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超协调元

工程力学 2024年第S1期41卷 7-14页

作者：傅向荣王钰赵阳陈璞孙树立中国农业大学土木工程系北京100083 北京大学力学与工程科学系北京100871

该文提出一类超协调的单元理论。不同于在普通协调元中采用的线位移协调插值格式,超协调元的单元插值函数首先引入转角自由度等线位移导数的高阶协调假设,并通过积分推导,进而获得超协调的线位移模型。基于超协调元理论,该文构造了一类... 详细信息

该文提出一类超协调的单元理论。不同于在普通协调元中采用的线位移协调插值格式,超协调元的单元插值函数首先引入转角自由度等线位移导数的高阶协调假设,并通过积分推导,进而获得超协调的线位移模型。基于超协调元理论,该文构造了一类新型的三结点三角形平板壳元SCT。数值算例表明:与其他类型单元相比,基于超协调元理论的单元具有计算精度高和计算效率好的优势。该文所提出单元理论构造简单,超协调元理论可以成为构造高性能数值算法的一种新的通用理论。

关键词：超协调理论壳单元转角自由度有限单元法高阶分片检验

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新型无损检测技术在番茄品质检测中的研究与应用进展

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食品科学 2024年第1期45卷 289-300页

作者：韩子馨张丽丽张博邹方磊尚楠中国农业大学工学院北京100083

番茄是我国种植面积最广的蔬菜之一,受到广大消费者的青睐。近年来,随着人们对健康饮食需求的逐步提升,番茄的品质愈发受到关注。番茄形状较为规则,但不同品种间的大小、果型、颜色差异较大,蕴含的营养成分种类繁多、化学结构复杂,导致... 详细信息

番茄是我国种植面积最广的蔬菜之一,受到广大消费者的青睐。近年来,随着人们对健康饮食需求的逐步提升,番茄的品质愈发受到关注。番茄形状较为规则,但不同品种间的大小、果型、颜色差异较大,蕴含的营养成分种类繁多、化学结构复杂,导致其品质检测存在一定难度。传统番茄品质检测方法大多存在主观性强、破坏性强、耗时费力的缺点,难以满足大规模品质检测的需求。近年来,随着各类无损检测技术的发展,机器学习、多光谱技术、电子鼻/电子舌等新型检测方法也已逐步应用于番茄品质的快速、无损检测中。本文在传统番茄品质检测技术的基础上,重点总结了基于图像识别的人工智能、电子鼻技术和光谱技术在番茄无损检测方面的发展与应用,为番茄品质检测的研究与发展提供参考。

关键词：番茄品质检测可见-近红外光谱高光谱成像拉曼光谱电子鼻机器视觉

低磷信号调控独脚金内酯合成与水稻株型的核心机制

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科学通报 2024年第2期69卷 143-145页

作者：刘斌倪中福中国农业大学农学院北京100193

不开作物株型改良和化肥的大量施用[1,2].近年来,主要营养元素调控植物株型的分子机制逐渐成为研究热点.磷是植物生长发育必需的大量元素之一,土壤中易被植物直接吸收的无机磷盐含量较低,而生产磷肥所需的磷矿资源不可再生,磷矿的大量... 详细信息

不开作物株型改良和化肥的大量施用[1,2].近年来,主要营养元素调控植物株型的分子机制逐渐成为研究热点.磷是植物生长发育必需的大量元素之一,土壤中易被植物直接吸收的无机磷盐含量较低,而生产磷肥所需的磷矿资源不可再生,磷矿的大量开采在浪费资源的同时也造成了严重的环境污染.已有研究报道表明,在低磷胁迫下植物能够通过改变根系结构来促进磷的吸收.

关键词：大量元素水稻株型低磷胁迫根系结构无机磷磷矿资源独脚金内酯信号调控

植物根系特征与根区土壤水分高通量监测管道机器人研制

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农业工程学报 2024年第6期40卷 192-202页

作者：颜小飞王韵博宋晓波向梓薇杜太生程强北京林业大学工学院北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 中国农业大学中国农业水问题研究中心北京100083

研究水分胁迫下的根系特征对于节水农业的发展具有重大意义。针对现有根系观测与土壤水分监测方法难以满足野外条件下根系和根区水分的同步、原位、高通量监测的不足,该研究研制了一种基于STM32芯片的管道机器人系统。系统由管道机器人... 详细信息

研究水分胁迫下的根系特征对于节水农业的发展具有重大意义。针对现有根系观测与土壤水分监测方法难以满足野外条件下根系和根区水分的同步、原位、高通量监测的不足,该研究研制了一种基于STM32芯片的管道机器人系统。系统由管道机器人、数据基站与PVC透明管道组成,通过在土壤中埋设管道机器人系统,控制机器人搭载的微距相机与土壤水分传感器在巡航时拍摄根系图像,并获取土壤水分数据。由根系图像识别分割与提取程序对图像进行畸变校正与根系识别,获取管道方向上植株的根系面积、长度与密度等特征参数。实验室条件下进行相机拍摄效果、图像畸变校正、识别与分割误差及里程轮测距误差测试,以及土壤水分传感器标定试验。测试结果表明:1)管道机器人能够清晰地拍摄到根系图像,图像畸变校正效果较好,单个像素点长度和面积分别为44μm和0.002 mm^(2),单张根系图像的拍摄范围为14.17 mm×10.60 mm;2)土壤水分传感器输出电压与土壤体积含水率之间呈现良好线性关系,决定系数R^(2)为0.990;3)自主巡航定位准确度较高,平均相对误差为1.47%。在田间条件下进行的根系生长动态监测、根系信息提取、土壤水分监测与电池续航试验表明:1)管道机器人系统能够在田间环境下高通量地拍摄根系图像,监测根系的生长动态,并进一步提取出根系长度、面积、根面积密度等特征参数;2)根区土壤水分监测较为准确,测量结果与烘干法结果平均相对误差为2.23%;3)在系统初始满电量状态下,管道机器人系统独立运行时长不少于7 d,最大巡航监测距离约为48 m。本文研制的管道机器人系统可在田间条件下实现根系特征以及根区土壤水分的原位、高通量测量,为节水灌溉与根系生长研究提供技术支持。

关键词：机器人土壤水分图像识别根系特征高通量

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高职《动物生物化学》课前教学视频自主学习情况分析

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养殖与饲料 2024年第3期23卷 126-130页

作者：马建民王黎霞郭彤北京农业职业学院畜牧兽医系北京102442

[目的]为了实现高职课程课前视频学习资源的合理设计,帮助学生自主完成课前学习任务。[方法]通过分析《动物生物化学》课程的课前视频教学数据和课前学习的调查问卷,分析影响学生完成课前视频学习的主要因素和提出构建课前自主学习视频... 详细信息

[目的]为了实现高职课程课前视频学习资源的合理设计,帮助学生自主完成课前学习任务。[方法]通过分析《动物生物化学》课程的课前视频教学数据和课前学习的调查问卷,分析影响学生完成课前视频学习的主要因素和提出构建课前自主学习视频的策略。[结果]课前视频学习资源的实验性、交互性和案例性,有利于提高学生自主学习的完成率;课前视频学习资源的难度和长度会降低学生的完成率;大多数课前学习结果测试成绩与课前视频学习资源的反刍比不相关;学生们不愿在课前学习上投入太多时间。[结论]应减少课前学习视频的数量,降低学生自主学习的负担;教师应采取多种形式对学生的课前学习结果进行评价;课前视频学习资源的设计可以利用视频内容的实验性、交互性和案例性,平衡视频内容的难度和长度,以提高学生的观看完成率。

关键词：高职教育动物生物化学课前自主学习教学设计策略

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高职院校动物生理课程思政教学案例——以血型和输血原则为例

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山东畜牧兽医 2024年第5期45卷 92-94页

作者：郭彤曹授俊王黎霞马建民北京农业职业学院畜牧兽医系北京102442

在高职院校动物生理教学过程中融入思政元素,有助于促进学生综合能力的提高,从而培养德智体美劳全面发展的高素质技能型人才。教师根据不同的教学内容,积极主动地运用不同的教学方法和教学手段将多种思政元素(如将职业素养、团队协作精... 详细信息

在高职院校动物生理教学过程中融入思政元素,有助于促进学生综合能力的提高,从而培养德智体美劳全面发展的高素质技能型人才。教师根据不同的教学内容,积极主动地运用不同的教学方法和教学手段将多种思政元素(如将职业素养、团队协作精神、奉献精神、精益求精的科研精神和动物伦理意识等)自然融入动物生理教学过程中,以最终实现动物生理教学立德树人的根本目标。本文就血型和输血原则一节为例,探讨如何将思政元素有机融入其中。

关键词：高职院校动物生理课程思政教学案例

柔嫩艾美耳球虫热休克蛋白90和组蛋白4对DF-1细胞凋亡的影响

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中国兽医杂志 2024年第7期60卷 71-76页

作者：陈玲玲王黎霞葛玉杰王梦琦尹徽李治瀚郭璐嘉张建军安健北京农学院动物科学技术学院北京昌平102206 北京农业职业学院畜牧兽医系北京房山102442

为了探究柔嫩艾美耳球虫热休克蛋白90(EtHSP90)和组蛋白(EtH4)在体外对鸡胚成纤维细胞(DF-1细胞)凋亡的影响,本试验构建真核荧光表达质粒pEGFP-N1-EtHSP90和pEGFP-N1-EtH4并转染至DF-1细胞,用荧光显微镜观察转染效果,Western blot验证... 详细信息

为了探究柔嫩艾美耳球虫热休克蛋白90(EtHSP90)和组蛋白(EtH4)在体外对鸡胚成纤维细胞(DF-1细胞)凋亡的影响,本试验构建真核荧光表达质粒pEGFP-N1-EtHSP90和pEGFP-N1-EtH4并转染至DF-1细胞,用荧光显微镜观察转染效果,Western blot验证蛋白表达,流式细胞术检测DF-1细胞凋亡。结果显示,经验证成功构建重组质粒pEGFP-N1-EtHSP90和pEGFP-N1-EtH4。流式细胞术检测发现,pEGFP-N1-EtHSP90组早期凋亡率显著低于空白组、pEGFP-N1组和pEGFP-N1-EtH4组(P组早期凋亡率与空白组和pEGFP-N1组相比差异不显著(P>0.05)。因此,EtHSP90早期可抑制细胞凋亡,EtH4既不促进细胞凋亡,也不抑制细胞凋亡。本试验结果为后续深入探究2个蛋白的凋亡机制提供理论基础。

关键词：柔嫩艾美耳球虫热休克蛋白90 组蛋白4 细胞凋亡

基于作物水分亏缺指数和盐分淋洗系数的新疆棉田节水控盐优化方法

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农业工程学报 2024年第12期40卷 96-108页

作者：赵玉赵嘉滨范雯婧左强吴训盛建东蒋平安石建初新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐830052 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193

通过灌溉对作物根区土壤水盐环境进行适时适度的调控是促进新疆绿洲农业可持续健康发展的重要举措,其中最为关键的一环当属灌溉制度尤其是灌水定额的优化。为了提高灌水控盐效率,该研究以新疆沙湾市膜下滴灌盐碱棉田为研究对象,以当地... 详细信息

通过灌溉对作物根区土壤水盐环境进行适时适度的调控是促进新疆绿洲农业可持续健康发展的重要举措,其中最为关键的一环当属灌溉制度尤其是灌水定额的优化。为了提高灌水控盐效率,该研究以新疆沙湾市膜下滴灌盐碱棉田为研究对象,以当地传统灌溉制度为对照,在基于作物水分亏缺指数(plant water deficit index,PWDI)评估并实施智能灌溉的基础上开展了2 a(2021与2022)田间灌水控盐试验,通过设置不同的盐分淋洗系数(2021年:1.0与2.0;2022年:1.0、1.4、1.8、2.2与2.6)探讨灌水定额对土壤水盐运移与棉花生长以及水分吸收利用的影响。结果表明,在固定PWDI阈值(评估值超过阈值时开启灌水)的情况下,在一定范围内随着盐分淋洗系数的增大,灌水定额增加,灌水周期延长,灌水总量增大,更多盐分被被淋洗到根区下部甚至根区以下,从而改善根域水盐环境,减轻水盐胁迫,促进棉花生长并增产,但灌溉水利用效率呈缓慢下降趋势。然而,当盐分淋洗系数(灌水定额)增大到一定程度时,长期优越的根域水盐环境导致棉花徒长,即营养生长旺盛而生殖生长迟滞,灌水周期缩短,灌水总量急剧上升,产量不再增加反而有下降趋势,灌溉水利用效率显著降低。综合考虑盐分淋洗、棉花生长与产量以及水分利用效率,当试验区PWDI阈值取为0.5时建议对应的盐分淋洗系数取为2.2。该研究可为新疆盐碱棉田高效生产以及绿洲农业可持续健康发展提供理论依据与技术支撑。

关键词：灌溉盐分淋洗灌水定额膜下滴灌节水控盐水分利用效率

基于FSLYOLO v8n的玉米籽粒收获质量在线检测方法研究

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农业机械学报 2024年第8期55卷 253-265页

作者：张蔚然杜岳峰栗晓宇刘磊王林泽吴志康中国农业大学工学院北京100083 中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室北京100083

玉米籽粒破碎率和含杂率是评价玉米收获质量的关键指标。针对当前玉米籽粒直收机缺少适用于复杂田间作业环境的收获质量在线检测方法的问题,提出一种适用于小目标、多数量检测目标的玉米籽粒破碎率、含杂率轻量化检测方法。首先,根据图... 详细信息

玉米籽粒破碎率和含杂率是评价玉米收获质量的关键指标。针对当前玉米籽粒直收机缺少适用于复杂田间作业环境的收获质量在线检测方法的问题,提出一种适用于小目标、多数量检测目标的玉米籽粒破碎率、含杂率轻量化检测方法。首先,根据图像中完整籽粒、破碎籽粒、玉米芯和玉米叶个体数量与个体质量的关系建立数量-质量回归模型,提出了籽粒破碎率和含杂率评估方法。其次,针对籽粒及杂质大小相近,检测物数量多,检测物面积小的特点,提出一种改进的FSLYOLO v8n算法。算法通过FasterBlock模块和无参数注意力机制SimAM改进主干网络结构,并通过使用共享卷积结合Scale模块对检测头进行改进。此外,使用SlidLoss函数替代YOLO v8n的原类别分类损失函数。FSLYOLO v8n模型的mAP@50为97.46%、帧速率为186.4 f/s,与YOLO v8n相比提高6.35%和45 f/s,且网络参数量、浮点运算量分别压缩到YOLO v8n的66.50%、64.63%,模型内存占用量仅为4.0 MB,其性能优于目前常用的轻量化模型。台架试验结果表明,提出的检测方法能够精准检测玉米籽粒破碎和含杂情况,检测准确率高达95.33%和96.15%。将改进后的模型部署在Jetson TX2开发板上,配合检测装置安装到玉米联合收获机上开展田间试验,结果表明,模型能够精准区分籽粒和杂质,满足田间工作需求。

关键词：玉米籽粒直收破碎率含杂率在线检测 FSLYOLO v8n