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基于广泛靶向代谢组学揭示不同时期漆树生漆中代谢物变化规律

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植物学报 2024年第1期59卷 66-74页

作者：商慧颖翟云雁鬲晓敏刘帅王尚林周涛柏国清陕西省西安植物园(陕西省植物研究所) 陕西省植物资源保护与利用工程技术研究中心西安710061 西安交通大学药学院西安710061 中华全国供销合作总社西安生漆涂料研究所西安710061

生漆是一种重要的天然涂料,具有耐热、耐腐蚀和抗酸等优良特性,已广泛应用于各领域。揭示漆树(Toxicodendron vernicifluum)生长过程中生漆代谢物的变化规律是充分挖掘其应用潜力的关键。利用广泛靶向代谢组学技术,通过主成分分析、正... 详细信息

生漆是一种重要的天然涂料,具有耐热、耐腐蚀和抗酸等优良特性,已广泛应用于各领域。揭示漆树(Toxicodendron vernicifluum)生长过程中生漆代谢物的变化规律是充分挖掘其应用潜力的关键。利用广泛靶向代谢组学技术,通过主成分分析、正交偏最小二乘法判别分析和聚类热图分析等方法,对不同发育阶段(基于割漆时间)漆树的韧皮部汁液进行分析,探讨不同时期漆树生漆中代谢物的差异和变化规律。结果显示,在不同时期生漆中共鉴定出529种代谢物,包括黄酮类、酚酸类、生物碱、鞣质、糖和醇类及脂质等13类。多元统计分析表明,第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ期生漆的代谢特征相似,且与第Ⅰ期存在较大差异。对不同发育时期生漆代谢物进行比较分析,鉴定出92种共同差异代谢物,其中黄酮类化合物主要积累于第I期生漆中,而氨基酸及其衍生物、糖和醇类在后期生漆中含量较高。研究结果为全面了解不同时期漆树生漆的代谢特征提供了依据,对漆树资源的开发利用具有重要意义。

关键词：漆树代谢组学生漆差异代谢物

基于激光雷达数据的塔里木河下游胡杨种群空间分布格局和种内竞争关系

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林业科学 2024年第4期60卷 31-39页

作者：艾萨迪拉·玉苏甫玉米提·哈力克巴比尔江·迪力夏提雷诚魏建新阿不都拉·阿不力孜崔健泺何熙祥新疆大学生态与环境学院/绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830017 北京大学城市与环境学院生态研究中心北京100871 新疆激光雷达应用工程技术研究中心乌鲁木齐830002 新疆大学旅游学院乌鲁木齐830046

【目的】分析胡杨种群在干旱区不同地下水埋深梯度下的空间分布格局及种内竞争强度变化,探究种群空间结构对干旱环境的响应特征。【方法】在塔里木河下游3个断面处离河道1 000 m的范围内等距离布设15个50 m×50 m天然胡杨林样地,利用地... 详细信息

【目的】分析胡杨种群在干旱区不同地下水埋深梯度下的空间分布格局及种内竞争强度变化,探究种群空间结构对干旱环境的响应特征。【方法】在塔里木河下游3个断面处离河道1 000 m的范围内等距离布设15个50 m×50 m天然胡杨林样地,利用地面激光雷达(TLS)获取树木三维结构数据,并通过聚集指数(R)、丛生指数(I)、点格局函数g(r)等空间分布指标以及竞争指数(CI),分析空间分布格局和种内竞争强度。【结果】1)R和I指数表明,在下游不同地下水埋深梯度下,胡杨种群空间分布格局整体上呈聚集分布。2)各样地内在0~25 m半径r距离获取的g(r)函数值分析表明,大部分样地胡杨在r5 m距离呈随机分布格局。随着地下水埋深增加,树木聚集分布的距离r会缩小。3)点格局函数g_(12)(r)结果表明,不同龄级胡杨树分布格局存在差异,中龄树主要呈聚集分布,其他龄级树呈随机分布;中龄树与幼龄树、成熟树之间存在正关联性,表现出相互促进关系,而其他龄级树木之间未呈现显著关联性。4)平均CI指数随离河道距离增大呈递减趋势,单木CI随胸径增大逐渐递减。【结论】塔里木河下游胡杨种群在小尺度上呈聚集分布格局,随着尺度的增加主要呈现随机分布特征。随离河道距离增大和地下水位逐步降低,导致树木密度降低和种内平均竞争强度变弱,树木呈衰退趋势。

关键词：胡杨地面激光雷达空间分布格局种内关联性竞争强度

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蚯蚓堆肥特征及其在农业中的应用研究进展

中国农学通报 2024年第26期40卷 58-65页

作者：常长越贾俊超李朝栋陕西省生物农业研究所西安710043 陕西省酶工程技术研究中心陕西临潼710699

蚯蚓堆肥是一种简单可行、低成本且环保的生物-微生物耦合有机废弃物资源化处理技术。通过开展综述,概述了蚯蚓堆肥处理有机废弃物时的土壤结构,pH、CEC和EC值,氮、磷和钾,微量营养素,碳动态和微生物等方面的特征,介绍了蚯蚓堆肥在农业... 详细信息

蚯蚓堆肥是一种简单可行、低成本且环保的生物-微生物耦合有机废弃物资源化处理技术。通过开展综述,概述了蚯蚓堆肥处理有机废弃物时的土壤结构,pH、CEC和EC值,氮、磷和钾,微量营养素,碳动态和微生物等方面的特征,介绍了蚯蚓堆肥在农业生产中的应用研究进展,蚯蚓粪可促进作物生长、增加产量,增强作物抗逆性,有效减少病原体、重金属污染和病虫害的发生,降低土壤中部分污染物质的生物有效性。研究发现蚯蚓堆肥在实际应用中存在的问题,针对中国蚯蚓堆肥“种养一体化”生态链现状提出3点发展建议:(1)为开发生产高质量商品化蚯蚓粪肥,建议利用蚯蚓堆肥产品质量相关影响因素进行蚯蚓堆肥数学建模,以高效优化蚯蚓堆肥参数,为规模化生产蚯蚓粪肥降低研发成本、提高生产效率;(2)为确保高质量蚯蚓粪肥的稳定产出,可研究开发带有智能化控制pH、碳氮比、温湿度和光照等蚯蚓养殖重要条件的设备,形成蚯蚓自动化、规模化养殖;(3)为促进“种养一体化”循环经济的发展,回收养殖蚯蚓过程中含有腐殖酸等可二次利用的有效部分,加强其在农业种植和土壤修复中的使用效率。蚯蚓堆肥是实现农业和环境可持续发展的有效途径,本文旨在为今后蚯蚓堆肥相关研究提供参考。

关键词：蚯蚓堆肥有机废弃物理化性质微生物研究进展

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天然抗氧化剂花青素在饲料添加剂中的应用

农学学报 2024年第5期14卷 60-66页

作者：韩姗姗岳淑宁张红艳戴佳锟窦秉德李忠玲陕西省生物农业研究所西安710043 陕西省酶工程技术研究中心陕西临潼710000

花青素作为一种天然的生物活性物质,在畜禽养殖业中应用广泛。综述了目前花青素的研究进展,并从绿色养殖角度阐述了花青素在畜禽养殖方面的应用情况,以及其对提高养殖效益的重要作用。推广使用花青素等饲料添加剂将成为未来畜禽养殖行... 详细信息

花青素作为一种天然的生物活性物质,在畜禽养殖业中应用广泛。综述了目前花青素的研究进展,并从绿色养殖角度阐述了花青素在畜禽养殖方面的应用情况,以及其对提高养殖效益的重要作用。推广使用花青素等饲料添加剂将成为未来畜禽养殖行业中的一个重要趋势,有助于实现养殖业的可持续发展。

关键词：花青素饲料添加剂可持续畜禽养殖

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基于轻量型网络的无人机遥感图像中茶叶枯病检测方法

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农业机械学报 2024年第4期55卷 165-175页

作者：胡根生谢一帆鲍文霞梁栋安徽大学农业生态大数据分析与应用技术国家地方联合工程研究中心合肥230601

针对无人机采集的茶叶枯病图像中病斑差异大,病斑和背景之间相似性高等问题,设计了一个轻量型网络LiTLBNet,用于准确、实时地检测野外茶园无人机图像中的茶叶枯病。LiTLBNet使用轻量型的M-Backbone作为骨干网络,用来提取茶叶枯病病斑的... 详细信息

针对无人机采集的茶叶枯病图像中病斑差异大,病斑和背景之间相似性高等问题,设计了一个轻量型网络LiTLBNet,用于准确、实时地检测野外茶园无人机图像中的茶叶枯病。LiTLBNet使用轻量型的M-Backbone作为骨干网络,用来提取茶叶枯病病斑的可区分特征,减少因图像中病斑的尺度、颜色和形状的巨大差异而导致的漏检。在LiTLBNet的LNeck结构中引入了SE和ECA模块,帮助网络在通道维度上学习目标的综合特征,减少因病斑和背景之间的相似性造成的误检,同时删除原基线网络最大的特征图,以减少计算量和模型大小。此外,本研究还通过旋转、加噪声、构建合成图像等方式来扩充训练样本数量,提高小样本条件下LiTLBNet网络泛化能力。实验结果表明,利用LiTLBNet检测无人机遥感图像中茶叶枯病的精度为75.1%,平均精度均值为78.5%,与YOLO v5s接近。然而,LiTLBNet内存占用量仅2.0 MB,是YOLO v5s网络的13.9%。LiTLBNet网络可用于对茶叶枯病进行实时、准确的无人机遥感监测。

关键词：茶叶病害目标检测无人机遥感轻量型网络 LiTLBNet

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基于FE-P2Pnet的无人机小麦图像麦穗计数方法

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农业机械学报 2024年第4期55卷 155-164,289页

作者：鲍文霞苏彪彪胡根生黄承沛梁栋安徽大学农业生态大数据分析与应用技术国家地方联合工程研究中心合肥230601

针对无人机图像背景复杂、小麦密集、麦穗目标较小以及麦穗尺寸不一等问题,提出了一种基于FE-P2Pnet(Feature enhance-point to point)的无人机小麦图像麦穗自动计数方法。对无人机图像进行亮度和对比度增强,增大麦穗目标与背景之间的... 详细信息

针对无人机图像背景复杂、小麦密集、麦穗目标较小以及麦穗尺寸不一等问题,提出了一种基于FE-P2Pnet(Feature enhance-point to point)的无人机小麦图像麦穗自动计数方法。对无人机图像进行亮度和对比度增强,增大麦穗目标与背景之间的差异度,减少叶、秆等复杂背景因素的影响。引入了基于点标注的网络P2Pnet作为基线网络,以解决麦穗密集的问题。同时,针对麦穗目标小引起的特征信息较少的问题,在P2Pnet的主干网络VGG16中添加了Triplet模块,将C(通道)、H(高度)和W(宽度)3个维度的信息交互,使得主干网络可以提取更多与目标相关的特征信息;针对麦穗尺寸不一的问题,在FPN(Feature pyramid networks)上增加了FEM(Feature enhancement module)和SE(Squeeze excitation)模块,使得该模块能够更好地处理特征信息和融合多尺度信息;为了更好地对目标进行分类,使用Focal Loss损失函数代替交叉熵损失函数,该损失函数可以对背景和目标的特征信息进行不同的权重加权,进一步突出特征。实验结果表明,在本文所构建的无人机小麦图像数据集(Wheat-ZWF)上,麦穗计数的平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)和平均精确度(ACC)分别达到3.77、5.13和90.87%,相较于其他目标计数回归方法如MCNN(Multi-column convolutional neural network)、CSRnet(Congested scene recognition network)和WHCNETs (Wheat head counting networks)等,表现最佳。与基线网络P2Pnet相比,MAE和MSE分别降低23.2%和16.6%,ACC提高2.67个百分点。为了进一步验证本文算法的有效性,对采集的其它4种不同品种的小麦(AK1009、AK1401、AK1706和YKM222)进行了实验,实验结果显示,麦穗计数MAE和MSE平均为5.10和6.17,ACC也达到89.69%,表明本文提出的模型具有较好的泛化性能。

关键词：麦穗计数无人机图像 FE-P2Pnet FEM Wheat-ZWF数据集

基于PID的高速造纸机收卷部纸幅张力智能控制方法研究

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造纸科学与技术 2024年第5期43卷 68-72,102页

作者：张线媚柳美平颜翠翠增材制造技术应用陕西省高校工程研究中心西安思源学院陕西西安710038

收卷部纸幅张力与造纸质量之间存在决定关系。为保证高速造纸机的造纸质量,提出基于PID的高速造纸机收卷部纸幅张力智能控制方法。模拟高速造纸机收卷部工作过程,在静止和动态状态下,智能检测高速造纸机收卷部实时纸幅张力,确定高速造... 详细信息

收卷部纸幅张力与造纸质量之间存在决定关系。为保证高速造纸机的造纸质量,提出基于PID的高速造纸机收卷部纸幅张力智能控制方法。模拟高速造纸机收卷部工作过程,在静止和动态状态下,智能检测高速造纸机收卷部实时纸幅张力,确定高速造纸机收卷部电机参数与纸幅张力之间的关系,利用PID算法计算纸幅张力控制量,将其转换为收卷部电机控制量,生成收卷部纸幅张力控制指令,实现高速造纸机收卷部的纸幅张力智能控制。通过效果测试得出结论:综合考虑理想和干扰两种工况,与传统方法相比,优化设计方法控制下,收卷部纸幅张力的控制误差降低了3.22N。

关键词： PID控制高速造纸机收卷部纸幅张力干扰工况

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探究复合菌剂在奶牛粪污处理中的应用进展

农学学报 2024年第4期14卷 66-71页

作者：韩姗姗李忠玲张红艳戴佳锟窦秉德岳淑宁陕西省生物农业研究所西安710043 陕西省酶工程技术研究中心陕西临潼710000

奶牛产业是中国重要的农业产业之一。然而,随着奶牛养殖业的快速发展,大量养殖废弃物的排放问题也日益严峻。如何无害化处理奶牛粪污已成为当前亟待解决的问题之一。本研究介绍了复合菌剂在奶牛粪污处理中的应用进展,复合菌剂能够有效... 详细信息

奶牛产业是中国重要的农业产业之一。然而,随着奶牛养殖业的快速发展,大量养殖废弃物的排放问题也日益严峻。如何无害化处理奶牛粪污已成为当前亟待解决的问题之一。本研究介绍了复合菌剂在奶牛粪污处理中的应用进展,复合菌剂能够有效降解奶牛粪便中的有机物和氮磷等营养物,减少有害气体的排放,同时回收营养物作为肥料和牛床垫料,具有低成本和简单易操作的优点。复合菌剂的应用效果受多种因素影响,包括菌剂类型、环境条件和外源添加物质等,堆肥的质量是评价复合菌剂应用效果的主要指标。在实际中需要根据不同情况进行调整和优化。研究奶牛粪污问题,对于缓解农村畜禽污染,提升粪污资源化利用率,实现畜禽养殖可持续发展,具有重要意义。高效复合菌剂应用技术作为一种新型的有机物处理方法,在奶牛粪污处理领域具有广阔的应用前景,未来需要进一步研究和探索其在实际生产中的应用效果,并加强与其他技术手段的集成应用,以推动奶牛粪污处理工作向更加环保、高效和可持续的方向发展。

关键词：奶牛粪污生物菌剂环境污染可持续发展

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小型山地电动履带运输车动力学仿真与分析

现代机械 2024年第5期 71-76页

作者：郭园园西安思源学院增材制造技术应用陕西省高校工程研究中心陕西西安710038

丘陵山区地貌复杂多变,阻碍了中大型农用机械进场作业。为此,设计一款适用于山区的小型电动遥控式履带运输车,并以该运输车为研究对象,利用RecurDyn仿真运输车在山地纵横坡行驶等过程中的动力学性能。结果表明,运输车载重200 kg在黏土... 详细信息

丘陵山区地貌复杂多变,阻碍了中大型农用机械进场作业。为此,设计一款适用于山区的小型电动遥控式履带运输车,并以该运输车为研究对象,利用RecurDyn仿真运输车在山地纵横坡行驶等过程中的动力学性能。结果表明,运输车载重200 kg在黏土路面上行驶时,纵向上坡最大坡度角为40°,纵向下坡最大坡度角为37°,横坡行驶最大坡度角为27°。试验结果表明,运输车纵坡上坡的极限值与仿真结果的相对误差为7.5%,吻合度较高。试验验证了在不同路面行驶时该运输车运行稳定,可满足目前山地运输车的使用要求。

关键词：履带运输车 RecurDyn 爬坡性能动态仿真