科研产出
甘蔗渣的碱催化甘油水溶液预处理
《新能源进展 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：建立了一种木质纤维素的碱催化甘油水溶液预处理方法以期选择性分离组分和提高底物的可酶解性。实验确定了碱催化甘油水溶液预处理甘蔗渣的条件为：温度180℃、NaOH添加量7%、反应时间45 min以及甘油水溶液浓度80%。在该条件下，甘蔗渣的纤维素和半纤维素保留率分别为93.0%和83.4%，而木质素脱除率接近80%，达到了理想的组分分离效果。预处理后底物（20 g/L）在CTec2酶载量10 FPU/g干基下水解72 h酶解率为79.6%，表明预处理后底物具有较好的可酶解性。利用现代分析技术解析了甘蔗渣预处理前后的组成结构演变规律，初步探明了碱催化甘油水溶液预处理有效提升生物质原料可酶解性的原因。
关键词： 木质纤维素生物质 甘油水溶液 组分分离 酶解糖化 可发酵性糖
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基于数字孪生技术的奶牛场养殖监控平台设计
《中国农机化学报 》 2024 北大核心
摘要：为应对动物疫情以及非牧场人员对奶牛养殖生产的不利影响,结合奶牛场的需求,采用数字孪生技术,提出构建数字孪生奶牛场养殖监控平台的方案.此平台基于数字孪生奶牛场模型(DDTM)搭建,DDTM由三部分组成,分别为数字奶牛场的几何模型GM、信息模型IM和预测模型PM.对于GM采用3ds MAX三维建模软件对奶牛场内的建筑、奶牛以及设备进行几何建模,最终实现奶牛场的三维可视化效果;对于IM通过特定孪生标识体系、远程数据上传以及解析等方法,实现数字孪生奶牛场与实际物理奶牛场之间的映射;对于PM利用预测模型预测养殖舍内温湿度变化趋势,指导奶牛的养殖健康和生产.这一综合方案为数字孪生奶牛场的建设提供创新的思路和实践参考,将促进数字畜牧的可持续发展、提高奶牛养殖的效益.
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基于可见/近红外高光谱成像技术的梨树叶部病害识别研究
《中国农机化学报 》 2024 北大核心
摘要：梨树生长期内伴随着病害发生，喷施农药是病害防治的主要措施，而病害识别则是保证精准施药的基本要求。为实现梨树叶部病害的高效识别，提出基于可见/近红外高光谱成像技术结合机器学习对梨树病叶进行分类检测的方法。利用近地面成像高光谱仪在自然光条件下采集健康叶、褐斑病、黑斑病及日灼病四类样本的高光谱图像，提取401～935 nm波段间感兴趣区域的平均光谱数据，对比分析Savitzky-Golay卷积平滑（SG）、标准正态变换（SNV）、SG结合一阶微分和SG结合二阶微分4种预处理算法全波段模型效果，对最佳预处理方法后的数据采用主成分分析法（PCA）和连续投影算法（SPA）进行特征波长提取，建立优化的支持向量机（SVM）和误差反馈神经网络（BPNN）判别模型，并对模型分类性能进行比较，最终优选出适合梨树病害的最佳分类判别模型。研究结果表明，全光谱数据在SNV预处理后识别效果最好，通过PCA和SPA算法分别提取出12、14个特征波长，波长数目减少90%以上，且SPA算法相较于PCA算法在SVM和BPNN模型中表现均更优。经对比发现，梨树病害的最佳判别分类模型为SNV-SPA-SVM，结合混淆矩阵得出该模型测试集总体准确率达93.57%，对各类样本的分类准确率均达到90%,Kappa系数为0.916 5。利用可见/近红外高光谱技术能够有效分类识别梨树叶部病害，为实现田间梨树叶片病害的自动诊断提供新方法。
关键词： 梨树病害 高光谱成像 特征波长 判别模型 机器学习
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基于改进DeepLabV3+的梨树冠层分割方法
《中国农机化学报 》 2024 北大核心
摘要：针对杂草和阴影等较复杂背景影响梨树冠层图像信息提取精度的问题，提出一种改进DeepLabV3+的梨树冠层图像分割方法。该方法将注意力机制引入到DeepLabV3+编码部分的主干网络与空洞空间金字塔池化模块之间和解码部分的主干网络之后，重要的特征信息将得到关注，提高模型分割精度的同时保证分割效率。以Y字形棚架梨园为试验对象，通过无人机采集梨树冠层照片，进行冠层分割试验。结果表明，提出的CBAM-DeepLabV3+模型对梨树冠层图像分割的平均交并比、类别平均像素准确率和准确率分别为88.72%、94.56%和96.65%,分割单张图像时间为0.107 s。CBAM-DeepLabV3+模型分割梨树冠层的类别平均像素准确率相比DeepLabV3+和SE-DeepLabV3+分别提高2.28%和0.56%。
关键词： 梨树冠层 图像分割 DeepLabV3+ 注意力机制 深度学习
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大麦籽粒相关性状全基因组关联分析
《浙江农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：大麦籽粒形状和千粒重是决定大麦产量及用途的主要因素，挖掘相关候选基因对于提高大麦产量和品质具有重要意义。以国内外具有代表性的242份大麦自然群体为研究对象，对粒长、粒宽和千粒重进行全基因组关联分析。研究结果表明，大麦籽粒大小和千粒重表型变异丰富，变异系数范围为6.65%～19.98%。粒长、粒宽与千粒重均呈极显著正相关，且千粒重与粒宽的相关性高于粒长的。3个性状共检测到52个相关的SNP位点，在7条染色体均有分布。通过比对分析，筛选了6个相关性状的候选基因，在7号染色体上的乙烯响应因子与粒宽、千粒重均相关，表明该基因存在一因多效的功能。研究结果为大麦产量、品质的遗传改良提供了基因资源和理论基础。
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40个木槿品种耐涝性评价
《林业科技通讯 》 2024
摘要：为探究木槿(Hibiscus syriacus)不同品种之间的耐涝性差异，本试验通过对40个木槿品种进行淹水胁迫处理，结果发现：‘雅致’‘紫柱’和‘白色单瓣’木槿的耐涝性最好，它们能够在淹水胁迫的情况下正常生长，而蓝色系木槿品种如‘夏威夷’‘蓝色雪纺’‘蓝色巨人’等品种耐涝性评价都比较低，淹水胁迫下无论存活数量还是树势生长都比较差。
关键词： 木槿 Hibiscus syriacus 耐涝性 淹水胁迫
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基于Bt毒素的杀虫蛋白理性设计与创新应用策略
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：Bt毒素是源于苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)的具有特殊杀虫功能的大分子蛋白,其制剂和转基因作物已广泛用于害虫防治,产生了巨大的经济和社会生态效益.围绕Bt毒素挖掘和提升其应用价值是持续研究的热点,特别是随着Bt毒素结构功能和作用机制日趋明晰,为其功能修饰和创新应用创造了条件,相关研究蓬勃发展,成效显著.大量研究表明,采用定点突变、结构域替换或融合以及抗独特型抗体模拟等策略,是理性设计活性更高、稳定性更强、杀虫谱更广、非靶标生物安全性更高甚至是可用于害虫抗药性治理的有别于母体Bt毒素的突变体、结构杂合体乃至功能效应物抗体等新型杀虫蛋白的有效手段;此外,采用催化毒素活化、驱动毒素靶向受体结合、促进毒素表达以及同源或异源杀虫材料复配或共表达的协同促效等创新增效策略,也是助推Bt毒素应用价值的重要手段.本文总结了Bt毒素结构功能和作用机制,梳理了基于Bt毒素功能修饰的突变体、结构杂合体以及功能效应物抗体等新型杀虫蛋白理性设计和基于Bt毒素功能增效的创新应用策略等相关研究进展,并结合作者团队在模拟Bt毒素杀虫功能效应物抗体靶向设计研发方面的最新成果,探讨了基于Bt毒素的杀虫蛋白理性设计与创新应用策略未来发展动向及潜在可行捷径,为相关研究提供较为全面的最新有价值的文献资料和启发思路.
关键词： BT毒素 苏云金芽孢杆菌 杀虫蛋白 定点突变 抗独特型抗体 蛋白融合表达 杀虫增效物
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秸秆施用下减施氮肥稻田有机碳和氮磷的排放特征
《生态与农村环境学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了解秸秆施用下减施氮肥对稻田有机碳和氮磷排放特征的影响，进而为稻田投入品的优化施用以及田间养分管理提供技术支撑，通过盆钵试验研究小麦秸秆还田与肥料施用对高砂土和黄泥土2种土壤的田面水有机碳和氮磷浓度、潜在可排放量及水稻产量的影响。结果表明，高砂土稻田的田面径流养分排放风险远大于黄泥土，其中基肥期更为明显；磷在基肥期田面径流中的排放风险最大，施加秸秆处理的有机碳在蘖肥期田面径流中的排放风险最大，而氮在穗肥期的排放风险最大；无论高砂土还是黄泥土，秸秆施用基础上，相比施用常量氮肥，施用减量氮肥在保证产量不受明显影响的同时，可以有效降低田面径流养分排放风险。在小麦秸秆还田条件下，施用减量氮肥与常量氮肥相比，高砂土稻田田面水的COD、DOC、TN和TP平均可排放量分别降低34.92%、15.47%、35.37%和53.93%,水稻产量降低12.01%,黄泥土稻田田面水的COD、TN和TP平均可排放量分别降低24.82%、23.75%、2.84%,而水稻产量提高3.99%。总之，秸秆还田时减施氮肥利于降低高砂土和黄泥土田面水COD、TN、NH4+-N和NO3--N的潜在排放风险，以稳定水稻产量和防控稻田养分田面径流流失为目标，高砂土稻田在水稻种植时氮肥施用应减量多次，并避免小麦秸秆还田，而黄泥土稻田在氮肥施用时应混施秸秆。
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层叠笼养蛋鸡舍夏季与冬季环境参数检测与分析
《新农民 》 2024
摘要：本文旨在研究夏季与冬季特定通风模式下层叠笼蛋鸡舍内空气质量特性。分别在夏季与冬季蛋鸡产蛋期间进行试验,每次均采用最小通风模式,测定舍内温度、湿度、风速、NH3、CO2、PM10与PM2.5的浓度变化。结果表明:夏季与冬季层叠笼养蛋鸡舍内环境参数距离风机越近数值越高,且上方第3层笼具处PM10浓度显著高于下方底层笼具处（P＜0.05）;此外,冬季层叠笼养蛋鸡舍内CO2、可吸入颗粒物PM10与细颗粒物PM2.5平均浓度值范围分别为1373～2491 mg/m~3、256～356μg/m~3、227～292μg/m~3,均高于夏季相应数值。该研究可为层叠笼养蛋鸡舍结构优化与环境调控提供参考。
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盐胁迫下内生真菌发酵液对小麦种子萌发以及幼苗生长的影响
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：旨在明确内生真菌发酵液与盐胁迫互作对小麦种子萌发和幼苗生长的影响.以'淮麦44'为材料,开展室内发芽试验和温室盆栽试验,获得小麦种子萌发和幼苗生长的数据.结果表明低盐浓度促进小麦种子的萌发与幼苗的生长,高盐浓度抑制其萌发与生长.小麦种子发芽率、发芽势和发芽指数以及幼苗胚根长、胚芽长都表现出先升后降的趋势,而幼苗的鲜干重及地上株高和地上鲜重表现出直线下降的趋势.喷施10%内生真菌发酵液对小麦种子的发芽率、发芽势,幼苗的干鲜重、胚根长以及幼苗地上株高有显著的促进作用.内生真菌发酵液能促进盐胁迫条件下小麦种子的萌发和幼苗生长,从而提高小麦耐盐性.
关键词： 小麦 内生真菌发酵液 盐胁迫 种子萌发 幼苗生长 促进作用
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