科研产出
基于特征光谱参数的叶片和冠层尺度茶多酚含量估算
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：茶多酚具有很强的生理活性和抗氧化性，是茶品质的重要属性之一。相比传统茶多酚含量的测定方法，遥感技术监测茶多酚含量具有高效、精确及实时的优势，但如何利用遥感数据监测不同时期的茶多酚含量研究较少。该研究以广东省英德市的5个茶园的茶叶为研究对象，对春茶、夏茶和秋茶的叶片与冠层两个尺度的茶多酚含量及对应高光谱数据进行测定，利用标准正态变量变换（SNV）对叶片和冠层的高光谱反射率数据进行预处理；然后，分别采用连续投影算法（SPA）和竞争性自适应重加权采样算法（CARS）筛选不同生长季节叶片和冠层两个尺度茶多酚的敏感波段；最后，通过偏最小二乘法（PLS）、随机森林（RF）和多元线性回归（MLR）分别构建不同时期的茶多酚含量模型并进行验证。结果表明：（1）茶多酚的含量随着季节推移显著增加，春茶茶多酚含量（15.37%）最低，夏茶茶多酚含量次之（18.29%）,秋茶茶多酚含量（秋茶20.77%）最高；（2）不同敏感波段筛选的茶多酚含量的光谱特征波段主要为2 100～2 200 nm附近、 1 300～1 400 nm附近、红波-红边波段及绿波段；（3）基于春茶、夏茶和秋茶冠层光谱特征构建的茶多酚模型中CARS-PLS、 SPA-MLR和CARS-PLS模型精度最高，建模集R~2分别为0.56、 0.45和0.52, RMSE分别为1.15、 1.68和1.77;验证集R~2分别为0.43、 0.40和0.41, RMSE分别为1.60、 1.91和1.91;基于春茶、夏茶和秋茶冠层叶片光谱特征构建的茶多酚模型中SPA-PLS、 CARS-PLS和SPA-MLR模型精度最高，建模集R~2分别为0.50、 0.42和0.42, RMSE分别为1.25、 1.70和1.66;验证集R~2分别为0.43、 0.36和0.38, RMSE分别为1.44、 1.96和2.49。研究结果表明，基于遥感数据进行不同季节的叶片和冠层两个尺度的茶多酚含量估算是可行的，在大面积实时监测茶品质特征方面具有较大的潜力。
关键词： 茶多酚 高光谱 偏最小二乘法 随机森林 多元线性回归
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喷头雾化雾滴尺寸和速度的空间分布实验研究
《农机化研究 》 2024 北大核心
摘要：雾滴尺寸及其运动速度直接影响药液的着靶效果和农药利用效率。为研究喷头雾化区域雾滴尺寸和雾滴速度空间分布，选取空气诱导扇形喷头IDK120-03、万能型平面扇形喷头LU120-03和防飘移扇形喷头AD120-03等3种典型喷头，利用相位多普勒粒子干涉仪测量了所选喷头在不同压力下的雾滴尺寸和雾滴速度，建模分析了喷头雾化后雾滴尺寸和雾滴速度空间分布规律。结果表明：在雾滴尺寸分布中，IDK120-03、LU120-03和AD120-03各喷头中心垂直方向上雾滴尺寸与垂直距离无明显关系，雾滴尺寸随喷雾压力增加而减小，呈线性关系，线性系数在-0.85～-0.54之间，相关程度均在0.96以上；水平方向上雾滴尺寸随水平距离增加而增大，对雾滴尺寸与水平距离二次多项式拟合，相关程度平均在0.90以上；垂直和水平方向上，IDK120-03喷头雾滴尺寸最大、LU120-03喷头最小。在雾滴速度分布中，各喷头中心垂直方向上雾滴速度随垂直距离增加而减小，呈线性关系，线性系数在-0.14～-0.01之间，相关程度均在0.99以上；水平方向上各喷头雾滴速度随水平距离增加而减小，对雾滴速度与水平距离二次多项式拟合，相关程度平均在0.96以上，AD120-03喷头雾滴速度最大，IDK120-03喷头最小，LU120-03喷头雾滴速度降低最快，IDK120-03喷头雾滴速度降低最慢。喷头雾化雾滴尺寸和速度的空间分布的研究可为提高施药质量提供依据。
关键词： 压力喷头 雾滴尺寸 雾滴速度 相位多普勒粒子干涉仪
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异态异构农业模型服务化封装方法研究
《中国农业信息 》 2024
摘要：【目的】农业模型涉及多学科与多领域，是智慧农业的核心要素。屏蔽农业模型开发语言、调用运行方式等异态、异构特性，实现农业模型资源高效集成调用与共享，对于农业系统要素科学农业管理和决策，促进农业可持续、高效与安全发展具有重要意义。【方法】文章设计了模型描述接口、模型执行接口和模型部署接口等标准化封装接口，并在此基础上提出了针对COM组件、Jar包、R语言、Python语言以及DLL等不同形态模型运行体的标准化服务封装方法；以Python形态与DLL形态实现的马铃薯智能化推荐施肥模型为例，验证异态异构模型服务化封装方法的可行性与实用性。【结果】（1）封装后形成了模型标准化描述文档，完成了模型运行入口函数转换，增加了第三方依赖环境库，最终可通过网络请求直接运行模型，降低了模型使用成本；（2）以云南省为例，对封装后的标准模型服务进行调用运行，输入马铃薯目标产量，可获得该目标产量下最佳施肥量推荐，验证了异态异构模型服务化封装方法的可行性与实用性。【结论】该方法能够屏蔽模型在语义、数据、形态、运行环境等方面的差异，有效促进农业模型资源在网络环境下复用共享，增强智慧农业领域模型资源管理能力。
关键词： 农业模型 异态异构模型 模型资源共享 标准化服务封装
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基于HTP标记对玉米DH、RIL和BC群体遗传规律的比较分析
《玉米科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：以先玉 335 双单倍体(Doubled Haploids,DH)群体、掖 107x昌 7-2重组自交系(Recombined inbred lines,RIL)群体和京724×京92回交1代(Backcross,BC)群体为试材,采用全基因组覆盖的新型区块标记——单倍型标签多态性(haplotype-tag polymorphisms,HTP)标记,从基因型分离比、亲本遗传片段和重组交换3个角度解析DH、RIL、BC群体的遗传规律.结果表明,DH群体虽然偏分离高于BC群体,平均交换频率低于RIL群体,但该群体样本中不存在杂合和外源片段,均为纯合片段;平均亲本遗传片段长度为384个HTP,高于RIL群体;单代上拥有最高的重组交换次数,相较于其他群体,在群体特点和创制成本等方面具有较多优势.
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用于玉米品种真实性鉴定的最优核心SNP位点集的研发
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：品种真实性是种子质量监测的一个重要指标。为建立准确可靠、快速简便、高通量、低成本的玉米品种真实性鉴定技术,本文利用200个核心SNP位点构建的5816个玉米杂交品种, 3274个自交系的指纹数据,基于遗传算法、品种识别率评估确定了一套高鉴别力的核心SNP位点集,包含96个SNP位点。这96个SNPs全部位于基因内区域,相对均匀分布在10对染色体上。采用上述杂交品种和自交系的指纹数据评估显示这96个位点具有较高多态性和品种区分能力,PIC、MAF、DP平均值分别为0.36、0.40、0.60和0.36、0.39、0.48,对杂交品种、自交系的品种识别率达到99.14%和99.24%。两两样品成对比较结果显示,99.99%的品种间差异位点数目≥3个,杂交品种和自交系中96.74%和95.67%的成对比较差异位点数目集中在30～65个和30～60个。基于221个主推杂交品种的40个SSR位点、96个SNP位点的基因型数据分析结果显示,这2组标记集的鉴定结果具有较高的一致性。综上所述,本研究报道了一套具有位点数量最少、区分能力最强,兼容多平台、适于自动化分型等优点的最优核心SNP集。期望位点集将在玉米品种真实性监测、种子质量控制中得到广泛应用,进而维护玉米种子市场秩序、保障育种者权利以及保护农民利益。
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烯丙孕素在母猪繁殖生产中的应用研究进展
《中国畜牧杂志 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：如今我国生猪养殖处于快速转型期,养殖户总数逐渐减少,但规模化养殖增加,养猪生产的工业化、流程化管理需求日益迫切,批次化生产管理体系得到广泛的认可和应用.烯丙孕素又称为四烯雌酮,是一种孕激素类似物,可以有效抑制促性腺激素的释放,使母猪卵巢停滞于小卵泡状态,达到母猪生理状态同步化的效果,已广泛应用于后备母猪同期发情.但在同期发情以外,烯丙孕素在妊娠调控、改善子宫环境等方面的作用尚未得到充分的认识和发挥.本文综述了烯丙孕素的作用机制以及不同阶段母猪的用药方案和效果,并对烯丙孕素在实际生产应用中存在的问题和前景进行了探讨,以期为深入研究烯丙孕素在母猪繁殖生产调控中的新应用提供参考.
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叶面喷施硒肥对玉米籽粒硒及其他矿质元素含量的影响
《现代农业科技 》 2024
摘要：硒元素是一种动物和人类生长发育必需的矿质营养元素,硒元素缺乏是一种世界性问题.为评价叶面喷施硒肥对玉米籽粒硒及其他矿质元素含量的影响,本研究通过2个生长季(2年)的田间试验,探究了雨养条件下,在玉米灌浆期叶面喷施不同浓度亚硒酸钠溶液对玉米籽粒产量、硒含量、硒积累量、硒利用率以及其他矿质元素含量的影响.结果表明,叶面喷施亚硒酸钠溶液对玉米产量无显著影响,能够显著提高玉米籽粒硒含量和硒积累量,且随着喷施浓度的不断升高而升高,但对玉米籽粒铁、锰、铜、锌这4种矿质元素含量无影响.同时,2个生长季之间,硒含量和硒积累量差异较大,说明环境因素对玉米籽粒吸收利用外源硒肥具有较大的影响.综上,叶面喷施亚硒酸钠溶液是改善玉米籽粒硒元素营养状况的重要措施.
关键词： 玉米 叶面喷施 硒元素 籽粒 硒含量 矿质元素含量 产量
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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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