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Predicting nitrogen use efficiency,nitrogen loss and dry matter intake of individual dairy cows in late lactation by including mid‑infrared spectra of milk samples

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Journal of Animal Science and Biotechnology 2023年第3期14卷 1287-1299页

作者： Rui Shi wenqi lou Bart Ducro Aart van der Linden Han A.Mulder Simon J.Oosting Shengli Li Yachun Wang Laboratory of Animal Genetics Breeding and ReproductionMinistry of Agriculture of ChinaNational Engineering Laboratory of Animal BreedingCollege of Animal Science and TechnologyChina Agricultural UniversityBeijing 100193China Wageningen University&Research Animal Breeding and Genomics P.O.Box 3386700 AH Wageningenthe Netherlands Animal Production System Group Wageningen University&ResearchP.O.Box 3386700 AH Wageningenthe Netherlands

Background Nitrate leaching to groundwater and surface water and ammonia volatilization from dairy farms have negative impacts on the ***,the increasing demand for dairy products will result in more pollution if N losses are not ***,a more efficient,and environmentally friendly production system is needed,in which nitrogen use efficiency(NUE)of dairy cows plays a key *** genetically improve NUE,extensively recorded and cost-effective proxies are essential,which can be obtained by including mid-infrared(MIR)spectra of milk in prediction models for *** study aimed to develop and validate the best prediction model of NUE,nitrogen loss(NL)and dry matter intake(DMI)for individual dairy cows in *** A total of 86 lactating Chinese Holstein cows were used in this *** data editing,704 records were obtained for calibration and *** prediction models with three different machine learning algorithms and three kinds of pre-processed MIR spectra were developed for each *** showed that the coefficient of determination(R2)of the best model in within-herd validation was 0.66 for NUE,0.58 for NL and 0.63 for *** external validation,reasonable prediction results were only observed for NUE,with R2 ranging from 0.58 to 0.63,while the R2 of the other two traits was below *** infrared waves from 973.54 to 988.46 cm−1 and daily milk yield were the most important variables for *** The results showed that individual NUE can be predicted with a moderate accuracy in both within-herd and external *** model of NUE could be used for the datasets that are similar to the calibration *** prediction models for NL and 3-day moving average of DMI(DMI_a)generated lower accuracies in within-herd *** also indicated that information of MIR spectra variables increased the predictive ability of ***,pre-processed MIR spectra do not result in higher acc

关键词： Dairy cow Environment Mid-infrared spectra Nitrogen use efficiency Prediction

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面向3D-CNN的算法压缩-硬件设计协同优化

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计算机工程与应用 2023年第18期59卷 74-83页

作者：钱佳明娄文启宫磊王超周学海中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230027 中国科学技术大学苏州高等研究院江苏苏州215123

近年来,三维卷积神经网络(3D-CNN)在计算机视频分类领域的优异表现使其受到了广泛关注。然而,相比于2D-CNN,3D-CNN显著增大的计算、存储需求不可避免地带来了部署时的性能与能效问题,严重限制了其在硬件资源受限场景下的适用性。为了应... 详细信息

近年来,三维卷积神经网络(3D-CNN)在计算机视频分类领域的优异表现使其受到了广泛关注。然而,相比于2D-CNN,3D-CNN显著增大的计算、存储需求不可避免地带来了部署时的性能与能效问题,严重限制了其在硬件资源受限场景下的适用性。为了应对该挑战,提出了一种面向3D-CNN高效部署的算法-硬件协同设计与优化方法3D FCirCNN。在算法优化层面,首次使用分块循环矩阵对3D-CNN进行压缩并且进一步通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)进行加速,在保证模型规则性的前提下显著降低了模型的计算和存储开销。在此基础上,引入了频域内的激活、批归一化以及池化操作,通过实现全频域推理有效消除了由于FFT所带来的时域/频域切换开销。在硬件设计层面,为分块循环矩阵压缩后的3D-CNN设计了一个专用的硬件加速架构,并作出了一系列面向硬件资源和内存带宽的优化。在Xilinx ZCU102 FPGA上的实验表明,相较于以往最先进的工作,3D FCirCNN在可接受的精度损失范围内(<2%)取得了16.68倍的性能提升和16.18倍的计算效率提升。

关键词：三维卷积神经网络循环矩阵全频域现场可编程门阵列

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动态重构硬件加速中的性能开销建模

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计算机工程与应用 2022年第6期58卷 69-79页

作者：苑福利宫磊娄文启陈香兰中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230027

近年来,随着可重构计算方法和可重构硬件特性的不断演进,基于FPGA动态部分重构技术构建运行时可重构加速器已经成为解决传统加速器设计中硬件资源限制问题的重要途径。然而,区别于传统静态重构加速器,FPGA的动态重构开销是影响硬件加速... 详细信息

近年来,随着可重构计算方法和可重构硬件特性的不断演进,基于FPGA动态部分重构技术构建运行时可重构加速器已经成为解决传统加速器设计中硬件资源限制问题的重要途径。然而,区别于传统静态重构加速器,FPGA的动态重构开销是影响硬件加速整体性能的重要因素,而目前尚缺少能够在可重构硬件设计的早期阶段进行动态重构开销精确估算的相关方法。为此,通过对主流FPGA的比特流配置文件进行剖析,提出了一种基于可重构功能模块消耗的资源估算相应部分重构比特流文件大小的方法,并在此基础上构建了运行时重构的性能开销模型。作为验证,在Xilinx VC709 FPGA平台对神经网络计算方法如Winograd算法、FFT算法、GEMM算法和加密算法如AES、DES等进行了动态重构模式下的硬件部署。实验结果表明,所提出的性能开销模型可以对不同算法的动态重构开销进行快速评估,并达到了平均98%的准确率,能够便捷地应用于动态重构加速器设计中。

关键词：动态重构代价模型现场可编程门阵列(FPGA) 硬件加速

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δ-MnO_(2)原位负载纳米木质素基分级多孔炭的制备及其电化学性能

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化工进展 2024年第2期43卷 1013-1021页

作者：娄瑞牛涛嫄曹启航张依依雷雯祺卢聪敏王志伟陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021 广西大学轻工与食品工程学院广西清洁化制浆造纸与污染控制重点实验室广西南宁530004

由于生物质具有来源广泛、成本低廉、可再生等优点,近年来生物质基多孔炭作为电极材料在超级电容器方面的应用被广泛研究。本文以麦草生物质分离得到的纳米木质素(lignin nanoparticles,LNP)为炭前体,经碳酸锌活化预处理后在不同热解温... 详细信息

由于生物质具有来源广泛、成本低廉、可再生等优点,近年来生物质基多孔炭作为电极材料在超级电容器方面的应用被广泛研究。本文以麦草生物质分离得到的纳米木质素(lignin nanoparticles,LNP)为炭前体,经碳酸锌活化预处理后在不同热解温度(600~800℃)下制备LNP基分级多孔炭(LPC)。并通过溶液反应法将δ-MnO_(2)纳米晶原位负载于LPC上,成功合成具有三维(3D)纳米片状结构的炭基复合材料(MnO_(2)/LPC)。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱仪等手段耦合电化学性能测试技术,对MnO_(2)/LPC的微观形貌、结构组成及电化学性能等进行表征。研究结果显示,LNP衍生LPC的热解温度对δ-MnO_(2)原位生长行为有着重要影响。当LPC的热解温度从600℃升高到800℃时,原位生长的MnO_(2)从纳米簇状颗粒逐渐演变成3D交联的多孔纳米片层结构。此外,以MnO_(2)/LPC制备的工作电极表现出优异的电化学性能。当电流密度为1A/g时,在800℃下的MnO_(2)/LPC具有最高的质量比电容(145F/g);当电流密度增大至5A/g时,其比电容量仍保持为110F/g,并具有良好的倍率性能(75.9%);同时,该复合材料组装成的对称超级电容器在二电极体系下具有较高的比电容(87F/g)和能量密度(3.03W·h/kg)。

关键词：纳米木质素多孔炭二氧化锰电化学

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EMD与温度剔除方法在桥梁应变处理中的应用研究

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山西建筑 2018年第16期44卷 138-139页

作者：楼文祺浙江工业大学浙江杭州310014

通过对嘉兴某桥的桥梁健康监测数据进行处理,讨论EMD分解后IMF的重组方式,并结合MATLAB数值模拟和实测数据信噪比分析结果得出实用EMD方法,最后分析温度应变关系,得到温度效应剔除方法,探讨两种方法的组合在应变数据处理中的应用。

关键词： EMD 温度应变应变处理

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无创呼吸机治疗慢阻肺合并Ⅱ型呼吸衰竭的临床效果分析

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中外医疗 2024年第20期43卷 54-57页

作者：郑文奇周裕祥娄婷婷贵州省金沙县人民医院呼吸与危重症医学科贵州毕节551800 贵州航天医院呼吸与危重症医学科贵州遵义563003 桐梓县人民医院呼吸与危重症医学科贵州桐梓563200

目的分析慢性阻塞性肺疾病(简称慢阻肺)合并Ⅱ型呼吸衰竭患者应用不同通气治疗的临床效果。方法方便选取2021年1月—2022年12月贵州省金沙县人民医院收治的94例慢阻肺并Ⅱ型呼吸衰竭患者为研究对象。遵照随机数表字法分为两组,每组47例... 详细信息

目的分析慢性阻塞性肺疾病(简称慢阻肺)合并Ⅱ型呼吸衰竭患者应用不同通气治疗的临床效果。方法方便选取2021年1月—2022年12月贵州省金沙县人民医院收治的94例慢阻肺并Ⅱ型呼吸衰竭患者为研究对象。遵照随机数表字法分为两组,每组47例。两组患者均予以常规治疗,在常规治疗基础上,对比组给予有创通气治疗,观察组给予无创呼吸机治疗。对比两组患者的治疗效果。结果治疗前,两组患者肺功能指标水平对比,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,观察组肺功能指标水平高于对比组,差异有统计学意义(P0.05)。结论慢阻肺合并Ⅱ型呼吸衰竭患者应用常规治疗联合无创呼吸机治疗,可提升患者的血氧分压水平,减少心率波动,促进肺功能恢复。

关键词：无创呼吸机慢性阻塞性肺疾病 Ⅱ型呼吸衰竭

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烟草NtJAZ15基因对腺毛发生的影响

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中国烟草科学 2024年第2期45卷 80-89页

作者：裴文毅张新要朱文奇季盈彤娄哲刘家豪闫筱筱崔红河南农业大学烟草学院郑州450046 湖南中烟工业有限公司长沙410007

为验证NtJAZ15对烟草腺毛发生的影响,探究NtJAZ15调控腺毛发生的分子机制,本研究从K326中克隆了NtJAZ15基因,并对其进行了生物信息学和组织表达模式分析,通过创制NtJAZ15敲除和过表达突变体,分析其对腺毛发生的调控作用。结果表明,NtJAZ... 详细信息

为验证NtJAZ15对烟草腺毛发生的影响,探究NtJAZ15调控腺毛发生的分子机制,本研究从K326中克隆了NtJAZ15基因,并对其进行了生物信息学和组织表达模式分析,通过创制NtJAZ15敲除和过表达突变体,分析其对腺毛发生的调控作用。结果表明,NtJAZ15-1和NtJAZ15-2在不同烟草品种中高度保守,具有典型的TIFY和Jas结构域,属于JAZ家族。NtJAZ15在各组织中均表达,且各组织中NtJAZ15-2表达量均高于NtJAZ15-1。NtJAZ15基因敲除突变体烟叶长柄和短柄腺毛密度增加,过表达突变体则相反。qRT-PCR结果表明NtJAZ15可显著影响NtWo、NtCycB2、NtHD9、NtHD12的表达,但对NtMIXTA的表达影响不显著。因此,NtJAZ15负调控烟草长柄和短柄腺毛发生,NtWo、NtCycB2、NtHD9、NtHD12可能参与NtJAZ15调控烟草腺毛发生。

关键词：烟草 NtJAZ15 基因编辑过表达腺毛

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奶牛育种中关注的新性状

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畜牧兽医学报 2021年第10期52卷 2687-2697页

作者：张海亮常瑶娄文琦王凯陈紫薇米思远温万王雅春中国农业大学动物科技学院农业农村部动物遗传育种与繁殖(家畜)重点实验室畜禽育种国家工程实验室北京100193 宁夏回族自治区畜牧工作站银川750004

各国奶牛群体的选育目标建立之后,选育目标一直在不断发展,选择指数中性状的组成、定义和权重等都在不断变化.奶牛的选育是从关注产奶性能而开始,随后增加了体型外貌性状.由于奶牛的健康和繁殖问题的增加以及社会对动物福利的不断关注,2... 详细信息

各国奶牛群体的选育目标建立之后,选育目标一直在不断发展,选择指数中性状的组成、定义和权重等都在不断变化.奶牛的选育是从关注产奶性能而开始,随后增加了体型外貌性状.由于奶牛的健康和繁殖问题的增加以及社会对动物福利的不断关注,20世纪末,世界范围内平衡育种理念在奶牛育种中逐渐形成,一些重要的功能性状加入各国的选择指数中;进入21世纪后,随着奶牛养殖业和社会的发展,育种家们开始关注和研究更多的性状,部分新性状已经开始在育种实践中选育应用.本文通过整理奶牛育种中有关新性状的研究并收集各国奶牛选育方案中的相关信息,综述了近十年奶业发达国家在奶牛遗传选育中正在研究或已经开始应用的新性状,并将这些新性状分为生产效率相关的新性状、应对环境挑战的新性状、健康福利相关的新性状、产品和加工相关的新性状及管理相关的新性状五大类,总结了这些性状的选育背景、定义方法、遗传基础和选育应用情况等,最后还总结了奶牛育种中新性状的研究应用过程,以期为我国奶牛遗传育种研究和育种目标完善提供一定的借鉴.

关键词：奶牛遗传选择新性状育种目标

来源：评论

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基于中国后裔信息的国内外荷斯坦公牛遗传水平比较研究

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中国畜牧杂志 2021年第11期57卷 86-94页

作者：陈紫薇张海亮娄文琦王凯常瑶刘林麻柱郭刚张胜利王雅春中国农业大学动物科学技术学院北京100193 北京奶牛中心北京100192 北京首农畜牧发展有限公司北京100029

本研究旨在利用北京及周边地区奶牛群体遗传评估的结果,比较不同冻精产地荷斯坦牛公牛的遗传水平,并归纳分析各性状遗传进展趋势。选取来源于42个牛场1987—2020年的DHI数据、体型鉴定以及生产数据,使用DMU软件对6个产奶性状、6个体型... 详细信息

本研究旨在利用北京及周边地区奶牛群体遗传评估的结果,比较不同冻精产地荷斯坦牛公牛的遗传水平,并归纳分析各性状遗传进展趋势。选取来源于42个牛场1987—2020年的DHI数据、体型鉴定以及生产数据,使用DMU软件对6个产奶性状、6个体型性状、5个健康性状、5个繁殖性状以及1个长寿性状进行遗传评估,将出生年度为1995—2014年的种公牛按照冻精产地分为进口、国产2类进行比较分析。结果表明:随着出生年份的增加,进口、国产公牛在产奶量、乳脂量、乳蛋白量和体型性状的遗传水平均呈上升趋势,且国产公牛遗传水平上升幅度大于进口公牛;进口、国产公牛健康性状的发病率估计育种值均呈下降趋势,健康状况遗传水平小幅改善,而繁殖性状和长寿性状的遗传水平均基本能保持平稳。总体来说,我国种公牛选育成效显著,且育种方向较为平衡。

关键词：荷斯坦牛冻精遗传评估遗传进展

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高原地区奶牛血液指标的影响因素分析

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畜牧兽医学报 2023年第5期54卷 1964-1978页

作者：黄上真马龙刚娄文琦宁景扬张海亮胡丽蓉扎琼李斌徐青巴桑罗布王雅春中国农业大学动物科技学院农业农村部动物遗传育种与繁殖(家畜)重点实验室畜禽育种国家工程实验室北京100193 新疆农业大学动物科学学院乌鲁木齐830052 瓦赫宁根大学与研究中心 P.O.Box 3386700 AH瓦赫宁根荷兰北京首农畜牧发展有限公司北京100029 拉萨市城关区农业农村局拉萨850000 西藏自治区农牧科学院畜牧兽医研究所拉萨850000 北京交通大学生命科学与生物工程研究院北京100044 山南市畜牧兽医总站山南856000

旨在探究我国高原地区奶牛血液指标的群体规律及其影响因素。本研究测定了拉萨地区不同纯度的荷斯坦牛共435头健康泌乳个体的18项血常规、3项血气、4项电解质和2项生化指标,进行表型相关性分析,并综合牛场、月龄、泌乳阶段、体况评分、... 详细信息

旨在探究我国高原地区奶牛血液指标的群体规律及其影响因素。本研究测定了拉萨地区不同纯度的荷斯坦牛共435头健康泌乳个体的18项血常规、3项血气、4项电解质和2项生化指标,进行表型相关性分析,并综合牛场、月龄、泌乳阶段、体况评分、荷斯坦牛血统比例和测定时间等影响因素进行方差分析。结果表明,高原地区奶牛群体白细胞计数、红细胞计数(red blood cells,RBC)和血小板计数分别为(7.66±2.14)×10^(9)个·L^(-1)、(6.94±0.74)×10^(12)个·L^(-1)和(405.73±224.48)×10^(9)个·L^(-1),氧分压(partial pressure of oxygen,PO_(2))和二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide,PCO_(2))分别为(11.28±1.61)kPa和(3.39±0.38)kPa。在27项血液指标中,平均红细胞血红蛋白浓度(mean corpuscular hemoglobin concentration,MCHC)、血小板分布宽度、血液酸碱度(pH)、钠离子浓度(Na+)和氯离子浓度在个体间变异较小,其变异系数小于5%。相关分析中,PCO_(2)与PO_(2)和pH的相关系数分别为-0.53和-0.55,呈中度负相关,血红蛋白浓度(hemoglobin,HGB)与红细胞压积(hematocrit,HCT)、平均红细胞体积(mean corpuscular volume,MCV)与平均红细胞血红蛋白含量(mean corpuscular hemoglobin,MCH)、血小板计数与血小板压积呈高度正相关关系(相关系数≥0.95)。方差分析中,月龄显著影响(P<0.05)15个血常规指标,体况评分和泌乳阶段显著影响除MCHC外的6个红细胞系统指标(P<0.05),HGB、HCT、MCV和MCH与荷斯坦牛血统比例呈显著负相关关系(P<0.05)。泌乳中期RBC最高,而MCV和MCH在此阶段最低。测定时间对PCO_(2)、Na+、钙离子浓度(Ca^(2+))、葡萄糖浓度(glucose,GLU)、乳酸浓度(lactic acid,LAC)和动脉血HCT有显著影响(P<0.05),其中PCO_(2)、Ca^(2+)和HCT均在12∶41-14∶10时出现极值。泌乳阶段对PCO_(2)、pH、钾离子浓度、GLU、LAC和动脉血HCT有显影响(P<0.05),泌乳初期动脉血GLU和LAC最低,PCO_(2)最高,碱性最弱。综上,血液指标不同程度地受到奶牛生理状态和外界因素的影响,利用血液指标开展高原牧场奶牛健康检测具有重要意义,并应考虑泌乳阶段、月龄、体况等因素的影响,并注意测定时间的选择。

关键词：血常规血气电解质生化指标高原奶牛

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