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氮肥用量对玉米-油菜和水稻-油菜轮作模式下油菜产量及氮素吸收利用的影响

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作物学报 2024年第8期50卷 2067-2077页

作者：刘陈王昆昆廖世鹏杨佳群丛日环任涛李小坤鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室/华中农业大学微量元素研究中心湖北武汉430070

旱-旱和水-旱轮作是我国长江流域冬油菜的典型种植模式,氮养分缺乏是油菜产量主要限制因子。利用2016—2023年在湖北省武汉市布置的裂区同田对比定位试验,探究氮肥用量对不同轮作模式下油菜产量和氮素吸收利用的影响差异,为科学施氮提... 详细信息

旱-旱和水-旱轮作是我国长江流域冬油菜的典型种植模式,氮养分缺乏是油菜产量主要限制因子。利用2016—2023年在湖北省武汉市布置的裂区同田对比定位试验,探究氮肥用量对不同轮作模式下油菜产量和氮素吸收利用的影响差异,为科学施氮提供依据。试验设计的主处理为旱地油菜(玉米-油菜)和水田油菜(水稻-油菜)2种轮作模式,副处理为4个氮肥用量(0 kg N hm^(-2)、75 kg N hm^(-2)、150 kg N hm^(-2)、225 kg N hm^(-2)),分析了油菜产量、产量构成因子和氮素积累量等相关指标。7年试验结果表明,旱地和水田油菜的产量和氮素吸收在不同氮肥投入下的响应存在差异。当不施氮或低施氮(75 kg N hm^(-2))时,水田油菜产量显著高于旱地油菜,分别高出53.9%和20.8%,地上部氮素积累量分别高出57.8%和18.3%;当施氮量为150 kg N hm^(-2)时,2种轮作无显著差异;在高施氮(225 kg N hm^(-2))时,旱地油菜产量和氮素积累量较水田分别增加11.2%和16.0%。旱地油菜的氮肥农学利用效率、贡献率和表观利用率较水田油菜分别平均增加16.5%、20.5%和22.0%,氮肥对旱地油菜的增产潜力更大,但水田油菜季土壤基础氮素供应量较旱地高61.5%,对氮肥的依赖性更小。综上,增加氮肥用量显著提高了油菜产量和氮素积累,水田油菜在低氮投入下表现出较高的稳产性,而旱地油菜在较高氮投入下丰产潜力更高。因此,在实际生产中应根据不同轮作模式调整油菜施氮量,旱地油菜可以适当增加氮肥用量以获得高产,水田油菜要充分利用土壤供氮能力适当控制氮肥用量,以达到油菜高产高效生产和氮肥高效利用的目的。

关键词：玉米-油菜轮作水稻-油菜轮作氮肥用量油菜产量氮素积累量

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规划管制下土地发展机会差别对农村家庭收入的影响——以武汉市蔡甸区为例

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长江流域资源与环境 2024年第1期33卷 87-101页

作者：田霞蔡银莺华中农业大学公共管理学院武汉430070

城镇开发与生态保护等规划管制引致土地发展机会的不平等会影响农村家庭收入,这是客观存在的事实,然缺乏量化研究。测度分解出规划管制下土地发展机会差别对微观家庭收入带来的影响,可为构建国土空间规划配套政策破解规划衍生的区域发... 详细信息

城镇开发与生态保护等规划管制引致土地发展机会的不平等会影响农村家庭收入,这是客观存在的事实,然缺乏量化研究。测度分解出规划管制下土地发展机会差别对微观家庭收入带来的影响,可为构建国土空间规划配套政策破解规划衍生的区域发展不平衡提供参考依据。选取武汉市蔡甸区的中法生态新城与消泗乡作为城镇开发和湿地保护的典型区,2021年随机抽样调查了573户农村家庭,运用倾向得分匹配、中介效应等方法揭示土地发展机会差别对农村家庭收入的影响。研究表明:(1)城镇开发区土地的非农发展机会对农村家庭总收入、本地务工收入和转移性收入均有显著正向影响,ATT估计值分别为0.112、1.014和0.254,城镇开发经济产业集聚增加村民就业机会,对人力资本质低但量多农村家庭的工资性收入提升有显著的正向效应;(2)劳动力配置在土地非农开发机会影响农村家庭工资性收入的过程中发挥着中介效应,家庭务工人数占比的中介效应为0.116,且在1%水平上显著;(3)相较于湿地保护区,城镇开发区农村家庭的内部收入差距相对较小,主要原因是土地开发带动低收入家庭的工资性收入增长,且对农耕收入的负向影响低于高收入家庭。建议构建土地开发利得向生态保护及农业耕作区转移的共建共享机制,以实现规划管制区与非管制区之间土地增值的分享。

关键词：土地发展机会收入差距城镇开发区湿地保护区农村家庭

基于超分辨率重建与机器学习方法的油菜苗情监测

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农业机械学报 2024年

作者：杨扬刘洋苏宸赵杰张强强周广生华中农业大学工学院华中农业大学植物科学技术学院安徽农业大学农学院

为优化养分管理和确保植株正常生长，以无人机遥感技术高效且非破坏采集田间作物苗情信息，监测油菜苗期的叶面积指数（LAI）与叶绿素相对含量（SPAD）。针对无人机因飞行高度与图像分辨率相互制约，监测效率与监测精度难以兼顾的问题... 详细信息

为优化养分管理和确保植株正常生长，以无人机遥感技术高效且非破坏采集田间作物苗情信息，监测油菜苗期的叶面积指数（LAI）与叶绿素相对含量（SPAD）。针对无人机因飞行高度与图像分辨率相互制约，监测效率与监测精度难以兼顾的问题。本研究采用超分辨率重建方法，融合较低飞行高度拍摄高分辨率影像，重建较高飞行高度拍摄影像，建模完成后可通过拍摄飞行影像监测LAI和SPAD。试验设置3个氮肥梯度、3个播期、3个植密度处理，在苗期利用无人机分别采集20m及40m 2个飞行高度的油菜苗影像，采用SRRestnet方法，对40m影像进行超分辨率重建。基于20m、40m及40m重建影像中提取的3种特征组合，利用偏最小二乘回归（PLSR）、随机森林（RF）、支持向量回归（SVR）3种机器学习方法对LAI和SPAD进行监测。结果表明，超分辨率重建后的图像在表型苗情监测中表现良好效果，PLSR监测LAI、RF监测SPAD的监测精度最高，且40m重建图像的作业效率相比于20m图像提高48.6%。

关键词：油菜苗情监测叶面积指数叶绿素相对含量超分辨率重建机器学习

秭归丝绵茶鲜叶非挥发性成分及丝形态结构分析

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食品科学 2024年第2期45卷 268-273页

作者：刘璇李玉川宋育林雷震东李艳余志倪德江陈玉琼果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室华中农业大学湖北武汉430070 华中农业大学园艺林学学院湖北武汉430070 秭归县农业农村局湖北宜昌443600

为研究丝绵茶品质形成特点,以秭归当地生产丝绵茶的茶树种‘丝绵土茶’6个嫩度部位叶片为研究对象,通过超高效液相色谱飞行时间质谱、电感耦合等离子体发射光谱和扫描电子显微镜,分析其非挥发性代谢成分、矿质元素、“丝”结构及数量特... 详细信息

为研究丝绵茶品质形成特点,以秭归当地生产丝绵茶的茶树种‘丝绵土茶’6个嫩度部位叶片为研究对象,通过超高效液相色谱飞行时间质谱、电感耦合等离子体发射光谱和扫描电子显微镜,分析其非挥发性代谢成分、矿质元素、“丝”结构及数量特点。结果表明,丝绵茶鲜叶中的非挥发性代谢成分在嫩度较高的叶位富集较多,其中一叶和二叶(L1、L2)中氨基酸、生物碱、儿茶素和香气糖苷物质含量较高;茶氨酸、有机酸和黄酮类在第三叶(L3)富集最多。而嫩度较低的五六叶中非挥发性成分含量相对较低。不同嫩度鲜叶原料积累的各种元素具有明显差异,氮、磷、钾、锌和铜元素在嫩度较高的一、二叶位(L1、L2)含量较高,L1分别为32.41 mg/g、4.53 mg/g、15.65 mg/g、45.45μg/g、10.75μg/g,L2分别为30.60 mg/g、3.70mg/g、14.12mg/g、35.82μg/g、9.02μg/g;而铁、锰和钙在成熟叶位含量较高。通过扫描电镜观察发现丝绵茶鲜叶中“丝”结构包括三股卷曲和单股卷曲两种形式,分布在主脉和侧脉的维管束木质部内螺纹或环纹导管;且二、三、四叶中“丝”的数量较芽头和一叶多。

关键词：丝绵茶嫩度非挥发性成分矿质元素 “丝”结构

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饲料原料种类在线识别系统设计与试验

农业工程学报 2024年第7期40卷 309-316页

作者：牛智有于重洋田敏刘梅英华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部智慧养殖技术重点实验室武汉430070

入仓原料种类识别是饲料生产过程中的关键环节之一。目前,入仓原料主要通过人工取样的方式,依靠工人感官经验识别原料种类,以确保原料正确入仓。为了实现饲料原料种类在线自动取样和识别,提高饲料加工的自动化水平,该研究设计了一种多... 详细信息

入仓原料种类识别是饲料生产过程中的关键环节之一。目前,入仓原料主要通过人工取样的方式,依靠工人感官经验识别原料种类,以确保原料正确入仓。为了实现饲料原料种类在线自动取样和识别,提高饲料加工的自动化水平,该研究设计了一种多通道饲料原料自动取样装置,应用机器视觉技术,搭建了原料种类在线识别系统。该系统主要由取样单元、样品输送单元、图像采集单元等组成;采用Arduino Uno为系统控制核心,设计了控制流程和控制线路;在Arduino IDE开发环境下编写了控制程序;运用卷积神经网络的方法构建了饲料原料种类识别模型CAM-ResNet18;基于PyQt5环境开发了饲料原料种类在线识别系统软件,包括上位机人机交互软件系统和下位机自控控制系统。上位机系统软件通过串口与下位机控制器通讯,实现对饲料原料种类在线取样识别装置的自动控制。通过模型嵌入和系统集成,对系统的基本功能、识别准确率和识别时间进行测试。饲料原料种类在线识别系统运行正常可靠,实现了饲料原料入仓过程中的自动取样、图像采集、种类识别、结果反馈、一键报警的全环节智能操作。系统性能测试中,饲料原料种类识别准确率为98%,取样识别周期为10.13 s。研究结果表明开发的饲料原料种类在线识别系统可以实现入仓饲料原料在线取样和种类识别功能,可为饲料加工中饲料原料种类的自动识别提供方法和技术支撑。

关键词：饲料原料种类识别机器视觉自动取样卷积神经网络

基于改进Mask-RCNN算法的作物害虫分类识别

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农业工程学报 2024年第7期40卷 202-209页

作者：张佳敏闫科王一非刘杰曾娟吴鹏飞黄求应华中农业大学信息学院武汉430070 华中农业大学植物科学技术学院武汉430070 农业智能技术教育部工程研究中心武汉430070 全国农业技术推广服务中心北京100125

智能虫情测报灯对农业生产中及时察觉虫害、虫灾问题有重大作用,准确的害虫分类识别为虫情测报提供可靠数据支撑的关键。该研究对智能虫情测报灯所需核心识别算法进行改进,针对分类目标多尺度、存在多种相似非目标害虫干扰、易产生目标... 详细信息

智能虫情测报灯对农业生产中及时察觉虫害、虫灾问题有重大作用,准确的害虫分类识别为虫情测报提供可靠数据支撑的关键。该研究对智能虫情测报灯所需核心识别算法进行改进,针对分类目标多尺度、存在多种相似非目标害虫干扰、易产生目标粘连等问题,提出一种基于改进Mask-RCNN(mask region-based convolutional neural network)模型的害虫图像智能识别模型。该模型使用DeAnchor算法改进Mask-RCNN的锚框引导机制,使用NDCC(novelty detection consistent classifiers)训练分类器进行联合分类和检测,改善非目标杂虫的误识别问题。改进后模型对无杂虫、不同虫体密度图像的识别准确率最高达到96.1%,最密集时可达90.6%,在仅有非目标的图片识别中,误检率降至9%,非目标与目标共存且密度为40虫/图的误检率降至15%。试验表明,该文所提模型在现有分类模型的基础上,增强了对密集区域的检测能力,改善了非目标误识别问题,在实际检测环境下的害虫分类识别精度更高,可为虫害防治工作提供数据参考。

关键词：目标检测虫害防治分类识别 Mask RCNN 粘连目标

减污降碳视角下的粮食绿色低碳生产:现实基础、主要问题与优化路径

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科技导报 2024年第16期42卷 72-81页

作者：明若愚李凡略何可华中农业大学经济管理学院武汉430070 华中农业大学农业绿色低碳发展实验室武汉430070

从减污降碳的视角出发,分析了中国粮食绿色低碳生产的现实基础、面临的主要问题,并提出了优化路径。国家政策的引领和支持、技术进步与创新能力的提升、市场需求的转变是推动粮食生产绿色低碳发展的关键。然而,也存在政策需进一步明确... 详细信息

从减污降碳的视角出发,分析了中国粮食绿色低碳生产的现实基础、面临的主要问题,并提出了优化路径。国家政策的引领和支持、技术进步与创新能力的提升、市场需求的转变是推动粮食生产绿色低碳发展的关键。然而,也存在政策需进一步明确化、生产者减污降碳意识与能力有待加强、技术瓶颈等问题。为应对这些问题,提出了制定减污降碳路线图、培养生产者意识、加强技术创新推广、建立绿色低碳价值实现机制等优化策略。

关键词：粮食绿色低碳生产减污降碳气候变化技术创新

传统农业生产模式何以实现数字化转型?——来自国家现代农业产业园的水稻种植案例研究

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现代经济探讨 2024年第3期 122-132页

作者：苏玉同宋洪远华中农业大学经济管理学院武汉430070 华中农业大学乡村振兴研究院武汉430070

传统农业生产模式何以实现数字化转型一直是推动数字农业发展的关键问题。文章从农业社会化服务供给主体的角度出发,详细探讨了国家现代农业产业园引导传统水稻生产模式数字化转型过程。研究发现:产业园的转型实践活动拥有不同于一般农... 详细信息

传统农业生产模式何以实现数字化转型一直是推动数字农业发展的关键问题。文章从农业社会化服务供给主体的角度出发,详细探讨了国家现代农业产业园引导传统水稻生产模式数字化转型过程。研究发现:产业园的转型实践活动拥有不同于一般农业生产经营主体的数字化转型思维,产业园以类似“领导者+服务者”的双重身份,通过深入洞察传统水稻生产方式痛点问题,依靠制度嵌入、技术嵌入、关系嵌入的方式为传统水稻生产模式实现数字化转型提供了详细指导与服务保障,并基于“需求-响应-实现”逻辑形成引导农业劳作形式与农业生产主体数字化的转型机制,成为推动传统农业生产模式数字化转型的关键主体。因此,为推进农业生产模式数字化转型工作,相关农业生产经营主体要注重确立长期转型计划,对数字生产模式做出前瞻性认知并提供相应服务,为数字农业生产技术能够在乡野普及落地提供制度保障,形成一批成熟可推广的数字农业生产模式。

关键词：农业产业园农业生产模式数字化转型案例研究

在不同养殖背景下鳜mc1r组织表达差异和启动子转录调控分析

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水生生物学报 2024年第1期48卷 149-156页

作者：贾晓丹梁旭方何珊华中农业大学水产学院华中农业大学鳜鱼研究中心武汉430070 农业农村部淡水生物繁育重点实验室/农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室武汉430070

为探究鳜(Siniperca chuatsi)黑素皮质素1受体基因mc1r在不同养殖背景下的组织表达差异及转录调控机制,研究以在黑白养殖背景下产生的深、浅色体表鳜为研究对象,通过实时荧光定量PCR测定mc1r基因的组织表达差异;其次以鳜基因组DNA为模板... 详细信息

为探究鳜(Siniperca chuatsi)黑素皮质素1受体基因mc1r在不同养殖背景下的组织表达差异及转录调控机制,研究以在黑白养殖背景下产生的深、浅色体表鳜为研究对象,通过实时荧光定量PCR测定mc1r基因的组织表达差异;其次以鳜基因组DNA为模板,通过PCR扩增mc1r基因5′侧翼区不同长度的缺失片段并克隆至pGL3-Basic载体,之后将重组质粒转染到HEK 293T细胞,检测双荧光素酶的相对活性并预测其存在潜在的转录因子。结果显示,黑色背景养殖所产生的深色体表鳜与野生型更为相似;RT-qPCR检测显示深色体表鳜mc1r在背部皮肤和腹部皮肤表达量最高,而浅色体表鳜脑中表达量最高;双荧光素酶活性检测发现,构建的5个缺失片段启动子活性之间存在显著差异,且−159∽−+292启动子活性最高,推测其为mc1r核心启动子区域,并且通过在线软件预测出存在MITF、SP1等转录因子。研究克隆了鳜mc1r基因启动子区域并进行了转录活性分析,并且对潜在的转录因子进行了预测,为鱼类mc1r基因分子机制表达调控及表皮颜色可控性研究提供了理论依据。

关键词： mc1r 组织表达启动子活性转录因子鳜