科研产出
水稻产量遥感监测机器学习算法对比
《光谱学与光谱分析 》 2022 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：水稻是我国的主要粮食作物,利用高光谱遥感技术在水稻未成熟之前对水稻产量进行监测,一方面可以及时调整栽培管理方式,指导合理追肥,另一方面,可以准确掌握水稻的产量信息,帮助政府提前做出决策.以2019年—2020年广州市白云区钟落潭试验基地氮肥梯度实验为基础,分别获取水稻分化期和抽穗期冠层高光谱数据、作物群体长势参数(生物量、叶面积指数)及作物养分吸收量,利用贝叶斯岭回归(BRR)、支持向量回归(SVR)、偏最小二乘回归(PLSR)三种方法建立各生育期的产量监测模型并进行精度对比,确定水稻产量的最优估算时期和最佳估测模型.结果表明,三种方法中,BRR和SVR方法更适合产量监测,在不同时期及不同的参数组合下均有较好的表现(R2>0.82,NRMSE<8.22%);基于2019年与2020年数据,采用全波段光谱信息进行产量监测时,分化期最佳监测模型为BRR模型,R2为0.90,抽穗期最优监测模型为SVR模型,R2为0.87;采用全波段光谱协同作物群体长势参数进行产量监测时,两时期最佳监测模型均为BRR模型,R2分别达到0.90和0.92;相较于BRR模型和SVR模型,PLSR模型在不同时期和不同参数组合下,最高R2仅为0.75;基于2020年数据,以三种不同的参数组合作为输入时,两时期估算结果均为BRR模型最优,且分化期建模精度高于抽穗期(R2至少增加0.02,NRMSE至少降低0.61%);当输入参数组合为全波段光谱协同作物群体长势参数、作物养分吸收量时,BRR模型对产量的估算精度达到最高,R2为0.94.分析认为产量的最优监测时期是分化期,最优监测模型为BRR模型.研究结果可为水稻产量的早期遥感监测提供参考.
全文链接
请求原文
基于坐标注意力机制与高效边界框回归损失的线虫快速识别
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：绿色高效杀线农药是现阶段防治植物线虫病的有效手段之一,针对在大规模杀线农药活性筛选测试阶段,传统人工镜检工作存在耗时长、准确率低、工作量大等问题,提出一种基于坐标注意力机制与高效边界框回归损失的线虫快速识别方法YOLOFN(YOLO for Nematodes).基于YOLOv5s目标检测理论框架,在主干网络嵌入坐标注意力机制特征提取模块,融合线虫特征图位置信息于通道注意力中;进一步,平衡考量线虫目标的重叠比例、中心点距离、预测框宽高以及正负样本比例,以精确边界框回归的高效损失函数(Efficient IoU,EIoU)和焦点损失函数(Focal loss)优化定位损失函数和分类损失函数,最小化真实框与预测框的宽高差值,动态降低易区分样本的权重,快速聚焦有益训练样本,以提升模型对重叠黏连线虫目标的解析能力和回归精度.试验结果表明,YOLOFN在准确率、召回率和平均精度均值(mean Average Precision,mAP)性能指标上较改进前提高了0.2、4.4和3.8个百分点,与经典检测算法YOLOv3、SSD、Faster R-CNN3相比,mAP分别提高了1.1、31.7和15.1个百分点;与轻量化主干算法深度可分离卷积-YOLOv5、Mobilenetv2-YOLOv5、GhostNet-YOLOv5相比,在推理时间基本无差别情况下,mAP分别高出11.0、16.3和15.0个百分点.YOLOFN模型可快速、准确、高效完成线虫镜检统计工作,满足植物线虫病农药研发的实际需求,为加快植物线虫病防治新药的研制提供有力技术支持.
关键词： 模型 深度学习 植物线虫病 杀线农药 目标检测 注意力机制 损失函数
全文链接
请求原文
基于非靶向代谢组学的柑橘果皮褐斑病发生过程中代谢差异分析
《中国食品学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：以甜橙果实为试材,利用非靶向代谢组学研究采后柑橘不同褐斑病感染程度果皮中的代谢物差异.通过样本相关性分析、最小二乘判别分析、聚类分析和KEGG富集分析等方法,分析不同褐斑程度果皮中代谢物差异.结果表明:PE包装显著抑制柑橘果实褐斑指数,以无褐斑果皮样品为对照,共筛选出1191个差异离子,在CK-42 d vs CK-0 d样本中,共筛选出107种显著差异代谢物,其中62个为上调,45个为下调,而在PE-42 d vs CK-0 d样本中共筛选出124种显著差异代谢物,其中65个为上调,59个为下调.经KEGG通路分析,代谢物主要分布在10条代谢途径中,代谢物数量富集最多的前3条通路分别是全局和总览图、其它次生代谢产物的生物合成、氨基酸代谢.经HMDB通路分析,代谢差异物主要分布在11条代谢途径中,差异代谢物数量富集最多的前5条通路分别是苯丙烷和聚酮化合物、脂质和类脂质类、有机杂环化合物、有机酸及其衍生物、苯甲酸酯类.研究结果有助于完善柑橘果皮褐斑病形成机制,可为提高柑橘保鲜效果提供参考.
全文链接
请求原文
早稻秸秆还田和减钾对晚稻产量和土壤肥力的影响
《环境科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：水稻秸秆是华南双季稻区重要的有机肥资源,为探讨早稻秸秆还田条件下钾肥减量施用对晚稻产量和土壤肥力的影响,于广东省白云区和惠阳区开展大田试验,设置常规施肥(CK)、秸秆还田+常规施肥处理(RS)和秸秆还田+钾肥减施20%(RS-K)这3个处理,分析不同处理的晚稻生物量、钾含量和产量,及土壤速效钾、有机碳、细菌多样性和群落结构等土壤肥力性质的变化.结果表明,RS-K处理的水稻生物量和产量与CK处理无显著差异.与CK相比,RS处理的水稻植株钾含量平均提高了 3.97%(白云)和6.91%(惠阳).RS-K处理的植株钾含量在水稻生长前期显著低于CK处理,但在水稻生长后期两者无显著差异.与CK相比,RS处理显著提高了土壤速效钾含量,平均增幅达13.90%(白云)和21.67%(惠阳);RS-K处理的土壤速效钾也较CK处理提高了 3.56%(白云)和4.23%(惠阳).秸秆还田处理显著提高了土壤可溶性有机碳含量,但对土壤pH值、有机碳、微生物量碳、硝态氮、铵态氮和有效磷含量无显著影响.与CK相比,秸秆还田处理显著提高了土壤细菌的Chao1和Shannon指数;秸秆还田处理还显著提升了变形菌门、放线菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度,而降低了酸杆菌门、拟杆菌门和厚壁菌门的相对丰度;冗余分析表明,土壤有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳、有效磷和速效钾含量是驱动土壤细菌结构群落变化的主要环境因素.综上,早稻秸秆还田可提高土壤速效钾含量和晚稻钾含量,在早稻秸秆还田条件下钾肥减施20%对晚稻钾营养水平和产量均没有产生明显负面影响,且能提高土壤有机碳和细菌多样性.因此,在华南双季稻区,早稻秸秆还田配合钾肥减施20%有利于化肥减施、粮食稳产和培肥地力,对农业绿色发展具有重要意义.
关键词： 秸秆还田 水稻 钾肥减施 产量 土壤肥力 土壤微生物
全文链接
请求原文
超声法制备的固体脂肪结晶颗粒的性质及其乳液稳定性分析
《华南理工大学学报(自然科学版) 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：作为一种新型的食品级皮克林颗粒,固体脂肪结晶颗粒（SLPs）因具有良好的生物可利用性和安全性、广泛的来源及产业化前景高等优势而受到广泛关注,控制SLPs的大小和形态对于制备稳定的SLPs皮克林乳液具有重要意义。文中以高熔点的固体脂肪——全氢化大豆油作为研究对象,选择吐温40（Tween 40,简称T40）为乳化剂,采用超声乳化法,通过改变超声处理条件（功率选取300、350、400和450 W;时间选取1、2、4和6 min）制备具有不同粒径、晶型以及形态的SLPs,并研究其对乳液粒径的影响规律。结果表明:未添加T40的SLPs的平均粒径在1.6～2.9μm之间,形态主要呈宽板条状,大小不一,晶型为α型;添加T40的SLPs的平均粒径在259～480 nm之间,形态呈棒状伴随球状,晶型为α型和β型共存;固定超声时间为4 min时,随超声功率的增加,未添加T40的SLPs的平均粒径整体增大,晶型和形态无明显变化,而添加T40的SLPs的平均粒径整体增大,β型和球状晶体增多;固定超声功率为350 W时,随超声时间的延长,未添加T40的SLPs的平均粒径逐渐减小,晶型和形态无明显变化,添加T40的SLPs的平均粒径显著减小（从480 nm减小至261 nm）,但形态、晶型无显著性变化。可见,T40的添加降低了SLPs的粒径,改变了SLPs的晶型,促进了β型晶体的产生及晶体形态由板状向棒状和球状的转变。采用上述SLPs制备乳液发现:未添加T40的SLPs不能获得稳定的乳液,在体系上层出现块状絮凝物;而添加T40的SLPs则可以获得稳定的白色乳液,且不同粒径、晶型以及形态的SLPs形成的乳液粒径有所差异。
全文链接
请求原文
基于可见/近红外光谱的菠萝水心病无损检测
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：水心病近年严重危害菠萝产业,探究一种菠萝水心病的无损检测方法对保证上市果品、指导采后处理、促进产业提升具有重要意义。该研究采用自行搭建的菠萝可见/近红外光谱无损智能检测平台,考虑实际应用成本与效果,搭载覆盖不同波段（400～1 100、900～1 700和400～1 700 nm）的检测器对菠萝样本进行采样,随后人工标定水心病发生程度。研究结果表明,3种不同光谱波段对菠萝水心程度检测的较优方法均为:采用全波段进行多项式平滑（Savitzky Golay,SG）处理,再进行标准正态变量校正（Standard Normal Variate,SNV）,最后结合概率神经网络（Probabilistic Neural Network,PNN）建模识别。其中,400～1100nm所建模型对菠萝水心病训练集的回判正确率为98.51%,对验证集的检测正确率为91.18%;900～1 700 nm所建模型对菠萝水心病训练集的回判正确率为100%,对验证集的检测正确率为62%;400～1 700 nm所建模型对菠萝水心病训练集的回判正确率为100%,对验证集的检测正确率为91.18%。主成分分析（Principal Component Analysis,PCA）和偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression,PLSR）分析结果均显示,采用400～1 700 nm能轻微提升400～1 100 nm的检测效果。综合考虑实际应用成本与效果,实际应用建议采用400～1 100 nm光谱结合SG+SNV+PNN对菠萝水心病进行识别。研究结果证明可见/近红外光谱技术可为菠萝水心病无损、快速、智能检测提供有效的解决方案,为相关领域提供参考。
全文链接
请求原文
不溶性膳食纤维调节脂质代谢研究进展
《中国食品学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：膳食纤维（DF）按其水溶性分为可溶性膳食纤维（SDF）和不溶性膳食纤维（IDF）。近年来,高脂血症的发病率持续增高,严重影响了人们的生活质量。研究表明,DF对脂质代谢有着良好的调节作用。然而,相关报道主要以SDF的调节作用为主。IDF调节脂质代谢的作用长期被低估或忽视。本文综述IDF的脂质代谢调节作用及机制,总结IDF调节脂质代谢的影响因素和物质基础,分析IDF产业现存问题及今后的重点研究方向,可为IDF产业的持续健康发展提供理论参考。
关键词： 不溶性膳食纤维 脂质代谢 机制 影响因素 物质基础
全文链接
请求原文
乳酸菌发酵对脱脂米糠营养成分的影响
《中国食品学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：为建立脱脂米糠复合乳酸菌半固态发酵的工艺条件,明确脱脂米糠在发酵前、后营养特性的变化,以乳酸菌降糖和释放酚能力为考察指标,筛选最优复合菌种,结果以嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌组成的复合菌种的降糖和释放酚能力最高。采用单因素试验优化的复合乳酸菌发酵脱脂米糠的工艺条件:复合菌株添加量5.0%,菌种配比1∶1,发酵温度35℃,发酵时间36 h。与未发酵米糠相比,发酵米糠中可溶性固形物、碳水化合物、可溶性膳食纤维、蛋白和可溶性总酚含量分别提高了31.42%,21.82%,112.21%,65.54%和37.14%(P<0.05)。此外,乳酸菌发酵使米糠提取物中的必需氨基酸含量提高了21.23%,其中异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸含量分别提高了47.18%,49.78%,13.73%,9.0%,75.26%,24.06%(P<0.05)。同时,发酵米糠提取物的必需氨基酸与非必需氨基酸比值(EAA/NEAA)为0.48,其必需氨基酸的比值系数分数(SRC)值更接近100。试验结果表明,乳酸菌发酵显著改善了脱脂米糠的营养价值。本研究结果可为脱脂米糠高值生物转化利用提供指导。
全文链接
请求原文
红茶品质及其相关生化因子研究进展
《食品科学 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：红茶是用茶树(Camellia sinensis)新梢的芽、叶、嫩茎,经过萎凋、揉捻(揉切)、发酵、干燥等工艺加工而成的茶,一般具有香高味甜、"红汤红叶"的特点。近年来国际市场红茶需求量与日俱增,各地区红茶产品层见叠出,而不同产区生产的红茶感官风味又独具特色。为探究不同地域红茶风格特点及其形成的生化基础,本文对近年来国内外红茶品质化学的相关研究进展进行了归纳整理,明确指出了与红茶色泽、香气、滋味等关键感官品质相关的化学因子,包括茶黄素、茶红素、茶褐素、芳香物质、多酚类、咖啡碱、氨基酸等,旨在为红茶产品的创新与品质提升提供理论依据。
全文链接
请求原文
