科研产出
基于Sentinel-2与时序Sentinel-1 SAR特征的赣南柑橘种植区识别方法
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为准确获取柑橘果园空间分布信息，实现柑橘种植结构调整、产量估算和资源管理，以赣南3个柑橘种植主产区（信丰县、安远县及寻乌县）为研究区域，针对南方地区多云多雨导致传统光学影像较为缺乏的问题，使用Sentinel系列数据和PIE-Engine平台，构建和优选了光谱特征、植被水体指数特征、红边波段特征和纹理特征，并引入时间序列Sentinel-1合成孔径雷达（SAR）数据的后向散射系数，共同探讨不同特征组合对柑橘种植园的识别提取效果，基于随机森林算法并融合Sentinel-2与时序Sentinel-1 SAR特征识别提取了赣南柑橘种植区。结果表明：5、9、11月柑橘种植园与其他地物的平均后向散射系数分离性最佳，是识别提取柑橘的关键时期；指数特征及纹理特征参与分类改善了分类效果且提高了分类精度；相较于单一SAR特征及指数、纹理特征，加入时序SAR特征的分类结果中总体精度达90.084%,Kappa系数达0.863,错分、漏分误差较小，符合实际地物分布情况，说明了时序SAR特征的可用性和实用性。本研究可为多云多雨的南方柑橘果园的识别提取提供参考。
关键词： 柑橘 种植区识别 PIE-Engine 时序SAR Sentinel卫星
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基于改进SlowFast模型的设施黄瓜农事行为识别方法
《智慧农业(中英文) 》 2024 CSCD
摘要：[目的/意义]农事行为活动识别对设施蔬菜生产精准化调控有着重要意义，在一定程度上可以通过查看农事操作的时间、操作过程是否合理来减少因农事行为不当导致产量下降。为了解决农事行为识别方法中由于黄瓜叶片和设施遮挡导致识别准确率不高的问题，提出一种名为SlowFast-SMC-ECA (SlowFast-Spatio-Temporal Excitation、Channel Excitation、Motion Excitation-Efficient Channel Attention)的农事活动行为识别算法。[方法]该算法主要基于SlowFast模型，通过改进Fast Pathway和Slow Pathway中的网络结构来提高对于农事活动中手部动作特征和关键特征的提取能力。在Fast Pathway中，引入多路径激励残差网络的概念，通过在信道之间插入卷积操作来增强它们在时域上的相互关联性，从而更好地捕捉快速运动信息的细微时间变化。在Slow Pathway中，将传统的Residual Block替换为ECA-Res结构，以提高对通道信息的捕获能力。这两项改进有效地加强了通道之间的联系，提升了特征之间的语义信息传递，进而显著提升了农事行为识别的准确率。此外，为了解决数据集中类别不均衡的问题，设计了平衡损失函数（Smoothing Loss），通过引入正则化系数，平衡损失函数可以有效地处理数据集中的类别不均衡情况，提高模型在各个类别上的表现。[结果和讨论]改进的SlowFast-SMC-ECA模型在农事行为识别中表现出良好的性能，各类行为的平均识别精度达到80.47%，相较于原始的SlowFast模型有约3.5%的提升。[结论]本研究在农事行为识别中展现出良好的性能。这对农业生产的智能化管理和决策具有重要意义。
关键词： 农事活动行为 SlowFast模型 多路径激励残差网络 ECA-Res 平衡损失函数
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信息技术对农业产出的影响效应——以北京设施农业为例
《上海农业学报 》 2024
摘要：我国农业正处于现代化转型的关键时期,信息技术已成为引领农业高质量发展的先导力量。研究通过分析信息技术对农业产出的影响效应,明确信息技术在农业中的实际应用效果。立足乡镇层面,基于2022年北京乡镇设施农业信息技术应用抽样调查数据,采用OLS、QR与2SLS法,分析了信息技术对乡镇农业产出的影响效应。结果表明:就整体而言,农业信息技术与农业产出之间存在显著正相关关系,每公顷信息技术应用增加1%,乡镇每公顷设施农业产出平均增加3.56%,但农业信息技术的增产效应仅在高农业产出乡镇中显著、弹性系数为5.03%,在低农业产出乡镇中不显著。且农业信息技术在促进乡镇农业增产中存在资源禀赋差异,相较于劳动力或物质资本投入少的乡镇,劳动力或物质资本投入多的乡镇农业信息技术的增产效应更为明显,弹性系数分别为4.91%、4.53%。
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臭氧微纳米气泡处理对黄豆芽"绿化"的影响及机制
《食品工业科技 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为研究臭氧微纳米气泡(ozone micro-nano-bubbles,Ozone MNBs)处理黄豆芽对LED白光照射下黄豆芽"绿化"的影响及其调控机制,本实验以黄豆芽为材料,采用 4 mg/L Ozone MNBs处理黄豆芽,测定LED白光照射下黄豆芽生理品质,叶绿素合成和分解相关酶及物质变化.结果表明:与蒸馏水处理对照组相比,4 mg/L Ozone MNBs处理可以显著降低LED白光照射下黄豆芽的"绿化"现象,诱导提高黄豆芽中叶绿素降解酶[叶绿素酶(Chlase)、叶绿素降解过氧化物酶(Chl-POX)、脱镁螯合酶(MD)和脱镁叶绿素酶(PPH)]活性,降低了叶绿素合成前体物[δ-氨基乙酰丙酸(ALA)和尿卟啉原Ⅲ(UrogenⅢ)],叶绿素、叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)含量.降低了ADP、ATP和辅酶Ⅱ[NADP+和NADPH]含量.4 mg/L Ozone MNBs处理可影响黄豆芽叶绿素合成和分解相关酶的活性和相关物质的含量,对抑制LED白光照射下黄豆芽"绿化"有较好的效果.
关键词： 黄豆芽 臭氧微纳米气泡 LED白光照射 叶绿素合成 机制
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"生产力-生产方式-生产关系"视域下的农业生产托管与农户经营方式变化
《农业经济 》 2024 北大核心
摘要：本文运用马克思主义政治经济学的“生产力—生产方式—生产关系”原理，对农业生产托管及农户经营方式变化提出了新的解释。从生产力的发展角度，分析了农业生产托管的形成与演变；从生产方式的变化角度，探讨了农业生产托管的发展前景；从生产关系的演进角度，分析了农业生产托管的全局意义以及农户权利的拓展。本研究有助于各界从理论层面上深入理解农业生产托管这一新型农业生产经营方式。
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不同光谱对东亚小花蝽捕食西花蓟马的影响
《环境昆虫学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：设施补光可能会影响天敌昆虫的应用效率，为探索提升天敌应用效果的补光光谱，促进补光与天敌释放技术的有机结合，本研究在相同光强和光周期的条件下，比较了红(R)、蓝(B)、红蓝组合(RB)和白(W,对照)光处理下东亚小花蝽对西花蓟马捕食能力的差异。结果表明，相比于W光，B光显著降低东亚小花蝽雌成虫的存活率，R和RB光未影响其雌成虫的存活。R和RB光显著增加东亚小花蝽在高密度猎物下对西花蓟马的捕食量。不同光谱处理下东亚小花蝽雌成虫对西花蓟马雌成虫的捕食能力均符合Holling II型功能反应模型，且搜寻效应随猎物密度增加逐渐降低。RB光处理下，东亚小花蝽捕食西花蓟马的效果最好，理论日最大捕食量最高，为43.10头/d,单头猎物处理时间最短，为0.0232 d; B光的理论日最大捕食量也较高，为42.90头/d,单头猎物处理时间为0.0233 d; R光下东亚小花蝽捕食西花蓟马的瞬时攻击率最高为1.0837。东亚小花蝽对西花蓟马的搜寻效率最高的是RB光处理，其次是R或B光，最低的是W光。以上结果表明，相比于W光，R、B和RB光均增加东亚小花蝽对西花蓟马的捕食能力和搜寻效率，但B光会降低东亚小花蝽的存活率。因此，与设施补充R和RB光相结合，可潜在提升东亚小花蝽对西花蓟马的捕食效果。本文基于捕食功能差异评价了三种常用补光光谱对东亚小花蝽捕食西花蓟马的影响，为设施补光兼顾天敌应用提供了基础数据。
关键词： 光谱 东亚小花蝽 西花蓟马 捕食功能反应 搜寻效应 防治效果
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深点食螨瓢虫对各虫态截形叶螨的捕食功能反应分析
《新疆农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究深点食螨瓢虫Stethorus punctillum Weise对截形叶螨Tetranychus truncatus Ehara的捕食功能反应，分析深点食螨瓢虫对截形叶螨不同虫态的捕食作用，为截形叶螨在田间的综合治理及对该天敌资源的开发利用提供理论基础和技术支撑。【方法】以截形叶螨充当猎物，在室内研究深点食螨瓢虫不同虫态取食其不同虫态与密度组合条件下的捕食量。【结果】深点食螨瓢虫对截形叶螨各虫态的捕食功能类型均属于Holling-II型。深点食螨瓢虫各虫态的捕食能力存在较大差异，4龄幼虫的捕食能力最强，其对成螨的日最大捕食量(90.91)是2龄幼虫(3.94)的23.09倍，是3龄幼虫(22.73)的4倍，其它依次是雌成虫、雄成虫、3龄幼虫、2龄幼虫、1龄幼虫。深点食螨瓢虫对截形叶螨的寻找效应均随着猎物数量的增加而降低，并随着深点食螨瓢虫虫龄的增加而升高。当猎物种类为成螨、若螨及幼螨时，深点食螨瓢虫4龄幼虫与雌成虫的搜寻效应相近，且均大于其它虫态。【结论】深点食螨瓢虫各捕食虫态中，4龄幼虫和成虫对截形叶螨捕食量较大且控害能力相当。
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卷积神经网络及其在田间杂草管理中应用的研究进展
《蔬菜 》 2024
摘要：杂草是影响作物产量的主要生物因素之一，可阻碍作物的生长，进而影响作物的产量和品质，传统的人工除草、机械除草、化学药剂除草方式已不能满足精准除草的需求，而近年来基于卷积神经网络（CNN）的深度学习技术发展迅速，成为图像识别的重要工具，并且在杂草检测、害虫识别、植物或果实计数及其成熟度分级等农业领域取得了显著成果。为了使田间杂草管理更高效，促进农业生产智能化，基于卷积神经网络研究情况，从目标检测、图像分割、图像分类、基于无人机图像应用等方面概述了卷积神经网络在田间杂草管理中应用的研究进展，并从数据采集、杂草检测的精度、模型的泛化能力3个方面进行了展望。总之，基于CNN的杂草管理应用研究已经取得了一定的成果，但仍存在许多挑战和问题需要解决。未来研究应关注提高数据数量和质量、提高杂草识别的准确性和可靠性、提高深度学习模型的泛化能力和鲁棒性，并引导无人机自主进行制图，实现无人机与地面设备的协同作业；同时，加强CNN等深度学习技术在实际生产中多方面的应用研究，为农业生产提供更高效、智能的解决方案。
关键词： 卷积神经网络 杂草 管理 深度学习 检测 智能化 无人机
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玉米ZmMAPKKK21基因的克隆和生物信息学分析
《作物杂志 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)在植物应对生物和非生物胁迫过程中发挥着重要作用.在前期研究中我们挖掘到ZmMAPKKK21这一潜在的重要抗旱基因,本研究从玉米抗旱自交系J24中克隆获得ZmMAPKKK21基因,并对其进行生物信息学分析.结果表明,玉米ZmMAPKKK21基因开放阅读框长1419bp,编码472个氦基酸,是不具有信号肽的亲水性蛋白,且其启动子序列含有多个与逆境胁迫和激素有关的顺式作用元件;玉米中的MAPKKK21蛋白预测定位在细胞核上,蛋白互作预测结果显示,ZmMAPKKK21蛋白与参与植物逆境胁迫相关的MAPKK3蛋白和ZIM家族蛋白发生互作,其结构与高粱(Sorghum bicolorL.)和谷子(Setaria italica L.)等高抗旱禾本科作物相比,不但在STKc_MAPKKK结构域上高度保守,且具有更加相似的二级结构和三级结构;qRT-PCR分析发现,ZmMAPKKK21基因在玉米根系中表达水平较高,干旱胁迫后该基因在根和叶中表达上调,进一步验证了 ZmMAPKKK21基因的表达与干旱胁迫响应的相关性.
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