基于高光谱的水浇地与旱地春小麦拔节期叶绿素含量估测模型对比研究

测定拔节期水浇地与旱地春小麦冠层光谱、叶绿素含量、覆盖度、苗高和叶宽,采用回归分析方法建立春小麦叶绿素含量高光谱估测模型,并对模型精度进行检验。结果表明: 阳坡和双面坡地春小麦拔节期叶绿素含量与原始光谱反射率在可见光和近红外波段均呈正相关,水浇地和阴坡地在723 nm以前相关系数为负,723 nm以后为正。各地类春小麦叶绿素含量与各高光谱变量的相关性均较好,均达到了极显著水平(P<0.01)。无论在可见光还是近红外波段,水浇地春小麦叶绿素含量均与倒数之对数lg(1/R)的相关性最好,相关系数最大值可达0.98;阴坡地则与一阶微分的相关性最好,最大为0.94;而与阳坡和双面坡地相关性最好的高光谱指数为归一化植被指数。在 各个波段,倒数之对数模型lg(1/R)、一阶微分模型(p′)和归一化植被指数模型(N)分别是估测水浇地、阴坡地、阳坡和双面坡地春小麦叶绿素含量的最佳模型。虽然各模型R²均超过0.90,精确度均大于0.91,但阴坡地、阳坡和双面坡地的模型精确度和准确度略低于水浇地。以上模型的建立可为今后估测水浇地与旱地春小麦的健康状况提供参考。     

葡萄叶片叶绿素含量高光谱估测模型研究

针对传统方法测定叶绿素含量存在的不足,采用高光谱技术建立了快速、准确、无损估测葡萄叶片叶绿素含量的方法。以采自泰安万吉山基地的葡萄叶片的高光谱反射率和SPAD值为数据源,在分析SPAD值与原始光谱反射率、原始光谱反射率一阶导数、高光谱特征变量间相关性的基础上,筛选敏感波段,建立了基于高光谱反射率的葡萄叶片叶绿素含量估测模型,即SPAD=59.352+44836.313R'601,其中R'601为601 nm波段原始光谱反射率一阶导数。     

融合光谱反射率与时频特征的坡垒叶绿素含量估测模型研究

【目的】研究估测坡垒叶绿素含量的高光谱模型，探讨融合光谱反射率与时频特征估测叶绿素含量的可行性，为坡垒叶绿素含量的快速无损检测提供参考。【方法】以2年生坡垒为研究对象，设置N0（0 kg/hm²）、N1（35 kg/hm²）、N2（70 kg/hm²）3个氮肥水平，测定不同氮肥水平下坡垒冠层叶绿素含量和光谱曲线，采用离散傅里叶变换（DFT）和短时傅里叶变换（STFT）方法提取光谱时频特征，采用偏最小二乘回归（PLSR）算法,构建基于光谱反射率、时频特征及其二者融合特征的不同氮水平的分区模型以及全氮肥水平下的综合模型，估测不同氮肥水平下坡垒叶绿素含量，并以决定系数（R²）、平均绝对百分比误差（MAPE）、相对均方根误差（RRMSE）作为评价指标比较各模型精度，确定最优估测模型。【结果】（1）不同叶绿素含量下坡垒冠层光谱反射特征的整体变化趋势相似，在可见光波段（380~750 nm）内，光谱反射率随着叶绿素含量的增加而降低。（2）在构建的分区模型中，基于光谱反射率和时频特征构建的模型均能较好地估测坡垒叶绿素含量，检验R²分别为0.626~0.816，0.662~0.797，检验MAPE分别为4.966％~9.269％，6.029％~8.181％，检验RRMSE分别为6.827％~11.593％，8.247％~9.792％；基于融合光谱反射率与时频特征（融合特征）构建的分区模型检验R²为0.913~0.951，检验MAPE和RRMSE均低于10％。（3）在构建的综合模型中，当引入哑变量时，基于融合光谱反射率与时频特征（融合特征）构建模型的检验R²为0.814，MAPE和RRMSE分别为7.212％和8.578%，二者较基于光谱反射率构建的模型分别降低了37％和36％，较基于时频特征构建的模型分别降低了47％和45％。【结论】基于融合光谱反射率和时频特征（融合特征）构建的模型能够提高坡垒叶绿素含量估测的精度，对于不同氮肥水平下坡垒叶绿素含量有较好的估测效果，可作为估测坡垒叶绿素含量的优选方法。     

基于高光谱数据的滴灌甜菜叶绿素含量估算

为明确甜菜叶绿素含量与高光谱植被遥感的定量关系,探索建立干旱区甜菜叶绿素含量估测模型,即时监测甜菜生长状况,选取新疆滴灌甜菜（Beta356）为研究对象,利用ASD野外高光谱仪在甜菜叶丛快速生长期、块根膨大期与糖分积累期采集各处理反射光谱,并同时测定叶绿素含量,分析原始光谱反射率和一阶微分光谱反射率与叶绿素含量的相关关系,并进一步建立光谱特征参数和敏感波段植被指数叶绿素含量估算模型。结果表明：原始光谱反射率在近红外区（700~1 300 nm）随着氮素水平的增加呈先升高后降低趋势,红边（680~760 nm）也表现出相同趋势,原始光谱反射率在近红外区（700~1 300 nm）随着运筹管理的递进呈现升高趋势,红边（680~760 nm）也表现出相同趋势;原始光谱反射率和一阶微分反射率与叶绿素含量均具有较好的相关性,其最大正相关分别位于902 nm（r=0.574,P<0.01）和676 nm（r=0.843,P<0.01）附近,最大负相关分别位于611 nm（r=-0.664,P<0.01）和1 138 nm（r=-0.727,P<0.01）附近。对所建12个线性模型进行精度检验,其中差值植被指数DR₆₇₆–DR₄₄₆和DR₆₇₆估算模型的预测值与实测值的决定系数分别达到0.774和0.781,以DR₆₇₆所建立的估算模型最优。本研究为快速无损监测甜菜生长状况、制定氮素管理方案、指导甜菜氮肥管理提供支持。     

基于成像高光谱的苹果叶片叶绿素含量估测模型研究

以苹果树正常叶片、受红蜘蛛胁迫叶片的高光谱反射率和SPAD值为数据源,在分析SPAD值与原始光谱反射率及其一阶导数、高光谱值相关性的基础上,筛选敏感波段,建立了基于高光谱反射率的叶绿素含量估测模型。结果表明:正常苹果叶片叶绿素含量的敏感波段为513~539、564~585、694、699、720 nm,叶绿素含量的最佳估测模型为线性函数模型SPAD=152.450-1884.851R377;受红蜘蛛胁迫的苹果叶片叶绿素含量的敏感波段为961、972、720 nm,叶绿素含量的最佳估测模型为线性函数模型SPAD=49.371-46428.473 R’972。     

基于成像高光谱的苹果叶片叶绿素含量估测模型研究

以苹果树正常叶片、受红蜘蛛胁迫叶片的高光谱反射率和SPAD值为数据源,在分析SPAD值与原始光谱反射率及其一阶导数、高光谱值相关性的基础上,筛选敏感波段,建立了基于高光谱反射率的叶绿素含量估测模型。结果表明:正常苹果叶片叶绿素含量的敏感波段为513⁵39、564539、564⁵85、694、699、720 nm,叶绿素含量的最佳估测模型为线性函数模型SPAD=152.450-1884.851R377;受红蜘蛛胁迫的苹果叶片叶绿素含量的敏感波段为961、972、720 nm,叶绿素含量的最佳估测模型为线性函数模型SPAD=49.371-46428.473 R’972。     

基于土壤优化光谱参数估测太湖地区土壤全氮含量

为明确太湖地区土壤全氮的高光谱特征,构建定量分析模型,以江苏省无锡市滨湖区为研究区域,选取地理位置跨度大、土壤质地相似的93个样品,进行土壤风干样品全氮含量测定和光谱数据采集,对光谱反射率进行一阶微分,运用相关系数峰谷值法筛选敏感波长,将敏感波长两两结合进行土壤调节光谱指数（MSASI）运算。将两两结合后敏感波段分别采用多元线性回归分析、人工神经网络分析和偏最小二乘法构建土壤全氮含量的定量高光谱分析模型。结果表明,研究区内土壤全氮含量与光谱反射率呈正相关,敏感波段包括420~444 nm和480~537 nm。基于土壤调节光谱指数的多元线性回归分析对敏感波段诊断的效果最佳（R²=0.98、RMSE=0.04）,其精度高、可靠性强,是筛选出的最佳土壤全氮含量估测模型。偏最小二乘法模型（R²=0.70、RMSE=0.13）次之,而人工神经网络模型（R²=0.69、RMSE=0.15）精度最低。该研究结果为太湖地区土壤全氮水平的高光谱快速估测提供了方法借鉴,可为土壤养分精准管理提供技术参考。     

基于非成像高光谱的云烟97号叶片钾含量估算研究

为无损快速检测基于单位重量的烟叶钾元素含量,应用ASD Field Spec 3便携式地物光谱仪采集了曲靖市大莫古镇主栽品种云烟97号不同长势的烟草叶片光谱,测定了相应烟叶的钾元素含量;利用光谱分析技术提取烟草叶片光谱特征变量,并分析了烤烟叶片钾元素含量与原始光谱、光谱一阶微分及高光谱特征变量间的相关性;采用多元逐步回归分析的方法,建立了基于光谱特征单变量估测钾含量模型并进行该模型的精度检验。结果表明,钾元素(K)与原始光谱反射率的相关系数在350 nm波长处最大;钾元素(K)与光谱一阶微分在1 089 nm波长处极显著负相关(相关系数为-0.661),在2 297 nm处极显著正相关(相关系数为0.710);钾元素与高光谱特征变量绿边面积(SDg)的相关系数最大。综合来看,基于叶片光谱反射率一阶微分的钾元素回归模型对烟草叶片钾含量的估测精度较高,估测效果较好。     

烤烟叶片镉含量高光谱预测模型的构建

为快速准确地获取烟草叶片镉含量,本研究模拟了4个镉污染水平,用美国ASD光谱仪获取每个污染水平的烟草叶片光谱反射率,并测定不同时期烟草叶片的镉含量,筛选出与镉含量相关性最好的敏感波段,并建立光谱参数,将光谱参数作为输入因子建立烟草叶片镉含量的BP神经网络模型。结果表明：随着镉含量增加,在可见光和近红外范围（400~910 nm）内反射率先降低后增加,在930~1 000 nm波段范围内,叶片反射率与烟叶中镉含量呈正相关,在1 000~2 500 nm波段范围内反射率先增加后降低。经筛选,比值植被指数（RVI）和归一化植被指数（NDVI）的光谱指数分别为RVI （520,710）和NDVI （530,710）; BP神经网络模型的决定系数（R²）为0.681,均方根误差（RMSE）为8.001,并对模型进行检验,R²为0.801,RMSE为4.430。研究表明,BP神经网络模型对烟草叶片镉含量具有良好的预测效果。     

棉花冠层叶片叶绿素含量与高光谱参数的相关性

【目的】研究棉花冠层叶片叶绿素含量与高光谱参数的相关性,建立叶绿素含量估算模型。【方法】2014年,以鲁棉研28号为研究对象,测定不同施氮水平和生育期棉花冠层叶片叶绿素含量及350~2 500nm光谱反射率,以棉花冠层高光谱反射率与冠层叶片叶绿素含量为数据源,在分析叶绿素含量与原始高光谱反射率(R)、一阶导数光谱反射率(DR)、光谱提取变量和植被指数相关性的基础上,采用一元线性与多元逐步回归的方法构建了叶绿素含量估算模型,并对从中筛选的6种棉花冠层叶片叶绿素含量估算模型进行精度对比。【结果】1)棉花冠层叶片叶绿素含量在反射光谱766nm处相关系数达到最大值,相关系数r=0.836;对于一阶导数光谱,叶绿素含量的敏感波段发生在753nm处,r=0.878;2)以9种光谱提取变量与8种植被指数为自变量,建立叶绿素含量的估算模型,筛选出的特征变量为红边面积(SDr)、绿峰与红谷的归一化值((Rg-Rr)/(Rg+Rr))、绿峰幅值(Rg),仅采用8种常用植被指数建立估算模型,筛选出的变量为比值植被指数(RVI);3)所建立的6种模型中以基于一阶导数光谱反射率建立的多元逐步回归估算模型精度最高,均方根误差(RMSE)为1.075,相对误差(RE)为2.22%,相关系数(r)为0.952。【结论】采用原始光谱、一阶导数光谱、光谱提取变量及植被指数均可对棉花叶绿素含量进行监测,其中基于一阶导数光谱的多元逐步回归模型对叶绿素含量的估算效果最优。     

4种蝴蝶雄性生殖系统形态学研究

【目的】明确4种蝴蝶雄性生殖系统的形态学结构。【方法】将新鲜标本剪下腹部,在Motic SMZ168-BL型显微镜下观察解剖,用Q Imaging Retiga 2000R(CCD)显微成像系统照相,采用Montage图像叠加软件进行图像处理。【结果】描述了4种蝴蝶的雄性生殖系统,其中外生殖器的差异主要表现在囊形突、钩突、背兜、阳基轭片等上,而内生殖器的主要差异表现在精巢、复射精管、单射精管及附腺上。【结论】4种蝴蝶雄性生殖系统的各部分结构特征存在较大差异。     

两株白粉寄生孢的生物学特性比较

对L9和L3两个白粉寄生孢菌株的生物学特性研究表明,它们的生长适温为10～30℃,其中最适生长温度分别为25℃和20℃;适宜生长的pH为4～10,其中最适pH均为8.有利于L9菌株菌落生长的碳、氮源分别为可溶性淀粉、乳糖和牛肉膏;有利于L3菌株菌落生长的碳、氮源分别为葡萄糖、乳糖和蛋白胨;改良查氏培养基有利于两者菌落的生长.     

摘除眼柄与注射眼柄粗提物对凡纳滨对虾性腺发育相关基因表达的影响

利用荧光定量PCR技术,检测了眼柄粗提物对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)性腺发育相关基因(DMC1、VASA和VTG)表达的影响,探讨性腺抑制激素(GIH)在性腺发育过程中的调控机制,结果表明:DMC1和VASA只在凡纳滨对虾精巢和卵巢中表达;摘除眼柄后,精巢和卵巢中DMC1表达量均显著性降低(P0.05),而注射眼柄粗提物后精巢和卵巢中DMC1表达显著增高(P0.05);相反,摘除眼柄后,精巢和卵巢中VASA以及卵巢中VTG基因表达量显著增高,但注射眼柄粗提物后性腺中的VASA和卵巢中的VTG表达量显著降低。结果表明眼柄粗提物通过影响生殖相关基因的表达影响凡纳滨对虾的性腺发育。     

青稞转录因子HvnANT1基因的克隆与表达分析

为探究HvnANT1基因在青稞粒色形成过程中的基因表达模式,以紫粒青稞‘涅如姆扎’和白粒青稞‘昆仑10号’为试材,利用简化基因组GBS(Genotyping-by-Sequencing)对青稞紫粒进行基因定位,克隆到HvnANT1基因,对其进行生物信息学分析。结果表明:1)在7H染色体的84.30—86.00 cM获得1个MYB类转录因子,命名为HvnANT1。2)该基因长1 033 bp,其完整开放阅读框为762 bp,编码253个氨基酸。HvnANT1蛋白分子量为27.14 kU,是亲水性的不稳定碱性蛋白且不存在跨膜结构,无信号肽。该蛋白的二级结构主要是由无规卷曲、α-螺旋、延伸链和β-转角组成,具有2个SANT结构域(分别位于第13—第63个;第66—第114个氨基酸)。3)同源比对与系统进化分析表明:青稞HvnANT1蛋白与大麦、乌拉尔图小麦、高梁、玉米、二型花、小米、水稻、土瓶草、车轴草和杨梅10种植物的ANT1蛋白序列相似性分别为100.00%、88.85%、54.64%、60.95%、60.82%、58.46%、57.61%、37.76%、36.05%和36.33%;这些序列都具有2个高度保守的2个SANT结构域;与大麦的亲缘关系最近,其次是与乌拉尔图小麦,与水稻最远。4)亚细胞定位结果表明,该基因定位在细胞核内。5)实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示:与籽粒颜色形成的乳熟早期和乳熟晚期相比,软面团期的HvnANT1基因在‘涅如姆扎’中表达量极显著上调,而在‘昆仑10号’中各时期的表达量较低且差异不显著;且软面团期的‘涅如姆扎’籽粒HvnANT1基因的表达量极显著高于‘昆仑10号’(P<0.01)。花青素合成相关的结构基因HvnCHI、HvnANS和HvnDFR与该基因表达量模式相似。综上,青稞HvnANT1蛋白结构中的SANT结构域在物种进化过程中比较保守;该基因定位在细胞核内,符合转录因子特性;HvnANT1基因表达模式与结构基因HvnCHI、HvnANS和HvnDFR相似,在籽粒颜色形成的软面团期表达量极显著升高。     

两种药用植物残渣堆肥浸提液对黄瓜3种病害防治效果

通过室内孢子萌发试验和盆栽试验测定了药用植物砂地柏和马齿苋残渣堆肥浸提液对黄瓜灰霉病、霜霉病和炭疽病的活性.孢子萌发试验结果表明,马齿苋残渣堆肥浸提液对黄瓜灰霉病菌和炭疽病菌孢子萌发具有显著的抑制作用,抑制率分别达到78.69%和60.28%,对黄瓜霜霉病菌孢子萌发的抑制效果较差;砂地柏残渣堆肥浸提液对黄瓜炭疽病菌孢子萌发具有显著抑制作用,抑制率达到59.75%,对其他两种病原菌孢子萌发的抑制效果较差.盆栽试验结果表明,两种药用植物残渣堆肥浸提液对黄瓜3种病害的防治效果随浸提液含量的增加而增大,当使用浸提液原液时,砂地柏残渣堆肥浸提液和马齿苋残渣堆肥浸提液对黄瓜灰霉病的防治效果最好,保护和治疗效果分别为66.30%、61.02%和78.72%、76.75%,其次为黄瓜霜霉病,对黄瓜炭疽病的防治效果较差.     

不同杀菌剂对3种马铃薯病害病原菌的毒力测定

采用生长速率法测定3种生物农药和3种化学药剂对马铃薯晚疫病菌、早疫病菌和黑痣病菌的室内毒力。结果表明：100万孢子/g寡雄腐霉WP对晚疫病菌、早疫病菌和黑痣病菌毒力较好,其EC₅₀分别为  0.041 2  μg/mL、0.000 1  μg/mL和0.052 0  μg/mL;0.3%四霉素AS对3种马铃薯病害病原菌的EC₅₀分别为0.009 3  μg/mL、0.208 4  μg/mL和0.265 9  μg/mL;3%中生菌素WG对3种病原菌的毒力较弱,EC₅₀分别为 7.494 1  μg/mL、2.035 6  μg/mL和20.266 6  μg/mL;20%烯肟·戊唑醇SC对3种病原菌的EC₅₀分别为  0.435 9  μg/mL、0.003 9  μg/mL和1.114 0  μg/mL;50%锰锌·氟吗啉WP对3种病原菌的EC₅₀分别为  1.216 2  μg/mL、0.192 5  μg/mL和5.153 5  μg/mL;30%苯甲·嘧菌酯SC对3种病原菌的EC₅₀分别为  11.270 1  μg/mL、0.227 8  μg/mL和6.071 8  μg/mL。综上所述,100万孢子/g寡雄腐霉WP、0.3%四霉素AS和20%烯肟·戊唑醇SC对马铃薯晚疫病、早疫病和黑痣病室内毒力较好。     

扩展莫尼茨绦虫丝氨酸蛋白酶抑制剂基因serpin部分片段克隆及不同体节mRNA转录水平分析

旨在初步了解丝氨酸蛋白酶抑制剂基因在扩展莫尼茨绦虫生长发育中的作用。采用分子克隆获得扩展莫尼茨绦虫丝氨酸蛋白酶抑制剂serpin基因部分片段,应用MEGA软件对其进行进化分析。同时以beta-Tubulin基因作为内参基因,采用SYBR Green real-time RT-PCR技术检测该基因在扩展莫尼茨绦虫4个不同发育阶段即头节、幼节、成节、孕节中的表达差异,最终克隆获得749bp的serpin基因片段。进化分析表明,扩展莫尼茨绦虫serpin基因与多方棘球蚴serpin基因有较近的亲缘关系。标准曲线分析显示,serpin和beta-Tubulin基因的Ct值与阳性质粒的浓度均呈良好的线性关系,相关系数均大于0.99,熔解曲线分析表明,产物为特异的单峰,具有较高的特异性。同时试验结果显示,serpin基因在虫体各发育阶段中的表达丰度存在差异,从高到低依次为孕节、头节、成节、幼节。由此初步推测,此基因可能在扩展莫尼茨绦虫虫卵发育为六钩蚴的过程中发挥一定作用。     

新疆南疆部分地区3种璃眼蜱的分子生物学鉴定

旨在对新疆南疆部分地区璃眼蜱属的蜱进行分子生物学鉴定,了解其分布情况。采集新疆南疆部分地区蜱,通过形态学鉴定将璃眼蜱属蜱作为样本,通过12SrDNA和16SrDNA基因扩增、测序及序列分析进行蜱种类鉴定。13个采样点共559只璃眼蜱属蜱,鉴定为3种,分别为小亚璃眼蜱、亚洲璃眼蜱和残缘璃眼蜱。     

岚皋魔芋软腐病病原细菌生物多样性研究

【目的】研究岚皋魔芋软腐病病原细菌生物多样性。【方法】采用组织分离法分离纯化魔芋软腐病球茎及叶柄中的致病菌,通过魔芋球茎、胡萝卜及马铃薯块的侵染试验初步确定其致病性,再利用魔芋球茎侵染致病及盆栽致病性试验确认其致病性;经菌落与细胞形态、生理生化特性及16SrRNA序列测定确定病原菌的类型。【结果】从魔芋软腐病球茎及叶柄中共分离获得16株细菌,侵染试验表明,其中CDS1-B1、CDS1-B2、CDS2-B1、CDS2-B2、CZS-B4和CZS-B6共6株细菌可使魔芋球茎表现软腐症状,并导致盆栽魔芋发病;6株细菌的菌落与细胞形态均存在差异;在魔芋、胡萝卜及马铃薯块上的侵染能力不同;16SrRNA序列分析表明,菌株CDS1-B1、CDS1-B2、CDS2-B1及CDS2-B2均与菊欧氏杆菌(Erwinia chrysanthemi)亲缘关系最近,菌株CZS-B4与菊欧文氏菌(Dickeya dadantii)亲缘关系最近,相似度为98.8%,菌株CZS-B6与菊果胶杆菌(Pectobacterium chrysanthemi)的相似度达99.9%。【结论】导致岚皋县魔芋软腐病的致病细菌存在生物多样性,其致病性也存在差异,其中新发现的魔芋软腐病原菌菊果胶杆菌(Pecto-bacterium chrysanthemi)致病性最强,菊欧氏杆菌(Erwinia chrysanthemi)和菊欧文氏菌(Dickeya dadantii)致病性较弱。     

苏州近郊4种不同森林群落稳定性研究

稳定性是一个评价群落结构与功能的指标,一直是生态学研究的热点。本文依据林分地上部分指标建立稳定体系,对苏州近郊4种人工林分,应用数学生态学方法,分析冬青针阔混交林、栎树针阔叶混交林、湿地松林和木荷林的林分稳定性。结果表明,多样性并不完全能够代表稳定性;4种林分群落稳定性主要因林分密度不同而异;稳定性依次为湿地松林＞冬青湿地松林＞栎树湿地松林＞木荷林。其中湿地松林可能会发展成为针阔混交林;木荷林中在生长过程中会因竞争产生限制,可能演替形成栎树—木荷混交林;2种针阔混交林在未来演替也可能向落叶阔叶、常绿阔叶混交林发展;该地区木荷林密度过大,稳定性较弱,应采取适当的抚育措施,提高其林分稳定性。