加入UPOV 公约91 文本对我国蔬菜种业的影响

国际植物新品种保护公约（UPOV 公约）91 文本较78 文本对植物品种权保护的范围更宽，力度更大，其中对我国蔬菜种业可能产生的影响主要表现在三个方面：受保护品种的实质性派生品种、育种者权利保护客体的延伸和农民特权。     

山西太谷日光温室番茄越冬生产技术

太谷县(东经112°31′～112°38′,北纬37°21′～37°26′)位于山西省内晋中盆地,拥有良好的农田水利设施和便利的交通设施条件,素有“瓜菜之乡”的美誉,是山西省日光温室番茄生产的主要区域。该县有日光温室面积1000hm2,其中番茄种植面积达300hm2,日光温室番茄单产达20～25Kg     

基于多视角立体视觉的植株三维重建与精度评估

基于图像序列的植株三维结构重建是植物无损测量的重要方法之一。而对重建模型的精度评估方法大多基于视觉逼真程度和常规测量数据。该研究以精确的激光扫描三维模型为参照,采用豪斯多夫距离,从三维尺度上对基于图像序列的植株三维重建模型进行精度评估。同时,从植株表型参数(叶片长、宽、叶面积)方面,对植株三维重建模型进行精度评估。结果表明,基于图像序列的三维重建模型精度较高,豪斯多夫距离在0~10 mm之间,各试验植株豪斯多夫距离大多小于4.0 mm,各植株表型参数与其对照值的R2均大于0.95,且两者的无显著性差异(P0.05)。此植株三维结构重建方法能够应用于植物表型、基因育种、植物表型与环境互作等研究领域。     

不同茬口日光温室番茄干物质生产与分配

 以番茄的果穗和果穗下的三片叶及其相应的茎作为一个源库生长单位，对不同茬口日光温室番茄的干物质生产与分配规律进行了研究。结果表明：植株在前7穗果同时存在的情况下，从下到上不同源库生长单位内果实所分配到的干物质比例在42.6%～98.6%之间，即随着果穗数从下而上的不断增加，每产生一穗果实，各源库生长单位果实的干物质分配率下降约6%。不同茬口日光温室番茄受外界环境影响显著，干物质生产表现出明显的季节性差异，果实干物质分配率在越冬茬、早春茬和春夏茬分别为72%、62%和59%，春夏茬果实干物质分配率最低，这与其生长后期遭遇高温，坐果率降低有关；越冬茬生长前期100 d的干物质积累量只有后100 d的1/3，与其生长期内低温弱光有关。     

条带间作下矮秆作物行间辐射差异的模拟与分析

间作是未来中国解决粮食安全的一种重要途径,提高间作内光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR)的利用效率对于提高作物单产具有重要意义。该文针对Munz模型中对于窄条带间作下模拟精度降低的问题,引入了玉米叶面积密度随冠层深度的分布函数,并基于试验测量的辐射重新获取了散射辐射消光系数,实现了窄条带间作系统中不同行矮秆作物冠顶瞬时PAR的模拟。试验设置了3∶6和2∶3两种玉米/大豆间作处理,并进行不同天气条件下各行大豆冠顶PAR模拟值与测量值的比较。结果显示:两者之间具有较好的一致性,决定系数(R2)的范围为0.76~0.99,3∶6间作大豆中行的均方根误差(root mean square error,RMSE)范围为59.1~76.4μmol/(m2·s),内行为76.8~99.7μmol/(m2·s),边行为97.2~157.8μmol/(m2·s);2∶3间作大豆中行RMSE的范围94.9~129.5μmol/(m2·s),边行为125.8~181.0μmol/(m2·s)。结果表明:模型能够较好模拟一天中各行大豆冠顶PAR的变化规律,并能基本反映各行全天累积PAR的差异,且3∶6间作的模拟精度优于2∶3间作,内行优于边行。研究可为条带间作系统内不同行矮秆作物的生长及产量差异提供理论基础和依据。     

氮水平对盆栽沙培番茄苗期根系三维构型与氮素利用的影响

为了研究施氮量对番茄苗期根系三维空间分布与氮素吸收利用的影响,以中杂109番茄幼苗为材料,采用沙培盆栽方式并设置3个氮素水平处理,利用~(15)N示踪法和三维数字化仪分别研究幼苗根际氮素吸收运转效率与根系三维构型。结果表明:施氮肥4 mmol/L处理番茄幼苗根系总长、根表面积和根系分支密度分别高于20 mmol/L处理16.5%、17.5%和~(15).5%;4 mmol/L处理幼苗根系三维构型是半径窄而深度深,20 mmol/L处理根系三维构型是半径宽而深度浅,4 mmol/L根系的平均深度较20 mmol/L处理高30%、但半径宽度较20 mmol/L处理低8%,12 mmol/L处理下幼苗根系半径宽度与深度均匀分布;高氮浓度会提高根系~(15)N吸收率与分配率,各器官~(15)N分配率为叶茎根,说明根际氮素转运对叶的贡献率最大;12 mmol/L处理幼苗~(15)N转运量与氮素利用率最高分别为508.3 mg/株和8.9%,20 mmol/L处理较4 mmol/L处理~(15)N转运量高128 mg/株,但是氮素利用率却降低2%。研究表明苗期管理上可以适当降低施氮量,番茄幼苗会主动改变根系三维构型来提高氮素利用效率。     

利用多视角图像法分析番茄幼苗根构型对氮水平的响应

【目的】 根系作为植物从环境中获取氮素的重要器官,如何无损并高效地获取其特征参数值是当今研究热点。随着高清成像技术的迅速发展,基于多视角图像法是研究植株根构型无损测量的新型方法。本研究对根系多视角成像系统和 GIARoot 软件平台相结合的多视角图像分析法精度进行了较系统的评估。并利用此套系统动态定量分析了不同氮素水平对番茄幼苗根构型的影响,为进一步研究植物根构型与矿质元素互作提供新的手段和依据。 【方法】 本研究以“中杂 109”番茄为材料进行水培试验,设置 4、12、20 mmol/L 3 个氮处理,分别以 N4、N12、N20 表示,定植于透明玻璃柱中 16 d。利用自行设计的根系多视角成像系统获取每天根系 360°图像序列,并基于 GIARoot 软件平台对图像序列进行根系特征参数的定量计算,在第 16 d 时将根系进行破坏性取样,将 GIARoot 基于无损测定分析的图像系列结果与 WinRHIZO Pro 的破坏性取样根系扫描图的计算结果进行对比评估。 【结果】 GIARoot 与 WinRHIZO Pro 根系特征参数评估结果总体上线性回归斜率在 0.96～0.99, R2 均为 0.99, RE 为 2.95%～12.69%,根总长、根总表面积、根总体积和根平均直径的 RMSE 分别为 44.73 cm、4.96 cm2、0.09 cm3、0.05 mm,各个根系特征参数差异均不显著 ( P > 0.05)。在 N4、N12、N20 3 个氮处理下,番茄幼苗定植 16 d 内各根系特征参数值均为 N12 处理最大,且 N20 的根总长、根总表面积、根垂直投影面积、根总体积分别比 N4 的高 14.2%、13.2%、35.8%、27.7%,而 N4 的横截面最大根个数、一级侧根个数分别比 N20 的高 28.2%、30.4%。不同氮水平间,第 4 d 根总长、根总表面积、根垂直投影面积出现显著性差异 ( P < 0.05),N12 分别比 N20 显著高 113.9%、153.7%、113.8%。第 12 d 根总体积、横截面最大根个数出现显著性差异 ( P < 0.05),N12 分别比 N20 显著高 57.0%、117.9%。而根平均直径 16 d 内无明显差异 ( P > 0.05),均在 0.42～0.54 mm。 【结论】 利用将多视角成像系统和 GIARoot 软件平台结合的多视角图像法,进行无损测量获取根系特征参数值是可行的。通过对不同氮水平下番茄幼苗各根系特征参数分析表明,适当提高氮浓度可以促进番茄幼苗根系生长,20 mmol/L 的高氮对根系生长具有抑制作用,且相对于根总长、根总表面积、根垂直投影面积、根总体积,这种抑制对侧根数量尤为明显,氮素浓度对根平均直径影响最小。      

旱垣温室温光性能的测试与分析

对山西晋中地区旱垣温室的性能进行了调查和测定。特殊的地理位置与建造结构是旱垣温室具有良好温光性能的基础条件。测定表明旱垣温室冬季的平均透光率为60.8%,最大透光率平均为74.3%。室内平均气温为18.2℃,较一般日光温室高3~5℃,平均最高气温为29℃,最低气温为7.3℃,5 cm土壤温度平均为12.6℃。该类型温室可以不加温进行喜温性蔬菜的越冬栽培。     

日光温室越冬番茄果实干物质生产分析

实际生产中,温室番茄果实产量是由各果穗产量构成的,并由分配到各果穗中的干物质量来决定的,分析各果穗的干物质生产规律有助于了解整株果实生产的动态。本试验采用了果穗和果穗下的三片叶及对应的茎作为一个源库生长单位的研究方法,详细研究了越冬温室番茄果实干物质生产规律,研究结果表明:叶面积指数在定植三个月之内几乎呈直线增加,达到3.3,之后随打叶和叶片生长维持在2.6左右;植株干物质累积明显地分为缓慢积累阶段和快速积累阶段,生长202d后,干物质累积达到1.6kg/m2;植株座果后,地上部干物质分配到果实的比例占到70%;源库生长单位的果实所分配到的干物质为98%-48%,随着果穗数从下而上的不断增加,在前七穗果同时存在的情况下,每产生一穗果实,各生长单位往果实的干物质分配就下降6%左右,这与果穗的库强有关,随着成熟果实的采收,干物质在新果穗的分配比例增加;除第一生长单位外,其余生长单位内茎、叶分配比均为3:7。     

基于机器视觉的大田植株生长动态三维定量化研究

高通量植物三维表型的研究对判定植株表型特征至关重要。基于机器视觉的植株三维表型获取方法在温室中已广泛应用,能够动态监测植株生长过程,但在大田复杂环境中应用较少。以大田生长的玉米、大豆植株为研究对象,基于机器视觉分析方法对不同生长时期玉米、大豆植株进行个体和群体的三维重建,并基于手动测量值对叶长、叶最大宽进行精度评估。研究结果表明,叶长、叶最大宽的计算值与手动测量值的R2均大于0.97,精度较高,表明大田环境下此方法可以满足作物表型三维构建参数提取的精度要求,但是当冠层遮挡较严重时,三维重建精度将明显下降。进一步自动提取了株高、冠幅和器官生长动态,结果可为与基因型相关的表型高通量分析提供方法,并可进行株型与冠层辐射的精确评价。