融合文本与知识图谱的蛋鸡疫病智能诊断模型

王书君; 童勤; 刘羽; 李奇峰; 王朝元; 高荣华; 余礼根; 李海燕; 《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：针对利用单一文本描述进行蛋鸡疫病诊断存在关联信息分析不够全面、未能提供完整蛋鸡疫病知识，进而导致在复杂蛋鸡疫病诊断中存在准确率不高等问题，该研究提出一种采用基于转换器的双向编码预训练模型（bidirectional encoder representation from transformers,BERT）融合蛋鸡典型疫病知识图谱和文本的方法，结合双向长短期记忆（bidirectional long short-term memory,BiLSTM）神经网络构建了BERT-LHDKG(BERT-laying hens disease knowledge graph)诊断模型，实现对滑液囊支原体、新城疫、传染性鼻炎等38种蛋鸡典型疫病的智能诊断。模型通过引入表示知识图谱的三元组向量，使模型更全面地结合疫病文本和知识图谱数据对蛋鸡发病情况进行综合分析；通过增加BERT模型的Embedding结构，将文本特征向量与三元组向量在BERT模型内部相加形成融合向量，有助于模型提取更有用的特征进行疫病分析和诊断。性能对比试验结果显示，BERT-LHDKG诊断模型的宏准确率为94.27%，宏召回率为94.12%，宏F1为94.01%，与TextCNN、结合CNN(convolutional neural networks)的BERT模型、结合BiLSTM的ERNIE模型等深度学习模型相比，宏准确率分别提升了10.02、2.64、2.18个百分点，宏召回率分别提升了10.28、2.29、2.29个百分点，宏F1分别提升了10.66、2.51、2.19个百分点。对于蛋鸡养殖过程中容易发生的病毒性疫病、细菌性疫病、中毒性疫病和代谢性疫病，BERT-LHDKG诊断模型的宏F1分别为96.43%、95.57%、96.72%、98.24%，性能均优于其他对比模型。研究结果表明融入知识图谱可以使模型将疫病文本中的实体、关系链接到知识图谱中对应的实体，丰富文本的语义信息，提升模型全面理解文本内容的能力，进而提高模型进行疫病诊断的准确性和鲁棒性，为畜禽疫病智能诊断提供了新的思路；此外，基于BERT-LHDKG诊断模型开发的蛋鸡疫病诊断Web系统以人机对话的形式提高了养殖户远程诊断蛋鸡疫病的灵活性。

关键词： 蛋鸡疫病 知识图谱 文本 BERT模型 智能诊断

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我国设施园艺病虫害发生特点与绿色防控策略

吴圣勇; 张梦迪; 徐进; 王恩东; 崔丽; 雷仲仁; 史晓斌; 谢学文; 王少丽; 王甦; 魏书军; 马中正; 何莉梅; 高玉林; 《中国生物防治学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：我国设施园艺发展迅速，对促进农业现代化、乡村振兴和都市农业发展具有重要作用。本文结合我国设施园艺产业的发展现状，总结设施环境下病虫害发生特点，并从农业防治、物理防治、生物防治、生态调控、生物技术和科学用药等方面概述了病虫害防治技术，最后对设施园艺病虫害防治提出建议，以期为我国设施园艺的健康可持续发展提供参考。

关键词： 园艺产业 保护地栽培 病虫害 绿色防控

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发酵中草药饲料添加剂在畜禽生产中的研究应用进展

刘泽青; 耿怡雯; 朱龙龙; 马超; 陈国顺; 王晶; 《畜牧兽医学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：随着饲料中抗生素类饲料添加剂的全面禁用，中草药饲料添加剂逐渐成为畜禽生产中替代抗生素的潜在产品。而中草药经过微生物发酵后，不仅能增加活性物质含量和中草药药效，还能产生新的活性成分，降低中草药毒副作用。将发酵中草药饲料添加剂添加到畜禽饲料中能够提高畜禽生产性能、改善健康状况、提升畜禽产品品质。本文归纳了发酵中草药的优点，讨论了发酵中草药饲料添加剂对动物生产的影响，并总结了中草药发酵饲料添加剂使用中存在的问题，以期为发酵中草药饲料添加剂在畜禽养殖中的研究和应用提供参考依据。

关键词： 发酵中草药 饲料添加剂 动物生产

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鲤Cyprinus carpio生物扰动对养殖池塘底质甲烷生成的影响及其微生物学机制

刘洪达; 陈燕; 田照辉; 徐绍刚; 吴兆星; 陈文超; 王卓楠; 齐遵利; 潘哲; 《海洋与湖沼 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：为研究鲤Cyprinus carpio生物扰动作用对池塘底质甲烷生成的影响机制，通过室内模拟实验，测定了底质产甲烷潜力、产甲烷菌生物群落组成及产甲烷菌群间的互作效应。结果显示，与对照组相比，鲤扰动组底质产甲烷潜力显著降低，鲤的生物扰动作用促使底质总细菌和总古菌丰度显著升高，而产甲烷功能基因mcrA的丰度显著降低。养殖池塘底质产甲烷功能菌优势菌群主要为Methanobacterium、Methanothrix、Methanoregula和Methanocella，鲤的生物扰动作用改变了产甲烷功能菌的群落结构组成和产甲烷途径，使得产甲烷菌属间共生网络平均度和连接数显著降低，模块化更高，共生网络关系变得更为简单且以负相关种间竞争关系共存。Pearson相关性分析表明，底质氧化还原电位是影响mcrA基因丰度和产甲烷菌群结构的关键环境因子。鲤的生物扰动作用可能通过提升底质氧化还原电位，降低产甲烷功能菌群丰度和种间互作而降低底质甲烷产生潜力。

关键词： 底质 鲤 生物扰动 产甲烷菌 菌群互作 产甲烷途径

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切花菊新品种'京科粉'

喻锌; 陈东亮; 张利英; 姜宝龙; 程钰涵; 李彦慧; 黄丛林; 《南京林业大学学报(自然科学版) 》 2024 北大核心 CSCD

关键词： 菊花 切花菊 新品种 ‘京科粉’

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基于数字孪生的苹果采摘机器人监控系统研究

薛径舟; 冯青春; 李涛; 谢丰; 郭正玮; 赵春江; 《河北农业大学学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：为解决苹果采摘机器人作业过程中信息可视化程度低,设备数据采集困难的问题,提出了 1 种基于数字孪生的苹果采摘机器人实时监控系统.该系统基于苹果采摘机器人的整体结构与运动学分析结果,对机器人建立 1 个数字化孪生模型.利用多维度可视化监测模块和机器人孪生模型创建孪生数字场景,并结合数字孪生技术实现孪生模型与实体机器人之间的动态映射和虚实交互.融合机器人ROS软件架构和TCP通信协议,建立孪生模型与苹果采摘机器人之间的信息桥梁.开发了支持Unity和Web终端程序的机器人孪生监控系统,并对系统进行功能测试,测试证明模型和实体虚实同步过程中系统平均帧时为 14.5 ms,机器人虚实关节的位移差值小于 0.05 m,为数字孪生技术在农业机器人上的应用提供了有效的参考.

关键词： 数字孪生 苹果采摘机器人 虚实交互 监控系统

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基于可编辑区块链的农产品供应链追溯高效存储查询模型

陈枫; 赵春江; 杨信廷; 罗娜; 徐大明; 孙传恒; 《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：基于区块链的农产品追溯系统可有效解决农产品追溯的信任问题。然而，区块链的不可篡改性和全冗余存储导致了区块链节点存储数据量的持续增加，提高了区块链设备的门槛，限制了农产品区块链追溯系统的大规模落地应用。针对农产品区块链追溯系统的高存储量问题，该研究提出了一种基于可编辑区块链的农产品供应链追溯高效存储查询模型。首先，针对农产品追溯数据的周期特性，总结了农产品供应链追溯信息生命周期。其次，通过卸载超出生命周期的追溯数据降低数据存储量，研究农产品可编辑区块链存储模型。最后，通过计数布隆过滤器降低了农产品可编辑区块链数据卸载后假阳率高的问题，提高了农产品可编辑区块链追溯系统的查询效率。试验结果表明，在系统运行60个月时，模型的存储量为传统农产品区块链追溯系统的48.70%。当区块数据量为1 000条，数据卸载量为30%时，模型的假阳率较传统模型下降了21个百分点，数据查询效率提高了19.02%。该研究为农产品区块链追溯系统的规模化落地应用提供了解决方案。

关键词： 区块链 农产品 追溯 存储 高效查询

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基于无源超高频RFID的农产品包装智能定位方法

肖夫克; 时国龙; 董大明; 程亮; 尹柏强; 《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD

摘要：射频识别(radio frequency identification,RFID)技术为工业物联网(industrial internet of things)带来了巨大的进步,作为实现智能仓储的关键技术之一,广泛应用于库存管理和智能定位等场景,然而现有的绝对/相对定位方法易受仓储环境、包装材料、货架材质等因素影响.为了进一步提升室内定位精度,该研究提出了一种基于接收信号强度指示器(receive signal strength indicator,RSSI)和测量相位融合的无源 RFID 定位方法(RFID positioning based on received signal strength indicator and phase measurement,RP-RaP).首先,使用 MATLAB 软件进行仿真模拟,在已知测量相位统计学分布的前提下,采用最大似然估计法对标签进行水平定位,同时基于双天线阅读器所测得的RSSI差值对标签进行垂直定位,实现了无源超高频RFID标签的水平和垂直定位仿真.其次,以农产品包装场景为例,在仓库中搭建射频定位测试系统,通过滑轨搭载射频阅读器及天线,对货架物品上的贴附标签进行水平和垂直定位分析,最后将无源标签分别贴附于金属盒、油桶、纸箱、面粉袋和大米袋,并以未贴附标签的测量结果作为对比.试验结果表明,与传统的室内定位算法LANDMARC相比,RP-RaP定位精度明显提升,平均水平和垂直定位精度分别达到94.6%和94.3%,基于接收信号强度指示器和测量相位融合的定位方法有效提升了农产品包装定位精度.研究结果可为大型农产品仓储智能化管理与应用提供参考.

关键词： 农产品 包装 超高频 射频识别 相位 RSSI 智能定位

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叶施生物刺激剂与减量灌溉对芹菜生长、产量及灌溉水利用效率的影响

陈俊杰; 李艳梅; 杨俊刚; 姜丽娜; 孙向阳; 廖上强; 《节水灌溉 》 2024 北大核心

摘要：生物刺激剂在增强农作物非生物逆境耐性方面的潜在价值备受各方关注.采用完全随机区组设计,考察了生物刺激剂(清水对照组CK;黄腐酸FA;甜菜碱GB)叶施与减量灌溉(常规灌溉CI;73%常规灌溉RI)措施相耦合对设施芹菜生产的影响,旨在探索生物刺激剂的节水增产增效潜力.分析了芹菜光合作用、生物量、产量、灌溉水利用效率、营养和安全品质以及矿质营养元素氮磷钾吸收量等指标.结果表明,常规及减量灌溉条件下,叶施FA和GB显著降低了芹菜的叶片温度,大幅提升了芹菜的叶片蒸腾效率;叶喷2种生物刺激剂还明显提升了芹菜地上部氮磷钾元素吸收量和单棵重、产量、净收入、灌溉水利用效率,叶施FA处理芹菜的生长及产量明显优于GB.品质调控方面,GB优于FA.与CI相比,RI处理未引起芹菜减产,大幅提升了芹菜灌溉水利用效率.RIFA和RIGB组合处理的芹菜产量、水分利用效率和净收入均明显大于CICK,表明2种生物刺激剂在农业增产增效及节水领域均具有应用价值.

关键词： 生物刺激剂 黄腐酸(FA) 甘氨酸甜菜碱(GB) 水肥胁迫 减量灌溉 叶面喷施 水肥耦合

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温室草莓精准灌溉系统的设计与试验

腰彩红; 李扬; 王建春; 孙想; 邹苏云; 《河北农业大学学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：为解决传统温室灌溉系统存在的过量灌溉问题,保证草莓始终处于适宜的土壤湿度环境下,节约水资源,本文提出一种基于STM32 芯片和RS485 型传感器的灌溉设备.针对灌溉系统具有的非线性、惯性大且一定滞后性特性,提出了模糊自适应PID控制算法,结合调节型阀门,设计了根据土壤湿度变化实时、自动、精准调节灌溉量的系统.为了验证算法应用效果,根据温室草莓实际灌溉规律建立了数学模型,通过MATLAB/Simulink仿真对比传统PID和模糊自适应PID模拟灌溉模型,得出模糊自适应PID比传统PID超调量少7.98%,且达到稳定后稳态误差维持在±0.5%范围内的结果.本研究利用模糊规则改进了PID控制算法,将其应用到温室草莓灌溉系统中减小了超调量,降低了稳态误差,有效避免了水资源浪费.

关键词： 精准灌溉 模糊自适应PID控制算法 温室草莓 仿真

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