科研产出
喀斯特地区石漠化生态修复对土壤生物多样性的影响
《生态学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：我国西南喀斯特地区是具有土层薄和土被不连续等特征的生态脆弱区,人为过度干扰和土地不当利用导致了生境退化甚至石漠化的发生.从"九五"规划到"十三五"规划,为了有效抑制并逆转石漠化趋势,生态修复措施得到普遍的推广应用."十四五"规划进一步提出科学推进石漠化综合治理,提高生态系统自我修复能力和稳定性.从土壤微生物、原生动物、线虫、微节肢动物、蚯蚓和线蚓等方面,综述了喀斯特地区生态修复对土壤生物多样性的影响.研究发现:(1)喀斯特生境细菌和真菌的多样性高于非喀斯特生境,原因是喀斯特具有较高的土壤pH和钙含量;(2)与非喀斯特生境相比,喀斯特生境土壤动物类群数相差不大而个体密度较低;(3)石漠化过程伴随着植被退化,降低了土壤微生物种类和功能多样性,土壤动物的个体密度和类群数也呈现降低趋势;(4)生态修复促进植被正向演替,土壤微生物量和酶类活性逐渐上升,真菌/细菌生物量比值增大,土壤动物个体密度和类群数增加,有利于土壤固碳和生态修复.因此,土壤生物多样性是适合指示喀斯特石漠化的生态修复的生物学指标.研究建议:(1)在传统分类鉴定基础上,结合宏基因组学、宏蛋白质组学和同位素标记等技术,完善生态修复的土壤生物学指标;(2)加强土壤生物多样性在生态修复过程的功能研究;(3)建立长期野外生态试验观测站,从真实时空尺度研究土壤生物多样性对生态修复的响应,以及和地上植被关系.这些研究有助于明确土壤生物多样性的维持机制及其生态系统功能,以促进石漠化的生态修复效果.
关键词： 生态修复 土壤生物多样性 生物学指标 石漠化 真菌 线虫
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液相色谱-串联质谱定量分析不同花色菊花中黄酮和有机酸的含量
《食品科技 》 2023 北大核心
摘要：目的:采用液相色谱-串联质谱对不同花色的菊花中绿原酸、3,5-二咖啡酰奎宁酸、木犀草素、芹菜素、蒙花苷、芹菜素-7-葡萄糖苷和木犀草苷7种主要成分进行定量分析.方法:采用Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18色谱柱,以0.3%甲酸水溶液(A)-0.3%甲酸乙腈溶液(B)为流动相进行梯度洗脱,流速0.3 mL/min,进样量3 pL.质谱采用电喷雾离子源,多反应监测方式进行检测.结果:8个菊花品种中蒙花苷和芹菜素-7-葡萄糖苷含量最高.其中,黄花品种'18-C-16'中蒙花苷含量最高.紫花品种'19-G-35'、白花品种'17-Y-1'和黄花品种'18-C-3'中芹菜素和芹菜素-7-葡萄糖苷的积累量较高.紫花品种'18-G-38'和黄花品种'18-C-16'中木犀草素含量较高.绿原酸和3,5-二咖啡酰奎宁酸这2种有机酸主要分布在紫花品种'19-G-35'和黄花品种'18-C-16'中.结论:黄、白色菊花更适合选作茶、药菊品种,其次为紫色菊花,而红色菊花品种更适合用作观赏.该研究为茶用及药用菊花的质量评价提供了新的视角,对今后的药食品种选育具有重要意义.
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葡萄蔓枯病防治药剂筛选与评价
《中国果树 》 2023 北大核心
摘要：以葡萄蔓枯病菌甜樱间座壳（Diaporthe eres）和大豆间座壳（Diaporthe sojae）为试材，采用菌丝生长速率法，测定了两种葡萄蔓枯病菌对14种杀菌剂（9种化学杀菌剂，5种生物杀菌剂）的敏感性；通过盆栽葡萄绿枝条进行人工接种病原菌，进一步评价杀菌剂的防治效果，以期为葡萄蔓枯病的防治提供用药指导。结果表明：化学杀菌剂中，戊唑醇、氯氟醚菌唑和氟啶胺对葡萄蔓枯病菌菌丝生长具有较强的抑制作用，平均EC50值在0.2μg/mL以下，代森锰锌和硫磺的抑制效果较差，平均EC50值分别为22.035 3μg/mL和30.505 5μg/mL；生物杀菌剂中，枯草芽孢杆菌对葡萄蔓枯病菌的抑制作用最强，平均EC50值为0.762 9μg/mL，其次是寡雄腐霉菌和蛇床子素，平均EC50值在2.5μg/mL以下，丁子·香芹酚和小檗碱硫酸盐的抑制效果较差，平均EC50值分别为52.781 1μg/mL和155.337 8μg/mL；大豆间座壳较甜樱间座壳对甲基硫菌灵、硫磺以及小檗碱硫酸盐表现更为敏感。离体接种试验结果表明，除蛇床子素、小檗碱硫酸盐的防治效果在60%左右，其余杀菌剂的防治效果较好，均在75%以上。研究结果可为田间防治葡萄蔓枯病用药选择提供技术参考。
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基于改进YOLOv4算法的番茄叶部病害识别方法
《江苏农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为快速准确识别自然环境下的番茄叶片病害,提出一种基于改进YOLOv4 算法的轻量化番茄叶部病害识别方法.该方法根据番茄病害特征采用K均值聚类算法调整先验框的维度,并使用宽度因子为 0.25 的Mo-bileNetv1 代替YOLOv4 原有的主干网络CSPDarknet53 进行特征提取,并在特征融合网络PANet中引入深度可分离卷积代替原有的3×3 标准卷积,同时在主干网络的 2 个输出特征层和空间金字塔池化输出层分别嵌入卷积块注意力模块(CBAM),提高模型识别精度.试验结果表明,改进后的模型对 8 类番茄叶片整体检测精准性(mAP)为98.76%,参数量为 12.64 M,传输帧数为 1 s 101.76 帧,相较于原YOLOv4 模型,模型参数量减少 80%,每秒传输帧数比原始YOLOv4 模型提高了130%.
关键词： YOLOv4 MobileNet 轻量化 注意力机制 病害
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兼顾面积属性与不确定性信息的样本点权重调整方法
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：样本点权重调整是遥感分类精度评价中样本点空间分配的关键环节。以北京市顺义区精度评价样本点为例，提出了一种兼顾面积属性与不确定性信息的样本点权重调整方法——模糊调整权重法，用于布设精度评价样本点。首先，构建用于表达不确定性信息的模糊中和指数及其权重，融合模糊中和指数权重和面积权重构建模糊调整权重，并计算各个分层的模糊调整权重结果，完成样本点特征空间分配；其次，设置不同梯度样本点集，结合平均最短距离最小化准则和空间模拟退火算法实现样本点地理空间优化布设；最后，构建权重调整效果评价指标，进行模糊调整权重效果评价，并与其他权重调整方法和未进行权重调整的布点方法进行对比分析。结果表明：顺义区不确定性大、中、小的层模糊调整权重分别为0.45、0.37、0.18,与面积权重相比，不确定性大的层权重显著增加、中层权重稍微增加、小层权重明显降低；5个不同数据集样本点权重调整的精度评价总体精度、相对精度、均方根误差和标准偏差结果分别为69.90%～73.48%、96.28%～99.82%、0.01和0.01;模糊调整权重布点方法评价效果优于面积权重、模糊中和指数权重、不确定性空间分层权重布点方法，以及空间均匀抽样和简单随机抽样方法，样本点权重调整更加准确可靠。设计的模糊调整权重法布设精度评价样本点，能够兼顾面积属性和不确定性信息，又可以避免权重调整过度，提高了各个分层样本点空间分配的合理性。
关键词： 遥感分类 样本点 权重 精度评价 不确定性 空间分层
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基于YOLACT-RFX模型的穴盘甘蓝苗株分割算法
《计算机工程 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：温室作物长势分析是近年来农业信息化领域中的研究热点,目前国内温室多用穴盘育苗的方式,其密集种植的特点和复杂的背景干扰给穴盘苗株的分割识别任务带来挑战.提出一种基于YOLACT-RFX的分割算法实现对穴盘内甘蓝苗株的高精度分割和苗期识别.通过引入递归特征金字塔结构加强甘蓝苗株叶片边缘处的特征提取能力,改进相邻穴盘孔位中相互干扰苗株的分割性能.在递归特征金字塔结构中利用空洞空间金字塔池化结构对尺寸和形状快速变化的甘蓝苗株进行特征识别.最后,融合ResNeXt主干网络提升算法精度,加快模型收敛速度.基于甘蓝苗自建数据集验证所提算法的有效性,实验结果表明,当交并比为0.5时,YOLACT-RFX算法的各类平均精度为84.4%,平均召回率为92.7%,相较于YOLACT算法分别提升了3.6%和3.9%.在同等情况下,分割效果优于MASK-RCNN、SOLO、QueryInst等算法.改进后的YOLACT-RFX算法可实现对不同生长期内甘蓝穴盘苗株的高精度分割,为温室自动化甘蓝苗期管理提供技术基础.
关键词： 分割算法 甘蓝苗株 苗期识别 递归特征金字塔 空洞空间金字塔池化
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农业强国目标下作物育种科技与装备创新:态势、挑战与路径
《科技导报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：剖析了实现农业强国目标对育种科技与装备创新发展的现实需求,分析了作物育种科技与装备发展的成效与趋势.当前中国作物育种科技与装备创新水平已步入跟跑、并跑和领跑并存的新阶段.但是锚定农业强国目标,中国作物育种科技与装备发展距实现种业科技自立自强、种源自主可控,赋能粮食和重要农产品保障能力稳步提升还有较大差距,在种质资源保护与利用、生物育种基础研究、前沿育种核心技术研发、先进适用的育种装备研制、种业企业自主创新等方面均存在短板弱项.提出应从加快构建中国式新型育种创新体系、推动种质资源开放共享和保护利用、攻克育种关键核心技术、加强育种装备研发与应用创新、开展育种创新政策试验等5个维度,全方位推动育种科技与装备创新发展,切实筑牢农业强国建设的根基.
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基于无人机影像与GA-BP神经网络的生物量估算
《湖南科技大学学报(自然科学版) 》 2023 北大核心
摘要：快速、准确地监测冬小麦生物量,对于冬小麦田间管理、产量预测等具有重要意义.使用 2015 年开花期的冬小麦无人机数码影像及相应的生物量数据,将相关系数(|r|)、灰色关联分析(GRA)、投影变量重要性(VIP)与遗传算法(GA)-BP神经网络进行整合,构建了3种开花期冬小麦生物量估算模型,并对这 3 种模型进行可视化空间分析.结果表明:|r|-GA-BP,GRA-GA-BP,VIP-GA-BP模型的决定系数R2 分别为0.753 9,0.689 8,0.704 4,RMSE分别为763.3,908.8,836.9 kg·hm-2,MAPE分别为 10.31%,15.65%和 12.55%,|r|-GA-BP比GRA-GA-BP和VIP-GA-BP对冬小麦生物量有更好的预测能力.经可视化处理后能较为直观地反映冬小麦生物量的空间分布状况,为冬小麦的生长监测提供技术支持.
关键词： 冬小麦 生物量 变量投影重要性 灰色关联 遗传算法 BP神经网络
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农产品质量安全监管信息化SWOT分析与策略研究
《北方园艺 》 2023 北大核心
摘要：农产品质量安全是农业高质量发展的基础保障,关系人民群众身体健康和生命安全,关系经济发展和社会稳定.农产品质量安全监管信息化是提升农产品质量监管水平的有效途径.该研究采用SWOT模型对我国农产品质量安全监管信息化发展进行客观分析,通过内外因素交叉匹配和SWOT矩阵明确了在发展战略、政策保障、监管系统等方面的优势与机会,在数据共享、均衡发展、产销信息等方面的劣势与威胁;提出差异化的发展策略,以期为农产品质量安全数智化监管提供参考依据.
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基于多模态数据驱动的黄瓜温室湿度预测方法
《电子测量技术 》 2023 北大核心
摘要：温室湿度精准预测对病害防治策略制定、水肥自动灌溉等具有重要意义.本文研究了一种基于多模态数据驱动的预测方法.为解耦温室环境控制中环境变量复杂关系,提高模型预测效率,利用LASSO回归从多温室环境参数中筛选得到温室空气湿度变化强关联环境因子,结合CNN提取图像空间特征的优势,基于GAF理论将温室时间序列分别转化为GASF与GADF二维图像,进一步增强有效信息,抑制环境噪声,通过引入低复杂度的双卷积层充分提取图像潜在特征,识别湿度变化趋势,对不同湿度变化趋势的时间序列逐一构建Bayesian_LSTM预测模型,增加平稳输入提高预测精度.针对黄瓜温室,将室内温度、湿度、光照强度历史时间序列转化为二维图像作为输入,分析验证了模型的预测性能.试验数据显示当时间滑动窗口大小为15,选用GADF转化图像,Bayesian_LSTM隐藏节点数为100时,平均绝对误差、平均绝对百分比误差、均方根误差分别达到2.58%、4.56%、4.80%,为模型性能最优.对比RNN、GRU、Bi-GRU、1D-CNN共4种主流预测模型,试验结果均表现出良好的预测性能.
关键词： 环境预测 格拉姆角场 卷积神经网络 长短期记忆神经网络 贝叶斯神经网络
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