基于机载高光谱端元提取分析棉花生长期光谱变化

【目的】棉花在不同生长期的波谱曲线变化具有规律性,研究其时间序列上的反射光谱变化趋势与规律并监测长势,为基于无人机多光谱、高光谱遥感的作物长势监测提供借鉴和参考。【方法】使用多旋翼无人机搭载Rikola高光谱成像仪,获取棉花从花期到后期之间的高光谱影像。使用纯净像元指数算法和最大单形体体积算法进行端元提取,并以SR-3500光谱仪采集的地面光谱曲线为标准,光谱角度为评价指标,依次从端元提取算法效果、不同航高数据对比、光谱相关性、多期光谱曲线变化趋势等分析。【结果】最大单形体体积算法在60、80、100 m航高下波谱角度结果分别为0.065 8、0.065 9、0.067 7,相较于纯净像元指数算法结果更接近地面光谱仪数据,具有较优的相关性(R²均在0.99以上),且能更好地提取小样本端元。航高对端元提取的影响较小,同种算法在不同航高下提取结果差异均在2%以下。不同生长期棉花波谱曲线变化呈规律性,吸收谷与红边值在7月中旬到达峰值。标准植被指数与比值植被指数在7月上中旬达到最大值(0.841 7、11.630 5),增强型植被指数、差值植被指数、优化土壤调节植被指数在7月中下旬达到最大值(0.818 9、0.501 3、0.501 2)。【结论】最大单形体体积算法可较好的从棉花高光谱影像中提取出棉花波谱曲线,且100 m为较优的无人机数据采集航高。棉花在7月光合作用最大,对红光的强吸收、近红外波段强反射现象最为明显。     

拉枝、环割(剥)对干旱荒漠区富士苹果成花坐果的影响

【目的】研究拉枝、环割(剥)对干旱荒漠区富士苹果成花坐果的影响,为干旱荒漠区富士苹果促花促果技术的推广提供依据。【方法】以4年生富士苹果幼树为试材,采用拉枝+主枝环剥和拉枝+主枝、主干环割的方式促花促果。【结果】富士苹果幼树的树高较对照显著降低,冠径较对照显著减小,中心延长枝与主枝延长枝长度较对照显著缩短;1年生枝量分别是对照的1.99和2.59倍,短枝率分别比对照增加了20.87和23.42个百分点;单株成花率分别比对照增加了43.00和47.00个百分点,单株花芽量分别是对照的3.59和4.68倍,单株花序坐果率分别比对照增加了6.47和8.07个百分点;新梢叶片的叶长、叶宽及叶面积较对照显著减小,叶绿素SPAD值较对照显著降低。【结论】拉枝+主枝环剥和拉枝+主枝、主干环割处理既可控制富士苹果幼树的树冠大小,抑制新梢生长,增加枝量,促生短枝;又可提高单株、主枝以及长、中、短枝的花芽量、成花率、坐果率;还能抑制新梢叶片的生长和叶绿素的合成,其中以拉枝+主枝、主干环割处理的促花效果更好。     

伪狂犬病毒重组gG抗原片段的原核表达及其间接酶联免疫吸附测定方法的建立

[目的]建立方便可行的伪狂犬病毒血清抗体的酶联免疫吸附测定方法,并可特异性鉴别伪狂犬病毒TK-/gG基因缺失疫苗免疫株和野毒株.[方法]利用原核表达系统表达伪狂犬病毒gG抗原片段,蛋白纯化后包被,优化反应条件,建立一种用于检测伪狂犬病毒gG抗体的间接酶联免疫吸附测定方法.[结果]通过不同血清样品的检测试验,该酶联免疫吸附测定方法可以鉴别伪狂犬病毒TK-/gG-基因缺失疫苗免疫猪和感染野毒的血清学阳性猪.[结论]成功建立了检测伪狂犬病毒gG抗体的酶联免疫吸附测定方法,并可特异鉴别伪狂犬病毒TK-/gG-基因缺失疫苗免疫株和野毒株,此方法敏感性强,特异性高,操作简便,适合于临床大量检测.     

一株具有烟草甲毒杀作用的苏云金芽孢杆菌对烟叶的影响

【目的】明确一株具有烟草甲毒杀作用的苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）在醇化过程中对烟叶的影响,为烟叶仓库中应用Bt菌剂防控烟草甲的可行性和安全性评价提供参考依据。【方法】按照0.1 g Bt菌剂处理1 kg烟叶的比例作处理,以未喷施Bt菌剂的烟叶作为对照,在仓库中贮藏12个月后,每隔...     

基于无人机高光谱影像的水稻叶片磷素含量估算

为快速获取水稻叶片磷素含量信息,采用无人机搭载高光谱成像仪获取水稻冠层高光谱影像,并采样检测叶片磷素含量（质量分数）（Leaf phosphorus content, LPC）。分析了水稻LPC在无人机高光谱影像上的光谱特征,使用连续投影算法提取对磷素敏感的特征波长,通过任意波段组合构建并筛选与磷素高度相关的光谱指数,基于特征波长反射率和光谱指数建立水稻LPC的估算模型,利用最佳模型对高光谱影像进行反演填图,得到LPC空间分布信息。结果表明：全生育期内LPC与462~718 nm范围内光谱反射率显著负相关,负相关最大处相关系数达到-0.902;LPC的特征波长为670、706、722、846 nm,基于特征波长、使用偏最小二乘回归建立的LPC估算模型精度最高,验证R2达到0.925,RMSE为0.027%;在任意波段组合构建的3种类型的光谱指数中,NDSI(R498,R606)、RSI(R498,R606)和DSI(R498,R586)与LPC的相关性最高,相关系数分别为0.913、0.915和0.938;基于3个光谱指数、使用神经网络构建的LPC估算模型精度较高,验证R2为0.885,RMSE为0.029%;对各生育期水稻LPC空间分布的反演结果与实测数据相一致,说明利用无人机高光谱遥感可以实现田间水稻LPC的快速无损监测。     

基于支持向量机回归的营养液调控模型研究

针对目前设施栽培中营养液动态调配精确度低的问题,提出一种基于支持向量机回归(Support vector machine regression,SVR)的营养液调控模型。首先,通过设计嵌套试验采集了13个温度、50组不同Knop营养液(A:99%Ca(NO3)2·4H2O、B:98%KNO3、C:99%KH2PO4、D:98%MgSO4·7H2O、E:99%EDTANaFe 5种化合物)配比下的营养液pH值、EC、K+质量浓度、Ca2+质量浓度和NO-3质量浓度等检测指标值,并基于SVR构建营养液检测指标预测模型;然后,采用离散斜率法计算营养液检测指标值与5种化合物含量的响应曲线离散斜率,并利用人工鱼群算法获取离散斜率最大突变点;最后,以该突变点对应的5种化合物含量作为最优调控目标值,基于SVR构建营养液调控模型,并进行验证试验。结果表明:基于SVR的营养液调控模型中对应5种化合物含量的决定系数分别为0.99、0.98、0.99、0.96、0.99,均方根误差分别为4.29、7.39、5.02、2.85、3.96 mg,拟合效果良好。对比逐步拟合响应模型获取目标值的结果发现,基于SVR的营养液调控模型5种化合物含量的平均相对误差分别降低了37.65%、49.94%、40.53%、50.58%、42.84%;在验证试验中,对比逐步拟合响应模型发现,基于SVR的营养液调控模型5种化合物使用量的相对误差平均值分别降低了46.42%、52.08%、54.03%、53.59%、54.54%,调控过程中5种化合物使用量的平均降低率分别为1.69%、5.81%、5.85%、3.65%、7.08%。本文基于SVR构建的营养液调控模型具有高效、节能特点,可为设施作物栽培的实际生产应用提供参考。     

幅宽自动控制清秸防堵装置设计与试验

针对免耕播种机在进行玉米秸秆全量粉碎还田作业时,清秸防堵装置存在清秸幅宽、秸秆抛掷距离不合理和幅宽稳定性差等问题,设计了一种幅宽自动控制的清秸防堵装置。建立清秸幅宽数学模型,确定影响作业幅宽和漏清区域的主要工作参数和各参数的取值范围;运用S型压力传感器和电动直线推杆协同作用设计幅宽自动控制系统;通过正交试验设计和EDEM离散元仿真试验确定清秸盘的最优工作参数组合,并进行田间试验,验证自动控制系统和装置的作业性能。结果表明,影响星齿凹盘式清秸防堵装置作业幅宽和漏清区域的主要工作参数为清秸盘间距、工作偏角和工作倾角,通过仿真试验得到最优参数组合为90 mm、30°和15°;自动控制系统通过监测清秸盘对地压力实时调节其入土深度,从而调控其作业幅宽,可有效提高幅宽稳定性。田间试验表明,该装置苗带清秸率、秸秆横向移动最大距离和幅宽稳定性系数分别为92.3%、40.2 mm和92.1%,满足免耕播种作业农艺和技术要求。     

生育期连续调亏灌溉对花生光合特性和根冠生长的影响

为研究不同水分胁迫条件下,花生生育期复水对叶片光合特性、干物质积累的影响,进而分析其补偿效应,于2018—2019年在辽西北阿尔乡灌溉试验站进行了膜下滴灌试验,采用两因素裂区试验设计,在花生的花针期（H,主区）、结荚期（J,副区）设置重度（H1、J1）、适度（H2、J2）和无亏（H3、J3）3个水平的水分胁迫处理,分别对应的土壤计划湿润层含水率下限为55%、65%、70%田间持水率（FC）,对比分析了花生叶片光合特性、根冠干物质积累量、产量构成等指标。结果表明,单生育期重度水分胁迫处理（H1、J1）复水后叶片光合特性不能恢复到正常水平,抑制了花生根冠干物质的积累;适度水分胁迫处理（H2、J2）复水后产生的光合超补偿效应,使花生在生育末期根冠干物质积累高于无亏处理;而连续适度水分胁迫处理（H2J2）复水后叶片能更好地进行光合作用、积累根冠干物质,形成有利的根冠比。在2018—2019年的所有处理中,与H3J3处理相比,H2J2处理两年分别增产12.44%、11.98%（p<0.05）,分别节水9.32%（p＞0.05）和14.23%（p<0.05）,水分利用效率分别提高22.32%、27.78%（p<0.05）。在辽西北地区,于花生花针期、结荚期施加适度水分胁迫是兼顾节水、增产的适宜处理。     

秸秆粉碎覆盖沟播对旱地冬小麦产量及土壤水热特征的影响

为了在西北半干旱雨养农业区探索新型绿色可持续的冬小麦覆盖栽培模式,在陇中旱作农业区设置了秸秆粉碎覆盖微垄沟播(SM1)、秸秆粉碎覆盖微垄宽幅沟播(SM2)两种覆盖种植方式,以露地条播(CK)为对照,研究了秸秆粉碎覆盖栽培对冬小麦产量及土壤水热的影响.结果表明,与CK相比,覆盖处理显著提高了冬小麦全生育期土壤含水量4.3％,且增墒幅度SM2处理大于SM1处理.覆盖处理能总体降低冬小麦全生育土壤温度5.4％,但在越冬期～返青期覆盖处理有微弱的增温作用(0.9～1.2℃).SM1和SM2处理均能显著提高冬小麦的单位面积穗数、穗粒数和千粒重,进而使产量较CK分别提高8.9％和15.7％.综上可知,秸秆粉碎覆盖沟播处理能显著改善冬小麦全生育期水分和温度,能提高冬小麦的光合同化能力,进而显著提高冬小麦产量,且SM2处理的增墒及增产幅度均明显优于SM1处理,是更适宜在半干旱区冬小麦生产中应用的绿色可持续栽培模式.     

不同产地西洋参主要活性成分检测与品质评价

为了了解不同产地西洋参的质量,应用高效液相色谱(HPLC)法、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法和分光光度法对不同产地西洋参有效成分进行测定和分析。结果表明,总皂苷、还原糖、总糖、氨基酸以及微量元素含量在不同产地西洋参中存在不同程度的差异。总皂苷含量从低到高的顺序依次为吉林抚松、山东文登、陕西留坝和加拿大多伦多样品,分别为3.12%、3.26%、3.44%和5.19%;留坝样品还原糖含量最高,为6.18%;多伦多样品总糖含量最高,为35.30%。各地西洋参样品微量元素存在差异,多伦多的铝、镁和钼含量最高,留坝的钙、钼、钾和硒含量较高,文登的钴、钾、锰、钠、铁、硒、锌、铝和镍含量较高。所有检测样品的重金属和有害元素含量均在国家对中药材的限定标准之内。