科研产出
基于能值分析评估现代农牧循环系统的构建与优化
《生态学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：发展现代循环农业有助于推动农业生产方式高质量转型，是实现农业可持续发展的重要路径之一。但生产经营者在构建循环农业系统的过程中，因缺乏精确的参数测算，常存在投入产出不明、循环效率偏低、整体评估缺乏等问题，导致现代循环农业系统的物能高效运转面临阻碍。以江苏省太仓市东林村的现代农牧循环系统为对象，在四维时空尺度上界定系统边界并绘制能流图，全面梳理了案例系统全年运转过程中的投入与产出项目。现代“草-羊-田”农牧循环全系统由粮食种植、饲料加工、湖羊养殖与羊粪堆肥4个亚系统构成。通过模拟亚系统逐步结合、系统循环与优化调控的演进过程，采用能值分析方法对农牧系统不同构建阶段的亚系统与全系统的能值投入产出和结构进行定量评估与对比研究。结果表明，在农牧系统产业链逐步构建直至循环生产的过程中，全系统的总能值投入随各亚系统的扩增而有明显增加，系统的物能内部流通率逐渐升高。随后，以废弃物的系统内部消纳为目标，通过强化亚系统间的耦合对现状循环进行优化调控，系统所需的总能值投入有大幅减少，且各亚系统对本地资源的利用程度有明显提升。实证研究定量评估了现代农牧循环系统构建与优化过程中的能值投入与资源利用状况，为系统的高效循环运行提供参数支持，可为循环农业系统的科学构建与模式的复制推广提供精准指导。
关键词： 循环农业 能值分析法 资源投入 能值结构 系统优化
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利用空间-光谱双分支特征和动态选择的高光谱影像农作物分类
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：高光谱遥感可以捕获地表近乎连续的光谱曲线,以较高的光谱诊断能力对地表农作物进行精细分类与识别。传统基于深度学习的高光谱分类算法中空间、光谱特征捕捉利用困难、冗余特征筛选能力不足、模型约束过于单一等问题,导致农作物类型复杂且样本分布不均区域分类模型性能下降。该研究提出一种基于空间-光谱双分支动态特征选择的高光谱分类算法,在结合通道注意力机制和空间注意力机制进行空间-光谱特征提取的基础上,通过门控卷积层对提取到的特征进行相关性的计算和处理,实现空间维度和通道维度上的特征动态选择,并分别从空间、光谱和联合特征3个角度对分类结果约束,结合分类损失函数实现高光谱影像的分类任务。结果表明,在JAAS（Jiangsu academy of agricultural sciences,江苏省农业科学院）高光谱农作物分类数据集上,该研究算法总体精度、Kappa系数分别为99.35%和99.20%,相较于专为高光谱分类设计的算法CDCNN（contextual deep convolution network,上下文深层卷积网络）、 WCRN（wide contextual residual network,广义上下文残差网络）、 DBDA（double-branch dual-attention mechanism network,双分支双注意力机制网络）、DCNN（dual-channel convolution network,双通道卷积网络）分别提升了4.91%和6.12%、6.82%和8.53%、2.12%和2.63%、2.04%和2.54%;在公开数据集WHU-Hi-HanChuan区域,总体精度、Kappa系数分别为99.49%、99.41%,相较于CDCNN、WCRN、DBDA、DCNN分别提升了1.67%和1.96%、3.23%和3.80%、2.00%和2.35%、1.10%和1.29%;在WHU-Hi-Longkou区域,总体精度、Kappa系数分别为99.8%、99.74%,相较于CDCNN、WCRN、DBDA、DCNN分别提升了1.30%和1.71%、0.59%和1.74%、0.71%和0.93%、0.57%和0.76%。所提方法在样本分布不均的不同作物识别上均具有较高的识别准确率,可为基于高光谱影像的地物复杂且样本分布不均地区的农作物分类提供指导。
关键词： 遥感 高光谱影像 农作物分类 空谱联合特征 门控卷积 多输出特征约束
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水平棚架式梨树多旋翼无人机液体授粉试验
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对我国梨树授粉用工量大、作业效率低等问题,基于液体授粉技术,以水平棚架式栽培的梨树为研究对象,开展多旋翼无人机液体授粉试验,探究多旋翼无人机单位面积液体喷施量、飞行高度及授粉方式等对雾滴沉积分布及授粉效果的影响.试验结果表明多旋翼无人机液体喷雾授粉作业性能稳定,雾滴沉积分布组内变异系数不超过20%;雾滴覆盖率及雾滴覆盖密度均与喷施量呈正相关,当液体喷施量为6 niL/m2时,飞行高度的变化对雾滴沉积分布影响显著,飞行高度为4 m时,雾滴覆盖率及覆盖密度分别为7.06%、84.77个/cm2,花朵坐果率为49.70%,花序坐果率为85.83%,较自然授粉分别提高91%及43%.当花粉液体喷施量为4.5、6mL/m2时,无人机液体授粉与自然授粉花序坐果率差异显著,且无人机液体授粉与背负式喷雾器授粉花序坐果率无显著差异,花序坐果率可达80%以上.研究结果表明,无人机液体授粉作业时雾滴覆盖率及覆盖密度越高,对提升花朵坐果率、花序坐果率作用越显著,当无人机飞行高度为4m、花粉液体喷施量为4.5 mL/m2时为较优的无人机液体授粉参数组合.
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芽孢杆菌嗜铁素研究进展
《江苏农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：嗜铁素(Siderophore)是微生物为适应自然界高氧低铁环境,产生的一类能特异性螯合三价铁离子的小分子化合物.绝大多数细菌和真菌都能通过非核糖体肽合成酶途径(NRPS)或非依赖NRPS途径(NIS)合成一种或几种嗜铁素.芽孢杆菌是目前研究与生产上应用最多的一类生防细菌,但芽孢杆菌嗜铁素的生防贡献国内外鲜有报道.本文对芽孢杆菌嗜铁素的种类、合成与调控机制、功能与应用(包括竞争作用、抗生作用、毒力作用、环境污染修复作用以及在医药研发上的应用等)进行了系统概述,为解析自然界中芽孢杆菌具有广谱抗菌活性的生防机制提供理论依据,同时对研发嗜铁素和药物偶联的新型靶向农药具有重要指导意义.
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磺酰脲类除草剂对抗性油菜田间杂草的防除效果及安全性评价
《中国油料作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：草害是影响油菜产量和品质的重要因素之一，种植抗除草剂品种，配合化学除草是解决油菜田杂草防治最经济有效的方法。为筛选适合抗除草剂油菜新品种搭配使用的除草剂，本研究以非转基因抗磺酰脲类除草剂油菜新种质M342为材料，比较了苯磺隆等11种磺酰脲类除草剂的防除效果和安全性。结果显示，11种磺酰脲类除草剂对油菜田杂草的鲜重防效均在70%以上，均能显著降低杂草对氮、磷、钾和水分的消耗。啶嘧磺隆对M342有严重药害，喷施后植株腐烂并逐渐坏死。苄嘧磺隆和氟唑磺隆也对M342的产量有显著影响，分别比人工除草对照减产6.22%和16.59%。其余8种磺酰脲类除草剂对M342的产量均无显著影响，可应用于抗磺酰脲类除草剂油菜新品种田间杂草的防除。
关键词： 磺酰脲类 非转基因 抗除草剂油菜 杂草防效 安全性
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樟树加工剩余物热压成型制备育苗容器及性能评价的研究
《中国农学通报 》 2023 CSCD
摘要：为拓宽樟树加工剩余物高值化利用途径,以樟树加工剩余物为增强材料,以脲醛预聚物和淀粉胶黏剂为黏合剂,通过热压成型工艺优化制备育苗容器,研究了育苗容器成型性、抗破损率以及成型配比对育苗容器性能的影响.脲醛聚合物(UF)与淀粉胶黏剂(SA)配比为3 ∶7,育苗容器的成型性大于95%,抗破损率达到1.71%±0.06%.湿强剂(WA)与增强剂(ST)比例为5∶5,育苗容器成型性大于90%,抗破损率达到1.69%±0.04%.热压成型压力22 MPa、热压温度120℃、不排气及保压时间5.5 min时,育苗容器的拉伸强度及膨胀率性能最佳.
关键词： 樟树加工剩余物 育苗容器 热压成型 性能评价 高值化利用
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镇麦品种相关品质性状基因的分子标记检测分析
《江苏农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为了阐明镇麦品种相关品质基因分布特点,以 11 份镇麦品种为试验材料,分别利用单粒谷物特性测定系统测定籽粒硬度指数,采用分子标记和琼脂糖凝胶电泳分离技术检测籽粒硬度基因、高/低分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS、LMW-GS)、Wx基因以及面粉色泽相关基因等分布特点,并结合十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术明确镇麦材料的HMW-GS类型.结果表明,硬度指数大于 60 的镇麦品种有 9 份,均可检测到硬度基因突变.HMW-GS分布特点为:镇麦 168 等 8 份材料的组合均为 1/7+9/5+10,镇麦 11 号为 1/7+8/2+12,镇麦 17 和镇麦 19 为Null/7+8/2+12.LMW-GS有Glu-A3c、Glu-A3d、Glu-B3b、Glu-B3f和Glu-B3g 5 种基因型,其中镇麦 168、镇麦13 和镇麦17 为Glu-A3c/Glu-B3g,镇麦11 号为Glu-A3d/Glu-B3g,镇麦19 为Glu-A3c/Glu-B3b,其余6 份镇麦品种均为Glu-A3c/Glu-B3f.Wx基因的检测结果表明,镇麦品种中未检测到Wx基因突变,均为野生型.面粉色泽及相关基因检测结果为:镇麦材料的面粉白度为74.47~78.70,其中镇麦 168 的白度最小;镇麦 168 等 8 份材料的基因型为Ppo-A1b/Ppo-B1a/Ppo-D1b/TaLox-B1b,镇麦 11 号和镇麦 19 为Ppo-A1a/Ppo-B1a/Ppo-D1a/TaLox-B1b,镇麦 17 为Ppo-A1a/Ppo-B1a/Ppo-D1a/b/TaLox-B1b;镇麦168、镇麦12 号和镇麦16 为Psy-A1b/Psy-B1d/Psy-D1a,镇麦 11 号和镇麦 13 为Psy-A1b/Psy-B1b/Psy-D1a,其余 6 份镇麦品种为Psy-A1b/Psy-B1a/Psy-D1a.
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基于多视角自动成像系统的作物三维点云重建策略优化
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为满足高通量作物表型分析需求,提升三维点云重建效率和精度,该研究针对不同作物、不同生育时期、不同植株部位（地上部和根系）,基于研发的多视角自动成像系统和SFM（structure from motion）-MVS（multi-view stereo）算法,采用不同视角和不同相机数获取的图像重建作物三维点云,通过重建效率和精度（Hausdorff距离）评估,以及基于点云提取表型参数（株高、幅宽、凸包体积和总表面积）的可靠性评价,优化作物三维点云重建策略。结果显示,对于结构相对稀松、遮挡较少的盆栽植株（苗期、蕾薹期、盛花期、成熟期油菜）、结构相对紧凑、遮挡较多的植株地上部（花铃期棉花、抽穗期水稻、拔节期和灌浆期小麦）以及器官密集、遮挡严重且有较多细长结构的地上部和根系（分蘖期小麦和成熟期水稻地上部、成熟期玉米和油菜根系）,分别采用3～4、6和10个相机为其最优重建策略（Hausdorff距离小于或接近0.20 cm,且重建时长和Hausdorff距离归一化值之和最小）。采用不少于4个相机获取的图像重建作物三维点云,可提取较为可靠的表型参数(决定系数R~2＞0.90,相对均方根误差RRMSE≤9%)。该研究提出的最优重建策略平衡了自动成像系统构建成本、三维重建效率和精度以及适用植株复杂程度,为实现多种作物高效、低成本、高精度三维重建和表型参数提取提供了重要依据。
关键词： 植物 表型 多视角立体视觉 图像自动采集 三维重建 点云模型
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杨树桑黄水提液对果蝇寿命和繁殖力及寿命相关基因的影响
《食用菌学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：研究不同质量浓度(0.1、1.0、10.0、50.0 μg·mL-1)杨树桑黄(Sanghuangporus vaninii)水提液对果蝇平均寿命、半致死时间、最长寿命、蛹数量和F1代羽化成虫数量的影响;采用定量PCR方法检测1 μg·mL1杨树桑黄水提液饲喂果蝇后第1、3、5、10、20天与寿命、免疫相关基因的表达量.结果表明:在实验范围内,与对照相比,1.0 μg·mL-1水提液延长果蝇平均寿命,0.1、1.0 μg.mL1水提液延长成虫半致死时间;1.0 μg·mL-1水提液增加Fl代羽化成虫数量;基因TEP、BrC,E74B、JHEH均在第3天相对表达量较高;基因INDY、EcRB、Sri、TPI均在第10天相对表达量较高;基因TotA,、Dros、TotX均在第20天相对表达量较高.
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