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基于多标记深度森林算法的冷鲜羊肉新鲜度无损检测方法

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 580-587页

作者：徐子洋姜新华白洁张文婧李靖内蒙古农业大学计算与信息工程学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古自治区农牧业大数据研究与应用重点实验室内蒙古呼和浩特010018

羊肉新鲜程度受多种因素影响,其检测一般要从感官性状、分解的理化产物和微生物繁殖程度等方面进行。然而基于单一指标的羊肉新鲜度检测局限性大,适用性低,很难综合评价羊肉新鲜程度,而且传统检测方法操作复杂,效率低,不能满足日常实际... 详细信息

羊肉新鲜程度受多种因素影响,其检测一般要从感官性状、分解的理化产物和微生物繁殖程度等方面进行。然而基于单一指标的羊肉新鲜度检测局限性大,适用性低,很难综合评价羊肉新鲜程度,而且传统检测方法操作复杂,效率低,不能满足日常实际需求。高光谱成像技术作为一种快速、无损、高效的检测技术,可以有效地获取冷鲜羊肉腐败过程中表面、内部组成和理化变化信息。提出一种基于改进深度森林算法的冷鲜羊肉新鲜度评价模型,增加特征筛选挖掘与多个评价指标相关的光谱信息,同时增加层增长控制有效防止模型过拟合。采集了0~14天4℃贮藏环境中羊肉样本的400~1000 nm高光谱数据,采用实验室方法测定了样本的挥发性盐基氮(TVB-N)、pH值、菌落总数(TAC)和大肠菌群近似数(ANC)指标值。选择感兴趣区域提取光谱数据,通过S-G平滑滤波法和多元散射校正法对原始光谱数据进行预处理,利用连续投影法提取了18个特征波段。将数据集按照3∶1划分为训练集和测试集;利用本文提出的改进深度森林算法建立新鲜度等级分类模型。结果表明,新鲜度等级分类总体精度为0.9857,并利用hamming loss、one-error、ranking loss和marco-AUC四种多标记度量指标评价模型性能,分别为0.0257、0.0143、0.0142和0.9986,均优于传统多标记分类算法也表明,该多指标新鲜度评价模型可用于羊肉新鲜度的快速无损检测,改善了单一新鲜度检测指标模型分类的局限性,为后续高光谱成像技术的多指标无损检测提供了方法。

关键词：高光谱冷鲜羊肉新鲜度多标记分类深度森林

不同施氮水平对油莎豆农田土壤养分表观平衡和块茎产量的影响

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干旱区研究 2024年第1期41卷 71-79页

作者：曹秭琦路战远任永峰赵小庆王建国侯智慧韩云飞王登云尚学燕段锐内蒙古农牧业科学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古巴彦淖尔市磴口县农牧业技术推广中心内蒙古巴彦淖尔015200

研究不同施氮水平下沙质土壤油莎豆(Cyperus esculentus)土壤养分表观平衡及块茎产量,为沙质土壤油莎豆科学施氮提供理论依据。以油莎豆品种“中油莎1号”为研究对象,分别设置0 kg·hm^(-2)(N0)、75 kg·hm^(-2)(N1)、150 kg·hm^(-2)(... 详细信息

研究不同施氮水平下沙质土壤油莎豆(Cyperus esculentus)土壤养分表观平衡及块茎产量,为沙质土壤油莎豆科学施氮提供理论依据。以油莎豆品种“中油莎1号”为研究对象,分别设置0 kg·hm^(-2)(N0)、75 kg·hm^(-2)(N1)、150 kg·hm^(-2)(N2)、225 kg·hm^(-2)(N3)4个施氮水平。分析4个施氮水平对油莎豆农艺性状、土壤表观养分平衡及块茎产量的影响。结果表明:随着施氮量增加,两地油莎豆茎蘖数、株高、单片叶面积等均有增加,但过高的施氮量会造成油莎豆地上部徒长,导致产量下降;施氮量为150 kg·hm^(-2)(N2),油莎豆最大根长、根体积等农艺性状最优,油莎豆整株干重及块茎产量均最高,块茎鲜产可达到9298.87~10336.06 kg·hm^(-2);两地氮素表观盈余率在0 kg·hm^(-2)(N0)和75 kg·hm^(-2)(N1)水平下均为负值,150 kg·hm^(-2)(N2)和225 kg·hm^(-2)(N3)水平下均为正值,表明两地氮素均在N2水平即施氮量为150 kg·hm^(-2)时达到氮素平衡状态。冗余分析也表明油莎豆茎蘖数、最大根长、根体积、氮携出量是驱动油莎豆干物质及块茎产量形成的主要因素。因此在北方沙质土壤条件下,N素施入量为150 kg·hm^(-2)时,可促进油莎豆对养分的吸收、维持土壤表观养分平衡,有利于油莎豆良好的生长发育和产量的提高。

关键词：油莎豆施氮水平农艺性状块茎产量土壤养分表观平衡

语义流引导采样结合注意力机制的脑肿瘤图像分割

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光学精密工程 2024年第4期32卷 565-577页

作者：宋建丽吕晓琪谷宇内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头市014010 内蒙古工业大学信息工程学院内蒙古呼和浩特010051

U型网络结构的脑肿瘤自动分割方法由于多次卷积和采样操作会造成信息损失,导致分割效果不佳。为解决这一问题,提出了能够利用语义信息流引导上采样特征恢复的特征对齐单元,并在此基础上设计轻量级的双重注意力特征对齐网络(DAFANet)。首... 详细信息

U型网络结构的脑肿瘤自动分割方法由于多次卷积和采样操作会造成信息损失,导致分割效果不佳。为解决这一问题,提出了能够利用语义信息流引导上采样特征恢复的特征对齐单元,并在此基础上设计轻量级的双重注意力特征对齐网络(DAFANet)。首先,将特征对齐单元分别引入3D UNet、DMFNet和HDCNet三个经典网络,以验证其有效性和泛化性。其次,在DMFNet基础上构造轻量级的双重注意力特征对齐网络DAFANet,利用特征对齐单元强化上采样过程中的特征恢复,3D期望最大化注意力机制同时作用于特征对齐路径和级联路径,用于重点获取上下文的全程依赖关系。同时使用广义Dice损失函数提升数据不平衡时的分割精度并加快模型收敛。最后,在BraTS2018和BraTS2019公开数据集进行验证,文中所提算法在ET,WT和TC区域的分割精度分别达到80.44%,90.07%,84.57%和78.11%,90.10%,82.21%。相较于当前流行的分割网络,具有对增强肿瘤区域更好的分割效果,更擅长处理细节和边缘信息。

关键词：脑肿瘤图像分割特征对齐注意力机制轻量化

蒙古冰草脱水素基因生物信息学识别及表达分析

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草地学报 2024年第3期32卷 684-692页

作者：翟永青马艳红范菠菠房永雨张学峰于卓李坤吴婧闫秀秀赵彦内蒙古农业大学农学院内蒙古呼和浩特010019 内蒙古自治区农牧业科学院草原研究所内蒙古呼和浩特010031 内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古呼和浩特010018

为挖掘蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)干旱胁迫响应的脱水素基因,本研究在转录组测序数据的基础上,利用生物信息学方法对蒙古冰草脱水素基因进行理化性质、亚细胞定位、保守基序、系统发育进化分析,对不同干旱处理的脱水素基因进... 详细信息

为挖掘蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)干旱胁迫响应的脱水素基因,本研究在转录组测序数据的基础上,利用生物信息学方法对蒙古冰草脱水素基因进行理化性质、亚细胞定位、保守基序、系统发育进化分析,对不同干旱处理的脱水素基因进行差异表达分析。结果表明:共筛选到6个具有脱水素蛋白保守结构域的蒙古冰草脱水素基因,蛋白大小在81~275个氨基酸残基之间;分子量在0.83~2.75 kD之间;理论等电点在5.14~10.00之间;6个脱水素基因预测均位于细胞核;AmDHNs基因编码的蛋白均包括motif1和motif2;系统进化树发现DN14936_c0_g6,DN18948_c1_g4与已知具有抗旱功能的基因具有较高同源性。qRT-PCR分析与对照(CK)相比5个基因在干旱处理下显著差异表达,1个基因的表达量差异不显著,综合转录组测序数据和qRT-PCR分析表明6个基因的表达量随干旱处理时间延长总体呈上升趋势。本研究可为蒙古冰草抗旱相关脱水素基因的生物学功能验证提供理论基础。

关键词：蒙古冰草脱水素基因生物信息学分析干旱胁迫

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边界层和压力滞后对翼型动态失速性能的影响

工程力学 2024年第2期41卷 236-243页

作者：李治国陈猛张雅静高志鹰汪建文内蒙古工业大学机械工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古建筑职业技术学院交通与市政工程学院内蒙古呼和浩特010070 内蒙古工业大学风能与太阳能利用技术教育部重点实验室内蒙古呼和浩特010051

为优化动态失速模型经验常数,提升动态失速发生时翼型气动性能预测精度,该文基于B-L动态失速模型,结合内蒙古工业大学风能太阳能利用技术教育部重点实验室风洞实验数据,探究压力滞后及边界层滞后时间常数对翼型动态失速性能的影响。主... 详细信息

为优化动态失速模型经验常数,提升动态失速发生时翼型气动性能预测精度,该文基于B-L动态失速模型,结合内蒙古工业大学风能太阳能利用技术教育部重点实验室风洞实验数据,探究压力滞后及边界层滞后时间常数对翼型动态失速性能的影响。主要结论如下:压力滞后与边界层滞后时间常数对动态升力系数的影响较大且与平均攻角有关。当平均攻角相对较小且气流处于附着流动与分离流动之间时,适当减小时间常数可使动态失速模型计算结果更接近实验值;当平均攻角相对较大,气流处于分离流动与完全分离流动时,可适当增大时间常数值。压力滞后与边界层滞后时间常数对动态阻力系数的影响不显著。动态升力系数仅在攻角逐渐减小的完全分离流动过程中,随着边界层滞后时间常数的增大而减小。

关键词： B-L简化模型风洞试验动态失速动态升力系数动态阻力系数时间常数

喷雾热解法直接制备微泡中空结构铈锆固溶体的研究

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 559-567页

作者：王振峰赵爽伍永福黄娟刘中兴马守营内蒙古科技大学稀土工程技术学院内蒙古包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学轻稀土清洁提取与应用内蒙古自治区工程研究中心内蒙古包头014010

利用喷雾热解工艺,以氧氯化锆、稀土萃取分离液氯化铈为原料,柠檬酸为助剂,制备了含碳铈锆复合氧化物前驱体,经二次焙烧后成功制备出低氯且具有中空结构、比表面积为22.8~36.3 m^(2)·g^(-1)的铈锆复合氧化物。对制备出的样品用X射线衍... 详细信息

利用喷雾热解工艺,以氧氯化锆、稀土萃取分离液氯化铈为原料,柠檬酸为助剂,制备了含碳铈锆复合氧化物前驱体,经二次焙烧后成功制备出低氯且具有中空结构、比表面积为22.8~36.3 m^(2)·g^(-1)的铈锆复合氧化物。对制备出的样品用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)和比表面积分析(BET)进行了表征。FESEM分析结果显示样品的厚度随着柠檬酸摩尔比的增加逐渐变薄。BET分析结果显示样品的比表面积在铈锆-柠檬酸的摩尔比中存在最大值,在摩尔比为1∶1.5时比表面积达到最大值,为36.3 m^(2)·g^(-1)左右,制备的微泡中空结构颗粒尺寸在1.1~11.3μm之间,可为稀土萃取分离液直接制备稀土材料的短流程绿色制备工艺提供参考。

关键词：铈锆固溶体喷雾热解微泡中空结构

阴山北麓农牧交错区不同弃耕演替时期土壤质量评价

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草业科学 2024年第3期41卷 548-560页

作者：乌云嘎郑佳华李邵宇邢佳庆赵天启乔荠瑢张峰张彬王占海赵萌莉内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古呼和浩特010019 内蒙古农业大学草地资源教育部重点实验室内蒙古呼和浩特010019 呼伦贝尔市农牧技术推广中心内蒙古呼伦贝尔021008

本研究采用空间代替时间的方法,以天然草地作为对照,分析了内蒙古阴山北麓农牧交错带两种不同类型的草原(荒漠草原和典型草原)中的农田及3个不同恢复年限(5年、15年和20年)弃耕地的土壤理化性质,并采用主成分分析法对土壤质量进行综合... 详细信息

本研究采用空间代替时间的方法,以天然草地作为对照,分析了内蒙古阴山北麓农牧交错带两种不同类型的草原(荒漠草原和典型草原)中的农田及3个不同恢复年限(5年、15年和20年)弃耕地的土壤理化性质,并采用主成分分析法对土壤质量进行综合评价。研究发现,弃耕后,土壤含水率、饱和导水率、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤有机碳、全磷、有效磷含量增加;土壤容重、硝态氮、铵态氮、全氮含量逐渐降低;土壤最大持水率指标在荒漠草原呈上升趋势,在典型草原下降;毛管持水率、田间持水率无显著变化(P>0.05);弃耕后,荒漠草原土壤pH降低,典型草原pH升高。基于统计分析的土壤质量得分表明,影响荒漠草原土壤质量的主要因素为土壤有机碳、非毛管孔隙度、容重、全氮,其土壤质量综合得分高低依次为天然草地>弃耕5年>弃耕20年>弃耕15年>农田,影响典型草原土壤质量的主要因子是pH、容重、饱和导水率、有机碳,其综合得分高低依次为天然草地>弃耕15年>弃耕20年>弃耕5年>农田。荒漠草原样地中,农田、弃耕地的土壤质量得分均低于平均水平,典型草原样地中弃耕15、弃耕20年、天然草地的土壤质量得分高于平均水平。由此可知,自发恢复有利于弃耕地的恢复。本研究结果表明,弃耕20年足以使典型草原弃耕地恢复至天然草地状态,但荒漠草原土壤尚未达到其最高土壤质量,需要使用更长的时间进行恢复,且针对荒漠草原与典型草原区需要制定不同的弃耕地土壤质量恢复策略。

关键词：弃耕恢复荒漠草原典型草原农田土壤物理性质土壤化学性质土壤健康

不同品种马铃薯幼苗对NaHCO_(3)胁迫的响应及耐碱能力指标筛选

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植物营养与肥料学报 2024年第4期30卷 745-756页

作者：逯春杏刘玉龙吴娟苑志强胡戎朔张胜王晓娇曹春梅张必周逯海林内蒙古农业大学内蒙古呼和浩特010018 内蒙古自治区农牧业科学院内蒙古呼和浩特010030 扎赉特旗农牧和科技局内蒙古兴安盟扎赉特旗137600 呼伦贝尔市农牧技术推广中心内蒙古呼伦贝尔021008 商都县科学技术事业发展中心内蒙古乌兰察布商都县013450

[目的]探究不同马铃薯品种对NaHCO_(3)胁迫的响应机制,为选育耐碱性较强的马铃薯品种提供理论依据。[方法]以V_(7)、后旗红、克新1号、兴佳2号、荷兰15号、康尼贝克6个品种马铃薯为研究对象,以1/2霍格兰(Hoagland)营养液为母液进行了水... 详细信息

[目的]探究不同马铃薯品种对NaHCO_(3)胁迫的响应机制,为选育耐碱性较强的马铃薯品种提供理论依据。[方法]以V_(7)、后旗红、克新1号、兴佳2号、荷兰15号、康尼贝克6个品种马铃薯为研究对象,以1/2霍格兰(Hoagland)营养液为母液进行了水培试验。营养液设置6个NaHCO_(3)浓度,分别为0、10、20、30、40、50 mmol/L,选择出苗后7天的马铃薯幼苗,缓苗3天后进行碱胁迫处理。胁迫处理7天后,调查马铃薯幼苗株高、茎粗、主根长,分析叶片含氮量和叶绿素相对含量,分析根系脯氨酸含量、过氧化物酶(POD)活性、过氧化物歧化酶(SOD)活性以及过氧化氢酶(CAT)活性等11项生理指标。[结果]随着碱胁迫浓度的增加,各品种马铃薯幼苗生长受到不同程度的影响,在碱浓度30、40、50 mmol/L胁迫处理下,V_(7)根长较0 mmol/L处理分别增加了54.37%、46.04%、25.58%,其余5个品种根长均显著低于0 mmol/L。50 mmol/L胁迫处理下,各品种株高、茎粗均显著低于碱浓度0 mmol/L处理。各品种叶片含氮量、叶绿素相对含量随胁迫浓度增加呈现不同的变化趋势,V_(7)、后旗红、克新1号叶片含氮量均在40 mmol/L处理下达到峰值,兴佳2号叶绿素相对含量在50mmol/L处理下达到峰值,而荷兰15号、康尼贝克叶片含氮量、叶绿素相对含量均在50mmol/L处理达到最小值。各品种幼苗根系活力呈先增后降的趋势,碱浓度40 mmol/L胁迫处理下,V_(7)、后旗红根系活力显著高于0mmol/L,而荷兰15号的降幅达80%以上。各品种幼苗根系中丙二醛含量随胁迫程度加剧而增加,但V_(7)的丙二醛含量始终低于其他品种。各品种幼苗根系CAT活性、SOD活性均呈先升后降变化趋势,其中V_(7)、后旗红、克新1号、兴佳2号的CAT活性、SOD活性高于康尼贝克和荷兰15号。利用主成分分析计算得到5个特征值>1的归一化指标,其对碱胁迫抗性的累积贡献率达80.07%,符合主成分分析要求,因此将11个指标转化为7项生理指标,包括:株高、茎粗、叶片含氮量、叶绿素相对含量、脯氨酸含量、POD活性、CAT活性。[结论]株高、茎粗、叶片含氮量、叶绿素相对含量、脯氨酸含量、POD活性、CAT活性这7项生理指标可作为马铃薯耐碱性能力强弱的评价指标。综合各项指标筛选出耐碱能力较强的品种为V_(7),后旗红、克新1号、兴佳2号耐碱能力中等,康尼贝克与荷兰15号耐碱性较弱。

关键词：马铃薯 NaHCO_(3)胁迫耐碱性耐碱能力指标

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内蒙古荒漠草原区不同弃耕地植物物种生态位

草业科学 2024年第7期41卷 1571-1582页

作者：王文琼张峰郑佳华李邵宇何江峰杨立山张彬赵萌莉内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古呼和浩特010010 内蒙古自治区农牧业科学院生物技术研究所内蒙古呼和浩特010031

生态位特征能够准确反映植物种群间的相互关系。为研究弃耕年限对植物物种生态位特征的影响,在内蒙古荒漠草原区,分别选取弃耕5年、弃耕15年、弃耕20年3个不同恢复阶段的植物群落样地,并以天然草地作为对照,通过对植物种群Shannon-Wiene... 详细信息

生态位特征能够准确反映植物种群间的相互关系。为研究弃耕年限对植物物种生态位特征的影响,在内蒙古荒漠草原区,分别选取弃耕5年、弃耕15年、弃耕20年3个不同恢复阶段的植物群落样地,并以天然草地作为对照,通过对植物种群Shannon-Wiener生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数进行分析,探讨弃耕地植物群落组成的演替规律。结果表明:弃耕演替阶段重要值较高的物种逐渐由一、二年生植物转为多年生禾草,生态位宽度最大物种也由一年生植物转变为多年生植物,但仍与天然草地生态位宽度最大的物种不同。弃耕20年和天然草地生态位重叠程度整体高于弃耕5年与弃耕15年;弃耕15年生态位重叠主要集中在猪毛蒿(Artemisia scoparia)和栉叶蒿(Neopallasia petinata)之间;天然草地和弃耕20年处理下生态位重叠最大的物种对为短花针茅(Stipa breviflora)和栉叶蒿(Neopallasia petinata)。本研究表明,随着弃耕年限增加,弃耕地植物群落特征逐渐向天然草地方向演替。

关键词：荒漠草原弃耕演替优势种生态位宽度生态位重叠物种重要值天然草地