科研产出
基于马利奥特装置的无土栽培营养液管理控制系统研究
《农业机械学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：营养液配置及灌溉控制技术已成为无土栽培中的关键技术，然而目前营养液管理控制中存在配置流程繁琐、营养液配比不精准及灌溉策略单一等问题，阻碍了无土栽培技术的大面积推广应用。针对上述问题，设计了一种基于马利奥特装置的营养液管理控制系统，该系统主要由营养液配制系统与营养液灌溉控制系统两部分组成。通过EC（电导率）和pH值传感器实时获取营养液成分，建立配液系统，依据不同作物营养需求自动、快速配置目标营养液。根据不同用户的需求，结合作物栽培区的气象参数和应用环境，制定了3种不同的灌溉策略：参比蒸散灌溉模式、光照辐射灌溉模式、定时灌溉模式。实验表明，该系统可以快速、准确地实现营养液的管理控制，为作物的无土栽培技术的大面积推广应用奠定了基础。
关键词： 无土栽培 马利奥特装置 营养液 配液系统 灌溉策略
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基于多源空间数据与空地协同的植被覆盖度估算-以东亚干草草原为例
《测绘通报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：植被覆盖度是植物生长状态的综合体现,是研究全球变化与植被变化的重要指标.本文基于多源空间数据和地面数据的协同,估算了东亚干草草原木本和草本覆盖度.估算结果表明,多源数据和地面测量数据相融合的方法提高了估算精度;模型对木本覆盖度的估算更稳健;估算结果改善了对草原地区木本覆盖的低估.估算模型有效地反映了草原低矮分散的木本植物,为分析草原大尺度植被覆盖度的格局和动态提供了参考.
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基于透射光和反射光图像同位分割的小麦品种识别方法研究
《浙江农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为提高基于机器视觉的小麦品种识别准确性,本文通过透射光和反射光同位图像分割对种子颜色特征参数进行了优化提取.采用透射光图像辅助反射光图像分割的方式从种子图像中分割出胚部区域,并分别提取小麦整粒、种胚、胚乳区域的颜色特征参数.以济麦22、济麦44、京麦9、京麦11共4个品种种子作为研究对象,利用HALCON机器视觉软件获取种子的颜色特征参数,通过偏最小二乘法判别分析法(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)建立分类模型.结果表明:通过透射光图像辅助反射光图像分割后,融合的更多种子颜色参数信息,使得4个品种的小麦种子识别正确率均获得提升.济麦和京麦间混杂识别正确率从种粒反射光颜色特征的95%提升到融合了透射光、胚和胚乳颜色特征的99%以上,济麦22和济麦44混杂识别正确率从73.28%提高到84.60%,京麦9和京麦11混杂识别正确率从74.15%提高到83.73%.通过透射光特征进一步融合分析种子胚和胚乳图像所包含的颜色特征可有效提高小麦品种识别正确率.
关键词： 机器视觉;小麦;品种识别;透射光;胚部;胚乳;颜色特征
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两种镉积累型小麦根际微生物群落结构及功能多样性
《生态学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为探究不同积累型小麦品种对根际微生物群落结构及功能多样性的影响,以镉低积累型小麦济麦22和镉高积累型小麦冀5265为研究材料,采用分离培养法和Biolog-Eco微平板法分析根际细菌数量、可培养优势群落结构以及微生物群落功能多样性.结果表明:污染土壤济麦22根际总细菌数量和抗Cd细菌数量均显著高于冀5265,而非污染土壤中两品种间无差异.污染土济麦22根际发现较多产脲酶和高镉抗性菌株(200 mg/L).污染土济麦22根际优势菌多为Arthrobacter sp.和Bacillus sp.,冀5265根际优势菌主要为Streptomyces sp.;非污染土济麦22与冀5265根际优势菌群相似,均以Bacillussp.为主.Biolog试验结果表明,两个小麦品种根际微生物群落对碳源的利用能力存在差异,济麦22根际微生物AWCD值、Mc Intosh指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数在污染土和无污染土中均显著高于冀5265.因此,污染土壤中不同积累型小麦品种根际微生物群落结构及功能多样性均存在差异,该研究结果对于揭示高低积累型小麦根际微生物机制提供了重要参考依据.
关键词： 小麦 镉高低积累型 Biolog-Eco微平板 根际微生物群落结构 功能多样性
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基于优化植被指数的多生育期茶叶游离氨基酸含量估算
《农业机械学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：不同季节的茶叶外形和品质均具有较大差异,针对运用植被指数检测不同季节茶鲜叶游离氨基酸含量存在难度,选取了10个茶树品种3个季节(春茶、夏茶和秋茶)茶鲜叶中游离氨基酸含量数据和高光谱数据进行分析.首先,对原始光谱数据进行5种光谱变换:倒数T1/R对数T1gR、一阶微分TR、倒数的一阶微分T(1/R)和对数的一阶微分T(1gR),并进一步利用不同光谱变换优化了经典植被指数,最终比较了经典植被指数和优化植被指数对不同季节茶鲜叶游离氨基酸模型的影响.结果 表明:茶鲜叶建模集和验证集游离氨基酸含量的变化趋势从大到小均为春茶游离氨基酸含量、秋茶游离氨基酸含量、夏茶游离氨基酸含量;光谱变换优化后的植被指数与茶鲜叶游离氨基酸含量的相关性均高于经典植被指数与茶鲜叶游离氨基酸含量相关性,相关系数绝对值范围为0.10 ~ 0.30;基于TlgR-VI构建的多元线性回归(MLR)模型在不同季节的建模集和验证集中均得到了较好的精度,且适用于多生育时期茶鲜叶氨基酸含量的估测.基于TlgR-VI构建的全生育时期MLR具有较高的精度,建模集决定系数R2和均方根误差(RMSE)分别为0.38和0.72%,验证模型精度R2和RMSE分别为0.20和0.84%.光谱预处理在不同品种、不同生长季的茶鲜叶游离氨基酸检测中具有正效应,优化植被指数为茶叶品质估算提供了有益的技术支持.
关键词： 茶叶;游离氨基酸;光谱变换;优化植被指数;多元线性回归
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基于THz-TDS技术的培氟沙星和氟罗沙星抗生素定性定量检测研究
《光谱学与光谱分析 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：作为两种常用的喹诺酮类抗生素,培氟沙星和氟罗沙星残留问题引起人们的高度关注,研发快速、高效的检测手段成为一种需求.采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对鱼粉基质中的培氟沙星、氟罗沙星进行了研究.制备培氟沙星、氟罗沙星、聚乙烯和鱼粉纯净物质以及培氟沙星-鱼粉和氟罗沙星-鱼粉17种不同浓度二元混合物的压片样品,共106个;对所有压片样品进行太赫兹光谱测量和分析;利用连续投影算法(SPA)结合支持向量机(SVM)和反向传播神经网络(BPNN)建立定性判别模型,对培氟沙星-鱼粉和氟罗沙星-鱼粉这两种混合物进行分类判别;利用特征频率处吸收系数建立偏最小二乘回归(PLSR)、BPNN、多元线性回归(M L R)定量预测模型,分别对两种混合物进行定量预测.结果表明:纯净培氟沙星在0.775和0.988 T Hz存在明显吸收峰,纯净氟罗沙星在0.919和1.088 T Hz存在明显吸收峰,聚乙烯对太赫兹波基本没有吸收,鱼粉无吸收峰,两种抗生素与鱼粉混合后的峰值出现在纯净抗生素的吸收峰附近;在定性判别中,S V M判别结果最佳,预测集判别准确率、精确率、召回率、F1得分分别为97.06%,97.22%,97.06%和97.06%;定量回归中,SPA-BPNN模型用于预测培氟沙星-鱼粉结果最佳,预测集相关系数(Rp)、预测集均方根误差(RMSEP)分别为0.9849和0.0095,SPA-MLR模型用于预测氟罗沙星-鱼粉结果最佳,Rp和RMSEP分别为0.9827和0.0406.研究表明THz-TDS技术对鱼粉基质中培氟沙星、氟罗沙星进行定性定量检测是可行的,为畜禽行业中培氟沙星和氟罗沙星实际检测提供理论和技术参考.
关键词： 太赫兹时域光谱 培氟沙星 氟罗沙星 定性判别 定量检测
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金塔柏扦插不定根形成与内源激素的调控研究
《植物研究 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：金塔柏(Platycladus orientalis'Beverleyensis')是重要的观赏树种.生长素(IAA)、玉米素(ZT)、脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)在金塔柏扦插不定根再生过程中起着重要的调控作用,但不同发育阶段内源激素的动态变化及其对不定根发生的影响仍不清楚.以金塔柏半木质化枝条为材料,采用连续组织切片技术观察了不定根发生过程,利用高效液相色谱串联质谱法检测了4种内源激素含量的动态变化.结果表明,金塔柏不定根原基起源于愈伤组织、髓射线、木质部、维管形成层、次生韧皮部、皮层、髓射线与形成层交界处等部位,属于多位点发生模式和多类型生根方式.在不定根形成过程中,随着愈伤组织的形成,IAA和ZT含量下降,ABA和JA含量升高;随着根原基的分化,IAA和ZT含量缓慢升高,ABA和JA含量下降;随着不定根形成与伸长,IAA、ZT、JA逐渐升高,ABA维持在低水平.激素平衡分析发现,IAA/ABA比值和IAA/JA比值下降、IAA/ZT比值上升利于愈伤组织的形成,反之利于根原基的诱导分化,而IAA/ABA比值升高,IAA/ZT和IAA/JA维持在较低水平利于不定根形成与伸长.研究结果为揭示不同内源激素对金塔柏扦插不定根再生的调节作用提供了依据.
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基于迁移学习和金字塔卷积网络的河蟹个体图像识别方法研究
《渔业现代化 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：针对目前河蟹追溯成本高、消费者无法细粒度地追溯单体河蟹信息等问题，提出一种基于迁移学习和金字塔卷积的河蟹背甲图像个体识别算法。该算法使用金字塔卷积层替换普通残差卷积块构建网络模型，可以从蟹背图像中提取多尺度、深层次的特征信息。结果显示：采用金字塔卷积结构的Resnet34和Resnet50的准确率分别为98.38%、98.51%,与使用普通卷积层的模型相比，准确率提升5.49%、1.3%,而当模型深度达到101层时，模型性能不再明显提升。与使用金字塔卷积结构的全新学习模型相比，迁移学习方法的训练收敛迭代轮次从20轮降低至5轮，此时模型准确率为98.88%,较全新学习的准确率提升0.37%,同时弥补了样本量较少的问题。该研究为河蟹个体识别追溯提供了理论依据和技术支持。
关键词： 河蟹追溯 图像识别 金字塔卷积 深度学习 迁移学习
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延怀盆地不同土地利用类型土壤风蚀物特征
《水土保持研究 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：研究延怀盆地典型土地利用类型地表土壤风蚀物分布特征,可为了解该区域风蚀过程、改善生态环境提供数据支撑.以怀来县为研究对象,采用野外监测和室内分析相结合的方法,分析了葡萄、果桑、欧李、玉米免耕、玉米翻耕5种土地利用类型在冬季休耕期(上年11月-次年2月)和春季备耕期(3-5月)风蚀物质量、粒径及碳氮含量随高度的变化特征.结果 表明:(1)欧李与玉米翻耕地土壤风蚀物质量分数垂向分布遵循幂函数递减规律;果桑、葡萄与玉米免耕地土壤风蚀物质量分数在监测高度范围内随高度增加无规律性变化.(2)春季备耕期5种土地利用类型输沙通量均高于冬季休耕期.(3)冬季休耕期5种土地利用类型风蚀物的粒径范围集中分布在500~2μm;春季休耕期5种土地利用类型风蚀物的粒径范围集中分布在250~2 μm.(4)5种土地利用类型冬季休耕期风蚀物碳氮含量高于春季备耕期.风蚀物质量、碳氮含量及粒径的垂直分布受土地利用类型和人为活动的影响,其中人为活动对输沙通量影响较大,因此在该区域土壤风蚀防治过程中可以采用构建防风草篱、合理调整土地利用布局的方式,达到降低近地表风速、拦截风沙的作用.
关键词： 土地利用;风蚀;风蚀物;土壤
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长期施用不同肥料对橘园土壤生物群落结构的影响
《农业资源与环境学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为探讨长期施用不同肥料对橘园土壤生物群落结构的影响,于2019年7月采集连续单施化肥、厩肥+化肥和单施生物有机肥10~12年的橘园土壤,并对土壤中的微生物、线虫、螨和蚯蚓的群落结构进行分析.结果 表明:与单施化肥(F)处理相比,厩肥+化肥(M)和单施生物有机肥(O)处理均提高了土壤微生物生物量碳,并提高了细菌/真菌比例,表明肥料碳主要通过快速的细菌通道在生物群落内进行周转;共鉴定得到土壤线虫664条,F、M和O处理的线虫密度分别为每100 g干土188、163条和293条.与F相比,M和O处理显著提高了食细菌线虫的数量(P<0.05),另外,O处理显著提高了植物寄生线虫的数量(P<0.05);共捕获土壤螨46523只,F、M和O处理中螨的密度分别为19548、19195只?m-2和7483只?m-2.与F处理相比,M和O处理的螨总数下降,但捕食性螨数量上升,表明土壤生物活性提高;共分离得到蚯蚓80条,F、M和O处理中的蚯蚓密度分别为11、37条?m-2和33条?m-2.M和O处理中的蚯蚓数量及群落多样性显著高于F处理(P<0.05),蚯蚓数量和多样性的提高有利于促进物质分解和维持生态系统的稳定.研究表明,与单施化肥相比,长期施用有机肥改变了橘园土壤生物群落结构,总体上促使土壤生物群落结构向有利于土壤养分循环和生态系统稳定的方向发展.
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