基于近红外光谱的纽荷尔脐橙产地识别研究

【目的】中国柑橘产区分布广、生态类型复杂,不同产地纽荷尔脐橙果实品质和市场效应具有较大差异。研究基于近红外光谱技术的柑橘产地识别技术,利于不同柑橘产地果品的识别和鉴伪。【方法】从中国南方17个纽荷尔脐橙主要产地选择代表性成年果园,分别采摘成熟鲜果样品100个。利用SupNIR-1500近红外分析仪采集脐橙果实赤道部、肩部表面以及果汁滤液的近红外反射光谱,光谱波长范围为1 000-2 499 nm。采用主成分分析法对原始光谱数据进行预处理,提取近红外光谱的特征信息以降低数据集维度以及噪声。研究人工神经网络理论,构建由一个输入层、一个具有非线性激励函数的隐藏层和一个输出层组成的典型的3层人工神经网络识别模型。研究由径向基函数作为核函数、以光谱主成分作为输入的支持向量机模型,构建由126个分类器组成的一对一扩展支持向量机模型。研究遗传算法优异的自然选择特性,利用遗传算法从光谱主成分中选择出最优的特征基因子集作为支持向量机的输入,构建遗传算法-支持向量机模型。利用3种模型分别对果汁滤液的近红外反射光谱数据进行分类,从而实现产地识别测试,并根据产地识别精度筛选出最优的产地识别模型。进一步对比该最优识别模型对果实赤道部、肩部反射光谱数据的识别精度,从而确定识别精度最高的光谱数据采集源。【结果】利用所建立的3层人工神经网络模型对纽荷尔脐橙果汁滤液的近红外光谱进行产地识别测试,确定当输入神经元数量为11、隐藏神经元数量为13时,模型对果实产地识别的最佳精度达81.45%。采用一对一扩展方式建立支持向量机产地识别模型,研究确定采用径向基函数作为核函数,当主成分数量为20时,脐橙产地识别精度最高可达86.98%。测试利用遗传算法-支持向量机混合模型进行脐橙产地分类识别,确定当种群数量为200、遗传代数为100、交叉概率0.7、突变概率0.01时,遗传算法选择出最优的基因子集进行产地识别,遗传算法-支持向量机模型的产地识别精度最高可达89.72%,优于人工神经网络分类模型和支持向量机分类模型的产地识别精度。进一步利用遗传算法-支持向量机产地识别模型对果实赤道部及肩部的果面反射光谱进行产地识别测试,得到对应的最高识别精度分别为80.00%和69.00%。【结论】遗传算法-支持向量机模型对果汁反射近红外光谱进行产地识别精度最高,优于人工神经网络模型和支持向量机模型。该模型对果实赤道部反射光谱进行分类的精度次于果汁滤液反射光谱但优于果实肩部反射光谱,因此,可利用赤道部的反射光谱实现非破坏性果实产地分类识别。     

柑橘皮渣有机肥对特洛维塔甜橙树体营养、果实品质和经济效益的影响

为了研究柑橘皮渣有机肥施用对柑橘叶片营养和果实品质及产量效益的影响,以特洛维塔甜橙[Citrus sinensis(L.)Osbeck]为试材,开展了田间小区试验.结果表明:较复合肥处理,柑橘皮渣有机肥可更好地满足甜橙生长过程中对养分的需求、提高柑橘果面亮度.一次性株施11.3kg处理,果实的TSS,TA和固酸比均高于复合肥处理,其他柑橘皮渣有机肥处理改善果实品质方面稍弱于复合肥.不同皮渣有机肥施用量使柑橘每666.7 m2产量提高了7.25%~90.68%,最高可达2 482.96kg;经济效益增长了0.15~1.21倍.综合比较,对特洛维塔甜橙株施11.3kg皮渣有机肥量较适宜,可获得较好的柑橘产量和经济效益,若配施一定的复合肥可获得较好的品质,这还有待进一步试验验证.     

N-(2,5-二氯苯基)-6-氯-2-(4,6-二甲氧基-2-嘧啶氧基)胺的合成及除草活性

以2,5-二氯苯胺、6-氯水杨醛和4,6-二甲氧基-2-甲砜基嘧啶为原料,设计并合成了2-嘧啶氧基-N-芳基苄胺类化合物N-(2,5-二氯苯基)-6-氯-2-(4,6-二甲氧基-2-嘧啶氧基)苄胺,其化学结构经核磁共振氢谱和质谱分析确证。室内生物测定结果显示,该化合物对单子叶杂草稗草、马唐、狗尾草以及双子叶杂草反枝苋、芥菜具有较好的芽后除草活性,在有效剂量75 g/hm2下其抑制率达到80% ~100%;对棉花安全,在有效剂量225 g/hm2下未产生明显药害,在棉花和棉田杂草反枝苋之间的选择性系数为24.93。初步表明该化合物在棉田具有一定开发应用价值。     

重庆三峡库区鲍威尔脐橙花期叶片矿质营养诊断

【目的】通过对重庆三峡库区江津和奉节鲍威尔脐橙果园叶片矿质元素测定并进行叶片营养状况诊断,为鲍威尔脐橙高产优质施肥方案的制定提供依据。【方法】以重庆三峡库区江津和奉节40个代表性12年生枳橙砧鲍威尔脐橙小区植株为试材,通过测定盛花期叶片中氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）、锌（Zn）元素的含量和小区产量,运用叶片营养组分分析法(CND)、诊断施肥综合法(DRIS)和标准含量适宜偏差百分数法(DOP)3种方法对两个地区低产组叶片营养状况进行诊断。【结果】根据CND拐点法确定高产园划分临界值为330 t·hm^-2,其中仅有奉节地区6个小区满足此条件,占总样本15.0%,同时依据高产组叶片N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn等各营养元素含量范围确定上述元素适宜值分别为N(2.0±0.1)%、P(0.12±0.01)%、K(2.1±0.5)%、Ca(3.1±0.4)g·kg^-1 DW、Mg (0.31±0.03)g·kg^-1 DW、Fe(36.6±13.1)mg·kg^-1 DW、Mn (51.4±21.6)mg·kg^-1 DW、Cu(2.2±0.7)mg·kg^-1 DW和Zn(12.3±1.5)mg·kg^-1 DW;建立不同营养元素CND法叶标准参比值为V_N*=3.62±0.07,V_P*=0.78±0.08,V_K*=1.36±0.21,V_Ca*=1.74±0.14,V_Mg*=-0.55±0.10,V_Fe*=-2.74±0.36,V_Mn*=-2.40±0.39,V_Cu*=-5.55±0.32,V_Zn*=-3.78±0.10;依据DRIS法对江津地区筛选出N/K、N/Fe、N/Cu、P/K、P/Fe、P/Cu、K/Fe、K/Cu、Ca/N、Ca/P、Ca/K、Ca/Fe、Ca/Mn、Ca/Cu、Mg/N、Mg/P、Mg/K、Mg/Fe、Mg/Cu、Mn/N、Mn/P、Mn/K、Mn/Mg、Mn/Fe、Mn/Cu、Mn/Zn、Zn/Ca、Zn/Mg、Zn/Fe、Zn/Cu等30个,奉节地区筛选出Ca/K、Mg/K、Mg/Zn、Mn/N、Mn/P、Mn/K、Mn/Ca、Mn/Mg、Mn/Fe、Mn/Cu、Cu/P、Cu/K、Cu/Mg、Cu/Fe等14个叶片营养浓度比值参数;根据叶片矿质元素含量适宜值采用CND、DRIS、DOP 3种方法对奉节低产小区和江津地区橘园盛花期叶片营养诊断。其中,CND法需肥顺序：江津为Ca＞Mg＞N＞P＞Mn,奉节为N＞Ca＞P＞Zn＞Fe＞Mn;DRIS法需肥顺序：江津为Ca＞Mg＞＞Mn＞N＞P,奉节为Zn＞＞Fe＞Ca＞Mn＞N＞Mg;DOP法需肥顺序,江津为Ca＞Mn＞Mg,奉节为Mn＞＞Zn＞Fe＞Ca＞Mg＞N。【结论】3种方法诊断结果表明,果园营养不平衡指数江津地区CND、DRIS、DOP分别为166.5、4 291.0、117.5,奉节低产小区分别为37.2、570.0、14.1,奉节果园营养平衡状况均优于江津,两产区均具有很大的增产潜力。     

三峡重庆库区施氮水平对塔罗科血橙树体养分、产量品质及土壤理化性质的影响

【目的】 通过在三峡重庆库区典型代表性柑橘园研究不同施氮水平对晚熟柑橘塔罗科血橙树体养分吸收、果实产量品质及土壤理化性质的影响,为三峡重庆库区晚熟柑橘优质丰产提供理论依据。【方法】 以7年生枳橙砧塔罗科血橙为试材,研究在0（N0）、1（N1）、1.5（N2）、2（N3）、2.5（N4）和3 kg/株（N5）6个施氮水平处理下树体枝梢干物质积累量、枝叶与果实养分吸收、果实产量和品质以及土壤理化性质的差异。【结果】 本试验结果表明,不同施氮水平处理后,血橙各时期叶片和枝条干物质量变化趋势相似,均表现为随着施氮量的增加显著增加,但春梢叶片干物质量在N3—N5处理差异不显著。不同时期的枝叶干物质量均表现为春梢大于秋梢,叶片干物质量要远大于枝条。春梢的氮、磷、钾养分吸收量在N0处理下均为最低,随着氮肥施入,吸收量显著增加,其中叶片的氮吸收量在N2处理达到峰值,磷、钾吸收量在N3处理达到峰值,随后有所下降,但差异不显著,枝条的养分吸收量一直在增加,N3—N5处理差异不显著。秋梢叶片和枝条的氮吸收量随着施氮量增加显著增加,在N5处理达到最大值,磷和钾吸收量在N0处理时略高于低氮处理（N1、N2）,而高氮（N3—N5）处理显著增加。果实氮和钾含量随施氮量增加呈先增后降趋势,在N2处理达到最大值,各处理的果实磷含量差异不显著。果肉中氮和钾含量远高于果皮,而果皮中的磷含量高于果肉。不同施氮处理的果实养分带走量差异显著,随着施氮量的增加,果实氮、磷、钾养分带走量以N2处理最高,显著高于其他各处理;果实养分带走量顺序为钾>氮>磷。随着氮肥投入增加,土壤有机质含量显著下降,碱解氮和有效磷含量显著增加,速效钾含量在N3处理达到最大值后开始降低。土壤硝态氮淋溶作用随着施氮量增加而增大,0—20 cm土层内以N2处理硝态氮含量最高,显著高于N5处理;铵态氮含量比较稳定,与施氮量呈正相关;20—40 cm土层内各处理间的硝态氮、铵态氮含量差异均不显著;40—60 cm土层内高氮处理下硝态氮含量显著增加,而铵态氮含量变化不明显。果皮厚度与施氮量呈正相关,果实纵径、横径、单果重和产量均随着施氮量增加先增加后降低,N3处理纵、横径显著高于其他处理,而N2处理的单果重和产量最高。可溶性固形物含量随施氮量增加呈先增后降趋势,各处理间差异不显著;随施氮量的增加,可滴定酸含量增加,固酸比下降;维生素C和花色苷含量变化趋势相似,在N2处理达到最大值,随后显著降低。果实着色在N3处理下相对较好。相关性分析表明,叶片氮含量与果实可滴定酸含量和果皮厚度呈正相关,与固酸比呈负相关,土壤碱解氮含量与可滴定酸含量和果皮厚度呈极显著正相关,与固酸比呈极显著负相关。【结论】 综合考虑,在三峡重庆库区柑橘园中,纯氮推荐用量为0.63—0.86 kg/plant,可保证果园较高的产量和果实品质水平,有利于血橙树体的养分吸收利用,同时果园土壤环境污染风险相对较小。     

微生物土壤改良剂对烟草生长及耕层环境的影响

采用大田栽培,研究了微生物土壤改良剂对烟草生长及耕层环境的影响。结果表明:微生物土壤改良剂处理明显提高了烟草产量和中上等烟比例,其中产量和上等烟比例分别较对照提高12.3%和14.8%,差异达到极显著水平;微生物土壤改良剂能明显改善旺长期土壤耕层的物理性状和生态环境,土壤相对含水量及土壤温度明显增加,0~20 cm耕层土壤容重显著降低;微生物土壤改良剂明显改善烟株各生长阶段的生物学性状,其处理烟株的株高、茎粗及节距在旺长期和圆顶期均显著或极显著高于对照,叶间距分布更趋合理,抗倒伏性增强。第12、13、14和15位叶片的长、宽及面积在团棵期、旺长期和圆顶期均表现为微生物土壤改良剂处理烟株高于对照,差异达到显著或极显著水平;微生物土壤改良剂处理烟株的发病率和发病指数极显著低于对照,其中发病指数较对照降低19.3%。     

基于冠层高光谱信息的苹果树花量估测

【目的】研究基于盛花期冠层高光谱数据的苹果花量估测技术,为植株花果管理和生产力预测技术的建立奠定基础。【方法】以5年生M₉无性系砧木‘米奇嘎啦’苹果（Malus pumila‘Mitch Gala’）、树形为高纺锤形的植株为试材,在盛花期采集植株冠层可见-近红外高光谱图像,人工统计供试植株花量,比对分析基于原始光谱反射率（original reflectance spectra,OS）与Savitzky-Golay平滑法（savitzky-golay smoothing,SG）、正态变量标准化（standardization of normal variables,SNV）、标准化（Normalize）、一阶求导（first derivation,l^st Der）、二阶求导（second derivation,2^nd Der）共5种预处理的高光谱数据的偏最小二乘法（partial least squares method,PLS）模型,以及基于载荷系数法（x-loading weight,x-LW）提取的特征波长的PLS模型、人工神经网络（the back-propagation neural network,BPNN）、最小二乘支持向量机（the least squares support vector machines,LS-SVM）等模型对单株单位面积花量实时估测精度的影响。【结果】苹果树单株花量与单株单位面积花量具有较高的相关系数,表明采用冠层单位面积花量替代单株总花量进行树体花量估测可行。单株单位面积花量与植株冠层光谱反射率在紫外-可见光波长（308—700 nm）呈极显著正相关,在近红外波长（750—1 000 nm）相关性不显著。基于全波长,以Normalize预处理光谱建立的PLS模型对单株单位面积花量的预测效果最好,校正集决定系数（R_c²）和预测集决定系数（R_p²）分别为0.794和0.804,校正集均方根误差（RMSEC）和预测集均方根误差（RMSEP）分别为0.084、0.062,预测相对误差（RE%）为3.940。基于特征波长的BPNN模型稳定性差,而LS-SVM模型的建模效果较好,R_c²和R_p²分别为0.826和0.804,RMSEC和RMSEP分别为0.077、0.064,RE%为12.160。【结论】基于Normalize预处理的PLS模型对高纺锤形苹果树冠层单位面积花量的预测效果最优,同时,本研究利用高光谱成像仪获取的数据,经过分析处理对提取特征信息进行简化,可为多光谱遥感数据的应用提供依据。     

赣州市2009年6月3日暴雨过程诊断分析

2009年6月3日赣州市普降暴雨,通过分析大尺度环流、物理量场、卫星云图,并结合数值预报对这次暴雨天气过程进行总结,以探讨引发暴雨产生的有利条件,从而为提高暴雨预报水平奠定基础。     

班菲尔脐橙可溶性固形物近红外光谱特征谱区选择

为探讨快速无损检测班菲尔脐橙可溶性固形物(TSS)含量的方法,利用多元散射校正对脐橙1 000 ～2 500 nm近红外光谱进行了预处理,并用偏最小二乘法(PLS)、区间偏最小二乘法(iPLS)和联合区间偏最小二乘法(siPLS)分别建立预测模型.结果表明,采用siPLS将光谱划分为17个子区间,利用其中的第4(1 267～1355 nm)、5(1 356 ～1 443 nm)、9(1708～1795nm)、15(2 236 ～2 323 nm)号4个子区间联合建立的TSS模型效果最佳,其校正集决定系数和均方根误差分别为0.9109和0.331 2.预测集决定系数和均方根误差分别为0.878 9和0.448 7,主因子数为6个.研究表明,近红外光谱技术结合siPLS可优选出表征班菲尔脐橙TSS含量信息的特征光谱区间简化预测模型,同时提高模型预测能力和精度.     

浅析农村负债制度

乡镇负债是目前乡镇工作面临的一个十分突出的问题.特别是在计划经济体制向市场经济体制转型时期,我国乡镇普遍存在债务问题.其特点表现为负债数额大,负债面广,负债差距明显以及增长速度快.2006年是新农村建设的开局之年,乡镇负债无疑是一个很难跨越的坎.乡镇负债的问题不解决,基层组织就难以在新农村建设中发挥应有的作用.因此,如何化解乡镇负债已是中央和各级地方政府当前迫切需要解决的问题.没有基层组织的组织领导,新农村建设就无从谈起.要有效化解乡镇债务,除了对乡镇债务的成因进行分析,还应该有针对性地采取化解对策.