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高光谱图像结合卷积神经网络的马铃薯干腐病潜育期识别

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 480-489页

作者：张凡王文秀王春山周冀潘阳孙剑锋河北农业大学食品科技学院河北保定071000 河北农业大学信息科学与技术学院河北保定071000 河北农业大学植物保护学院河北保定071000

马铃薯是世界第四大粮食作物,具有丰富的营养价值。但其在贮藏和运输过程中易被镰刀真菌侵染而产生干腐病,最终造成巨大资源浪费和经济损失,因此实现马铃薯干腐病的早期快速无损检测是必要的。在样品被病原菌侵染时,经历了健康—潜育期... 详细信息

马铃薯是世界第四大粮食作物,具有丰富的营养价值。但其在贮藏和运输过程中易被镰刀真菌侵染而产生干腐病,最终造成巨大资源浪费和经济损失,因此实现马铃薯干腐病的早期快速无损检测是必要的。在样品被病原菌侵染时,经历了健康—潜育期—轻度病害—重度病害的阶段,其中潜育期的样品难以识别,主要源于病害发生时间较短,表面未形成肉眼可见的病斑,与健康样品相似。为了实现马铃薯干腐病潜育期的识别,结合高光谱成像和深度学习展开马铃薯干腐病早期诊断研究。以健康和不同腐败程度马铃薯为实验对象,获取健康和不同病害等级的马铃薯高光谱图像。然后基于ENVI人工选取健康部位和不同腐败程度样品的病斑部位为感兴趣区域(ROI),并计算ROI的平均光谱值作为该样品的最终光谱信息。以光谱数据作为输入变量,病害等级作为输出变量,建立卷积神经网络(CNN)模型,并对其网络结构进行优化,对比分析不同模型的预测结果,筛选出最优网络层模型为Model_3_3。并基于此结构进行学习率的优化,得到Model_0.0001识别效果最好,其总体准确率、精度、灵敏度和特异性分别为99.68%、99.76%、98.82%、99.54%。为了进一步突显CNN应用于马铃薯干腐病潜育期识别的优势,建立了最小二乘支持向量机(LS-SVM)、随机森林(RF)、K-近邻法(KNN)和线性判别分析(LDA)模型。结果显示,四种常规算法模型的识别准确率分别为90.77%、92.30%、93.10%和92.34%,其中对潜育期样品识别率分别为91.00%、85.58%、94.18%和90.33%。对于总体准确率,CNN模型较几种常规方法提高了6.58%~8.91%;对于潜育期样品的识别,CNN模型较常规方法提高了5.55%~14.15%。研究表明,高光谱成像技术结合CNN可以有效实现马铃薯干腐病潜育期识别,为提高马铃薯病害早期诊断的智能化水平提供了参考方法。

关键词：马铃薯干腐病高光谱成像技术卷积神经网络潜育期

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多糖的精制及环磷酰胺减毒增效机制研究进展

食品科学 2024年第7期45卷 322-331页

作者：张彩璇淑英李杨黄磊郭明珠河北农业大学食品科技学院河北保定071000

环磷酰胺(cyclophosphamide,CTX)在抗癌化疗过程中伴随骨髓抑制、肠黏膜损伤等毒副作用,严重影响患者治疗的耐受性及预后。近年来,多糖因其抗癌、抗炎症及免疫调节等实际应用价值被作为抗肿瘤药物的减毒增效辅剂。本文系统总结多糖精制... 详细信息

环磷酰胺(cyclophosphamide,CTX)在抗癌化疗过程中伴随骨髓抑制、肠黏膜损伤等毒副作用,严重影响患者治疗的耐受性及预后。近年来,多糖因其抗癌、抗炎症及免疫调节等实际应用价值被作为抗肿瘤药物的减毒增效辅剂。本文系统总结多糖精制技术,并从免疫调节、抗氧化以及肠道、肝肾、生殖系统保护多角度阐述其对CTX的减毒机制,论述多糖通过直接或间接杀伤肿瘤与CTX发挥的协同增效作用。从减毒和增效两方面归纳多糖在癌症化疗过程中的调控途径,旨在为多糖的减毒增效相关机制研究提供借鉴,同时为CTX毒副作用的改善途径提供新方向。

关键词：多糖环磷酰胺提取纯化减毒作用协同增效

面向松木表面缺陷检测的改进RT-DETR模型

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农业工程学报 2024年第7期40卷 210-218页

作者：胡继文张国梁沈明哲李文浩河北农业大学机电工程学院保定071001 河北农业大学林学院保定071000 河北农业大学智慧木匠创新工作室保定071000 河北省智慧农业装备技术创新中心保定071001

为提高松木表面缺陷检测精确度,保证检测速率,该研究提出一种改进RT-DETR的检测模型RIC-DETR。首先,从木材表面缺陷公开数据集中获取图片,并进行标注及数据增强,构建一个包含13642张图片的表面缺陷数据集;其次,对比VGG11、VGG13、ResNe... 详细信息

为提高松木表面缺陷检测精确度,保证检测速率,该研究提出一种改进RT-DETR的检测模型RIC-DETR。首先,从木材表面缺陷公开数据集中获取图片,并进行标注及数据增强,构建一个包含13642张图片的表面缺陷数据集;其次,对比VGG11、VGG13、ResNet18和VanillaNet13等网络架构,选用计算复杂度低且检测精度较高的ResNet18作为主干特征提取基准网络;然后,引入反向残差移动模块更新ResNet18中的基本块,扩展模型的感受野,改善层间的特征交互;最后,使用EfficientViT模型中的级联分组注意力机制对反向残差移动模块进行二次创新改进,降低计算资源的消耗,提升模型的表达能力。试验结果表明,RIC-DETR的精确率、召回率、平均精度均值分别为95.4%、96.0%、97.2%,均优于目前主流的YOLO系列模型,对比基准模型RT-DETR,RIC-DETR在保持高精度的情况下,参数量、浮点运算量和内存占用量大幅减少,分别降低了54%、57%、52%,同时检测速度可达63.5帧/s。RIC-DETR模型具有复杂度低、准确率高、检测速度快的特点,可为松木的表面缺陷检测提供技术支持。

关键词：木材模型松木表面缺陷检测 RT-DETR RIC-DETR YOLO

基于MCCA土地利用情景模拟的太行山区生态系统服务价值时空演变及预测

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环境科学 2024年第10期45卷 5912-5923页

作者：胡丰陈瑶张长春胡国浩河北农业大学国土资源学院河北省农田生态环境重点实验室

生态系统服务价值（ESV）是关乎区域生态福祉的重要指标，把握其演变规律可为区域生态文明建设和可持续发展提供参考.以华北地区重要的生态安全屏障太行山区为例，基于2000～2020年土地利用数据，使用土地利用转移矩阵、改进的当量因子... 详细信息

生态系统服务价值（ESV）是关乎区域生态福祉的重要指标，把握其演变规律可为区域生态文明建设和可持续发展提供参考.以华北地区重要的生态安全屏障太行山区为例，基于2000～2020年土地利用数据，使用土地利用转移矩阵、改进的当量因子法和MCCA模型，揭示太行山区土地利用和ESV变化特征，开展2035年ESV多情景模拟.结果表明：（1）2000～2020年，太行山区土地利用类型以耕地、林地和草地为主，耕地和草地面积显著下降，林地和建设用地面积稳定上升；土地利用转移规模2.06×10～4km2，耕地和草地向外转移强度较高.（2）太行山区生态系统服务功能以调节服务为主，ESV整体呈稳定上涨趋势，2000～2020年增加1.51×1010元；ESV空间分布不均且极化现象明显，高值区集聚在北部和中南部高海拔地区，低值区多位于东西两侧地势平缓的山麓平原及中部台地.（3）2035年，太行山区自然增长、城市发展和生态旅游这3种情景ESV相较于2020年分别增加5.37×10～9元、4.34×10～9元和7.64×10～9元，主要由耕地和草地向林地转移引起；自然增长情景ESV空间转换强度较高，城市发展情景耕地ESV损失严重，生态旅游情景ESV提升明显.研究结果可为太行山区生态系统健康管理和可持续发展建设提供科学参考.

关键词：生态系统服务价值(ESV) 情景模拟 MCCA模型土地利用太行山区

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拟轮枝镰孢丙氨酸转氨酶FvALT的克隆与表达分析

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生物技术通报 2024年

作者：郝楠耿珊赵雨薇侯智涵赵斌刘颖超河北农业大学植保保护学院

【目的】拟轮枝镰孢是玉米穗腐病的主要病原菌，探究拟轮枝镰孢FvALT的生物学功能，为新型靶向杀菌剂开发提供理论依据。【方法】利用ProtParam、ProtScale、WoLF PSORT和Clustal X等在线工具对FvALT的生理生化特征及同源性进行分析；采... 详细信息

【目的】拟轮枝镰孢是玉米穗腐病的主要病原菌，探究拟轮枝镰孢FvALT的生物学功能，为新型靶向杀菌剂开发提供理论依据。【方法】利用ProtParam、ProtScale、WoLF PSORT和Clustal X等在线工具对FvALT的生理生化特征及同源性进行分析；采用SOMPA和SWISS-MODEL获得其蛋白结构，并利用AutoDock分析FvALT与底物的结合能力；进而通过原核表达和亲和镍柱层析方法获得目的蛋白，通过荧光滴定技术验证FvALT与底物的结合能力。【结果】FvALT为亲水性蛋白并定位于胞浆中，其蛋白二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主，并在镰孢菌中高度保守，具有典型的PTZ00377 superfamily结构域；FvALT的最佳诱导条件为0.4 mol/L IPTG,16℃诱导16 h;FvALT与α-酮戊二酸具有较强的结合作用，结合位点为ARG310、SER149、SER298、SER300和ASP258。【结论】拟轮枝镰孢FvALT具有典型的丙氨酸转氨酶特征，与底物α-酮戊二酸特异结合。

关键词：拟轮枝镰孢丙氨酸转氨酶生物信息学分析原核表达分子对接

辛勤耕耘十二载一枝一叶总关情——记全国农业广播电视学校杰出省级校校长、河北省农业广播电视学校校长何建斌

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农民科技培训 2014年第4期 32-34页

作者：李建勇河北省农业广播电视学校

2001年底，何建斌调任河北省农业广播电视学校校长。十二年来，在他的带领下，河北省农广校一直坚持以农为根，以教为本，特色兴校，育才强农的办学宗旨，多渠道、多层次、多形式地开展农业职业教育和农民科技培训，取得了可喜的成绩，... 详细信息

2001年底，何建斌调任河北省农业广播电视学校校长。十二年来，在他的带领下，河北省农广校一直坚持以农为根，以教为本，特色兴校，育才强农的办学宗旨，多渠道、多层次、多形式地开展农业职业教育和农民科技培训，取得了可喜的成绩，走上了一条较为全面、协调、有质量、有内涵的发展道路。

关键词：农业广播电视学校河北省校长耕耘省级农民科技培训农业职业教育办学宗旨

三十二年坚守只为育才兴农——记河北省农业广播电视学校承德县分校校长迟宗军

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农民科技培训 2018年第2期 36-37页

53岁的迟宗军,32年的时间都用来履行农广校教师、校长的职责。32年来,他扎根基层,走田坎、进场院、送科技,兢兢业业的工作赢得了农民朋友的信任,在他的带领下承德县农广校荣获多项国家、省、市级荣誉,他用一点一滴、一举一动、一言一行... 详细信息

53岁的迟宗军,32年的时间都用来履行农广校教师、校长的职责。32年来,他扎根基层,走田坎、进场院、送科技,兢兢业业的工作赢得了农民朋友的信任,在他的带领下承德县农广校荣获多项国家、省、市级荣誉,他用一点一滴、一举一动、一言一行,践行着一名共产党员的先进性。献身农广校办学事业,写就无怨无悔人生1985年,迟宗军毕业于承德农业学校.

关键词：农广校新型职业农民科技教育培训农业广播电视教育承德县河北省

传统发酵酸鱼中乳酸菌的分离筛选及其表型分析

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中国食品学报 2024年第6期24卷 380-391页

作者：孙海鑫李志勇陈智慧赵新强亢春雨孙纪录河北农业大学食品科技学院河北保定07100 河北师范大学国有资产委员会办公室石家庄050024 云南省曲靖农业学校生物技术部云南曲靖655000

为了从传统发酵酸鱼中筛选出具有良好发酵性能和益生性能的乳酸菌,采用高通量测序技术分析2个产区的16份酸鱼样品的细菌多样性。采用透明圈法筛选乳酸菌,通过生理生化试验和16S rDNA序列分析进行鉴定。对获得菌株的发酵性能(产酸速率、... 详细信息

为了从传统发酵酸鱼中筛选出具有良好发酵性能和益生性能的乳酸菌,采用高通量测序技术分析2个产区的16份酸鱼样品的细菌多样性。采用透明圈法筛选乳酸菌,通过生理生化试验和16S rDNA序列分析进行鉴定。对获得菌株的发酵性能(产酸速率、耐酸性、耐盐性、氨基酸脱羧酶活性)和益生性能(耐胆盐、疏水性、自聚集性、耐药性、抑菌性)进行系统分析。结果表明,乳杆菌属、四联球菌属和魏斯氏菌属是酸鱼中的优势菌属,相对丰度分别为40.73%,34.27%和6.42%。共筛选出24株乳酸菌,包括13株植物乳植杆菌,1株福菜乳杆菌,2株福菜伴生乳杆菌,3株消化伴生乳杆菌,3株屎肠球菌,1株粪肠球菌和1株戊糖片球菌。其中,福菜乳杆菌和福菜伴生乳杆菌***为在酸鱼中首次分离到。所得乳酸菌菌株的表型差异显著,其中植物乳植杆菌S18、S21和福菜伴生乳杆菌S20具备较好的发酵性能,菌株S18和S21具有良好的益生性能。菌株S18、S20与S21有潜力作为酸鱼的发酵剂。

关键词：酸鱼乳酸菌分离鉴定发酵性能益生性能

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计及低碳运行的综合能源站的优化配置研究

电测与仪表 2024年第9期61卷 23-31页

作者：霍飒张立梅吴玉洁高立艾刘永福河北农业大学信息科学与技术学院河北保定071000 河北农业大学机电工程学院河北保定071000

为推动新型能源体系建设,促进“双碳”目标的实现,能源系统合理的优化配置至关重要。介绍了一种计及低碳运行的综合能源站的优化配置方法,文中分析能源站选址影响因素,利用Voronoi图及空心圆策略确定综合能源站候选位置集,并依据最小综... 详细信息

为推动新型能源体系建设,促进“双碳”目标的实现,能源系统合理的优化配置至关重要。介绍了一种计及低碳运行的综合能源站的优化配置方法,文中分析能源站选址影响因素,利用Voronoi图及空心圆策略确定综合能源站候选位置集,并依据最小综合负荷矩确定最终安装位置。以综合能源站配置的设备类型及容量为决策变量,从环境和经济利益两方面建立了年总成本及碳排放量最少的多目标优化配置模型,提出了一种改进的带精英策略的快速非支配排序遗传算法(nondominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGAⅡ)对模型进行求解。针对Pareto解集的多样性,利用模糊隶属度法进行决策。算例仿真结果证明了所提出的候选位置可降低优化求解的搜索空间,所建立的优化配置模型具备可行性和有效性,能够反映综合能源站经济性和碳减排效果。

关键词：综合能源优化配置 Voronoi图 NSGA II