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本刊信息

主管单位 : 华南农业大学

主办单位 : 华南农业大学

主编 :刘雅红

通信地址 : 广州天河区五山路483号

编辑出版:华南农业大学学报编辑部

电话 : (020)85280069/38746672

E-mail:journal@scau.edu.cn

国内发行 :华南农业大学学报编辑部

国外发行 :中国国际图书贸易总公司

国际标准刊号 :1001-411X

国内统一刊号 :44-1110/S

期刊简介
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       《华南农业大学学报》由华南农业大学主办,中文核心期刊,CSCD核心库期刊,主要刊登农业各相关学科科研活动、学术动态的学术论文、综述,为农林牧渔以及生命科学、环境科学的教学、研究和产业开发部门的科技工作者提供前沿的科学研究信息。

     

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    2022, DOI:

    Abstract:

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    2022, DOI:

    Abstract:

  • 不同共轭亚油酸异构体对小鼠脂肪沉积、能量代谢和肠道微生物的影响

    陈林,赵伟杰,张枫琳,杨晓华,朱晓彤,王丽娜,高萍,束刚,江青艳,王松波

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202110016

    Abstract:

    目的 探究日粮添加不同共轭亚油酸(Conjugated linoleic acid,CLA)异构体对小鼠体脂、能量代谢和肠道微生物的影响。方法 用普通日粮(对照组)、普通日粮分别添加质量分数为2%的顺9,反11?共轭亚油酸(c9, t11-CLA)和反10,顺12?共轭亚油酸(t10, c12-CLA)饲喂小鼠12周,检测小鼠脂肪含量、能量代谢和肠道微生物的变化。结果 与对照组相比,c9, t11-CLA和t10, c12-CLA组小鼠体质量分别降低了22.79%和25.04%;脂肪含量分别降低了57.98%和59.41%;小鼠皮下脂肪、附睾白色脂肪以及褐色脂肪含量也显著降低。c9, t11-CLA和t10, c12-CLA均显著提高小鼠耗氧量和产热量,其中,t10, c12-CLA显著降低小鼠夜间的呼吸交换率。16S rRNA测序结果显示,3组小鼠的肠道微生物菌群结构存在明显差异,c9, t11-CLA和t10, c12-CLA组小鼠肠道中与机体代谢相关的菌群丰度显著高于对照组,且t10, c12-CLA能促进与脂质代谢相关的菌群丰度上调。在门水平,c9, t11-CLA和t10, c12-CLA组厚壁菌门和放线菌门相对丰度显著上调,拟杆菌门和疣微菌门相对丰度显著下调;在属水平,与对照组相比,c9, t11-CLA组双歧杆菌属相对丰度显著上调,IleibacteriumAkkermansia相对丰度显著下调。结论 日粮添加c9, t11-CLA或t10, c12-CLA,可显著降低小鼠脂肪沉积,这可能与CLA促进机体能量代谢和改变肠道微生物菌群结构有关。

  • 利用分子标记辅助选择改良水稻保持系香味和稻瘟病抗性

    杨瑰丽,张瑞祥,王慧,陈淳,黄翠红,郑陶陶,刘永柱

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202109021

    Abstract:

    目的 优质抗病水稻保持系的获得是改良不育系品质与抗性的前提,利用分子标记辅助选择技术进行定向改良,可以加速优异水稻保持系的改良进程。方法 以‘恒丰B’、‘广8B’为轮回亲本,利用携带香味基因Badh2和抗稻瘟病基因Pita的‘B39’作为供体亲本,利用分子标记开展连续回交育种,定向改良‘恒丰B’、‘广8B’的品质和抗性性状。结果 通过多代回交选育,获得了14份BC3F2改良材料。利用改良单株系与对应的不育系测交,测保对应的小区不育等级为全不育和高不育;通过品质和抗性鉴定,改良后的目标株系香味评级为香味较浓;稻瘟病抗性均有进一步提高,经病圃鉴定表现为抗或高抗稻瘟病;稻米品质表现为米粒细长、低直链淀粉、低垩白;其他农艺经济性状与轮回亲本相似;改良后的株系遗传背景回复率在80%~90%之间,达到预期回复效果。结论 结合分子标记辅助选择的定向改良缩短了优质抗性保持系改良的育种进程,在较短时间内获得了在稻米品质、抗病性、香味性状上具有改良的新保持系,实现了‘恒丰B’、‘广8B’在香味性状和稻瘟病抗性方面的定向改良,为进一步协同改良三系杂交水稻的稻米品质和抗性提供了新的材料基础。

  • Ghd7DTH8协同调控水稻抽穗期和部分农艺性状

    肖冬冬,宗伍辈,孙康莉,李加俊,刘耀光,郭晶心

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202109041

    Abstract:

    目的 抽穗期是水稻重要的农艺性状,决定品种适宜的栽培地区和季节。Ghd7DTH8是水稻的关键抽穗基因,全面揭示Ghd7DTH8在不同背景中的遗传互作规律、表达调控和对农艺性状的作用,对指导水稻品选育、提高水稻适应性和产量具有重要的应用价值。方法 本研究通过分子标记辅助选择从杂交稻‘宁优1179’后代中鉴定培育了1个hd1prr37无功能的背景下Ghd7DTH8的双基因分离群体,对其进行了抽穗期调查、下游基因(Ehd1Hd3aRFTI)表达检测和部分农艺性状分析。结果 在自然长日和自然短日下,Ghd7DTH8单基因均可抑制Ehd1Hd3aRFTI的表达,延迟抽穗,Ghd7DTH8单基因可以显著增加水稻株高、一级枝梗数、二级枝梗数、主穗粒数和千粒质量;Ghd7DTH8双基因组合强烈抑制Ehd1-Hd3a/RFT1通路的表达,延迟抽穗,并且能够显著增加水稻株高、一级枝梗数、二级枝梗数、主穗粒数和千粒质量等农艺性状。结论 长、短日下,Ghd7DTH8能协同抑制成花素基因表达,延长水稻抽穗期,正向调控多个产量相关性状,在水稻高产育种和遗传改良中具有重要的应用价值。

  • 干旱胁迫对玉米雄穗发育特征及产量的影响

    李锦秀,郭勇智,崔蓉,张欣宇,王呈玉,刘淑霞

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202107025

    Abstract:

    目的 探究干旱胁迫对玉米雄穗发育特征及产量的影响,以期为中国东北地区玉米种植抗旱保产提供一定理论基础。方法 采用盆栽试验,设置原土处理和添加土壤改良剂处理,并于玉米大喇叭口期至吐丝期进行不同程度的干旱胁迫:正常供水、轻度干旱胁迫、中度干旱胁迫和重度干旱胁迫,研究不同程度干旱胁迫对玉米的抽雄吐丝间隔、雄穗形态特征、生理指标以及产量的影响。结果 干旱胁迫导致玉米雌穗吐丝时间延后,雌、雄穗开花吐丝不同步,且在重度干旱胁迫时达到最大值,其中原土处理较CK延长了6.33 d,添加土壤改良剂处理延长了4.67 d;不同程度干旱胁迫会导致玉米雄穗变小、主轴缩短,轻度干旱胁迫有利于雄穗积累干物质,原土处理和添加土壤改良剂处理的雄穗干物质分别比CK增加了5.18%和14.87%;干旱胁迫会促使雄穗分泌抗氧化系统酶以及渗透调节物质抵御逆境伤害,但重度干旱胁迫时雄穗内部产生过多丙二醛(MDA)以及有害物质,会导致抗氧化系统酶活性有所降低;干旱胁迫会造成玉米产量严重下降,重度干旱胁迫时原土处理的产量与CK相比下降了62.39%,添加土壤改良剂处理的产量则下降了57.77%。结论 干旱胁迫会对玉米雄穗发育以及产量造成严重影响,尤其在重度干旱胁迫时,影响程度最为严重,会对雄穗造成不可逆伤害;施用土壤改良剂可以在一定程度上提高玉米雄穗抗逆性,从而保证玉米雄穗正常生长发育以及产量。

  • 不同滴灌施肥处理对种植马铃薯土壤有机碳组分和酶活性的影响

    陈思静,杜爱林,李伏生

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202107044

    Abstract:

    目的 获得种植马铃薯土壤有机碳库调控的水肥管理模式,并揭示土壤酶活性对土壤有机碳组分和碳库管理指数(Carbon pool management index,CPMI)的影响。方法 在南宁市防雨棚内进行2种滴灌灌水量水平(高灌水量:苗期、块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期土壤含水量分别保持在田间持水量的60%~70%、70%~80%、75%~85%和50%~60%;低灌水量:苗期、块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期土壤含水量保持在田间持水量的50%~60%、60%~70%、70%~80%和40%~50%)和3种滴灌施肥比例(NK100-0:N、K肥以100%作基肥土施;NK70-30:N、K肥以70%作基肥土施,30%作滴灌追肥;NK50-50:N、K肥以50%作基肥土施,50%作滴灌追肥)的田间试验。测定马铃薯收获后土壤总有机碳(Total organic carbon,TOC)、可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、微生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、活性有机碳(Labile organic carbon,LOC)含量以及蔗糖酶、纤维素酶和过氧化氢酶活性,计算碳库管理指数,并分析土壤有机碳库组分含量和碳库管理指数与土壤酶活性之间的关系。结果 滴灌灌水量显著影响土壤有机碳及其组分含量。相同施肥比例下,高灌水量土壤有机碳及其组分含量、CPMI和蔗糖酶活性较低灌水量土壤高。高灌水量下,NK50-50土壤TOC含量分别比NK100-0和NK70-30提高15.2%和7.1%,NK50-50土壤LOC含量较NK100-0增加25.0%,且高灌水量NK50-50处理土壤TOC和LOC含量显著高于其他处理。在相同滴灌灌水量下,滴灌施肥比例对3种酶活性的影响不显著。土壤蔗糖酶活性以高灌水量NK50-50处理最高。高灌水量下NK50-50土壤碳库指数(Carbon pool index,CPI)和CPMI比NK100-0分别提高15.1%和25.8%;低灌水量下NK50-50土壤CPI和CPMI比NK100-0分别提高12.6%和8.4%。所有处理土壤CPI和CPMI以高灌水量NK50-50处理较高。此外,土壤TOC、DOC和MBC含量均与蔗糖酶活性呈极显著或显著正相关,相关系数分别为0.61、0.48和0.46。结论 高灌水量NK50-50处理提高了土壤有机碳及其组分含量和蔗糖酶活性,可作为马铃薯种植土壤有机碳库调控的水肥管理模式;土壤TOC、DOC和MBC含量受到土壤蔗糖酶活性的影响。

  • 广东潮土生物炭对不同水稻品种的土壤细菌群落的影响

    丁玮,阳树英,刘洋,张亚宁,张波

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202108022

    Abstract:

    目的 探明生物炭对不同水稻品种的土壤细菌群落多样性、丰度及结构的影响,为生物炭在水稻生产中的应用提供科学依据。方法 2019年选取广东省江门县台山镇潮土型晚稻田,设置不施生物炭(对照,CK)、生物炭施加3.5 t/hm2(Tr1)、生物炭施加7 t/hm2(Tr2)为主区,选用6个不同的常规优质水稻品种‘黄华占’、‘五常香稻’、‘象牙香占’、‘湘晚籼17’、‘农香32’和‘玉针香’进行裂区试验,并进行16S rRNA基因V3-V4高通量测序技术分析。结果 生物炭Tr1、Tr2处理均显著提高了‘玉针香’的土壤细菌群落多样性,生物炭Tr2处理显著提高了‘玉针香’的土壤细菌群落丰富度,生物炭Tr1处理显著提高了‘黄华占’的土壤细菌群落丰富度。共获得细菌73门92纲174目298科682属456种,主要包含变形菌门Proteobacteria、厚壁菌门Firmicutes、拟杆菌门Bacteroidetes、硝化螺旋菌门Nitrospirae和酸杆菌门Acidobacteria等10个主要门类细菌,其中变形菌门为第1优势菌(相对丰度为30.0%~61.1%),以γ–、δ–、α–变形菌纲为优势亚群,某些水稻品种的变形菌门、拟杆菌门在Tr2处理较CK出现显著上升,广古菌门Euryarchaeota在Tr1处理较CK明显上升。生物炭处理引起了对应土壤细菌群落结构组成在属水平上的变化,食酸菌属Acidovorax、鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas、土地杆菌属Pedobacter等相对丰度较低或极低的土壤细菌类群更敏感,更容易受到生物炭的影响。与CK相比,生物炭Tr1处理对土壤细菌群落组成及分布存在影响。结论 生物炭处理可在一定程度上对稻田土壤细菌群落产生影响,水稻品种‘玉针香’和‘黄华占’的土壤细菌群落受生物炭施加影响变化较大,生物炭处理提高了‘玉针香’和‘黄华占’的土壤细菌群落多样性及丰富度,生物炭处理的差异主要体现在土壤细菌群落相对丰度上。

  • 铁冬青幼苗对污染土壤中铅、镉的耐受、吸收和累积

    阮可瑾,谢宝玥,邓应生,冯嘉仪,庄玉婷,吴道铭,曾曙才

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202107043

    Abstract:

    目的 研究铁冬青Ilex rotunda在铅(Pb)、镉(Cd)污染土壤上生长的耐受性及其对Pb、Cd的吸收累积能力,为Pb、Cd污染土壤的植物修复提供理论依据。方法 通过盆栽试验探究单一Pb污染(500、1 000和1 500 mg·kg?1)和单一Cd污染(10、25 和50 mg·kg?1)对铁冬青幼苗生长、根系形态、养分及Pb或Cd吸收累积的影响。结果 与对照(无污染土壤)相比,500 mg·kg?1的Pb处理显著增加铁冬青根生物量和根表面积,500和1 000 mg·kg?1的 Pb处理均显著增加地径和质量指数;1 500 mg·kg?1的Pb处理显著降低铁冬青生物量、质量指数和全株N累积量,抑制根系生长,但显著提高根、地上部P含量和地上部K含量;Pb污染处理均显著增加铁冬青全株Pb含量以及根、全株Pb累积量,1 500 mg·kg?1的Pb处理的铁冬青各部位及全株的Pb含量和累积量最大。与对照相比,单一Cd污染对铁冬青生长、根系形态、养分累积量均无显著影响,但显著提高地上部K含量;各Cd污染处理均显著增加铁冬青各部位和全株的Cd含量及累积量,根Cd含量随着Cd污染程度增加而显著增加,在50 mg·kg?1的Cd处理时达到最大值(6.40 mg·kg?1)。铁冬青根Pb含量及累积量均显著高于地上部;根Cd含量在不同Cd污染条件下均显著高于地上部,根Cd累积量在50 mg·kg?1的Cd处理时显著高于地上部。结论 铁冬青对单一Pb、Cd污染具有较好的耐受性,对Pb、Cd有较强的吸收累积能力,可作为Pb、Cd污染土壤修复的备选树种。

  • 不同磷浓度对土壤理化性质及防风生长和药材品质的影响

    郝佳,刘宇航,殷洁,刘晶,田新,韩忠明,王云贺,韩梅,杨利民

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202104024

    Abstract:

    目的 探讨不同磷浓度处理对土壤特性及防风Saposhnikovia divaricata生长状况、色原酮含量的影响,为防风人工栽培的技术策略制定以及防风对低磷胁迫响应机制的研究提供理论依据。方法 以2年生防风为材料,设置营养液磷 (NH4H2PO4) 浓度分别为1.0、0.1和0 (无磷) mmol/L,分别在30、60、90 d时测定土壤理化性质及防风生长特性和4种色原酮总含量,分析不同磷浓度处理防风各指标与4种色原酮总含量的关系。结果 无磷处理下,2年生防风根粗、根生物量在整个处理期间均低于1.0 mmol·L−1磷处理,根长在90 d 时显著高于1.0和0.1 mmol·L−1磷处理;土壤pH 在60 d 后表现为1.0 mmol·L−1磷处理显著高于0.1 mmol·L−1和无磷处理;土壤有机质含量在整个试验期表现为1.0和0.1 mmol·L−1磷处理显著低于无磷处理;90 d 时, 无磷处理的土壤碱解氮含量显著高于1.0和0.1 mmol·L−1磷处理,而土壤有效磷含量0.1 mmol·L−1处理显著高于无磷处理,4 种色原酮总含量0.1 mmol·L−1和无磷处理显著高于1.0 mmol·L−1磷处理。防风根系土壤中酸性磷酸酶活性在30 d 时,3种磷处理间存在显著差异。1.0 mmol·L−1磷处理下,根长、根鲜生物量与4 种色原酮总含量呈正相关;0.1 mmol·L−1磷处理下,碱解氮、有效磷含量和根鲜生物量均与4 种色原酮总含量呈正相关;无磷处理下pH、碱解氮含量、酸性磷酸酶活性均与4种色原酮总含量呈正相关。结论 防风面对磷胁迫有一系列响应机制,有效成分4种色原酮总含量显著增加,pH、有机质、碱解氮等与酸性磷酸酶协同作用,保证防风对养分的吸收利用。

  • 盐分和重金属胁迫下AM真菌对小果白刺生长的影响

    侯亚州,罗俊清,李雪,崔曦,贾冰冰,刁风伟,王立新,郭伟

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202108016

    Abstract:

    目的 探究接种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌对不同程度盐分和重金属胁迫下小果白刺Nitraria sibirica Pall. 生长的影响,为重金属污染盐渍化土壤的植物−微生物联合修复提供科学依据和数据支持。方法 采用温室盆栽的方法,模拟不同程度重金属Cd污染(干土中含0、2、5 mg·kg?1 Cd)NaCl型(干土中含0、1.5 g·kg?1 Na+)盐渍化土壤(Cd0Na0、Cd0Na1.5、Cd2Na0、Cd2Na1.5、Cd5Na0、Ca5Na1.5),研究接种AM真菌Funneliformis mosseae对Cd和NaCl胁迫下小果白刺的菌根侵染、元素吸收、离子平衡、生物量、Na+和Cd含量与吸收的影响。结果 在重金属Cd和NaCl胁迫下,接种F. mosseae的植物根系平均菌根侵染率为12.68%~21.90%。与不接种CK相比,接种AM真菌使不同处理小果白刺总干质量增加101.35%~215.29%;地上部矿质营养元素增加47.55%~216.50%;地上部和根部Na+含量显著降低,根部Na+积累量显著增加;Cd2Na0、Cd2Na1.5、Cd5Na0和Cd5Na1.5处理的地上部Cd含量以及Cd2Na1.5、Cd5Na0和Cd5Na1.5处理的根部Cd含量显著降低;接种AM真菌调节了地上部和根部K+/Na+、Ca2+/Na+和P5+/Na+离子平衡。结论 AM真菌可通过促进营养元素吸收、调节植株体内离子平衡和影响Na+、Cd吸收,缓解盐分和重金属胁迫对小果白刺生长的不利影响。

  • 线虫对采煤矿区水环境和土壤环境质量评价的作用

    耿文敬,张鑫,郭肖颖,齐俊,朱江

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202105042

    Abstract:

    目的 评价淮北采煤矿区生态环境质量,为矿区生态环境变化监测提供理论依据。方法 采用秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans在矿区水质中的生长发育状况及矿区土壤线虫群落结构的变化进行淮北采煤矿区生态环境质量的评价研究。结果 采煤矿区水环境使秀丽隐杆线虫寿命和成活率降低、体长变短、产卵数减少,同时诱导线虫生殖细胞凋亡,且煤矿开采时间越长,采样点距离矿井愈近,对线虫发育指标的抑制作用越显著。采煤矿区土壤环境使土壤线虫属的数目减少,植物寄生线虫的相对丰度增高,同时线虫香农多样性指数、瓦斯乐斯卡指数和自由生活线虫成熟度指数显著降低,植物寄生线虫成熟度指数显著提高,表明采煤矿区环境降低了土壤质量。煤矿开采时间越长、采样点距离矿井愈近,对土壤线虫群落结构的影响越大。结论 秀丽隐杆线虫生长发育指标对水环境的响应,以及土壤线虫群落结构对土壤环境的响应,很好地指示了淮北采煤矿区的水环境质量和土壤环境质量;因此,可以利用线虫对采煤矿区水环境和土壤环境质量进行评价。

  • 空心莲子草-莲子草碳氮磷生态化学计量特征及对异质环境的响应

    吴昊,姜俊慧,罗莉,马佳宁

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202105028

    Abstract:

    目的 探讨入侵植物空心莲子草Alternanthera philoxeroides与其共存本土同属种莲子草A.sessilis的元素化学计量比差异及环境驱动力,明晰其资源分配格局与营养策略。方法 在广西、广东、江西和河南等省(区)的野外生境中设置6个莲子草?空心莲子草共存群落样地和7个莲子草单生群落样地,分别测定这2种植物的w(C)、w(N)、w(P)及其化学计量比(C∶N、C∶P和N∶P),并记录样地环境指标,利用回归分析和典范对应分析探究空心莲子草、莲子草的营养策略差异及对异质生境的响应。结果 在莲子草?空心莲子草共存群落中,这2种植物的w(C)、w(N)、w(P)及其化学计量比均无显著性差异。w(C)均随气温上升呈“先上升后下降”趋势;空心莲子草w(N)随降雨量上升而下降,莲子草w(N)随降雨量上升呈“先下降后上升”趋势;莲子草w(P)随海拔上升而增加。C∶N均随海拔上升呈“先下降后上升”趋势,莲子草C∶P随海拔上升而下降、N∶P随土壤N上升而下降,空心莲子草C∶P和N∶P与环境因子之间均无显著性关系。在莲子草单生群落中,其w(C)随土壤w(NH4+-N)上升而降低、随降雨量上升而增加;其w(P)随海拔和土壤w(N)上升而降低;其C∶N随土壤w(NH4+-N)、w(NO3?-N)上升而降低;其C∶P随土壤w(N)上升而增加。结论 莲子草的C、N、P生态化学计量特征对异质环境的响应程度高于空心莲子草,莲子草在高海拔区域选择以“生长竞争策略”应对空心莲子草入侵。研究可为预测外来种的入侵力及深入理解物种共存机制提供理论依据。

  • 基于GoogLeNet和无人机图像的水稻秧苗形态识别

    朱伟,马立新,张平,刘德营

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202107041

    Abstract:

    目的 针对目前国内评价插秧质量主要以人工观察和随机抽样的现状,提出一种基于卷积神经网络GoogLeNet 对水稻秧苗图像进行形态识别的方法。方法 首先,利用无人机超低空航拍获取清晰、完整的稻田秧苗图像,通过裁剪标记制作漂秧、伤秧和合格秧苗数据集;然后,基于GoogLeNet结构训练数据,得到最佳网络识别模型;最后,对单穴秧苗图像进行分类试验,并与传统图像分类算法(SVM、BP神经网络)进行对比。结果 在相同样本的条件下,基于GoogLeNet的秧苗形态识别方法更快、更准确地完成了判断分类,秧苗形态识别的平均正确率为91.17%,平均耗时0.27 s;与SVM和BP神经网络相比,分类平均精度分别提高了21和13个百分点,检测时间分别缩短了1.09 和0.58 s。结论 本研究可为水稻插秧质量评价提供相关支持。

  • 基于改进模糊C均值聚类算法的草坪杂草识别

    化春键,张爱榕,蒋毅,俞建峰,陈莹

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202109005

    Abstract:

    目的 为了实现草坪杂草管理的精准化施药,针对自然环境中杂草与草坪颜色相近导致杂草难以分割的问题,提出一种改进模糊C均值(Fuzzy C-means, FCM)聚类的分割算法。方法 利用超绿算子提取感兴趣区域,融合HSV空间的多通道信息进行图像预处理,扩大杂草与草坪的特征差异。使用区域面积约束滤波范围,去除预处理图像中的草坪背景噪声,降低中值滤波造成的目标区域灰度级损失。提出一种各向灰度分布差异(Difference of gray distribution, DGD)检测算子,在聚类过程中引入像素周围不同方向的灰度分布差异特征实现草坪杂草分割。结果 与传统FCM、FCM-S2、FCMNLS以及RSFCM算法相比,本文算法对大多数噪声区域抑制效果较好,可以实现较为理想的杂草分割效果。本文算法能有效分割草坪杂草,平均分割准确率达到91.45%,比FCM、FCM-S2、FCMNLS和RSFCM算法分别提高16.35%、4.12%、6.80%和8.06%。结论 本文算法可有效地分割自然环境中的草坪杂草,为草坪杂草精准化施药提供了条件,具有实际应用价值。

  • 基于UWB定位的农业机械辅助导航系统设计与试验

    肖荣浩,马旭,李宏伟,曹秀龙,魏宇豪,王承恩,赵旭

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202107049

    Abstract:

    目的 低成本实现南方中小型田块中农业机械田间精确定位,降低农机操作人员劳动强度、提高农机作业效率。方法 采用超宽带(Ultra wide band,UWB)技术对作业机械进行实时定位,通过位置解算算法,得到定位标签的三维精确位置坐标;利用位置校正算法,修正作业机械车身倾斜引起的田间定位误差;设计基于AB线的路径规划算法,实时规划作业路径并计算作业偏差;通过可视化人机交互界面为农机操作人员提供实时辅助驾驶信息。结果 水田环境中,分别以0.5、1.0和1.5 m/s的速度沿规划路径行驶时,系统平均横向定位偏差均小于7 cm;当行驶速度大于1.0 m/s时,利用位置校正算法平均横向定位偏差降低了52.79%,标准差降低了49.82%,最大横向定位偏差降低了50.04%。搭载辅助导航系统进行田间插秧试验,各行作业轨迹与自身行拟合直线的平均横向偏差为5.90 cm,标准差为3.64 cm;各行作业轨迹与其规划直线路径的平均横向偏差为6.98 cm,标准差为4.95 cm。结论 辅助导航系统具有较高的定位精度和良好的稳定性,成本低且通用性强,能够满足南方中小型田块中农业机械田间作业要求。研究结果可为农业机械田间精确定位提供参考。

  • 蔗段离散元仿真建模方法与参数标定

    任甲辉,武涛,刘庆庭,莫王玉洁,李珂

    2022, DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202108015

    Abstract:

    目的 蔗段作为大长径比秆状物料,其离散元模型的构建方法与仿真参数的设定尚不清楚,仿真模型精度对颗粒间的动力学响应特性有较大影响,需通过参数标定提高仿真参数的准确性。方法 以蔗段物理堆积角为响应值,采用仿真试验方法优化标定离散元参数。首先,采用物理试验测定蔗段的基本物性参数,并基于多球聚合模型和XML的方法构建蔗段仿真模型;然后,应用Plackett-Burman试验对蔗段离散元仿真中的8个初始参数进行显著性筛选,并对显著性参数进行最陡爬坡试验,确定最优参数区间;最后,基于Box-Behnken试验建立显著性参数与堆积角的二阶回归方程,以物理试验堆积角42.70°为目标值,对回归方程进行优化求解。结果 显著性筛选试验得出蔗段泊松比、蔗段?蔗段静摩擦系数、蔗段?蔗段滚动摩擦系数对仿真堆积角影响显著;最优参数组合为:蔗段泊松比0.35、蔗段?蔗段静摩擦系数0.53、蔗段?蔗段滚动摩擦系数0.04。最优参数组合的仿真试验结果表明,仿真堆积角与物理试验堆积角无显著性差异,两者相对误差为0.99%,进一步验证了蔗段离散元标定参数的可靠性。结论 蔗段离散元模型与最优仿真参数可用于蔗段离散元仿真试验,并可为大长径比秆状农业物料的离散元参数标定提供参考。

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