藜麦遗传改良现状与发展方向

藜麦育种研究是以改良和优化藜麦的品种,实现产量、品质和抗逆性的提高为目标,通过深入研究藜麦的遗传背景和基础,了解藜麦的遗传多样性,建立丰富的遗传资源库,为未来的育种工作提供更多的遗传材料。传统育种方法结合现代分子标记辅助选择和基因组选择技术等手段可以加速藜麦的遗传改良进程,转基因技术也为提高藜麦的抗病虫能力提供了新途径。然而,藜麦育种仍面临一些挑战,包括遗传改良速度较慢、抗病和抗虫育种仍面临挑战,以及品质改良有待提高。因此,加强研究合作、拓宽遗传资源来源、加强品种改良和开发适应性更强的品种等是未来藜麦育种研究的重点和方向。通过科研创新和广泛合作,藜麦育种的发展将会不断推进,为解决全球粮食安全和可持续发展作出贡献。

基于改进YOLOv5s的输电线路螺栓缺销检测方法

针对无人机输电线路巡检图像中螺栓缺销检测精度较低、漏检较多的问题,提出了一种基于改进YOLOv5s的输电线路螺栓缺销检测方法。在Backbone部分嵌入Coordinate Attention注意力模块;在Neck部分原有的“FPN+PAN”结构的基础上,新增一条“自顶向下”的特征信息传递路径,跨越临近的同尺度特征层,与较浅层网络以加权融合的方式进行特征融合;将Head部分设置为解耦检测头,将对螺栓检测的分类任务与定位任务分开进行。改进后的YOLOv5s算法增强了对螺栓特征信息的学习能力。使用本方法在螺栓缺销数据集上实验,精确率提升了2.3%,召回率提升了3.4%,平均精度提升了3.1%,检测速度达到了41.1帧/秒,表明改进后的方法能提升输电线路螺栓缺销的检测能力,在智能巡检中具有一定的应用价值。

多层特征融合与语义增强的盲图像质量评价

针对现有盲图像质量评价算法在面对真实失真图像时性能较差的问题,本文提出多层特征融合和语义信息增强相结合的无参考图像质量评价算法。提取图像的局部和全局失真特征,利用特征融合模块对特征进行多层融合;利用多层扩张卷积增强语义信息,进而指导失真图像到质量分数的映射过程;考虑预测分数和主观分数之间的相对排名关系,对L_(1)损失函数和三元组排名损失函数进行融合,构建新的损失函数L_(mix)。为了验证本文方法的有效性,在野生图像质量挑战数据集上进行了验证和对比实验,该算法的斯皮尔曼等级相关系数与皮尔逊线性相关系数指标相比原算法分别提升2.3%和2.3%;在康斯坦茨真实图像质量数据数据集和野生图像质量挑战数据集上进行了跨数据集实验,该算法在面对真实失真图像时表现出了良好的泛化性能。

干旱胁迫对不同品系藜麦苗期生长特性的影响

为了给干旱地区的藜麦品种选择提供理论支持和技术指导,分析研究了不同浓度聚乙二醇(PEG-6000)对藜麦苗期生长特性的影响。结果表明,不同品系的藜麦在干旱胁迫下的生长和生理响应存在差异,随着干旱胁迫的增强,藜麦的株高、叶面积和生物量呈下降趋势;不同品系藜麦对干旱胁迫的响应差异表明了它们的抗旱特性的不同,黑色和红色品系的藜麦在一定胁迫程度下表现出较好的适应性和较高的抗旱能力,而灰色和白色品系的藜麦对干旱胁迫的敏感性相对较高。因此,在干旱地区进行藜麦种植时,选择具有较强抗旱能力的黑色和红色品系会更加适宜。

烟剂对大棚藜麦菜光合作用和叶绿素含量的影响

在藜麦菜的温室大棚种植中,用12%百菌清烟剂与12%速克灵烟剂防治病害较为常用。为了研究这两种烟剂对藜麦菜的叶绿素含量和光合作用的影响,施用烟剂后第3天和第5天分别进行藜麦菜叶片叶绿素含量和光合速率的检测。结果显示,施用烟剂可以提高藜麦叶绿素的含量,提高光合速率,进而提高生产率。

知识蒸馏和特征融合相结合的目标检测算法

目前Faster Rcnn是主流的目标检测框架之一,检测精度提升的同时伴随着更深的特征提取网络,但带来的大量的参数和计算开销使得这些算法难以应用在对存储空间和参数量有要求的移动设备上。为了在降低模型复杂度的同时保持与复杂网络相近的性能,论文将知识蒸馏方法用在目标检测框架中的特征提取网络,且为更好提升浅层特征提取网络性能,在知识蒸馏阶段引入了特征融合技术。网络规模相同的情况下,使用该方法的特征提取网络的检测精度比没有经过知识蒸馏的特征提取网络的检测精度高了6.53%。保证检测速度提升的同时,经过蒸馏后浅层网络的精度与复杂网络的精度相差不多,这证明了该方法的有效性。

2023年中国谷子高粱市场分析与2024年展望

2023年,在同期粮食作物种植替代、极端天气频现、国际形势趋紧以及突发事件迭出等多因素叠加影响下,中国谷子糜子种植面积小幅下滑,高粱面积略有增加。全年来看,受市场供强需弱与风险预期影响,谷子、高粱价格波动频繁;谷子出口激增,高粱进口放缓;谷子高粱种业科技创新活力逐步增强,品种迭代逐步升级。预计2024年国内谷子高粱市场风险与机遇将持续共存,供需双增,但增幅有限;国内谷子市场新陈粮持续叠加,市场供应压力将进一步增加;受全球供应链不确定性以及高进口依存度影响,国际高粱价格存在较大波动风险,国内高粱有望继续扩种。基于此,建议进一步保障产业安全健康可持续发展、强化监测预警、完善政策扶持体系、建立现代产品销售体系,激发产业竞争活力。

玉米抗寒性及其在低温条件下优化糖组分能力的相关性研究

【目的】玉米苗期低温会导致幼苗光合、磷等多种养分吸收受抑,物质代谢、分配改变,生长发育迟缓甚至死亡。探究不同耐冷型品种在低温下光合碳的变化、磷吸收及其与耐低温能力的关系,阐明玉米幼苗耐冷性的形成机理,为玉米抗逆栽培提供理论依据。【方法】以前期筛选的近等表型品种德美亚3号(DMY3,耐冷品种)和红单6号(HD6,冷敏感品种)为试验材料,采用盆栽试验,设置低温(15/8℃,昼/夜)和对照(28/22℃,昼/夜)2个处理,分别于低温处理0、1、3、5、7 d后分析植株生物量等表型、叶片碳水化合物含量、磷吸收速率以及叶片花青素含量等生长相关指标的变化及其在不同品种中的差异。【结果】(1)低温处理后两品种株高、根长、鲜重等形态指标均显著低于对照,根冠比增加,处理3—5 d后不同耐低温品种出现显著差异。(2)低温显著增加叶片中蔗糖、葡萄糖、淀粉等碳水化合物含量,低温敏感品种HD6多种糖含量的增幅高于耐低温品种DMY3,但葡萄糖含量增幅低于耐低温品种。(3)低温后,糖分积累形式有向非还原性糖分配增加的趋势,可溶性糖/氨基酸(C/N)、淀粉/可溶性糖比值增加。耐低温品种DMY3的临时性存储糖含量比例(淀粉/蔗糖)、单糖/二糖比例(葡萄糖/蔗糖)要高于低温敏感品种HD6。(4)低温处理后,根系磷吸收速率显著下降,低温敏感品种HD6吸收速率弱于耐低温品种DMY3。(5)随着处理天数延长,磷(Pi)含量逐渐减少,而花青素含量不断增加,同时Pi含量与花青素含量之间存在负相关关系,低温敏感品种比耐低温品种线性关系更强。(6)蔗糖含量增加或淀粉含量减少会影响生物量的积累,也会诱导次生代谢物花青素的生成。【结论】低温导致玉米幼苗磷吸收受抑,叶片中碳水化合物含量及光合碳在主要糖类物质上的分配比例发生显著改变。低温下蔗糖含量的增加是花青素积累的重要因素,淀粉、葡萄糖的升高可能是植株适应低温的主动反应,而蔗糖、可溶性糖、果糖、花青素升高及多形态指标值和Pi含量的降低则是低温下幼苗的不利胁变,低温下前述指标的变化幅度差异均与品种耐低温能力密切相关。

国外作物种业优秀发展经验及对中国种业发展的思考

农作物种业是国家战略性、基础性核心产业,中国不仅是农业生产大国,也是种子需求大国。中国种业发展正处于市场化改革的关键时期,但在育种技术研发、市场监管、产业链整合等方面依然存在许多不适应市场化的问题。本研究从国外种质资源保护、企业发展历程、种子研发与技术创新3个角度深入剖析了国外种业创新发展现状,并从种质资源管理、创新育种技术、种业产业链整合和产业运行机制4个方面,总结了对突破当前国内种业所面临问题具有参考意义的借鉴经验。最后,提出了加强种业创新体系建设、推动种业企业做大做强、推动种业人才培养和引进、推进种业产业链协同发展等旨在全面提升中国种业国际竞争力,为保障粮食安全和农业可持续发展做出更大贡献的对策建议,对于认识中国种业发展过程中存在的问题,并积极探索优化解决措施,具有重要的价值和现实意义。

秸秆与生物炭对棉田碱性土壤NH_(3)挥发与N_(2)O排放的影响

为探究秸秆和秸秆生物炭连续添加5 a后对土壤氨(NH_(3))挥发和氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,并确定合理的秸秆还田措施,以降低碱性棉田氮损失。本研究基于等碳量输入,设置秸秆翻埋、秸秆催腐+覆盖还田、秸秆生物炭翻埋和不还田对照共4个处理,氮磷钾肥统一施用。结果表明:秸秆生物炭翻埋下土壤NH_(3)挥发和N_(2)O排放分别较不还田对照显著降低27.3%和56.7%,主要归因于生物炭显著抑制土壤羟胺还原酶与硝酸还原酶活性,增加棉花氮吸收量,也与生物炭自身的强吸附能力有关。而秸秆翻埋、秸秆催腐+覆盖还田分别较对照增加NH3挥发37.2%和21.2%,但减少N2O排放17.1%和38.3%,这两种秸秆还田方式均显著促进土壤有机氮矿化和羟胺还原酶活性,抑制硝酸还原酶活性。冗余分析(RDA)结果表明羟胺还原酶和棉花氮吸收是土壤NH3挥发和N_(2)O排放的主要影响因子,解释率分别为64.8%和20.1%。研究表明,秸秆生物炭翻埋对NH_(3)和N_(2)O减排的综合效果优于秸秆,是碱性棉田土壤值得推荐的氮减排措施。

外源NO提高玉米瘤黑粉病抗性的效果和作用机制初探

为探讨一氧化氮供体硝普纳(SNP)提高玉米对瘤黑粉病抗性的效果和作用机制,以高抗玉米瘤黑粉病自交系‘齐319’和高感玉米自交系‘掖478’为材料,研究不同浓度(0.02、0.05、0.1、0.5 mmol/L)SNP处理对玉米瘤黑粉菌菌丝生长和不同生长时期(0、5、10、15、20 d)玉米叶片生理特性的影响。结果表明:0.02、0.05 mmol/L浓度SNP对菌丝有明显抑制作用,处理玉米叶片后会产生一定的诱抗效果。外源喷施0.02 mmol/L浓度SNP能够提高玉米叶片中的抗氧化超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶(CHT)、β-1,3-葡聚糖酶活性和游离脯氨酸(pro)含量,而其丙二醛(MDA)含量和脂氧合酶(LOX)活性有所降低。可见,外源NO可在一定程度上缓解瘤黑粉菌对玉米植株造成的伤害,提升玉米对瘤黑粉病的防治效果,其机制可能是通过提高玉米的多种抗氧化酶活性、渗透物质含量和抗病相关酶活性,从而提高玉米对瘤黑粉病的抗性。

改进YOLOv5s的遥感图像目标检测

针对遥感图像中感兴趣目标特征不明显、背景信息复杂、小目标居多导致的目标检测精度较低的问题,本文提出了一种改进YOLOv5s的遥感图像目标检测算法(Swin-YOLOv5s)。首先,在骨干特征提取网络的卷积块中加入轻量级通道注意力结构,抑制无关信息的干扰;其次,在多尺度特征融合的基础上进行跨尺度连接和上下文信息加权操作来加强待检测目标的特征提取,将融合后的特征图组成新的特征金字塔;最后,在特征融合的过程中引入Swin Transformer网络结构和坐标注意力机制,进一步增强小目标的语义信息和全局感知能力。将本文提出的算法在DOTA数据集和RSOD数据集上进行消融实验,结果表明,本文提出的算法能够明显提高遥感图像目标检测的平均准确率。

基于图知识推理的输电线路缺销螺栓识别方法

针对输电线路缺销螺栓识别任务中存在的视觉不可分与样本不平衡问题,提出了基于图知识推理的输电线路缺销螺栓识别方法。首先通过知识表达模块学习到各类螺栓有判别力特征的类别表示;然后深入挖掘螺栓数据集中螺栓种类之间的相关性,提取出标签共现信息;最后将类别表示作为输入特征,以静态图和动态图的相关概率矩阵表征标签共现信息,通过知识推理模块完成图知识的传播与增强,从而实现缺销螺栓的识别。在实验阶段,将所选取的3类金具上的6种螺栓作为实验对象。对比实验结果表明,本文方法对缺销螺栓的识别效果优于其他方法,较原始模型提升了9.13%的准确率。消融实验结果表明,本文所提取的螺栓类别表示、静态图及动态图信息均能够提升缺销螺栓的识别效果。

融合知识迁移和改进YOLOv6的变电设备热像检测方法

针对变电设备热像检测中存在复杂背景样本不足和设备定位困难的问题,提出了融合知识迁移和改进YOLOv6的变电设备热像检测方法。针对复杂背景样本不足问题,使用扩散模型从域外数据中提取背景知识来生成背景图像,将设备样本迁移到背景图像中生成人工热像;针对设备难以被精准定位的问题,将多头注意力机制和显示视觉中心模块融入YOLOv6模型,改善模型的特征提取能力。实验结果表明,该方法对设备的平均检测准确率达到86.4%,召回率达到89.4%,相较于基线模型分别提升了3.1%和1.5%,为变电设备热像检测提供了新的实现方法。

基于深度可分离空洞卷积金字塔的变压器渗漏油检测

为了降低影响并提高对变压器渗漏油巡检图像的检测效率,提出一种基于深度可分离空洞卷积金字塔的变压器渗漏油检测模型。首先,将空洞金字塔中普通卷积块修改为深度可分离卷积块,以此扩大金字塔感受野,使特征提取网络提取到的特征图语义信息更加丰富;然后,改进了特征提取阶段低阶语义特征与高阶语义特征融合过程,进一步增强特征提取网络产生特征图的语义信息;最后,为了避免经过多次卷积、池化操作后特征图语义信息的损失,在融合过程中引入空间注意力机制和通道注意力机制,进一步增强特征图中的语义信息。与UNet(convolutional networks for biomedical image segmentation)、PSPNet(pyramid scene parseing network)、DeepLabv3+(encoder-decoder with atrous separable convolution for semantic image segmentation)和MCNN(multi-class convolutional neural network)等算法进行对比实验发现,本文所提出网络检测模型效果好,查准率达到了76.85%,平均交并比达到了64.63%,召回率达到了73.56%,检测速率达到了30 f/s。为了验证本文提出方法的有效性,设计了消融实验,与基础网络模型相比,查准率提高了9.33%,平均交并比提高了7.15%,召回率提高了5.66%。

基于改进的MEEMD的隧道掘进爆破振动信号去噪优化分析

爆破振动信号受现场条件限制,多为复杂含噪信号,对降噪方法的性能提出更高要求。为了获得真实振动特征,建立了一种基于改进的总体平均经验模态分解(modified ensemble empirical mode decomposition,MEEMD)的联合去噪方法。首先,将原始信号进行MEEMD分解得到本征模态分量(intrinsic mode function,IMF),结合相关系数和样本熵(sample entropy,SE)-Hurst指数进行IMF分类;然后,针对含噪IMF分量中的残留噪声,使用最小均方(least mean square,LMS)自适应滤波进行降噪,达到信号去噪的目的。算法对比结果表明:在仿真试验中,MEEMD-LMS相较互补集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)、快速集合经验模态分解(fast ensemble empirical mode decomposition,FEEMD)等方法表现出更优的降噪性能;在隧道掘进爆破的实例分析中,MEEMD-LMS相较MEEMD对高频噪声的降噪效果更好,低频段频谱更清晰,具备良好的适用性。

基于胰腺PI3K/AKT/BMAL1通路探讨针刺对2型糖尿病大鼠血糖昼夜节律的影响

[目的]通过观察PI3K/AKT/BMAL1通路相关蛋白的表达变化及针刺效应,探讨调理脾胃针法调节2型糖尿病大鼠血糖昼夜节律的作用机制。[方法]将36只SPF级雄性SD大鼠采用随机数字表法分为空白组(10只),造模组(26只)。造模组以高脂高糖喂养2个月,而后采用小剂量(25 mg/kg)腹腔注射链脲佐菌素的方法建立2型糖尿病大鼠针刺效应平台。并将造模成功的20只大鼠随机分为针刺组(10只),模型组(10只)。针刺组采用“调理脾胃针法”针刺,每日治疗1次,每周治疗5次,共治疗4周。空白组及模型组不进行干预。主要观察治疗前后大鼠4时相(0、6、12、18时)血糖变化及平均血糖的标准差(SDBG)、最大血糖波动幅度(LAGE);以酶联免疫吸附法(ELISA)检测治疗前后空腹血清胰岛素含量;以胰腺荧光TUNEL染色观察治疗后胰岛细胞凋亡情况,计算凋亡指数(AI);以蛋白质印迹法(Western blot)检测治疗后磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT)及p-AKT、脑和肌肉芳香烃受体核转位蛋白1(BMAL1)表达。[结果]干预后与空白组比较,模型组各时相血糖、SDBG、LAGE仍然显著升高,空腹血清胰岛素(Fins)含量显著降低(P<0.01),但针刺组与模型组比较,各时相血糖、SDBG、LAGE显著下降,Fins含量显著升高(P<0.01);与模型组相比,针刺可明显改善胰岛细胞的凋亡,降低AI值;干预后与模型组比较,针刺组各蛋白(PI3K、AKT、p-AKT、BMAL1)表达均显著升高(P<0.01)。[结论]调理脾胃针法可改善2型糖尿病大鼠血糖昼夜节律,机制与上调胰腺PI3K/AKT/BMAL1相关蛋白表达相关。

提高河北省谷子生产“双效”和发展谷子适度规模经营的建议

生产效率低、效益低以及非适度经营规模一直是制约谷子生产的主要因素。在总结归纳河北省谷子生产效率和效益以及谷子生产经营适宜规模的基础上,从河北省谷子产业的科技支撑优势,自然环境、人文优势,以及市场贸易优势等3个方面阐述其发展优势。最后,提出了提高谷子生产效率、生产效益以及发展谷子适度规模经营,并为河北省乃至全国谷子生产提供科技支撑的相关建议:一是加大科研支持力度,提高谷子生产科技水平,促进谷子生产效益提升;二是研发新型简化栽培技术、完善机械化生产,促进谷子生产效率提升;三是减少化肥农药的使用,增加生物有机肥的使用;四是提高河北省谷子规模效益,发展适度规模经营;五是完善河北省惠农政策补贴制度及监督机制,切实保障生产效益。

“河北小米”三级品牌体系建设路径研究

农业品牌化是促进传统农业向现代农业转变的重要手段,对提升农业质量效益和竞争力具有重要意义。近年来,全国形成一批小米区域品牌和企业品牌,推动了谷子产业高质量发展。河北省作为谷子主要生产省份,品牌建设较先进省份具有较大差距。通过调研对比分析河北省与山西省谷子产业现状、产业优势与产业短板,总结出山西省谷子产业发展经验与区域公用品牌建设经验,提出了“河北小米”三级品牌体系建设路径。河北省谷子产业具有资源禀赋优越、轻简化水平高、加工规模大、科技创新能力强等优势,但在品牌建设、标准化生产与质量控制体系、加工深度、文化挖掘利用等方面存在较大差距;通过对比分析,提出“河北小米”省域公用品牌、县域公用品牌和企业自有品牌三级品牌体系形成逻辑、建设原则、功能定位与建设路径,并从坚持“四动”模式、深入挖掘粟文化、组建河北小米运行中心、延伸产业链、健全标准化生产与质量体系、做强种子产业等方面提出了推动河北省谷子产业发展的对策建议。

电动汽车充电路径规划研究

电动汽车充电是电动汽车提供动力的重要组成因素,给予电动汽车最便利的充电路径规划服务,是电动汽车发展的不可或缺的一部分。考虑交通网络、配电网络和电动汽车本身条件,将其作为智能水滴算法数学模型的阻碍泥土因子,利用libsvm分析,获取最优路径概率,使用四种函数验证其在电动汽车的路径规划中的可行性。验证结果表明智能水滴算法在电动汽车路径规划中是可行的。