Random-effects linear model application to herd-level assessment of bovine hepatic trace mineral concentrations

To evaluate the utility of random-effects linear modeling for herd-level evaluation of trace mineral status, we performed a retrospective analysis of the results for trace mineral testing of bovine liver samples submitted to the Michigan State University Veterinary Diagnostic Laboratory between 2011 and 2017. Our aim was to examine random-effects models for their potential utility in improving interpretation with minimal sample numbers. The database consisted of 1,658 animals distributed among 121 herds. Minerals were assayed by inductively coupled plasma–mass spectroscopy, and included cobalt, copper, iron, molybdenum, manganese, selenium, and zinc. Intraclass correlation coefficients for each mineral were significantly different (p < 0.001) from zero and ranged from 0.38 for manganese to 0.82 for selenium, indicating that the strength of herd effects, which are presumably related to diet, vary greatly by mineral. Analysis of the distribution and standard errors of best linear unbiased predictor (BLUP) values suggested that testing 5–10 animals per herd could place herds within 10 percentile units across the population of herds with 70–95% confidence, the confidence level varying among minerals. Herd means were generally similar to BLUPs, suggesting that means could be reasonably compared to BLUPs with respect to the distributions reported here. However, caution in interpreting means relative to BLUPs should be exercised when animal numbers are small, the standard errors of the means are large, and/or the values are near the extremes of the distribution.     

农田环境中农药残留比例型荧光传感系统研究

为监测农业环境中有机磷农药的残留，从种养源头管控农产品安全，基于锆离子和1,2,4,5-四（4-羧苯基）苯（H-4-TCPB）合成了蓝色荧光金属-有机框架材料（MOFs）Zr-TCPB，并与红色荧光量子点QDs组装成双荧光QDs@MOFs复合物，基于Zr-TCPB对有机磷农药特异性荧光淬灭效应，构建比例型荧光化学传感器系统，实现了有机磷农药的快速、灵敏、可视化检测。甲基对硫磷与对硫磷的检测限（LOD）分别为1.9μg/L和4.9μg/L，线性检测范围为0.005~2mg/L。研究表明，该荧光分析法能有效用于农业环境水样中甲基对硫磷及对硫磷的现场快速测定，甲基对硫磷回收率为93.23%~116.46%，平均相对标准偏差（RSD）为5.29%，对硫磷回收率为92.52%~107.83%，平均RSD为5.74%。该方法在环境样品农药残留快速监测方面具有巨大的应用价值。     

基于实时性优化的内燃机燃烧分析系统研究

采用缸压传感器、数据采集卡、光电编码器和Lab VIEW软件,搭建在线缸压采集和实时燃烧分析系统平台,研究HCCI和RCCI燃烧模式的循环波动特性。针对单循环缸压测量过程中的通道效应干扰,基于频谱分析,采用FFT、线性插值法和IFFT等方法相结合的滤波方式,实现共振峰的在线自适应识别与实时滤波,较好地减少了单循环缸压的干扰误差,使单循环的实时燃烧分析成为可能。随后,基于实时滤波后的缸压曲线,计算得到内燃机的最大压力升高率、燃烧放热率、爆发压力等重要燃烧参数。利用程序算法中同步性良好的生产者/消费者运算模式提高数据的共享能力,实现了数据实时运算与数据快速储存的并行处理,提高了燃烧计算的实时性;针对发动机不同工作阶段采用了不同精度层次的计算方法,减少了进排气、压缩和膨胀阶段的计算耗时,在计算量较大的燃烧放热率计算部分,通过适当简化计算公式和公式节点运算模块来提高燃烧系统的实时性。最后,分析了燃烧分析系统的实时性,并进行了燃烧分析系统的实验验证。     

马奶子葡萄叶面积评估模型的建立

【目的】研究新疆南疆地区马奶子葡萄叶长、叶宽、叶长×叶宽及叶面积之间的关系,为田间快速估测葡萄叶面积提供方法。【方法】以南疆地区马奶子葡萄品种的叶片作为研究对象,测定叶片的叶长、叶宽、叶长×叶宽及叶面积值,分析不同指标和马奶子葡萄叶面积之间的关系。【结果】建立的叶面积估测的二元回归方程,是估测马奶子葡萄叶面积最佳的回归方程,估测的平均差异率仅为2.103%;建立的二元回归方程y₁=12.990x₁+2.501x₂-66.109为最优方程。【结论】马奶子葡萄叶片的叶长、叶宽、叶长×叶宽与叶面积均存在极显著相关,运用回归法估测马奶子葡萄叶面积,既不破坏树体,又具有简便易测、可靠性强、准确性高的优点。     

新疆南疆机采棉品种株型结构与产量性状的相关性

【目的】分析不同类型陆地棉品种的株型结构及产量性状,研究高产优质机采棉品种的株型结构与产量结构的特点,为棉花结构育种提供理论参考。【方法】测试不同机采棉品种的株型结构性状及产量结构相关指标,利用差异显著性分析、相关分析等统计方法,研究几种机采棉品种的株型性状、产量结构性状及其相关性特点。【结果】籽棉产量与株高、主茎节间长、果枝数、果节数存在正相关但不显著,与果枝始节高度呈负相关;株高与果枝始节高存在显著正相关,与主茎节间长度呈极显著相关; 17N11株型为塔型结构,其底部主茎叶片保留完整、籽棉产量、株高最高,而17N13主茎叶片数最多,17N5则具有最小的叶片脱落率;在棉花株型结构的共性方面,棉花果枝角度具有由上至下呈增大趋势,而变异能力则呈现与之相反的趋势(上部＞中部＞下部)。棉花主茎叶大小具有由上部至下部减小的趋势,变异能力亦呈现与之相反的趋势(下部＞中部＞上部)。【结论】株型结构具备中、上部果枝夹角较小(上部＜32.0°,中部＜50.0°),主茎叶总面积高于320 cm²,下部主茎叶片脱落率低于20%的机采棉品种产量优势显著,中上部果枝夹角、主茎叶总面积、下部主茎叶片脱落率可作为株型育种后代材料选择依据。     

因子分析法在玉米生产试验中的应用

为了研究因子分析法在玉米生产试验中的可行性和应用价值,探讨生产试验结果更全面科学的评价方式,使优良品种投入更高效的大面积栽培和推广,本研究对2018年田丰玉米品种联合体生产试验（中海拔组）6个参试品种（含对照种）在保山试点的生育期、农艺性状及抗病性等进行了因子分析。结果表明：前2个公因子对变异的累计贡献率达73.33%,2个独立的公因子较真实地反映了所支配的7个性状及其相互关系。第一公因子主要包含生育期、灰斑病、穗腐病、小斑病和大斑病5个性状,称为生育期和抗病性因子;第二公因子主要支配了株高和穗位高,称为主要农艺性状因子。通过计算公因子得分,6个参试品种中,‘金禾880’综合得分最低,第一公因子得分最低,栽培生产中可适时早播;‘富华9号’综合因子得分最高,第二公因子得分最高,栽培生产中可适当降低株高穗位;‘金禾玉618’综合因子得分最佳,适宜在保山市中海拔区域大面积常规化种植和推广。因子分析法用于玉米生产试验的分析与评价是可行的,在栽培上有一定的指导意义。实际生产中,可根据因子得分对各玉米品种采取具体有效的栽培措施,提高生产力和经济效益。     

青海省海东市不同等级降水和旱涝关系研究

利用1961～2015年青海省海东市5气象站逐日降水资料,根据中国气象局降水等级划分标准和旱涝Z指数的计算方法,分别统计海东市夏、冬半年不同等级雨量和雨日及计算Z指数,利用线性回归法分析海东市55年来不同等级雨日和雨量和Z指数的变化趋势,并采用偏相关系数、相对贡献率和合成分析等方法研究不同等级雨日和雨量对旱涝的影响。得出以下结论：①海东市夏(冬)半年降水以小雨(雪)和中雨(雪)为主,雨日和雨量及占年比例均呈现自南向北递增的空间分布。②夏半年小雨和大到暴雨的雨量及雨日呈减小趋势,中雨雨量和雨日呈增加趋势,冬半年小雪、中雪和大到暴雪的雨量及雨日均呈减小趋势。③夏、冬半年Z指数均表现为不显著的减小趋势。④夏、冬半年不同等级雨量和雨日与Z指数偏相关系数和相对贡献率分析,夏半年中雨和大到暴雨的雨量及雨日对Z指数有显著的影响,冬半年小雪的雨量和雨日对Z指数变化影响最大。⑤采用合成分析法的标准化值,无论是夏半年还是冬半年,在偏涝年,不同等级降水雨日和雨量基本都为正值,在偏旱年,不同等级降水雨日和雨量基本都为负值。在偏涝年,不同等级降水雨日和雨量差异夏半年主要表现在大到暴雨和中雨雨日及雨量,小雨雨日及雨量差异较小,而冬半年主要表现在小雪雨日及雨量,中雪次之,大到暴雪最小；在偏旱年,不同等级降水雨日和雨量差异夏半年主要表现在中雨雨日及雨量,大到暴雨次之,小雨最小,冬半年主要表现在小雪和中雪雨日及雨量,大到暴雪差异较小。     

基于水-能源-粮食纽带关系的农业资源投入产出效率研究

为研究我国2010—2017年农业资源投入产出效率及时序演化特征，采用数据包络分析（DEA）方法，以中国内地31个省份为研究对象，基于农业生产中的水-能源-粮食纽带关系，构建了以农业用水量、能源产品使用量、排灌耗能量、能源产品生产用水量作为输入变量，以主要农产品生产总量、第一产业国内生产总值（第一产业GDP）为输出变量的评价指标体系。结果表明，我国有19个省份尚未达到DEA有效状态，大部分省份的农业资源投入产出效率有较大上升空间。研究表明，我国大部分省份（20个）的综合效率主要受纯技术效率的影响，其中最典型的宁夏、甘肃、新疆三个西北省份的纯技术效率明显落后，资源利用效率和管理水平有待提高。     

基于厘米级无人机影像的水土保持措施精准识别

基于厘米级高分辨率无人机影像,应用面向对象方法(Object-Based Image Analysis, OBIA)对吉林省伊通县椽子沟流域的横坡改垄、地埂植物带、生态恢复乔木林、生态恢复草地等水土保持措施进行自动精准识别。应用超绿指数(Excess Green Index,ExG)、超红指数(Excess Red Index,ExR)、归一化差异指数(Normalized Difference Index,NDI)等光谱指数,形状的主方向、形状指数等形状特征,均值(Mean)、方差(Variance)、对比度(Contrast)等纹理特征进行措施的特征提取。结果表明:研究区水土保持措施识别的总体精度可达91.24%,Kappa系数为0.87;对垄台、垄沟等线性水土保持措施总体精度可达72.33%,Kappa系数为0.63。基于厘米级无人机影像,应用面向对象方法基本可实现对黑土区水土保持措施的精准识别,也可对垄台垄沟等线性措施进行自动识别,研究结果可为水土保持措施实施范围及完好程度的动态监测提供参考依据。     

黄淮和长江中下游冬麦区小麦品种(系)农艺性状及其聚类分析

气候变暖对我国乃至世界小麦育种和生产有很大影响。为了研究我国不同生态麦区小麦品种(系)农艺性状适应气候变化调控机理,本研究以黄淮冬麦区北片和南片及长江中下游冬麦区的20个当前大面积推的小麦品种、新审定品种和新选育品系为试验材料,在黄淮冬麦区北片河北省石家庄市种植,在返青期前对其抗旱抗冻性、根冠比和叶片干重与鲜重比进行调查;收获后对株高、穗长、穗下节间长、分蘖数、小穗数、穗粒数、千粒重、单株生物量、单株粒重、经济系数等10个农艺性状进行了考种和相关、聚类和主成分分析。结果表明,不同麦区小麦品种(系)苗期的抗旱抗冻性为黄淮冬麦区北片黄淮冬麦区南片长江中下游冬麦区。三大生态麦区的单株粒重与分蘖数、穗粒数、单株生物量、经济系数均呈极显著正相关,黄淮冬麦区南片和长江中下游冬麦区呈显著和极显著的农艺性状相对较多,说明这两个生态麦区的品种有很大的相似性;但不同生态麦区其他农艺性状正负相关各有一定差异。在欧氏距离20处,20个小麦品种(系)被聚类为长江中下游冬麦区和黄淮冬麦区南片品种(系)(第Ⅰ类)及黄淮冬麦区北片品种(系)(第Ⅱ类)两个大的生态型;在欧氏距离6处,Ⅰ类又分为分别以‘百农207’‘济麦22’和‘西农979’为代表的3个亚类,Ⅱ类是以‘长旱58’为代表。产量、穗长、株高和经济系数4个主成分因子对10个农艺性状表现型变异累计贡献率为76.39%。‘济麦22’等黄淮冬麦区北片的品种(系)综合得分在前20株中占95%。以上研究结果为小麦适应气候变暖育种和引种示范推广提供了重要参考信息。