谷粒菌种发明86周年:双孢蘑菇现代化商业栽培回顾

蘑菇商业化生产的持续成功发展有赖于蘑菇菌种商提供可靠的、高品质、高产量及其纯度和质量一致的优良菌种,并配合适当的栽培基质和生产系统,从而生产优质蘑菇供给竞争激烈的消费市场。在过去的一百年中,双孢蘑菇(Agaricus bisporus)的产量和品质均获得了显著提升。这些提升除了菌种选育和改良外,主要是通过改进栽培技术,诸如菌种制作、堆肥处理、覆土材料、生长条件控制,以及机械播种和采收等的进步和创新得以实现。双孢蘑菇是西方国家栽培的主要菇种,也是美国和欧洲主要消费蘑菇,近年来它的栽培面积在中国迅速扩张。双孢蘑菇的全年商业化栽培始于1780年,当时法国人在地下采石场(矿坑)内栽培蘑菇。1865年,栽培拓展到英国,而后美国人利用温室架下的黑暗区域栽培。1914年美国双孢蘑菇已经实现工业化栽培,其产量超过85%集中于宾夕法尼亚州南部。美国人口普查局数据显示,1930年美国有516名栽培者,其中350名在宾州切斯特县(Chester County)。20世纪70年代,宾西法尼亚州在宾州州立大学与蘑菇产业界的长期合作下,最终获得谷粒菌种的革命性开发和推进,其研究成果大大提高了双孢蘑菇的产量,使美国的蘑菇产业在当时具备了国际竞争力。在此过程中,宾州州立大学的JAMES W. SINDEN教授是双孢蘑菇的菌种配制播种、栽培生产的早期研究先驱。谷粒菌种的制作技术系SINDEN教授发明,并在1932年和1936年获得了配制"Sinden Grain Spawn"的专利。他将专利权转移给宾州州立大学后,大学成立宾州研究公司(Pennsylvania Research Corporation)来处理大学专利事宜。"谷粒菌种"是当时全新的蘑菇栽培接种系统,为蘑菇产业带来了革命性的变化。SINDEN教授另于1948年开发出一种合成堆肥,取代了当时使用的马粪堆肥,他还发现播种时添加少量的营养素即能显著提高蘑菇产量。SINDEN教授于1952年加入瑞士苏黎世Hauser Champignon Laboratorium公司并将其发展成为一个典型的模范蘑菇农场和销售全球的蘑菇菌种供应商。本文回顾了双孢蘑菇现代化生产的历史,并由此阐明了谷粒菌种的开发需要配合基础和应用研究,以及持续的财政支持。正是高校和产业致力于长期合作,带来了上述粮食菌种发展的革命性发现。

基于计算机视觉技术和深度学习的隧道掌子面岩体裂隙自动识别方法研究

对掌子面图像的裂隙识别和特征提取进行研究,首先根据隧道中光照不足和光线不均匀的特点,对掌子面图像集进行包含多种光照处理措施在内的数据增强;通过Unet网络识别掌子面轮廓,其平均交并比和平均相似度为91%和93%;利用形态学操作使掌子面轮廓边缘平滑,消除噪点。然后利用拆分-拼接策略处理高分辨率掌子面图像,通过DeepCrack网络模型迁移学习识别岩体裂隙,其平均交并比和平均相似度为61%和75%。利用Zhang-Suen算法和8邻域标记算法进一步对识别结果进行细化、骨架化和连通域分析。最后,通过控制点标记和腐蚀标记法计算每条裂隙的像素级长度和倾角。