检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2024年第19期40卷 197-207页

作者：刘念屈智超高森奥曹红亮艾平牛文娟农业农村部水产养殖设施工程重点实验室华中农业大学工学院武汉430070

针对循环水养殖尾水污染物浓度低、处理通量大、净化成本高等问题,研发新型环保生物质灰滤材,以实现养殖尾水绿色、经济、高效脱氮除磷。围绕生物质灰滤材冷压烧结过程,研究不同睏料时间、烧结温度、保温时间下制得滤材的性能差异与结... 详细信息

针对循环水养殖尾水污染物浓度低、处理通量大、净化成本高等问题,研发新型环保生物质灰滤材,以实现养殖尾水绿色、经济、高效脱氮除磷。围绕生物质灰滤材冷压烧结过程,研究不同睏料时间、烧结温度、保温时间下制得滤材的性能差异与结构特征,解析滤材性能调控机制,阐明滤材烧结成型机理,并对其氮磷吸附效果进行评估。结果表明,烧结温度为影响滤材性能的主控因素。更高烧结温度下,生物质灰中硅灰石与黄长石相向钙长石相的转变,促进了滤材透水孔隙向气孔孔隙的转化,进而实现滤材的性能调控。不经睏料,在1 170℃保温40 min制得生物质灰滤材具有较好综合性能,对磷酸盐-磷与亚硝酸盐-氮的单位吸附量和去除率分别达到0.996 mg/g、2.767%与0.317 mg/g、0.881%,优于陶粒、天然沸石、生物炭等主流商用滤材。该研究结果表明生物质灰滤材能够满足循环水养殖尾水脱氮除磷需求。

关键词：生物质灰滤材烧结成型机理吸附性能

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生物絮团培育吉富罗非鱼仔鱼的生长效果及其与肠道微生物的关系

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水产学报 2025年第4期 109-119页

作者：徐志兵刘文畅谭洪新罗国芝孙大川上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心上海海洋大学上海市水产动物良种创制与绿色养殖协同创新中心上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室

【目的】研究生物絮团技术（biofloc technology, BFT）对培育吉富罗非鱼仔鱼的生长效果及其与肠道微生物的关系。【方法】实验使用BFT饲养初始重量为（15.35±10.62） mg的仔鱼37 d，饲养密度为5 000尾/m3。【结果】实验结束，获... 详细信息

【目的】研究生物絮团技术（biofloc technology, BFT）对培育吉富罗非鱼仔鱼的生长效果及其与肠道微生物的关系。【方法】实验使用BFT饲养初始重量为（15.35±10.62） mg的仔鱼37 d，饲养密度为5 000尾/m3。【结果】实验结束，获得了（65.08±13.55）%的成活率、（3 254±678）尾/m3的终末密度，鱼苗个体体重在B等级（0.1～0.2 g）分布最多，显著高于其他4个等级（0实验结果阐述了BFT系统中水质状况以及吉富罗非鱼仔鱼生长速率与肠道微生物间的可能关系，为利用BFT培育吉富罗非鱼仔鱼提供借鉴意义。

关键词：吉富罗非鱼仔鱼生物絮团技术生长速率肠道微生物

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基于RGHS图像增强和改进YOLOv5网络的黄颡鱼目标提取

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吉林大学学报（工学版） 2024年第9期54卷 2638-2645页

作者：李路宋均琦朱明谭鹤群周玉凡孙超奇周铖钰华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部水产养殖设施工程重点实验室武汉430070

针对水下能见度不佳,黄颡鱼目标提取精度低、速度慢等问题,提出了基于相对全局直方图拉伸(RGHS)算法和改进YOLOv5的黄颡鱼目标提取模型。首先,为解决光照不均、噪声大等因素带来的图像质量问题,采用RGHS算法对黄颡鱼图像进行亮度增强。... 详细信息

针对水下能见度不佳,黄颡鱼目标提取精度低、速度慢等问题,提出了基于相对全局直方图拉伸(RGHS)算法和改进YOLOv5的黄颡鱼目标提取模型。首先,为解决光照不均、噪声大等因素带来的图像质量问题,采用RGHS算法对黄颡鱼图像进行亮度增强。然后,在YOLOv5主干网络中引入C3ghost模块和坐标注意力(CA)机制,在颈部网络中用gnConv替换普通卷积,建立改进YOLOv5模型,提升黄颡鱼目标提取精度。结果表明,改进模型的AP值、准确率、召回率比YOLOv5模型分别提升了2.76%、3.16%、3.1%,F1值提升了0.03,所占内存减少了2.3 MB,单张图片推理时间减少了0.001 s。同时,在与YOLOv4、SSD、Faster-RCNN、YOLOx模型的对比实验中,改进模型的AP值分别提升了3.27%、8.63%、2.48%、2.52%。基于RGHS图像增强的改进YOLOv5模型在保证较快速度的情况下,显著提高了黄颡鱼目标提取精度,可为鱼类状态监测方法的研究提供有益参考。

关键词：计算机应用目标提取亮度增强注意力机制深度学习

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采用边缘曲率进行图像分割的高密度鱼苗计数方法

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农业工程学报 2023年第21期39卷 258-268页

作者：周典卓谭鹤群朱明郑祺李彬涛邓宇玄华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部水产养殖设施工程重点实验室武汉430070

鱼苗计数是水产养殖中的一个重要课题,在养殖、运输、销售等环节中均需对鱼苗进行定量计数。传统的估算计数方法由于其误差大、效率低等缺陷,已无法满足目前的鱼苗计数需求。为解决高密度、大批量的鱼苗准确计数难题,该研究通过自行搭... 详细信息

鱼苗计数是水产养殖中的一个重要课题,在养殖、运输、销售等环节中均需对鱼苗进行定量计数。传统的估算计数方法由于其误差大、效率低等缺陷,已无法满足目前的鱼苗计数需求。为解决高密度、大批量的鱼苗准确计数难题,该研究通过自行搭建的图像采集装置,获取体长1~3 cm的鲢鱼苗在0.25、0.33、0.42、0.50、0.58和0.67尾/cm^(2)等6组不同平面密度下的运动视频,每组鱼苗运动视频共截取3 000帧图像,对所有图像进行预处理,获取鱼苗的二值图像,并提取出图像中的单个连通域及其边缘图像。对含有单尾鱼苗的单个连通域采用直接计数的方法,对含有多尾鱼苗的单个连通域采用先分割后计数的方法。在分割连通域时,一方面计算连通域边缘各处的曲率特征,并标记边缘中的凹点群位置作为预分割位置;另一方面结合连通域的骨架图,根据交叉型、联结型和单凹点群型共3种不同鱼苗重叠类型的形状特征,在连通域中挑选合适的分割位置划取分割线。对鱼苗二值图像中的所有连通域进行依次处理,最后将图像中的连通域总数量作为鱼苗的数量。对18 000张鱼苗图像的计数结果表明,在鱼苗平面密度低于0.58尾/cm^(2)时,鱼苗计数的平均相对误差低于1.37%,计数效率大于100尾/s。该研究解决了高密度鱼苗重叠图像的分割难题,实现了体长1 cm以上鱼苗的准确计数,可为鱼苗计数器的研发提供算法支撑。

关键词：图像分割图像处理鱼苗计数高密度重叠鱼苗边缘图像曲率

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通过图像增强与改进Faster-RCNN网络的重叠鱼群尾数检测

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农业工程学报 2022年第13期38卷 167-176页

作者：谭鹤群李玉祥朱明邓宇玄佟明航华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部水产养殖设施工程重点实验室武汉430070

利用目标检测获取水下鱼类图像中的生物信息,对于实现水产养殖信息化、智能化有重要意义。受到成像设备与水下拍摄环境等因素的影响,重叠鱼群尾数检测仍为水下目标检测领域的难点之一。该研究以水下重叠鱼群图像为研究对象,提出了一种... 详细信息

利用目标检测获取水下鱼类图像中的生物信息,对于实现水产养殖信息化、智能化有重要意义。受到成像设备与水下拍摄环境等因素的影响,重叠鱼群尾数检测仍为水下目标检测领域的难点之一。该研究以水下重叠鱼群图像为研究对象,提出了一种基于图像增强与改进Faster-RCNN网络的重叠鱼群尾数检测模型。在图像预处理部分,该研究利用MSRCR算法结合自适应中值滤波算法进行水下图像增强;在Faster-RCNN网络的改进部分,该研究采用ResNeXt101网络作为模型主干网络、增加带有CBAM(ConvolutionBlockAttentionModule)注意力机制的Bi-PANet(Bilinear-Path Aggregation Network)路径聚合网络、使用PAM(Partitioning Around Medoids)聚类算法优化网络初始预测框的尺度和数量、以Soft-NMS(Soft Non-Maximum Suppression)算法替代NMS(Non-Maximum Suppression)算法。通过以上措施提高模型对于重叠鱼群尾数的检测精度。通过消融试验可得,改进后的模型对水下重叠鱼群图像的平均检测精度和平均召回率分别为76.8%和85.4%,两项指标较Faster-RCNN模型分别提高了8.4个百分点和13.2个百分点。通过对多种模型的实际试验结果进行对比可知,改进后的模型的平均准确率相较于YOLOv3-spp、SSD300和YOLOv5x6分别高出32.9个百分点、12.3个百分点和6.7个百分点。改进后的模型对重叠数量为2~5尾的鱼群进行数量检测时,成功率分别为80.4%、75.6%、65.1%和55.6%,明显高于其他目标检测算法,可为重叠鱼群尾数检测提供参考。

关键词：深度学习目标检测图像增强水下图像鱼群重叠 Faster-RCNN

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菜-鱼复合设施种养系统构建与运行试验分析

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农业工程学报 2023年第2期39卷 150-156页

作者：徐琰斐单建军顾川川高霞婷张宇雷倪琦中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所农业农村部渔业装备与工程技术重点实验室农业农村部水产养殖设施工程重点实验室上海200092

针对工厂化循环水养殖废弃物资源化利用难题,该研究将传统鱼菜共生技术进行改进,提出并构建一种菜-鱼复合设施种养模式。通过设计3路水循环工艺流程,将工厂化循环水养殖、蔬菜无土栽培(即鱼菜共生系统)与传统土壤种植结合,以促进水产养... 详细信息

针对工厂化循环水养殖废弃物资源化利用难题,该研究将传统鱼菜共生技术进行改进,提出并构建一种菜-鱼复合设施种养模式。通过设计3路水循环工艺流程,将工厂化循环水养殖、蔬菜无土栽培(即鱼菜共生系统)与传统土壤种植结合,以促进水产养殖固液废弃物全循环利用。基于质量平衡原理,根据投饲量和养殖尾水排放量提出鱼菜生物量配比和发酵装置体积计算方式,以提高系统营养物质利用效率。建立一套中试系统,使用该系统同时养殖大口黑鲈、种植水培生菜和番茄160 d,结果显示:鱼类生长良好,最终养成密度为41.6 kg/m^(3),特定生长率为0.42%,存活率99.95%,饵料系数为1.4;蔬菜长势良好,收获水培生菜1205 kg,收获番茄果实2400 kg。水质情况总体稳定:总氨氮平均浓度为(0.83±1.46)mg/L、亚硝酸盐平均浓度为(0.035±0.062)mg/L、硝酸盐平均浓度为(25.1±8.06)mg/L、溶解氧浓度范围为4.25~7.16 mg/L、pH值平均为6.8;水产养殖废弃物发酵后,可使水体中总磷含量提高141%,钾离子含量提高7%;系统经济效益和生态效益较好:年利润约为4.6万元,化肥施用量减少4/5,农药施用量减少3/4,日换水量小于5%。该研究可为推进水产养殖节水减排、促进循环农业发展提供技术支持。

关键词：设施蔬菜鱼鱼菜共生循环水养殖蔬菜无土栽培土壤种植

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大管鞭虾线粒体全基因组测定及对虾总科的系统发育

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水产学报 2025年第3期49卷 22-37页

作者：孙毓蔓陈健徐开达叶莹莹浙江海洋大学海洋与渔业研究所国家海洋设施养殖工程技术研究中心浙江省海洋水产研究所农业农村部重点渔场渔业资源科学观测实验站浙江省海洋渔业资源可持续利用技术研究重点实验室

【目的】拓展管鞭虾科虾类的分子鉴定技术、种质资源评价以及系统进化等研究。【方法】通过二代高通量测序技术得到大管鞭虾线粒体全基因组，对线粒体基因进行注释并对其序列结构进行分析。【结果】大管鞭虾线粒体全基因组序列全长为15 ... 详细信息

【目的】拓展管鞭虾科虾类的分子鉴定技术、种质资源评价以及系统进化等研究。【方法】通过二代高通量测序技术得到大管鞭虾线粒体全基因组，对线粒体基因进行注释并对其序列结构进行分析。【结果】大管鞭虾线粒体全基因组序列全长为15 940 bp，碱基组成为A (35.66%)、T (32%)、G (11.14%)、C (21.20%);A+T含量为67.66%，表现出明显的AT偏向性。大管鞭虾线粒体共编码37个基因，包括13个蛋白质编码基因(PCGs),22个tRNA和2个rRNA；其中14个基因位于负链，23个基因位于正链，与其他管鞭虾线粒体基因组相似。从对虾总科下的5科中选取10个物种为代表进行选择压力分析，发现在进化过程中对虾总科所有蛋白质编码基因都受到纯化选择作用。另外通过结合对虾总科下5科共32个物种的线粒体全基因组的13个蛋白质编码基因构建了系统发育树，结果支持管鞭虾科的单系性，以及大管鞭虾与中华管鞭虾亲缘关系最近。【结论】研究结果弥补了大管鞭虾分子生物学领域的空白，明确了大管鞭虾的系统进化地位，通过比较物种之间的基因重排特点和构建系统发育树来探讨对虾总科种间进化规律，为对虾总科系统发育的研究提供了更多参考。

关键词：大管鞭虾对虾总科线粒体基因组系统发育分析

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鱼类养殖智能投喂方法研究进展

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农业工程学报 2022年第7期38卷 38-47页

作者：朱明张镇府黄凰陈浩爨新伟董涛华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070 农业农村部水产养殖设施工程重点实验室武汉430070

在鱼类养殖过程中,饲料成本是主要养殖成本,如何做到合理投喂是减少养殖成本、提高养殖效益的关键。智能投喂是基于各类传感器获取环境和鱼群的各类信息,结合相关算法模型进行决策的投喂方式,是提高鱼类养殖投喂效率的重要手段。目前,... 详细信息

在鱼类养殖过程中,饲料成本是主要养殖成本,如何做到合理投喂是减少养殖成本、提高养殖效益的关键。智能投喂是基于各类传感器获取环境和鱼群的各类信息,结合相关算法模型进行决策的投喂方式,是提高鱼类养殖投喂效率的重要手段。目前,鱼类的智能投喂已经取得了一些成果,但由于复杂多变的养殖环境和鱼类行为的不确定性,实现鱼类智能投喂仍面临挑战。该研究综述了鱼类养殖智能投喂的应用与进展,包括基于计算机视觉技术的鱼类摄食行为分析与饲料检测,声学技术、其他传感器技术和生物模型在智能投喂中的应用与发展。此外,分析了投饵机和投喂系统的研究现状,并总结了目前研究存在的问题。今后,要进一步加强水产、工学、信息等多学科的交叉融合,对鱼类图像、声音、生长规律与生物特征等多种信息进行综合分析应用,以提高投喂系统对多场景和多种养殖方式的适应性。

关键词：计算机视觉声学传感器鱼类养殖智能投喂投饵机

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基于鱼体特征点检测的淡水鱼种类识别

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农业工程学报 2023年第11期39卷 155-164页

作者：朱明李梦珂万鹏肖畅宇赵竣威华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部水产养殖设施工程重点实验室武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070 农业农村部华南现代农业智能装备重点实验室广州510630

针对传统机器视觉技术对淡水鱼种类进行检测时特征提取过程复杂的问题,该研究提出了基于特征点检测的淡水鱼种类识别方法。以鳊、鳙、草鱼、鲢、鲤5种大宗淡水鱼为对象,构建了淡水鱼特征点检测数据集;以AlexNet模型为基础,通过减小卷积... 详细信息

针对传统机器视觉技术对淡水鱼种类进行检测时特征提取过程复杂的问题,该研究提出了基于特征点检测的淡水鱼种类识别方法。以鳊、鳙、草鱼、鲢、鲤5种大宗淡水鱼为对象,构建了淡水鱼特征点检测数据集;以AlexNet模型为基础,通过减小卷积核尺寸、去除局部响应归一化、引入批量归一化、更换损失函数,构建了改进AlexNet模型用于特征点检测;并以特征点为依据提取特征值、构造特征向量,使用Fisher判别分析方法实现了淡水鱼的种类识别。试验结果表明:改进AlexNet模型在测试集上的归一化平均误差的均值为0.0099,阈值δ为0.02和0.03时的失败率F0.02、F0.03分别为2.50%和0.83%,具有较好的精准度和误差分布情况;基于该模型和Fisher判别分析的淡水鱼种类识别方法对5种淡水鱼的识别准确率为98.0%,单幅图像的平均识别时间为0.368 s,保证了时效性。由此可知,提出的改进AlexNet模型能实现淡水鱼的特征点检测并具有较高的精度,可为淡水鱼种类识别、尺寸检测、鱼体分割等提供条件,该方法可为淡水鱼自动化分类装置的研发奠定基础。

关键词：鱼图像识别深度学习特征点检测种类识别 Fisher判别分析

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生物炭光催化氧化-吸附协同降解亚硝酸盐

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化工进展 2024年第8期43卷 4757-4765页

作者：毛华恺余洋张悦夏广坤吴赟韬楼乐瑶牛文娟刘念华中农业大学工学院湖北武汉430070 农业农村部水产养殖设施工程重点实验室湖北武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室湖北武汉430070

通过正交实验研究生物炭-光-氧共同作用下不同环境亚硝酸盐净化规律,结合多重对照实验,解析光照、曝气、添加生物炭对亚硝酸盐降解的影响差异,揭示亚硝态氮迁移路径与降解机制。结果表明,亚硝酸盐净化效果主要受环境酸碱度和温度影响,... 详细信息

通过正交实验研究生物炭-光-氧共同作用下不同环境亚硝酸盐净化规律,结合多重对照实验,解析光照、曝气、添加生物炭对亚硝酸盐降解的影响差异,揭示亚硝态氮迁移路径与降解机制。结果表明,亚硝酸盐净化效果主要受环境酸碱度和温度影响,其中酸碱度为主控因素。当亚硝酸盐浓度1.8mg/L、生物炭添加量0.4g、温度25℃、反应时间60min、pH=2时,净化率最高可达98.25%。多数情况下,曝气能够显著提升亚硝酸盐净化率,较之未曝气处理最高提升9.7倍。光照则更适合用于强酸、强碱环境中亚硝酸盐的去除,较之无光照条件净化率最高提升5.7倍。而单纯添加生物炭对亚硝酸盐降解助力效果有限,需配合光照和曝气共同作用。三种条件共存,产生生物炭光催化氧化-吸附协同作用,促使亚硝态氮经由氧化、光催化、吸附等路径降解、迁移,获得良好净化效果。

关键词：光催化氧化吸附生物炭亚硝酸盐曝气

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