大量与目标信息无关的噪声,这制约了高光谱数据对冬小麦植株信息的估测能力.为制约噪声信息对光谱信息的影响,探寻提升光谱对冬小麦植株水分供给信息估测能力的方法,通过野外地面实验获取大田冬小麦高光谱数据及其叶片含水量信息,采用离散小波算法处理分析高光谱数据,结合相关性分析算法、偏最小二乘算珐,定量分析 5 类小波基对离散小波算法分离光谱信息的影响规律,离散小波算法在分离可用光谱信息与噪声中的普适规律及小波基对信息分离的影响进行探讨,从而为田间光谱数据的处理与分析提供理论与方法支撑.结果表明:(1)与冬小麦含水量敏感的波段多分布于D1-D5 尺度,且敏感波段在各小波基内的分布区间相对一致,但波段位置与相关强度均存在一定差异,这表明小波基的选择能影响高频信息与冬小麦叶片含水量的相关强度与波段位置.(2)可用的光谱信息与噪声信息均随分解尺度的增加而呈先升后降的规律,噪声信息对高频信息估测能力的干扰强度随尺度的增加而降低,高频信息对冬小麦叶片含水量的估测能力随尺度的增加而降低.(3)模型的精度与稳定性是可用光谱信息与噪声信息综合作用的结果,其中基于meyer小波基的D5 尺度构建的估测模型为最优模型,其建模精度的R2=0.625、RMSE=1.562,验证精度的R2 =0.767、RMSE=1.828.本研究的结论可为基于离散小波算法的光谱处理与分析提供指导,并为受噪声影响较重的光谱信息的处理与分析提供一定参考,同时也可为我国西南、南部等全年水汽含量较高区域内或北方夏季作物叶片含水量的检测提供基础支撑.
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中国荷斯坦奶牛乳尿素氮非营养影响因素及其与泌乳性能的相关性分析
《动物营养学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：本试验旨在揭示中国荷斯坦奶牛乳尿素氮(MUN)浓度非营养影响因素的变化规律及其与泌乳性能的关系,探究非营养因素影响MUN浓度的内在机制.以北京、河北等地的17家奶牛场共24 508头泌乳奶牛的生产性能测定(DHI)报告为研究材料,利用固定模型分析牛场效应、胎次效应、产犊季节、泌乳天数、泌乳季节、产奶量、乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和体细胞评分对MUN浓度的影响,并按高(16~27 mg/dL)、正常(10~16 mg/dL)和低(0~16 mg/dL)对MUN浓度进行分组,通过显著性和相关性等多种方法分析非营养影响因素的规律及MUN对泌乳性能的影响.结果表明:1)牛场效应、泌乳季节和泌乳天数是影响MUN浓度的重要非营养影响因素;2)MUN浓度在群体水平上与乳脂率呈极显著正相关(r=0.813,P<0.01),与体细胞评分呈极显著负相关(r=-0.441,P<0.01),且MUN浓度在夏季最低、冬季最高;3)相同乳脂率数据集分析表明,泌乳季节、体细胞评分与MUN浓度并无相关性(r<0.100);4)MUN浓度的变化极显著影响乳蛋白率、乳脂率、校正乳含量及脂蛋比(P<0.01).综上所述,非营养因素的波动导致了 MUN浓度的规律性变化,且泌乳季节、体细胞评分非营养因素通过影响乳脂率进而导致MUN浓度变化,关于乳脂率与MUN浓度的变化机理有待进一步研究.
关键词： 荷斯坦奶牛 乳尿素氮 固定模型 非营养影响因素 泌乳性能
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饲粮粗蛋白质与赖氨酸水平对北京油鸡育雏期生长性能和血清生化指标的影响
《动物营养学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：本试验旨在研究饲粮粗蛋白质与赖氨酸水平对北京油鸡（简称油鸡）育雏期生长性能和血清生化指标的影响。选择1日龄油鸡混合雏1 350只，随机分为9组，每组5个重复，每个重复30只鸡（公母各占1/2）。采用3×3因子试验设计，饲粮粗蛋白质水平分别为17%、18%、19%，赖氨酸水平分别为0.85%、1.00%、1.15%，分别统计0～3周龄、4～6周龄和0～6周龄生长性能，6周龄末测定血清生化指标。结果显示：1)饲粮粗蛋白质水平对4～6周龄油鸡周平均采食量及周平均体增重有显著影响（P＜0.05），粗蛋白质水平为19%时周平均采食量（251.85 g）与周平均体增重（85.52 g）最大；饲粮赖氨酸水平对4～6周龄油鸡料重比有显著影响（P＜0.05），赖氨酸水平为1.00%时料重比最低（2.95）。0～6周龄饲粮粗蛋白质水平对油鸡周平均采食量有影响显著（P＜0.05），随着粗蛋白质水平增加周平均采食量逐渐增加，且在粗蛋白质水平为19%时达到最大值（184.58 g）；赖氨酸水平对周平均体增重与料重比有显著影响（P＜0.05）,1.00%和1.15%赖氨酸组的周平均体增重均显著高于0.85%赖氨酸组（P＜0.05），且料重比显著低于0.85%赖氨酸组（P＜0.05）；粗蛋白质与赖氨酸水平互作对周平均体增重影响显著（P＜0.05），在粗蛋白质水平为19%、赖氨酸水平为1.15%时周平均体增重最高（70.15 g）。2)饲粮粗蛋白质水平对血清尿酸含量影响显著（P＜0.05）,19%粗蛋白质组的尿酸含量（357.41μmol/L）显著高于其他2组（P＜0.05）；赖氨酸水平对血清白蛋白含量有显著影响（P＜0.05）,1.15%赖氨酸组血清白蛋白含量（20.09 g/L）显著高于0.85%和1.00%赖氨酸组（P＜0.05）。总体上，饲粮粗蛋白质水平影响0～6周龄雏鸡采食量，赖氨酸水平影响体增重和料重比，粗蛋白质与赖氨酸水平互作对体增重影响显著。推荐北京油鸡育雏期饲粮粗蛋白质水平为19%、赖氨酸水平为1.15%即可满足其营养需求。
关键词： 粗蛋白质 赖氨酸 北京油鸡 生长性能 血清生化指标
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高温持续时间对鸡粪堆肥中多重耐药菌、接合型质粒及耐药基因消减特征的影响
《农业环境科学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为研究堆肥过程中高温持续时间对多重耐药大肠杆菌及其携带的接合型质粒和抗生素耐药基因（Antibiotic resistance gene,ARGs）消减规律的影响，本研究在鸡粪堆肥初始物料中外源添加多重耐药大肠杆菌菌液，并设置延长高温时间组（CT组）和常规堆肥组（NT组）两种堆肥条件处理，利用选择性培养及16S rRNA基因扩增子测序技术检测多重耐药菌群变化规律，同时利用数字PCR定量检测大肠杆菌16S rRNA基因、接合型质粒转移酶基因（MOBP）、氨基糖苷类耐药基因[APH（3）-Ib]及磺胺类耐药基因（sul2）和Ⅰ类整合子-整合酶基因（intl1）等污染物相对丰度变化，对比获得了延长高温时间对多重耐药菌及其ARGs消减速率的影响。结果表明，高温堆肥能够明显抑制堆肥中多重耐药菌的生长，并且CT组对其的抑制效果明显好于NT组。堆肥结束后，五种基因在CT组的相对丰度消减率为79.82%～99.99%，但NT组中腐熟期结束后APH（3）-Ib、sul2、intl1等基因相对丰度均高于初始物料。多重耐药大肠杆菌及其接合型质粒的消减规律均符合一级动力学方程，但APH（3）-Ib、sul2和intl1等基因在NT组的消减动力学却呈现明显的两段化特征，延长高温时间（CT组）能够抑制腐熟期出现的反弹。细菌群落结构分析表明，NT组中ARGs丰度再次增加与Moheibacter、Halomonas等菌属的富集相关。本研究表明，在堆肥过程中，延长高温持续时间，可降低堆体中部分ARGs潜在宿主菌的丰度，阻断其垂直传播的作用，最终减少成品肥中ARGs的丰度。
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