科研产出
基于热红外与可见光图像融合的生菜水分胁迫指数模型研究
《节水灌溉 》 2023 北大核心
摘要：为了准确提取作物冠层温度，监测作物水分亏缺状态，以不同水分处理的生菜为研究对象，分别利用手持式热像仪和佳能相机获取生菜的热红外和可见光图像，计算生菜冠层可见光图像与热红外图像的仿射变换参数，并进行配准融合，以获取生菜冠层区域的热红外图像，而后计算不同处理下的基于冠层温度的水分胁迫指数（Crop Water Stress Index, CWSI）与日蒸散量（Evapotranspiration,ET），分析不同灌溉处理下CWSI同ET的相关关系来监测生菜水分亏缺程度。结果表明，基于仿射变换的热红外目标提取方法可以实现生菜冠层的准确提取，剔除背景后生菜冠层的平均温度值由20.25℃下降至19.25℃。不同水分处理下的生菜热红外冠层的CWSI值展示出明显的差异，且CWSI与ET呈显著负相关，当CWSI越大，ET越小，表明CWSI可以应用在生菜水分胁迫状态监测，能够很好的反应土壤水分含量变化状况。
关键词： 生菜 热红外图像 可见光图像 仿射变换 背景剔除 不同水分处理 作物水分胁迫指数CWSI
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基于辐热积的日光温室嫁接茄子养分积累模型
《中国蔬菜 》 2023 北大核心
摘要：以茄杂2号为试材，采用嫁接栽培，分析5个施氮水平下茄子全株及茎、叶片、果实养分积累量的动态变化，建立了基于辐热积的日光温室嫁接茄子养分积累模拟模型，并对模型进行了验证。结果表明，该模型可以利用辐热积比较准确地模拟出不同施氮水平茄子养分积累量，以产量最高的F3处理作为参照，其植株N、P、K积累量的标准误差RMSE和1∶1直线决定系数R2分别为4.88 kg·hm-2和0.996 8、0.53 kg·hm-2和0.998 3、7.85 kg·hm-2和0.997 1；茎中N、P、K积累量的标准误差RMSE和1∶1直线决定系数R2分别为1.66 kg·hm-2和0.957 6、0.59 kg·hm-2和0.956 1、3.89 kg·hm-2和0.982 0；叶片中N、P、K积累量的标准误差RMSE和1∶1直线决定系数R2分别为2.19 kg·hm-2和0.976 8、0.40 kg·hm-2和0.985 3、4.06 kg·hm-2和0.988 6；果实中N、P、K积累量的标准误差RMSE和1∶1直线决定系数R2分别为3.92 kg·hm-2和0.991 5、0.48 kg·hm-2和0.990 2、6.57 kg·hm-2和0.985 3。模型精准度高，可以预测各施氮处理下茄子全株及各器官的养分积累量，为日光温室茄子生产的智能化精准施肥管理提供决策依据。
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基于冠层光谱和覆盖度的马铃薯叶片钾含量估算方法
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：叶片钾含量(Leaf potassium content, LKC)是表征作物钾素营养状况的重要指标,高效准确地获取马铃薯LKC有助于精准农业施肥管理.本研究旨在通过结合马铃薯关键生育期RGB影像提取的植被指数(VIs)和植被覆盖度(FVC),提高马铃薯关键生育期LKC估算的准确性.首先从马铃薯块茎形成期(S1)、块茎增长期(S2)和淀粉积累期(S3)的RGB影像中提取VIs和FVC,然后分别分析每个生育期VIs和FVC与马铃薯LKC的相关性,最后利用支持向量机(Support vector machine, SVM)、Lasso回归(Least absolute shrinkage and selection operator, Lasso)和岭回归构建马铃薯LKC的估算模型.结果表明:基于RGB影像提取的马铃薯FVC精度较高,且前两个生育期高于第3个生育期;利用VIs估算马铃薯LKC是可行的,但精度有待进一步提高;VIs结合FVC可以提高马铃薯LKC的估算精度.本研究可为作物生长和钾素营养状况监测提供技术参考.
关键词： 马铃薯 叶片钾含量 冠层覆盖度 RGB影像 冠层光谱特征
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北京欧文氏菌黏附及侵袭毒力因子分析
《生物技术 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]对侧耳细菌性软腐病病原菌北京欧文氏菌（Erwinia beijingensis）侵入刺芹侧耳的方式及相关黏附因子、侵袭因子进行分析，为刺芹侧耳细菌性软腐病防治提供依据。[方法]观察病原菌侵染刺芹侧耳的超微结构，利用在线软件对毒力因子进行分析比对。[结果]透射电镜观察表明北京欧文氏菌侵染宿主具有黏附和侵入两种状态。通过同源比对发现该病原菌基因组上存在17个编码黏附素的基因和1个编码侵袭素的基因，对黏附素蛋白结构域分析表明大多数为菌毛蛋白，菌毛和病原菌运动密切相关，在病原菌侵入宿主过程中发挥重要作用。[结论]阐明了北京欧文氏菌通过黏附、侵入两种方式侵染刺芹侧耳，明确了黏附素、侵袭素在侵染宿主中的作用，揭示了其致病过程，为该病害防治提供了理论基础。
关键词： 北京欧文氏菌 刺芹侧耳 病原体感染 黏附 毒力因子
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基于Au-Pt NPs/IDEs的无酶谷氨酸电化学传感器
《传感器与微系统 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：基于响应灵敏、尺寸小的叉指电极（IDEs）,开发了一种新型的无酶型谷氨酸电化学传感器。通过在IDEs表面电沉积金—铂纳米粒子（Au-Pt NPs）提高传感器的检测性能，通过扫描电镜（SEM）表征了电极修饰过程的形貌变化，采用循环伏安（CV）法研究了该传感器对谷氨酸的催化性能，通过电流—时间（I-T）曲线研究了传感器的检测性能。结果显示，在最优条件下，该传感器对谷氨酸在500 nmol/L～3 mmol/L内呈良好的线性关系，检测限（LoD）为0.22μmol/L。该传感器还表现出了较高的选择性和良好的稳定性。并在味精样品的测试中获得了较好的回收率（97.70%～101.71%）,表明该传感器具有较高的实际应用前景。
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利用InDel标记基于玉米胚乳基因型的亲子鉴定方法
《玉米科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：基于玉米胚乳中母本和父本DNA的2∶1的剂量关系,利用20个InDel标记在荧光毛细管电泳平台上对玉米进行亲子鉴定并得到玉米杂交种三联体的指纹数据.研究利用8个玉米杂交种单株的胚及胚乳DNA得到在11个杂和位点上每个基因型的峰面积,并计算得出胚和胚乳各自的等位基因扩增比(左峰面积/右峰面积).通过比较发现,胚及胚乳之间的等位基因扩增比具有显著差异.在其中4个标记上(IDP054、IDP151、IDP161、IDP238),胚乳DNA等位基因扩增比较胚DNA低,胚乳的右峰面积较大,说明右峰代表基因型的DNA含量较高,判断该位点右峰代表的基因型为母本基因型.依此判断另外7个标记的左峰代表基因型为母本基因型,最终得到玉米杂交种三联体的指纹数据,通过与杂交种双亲的指纹进行比对验证判断结果的正确性.
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西瓜、甜瓜瓜亡革菌枯萎病及其致病性
《中国瓜菜 》 2023 北大核心
摘要：针对以南瓜为嫁接砧木的一种西瓜、甜瓜枯萎病,采用形态学和分子生物学方法鉴定了病原菌,并开展该病原菌的致病性试验,为该病害的有效防控提供依据.结果表明,该枯萎病病原菌为瓜亡革菌Thanatephorus cuc-umeris(Frank)Donk.人工接种该病原菌后,供试的 13 个蔬菜种类(西瓜、南瓜、西葫芦、甜瓜、黄瓜、茄子、番茄、辣椒、萝卜、甘蓝、油菜、花椰菜和白菜)共计 31 个品种都能感病,品种的平均发病率为 24.4%~100.0%.其中,供试的南瓜和西葫芦对病原菌最为敏感,供试品种发病率均为 100%,辣椒较为抗病,供试的 2 个品种平均发病率为29.5%.研究确定了引起以南瓜为嫁接砧木的西瓜、甜瓜枯萎的病原菌为瓜亡革菌,参加试验的13个蔬菜种类普遍感病.不同种类蔬菜之间以及同一种蔬菜的不同品种之间存在抗感差异.
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不同LED光质对平菇子实体性状与产量的影响
《北方园艺 》 2023 北大核心
摘要：以平菇为试材,采用LED光源照射方法,研究了白光(CK,对照)、红光(R)、绿光(G)、蓝光(B)和红绿光(R:G=1:1)、红蓝光(R:B=1:1)组合光对平菇子实体性状、产量和水分含量的影响,以期筛选出菇阶段适宜的光质条件.结果表明:白光和蓝光出菇最快,绿光出菇最晚,蓝光处理子实体数和成菇率最高;白光和蓝光主要促进子实体菌盖的生长,相反,红光抑制菌盖生长,促进菌柄生长;相对于红光和绿光处理,蓝光和红蓝光处理下菌盖颜色较深;白光和蓝光处理下单棒产量较高,分别达到292.44 g和284.97 g,红光处理下产量最低,为178.74 g;除红光外,其它光质处理下子实体水分含量均在90%以上,其中蓝光处理下水分最高.总体来说,白光和蓝光处理下平菇子实体农艺性状、菇形表现较好,产量和水分含量均高于其它光质,为子实体生长发育阶段的适宜光质.
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基于SWAT模型的岷江上游流域土地利用变化对径流的影响
《山东农业大学学报(自然科学版) 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：定量评估土地利用对水文过程的影响,对水资源规划和管理具有重要意义.本研究的主要目的是定量评估成都岷江流域径流对土地利用变化的响应机制.以成都岷江流域作为研究对象,基于GIS技术构建CMADS驱动下的SWAT模型来展开逐月径流模拟,并结合情景设置法,分别模拟研究区内不同土地利用情景下的径流过程,定量分析不同土地利用变化对流域径流产生的影响.结果表明:(1)林地、草地、耕地是成都岷江河流域的主要土地利用类型,随时间推移,仅有林地呈少量下降,草地面积保持不变,其余土地利用类型均有少量提高,其中建设用地、未利用地的年变化速率最快;(2)构建了适用于成都岷江流域的SWAT模型,率定期和验证期R2和NSE系数均在0.7以上,经过参数率定后的SWAT模型径流模拟效果较好,适用性高;(3)以2020年的土地利用现状为基准年,排除其他干扰因素,采用极端土地利用情景法,结果表明耕地具有增加径流的作用,林地和草地均具有拦截径流的作用,其中林地的截流作用更为明显.本研究可为指导该流域和类似流域的管理决策提供参考.
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基于卷积神经网络的田间麦穗检测方法研究
《麦类作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为提高卷积神经网络对麦穗的识别检测精度，在YOLOv5检测模型基础上提出改进的识别检测模型YOLOv5-αTB,在特征提取网络末端部分加入Transformer模块，强化特征提取网络对小麦麦穗图像的颜色、纹理、几何等特征的提取，在特征融合部分将路径聚合网络（path aggregation network, PANet）替换成加权双向特征金字塔（bidirectional feature pyramid network, BiFPN）,进一步优化多尺度特征的融合。针对边界框回归损失函数的计算方式IoU的局限性，引入了α-CIoU加强了边界框回归的效果。利用YOLOv5-αTB检测模型在测试集上得到的精确度（precision）、召回率（recall）和平均精度（average precision, AP）分别是99.95%、81.86%和88.64%,在平均精度上相比于传统的YOLOv5模型提升2.92个百分点。该模型检测统计麦穗数量对比人工计数结果，识别检测精度约为97.00%。
关键词： 小麦麦穗 卷积神经网络 特征提取 特征融合 损失函数 麦穗识别检测模型
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