科研产出
基于敏感波段的冬小麦氮素营养高光谱诊断
《东北农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：氮素营养状况是作物生长的一个重要参数，准确监测尤为重要。本文利用2013、2014年在北京市农林科学院试验基地的冬小麦叶片反射光谱数据和相应的叶片氮含量及叶片氮累积量数据，采用波段两两组合的方法筛选对叶片氮含量及叶片氮累积量敏感的波段，在各个生育期及全生育期建立冬小麦氮素营养诊断模型。结果表明：（1）波段两两组合筛选出的对叶片氮含量和叶片氮累积量敏感的光谱参数分别为NDSI（564,728）、NDSI（543,728）、RSI（564,728）和RSI（543,728）;（2）在各个生育期和全生育期构建的氮素营养监测模型中，每个生育期的叶片氮含量模型的稳定性和可靠性优于叶片氮累积量的模型，用留一交叉验证法同样表明叶片氮含量模型稳定性和可靠性比较高，研究表明用叶片氮含量可以很好地监测冬小麦氮素营养状况，从而实现对氮肥的精准管理。
关键词： 冬小麦 叶片氮含量 叶片氮累积量 高光谱指数 敏感波段
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噻虫嗪对稀有鮈鲫早期生命阶段毒性效应
《生态毒理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：我国是新烟碱类杀虫剂生产、销售和使用大国，噻虫嗪等新烟碱类农药在水环境中检出率较高。本文以本土物种稀有鮈鲫为研究对象，开展胚胎及幼鱼噻虫嗪(0、0.5、5和50μg·L-1)半静态暴露实验，评估药物对稀有鮈鲫早期生命阶段毒性效应。结果表明，50μg·L-1噻虫嗪暴露可导致稀有鮈鲫胚胎死亡率显著增加，药物处理组孵化后仔鱼畸形率均显著增加，仔鱼畸形多呈现为脊柱弯曲。28 d幼鱼亚慢性暴露实验结果表明，不同梯度噻虫嗪暴露均可导致幼鱼死亡率增加；功能基因定量结果显示稀有鮈鲫幼鱼胆固醇合成相关基因sc5d、ebp和sc4mol在转录水平表达下调，nsdhl、caspase3和ctsl1a与对照组相比无显著性差异。5 μg·L-1噻虫嗪处理组中幼鱼p53、p21和mycb等基因转录水平表达显著下调。上述结果表明，新烟碱类杀虫剂噻虫嗪对稀有鮈鲫早期生命阶段存在胚胎毒性，并导致仔鱼致畸和死亡；功能基因转录水平变化预示药物暴露可能增加幼鱼致癌风险，这些可能对鱼类种群繁衍产生负面效应。
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基于CART重要度排序和混合ELM模型的蒸散预测
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：准确地预测区域蒸散有助于区域水资源的合理利用,减少水资源浪费.为从多项气象因子中筛选出核心因子,构建少因子蒸散预测模型,高效精确预测蒸散,该研究在九大农业区选取 23个典型站点,搜集降水量、日照时数等 8个气象因子数据,使用分类回归树(classification and regression tree,CART)对气象因子进行重要度排序.基于排序结果,选取排序前 3~5项气象因子,基于极限学习机(extreme learning machine,ELM)模型对蒸散进行预测.同时,使用遗传算法(genetic algorithm,GA),粒子群算法(particle swarm optimization,PSO),麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)对ELM模型进行优化,并使用这 3种优化算法(GA-ELM、PSO-ELM、SSA-ELM)构建少因子混合优化蒸散预测模型.结果表明:1)基于CART算法重要度排序结果,蒸散的主要影响因子依次是降水量、日照时数、平均本站气压、日最高气温、平均相对湿度.2)3种优化算法预测模型中,PSO-ELM模型的预测精度最高,23个站点的蒸散预测的均方根误差为 6.608~22.077 mm/d,纳什效率系数为 0.824~0.998,R2 为 0.908~0.995,平均绝对误差为 5.075~16.677 mm/d.3)ELM模型在云贵高原区和四川盆地及周边地区有较好的适用性,3种优化算法在华南区和云贵高原区有较好的适用性,其中PSO-ELM模型的适用性最高.研究结果可为中国九大农业区域的作物需水量计算提供参考.
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河西走廊玉米与豆科作物间作田化学除草及对作物安全性的研究
《植物保护 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：玉米与豆科作物复合种植是河西走廊地区重要的粮经作物栽培模式，杂草危害是该复合种植体系中普遍存在的重要问题。本文采用田间裂区试验设计的方法研究了5种除草剂（或配方）对玉米与3种豆科作物-大豆Glycine max、赤小豆Vigna umbellata和菜豆Phaseolus vulgaris间作田杂草的防除效果和对两类作物的安全性。结果表明，除草剂对杂草的防效为81.67%～91.55%,显著高于当地常规玉米单作的化学除草处理（P＜0.05）,5种药剂处理对苗期玉米无明显药害，而对3种豆科作物幼苗均有不同程度的不利影响。玉米收获期900 g/L乙草胺EC、900 g/L乙草胺EC+87.5%2,4-滴异辛酯EC和900 g/L乙草胺EC+10%唑嘧磺草胺SC 3种药剂处理条件下三种间作组合的玉米+豆科作物总产量均高于空白对照，且与各自的人工除草处理相当或更优；本试验5种药剂处理条件下玉米与3种豆科作物间作组合的玉米+豆科作物总产量均与玉米单作常规化学除草处理相当或更优。研究结果可为西北河西走廊地区玉米与豆科作物间作模式下田间杂草的安全、高效化学防除提供技术参考。
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植物对大气中二氧化氮的吸收净化研究:方法、抗性特征及机理探索
《世界林业研究 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：氮氧化物(主要为NO2)目前是主要的空气污染物之一,严重威胁大气环境与人体健康.植物作为自然界的空气净化器具有重要的生态功能,对NO2不仅具有一定抗性,还具有可观的吸收净化能力.利用抗性与净化能力均较好的植物对大气污染进行修复具有良好的应用前景.文中从宏观和微观角度综述植物吸收净化NO2的研究方法,从叶片表观性状和生理生化指标方面概述不同植物对NO2的抗性特征,以人工控制试验为背景概述植物与NO2吸收净化机理及其对环境因素的响应.野外测量法和人工控制法是研究植物净化吸收NO2的主要研究方法,随着研究由宏观尺度逐渐转向微观尺度,人工控制试验成为主流研究趋势,但野外测量试验仍不可或缺.目前,野外测量研究中监测站点较少,缺乏某些特定地区同时空植被区与非植被区NO2浓度值的对比;人工控制试验中植物对NO2抗性的研究未涉及细胞或分子水平,植物净化吸收NO2机理的研究还不够深入,应加强植物吸收分配NO2及其与环境因素关系的研究.
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现代农业产业园科技支撑体系建设现状、存在问题及对策
《中国农业资源与区划 》 2023 北大核心 CSCD CSSCI
摘要：[目的]科技支撑是生产体系现代化的重要内容。而现代农业产业园作为农业先进生产力的代表，按照“生产+加工+科技”一体化发展要求，有效推动现代农业产业园发展，完善科技支撑体系建设是亟需解决的问题。[方法]文章以批准创建的200家国家现代农业产业园为研究对象，分析产业园科技支撑体系建设现状、存在问题及对策。[结果]截至2021年底，200个国家现代农业产业园组建主导产业专家团队约2 000多个、平均每个产业园约10个；农作物耕种收的综合机械化率平均值达到80%以上；50多个建立了大数据中心，实现生产技术服务全过程数字化管理。但科技支撑体系建设仍存在农业科技研发投入不足、农业科技资源集聚不足、农业科技体制机制不完善、农业科技人才缺乏等问题。[结论]提出应强化农业科技研发和投入、建设农业科技创新联盟、强化农业科技创新和科技成果转化服务、构建全产业链经营模式、加大引进农业科技人才等五个方面对策建议，以期为完善现代农业产业园科技支撑体系建设提供帮助。
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基于电驱动系统的农业车辆牵引负荷车设计与试验
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对传统农业车辆牵引负荷车机械结构复杂、存在加载死区导致无法实现全范围加载，采集系统功能单一无法实时评估被试车辆牵引性能的问题，设计了一种基于电驱动系统的农业车辆牵引负荷车。负荷车以最大加载牵引力150 kN为设计目标，结合对驱动轮的受力分析，完成了其整机关键部件的选型设计，采用集成发动机-电动桥的电驱动系统为核心单元，使用转向牵引架实现前桥平台的自动跟随转向。在LabVIEW RIO架构基础上，通过FPGA搭建高算力、高性能的测控系统，实现对电驱动系统电流、电压、被试车辆牵引力、油耗等多种信息的采集、无线传输与存储，并使用模糊自适应PID控制算法对牵引力加载进行闭环控制。最后开展整机性能验证试验，负荷车实现了0～150 kN范围内的负荷加载，加载系统最大响应时间为3.6 s,最大超调量为1.61%,实际加载牵引力与目标牵引力最大误差为4.5%。整机性能验证试验表明，负荷车具备良好的牵引负荷加载性能，其测控系统可实现被试车辆牵引性能多参数的实时准确监测，能够完成对农业车辆牵引性能的全面评估。
关键词： 农业车辆 负荷车 电驱动系统 全范围加载 测控系统 牵引性能
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基于脸部RGB-D图像的牛只个体识别方法
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为实现非接触、高精度个体识别，本文提出了一种基于牛只脸部RGB-D信息融合的个体身份识别方法。以108头28～30月龄荷斯坦奶牛作为研究对象，利用Intel RealSense D455深度相机采集2 334幅牛脸彩色/深度图像作为原始数据集。首先，采用冗余图像剔除方法和自适应阈值背景分离算法进行图像预处理，经增强共得到8 344幅牛脸图像作为数据集；然后，分别选取Inception ResNet v1、Inception ResNet v2和SqueezeNet共3种特征提取网络进行奶牛脸部特征提取研究，通过对比分析，确定FaceNet模型的最优主干特征提取网络；最后，将提取的牛脸图像特征L2正则化，并映射至同一特征空间，训练分类器实现奶牛个体分类。测试结果表明，采用Inception ResNet v2作为FaceNet模型的主干网络特征提取效果最优，在经过背景分离数据预处理的数据集上测试牛脸识别准确率为98.6%,验证率为81.9%,误识率为0.10%。与Inception ResNet v1、SqueezeNet网络相比，准确率分别提高1、2.9个百分点；与未进行背景分离的数据集相比，准确率提高2.3个百分点。
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气单胞菌群体感应及其抑制剂研究进展
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：细菌群体感应(quorum sensing,QS)是细菌通过信号分子的产生、释放、积累和感应进行化学交流的过程,这种信号分子又称之为自诱导物(autoinducers,AI).气单胞菌(Aeromonas)是水产品中常见腐败菌,也是动物和人类的环境条件致病菌.近年来研究报道气单胞菌的致病性和腐败行为可能与QS有关,提示可以通过抑制气单胞菌QS对其进行防控.气单胞菌QS系统按照信号分子种类的不同可以分3类:以N-酰基高丝氨酸内酯类化合物(N-acyl homoserine lactone,AHLs)作为信号分子的AI-1 系统、以4,5-二羟基-2,3-戊二酮(4,5-dihydroxy 2,3-pentanedione,DPD)衍生物为信号分子的AI-2系统和QseBC双组分调控的AI-3系统.本文介绍这3类QS系统及其调控机制,概述植物来源、微生物和动物来源、化学合成类气单胞菌QS抑制剂(quorum sensing inhibitors,QSI)的研究进展,探讨气单胞菌QSI在水产品腐败和水产病害预防中的应用和前景,以期为气单胞菌QSI在水产品安全方面的应用提供参考.
关键词： 气单胞菌 群体感应 群体感应抑制剂 水产腐败 水产养殖病害
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基于SVDD的小麦净度检测方法研究
《中国粮油学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：净度是种子质量的重要指标,可以直接影响作物的产量.由于种子杂质类型较多,传统方式二分类机器学习方法,易受建模杂质种类的限制,使得模型准确率降低.为实现种子净度自动化快速检测,本研究提出一种基于支持向量数据描述(SVDD)的小麦净度快速检测方法.利用工业相机获取小麦和麦壳、燕麦、大麦杂质的可见光图像,通过HALCON软件提取每粒样本的13种形态特征,借助皮尔逊相关性分析,筛选有效特征.在此基础上,分别利用SVM算法以及SVDD算法构建小麦净度识别模型,并进行分类识别对比实验.实验结果表明:SVDD算法杂质数据可以不参与建模,识别准确率达到95%以上,结合种子千粒重快速计算种子净度,在杂质数量占比20%时,检测误差为3.2%.基于SVDD的小麦净度检测方法,可以实现对小麦和多种杂质的快速分类,实现对小麦净度快速检测.
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