新疆阜康荒地土壤有机质高光谱特征及其反演模型研究

针对干旱区荒地土壤贫瘠且有机质含量少,难以快速、准确测定的问题,以阜康中部荒地土壤为研究对象,对64个样点野外光谱进行测定和室内土壤样品农化分析,在原始反射率(R)基础上,利用ENVI5.1软件提取光谱反射率一阶微分(R')、倒数的对数(lg(1/A))、倒数的对数一阶微分(lg(1/A)')、去包络线(CR)等4种光谱反射率,分析了5种光谱反射率的变换形式与土壤有机质含量的相关性,基于全波段(450～2 350 nm)和显著性波段(相关系数通过P=0.01水平检验),利用偏最小二乘法回归(PLSR)建立土壤有机质含量的高光谱预测模型。结果表明:(1)对不同有机质含量的土壤光谱去包络线后,光谱曲线吸收特征差异更加显著,且土壤有机质含量越多,土壤光谱反射率越低。(2)土壤反射率经过数学变换后提高了与有机质含量的相关系数。(3)在全波段的PLSR中,CR、R'和lg(1/R)'模型的RPD均大于2.0,表明预测能力极好。其中以CR的预测精度最为突出,其模型R2和RMSE分别为0.79、4.12,RPD为2.18。在显著性波段的PLSR中,虽然R'和CR的模型RPD均大于2.0,可以准确预测有机质含量,但CR的R2,RPD更高;基于全波段PLSR模型精度均略优于显著性波段,但其使用数据量大,增加了计算量。同时,其CR模型的RPD仅比显著性波段模型的高0.03。因此,选择显著性波段CR模型作为估测该荒地土壤有机质含量的模型更为简洁、科学、可行。     

干旱区盐渍化土壤高光谱遥感信息分析与提取

以干旱区典型区域新疆渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,以环境小卫星高光谱影像及野外实测土壤含盐量为主要数据源,进行光谱反射率及其变换形式与土壤含盐量的相关性分析,筛选盐渍化土壤响应最敏感波段,利用多元线性回归分析方法,建立基于HSI影像的研究区土壤含盐量定量反演模型。结果表明:研究区土壤含盐量与HSI波段的敏感性随着波长的增加而增强,位于近红外波段范围(797.826-923.913nm)的相关系数R普遍较高,基本在0.7左右。土壤光谱反射率对数的倒数一阶微分变换在628.261nm和923.913nm的波段组合为最佳敏感波段,所构建的土壤含盐量反演模型为最优模型,模型方程为Y=-11.731-114.996X628.261-186.637X923.913,模型及检验的决定系数R2都在0.85以上,均方根误差RMSE约为2.7。该模型的建立为地区土壤含盐量信息的提取及监测提供了参考。     

基于野外实测高光谱数据的干旱区耕作土壤含水量反演研究

利用2011年3月野外实地采集的不同含水量土壤的高光谱数据,研究了南疆地区耕作土壤草甸土含水量与高光谱反射率之间的定量关系,构建了一元线性回归与多元逐步回归的土壤含水量预测模型.结果表明,土壤含水量在380～ 1080 nm波段与反射率呈负相关关系;反射率经倒数(1/R)、对数(logR)、一阶微分(R’)变换后可提高其与含水量的相关性;以50个建模样本所建立模型的相关系数均达到极显著水平,所有模型通过对37验证样本进行预测,比较决定系数、均方根误差、相对误差后,表明多元逐步回归模型的预测能力要优于一元线性回归模型,从所有模型中优选出以698、702、703、746、747 nm波段反射率倒数(1/R)建立的多元逐步回归模型为最优模型,该模型实测值与预测值之间的R2为0.9199,RMSE为1.6026,RE为0.6517,可用于基于野外高光谱数据的土壤含水量的估测.     

基于地表高光谱与OLI影像的土壤含盐量和pH值估测

针对宁夏银北地区大面积土壤盐碱化监测的需要,利用实测植被冠层光谱与Landsat 8 OLI影像相结合进行土壤含盐量和pH值估测研究。对实测植被冠层高光谱与影像多光谱反射率进行倒数、对数、三角函数及其一阶微分等一系列变换,确定最佳光谱变换形式,筛选敏感植被指数和敏感波段,分别建立基于实测植被光谱与Landsat 8 OLI影像光谱的土壤含盐量与pH值估测模型,并基于高光谱数据模型对影像盐分和pH值模型进行校正,以提高影像估测土壤盐碱化的精度。结果表明:经倒数对数变换建立的实测植被高光谱EVI模型和经平滑后敏感波段建立的实测植被高光谱模型对土壤pH值的估测精度较高,模型决定系数分别为0.6257和0.5975;基于实测高光谱植被指数和敏感波段分别对Landsat 8 OLI影像含盐量、pH值估测模型进行校正,影像敏感植被指数和敏感波段含盐量模型决定系数分别提高了0.3207和0.3762,pH值估测模型决定系数分别提高了0.2065和0.2487。采用敏感植被指数和敏感波段同时估测土壤含盐量和pH值,实现了从实地测量高光谱向遥感多光谱尺度的转换。     

基于Landsat8吉林中北部地区土壤有机质定量反演研究

以Landsat 8 OLI遥感影像为数据源,以吉林省中北部黑土过渡区为研究对象,对研究区进行土壤实地采样并化验土壤有机质含量,采用多元回归分析的方法,建立土壤有机质含量的反演模型,反演研究区土壤有机质含量。结果表明:研究区土壤反射率与有机质含量呈负相关,其中,第5波段达到最大值,为-0.827;将反射率进行倒数、对数等变换后可以显著提高与有机质含量的相关性;以第4、第5、第6波段反射率倒数为自变量,利用多元回归分析方法建立起来的反演模型,模型判定系数R2=0.860,总均方根误差RMSE=0.229,反演研究区土壤有机质含量获得了良好的效果。本研究成果实现土壤有机质含量监测的准确性与时效性,为我国黑土区土壤光谱分析提供借鉴,为区域土壤生态环境监测提供数据支持。     

基于高光谱与电磁感应技术的干旱区绿洲土壤含水量反演研究

为实现干旱区绿洲土壤含水量的快速、准确监测,利用采集自渭干河-库车河绿洲的84个表层(0~10cm)土壤样本,通过利用电磁感应仪(EM38)将所测解译后数据代替实测土壤含水量数据,将高光谱反射率重采样为Landsat8卫星遥感波段反射率,在选取光谱特征参数、提取敏感波段的基础上,利用偏最小二乘回归(PLSR)方法建立土壤含水量模型,将最优估算模型应用于遥感影像,实现研究区土壤含水量遥感反演。研究结果表明:(1)利用EM38所测水平模式土壤表观电导率与土壤含水量拟合效果最优,能够代替实测土壤含水量进行后续建模分析。(2)相比3种单一的光谱特征指数,利用多种光谱特征指数所建土壤含水量估算模型的建模效果更优,其干、湿各季建模集决定系数R~2大于0.7,均方根误差(RMSE)均小于0.5%,RPD均大于2,能够作为有效手段估算干旱区绿洲土壤含水量。(3)不同季节土壤含水量遥感反演值与实测值决定系数R~2均大于0.6,均方根误差(RMSE)均小于0.6%,显示了较高的预测精度,证明利用电磁感应技术与高光谱相结合能够实现对干旱区绿洲土壤含水量的精准、高效监测。     

基于HJ-1A高光谱影像的土壤盐碱化遥感研究

探讨了使用HSI影像研究大面积土壤盐渍化状况的可行性。方法是:使用HSI影像作为数据源,将大气校正以后的地表反射率进行多种数学变换,然后与采样土壤含盐量的化验数据进行回归分析,建立土壤含盐量的反演模型,最后将采样点土壤含盐量的反演值与实测值进行比较,评价模型的预测能力。结果表明:HSI影像经过大气校正后可以消除水汽对反射率的影响,有利于土壤含盐量的反演;影像中的反射率经过一阶微分(R')、倒数的一阶微分(1/R)'等数学变换后可以显著提高与土壤含盐量的相关系数,判定系数R2达到0.547和0.556;利用回归分析方法所建立的反演模型能够较好的反演松辽平原盐碱土的含盐量。     

基于Sentinel-2A遥感数据对吉林白城市土壤含盐量的反演

基于Sentinel-2A遥感数据,结合白城市表层土壤采样的全盐含量化验值,利用统计与拟合分析的方法,建立土壤盐渍化遥感监测模型,对研究区表层土壤含盐量进行反演分析。结果表明:①研究区土壤的反射率与含盐量呈正相关,相关系数在Sentinel-2A第5波段(中心波长为0. 705μm)达到最大值,为r=0. 902,利用第5波段反射率建立的土壤含盐量反演模型TSC=50. 776R_5-8. 262,模型的决定系数R~2=0. 813,检验样本的均方根误差RMSE=0. 814 g·kg~(-1);②将反射率进行指数、幂、S曲线等数学变换后,可以显著提高拟合精度,其中,第8波段反射率的幂函数变换后,建立土壤含盐量的单波段反演模型TSC=77. 51x~(2. 346)精度最好,模型的决定系数R~2=0. 888;③利用多元逐步回归分析的方法建立土壤含盐量的多波段反演模型TSC=-13. 810+38. 973R5-14. 122e~(R_5)+23. 896R_8~(2. 248)+1. 743ln(R_9),模型的决定系数为R~2=0. 924,检验样本的均方根误差为RMSE=0. 736 g·kg~(-1)。     

基于室内高光谱数据的多种类型土壤有机质估算模型比较

基于高光谱数据的土壤有机质反演是土壤遥感及精准农业的重要研究内容,然而不同的光谱处理及建模方法使得模型的估算能力及精度差异明显,限制了模型之间的通用性。为了构建陕西省土壤有机质含量估算的最优模型,以陕西省9种主要土壤类型的216个土样的光谱反射曲线和土壤有机质含量为数据基础,将光谱反射曲线进行一阶微分d(R)、倒数对数log(1/R)、倒数对数一阶微分d[log(1/R)]和包络线去除N(R)4种变换,结合一元线性回归(SLR)、偏最小二乘回归(PLSR)和支持向量机回归(SVR)3种建模方法构建了不同的土壤有机质含量估算模型。结果显示:不同类型土壤的反射光谱曲线总体态势基本一致,吸收特征位置基本相同,且土壤有机质含量与光谱反射率呈负相关态势;基于d [log(1/R)]光谱变换构建的SVR估算模型精度最高,建模集和验证集的判断系数(R~2)分别为0.9210、0.8874,验证均方根误差(RMSE)为2.18,相对分析误差(RPD)达到2.8751,是估算陕西省土壤有机质含量的最优模型,PLSR次之,SLR最差。     

基于垂直植被指数的东北黑土区玉米LAI反演模型研究

本文旨在探讨以不同波段组合垂直植被指数所建立的高光谱模型对玉米叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)的反演精度。在不同水肥耦合作用条件下,实测玉米冠层的高光谱反射率与叶面积指数数据以及裸土的高光谱反射率数据,在高光谱红光波段(631~760 nm)与近红外波段(760~1050 nm)逐波段构建土壤线,并在此基础上构建垂直植被指数(Perpendicolar Vegetation Index,PVI),找出与LAI具有最佳相关性波段组合PVI,建立玉米LAI估算模型。结果显示,采样波段间隔越窄,反演精度越高,在采样波段间隔1.4 nm的PVI(R677,R918)反演2004年的玉米LAI模型中,最佳回归方程是指数函数,精度达91.1%,标准差为0.1997,RMSE=0.0399,通过了0.01极显著验证。采用高光谱数据构建的PVI植被指数对玉米LAI的估算可以取得较高的精度。     

Localization of metabolic sites of action of herbicides

Time- and concentration-course studies were conducted to determine the effect of thirteen herbicides on photosynthesis, respiration, RNA synthesis, protein synthesis, and lipid synthesis using isolated single leaf cells. Each herbicide was from a different chemical class. Appropriate ¹⁴C-substrates and product purification procedures were used for each process prior to liquid scintillation counting. The most sensitive metabolic site of inhibition was photosynthesis for atrazine, bromacil, dichlobenil, monuron, and paraquat; RNA synthesis for dalapon and dinoseb; protein synthesis for chlorpropham; and lipid synthesis for CDAA, chloramben, 2,4-D, EPTC, and trifluralin. However, with several herbicides, one or more process was almost as sensitive as the one mentioned above. All herbicides inhibited more than one process, and the most sensitive site of inhibition may not be the same process that was inhibited the greatest at the maximum concentration and maximum exposure time used. Therefore, a concept of metabolic sites of action, rather than a primary site of action, appears to be more meaningful for herbicides.     

福寿螺配偶个体大小选择性初步观察

通过野外观察与实验研究,掌握了福寿螺的婚配体制及其配偶选择性规律。福寿螺与多数低等动物一样,其婚配属于乱交制,无固定配偶;雌螺对与其交配的雄螺个体大小没有选择性,而雄螺对雌螺的个体大小有选择性,倾向于与较大个的雌螺交配。     

青稞种子带菌检测及杀菌剂消毒处理效果

为了研究青稞种子外部和内部携带真菌情况,比较不同杀菌剂对青稞种子的带菌消毒效果和对幼苗生长的影响,为青稞种子播前包衣处理和种传真菌病害防控提供依据,采用离体平皿法对云南迪庆‘云青1号’、‘云青2号’和‘短白青稞’3个主栽品种进行带菌检测,并对种子进行拌种或浸种处理测定6种杀菌剂对种子消毒效果,分析杀菌剂对种子发芽和幼苗生长的影响。结果表明:供试青稞种子表面携带的优势菌群为青霉(Penicilliumspp.)、镰刀菌(Fusariumspp.);种子内部寄藏的真菌主要为镰刀菌、核腔菌(Pyrenophoraspp.)、附球菌(Epicoccumspp.)、丝核菌(Rhizoctoniaspp.)、链格孢(Alternariaspp.)和木霉(Trichoderma spp.)。青稞不同品种的种子表面及内部携带的真菌种类差异较大。致病性测定表明,镰刀菌对种子萌发和幼苗生长影响最大,后期出现幼苗坏死现象。45%咪鲜胺EW、75%百菌清WP、50%福美双WP对青稞种子携带真菌均有显著抑制作用和消毒效果,50%福美双WP消毒效果最优,达100%;45%咪鲜胺EW、75%百菌清WP、50%福美双WP处理对青稞种子发芽和幼苗生长均无显著影响。     

厚朴病虫害种类的初步调查

采用标准地法和线路调查法,对湖北恩施市新塘乡双河厚朴基地的厚朴病虫害进行了系统调查,记录主要虫害13种,其中叶部害虫9种,枝干害虫2种,根部害虫2种。厚朴主要病害5种。藤壶蚧、厚朴枝角叶蜂和厚朴新丽斑蚜为湖北省首次报道,小绿叶蝉为厚朴新寄主记录种。同时记录了藤壶蚧的天敌6种,其中寄生小蜂2种,瓢虫4种;厚朴新丽斑蚜的天敌昆虫8种。对藤壶蚧、厚朴枝角叶蜂和厚朴苗木根腐病等重要病虫害的发生规律进行了初步调查,同时提出了防治建议。     

Effects of timing and method of application of Penicillium oxalicum on efficacy and duration of control of Fusarium wilt of tomato

The effects of timing and method of application of Penicillium oxalicum on the control of fusarium wilt of tomato were investigated. Application of P. oxalicum to tomato seedlings in seedbeds reduced disease caused by Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici in a growth chamber by 45–49% and in glasshouse experiments by 22–69%. Disease suppression was maintained for 60–100 days after inoculation with the pathogen in the glasshouse. No disease reduction was observed in tomato plants where P. oxalicum was applied to seeds. Treatment with P. oxalicum did not affect the population of F. oxysporum f.sp. lycopersici in the rhizosphere.     

百合地下害虫主要种类调查及生物（源）农药筛选

调查了甘肃省临洮县为害百合的地下害虫种类, 并以主要发生为害种类为供试对象, 采用拌土法测定了几种生物（源）农药对主要害虫的室内毒力和致死中时。调查发现小云斑鳃金龟Polyphylla gracilicornis、棕色鳃金龟Holotrichia titanis为主要发生及为害种类, 不同时间发生种类存在差异, 9月份以小云斑鳃金龟幼虫发生为害为主, 发生量占地下害虫总数的66.16%, 平均种群密度为10.48头/m2, 10月份, 则以棕色鳃金龟幼虫发生为主, 发生量占地下害虫总数的96.86%, 平均种群密度为7.79头/m2, 主要取食百合根系和鳞茎, 造成根系数量减少, 鳞茎出现不规则褐色缺口或凹陷斑。药剂筛选结果表明, 1.8%阿维菌素乳油、200亿孢子/g球孢白僵菌粉剂对两种蛴螬均具有较高的杀虫活性和速效性, 药后7 d时, 校正死亡率在82.22%以上, 对小云斑鳃金龟幼虫和棕色鳃金龟幼虫的LC50分别为0.161、0.060 mg/g和5.558×107、0.362×107孢子/g, LT50分别为2.237 d（2.2 mg/g）、1.393 d（2.2 mg/g）和6.645 d（40.0×107孢子/g）、4.940 d（2.0×107孢子/g）, 这两种生物（源）农药对两种蛴螬的LC50和LT50值均略大于两种化学农药25%二嗪磷乳油、40%辛硫磷乳油处理的, 且对小云斑鳃金龟幼虫的杀虫活性均低于对棕色鳃金龟幼虫的杀虫活性, 致死中时则长于对棕色鳃金龟幼虫的致死中时。     

Systems of designation of pathotypes of plant pathogens12

A variety of systems of designation has evolved to name pathotypes of plant pathogens. The systems were evaluated to determine those best suited for particular purposes. Virulence and avirulence/virulence formulae of pathotypes have advantage over the use of consecutive numbers or letters given in chronological order of pathotype discovery. As soon as pathotype information exceeds a certain level of complexity, mathematical codes are most advantageous, in particular two codes, octal notation and coded triplets. A more universal adoption of the most appropriate codes is recommended to ease communication and comparisons of results.     

Mode of action of etoxazole

The mode of action of the 2,4-diphenyl-1,3-oxazoline acaricide/insecticide etoxazole has been argued to be moulting inhibition, but experimental results supporting this hypothesis are lacking. This study investigated the effect of etoxazole on chitin biosynthesis in the fall armyworm, Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae). Etoxazole induced moulting defects in fall armyworm larvae similar, if not identical, to those caused by benzoylphenylureas, a well-known class of insecticidal chitin biosynthesis inhibitors. Furthermore, in contrast to untreated larvae, the chitin content in the integuments of larvae several days after treatment did not differ from that in freshly ecdysed individuals, thus suggesting strong chitin biosynthesis inhibition in vivo. A more detailed investigation of the inhibitory potential by incubating cultured integument pieces from larvae of S. frugiperda with [14C]N-acetyl-D-glucosamine, a radiolabelled chitin precursor, revealed I50 values of 2.95 and 0.071 microM for etoxazole and triflumuron respectively. The incorporation of radiolabel into potassium hydroxide-resistant material was inhibited by etoxazole in a dose-dependent manner. Based on these results, it is concluded that the acaricidal and insecticidal mode of action of etoxazole is chitin biosynthesis inhibition.     

Mode of action of meturine

The effect of meturine on the light processes of photosynthesis was studied.Meturine is a herbicide for weed control in potato and cotton crops. It is a N-phenyl—N-hydroxy—N′-methylurea.The experiments were carried out on isolated pea and spinach chloroplasts.When examining photosystem I, reduced DPIP was used as an electron donor, whereas methyl-viologen served as an electron acceptor. When examining photosystem II, DPIP represented the electron acceptor.The obtained experimental results have pointed to the absence of the effect of meturine upon the photoreaction I.Unlike N-phenyl—N′, N′-dimethylureas (CMU, DCMU) meturine has been a very weak inhibitor of photoreaction II.The authors explain the photoreaction II inhibition of chloroplasts from plants treated with herbicidal doses of meturine by conversion of N-phenyl—N-hydroxy—N′-methylurea into Hill reaction inhibitor(s). N-Phenyl—N′-methylurea can be one of such meturine metabolites.Meturine herbicidal action is accounted for by meturine transformation into Hill reaction inhibitor(s) in the plant tissues.