基于全透射可见-近红外光谱的西瓜糖度在线检测研究

王贺功; 黄文倩; 蔡仲磊; 严忠伟; 黎胜; 李江波; 《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD

摘要：糖度是评价西瓜品质的重要指标之一，影响着西瓜的受欢迎程度和销售价格。但体积大、皮厚的自然生物特征为西瓜糖度的快速、无损评估带来了挑战。为探索西瓜糖度快速无损检测，选择230个西瓜作为试验样本，使用自行研制的全透射可见-近红外光谱系统在线采集西瓜光谱数据，在线检测过程中保持光谱连续检测点在西瓜的赤道部位，并分别测量西瓜整果糖度和中心糖度作为理化糖度参考值。首先对样本在线检测过程中产生的多条光谱数据进行均值化处理，并选取波长范围690～1 100 nm的光谱数据，使用蒙特卡洛方法剔除其中的异常样本，使用多种预处理方法（SNV、 SG平滑等）对光谱数据优化，并采用SPXY算法划分样本校正集和预测集以减小因西瓜内部糖度分布差异造成的影响；基于优化的光谱数据构建了线性PLSR模型和非线性LS-SVM模型预测西瓜中心糖度和整果糖度。结果表明，基于SNV和SG组合法预处理光谱构建的LS-SVM模型预测西瓜整果糖度效果最好，其校正集相关系数R_C=0.92,建模均方根误差RMSEC=0.37°Brix;预测集相关系数R_P=0.88,预测均方根误差RMSEP=0.40°Brix。进一步使用特征波段挑选算法（CARS、 UVE、 SPA等）对光谱数据优化，结果显示构建的模型效果更好，其中使用CARS和UVE组合算法选取的特征波长构建LS-SVM模型预测西瓜整果糖度时效果最好，其校正集相关系数R_C=0.94,校正均方根误差RMSEC=0.31°Brix;预测集相关系数R_P=0.91,预测均方根误差RMSEP=0.37°Brix,且建模变量从1524个特征变量缩减到39个特征变量。该研究为实际生产中西瓜糖度快速无损检测应用提供了参考。

关键词： 全透射光谱 在线检测 西瓜 糖度 模型构建

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不同干旱处理刺槐、侧柏光合特性与内源脱落酸含量的相关关系

赵娜; 吕建魁; 李少宁; 徐晓天; 李斌; 赵加辉; 鲁绍伟; 《生态学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：为揭示干旱介导植物光合同化能力的内源脱落酸(ABA)调控机制,以北京地区典型树种刺槐和侧柏为研究对象,探讨土壤快速干旱-复水(T1)和慢速干旱-复水(T2)处理下,树木碳同化与ABA器官分配模式间相关关系.结果表明:(1)刺槐与侧柏在T1 和T2 干旱处理阶段的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均随土壤体积含水量(SWC)下降显著降低(P<0.05).T1 两树种Pn降幅(99.18%和 57.30%)大于T2(91.97%和 36.69%),且T1、T2 刺槐Pn、Gs降幅均大于侧柏.T1 和T2 旱后复水阶段,T1 两树种Pn、Gs恢复程度大于T2,刺槐光合能力恢复至胁迫处理前水平,而侧柏仅部分恢复.(2)T1 和T2 两树种叶片、小枝、粗根、细根ABA均随SWC下降显著上升(P<0.05),且T2 两树种全株ABA上升幅度(21.21%和 26.01%)均大于T1(13.71%和 8.91%).T1 和T2 两树种粗根在旱后复水阶段ABA显著低于干旱阶段,其它器官ABA均维持干旱阶段水平.(3)探究两树种光合特性与ABA相关关系随土壤水分变化的规律发现,T1 和T2 处理下两树种光合参数与ABA含量呈显著负相关(P<0.05).SWC下降速度越慢,两树种光合参数与器官ABA协同变化程度越高,且刺槐光合、ABA两者相关系数高于侧柏.综上所述,光合参数、器官ABA含量变幅及其二者相互关系程度均显著受到土壤干旱节律的影响作用,且存在种间特异性.研究旨在揭示植物应对不同干旱胁迫的碳同化与内源激素调控响应机制,为区域城市园林耐旱林木的选培与管理提供理论参考.

关键词： 干旱节律 旱后复水 光合特性 内源脱落酸

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国内设施葡萄的栽培现状与发展对策

李敖; 刘善江; 段碧华; 孙昊; 薛文涛; 杜颖; 马良; 陈倩; 《特种经济动植物 》 2024

摘要：设施葡萄栽培是提高葡萄产业效益和可持续发展的重要手段.通过设施农业技术与葡萄栽培相结合,创造了适宜葡萄生长发育的优质条件,克服了地域和气候等环境因素的限制.我国葡萄设施栽培发展迅速,多种新的栽培方法和多样化的设施被广泛应用于葡萄的栽培中.然而,设施葡萄栽培也存在一些问题,如葡萄生长发育受限于设施内的环境因素、设施的维护和管理成本较高等.为了解决这些问题,需要采取相应的对策,如加强设施葡萄栽培技术的研究和推广、提高设施的利用率和维护管理水平、加强葡萄产业协作等.同时,还需要注重葡萄品种的选择和品质的提高,以满足市场需求.通过这些措施的实施,可以更好地促进设施葡萄产业的发展,带来更大的经济效益和社会效益.

关键词： 葡萄 设施农业技术

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基于模型预测控制的菇房空调节能控制方法

张馨; 孔祥书; 郑文刚; 王明飞; 单飞飞; 鲍峰; 《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：当前工厂化食用菌生产菇房空调控制方法存在节能效率低、室内温度波动大等问题，提出了一种基于卷积神经网络（Convolutional neural network, CNN）、门控循环单元神经网络（Gated recurrent unit neural network, GRU）与注意力机制（Attention）的菇房空调节能控制方法。该方法以CNN-GRU-Attention组合神经网络为预测模型，结合预测误差补偿和预测模型数据集动态更新机制，实现对菇房室内温度精准预测；建立以空调控制量为状态量的目标函数，分别利用熵权法、主观法明确目标函数权重系数，运用带精英策略的快速非支配排序遗传算法（Non-dominated sorting genetic algorithmⅡ, NSGA-Ⅱ）求解出空调在控制时域内最优控制序列，集成滚动优化和反馈机制，实现菇房环境的精准及节能控制。试验结果表明，提出的CNN-GRU-Attention菇房室内温度预测模型，以历史30 min数据预测未来10 min室内温度效果最好，选取的典型日内预测最大均方根误差为0.122℃、最小决定系数为0.807、最大平均绝对百分比误差为0.611%;菇房空调模型预测控制方法对天气波动具有较好的抗干扰能力。与阈值开关法和PID法相比，在空调节能方面，能耗分别减少21%和14%;在控制温度精度方面，RMSE可分别降低72%、46%。

关键词： 菇房 预测模型 模型预测控制 多目标优化 神经网络

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糯玉米子粒硬度与淀粉合成相关酶动态变化及相互关系

史亚兴; 董会; 刘辉; 徐丽; 樊艳丽; 俞嫒年; 史亚民; 卢柏山; 赵久然; 《玉米科学 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：以鲜食糯玉米品种京科糯2000和苏玉糯2号为试验材料，比较授粉后不同时期淀粉合成相关酶活性、淀粉含量、含水量和子粒硬度的差异及各指标间的相互关系，利用Logistic方程比较两个品种子粒淀粉积累速率。结果表明，糯玉米子粒淀粉合成相关酶AGPase活性和SSS活性对淀粉的合成具有重要的促进作用，且在品种间有差异。利用Logistic方程比较两个品种糯玉米子粒淀粉积累过程，分析表明，与苏玉糯2号相比，京科糯2000达到最大淀粉积累速率的天数(T_max)延长1.62 d，淀粉活跃积累天数增加8.85 d，子粒淀粉积累速率最大时的生长量(W_max)提高3.97%，最大淀粉积累速率(G_max)降低12.60%。糯玉米子粒淀粉含量与子粒含水量呈极显著负相关，与子粒硬度呈极显著正相关。

关键词： 糯玉米 淀粉积累 子粒含水量 硬度

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小麦种质资源保护工作探析

王娜; 刘丽华; 耿东梅; 张立平; 李昀; 《现代农业科技 》 2024

摘要：小麦是世界重要粮食作物之一,对保障全球粮食供应至关重要.然而,由于小麦的遗传基础相对狭窄,导致其品种改良受到限制.因此,需要加快小麦种质资源收集、保护及创新利用等研究工作.本文阐述了小麦种质资源保存现状,分析了小麦种质资源保护工作存在的问题,并提出了小麦种质资源保护工作对策,以期为提高小麦种质资源保护和利用水平、促进农业可持续发展提供参考.

关键词： 小麦 种质资源保护 农业可持续发展

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大田环境下的农业害虫图像小目标检测算法

蒋心璐; 陈天恩; 王聪; 赵春江; 《计算机工程 》 2024 CSCD

摘要：智能化害虫检测是目标检测技术在农业领域的重要应用,可以有效提高害虫测报工作效率和可靠性,保障农作物产量和质量.在诱虫灯、粘虫板等固定式诱捕装置下,图像背景简单、光照条件稳定、害虫特征显著易于提取,害虫检测可以达到较高的准确率,但其应用场景固定,检测范围局限于设备周围,无法适应复杂的田间环境.针对田间环境下图像背景复杂和害虫尺寸小带来的难检和漏检问题,提出一种改进YOLOv5的小目标害虫检测算法Pest-YOLOv5,以提高害虫测报的灵活性.在特征提取网络中增加坐标注意力机制,通过结合空间和通道信息,增强对小目标害虫特征的提取能力,在颈部连接部分使用双向特征金字塔网络结构,通过融合多尺度特征,缓解多次卷积带来的小目标信息丢失问题.在此基础上,使用SIoU和变焦损失函数计算损失值,同时通过实验得到最优分类损失权重系数,使模型更关注分类困难的目标样本.在公开数据集AgriPest上的实验结果表明,Pest-YOLOv5模型mAP0.5和召回率分别为70.4%和67.8%,优于原YOLOv5s模型、SSD和Faster R-CNN等经典目标检测模型.与YOLOv5s模型相比,Pest-YOLOv5模型将mAP0.5、mAP0.50:0.95和召回率分别提高8.1%、7.9%和12.8%,改善了难检和漏检情况.

关键词： 深度学习 目标检测 害虫检测 小目标检测 损失函数

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国家农业高新技术产业示范区"四链"融合机理分析-以吉林长春国家农高区为例

冯献; 李瑾; 范贝贝; 曹冰雪; 马晨; 《科技管理研究 》 2024 北大核心

摘要：首先，在界定“四链”融合本质内涵的基础上，以吉林长春国家农业高新技术产业示范区（以下简称“农高区”）为例，对农高区“四链”融合的内在机理进行剖析。研究表明，“四链”深度融合的本质是以产业链、创新链、资金链、人才链四链有机融合方式促进创新要素与资源汇聚，不断提升区域产业创新力与竞争力，形成持续高效运行的区域创新生态。研究认为，创新链是产业链发展的动力之源、是产业链各环节实现价值增值的基础，产业链是创新链落地生根的载体，创新链产业链协同是“四链”融合的核心，资金链和人才链是支撑，围绕产业链创新链精准配置资金链和人才链是根本保障，通过打造“四链”融通的现代产业体系有助于实现农高区产业链供应链的现代化。

关键词： “四链”融合 国家农业高新技术产业示范区 创新驱动 乡村振兴

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北京地区智慧农业发展对策及对高等农林教育的启示

陈建; 邓佳岷; 吴学民; 王术波; 张自超; 冯青春; 《民主与科学 》 2024

摘要：一、智慧农业发展现状智慧农业是物联网、云计算、大数据、人工智能等现代信息技术发展到一定阶段的产物，是现代信息技术与农业生产、经营、管理和服务全产业链的“生态融合”和“基因重组”。智慧农业是一种农业、科技与人类健康相互结合的新型农业发展模式。现阶段，发达国家正从智慧农业理念出发，不断加大智慧农业渗入领域，提高智慧农业运作效率。

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财政资金投入对乡村振兴的影响及优化策略

李云峰; 麻志宏; 《当代农村财经 》 2024

摘要：本文旨在探讨财政资金投入对乡村振兴的影响及优化策略，通过对财政资金投入规模、结构、使用效果等方面的分析，并提出了一系列政策建议，为乡村振兴的推动提供有价值的参考依据。

关键词： 乡村振兴 财政资金 投入

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