基于图像重建的黄连根系-土壤复合体力学特性仿真与试验

针对黄连（Coptis chinensis）收获过程机械化程度低，根土复合体力学特性研究缺乏的问题，该研究以收获期黄连为研究对象，运用增量式运动恢复结构（incremental structure from motion，ISFM）和多视图立体（multi-view stereo，MVS）算法，通过多视角图像三维重构，将建立的高保真根系形态模型应用于不同条件下的根系-土壤复合体力学特性研究中。首先，通过田间采样和室内力学特性试验，得到根茎的平均剪切模量和泊松比，并测得不同深度的土壤和根土复合体的平均抗剪强度等物理力学参数。再以试验获得的入土深度为0～30 mm的土壤和根土复合体的平均抗剪强度作为响应值，采用Plackett-Burman试验和Central Composite试验等进行离散元仿真参数标定，并在EDEM软件中进行不同深度的土壤和根土复合体直剪试验数值模拟。结果表明：当土壤含水率在49.58%～62.96%、根系含水率在80%～230%的范围内时，在不同入土深度下，收获期黄连根土复合体离散元模型的内聚力和内摩擦角与试验结果的平均误差分别为3.48%和5.21%，标准差分别为3.44%和1.63%，验证表明通过图像重建根系模型可靠，并可用于模拟根土复合体力学行为。模拟方法可为黄连机械化收获关键工作部件设计和工作参数优化等提供理论依据。     

油药兼用红花种质资源生长发育及光合特性分析

【目的】 综合分析22份新疆油药兼用红花种质资源在不同试验点的生长发育及光合特性,划分参试材料,为新疆红花种质资源的高效利用提供科学可靠的依据。【方法】 在新疆乌鲁木齐县、奇台县进行试验,记载红花生长发育时期,初花期利用LA-S(万深)植物叶片分析系统,测定参试材料的叶面积、叶色,利用叶绿素测定仪SPAD502 ChlorophyⅡ Meter、Li-6400便携式光合仪测定叶片的叶绿素及光合指标,在成熟后测定主要农艺性状,利用主成分分析、聚类分析划分参试材料。【结果】 不同试验点材料生育表现差异较大,奇台试验点生育期明显增长,全生育期平均132 d,乌鲁木齐试验点全生育期平均94 d;同一材料在不同试验点花色表现一致,叶型差异较大,奇台试验点材料平均周长大于乌鲁木齐试验点,平均长/宽小于乌鲁木齐试验点,叶片颜色较深;材料单株产量试验点间差异不显著,但品种间差异显著,其他主要性状试验点间、品种间、试验点×品种互作差异显著。初花期材料叶片叶绿素含量在奇台试验点均高于乌鲁木齐试验点。初花期叶片净光合速率、叶片气孔导度、光合水分利用率奇台试验点明显高于乌鲁木齐试验点,而乌鲁木齐试验点的叶片蒸腾速率明显高于奇台试验点,不同类型材料之间白色花叶片净光合速率明显高于红色花,白色花材料气孔导度在0.013~0.033,红色花材料在0.114~0.196,红色花的叶片气孔导度是白色花的5~8倍。20B040、20B050、20B051叶片光合水分利用率在奇台试验点分别为50.64、58.34、67.67,且均属于白色花类型,而红色花类型在2个试验点均较低,其中乌鲁木齐试验点为0.67~2.37,奇台试验点为2.03~4.71。参试材料可以分为4大类,其中第3大类材料,20B050、20H006、20B007、20H046、20B040,红色花2份,白色花3份,综合性状、生态适应性较好;第4大类20H009、20B051、20B025、20B001、20B008、20B062,其中红色花1份,白色花5份,综合性状较好。【结论】 新疆油药兼用红花资源适宜在海拔600~1 600 m区域种植,生育期在130 d左右,植株高度在77.33~116.67 cm,初花期叶片颜色较深。红色花20H009、白色花20B051、20B025、20B001、20B008、20B062光合特性因子得分最高,且综合性状较好,可以作为优良育种材料。     

豫西地区青贮玉米光合和产量方面品种适应性研究

为了在豫西地区筛选到适宜的青贮玉米品种，以‘郑青3号’、‘京科932’、‘川单99’、‘郑单958’和‘雅玉8号’（对照处理）为材料，通过分析不同品种抽雄吐丝期的光合特性指标和荧光特性指标，结合最终鲜干草产量以及籽粒产量结果进行适应性分析。结果表明：‘郑单958’和‘川单99’表现较好的光合性能，‘川单99’表现出较好的叶绿素荧光性能且具有较高的鲜草产量，‘郑单958’具有较高的籽粒产量。因此，‘川单99’是豫西地区种植较为适宜的青贮玉米品种，‘郑单958’则是豫西地区收获籽粒和青贮饲料均适宜的兼用型玉米品种。