基于双变量同化和交叉小波变换的冬小麦单产估测

为进一步提高陕西省关中平原冬小麦产量估测的精度,利用集合卡尔曼滤波算法(EnKF)将CERES-Wheat模型模拟的0～20 cm土壤含水率和叶面积指数(LAI)与遥感观测的条件植被温度指数(VTCI)和LAI进行同化,同时利用交叉小波变换分析冬小麦各生育时期同化VTCI和LAI与产量之间的共振周期,通过计算小波互相关度获得各生育时期同化VTCI和LAI的权重,进而构建基于加权VTCI和LAI的冬小麦单产估测模型。结果表明,在样点尺度,经过EnKF同化的VTCI和LAI能够综合表达模型模拟值和遥感观测值的变化趋势;在区域尺度,无论是否同化,经过交叉小波变换的各生育时期VTCI和LAI分别与产量之间存在特定的共振周期,同时发现,同化有助于对关键生育时期的特征提取;相较于未同化构建的估产模型,经过同化构建的估产模型的归一化均方根误差为13.23%,决定系数为0.50,平均相对误差为10.58%,精度略有提升,且估测产量的分布与统计产量的分布更为一致,因此认为将同化与交叉小波相结合构建的双变量单产估测模型精度更高,可为进一步实现高精度的区域产量估测提供研究基础。     

基于无人机多光谱的耐旱苎麻品种筛选方法

高温干旱是影响作物生长及最终生产力的主要胁迫源。当前,无人机遥感技术已在作物倒伏和病虫害的分级监测研究中取得重大进展,但有关利用无人机遥感进行作物抗旱等级监测的研究却鲜有报道。因此,以苎麻种质资源为研究对象,提出了苎麻抗旱性量化标准,并提供了一种利用无人机多光谱遥感鉴定苎麻种质资源抗旱性的方法。首先,由专家对36份苎麻种质资源进行抗旱性分级;然后,结合无人机多光谱遥感获取的植被指数,采用随机森林(Random forest, RF)、支持向量机(Support vector machine, SVM)、决策树(Decision tree, DT)3种机器学习方法分别构建苎麻抗旱性鉴定模型,并通过苎麻在高温干旱胁迫下的表型响应检验鉴定结果;最后,基于无人机获取的遥感表型,筛选高温干旱胁迫下优质苎麻种质资源。结果表明,利用SVM构建的苎麻抗旱性鉴定模型正确率达到0.74,不同抗旱级分类F1得分范围为0.69～0.79,说明该方法能用于苎麻种质资源抗旱性评估。利用无人机遥感数据反演得到的3项苎麻表型性状(叶绿素相对含量、叶面积指数、株高)均与人工测量值具有较强的相关性,在此基础上,研究从高温...     

基于改进YOLO v7的生猪群体体温热红外自动检测方法

针对当前生猪规模化养殖过程中基于热红外技术的生猪体温测量效率低的问题,提出了一种基于改进YOLO v7的生猪群体体温检测方法。改进YOLO v7算法在Head层引入VoV-GSCSP结构,降低网络结构复杂度;使用内容感知特征重组(Content-aware reassembly of features,CARAFE)替换模型原始上采样算子,提高特征图放大后的品质,强化生猪头部区域有效特征;引入感受野增强模块（Receptive field enhancement module,RFE）,增强特征金字塔对生猪头部特征的提取能力。本文改进YOLO v7算法对于生猪头部的检测精确率为87.9%,召回率为92.5%,平均精度均值（Mean average precision,mAP）为94.7%。与原始YOLO v7相比,精确率提高3.6个百分点,召回率提高7.0个百分点,mAP提高3.6个百分点。该方法首先自动检测生猪头部区域,再利用头部最大温度与耳根温度的高相关性,最终自动获取生猪体温。温度提取平均绝对误差仅为0.16℃,检测速度为222f/s,实现了生猪群体体温的实时精准检测。综合上述试验结果表明,该方法能够自动定位生猪群体的头部区域,满足生猪群体体温测定的高效和高精度要求,为群养生猪体温自动检测提供了有效的技术支撑。     

酒糟厌氧消化产甲烷特性与微生物菌群结构分析

酒糟是酿酒生产过程中的副产物,以酒糟为研究对象,分别考察不同底物总固体（Total solid, TS）质量分数（0.5%、1%、1.5%、2%）、接种比（接种污泥与酒糟的挥发性固体质量比）（0.25、0.5、0.75、1、1.5）和温度（25、37、50℃）条件下酒糟的厌氧消化产甲烷特性。结果表明,随着TS浓度的增加,产甲烷量逐渐增加, 2%TS条件下可获得最大的累计产沼气量（532.8mL/g）和产甲烷量（294.7mL/g）。接种比是影响厌氧消化系统的重要因素,随着接种比的增大,系统累计产沼气和产甲烷量呈先增加后减少的趋势,在接种比为0.25和0.5的条件下,系统发生崩溃,并未产甲烷,当接种比为1时,获得最大的累计产沼气和甲烷量。当TS质量分数为2%、接种比为1.5、发酵温度为50℃的条件下,获得最大的累计产沼气量为559.4mL/g,相较37℃条件下提高了10.2%,而获得的累计产甲烷量为284.0mL/g,相较37℃并未显著提升（P>0.05）。利用修正的Gompertz模型进行产气动力学分析后,发现TS质量分数越高、接种比越大、温度越高,产甲烷迟滞期越短。同时对不同温度反应体系中的微生物群落进行了分析,发现Bacteroidetes和 Firmicutes为优势菌门,随着温度的升高,产甲烷菌逐渐由氢营养型代替乙酸营养型。因此, TS浓度、接种比和温度是厌氧发酵重要因素,初步确定2%TS、接种比为1的中温酒糟厌氧发酵产甲烷性能相对较好。     

Oxidative stress inducers potentiate 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin-mediated pre-cardiac edema in larval zebrafish

We reported the involvement of oxidative stress and prostaglandins including thromboxane and prostacyclin in pre-cardiac edema (early edema) caused by 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD). While the involvement of oxidative stress in TCDD-induced toxicity has been frequently reported, the mechanism of its action is still unclear. In the present study, oxidative stress inducers including paraquat, hydrogen peroxide (H₂O₂) and rotenone augmented early edema (edema) induced by a low concentration of TCDD (0.1 ppb) at 55 hr post fertilization (hpf), while each of them alone did not cause edema. Edema caused by TCDD plus oxidative stress inducers was almost abolished by antioxidants, an antagonist for thromboxane receptor (ICI-192,605) and an agonist for prostacyclin receptor (beraprost), suggesting that the site of action of these inducers was in the regular signaling pathway after activation of aryl hydrocarbon receptor type 2 (AHR2) by TCDD. Oxidative stress inducers also enhanced edema caused by an agonist for the thromboxane receptor (U46619), and the enhancement was also inhibited by antioxidants. Sulforaphane and auranofin, activators of Nrf2 that is a master regulator of anti-oxidative response, did not affect U46619-evoked edema but almost abolished TCDD-induced edema and potentiation by paraquat in both TCDD- and U46619-induced edema. Taken together, the results suggest that oxidative stress augments pre-cardiac edema caused by TCDD via activation of thromboxane receptor-mediated signaling in developing zebrafish. As paraquat and other oxidative stress inducers used also are environmental pollutants, interaction between dioxin-like compounds and exogenous source of oxidative stress should also be considered.     

以活力抗旱指数作为玉米萌芽期抗旱性评价指标的初探

首次提出了活力抗旱指数,并以此为指标,在PEG人工模拟水分胁迫的条件下,对18个不同的玉米品种进行抗旱性研究。结果表明:活力抗旱指数和常用的萌发抗旱指数有很高的相关性,且能更好的反映不同品种幼苗水分胁迫下的差别,可以作为玉米萌发阶段抗旱性鉴定的筛选方法。     

Frozen bread dough: Effects of freezing storage and dough improvers

This review focuses on the effects of freezing storage on the microstructure and baking performance of frozen doughs, and provides an overview of the activities of dough improvers, including emulsifiers, hydrocolloids and other improvers used in frozen dough applications. The overall quality of bread baked from frozen dough deteriorates as the storage of the dough at sub-zero temperatures increases due to several factors which are discussed. Lipid-related emulsifiers such as diacetyl tartaric acid esters of mono and diglycerides and sucrose esters employed as anti-staling agents, dough modifiers, shortening sparing agents, and as improvers for the production of high-protein bread have also been employed in frozen doughs. Hydrocolloids are gaining importance in the baking industry as dough improvers due to their ability to induce structural changes in the main components of wheat flour systems during breadmaking steps and bread storage Their effects in frozen doughs is discussed. Other dough improvers, such as ascorbic acid, honey and green tea extract, are also reviewed in the context of frozen doughs.     

干旱胁迫对玉米雄穗发育特征及产量的影响

【目的】探究干旱胁迫对玉米雄穗发育特征及产量的影响,以期为中国东北地区玉米种植抗旱保产提供一定理论基础。【方法】采用盆栽试验,设置原土处理和添加土壤改良剂处理,并于玉米大喇叭口期至吐丝期进行不同程度的干旱胁迫：正常供水、轻度干旱胁迫、中度干旱胁迫和重度干旱胁迫,研究不同程度干旱胁迫对玉米的抽雄吐丝间隔、雄穗形态特征、生理指标以及产量的影响。【结果】干旱胁迫导致玉米雌穗吐丝时间延后,雌、雄穗开花吐丝不同步,且在重度干旱胁迫时达到最大值,其中原土处理较CK延长了6.33 d,添加土壤改良剂处理延长了4.67 d;不同程度干旱胁迫会导致玉米雄穗变小、主轴缩短,轻度干旱胁迫有利于雄穗积累干物质,原土处理和添加土壤改良剂处理的雄穗干物质分别比CK增加了5.18%和14.87%;干旱胁迫会促使雄穗分泌抗氧化系统酶以及渗透调节物质抵御逆境伤害,但重度干旱胁迫时雄穗内部产生过多丙二醛(MDA)以及有害物质,会导致抗氧化系统酶活性有所降低;干旱胁迫会造成玉米产量严重下降,重度干旱胁迫时原土处理的产量与CK相比下降了62.39%,添加土壤改良剂处理的产量则下降了57.77%。【结论】干旱胁迫会对玉米雄穗发...     

高温期喷施外源钙对甜瓜幼苗叶片生理特性的影响

【目的】研究不同浓度CaCl₂对秋季大田高温强光下甜瓜苗期的形态变化和生理特性的影响,为秋季大田甜瓜生产苗期管理确定CaCl₂最佳施用浓度、提高甜瓜幼苗的抗逆性和甜瓜全苗、壮苗率提供参考。【方法】以大田主栽品种西州密17号甜瓜为试材,设4个处理,以喷施清水为对照(CK),喷施20、10、5 mmol/L 3个浓度的CaCl₂,测定甜瓜苗期的生理特性指标,分析不同CaCl₂浓度处理对甜瓜幼苗生理特性的影响。【结果】在外界高温条件下,随着幼苗的生长和锻炼,甜瓜叶片可溶性蛋白含量总体呈“缓慢下降-迅速上升-缓慢上升”的三段式“S”曲线变化,叶绿素相对含量始终上升,抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)和MDA含量呈先升后降的趋势;从甜瓜幼苗1叶期至3叶期间可溶蛋白含量、抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)和MDA含量显著升高,在3叶期至5叶期之间均迅速下降,5叶期至9叶期之间缓慢下降或一定范围波动。【结论】高温环境下,喷施5 mmol/L CaCl₂,叶绿素相对含量和可溶蛋白含量分别比对照处理高17.70%和23.61%,SOD、POD、CAT活性分别比对照提高115.79%、57.42%、53.52%,MDA含量比对照降低22.13%,提高甜瓜幼苗耐热性效果显著。     

不同香稻品种种子萌发和苗期对NaCl胁迫的响应

【目的】研究不同香稻品种的耐盐性,筛选出适应新疆盐渍化稻区的香稻耐盐品种。【方法】分析不同NaCl浓度(0、3、6、9和12 g/L)对20个香型水稻品种种子萌发和幼苗生长的影响。【结果】不同香稻品种的发芽势、发芽率、芽长、根长、根数、成活率及叶片成活率均随着NaCl浓度的增加呈下降的趋势;中、高盐浓度(9、12 g/L)显著抑制种子的萌发,降低种子的发芽势和发芽率,缩短芽长和根长,减少根数,致使盐害指数增加;同一盐浓度处理下,不同水稻材料的耐盐表现有差异。【结论】香型水稻品种的芽期和苗期的适宜筛选NaCl盐浓度可为6 g/L,超过其浓度对水稻的萌发及苗期生长均不利;粮香6-4香型品种的芽期和苗期的综合耐盐性好,97-4-3、粮香2-1、新策粳1号、新粳香1号、新粳香83号和新粳香8号的芽期耐盐性强,以上香稻品种可作为耐盐的香稻品种或资源进行利用。