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基于高密度遗传图谱的粳稻苗期耐冷QTL分析

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中国水稻科学 2024年

作者：杨传铭王立志张喜娟杨贤莉王洋洋侯本福崔士泽李青超刘凯马瑞冯延江来永才李红宇姜树坤黑龙江省农业科学院水稻研究所黑龙江八一农垦大学农学院黑龙江省农业科学院佳木斯分院黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所/黑龙江省寒地作物生理生态重点实验室/黑龙江省农作物低温冷害工程技术研究中心国家耐盐碱水稻技术创新中心东北中心黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院/黑龙江省松嫩平原西部作物种质资源创新与利用工程技术研究中心

【目的】低温冷害是影响水稻生长发育，进而造成不同程度减产的主要气象灾害之一。挖掘鉴定耐冷基因，选育耐冷品种，是解决水稻低温冷害最简单、直接和有效的手段之一。【方法】利用丽江新团黑谷/沈农265衍生的包含144个株系的重组自... 详细信息

【目的】低温冷害是影响水稻生长发育，进而造成不同程度减产的主要气象灾害之一。挖掘鉴定耐冷基因，选育耐冷品种，是解决水稻低温冷害最简单、直接和有效的手段之一。【方法】利用丽江新团黑谷/沈农265衍生的包含144个株系的重组自交系群体，通过人工气候室进行苗期耐冷性鉴定。结合全基因组重测序构建的包含2828个bin标记的高密度遗传图谱，进行苗期耐冷性的QTL定位和互作分析。【结果】利用完备区间作图法共检测到4个苗期耐冷QTL，分别定位于水稻的第1、8、10和12号染色体上，单个QTL的表型贡献率为5.33%～19.86%。其中，qCTS1、qCTS10和qCTS12的增效等位基因来源于强耐冷亲本丽江新团黑谷，qCTS8的增效等位基因来源于沈农265。主效QTL-qCTS12定位在第12号染色体的15.98 Mb～16.37 Mb之间，物理图谱区间为396.67 Kb。qCTS1定位在第1号染色体的9.20 Mb～9.50 Mb之间，物理图谱区间为299.85 Kb。qCTS8定位在第8号染色体的26.09 Mb～26.15 Mb之间，物理图谱区间为55.05 Kb。qCTS10定位在第10号染色体的11.13 Mb ～11.21 Mb之间，物理图谱区间为85.82 Kb。进一步分析发现，除qCTS1-qCTS8之间存在负向互作外，其余QTL间的互作表现为加性效应。【结论】利用丽江新团黑谷和沈农265的重组自交系群体，结合包含2818个bin标记的遗传图谱，共检测到4个苗期耐冷QTL，其中3个的增效等位基因来自强耐冷地方品种丽江新团黑谷。上述结果可为耐冷分子设计育种提供有用的基因资源，同时为阐明水稻苗期耐冷的遗传和分子机制提供参考。

关键词：粳稻高密度连锁图谱苗期耐冷数量性状位点

卷积神经网络中高效分支注意力机制及新型激活函数的研究

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卷积神经网络中高效分支注意力机制及新型激活函数的研究

作者：崔士淼南昌大学

学位级别：硕士

卷积神经网络(CNNs)作为深度学习领域的重要技术,在图像处理、语音识别、自然语言处理等领域取得了巨大成功。注意力机制和激活函数作为CNNs中的关键组成部分,会影响模型的性能。现有的注意力方法和激活函数存在两个问题。(1)大多数注... 详细信息

卷积神经网络(CNNs)作为深度学习领域的重要技术,在图像处理、语音识别、自然语言处理等领域取得了巨大成功。注意力机制和激活函数作为CNNs中的关键组成部分,会影响模型的性能。现有的注意力方法和激活函数存在两个问题。(1)大多数注意力方法使用平均池化来生成全局上下文和使用通道降维来减少复杂度。然而,平均池化对不同像素值响应相同,通道降维会导致信息损失。(2)Rectified Linear Unit(Re LU)作为最常用激活函数,对负输入存在零梯度和在原点处不可导的问题。近年来陆续有新型替代函数提出。然而,这些新型激活函数在不同数据集上表现不稳定,需要进一步研究和改进。针对问题一,本文提出了一种高效选择核单元(Efficient Selective Kernel Unit,ESK Unit),并包含两种实例ESKB1(ESKB1只在通道域上选择分支)和ESKB2(ESKB2同时在通道域和空间域上选择分支)。在ESK单元中,首先使用了全局随机混合池化(RMP)聚集信息以提取全局上下文。然后,使用卷积模块建立相关性,以避免通道降维导致的信息减损。最后,对不同感受野尺寸的特征图进行自适应地融合。针对问题二,本文提出了两种新颖的激活函数,分别被命名为Clogish和Cmish。这两个激活函数的设计是通过利用函数乘积形式的优势。Clogish和Cmish均是平衡和非单调的。此外,为了提高Clogish和Cmish的灵活性,本文还进一步提出了参数版本Clogish(Parametric Clogish,PClogish)和参数版本Cmish(Parametric Cmish,PCmish)。实验结果表明本文提出的ESK方法比大多数现有的分支注意力方法在参数和性能之间实现了更好的平衡。譬如:在CIFAR-100数据集上的图像分类实验,本文的ESKB1比SE的Top-1准确率提高了1.16%,同时参数更少,优于现有方法,是所有方法里面效果最好的。实验结果也表明,本文提出的激活函数能够稳定地超越大多数现有的最先进激活函数。譬如:在CIFAR-100数据集上的图像分类实验,本文的Cmish方法的Top-1准确率比Re LU高了0.54%,优于现有方法,是所有方法里面效果最好的。

关键词：卷积神经网络激活函数分支注意力机制全局随机混合池化信息减损

电化学地震检波器力平衡反馈机制与反馈模式研究

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电化学地震检波器力平衡反馈机制与反馈模式研究

作者：崔仕泽吉林大学

学位级别：硕士

地震检波器能够精准捕捉地壳运动所激发的振动波,并将其转换为利于分析的电信号,其在野外地震信息的收集中扮演了重要角色。本文深入研究了电化学地震检波器力平衡反馈机制与反馈模式,从理论及实践层面为地震检波器的改进提供参考。研... 详细信息

地震检波器能够精准捕捉地壳运动所激发的振动波,并将其转换为利于分析的电信号,其在野外地震信息的收集中扮演了重要角色。本文深入研究了电化学地震检波器力平衡反馈机制与反馈模式,从理论及实践层面为地震检波器的改进提供参考。研究内容涵盖了电化学地震检波器的运作机理及频率响应特性;解析了力平衡反馈机制的核心原理,主要涉及数字和模拟控制机制的操作流程,并详细阐述了二者的设计思路;同时,对力平衡反馈控制系统的功能原理进行了剖析和试验测试,旨在对系统设计及过程优化提供关键的理论支持。本论文从硬件电路设计、信号处理与调节技术、系统校准与性能评估等方面展开全面的研究。通过合理选择模拟电路组件、设计滤波电路以及实现反馈电路,构建了稳定可靠的模拟式力平衡反馈系统。采用先进的模拟信号处理技术对反馈信号进行调节与优化,进一步提高了系统的性能。本论文对差分信号带通滤波电路和差分信号电路设计进行了深入研究,以便于提升信号质量。本文通过对检波器控制系统进行建模与动态特性分析,构建了力平衡反馈式电化学地震检波器的数学模型,并对其动态响应与稳定性进行了深入分析。探讨了PID控制策略在力平衡反馈中的控制效果,通过参数整定和控制性能评估,提高了系统的控制精度和稳定性。同时,重点研究了模糊控制策略和自适应控制策略对力平衡反馈机制的控制效果。对于这两种先进控制策略的超参数,本文利用智能粒子群算法进行参数整定和优化,并对比了不同控制算法的控制性能指标。最后,基于硬件设计和算法开发,本论文对模拟式力平衡反馈控制系统的性能指标进行了测试与对比分析。试验通过对比幅频特性曲线、相频特性曲线和灵敏度,揭示了模拟式力平衡反馈机制性能。研究结果表明,所设计的地震检波器通带范围达到0.4-350Hz。在3Hz至110Hz频率之间,闭环系统灵敏度维持在200V/m/s-230V/m/s范围内,能有效抵御外界干扰。开环系统在3.4 Hz灵敏度达到了1467V/m/s,能在特定需求下展现出更高的灵敏度。本文的研究成果不仅为地震检波器的设计和应用提供了有力支持,也为相关领域的研究者提供了有益参考。

关键词：电化学地震检波器反馈机制自适应神经网络控制信号处理

膨化秸秆还田对寒地水稻产量、品质及氮素利用的影响

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中国稻米 2022年第2期28卷 38-40,44页

作者：白重阳秦猛崔士泽赵爽杨丽爽韩文博郑桂萍刘丽华黑龙江八一农垦大学农学院黑龙江大庆163319

以垦粳8号为材料,采用盆栽试验,研究不同膨化秸秆还田量对寒地水稻产量、品质及氮素利用的影响。结果表明,膨化秸秆还田量为360 g/盆的处理对产量、氮素利用效果最好,较秸秆不还田处理增产1.68%,提高氮肥农学利用率6.61%;膨化秸秆还田量... 详细信息

以垦粳8号为材料,采用盆栽试验,研究不同膨化秸秆还田量对寒地水稻产量、品质及氮素利用的影响。结果表明,膨化秸秆还田量为360 g/盆的处理对产量、氮素利用效果最好,较秸秆不还田处理增产1.68%,提高氮肥农学利用率6.61%;膨化秸秆还田量为180 g/盆的处理在加工品质、营养品质和食味值等方面表现最佳。试验结果可为寒地水稻秸秆高效利用提供技术支撑。

关键词：水稻膨化秸秆产量品质氮素利用寒地

无压烧结温度对15%SiC/2009Al复合材料微观组织与力学性能的影响

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材料工程 2024年第5期52卷 76-82页

作者：边鹏博朱士泽张峻凡肖伯律马宗义沈阳理工大学材料科学与工程学院沈阳110158 中国科学院金属研究所沈阳110016

针对传统粉末冶金工艺制备成本高、制备效率低等问题,采用冷等静压结合无压烧结及热挤压工艺制备15%(体积分数,下同)SiC/2009Al复合材料。研究不同烧结温度(600,620,640℃)对15%SiC/2009Al复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:... 详细信息

针对传统粉末冶金工艺制备成本高、制备效率低等问题,采用冷等静压结合无压烧结及热挤压工艺制备15%(体积分数,下同)SiC/2009Al复合材料。研究不同烧结温度(600,620,640℃)对15%SiC/2009Al复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:在600℃下烧结,SiC与基体间的结合差,微观下可观察到较多的大尺寸孔隙,材料的致密度低,力学性能差;在640℃高温下烧结,坯锭产生大量液相,并溢出到坯锭表面,造成心部合金元素下降,此外,640℃会引发强烈的界面反应,生成较多大尺寸脆性相,成为材料断裂过程中的裂纹源,导致材料性能下降;620℃为最佳烧结温度,产生较多的液相能填充坯锭中的部分孔隙,进而提高材料致密度以及界面结合强度,复合材料的强度和塑性均取得最佳值,抗拉强度与屈服强度分别达到505,345 MPa,伸长率达到7.2%。

关键词： SiC颗粒铝基复合材料冷等静压烧结温度力学性能

淬火冷却方式及宏观取向对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能的影响

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材料工程 2024年第9期52卷 124-132页

作者：刘景新朱士泽肖伯律马宗义沈阳理工大学材料科学与工程学院沈阳110159 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

以7050铝合金为研究对象,研究热处理状态(空冷时效与水冷时效)和宏观取向(与轧制方向成0°,45°,90°)耦合作用对合金力学性能的影响。结果表明:水冷时效态的样品中析出相细小均匀弥散,晶界无析出带较窄。在空冷时效态下,过饱和的溶质... 详细信息

以7050铝合金为研究对象,研究热处理状态(空冷时效与水冷时效)和宏观取向(与轧制方向成0°,45°,90°)耦合作用对合金力学性能的影响。结果表明:水冷时效态的样品中析出相细小均匀弥散,晶界无析出带较窄。在空冷时效态下,过饱和的溶质不仅会以半共格的Al3Zr为核心形成粗大析出相,还会沿位错大量析出。此外,与水冷时效态相比,空冷时效态晶界相尺寸大幅增加,晶界无析出带显著宽化,不同宏观取向样品的强度和伸长率都明显下降。宏观取向对两种状态样品强度的差值影响较小,但对伸长率的差值影响较大。当拉伸方向与轧制方向成45°方向时,空冷诱导的伸长率下降幅度最小;当拉伸方向与轧制方向成90°时,下降幅度最大。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu合金析出相淬火敏感性织构

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不同除草剂对寒地水稻生理特性的影响

不同除草剂对寒地水稻生理特性的影响

铝粉粒径和热压温度对15%SiC/2009Al复合材料力学性能的影响

第十九届中国作物学会学术年会

作者：崔士泽刘丽华秦猛白重阳赵爽高小惠郑桂萍黑龙江八一农垦大学农学院

研究不同除草剂和不同浓度对寒地水稻的生理特性的影响,为除草剂的合理使用提供一定的科学依据。以龙粳31为供试材料,进行了3种除草剂各3种施用浓度(600 g/L丁草胺EW:1500 mL/hm、2100 mL/hm、2700 mL/hm;24%乙氧氟草醚EC:150 mL/hm、30... 详细信息

研究不同除草剂和不同浓度对寒地水稻的生理特性的影响,为除草剂的合理使用提供一定的科学依据。以龙粳31为供试材料,进行了3种除草剂各3种施用浓度(600 g/L丁草胺EW:1500 mL/hm、2100 mL/hm、2700 mL/hm;24%乙氧氟草醚EC:150 mL/hm、300 mL/hm、450 mL/hm;25%双环磺草酮SC:1800 mL/hm、2400 mL/hm、3000 mL/hm)的试验,测定对照和各个处理下的水稻的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)、可溶性糖和可溶性蛋白质含量,以探讨不同除草剂和不同浓度对水稻植株的胁迫作用。结果表明,丁草胺EW在各个浓度均使POD、SOD、CAT、MDA、可溶性糖含量升高,可溶性蛋白降低。在2700 mL/hm时,与对照相比,MDA含量变化最不显著,可知,该除草剂在施用浓度为2700 mL/hm时影响较小。乙氧氟草醚EC在各个浓度均使POD、CAT、MDA、可溶性糖、可溶性蛋白含量升高,SOD降低,在300 mL/hm时,与对照相比,MDA含量变化最不显著,可知,该除草剂在施用浓度为300 mL/hm时影响较小。双环磺草酮SC在各个浓度均使POD、SOD、CAT、MDA、可溶性蛋白含量升高,可溶性糖降低,在1800 mL/hm时,与对照相比,MDA含量变化最不显著,可知,该除草剂在使用浓度为1800 m L/hm时影响较小。在三个除草剂中,乙氧氟草醚EC(300 mL/hm)对水稻的胁迫较弱,可以在水稻种植中应用。

关键词：水稻除草剂浓度生理抗氧化酶

来源： cnki会议评论

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材料研究学报 2024年第6期38卷 401-409页

作者：边鹏博韩修柱张峻凡朱士泽肖伯律马宗义中国科学院金属研究所、师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 沈阳理工大学材料科学与工程学院沈阳110159 北京空天飞行器总体设计部北京100094

将不同粒径(13μm和32μm)的Al粉在不同温度用粉末冶金加热挤压工艺制备出复合材料15%SiC/2009A1,用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和电子万能试验机对其表征,研究了Al粉的粒径对其微观组织和力学性能的影响。结果表明... 详细信息

将不同粒径(13μm和32μm)的Al粉在不同温度用粉末冶金加热挤压工艺制备出复合材料15%SiC/2009A1,用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和电子万能试验机对其表征,研究了Al粉的粒径对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,用小粒径Al粉在任一温度热压制备的复合材料其强塑性都优于用大粒径Al粉的材料。其原因有:一,大粒径Al粉使SiC颗粒分布不均匀;二,在用大粒径Al粉制备的复合材料中Cu、Mg元素扩散不均匀,与引入的Fe、O元素生成大尺寸难溶相;三,用大粒径Al粉制备的复合材料中SiC颗粒与铝基体的界面结合较弱(尤其是热压温度较低时),在拉伸变形过程中大量SiC颗粒与铝基体脱粘。用两种粒径Al粉制备的复合材料,随着热压温度的变化其断裂方式不同。用小粒径Al粉在不同温度热压制备的复合材料,其断裂方式均为铝基体的韧性撕裂和SiC颗粒断裂。用大粒径Al粉制备的复合材料低温热压时其断裂方式为SiC-Al界面脱粘,热压温度提高可改善界面结合,使断裂方式变为铝基体的韧性撕裂和SiC颗粒断裂。热压温度为580℃用两种粒径Al粉制备的复合材料力学性能最佳,尤其是用小粒径Al粉制备的材料其抗拉强度、屈服强度分别达到556 MPa、381 MPa,延伸率达到9.2%。

关键词：复合材料力学性能粉末冶金铝粉粒径热压温度

时效温度对SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料时效析出行为的影响

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金属学报 2024年第8期60卷 1043-1054页

作者：张冉朱士泽刘振宇柯于斌王东肖伯律马宗义中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 散裂中子源科学中心东莞523803 中国科学院高能物理研究所北京100049

SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料力学性能的提升需要充分理解SiC颗粒的添加对Al基体时效析出行为的影响。但由于受到表征手段的限制,其内在机制尚不明确。本工作结合原位小角中子散射、透射电子显微术和拉伸实验等手段,研究了时效温度(100和160... 详细信息

SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料力学性能的提升需要充分理解SiC颗粒的添加对Al基体时效析出行为的影响。但由于受到表征手段的限制,其内在机制尚不明确。本工作结合原位小角中子散射、透射电子显微术和拉伸实验等手段,研究了时效温度(100和160℃)对15%SiC(体积分数)增强Al-7.5Zn-1.8Mg-1.7Cu(质量分数,%)复合材料时效析出行为与沉淀强化机制的影响,并与Al-7.5Zn-1.8Mg-1.7Cu合金进行了对比。结果表明,100℃时效时,随着时效时间由0.5 h延长至3 h,复合材料中的析出相由GPI区演变为GPI区+GPII区,且尺寸明显增加。但由于该温度下时效动力学缓慢,析出相的体积分数仅略有增加。析出相尺寸和体积分数的增加均可以增大位错切过析出相的阻力,从而提升复合材料的沉淀强化能力。160℃时效温度下时效动力学加速,复合材料中析出相的尺寸和体积分数均随时效时间的延长而增加,析出相类型也由时效0.5 h的GPII区+η'相演变为时效3 h的η'相+η相。此时的沉淀强化机制以绕过型为主,尽管析出相体积分数的增加有利于提高复合材料的强度,但其尺寸的增大以及强化能力较差的平衡相η相的出现却会削弱强化效果,因此复合材料的屈服强度随时效时间的延长仅有小幅提高。与Al-7.5Zn-1.8Mg-1.7Cu合金相比,100与160℃时效3 h后复合材料的屈服强度均降低,但相关机制并不相同。100℃时效时2种材料中析出相的类型和尺寸大致相同,但复合材料由于SiC/Al界面反应消耗Mg导致析出相的体积分数减少,从而使得沉淀强化能力减弱。160℃时效时加速的时效动力学补偿了Mg消耗引起的析出相体积分数的减少,但复合材料中较低的空位浓度导致析出相粗化且平衡相η相占比增加,这也会削弱其沉淀强化能力。

关键词： SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料时效析出行为强化机制小角中子散射