基于可见光谱色彩指标Otsu 法的水稻冠层图像分割

水稻冠层数字图像分析技术在水稻生长监测、氮营养诊断及产量预测上具有应用潜力,而水稻像元精确分割、提取是水稻冠层数字图像分析结果准确、稳定、可靠的前提。最大类间方差法(Otsu法)具备分割质量稳定、自适应强的特性,分割效果较好,是一种常用的阈值分割方法。通过提取计算水稻冠层图像9种图像色彩指标R、G、B、CIEL*a*b*色彩空间的L*、a*、b*分量、HSV色彩空间的H分量、绿度叶片指数(GLD)以及植被指数(VIGreen),并以各种图像色彩指标的Otsu法对水稻冠层图像进行分割,比较其图像分割效果。结果表明,水稻和土壤像元的a*、b*、GLD、VIGreen色彩指标双峰性明显,且重叠性小,可作为分割水稻与土壤背景的候选图像色彩指标;基于a*、GLD、VIGreen色彩指标的Otsu法的分割精度较高,且基于a*色彩指标的Otsu法对水稻冠层图像分割效果的信噪比最大、误差率最低,其次是基于VIGreen色彩指标的Otsu法;基于CIEL*a*b*色彩空间的a*色彩指标是Otsu法的水稻冠层图像分割中较优的图像色彩指标。     

中微量元素肥料不同用量对超级稻品种倒伏及产量的影响

为了明确中微量元素肥料(主要成份Ca O、MgO、SiO_2和ZnO含量分别为20%、12%、10%和3%)不同用量对超级稻抗倒伏能力和产量形成的影响,于2014年早、晚季以超级稻品种天优3618为材料,设置4个用量水平(F0,对照,全生育期不施用,F1、F2和F3用量分别为25 kg/667 m~2、50 kg/667 m~2和75 kg/667 m~2)进行大田试验,研究中微量元素肥料施用对水稻的茎秆抗折力、形态结构和产量形成的影响。结果表明,中微量元素肥料的施用显著降低了早晚稻的倒伏指数和重心高度,与对照相比,F1和F2处理分别使水稻的倒伏指数和重心高度下降10.50%、8.37%和2.56%、2.22%;显著提高了水稻的单株和单茎抗折力、节间抗折力、节间的鲜质量百分比和茎壁厚度,分别较对照平均提高10.78%、13.49%、12.33%、11.93%和4.81%;同时基部不同节间对中微量元素肥料的响应存在差异,其中第2节间倒伏指数的下降幅度较第3节间多5.51个百分点,而第2节间的鲜质量百分比、鲜质量/干质量、茎壁厚度和粗度则分别多增加3.55个、2.41个、0.98个和0.19个百分点;中微量元素肥料的施用也有利于水稻产量的形成,但除成穗率和抽穗期绿叶面积外,其他指标各处理与对照的差异并未达显著水平。上述结果表明,中微量元素肥料能提高水稻的抗倒伏能力,有利于水稻产量的形成,其适宜用量为25~50 kg/667 m~2。     

控释氮肥一次施用对小麦群体调控及养分利用的影响

为探讨控释氮肥一次性施用对小麦生长、产量和养分利用的影响,在田间进行了两年定位试验,与普通氮素一次施用和优化施肥进行对比,研究了生物可降解型控释氮肥在氮素释放特征、小麦群体调控、养分积累与利用、土壤氮素残留与排放等方面的作用效果。结果表明,与普通氮肥一次施用[OPT(N)]以及优化施肥(OPT)相比,控释氮肥(CRF)一次施用可有效调控小麦春季分蘖群体,使分蘖成穗率分别提高7.6%和1.5%,分别增加实收产量18.7%和-0.3%;控释氮肥的氮素释放特点与小麦植株氮吸收规律相吻合,氮素积累量相比OPT(N)提高了24.5kg·hm~(-2),且提高氮素向籽粒的转运比例,氮肥利用率比OPT(N)处理高11.7个百分点;施用控释氮肥降低了收获期土壤硝态氮残留以及生长季N_2O排放(比OPT减少22.7%),减少了氮向土壤深层淋溶和向大气排放的环境风险;相比农民习惯施肥,在减氮87kg·hm-2的水平下,80%CRF处理亦可实现增收减排的目标。在现代农业轻简化生产趋势下,冬小麦控释氮肥一次性施用技术有望以节本稳产增效的优势进行推广应用。     

猪场废弃物对Cd超标土壤生菜生长及Cd含量的影响

为了比较同一猪场废弃物对Cd超标土壤生菜生长及其Cd含量的影响,从广东省博罗县某规模化养猪场同时采集猪粪、沼液与沼渣,通过在Cd超标土壤中添加不同用量猪场废弃物(按每千克土壤0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g氮用量计算)的盆栽试验(连续2茬生菜),研究生菜生物量与Cd吸收对这3种废弃物的响应关系。结果表明:猪场废弃物种类或用量均显著影响生菜地上部的生物量,其贡献大小为废弃物用量废弃物种类;第1茬生菜生物量随猪场废弃物用量的增加而降低,第2茬生菜生物量与沼液或沼渣用量之间呈"Λ"形关系,但随猪粪用量增加而显著提高。猪场废弃物种类和用量均显著影响生菜地上部Cd含量,其贡献大小为废弃物种类废弃物用量。猪粪与沼渣降低生菜Cd含量,沼液提高生菜Cd含量;生菜Cd含量随猪粪用量增加而显著降低,随沼液用量增加而显著提高。生菜Cd含量的变化主要受生物量稀释效应的影响(猪粪处理第1茬例外),每千克该土壤的沼液、猪粪、沼渣用量分别≤370 m L、10 g、15 g时,生菜正常生长。     

包膜材料γ-聚谷氨酸对菜心的农学效应

【目的】考察施用γ-聚谷氨酸（γ-PGA）对菜心生长、产量、品质和养分吸收的影响,揭示γ-PGA的农学施用效应。【方法】在酸性土壤（pH 5.89）和强酸性土壤（pH 4.85）以菜心为供试作物进行盆栽试验。在常规施肥（施N 1.33 g/kg土,分5次施入土壤）的基础上,设不施γ-PGA包裹型肥料（T1）、分5次施用γ-PGA 0.53 mg/kg土（T2）和1.06 mg/kg（T3）、在定苗一周后一次性淋施γ-PGA 0.53 mg/kg土（T4）和1.06 mg/kg土（T5）5个处理。调查了菜心根系活力、养分含量、养分吸收累积量、叶片抗氧化系统、菜心产量及品质。【结果】酸性、强酸性土壤上,γ-PGA处理（T2、T3、T4、T5）的伤流强度均高于T1,且T3、T4、T5的伤流液氨基酸输出强度显著高于T1,平均增幅分别达到38.1%、33.2%、44.2%（P < 0.05）。酸性土壤上,T2、T3、T4、T5处理的菜心钙、镁含量显著高于T1（P < 0.05）,菜心钙的增幅分别为29.6%、21.8%、26.4%、22.7%,镁的增幅分别为11.7%、8.3%、22.2%、16.7%,锌、锰也有一定程度的提高;强酸性土壤上不同处理的菜心养分含量没有差异。T2、T3、T4、T5处理的氮、磷、钾、钙、镁、铜、锌、铁、锰累积量均显著高于T1;T4、T5处理的菜心叶片可溶性蛋白显著高于T1（P < 0.05）,T2、T3、T4、T5处理的菜心叶片CAT活性显著高于T1（P < 0.05）;而酸性土壤上,仅T3处理的菜心叶片CAT活性显著高于T1处理（P < 0.05）。酸性、强酸性土壤上,T3、T4处理的菜心叶片SOD活性显著高于T1（P < 0.05）;不同处理的菜心叶片POD活性没有差异;T2、T3、T4、T5处理的菜心产量均显著高于T1（P < 0.05）,在酸性土壤上增幅分别为4.4%、7.3%、12.2%、12.3%,强酸性土壤上分别为9.7%、14.2%、12.2%、12.39%。两种类型土壤上,T2、T3、T4、T5处理的菜心地上部分和根系生物量均显著高于T1处理（P < 0.05）。T4、T5处理的Vc含量和游离氨基酸含量显著高于T1（P < 0.05）,T2、T3、T4、T5处理的硝酸盐含量显著低于T1（P < 0.05）。γ-PGA淋施处理（T4、T5）的菜心根系活力、养分含量、养分累积量、叶片抗氧化能力、产量和品质均优于γ-PGA包裹肥料施用处理（T2、T3）。不同γ-PGA用量水平不影响菜心产量、品质、养分含量及叶片抗氧化能力。在酸性土壤上,γ-PGA对菜心养分吸收累积影响更为显著,而在强酸性土壤上,γ-PGA对菜心叶片抗氧化能力影响更突出。【结论】施用γ-PGA可提高菜心根系活力,促进菜心对养分,尤其是中微量元素的吸收,并增强菜心抗逆性,产量显著提高,一次施用效果好于分多次施用。     

氮肥运筹对机插双季稻产量、氮肥利用率及经济效益的影响

【目的】 随着劳动力成本的提高,机械插秧是降低水稻生产劳动强度的必要措施之一,研究适应该技术的氮肥施用时期和比例,对推广该技术,实现机插双季稻稳产高产具有重要意义。 【方法】 以早稻和晚稻为试验材料,进行机插双季稻氮肥施用田间试验。在同一施氮量下,设置氮素基肥∶分蘖肥∶穗肥比例为 8∶2∶0（N_8∶2∶0）、7∶2∶1（N_7∶2∶1）、6∶2∶2（N_6∶2∶2）、5∶2∶3（N_5∶2∶3）、4∶2∶4（N_4∶2∶4）、3∶2∶5（N_3∶2∶5）和不施氮肥（CK）7 个处理。调查了早稻和晚稻产量形成、氮素吸收以及氮肥利用特征,讨论了氮肥后移与产量、产量形成及肥料利用率的关系。 【结果】 机插早、晚稻基肥∶分蘖肥∶穗肥比例分别为 6∶2∶2 和 5∶2∶3 处理水稻高产的群体结构最合理,有效穗、穗粒数、结实率与千粒重的乘积最大,协调产量的各因子达最佳值。同时发现,机插早、晚稻穗肥比例与有效穗数呈极显著负相关,与穗粒数呈正相关,与结实率呈抛物线关系。施氮处理机插早、晚稻的籽粒和秸秆氮含量及氮素累积量较 CK 处理均有所增加,其中随着穗肥比例的增大,早、晚稻的籽粒和秸秆氮含量均呈现增加的趋势,而氮素累积量均呈先增后减的趋势。无论机插早稻（施氮量为 180 kg/hm2）还是晚稻试验（施氮量为 195 kg/hm2）,随着穗肥比例的增大,氮肥贡献率（NCR）、氮肥农学利用率（NAE）、氮肥吸收利用率（NRE）、氮肥偏生产力（PFP_N）以及经济效益均呈先增后减的趋势,其中早稻 N_6∶2∶2 处理 NCR、NAE、NRE、PFP_N 和经济效率均达最大值,晚稻 N_5∶2∶3 处理均达最大值;而早、晚稻氮肥生理利用率（NPE）随着穗肥比例的增大均呈现逐渐减少的趋势。 【结论】 在施氮量和分蘖肥比例相同的条件下,机插早、晚稻施基蘖肥与穗肥比例分别为 6∶2∶2 和 5∶2∶3 时,有利于水稻高产和氮肥高效,是较为理想的施肥模式。      

不同浓度生根剂对玉米根系生长的影响

为使生长素更好地调控作物根系发育和生长,以玉米为材料,吲哚丁酸钾(IBA)∶α-萘乙酸钠(NAA)=1∶4为生根剂,设置不同浓度梯度,研究外源生长素对玉米根系生长的影响。结果表明:随施用浓度的增加,生根剂对玉米幼根生长的促进作用呈现先增强后又减弱的趋势。其中,生根剂浓度为20mg·L-1时对玉米幼根促生效果最佳,可有效增加总根长、总根表面积及根分枝数,降低根平均直径,对地上部鲜重和株高也有明显的促进作用。     

氮肥利用率的问题与改进

传统差减法计算氮肥利用率变异较大,影响了氮肥利用率的应用,科学的氮肥利用率计算方法对氮肥的合理施用十分重要。本文概述了氮肥利用率50多年的研究过程,并划分为3个创新研究阶段,提出差减法计算氮肥利用率各个创新研究阶段的主要创新点。采用常规计算方法和定位试验研究资料计算了氮肥利用率,阐明常规计算方法计算的氮肥利用率结果存在的问题;归纳了氮肥利用率变异较大的主要原因:1)采用土壤氮素养分系统没有达到平衡或接近平衡的试验结果;2)常规计算方法仅考虑氮肥用量和作物吸收氮量,没有考虑土壤残留氮(或消耗土壤氮)。建立了2个氮肥利用率计算的新方法:1)土壤氮素养分系统平衡状态计算公式:氮肥利用率=(施肥作物吸收氮-报酬递减系数×对照作物吸收氮)/施肥氮;2)土壤氮素养分未达到平衡状态计算公式:氮肥利用率=(施肥作物吸收氮-报酬递减系数×对照作物吸收氮)/(施肥氮+施肥处理土壤氮素消耗量-对照处理土壤氮素消耗量)。     

‘砂糖橘’养分累积分布特性研究

为明确矿质养分在‘砂糖橘’（Citrus reticulata Blanco cv. Shiyue Ju）树体的分布规律,以7年生中高产‘砂糖橘’树为试材,采用挖取全株、分解取样的方法,研究了‘砂糖橘’养分累积及其分布特性。结果表明：为生产50 kg果实,‘砂糖橘’树体需要累积N 0.393 kg、P 0.040 kg、K 0.366 kg、Ca 0.161 kg、Mg 0.043 kg、S 0.083 kg、Fe 7 865 mg、Mn 1 837 mg、Cu 175 mg、Zn 1 356 mg、B 1 161 mg、Mo 2.6 mg。在成熟期每收获50 kg果实,其果实带走的养分量为N 0.208 kg、P 0.025 kg、K 0.237 kg、Ca 0.033 kg、Mg 0.017 kg、S 0.035 kg、Fe 702 mg、Mn 151 mg、Cu 87 mg、Zn 228 mg、B 573 mg、Mo 0.9 mg,养分比例N ∶ P ∶ K ∶ Ca ∶ Mg ∶ S为1 ∶ 0.12 ∶ 1.14 ∶ 0.16 ∶ 0.08 ∶ 0.17。同时,阐明了‘砂糖橘’不同部位养分含量和不同养分在‘砂糖橘’不同部位的分配模式。     

粤北鹰嘴桃流胶病的病原全型特征分析

鹰嘴桃是粤北地区重要的优稀水果,具有重要的经济价值和社会效益,但流胶病的发生危害严重影响地方产业的可持续发展。对粤北主要种植区鹰嘴桃流胶病病害进行调查研究,根据全型形态特征、培养特性、ITS及EF1-α序列分析,将鹰嘴桃流胶病的病原鉴定为葡萄座腔菌[Botryosphaeria dothidea（Moug. in Fr.）Ces. & De Not],证实该病菌有性态与无性态的关联,并对鹰嘴桃流胶病的致病因子进行分析与探讨,为该病害的防治提供重要的科学依据。