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河北省太行山区‘辽宁1号’核桃叶片营养诊断技术研究

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中国农业科学 2024年第6期57卷 1153-1166页

作者：安秀红孙妍王芳冯启科王宁李津津张俊佩王红霞河北农业大学/河北省山区研究所/河北省山区农业技术创新中心/国家北方山区农业工程技术研究中心中国林业科学院林业研究所

【目的】测定河北省太行山区核桃主栽品种‘辽宁1号’叶片矿质元素并对叶片营养状况进行诊断，为‘辽宁1号’核桃科学施肥提供依据。【方法】测定‘辽宁1号’不同发育阶段叶片中矿质元素含量，以确定叶片营养诊断的采样时间；采用组分... 详细信息

【目的】测定河北省太行山区核桃主栽品种‘辽宁1号’叶片矿质元素并对叶片营养状况进行诊断，为‘辽宁1号’核桃科学施肥提供依据。【方法】测定‘辽宁1号’不同发育阶段叶片中矿质元素含量，以确定叶片营养诊断的采样时间；采用组分营养诊断法(CND)建立核桃叶片营养诊断的元素含量适宜值；运用诊断施肥综合法(L-DRIS)、CND法和适宜值偏差百分数法(DOP)对核桃低产园进行叶片营养诊断，并提供施肥建议。【结果】河北省太行山区‘辽宁1号’核桃叶片营养诊断采集最适时期为8—9月。元素相关性分析显示太行山区核桃叶片中矿质元素之间主要存在相互协同作用，K和Mg之间存在较强的拮抗作用。基于CND拐点值法将产量3.64 t·hm-2选择为划分核桃高产果园的临界值，由高产果园确定的太行山区核桃叶片矿质元素含量适宜值范围为：N(13.04—17.04)g·kg-1、P(0.67—1.23)g·kg-1、K(5.94—10.64)g·kg-1、Ca(15.64—22.16)g·kg-1、Mg(3.80—6.62)g·kg-1、Cu(5.14—8.48)mg·kg-1、Fe(437.38—794.58)mg·kg-1、Mn(126.94—172.02)mg·kg-1、Zn(14.59—34.25)mg·kg-1。用L-DRIS法、CND法以及DOP法对河北省太行山区核桃低产园进行营养诊断得到的叶片矿质元素含量丰缺状况有所差异，其中L-DRIS法与CND法诊断结果一致性更高。综合3种营养诊断方法得到河北省太行山区核桃低产园的需肥顺序为：K>P>N>Zn>Mn>Ca>Fe>Mg>Cu。【结论】河北省太行山区核桃低产园施肥时建议以K元素为主，配施N、P两种矿质元素，同时避免Mg、Cu元素过量施入。

关键词：核桃营养诊断 CND法含量适宜值

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番茄温室内移动喷药机器人的路径规划研究

计算机工程与应用 2024年第16期60卷 325-332页

作者：高兴旺任力生王芳河北农业大学信息科学与技术学院河北保定071001 河北省农业大数据重点实验室河北保定071001

移动喷药机器人在番茄温室内作业时,存在规划路径效率低、平滑性差以及路径存在安全隐患等问题。提出了一种优化A*算法融合DWA算法的番茄温室移动喷药机器人的路径规划算法。充分考虑番茄温室具体环境,定义作业安全距离及对种植区进行... 详细信息

移动喷药机器人在番茄温室内作业时,存在规划路径效率低、平滑性差以及路径存在安全隐患等问题。提出了一种优化A*算法融合DWA算法的番茄温室移动喷药机器人的路径规划算法。充分考虑番茄温室具体环境,定义作业安全距离及对种植区进行膨胀化处理,保证移动喷药机器人安全作业;通过为启发函数添加动态权重因子,采用关键节点提取技术提高全局路径规划效率,同时引入转弯点以及三次B样条曲线确保路径的全面覆盖及平滑性;最后融合DWA算法保证移动喷药机器人对突现障碍物的躲避。使用Matlab构建番茄温室环境进行仿真验证,实验结果表明,优化后的算法比传统算法规划出的路径更安全、平滑,覆盖喷药区域完整,规划效率明显提升,融合算法成功实现了对路径突现障碍物的躲避。该方案满足移动喷药机器人在复杂番茄温室中的作业需求。

关键词：番茄温室移动喷药机器人路径规划 A*算法动态窗口法(DWA)

黄芩素固体分散体对犊牛生长性能、抗氧化能力及肠道菌群的影响

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动物营养学报 2024年第8期36卷 5130-5140页

作者：师鑫潮高建亭张雨路晨月曹皓何欣河北农业大学动物医学院保定071000

本试验旨在研究黄芩素固体分散体对犊牛生长性能、抗氧化能力及肠道菌群的影响。选取(7±5)日龄、体重(45.82±3.37)kg的健康荷斯坦犊牛36头,随机分为3组,每组12个重复,每个重复1头。对照组(CON组)饲喂基础饲粮,黄芩素组(BAI组)和固体... 详细信息

本试验旨在研究黄芩素固体分散体对犊牛生长性能、抗氧化能力及肠道菌群的影响。选取(7±5)日龄、体重(45.82±3.37)kg的健康荷斯坦犊牛36头,随机分为3组,每组12个重复,每个重复1头。对照组(CON组)饲喂基础饲粮,黄芩素组(BAI组)和固体分散体组(SD组)在饲喂基础饲粮的基础上分别添加0.4%黄芩素和含有0.4%黄芩素的黄芩素固体分散体。试验期为30 d。结果表明:1)与CON组相比,BAI组、SD组的第30天体重显著提高(P<0.05),SD组的平均日增重(ADG)显著提高(P<0.05)。与BAI组相比,SD组的第30天体重和ADG显著提高(P<0.05)。2)与CON组相比,BAI组和SD组的血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和总抗氧化能力(T-AOC)显著提高(P<0.05),血清丙二醛(MDA)含量显著降低(P<0.05)。与BAI组相比,SD组的血清GSH-Px、SOD活性和T-AOC显著提高(P<0.05),血清MDA含量显著降低(P<0.05)。3)与CON组相比,BAI组和SD组的肠道菌群Chaol指数和Shannon指数显著提高(P<0.05)。与BAI组相比,SD组的肠道菌群Chaol指数和Shannon指数显著提高(P<0.05)。在门水平上,与CON组相比,BAI组和SD组的肠道厚壁菌门相对丰度显著提高(P<0.05),肠道拟杆菌门、变形菌门和梭杆菌门相对丰度显著降低(P<0.05)。与BAI组相比,SD组的肠道厚壁菌门相对丰度显著提高(P<0.05)。在属水平上,与CON组相比,SD组的肠道拟杆菌属相对丰度显著降低(P<0.05),BAI组和SD组的肠道粪杆菌属和罕见小球菌属相对丰度显著提高(P<0.05)。由此可见,在基础饲粮中添加黄芩素固体分散体可提高犊牛生长性能和抗氧化能力,提高肠道中有益菌的相对丰度,减少有害菌的相对丰度,改善肠道菌群结构。

关键词：黄芩素固体分散体犊牛生长性能抗氧化肠道菌群

不同土壤改良物料对连作黄芩生长及土壤酶活性的影响

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中国农业科技导报 2024年第7期26卷 189-198页

作者：蒲子天王红赵斌王鑫鑫河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071001 河北农业大学国家北方山区农业工程技术研究中心河北省山区农业技术创新中心河北省山区研究所河北保定071001 河北农业大学理学院河北保定071001

为探究不同土壤改良物料对连作土壤酶活性和黄芩生长的影响,采用室内盆栽试验,设置不添加改良物料(CK)和分别添加生物炭(T1)、腐殖酸(T2)、腐殖酸+生物炭(T3)、蚯蚓粪(T4)、蚯蚓粪+生物炭(T5)共6个处理,对未种植黄芩(Y_(0))和连作黄芩3... 详细信息

为探究不同土壤改良物料对连作土壤酶活性和黄芩生长的影响,采用室内盆栽试验,设置不添加改良物料(CK)和分别添加生物炭(T1)、腐殖酸(T2)、腐殖酸+生物炭(T3)、蚯蚓粪(T4)、蚯蚓粪+生物炭(T5)共6个处理,对未种植黄芩(Y_(0))和连作黄芩3年(Y_(3))2种土壤的黄芩农艺指标及土壤酶活性进行比较。结果表明,Y_(0)条件下,仅T5处理的黄芩地上部生物量显著大于CK,并且5种土壤改良处理的黄芩根部生物量与CK均无显著差异;Y_(3)条件下,除T2处理外其他处理的黄芩地上部、根部生物量较CK均显著提升。2种土壤条件下,T5处理对黄芩总氮含量的提升效果最好,T4处理对磷和钾含量的提升效果最好;T3处理下土壤蔗糖酶活性增幅最大,T1处理下碱性磷酸酶活性增幅最大。Y_(0)条件下,T4处理的脲酶活性较CK显著提升,各处理的过氧化氢酶活性均显著降低;Y_(3)条件下,仅T2处理的脲酶活性显著提升,T1处理的过氧化氢酶活性显著降低。Y_(0)条件下,黄芩氮磷钾含量主要与蔗糖酶、脲酶活性显著相关;而Y_(3)条件下的黄芩氮磷钾含量主要与脲酶、过氧化氢酶活性显著相关;同时,Y_(3)条件下T5处理与黄芩氮磷钾含量、土壤蔗糖酶活性相关性更强。综上所述,T1、T5处理均可提升Y_(3)条件下黄芩的生物量和氮磷钾含量,同时添加生物炭对连作土壤酶活性均有显著影响;T5处理对缓解黄芩多年连作障碍有显著效果。以上研究结果为缓解黄芩连作障碍、提升黄芩质量提供了理论依据。

关键词：黄芩连作障碍生物炭腐殖酸蚯蚓粪

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基于改进YOLOv8-Seg的苹果单枝条花序疏除方法

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农业工程学报 2024年第14期40卷 100-108页

作者：司永胜孔德浩王克俭刘丽星杨欣河北农业大学信息科学与技术学院保定071001 河北农业大学机电工程学院保定071001

针对苹果疏花作业中无法自动识别枝干以及缺乏花序疏除方法,该研究提出了一种适用于现代果园的苹果树单枝条花序疏除方法。首先,对YOLOv8-Seg模型进行改进:在Backbone部分添加GCT(Gaussian context transformer)模块,通过引入全局上下... 详细信息

针对苹果疏花作业中无法自动识别枝干以及缺乏花序疏除方法,该研究提出了一种适用于现代果园的苹果树单枝条花序疏除方法。首先,对YOLOv8-Seg模型进行改进:在Backbone部分添加GCT(Gaussian context transformer)模块,通过引入全局上下文信息和调整通道的重要性,提高模型对遮挡目标的分割性能;在对应3个检测头的Neck部分的C2f模块内部增加EMA(efficient multi-scale attention)机制,通过并行子网结构和跨空间信息聚合更好地关注多尺度特征。其次,使用改进YOLOv8-Seg模型对单枝条中的花苞、花序、开放花朵和花枝四类目标进行实例分割。最后,基于分割结果应用多项式拟合曲线表征花枝,并计算花序间距离实现花序疏除。结果表明,改进的YOLOv8s-Seg模型在自建数据集mask水平的精确率、召回率和mAP分别达到了89.9%、89.5%和91%,比原模型分别提升了6.5、4.1和5.8个百分点。与主流分割模型Mask R-CNN,YOLACT,SOLOv2进行对比,mask水平的mAP分别高出10.8、12.3和9.1个百分点。花序疏除决策结果与人工决策结果对比误差不超过10%。该方法可应用于单枝条水平上的花序疏除任务,为苹果智能疏花提供技术支持。

关键词：图像处理模型苹果疏花深度学习实例分割 YOLOv8-Seg 花序疏除

红鳍东方鲀鱼皮胶原蛋白制备抗酪氨酸酶活性肽及其活性表征

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食品科学 2024年第13期45卷 115-124页

作者：李晓雅郭明珠刘书源桑亚新张海恩孙纪录河北农业大学食品科技学院河北保定071000 唐山海都水产食品有限公司河北唐山063500

为有效利用红鳍东方鲀鱼皮制备胶原蛋白活性肽,本研究采用响应面法优化水解条件,制备红鳍东方鲀鱼皮酸溶性胶原蛋白的抗酪氨酸酶活性肽,通过评价经超滤分级后不同分子质量肽的抗酪氨酸酶活性、抗氧化活性、模拟消化后活性动态变化及吸... 详细信息

为有效利用红鳍东方鲀鱼皮制备胶原蛋白活性肽,本研究采用响应面法优化水解条件,制备红鳍东方鲀鱼皮酸溶性胶原蛋白的抗酪氨酸酶活性肽,通过评价经超滤分级后不同分子质量肽的抗酪氨酸酶活性、抗氧化活性、模拟消化后活性动态变化及吸湿、保湿性能差异,探究其应用潜力。结果表明,利用中性蛋白酶进行酶解,最佳工艺条件为底物质量浓度2.9 g/100 mL、酶解时间7.8 h、酶添加量7862 U/g。在此条件下,酪氨酸酶活性抑制率为(35.14±0.03)%。酶解产物分子质量主要分布于0~5 kDa。抗酪氨酸酶活性较高组分为CP-1(<3 kDa),其1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基、2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基和羟自由基清除率的半抑制浓度分别为9.51、2.03 mg/mL和7.29 mg/mL。经体外模拟消化后CP-1仍具有较高的抗酪氨酸酶活性和抗氧化活性。此外,CP-1具有较高的吸湿、保湿性能,可代替甘油。本研究可为红鳍东方鲀鱼皮胶原蛋白肽的精深加工与应用提供理论依据。

关键词：红鳍东方鲀鱼皮胶原蛋白抗酪氨酸酶活性肽

基于生态系统服务供需关系和土地利用程度耦合的生态分区识别与管理——以滦河流域为例

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草业科学 2024年

作者：王冶郭祖彬河北民族师范学院资源与环境科学学院河北民族师范学院计财处

基于生态系统服务供需关系与土地利用结构的耦合关系进行生态分区，并提出相应的差异化管理策略，有利于区域的可持续发展。以滦河流域为例，在乡镇尺度上评估关键生态系统服务供需格局和匹配关系，量化各土地利用类型的供需特征，基于Z... 详细信息

基于生态系统服务供需关系与土地利用结构的耦合关系进行生态分区，并提出相应的差异化管理策略，有利于区域的可持续发展。以滦河流域为例，在乡镇尺度上评估关键生态系统服务供需格局和匹配关系，量化各土地利用类型的供需特征，基于Z-score标准化后的生态系统服务综合供需比和土地利用程度综合指数，采用象限法进行生态分区，并模拟2030年不同土地利用发展情景下的分区格局变化。结果表明：1）生态系统服务供需空间分异明显，林地和草地具有较高的供给量，供需关系空间分布较为均匀，耕地和建设用地需求量较高，供需关系空间分布差异较大；2）流域供需关系整体呈现供大于求，以高-高集聚和低-低集聚为主，各地类中，林地的供需盈余最大且空间分布较为均匀，建设用地和耕地的供需亏损且空间分布差异较大；3）将流域划分为4个生态分区，情景模拟表明，合理的生态保护有助于生态系统供需盈余的提升和土地利用结构的改善，盲目的经济发展将加剧人地矛盾和供需亏损；4）充分考虑各分区自然社会特征，提出差异化分区发展策略和生态保护措施，有利于实现区域生态与经济的协调发展；研究结果揭示生态系统服务供需关系与土地利用结构的协调状态，为滦河流域生态管理提供新的思路。

关键词：供需关系土地利用程度生态分区多情景模拟滦河流域

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葡聚糖蔗糖酶在食品级乳酸菌中重组表达

食品工业科技 2024年第18期45卷 157-164页

作者：蒲元浩彭凯歌刘晓宇孟庆泳赵芳坤桑亚新河北农业大学食品科技学院河北保定071000

为研究葡聚糖在乳酸菌中的合成情况以及结构分析,本研究将葡聚糖蔗糖酶DsrB与带有SP45分泌信号肽的乳酸乳球菌表达载体pNZ8148质粒载体进行连接,电转入乳酸乳球菌NZ9000中进行异源表达。经由一系列醇沉、三氯乙酸去除蛋白质、二次醇沉... 详细信息

为研究葡聚糖在乳酸菌中的合成情况以及结构分析,本研究将葡聚糖蔗糖酶DsrB与带有SP45分泌信号肽的乳酸乳球菌表达载体pNZ8148质粒载体进行连接,电转入乳酸乳球菌NZ9000中进行异源表达。经由一系列醇沉、三氯乙酸去除蛋白质、二次醇沉、透析以及纯化等步骤得到多糖溶液。采用高效液相色谱法检测单糖组成;利用HPSEC测定葡聚糖的分子量;通过傅里叶红外技术、核磁共振技术以及扫描电镜分析多糖的结构并观察多糖表面特征。结果表明,将葡聚糖蔗糖酶在乳酸菌中进行表达,在蔗糖浓度为10%的条件下,葡聚糖产量为10.54 g/L;单糖组成显示仅含有葡萄糖一种单糖;胞外多糖分子量测定结果为2.4×10^(6) Da;由傅里叶红外和核磁联合表明体外合成的胞外多糖仅含有α-(1,6)糖苷键;扫描电镜表示胞外多糖表面呈现为多孔状结构。在乳酸菌中异源表达,实现了葡聚糖的食品级生产,为葡聚糖于食品中应用提供了理论基础。

关键词：葡聚糖蔗糖酶葡聚糖胞外多糖食品级生产重组表达

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基于转录组数据挖掘蛋鸡产蛋前后骨代谢差异的关键候选基因

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畜牧兽医学报 2024年

作者：张寅梁张冉王文君王德贺李兰会周荣艳河北农业大学动物科技学院

旨在挖掘影响蛋鸡产蛋前后骨代谢差异的调控通路和关键候选基因，为进一步研究维持蛋鸡骨骼健康的调控机制提供理论依据。本研究选择15只15周龄和12只22周龄体重相近饲养条件相同的海兰灰蛋鸡，采集血液和胫骨，测定血浆钙、磷、雌激素... 详细信息

旨在挖掘影响蛋鸡产蛋前后骨代谢差异的调控通路和关键候选基因，为进一步研究维持蛋鸡骨骼健康的调控机制提供理论依据。本研究选择15只15周龄和12只22周龄体重相近饲养条件相同的海兰灰蛋鸡，采集血液和胫骨，测定血浆钙、磷、雌激素、骨代谢相关生化指标，根据雌激素水平选择每组各6只的胫骨组织构建12个转录组文库并筛选差异表达基因，并对差异表达基因进行GO功能和KEGG富集分析。随机选择6个差异表达基因，利用qRT-PCR验证其相对表达量。15周龄与22周龄相比，蛋鸡血浆骨代谢标记物和雌激素水平均呈现显著变化（P＜0.05）。构建的12个胫骨cDNA文库中得到40 082 240～186 154 554条有效碱基序列数，Q30值最少为92.18%，比对率在76.52%～90.55%之间。对15周龄与22周龄胫骨转录组进行比较，鉴定出1 832个差异表达基因，其中914个基因下调，918个基因上调。GO功能注释发现差异表达基因主要显著富集在蛋白加工、对内质网应激的反应和胶原原纤维组织等过程。KEGG富集分析发现与骨代谢相关的显著富集通路有类固醇生物合成、甲状腺激素合成、TGF-β信号通路、MAPK信号通路、PI3K-Akt信号通路，筛选出18个这些通路共有的基因作为调控骨代谢的关键候选基因。本研究揭示了产蛋前后蛋鸡胫骨组织中基因表达存在差异，筛选到多个影响骨代谢的差异表达基因和通路，为进一步研究蛋鸡产蛋前后骨代谢转换机制提供理论依据。

关键词：蛋鸡转录组差异表达基因生理阶段胫骨骨代谢