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田间即时鲜烟叶SPAD值预测和成熟度识别方法

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计算机工程与应用 2024年第8期60卷 348-360页

作者：裴文灿孙光伟黄金国徐丁辉刘竞华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 湖北省烟草科学研究院武汉430030

成熟程度判定作为烟叶采收时的重要工作,需要满足即时性、科学性和准确性要求。目前烟叶成熟度识别实施存在测量仪器价格昂贵且操作繁琐,无法在田间推广使用;手机摄像头的内嵌图像处理算法干扰图像有效特征,田间复杂天气环境影响图像采... 详细信息

成熟程度判定作为烟叶采收时的重要工作,需要满足即时性、科学性和准确性要求。目前烟叶成熟度识别实施存在测量仪器价格昂贵且操作繁琐,无法在田间推广使用;手机摄像头的内嵌图像处理算法干扰图像有效特征,田间复杂天气环境影响图像采集一致性;现存识别算法忽略植物学领域信息,影响模型准确性和普适性等问题。据此提出一种低成本且有效的田间即时鲜烟叶SPAD值预测和成熟度识别方法,通过提高识别准确率保障烟叶后续调制质量。研发便携式拍摄装置,实现田间高质量图片采集;并以CX-26烟叶品种为研究对象,提出一种适配于田间烟叶图像的分割方法,通过提取图像目标区域特征数据,利用XGBoost算法依次搭建鲜烟叶SPAD值预测模型和成熟度识别模型。提出两个模型的集成思路,集成模型能够利用SPAD值和成熟度的强相关关系,通过预测SPAD值提高成熟度识别准确性。该方法在各项评价指标中均表现优秀,其中SPAD值预测平均误差为0.4703,成熟度识别宏F1-Score为95.27%。研发手机APP完成拍摄装置和云端模型之间烟叶图像和预测结果的传输,实现在田间对烟叶成熟程度快速、客观、准确的即时预测。该成果可为田间农作物精准采收提供有效技术支持。

关键词：烟叶成熟度 SPAD值机器学习图像特征即时预测

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中药提取物在果蔬贮藏保鲜中应用的研究进展

保鲜与加工 2024年第4期24卷 92-96页

作者：刘洪冲任丽华高秋美米真如韩加坤济宁市农业科学研究院山东济宁272131

随着人们对食品营养与安全需求的提高,植物源果蔬保鲜剂被认为是化学合成保鲜剂最好的替代品,尤其是中药提取物作为一种天然、安全、有效的保鲜剂,近年来受到了广泛的关注。综述了中药提取物在果蔬贮藏保鲜方面的应用范围和作用机制,分... 详细信息

随着人们对食品营养与安全需求的提高,植物源果蔬保鲜剂被认为是化学合成保鲜剂最好的替代品,尤其是中药提取物作为一种天然、安全、有效的保鲜剂,近年来受到了广泛的关注。综述了中药提取物在果蔬贮藏保鲜方面的应用范围和作用机制,分析其存在的问题,旨在为中药提取物在果蔬贮藏保鲜领域的进一步研究和应用提供参考。

关键词：果蔬贮藏中药提取物保鲜剂

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基于多传感器数据融合的旋耕耕深检测研究

农业机械学报 2024年

作者：马若飞伟利国赵博周利明刘阳春邢高勇中国农业机械化科学研究院集团有限公司农业装备技术全国重点试验室

旋耕作业时通常用耕深衡量作业质量，适合的耕深能打破土壤板结、改善土壤结构，促进作物根系生长。目前耕深检测研究场景主要为旱田，检测方法主要为倾角传感器间接检测，而水田土质松软，作业过程中会出现机具下陷和姿态变化的问题。... 详细信息

旋耕作业时通常用耕深衡量作业质量，适合的耕深能打破土壤板结、改善土壤结构，促进作物根系生长。目前耕深检测研究场景主要为旱田，检测方法主要为倾角传感器间接检测，而水田土质松软，作业过程中会出现机具下陷和姿态变化的问题。为此，本文设计了一种适用于不同土壤环境的耕深检测系统。为检测地形起伏及机具下陷，设计一种地面仿形机构，通过耦合仿真探究其设计参数，验证可行性；为提高单传感器间接检测稳定性，使用三点悬挂倾角检测和北斗卫星系统（Beidou system， BDS）相对高程数据融合的检测方法，并建立耕深检测模型（tillage detection model， TDM）。提出自适应迭代扩展卡尔曼算法（Adaptive iterative extended Kalman filter， AIEKF）对传感器获取数据先滤波再融合，获得更稳定、准确的耕深。在参考传统耕深测量方法的基础上，提出了RTK-BDS高程差值的测量方法获取耕深真值，并和传统方法进行了对比。仿形机构耦合仿真试验表明，所设计的仿形机构检测绝对误差小于0.5cm，仿形后土槽高程最大形变量为2.89mm。田间试验结果表明，TDM检测模型能有效反映耕深变化，AIEKF处理后数据较KF处理后数据信噪比平均提升1.41dB，融合得到的耕深数据较两种单一传感器检测的耕深MAPE平均分别提高2.30%和2.07%，融合后MAPE为3.95%，平均RMSE为1.08cm。提出的RTK-BDS差值真值检测法和传统检测法最大绝对误差2.54cm，能较好完成耕深真值检测。

关键词：旋耕整地运动仿真耕深检测 RTK-BDS

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青檀叶片饲用营养价值分析与优良无性系筛选

林业科学 2024年第2期60卷 55-64页

作者：乔谦程甜甜燕语于永畅武冲刘庆忠张林刘燕山东省农业科学院果树研究所泰安271000 北京林业大学园林学院北京100083 泰安市泰山林业科学研究院泰安271000 泰山学院泰安271018

【目的】全面分析与评价青檀叶片的饲用营养价值,为青檀用作木本饲料提供数据支撑。【方法】对10个青檀无性系进行叶片营养成分、抗氧化活性、次生代谢产物组分和含量、氨基酸成分和含量的测定,并采用质量评价指标综合评价其饲用特性。... 详细信息

【目的】全面分析与评价青檀叶片的饲用营养价值,为青檀用作木本饲料提供数据支撑。【方法】对10个青檀无性系进行叶片营养成分、抗氧化活性、次生代谢产物组分和含量、氨基酸成分和含量的测定,并采用质量评价指标综合评价其饲用特性。【结果】1)不同青檀无性系叶片各营养成分指标均达到极显著差异,粗蛋白含量介于10.15%~24.36%,平均为17.60%,其中‘福缘’(24.36%)和‘WT’(24.33%)含量最高;粗脂肪含量介于7.98%~11.45%,平均为9.31%;粗纤维含量较低,平均为4.08%;无氮浸出物含量平均为49.69%;中性洗涤纤维含量的品种间差异最大,介于17.76%~67.67%,平均为45.51%;酸洗洗涤纤维含量的差异较小,平均为24.07%;全磷和钙含量平均值分别为0.1733%和5.8633%;单宁含量远低于拒食标准,平均为2.9260 g·kg^(-1)。2)饲用质量评价指标无性系间均有极显著差异,10个无性系中有4个达到美国牧草和草地协会(AFGC)干草1级标准,分别为‘WT’、‘金玉缘’、‘慧光’和‘巨龙’。3)抗氧化活性综合指数法(APC)评价认为,‘大叶’、‘巨龙’和‘青龙’叶片抗氧化能力强,‘无量’、‘金玉缘’和‘慧光’叶片抗氧化能力弱。4)青檀叶片总类黄酮和5个黄酮类物质含量在无性系间均有极显著差异,具有筛选高生物活性物质的基础;总类黄酮含量平均为9.92 mg·g^(-1),5种物质中绿原酸含量最高(710.96μg·g^(-1)),其次是异鼠李素(27.12μg·g^(-1)),儿茶素(16.53μg·g^(-1))、槲皮素(9.09μg·g^(-1)),咖啡酸含量极低,仅为1.73μg·g^(-1)。5)检测到18种游离氨基酸和19种水解氨基酸,平均总量分别为47.87 mg·g^(-1)和108.20 mg·g^(-1),且总含量在无性系间均有极显著差异;两类氨基酸组分中均以异亮氨酸、亮氨酸含量最高。【结论】青檀叶片具有粗蛋白、粗脂肪、钙含量高,粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、单宁含量低的特点,饲用评价指标综合等级达到1级标准,具备发展成为优良木本饲料树种的物质基础;初步筛选出‘WT’、‘福缘’和‘巨龙’3个优异无性系。

关键词：青檀木本饲料营养成分粗蛋白氨基酸饲用价值

基于基因芯片的嘉禾系列长粒优质食味粳稻综合评价与比较

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中国水稻科学 2024年第4期38卷 397-408页

作者：丁正权潘月云施扬黄海祥嘉兴市农业科学研究院浙江嘉兴314016

【目的】嘉禾系列长粒粳稻粒型(细)长,外观品质突出,食味优良,丰产性与主栽品种相近,抗病性较好。本研究旨在明确嘉禾系列长粒粳稻品种的特点与存在问题,解析嘉禾系列长粒粳稻品种优质性状形成的遗传基础,为长粒粳稻品种创新利用提供依... 详细信息

【目的】嘉禾系列长粒粳稻粒型(细)长,外观品质突出,食味优良,丰产性与主栽品种相近,抗病性较好。本研究旨在明确嘉禾系列长粒粳稻品种的特点与存在问题,解析嘉禾系列长粒粳稻品种优质性状形成的遗传基础,为长粒粳稻品种创新利用提供依据。【方法】以5份嘉禾系列长粒粳稻品种(系)为材料,利用GSR40K水稻高密度芯片分析品种籼粳属性、相似度,鉴定育种相关功能基因,同时比较嘉禾系列长粒粳稻品种(系)与东北长粒粳稻稻花香2号遗传基础差异。【结果】嘉禾系列长粒粳稻品种(系)和稻花香2号基因组中,粳稻区段数占比84.20%~88.38%,均为典型粳稻类型;嘉禾系列长粒粳稻品种(系)间遗传相似度超过92%,基因组相似度为77.59%~91.73%,与稻花香2号遗传相似度为84.55%,基因组相似度为49.52%~53.68%;嘉禾系列长粒粳稻含有长粒优势功能基因gs3和GW7,嘉禾香1号还含有大粒型基因qSW5/GW5和多穗粒数基因LAX1;嘉禾系列品种的品质性状形成主要是ALKc/Wxb/OsAAP6等优势功能基因组合所致,嘉禾香1号香味是由Badh2第2外显子突变所致;嘉禾系列长粒粳稻品种(系)含有较多的抗稻瘟病基因,如抗病基因组合Pizt+Pii/HIT7/pi5-1、Pizt+Pi-ta、Pizt+Pii/HIT7/pi5-1+Pi-d2/Pid2+Pid3+Pi-ta,抗白叶枯基因只有Xa26/Xa3。【结论】嘉禾系列长粒粳稻食味优、丰产稳产、抗病抗逆的突出优点,是品种含有较多的产量、品质、抗性、株型、生育期等优势等位基因变异综合影响的结果,但也存在品种相似度较高、白叶枯抗性基因单一的不足。本研究结果也为后续嘉禾系列长粒粳稻品种遗传改良提供了依据。

关键词：长粒粳稻粒型功能基因单倍型籼粳属性基因芯片

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红色无角菱新品种‘南湖红菱’

园艺学报 2024年第2期51卷 455-456页

作者：姚祥坦沈亚强袁晔王瑞森沈盟权新华嘉兴市农业科学研究院浙江嘉兴314016

‘南湖红菱’是以地方品种‘水红菱’为母本,‘南湖菱’为父本,通过有性杂交经系谱法选育获得的红色无角菱新品种。果实元宝形,果皮浅紫红色,光泽度好,四角退化,果肉乳白色,生食爽脆,熟食粉糯,果形、口感与‘南湖菱’类似。其产量与‘... 详细信息

‘南湖红菱’是以地方品种‘水红菱’为母本,‘南湖菱’为父本,通过有性杂交经系谱法选育获得的红色无角菱新品种。果实元宝形,果皮浅紫红色,光泽度好,四角退化,果肉乳白色,生食爽脆,熟食粉糯,果形、口感与‘南湖菱’类似。其产量与‘南湖菱’相当,平均12 t·hm^(-2)左右。

关键词：菱角无角菱选育红皮品种

电驱式玉米高速作业播种机控制系统设计与试验

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中国农机化学报 2024年第3期45卷 24-30,57页

作者：蒋振晗王钰旭魏逸飞于艳孙永佳孙宜田青岛农业大学机电工程学院青岛市266109 山东省农业机械科学研究院济南市250100 农业农村部黄淮海现代农业装备重点实验室济南市250100

我国市面上流行的玉米播种机多数采用指夹式排种器和气吸式排种器,依靠地轮传递带动排种器排种,在一定程度上提高播种粒距均匀性,但排种仍然会受到地轮打滑的影响。针对以上问题,设计电驱式玉米高速作业智能播种机控制系统,以STM32F103... 详细信息

我国市面上流行的玉米播种机多数采用指夹式排种器和气吸式排种器,依靠地轮传递带动排种器排种,在一定程度上提高播种粒距均匀性,但排种仍然会受到地轮打滑的影响。针对以上问题,设计电驱式玉米高速作业智能播种机控制系统,以STM32F103芯片作为主控器核心,该系统由地轮安装速度传感器测量机具速度,根据智能车载终端设置的作业参数,通过算法计算目标排种电机转速,实现播种株距与机具前进速度实时匹配,采用红外光电式传感器进行实时播种监测。室内试验和田间试验结果表明:该系统转速控制精度高,播种计数和漏播监测精度较高;设置株距为25 cm时,作业速度分别为8 km/h、10 km/h、12 km/h进行3组重复试验,在3种作业速度下,平均合格指数分别为95.18%、94.36%、91.24%;变异系数分别为15.36%、16.83%、18.24%。

关键词：玉米播种机控制系统电驱式高速作业智能化

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菜心响应高温胁迫的转录组分析与基因挖掘

南方农业学报 2024年第3期55卷 766-783页

作者：江定李光光袁凡崇雷世康张华戴修纯郑岩松广州市农业科学研究院广东广州510335

【目的】探索菜心响应高温胁迫的转录组分析及基因挖掘,为筛选响应高温胁迫的菜心耐热基因及耐热菜心分子育种提供参考依据。【方法】以菜心耐热品种四九-19号和热敏品种特青迟心4号2个耐热性差异明显的菜心品种为试验材料,经高温(42℃... 详细信息

【目的】探索菜心响应高温胁迫的转录组分析及基因挖掘,为筛选响应高温胁迫的菜心耐热基因及耐热菜心分子育种提供参考依据。【方法】以菜心耐热品种四九-19号和热敏品种特青迟心4号2个耐热性差异明显的菜心品种为试验材料,经高温(42℃)胁迫处理后,对植株地上部和地下部共24个样本基因进行转录组测序,筛选出差异表达基因(DEGs),利用COG、GO、KEGG、KOG、Pfam、Swiss-Prot、eggNOG和Nr生物数据库中对DEGs进行功能注释,筛选响应高温胁迫的热激转录因子和热激蛋白,同时利用实时荧光定量PCR验证重要基因表达情况,并分析其启动子区顺式作用元件。【结果】通过RNA-Seq在24个样本中共获得207.18 Gb的Clean bases和47462个DEGs;8个功能注释数据库均得到注释的仅2663个DEGs,Nr数据库中得到注释的DEGs最多,为47324个,占比99.71%;4个样本比较组中剔除重复DEGs,获得15761个DEGs。GO功能注释结果显示,DEGs富集到生物过程、细胞组分和分子功能三大类;KEGG信号通路富集结果表明,植物激素信号转导、碳代谢和氨基酸的生物合成信号通路最为富集。在|log2Fold Change|≥8且P<0.001的高DEGs筛选标准下,4个比较组有141个DEGs共表达,38个基因在四九-19号菜心特有表达,54个基因在特青迟心4号菜心特有表达;采用Nr、Pfam和Swiss-Prot等数据库对2个菜心品种共有表达和特有表达的共233个DEGs进行功能注释分析,获得响应高温胁迫9个热激转录因子基因和25个热激蛋白基因;最终筛选出10个与响应高温胁迫高度相关的DEGs;10个DEGs的实时荧光定量PCR验证结果显示,基因表达趋势与RNA-Seq数据结果一致;通过启动子区顺式作用元件分析结果显示,10个DEGs存在多种响应环境和激素信号的顺式作用元件。【结论】筛选获得10个与响应高温诱导相关且显著上调的重要候选基因,其启动子区域含有多种响应环境和激素信号的顺式作用元件。

关键词：菜心高温胁迫转录组测序差异表达基因(DEGs) 基因挖掘

基于“3414”试验的切花芍药氮磷钾推荐施肥量研究

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中国土壤与肥料 2024年

作者：赵俊福何晗颖张明泽米明赵文双王连祥马海林司东霞聊城大学农学与农业工程学院山东盛世芍花智慧农业有限公司菏泽市农业科学院山东省林业科学研究院

针对切花芍药生长过程中盲目施肥的现状，以二年生芍药‘向天歌’为研究对象，采用“3414”试验施肥方案，结合隶属函数法，研究氮、磷、钾肥不同用量对切花芍药生长的影响，探讨切花芍药生产适宜的肥料用量。结果表明：不同施肥处理对... 详细信息

针对切花芍药生长过程中盲目施肥的现状，以二年生芍药‘向天歌’为研究对象，采用“3414”试验施肥方案，结合隶属函数法，研究氮、磷、钾肥不同用量对切花芍药生长的影响，探讨切花芍药生产适宜的肥料用量。结果表明：不同施肥处理对芍药株高、茎粗、蕾径、分株数和切花数影响显著(P 磷>钾；N2P2K1处理的综合隶属函数值最大，为0.61，芍药植株生长最好；对各处理的综合隶属函数值和施肥量进行肥料效应函数拟合分析，一元二次、二元二次肥料效应函数方程拟合相关性均达显著水平，三元二次肥料效应方程为非典型模型，采用频率分析法计算肥料推荐量。综合分析各肥料效应函数方程的推荐用量及相应的综合隶属函数值，本试验切花芍药推荐施肥量为N 212.7 kg/hm2、P2O546.2 kg/hm2、K2O 49.9 kg/hm2，施肥配比为1∶0.21∶0.23，可用于本试验区切花芍药生产的施肥参考。

关键词： “3414”施肥方案切花芍药肥料效应函数频率分析法