基于连续统去除和偏最小二乘回归的油菜SPAD高光谱估算

【目的】探讨油菜叶绿素含量的高光谱估算方法,为实现油菜叶片叶绿素含量的高效、无损、大面积监测提供理论依据。【方法】以陕西省关中地区油菜叶片为研究对象,分别测定苗期、蕾薹期、开花期及角果期的叶片高光谱数据和SPAD值,提取各生育期连续统去除光谱和7类光谱吸收特征参数,分析原始光谱、连续统去除光谱、光谱吸收特征参数与SPAD值之间的相关关系,构建基于原始光谱特征波段、连续统去除光谱特征波段、光谱吸收特征参数的SPAD估算模型,并对模型精度进行验证。【结果】在可见光范围,光谱反射率由蕾薹期、开花期、苗期到角果期依次递增,最大吸收深度和吸收谷面积逐渐增大。利用连续统去除光谱特征波段与吸收特征参数,分别建立的油菜各生育期叶片SPAD估算模型均优于原始光谱。运用连续统去除光谱特征波段结合最优吸收特征参数构建的偏最小二乘回归估算模型,是进行油菜叶片SPAD估算的最优模型。【结论】连续统去除法对不同生育期油菜叶片叶绿素相对含量具有较好的预测能力,是估算油菜叶片SPAD值的一种实时高效方法。     

油菜角果抗裂角性二自由度碰撞测试方法研究

为了筛选更利于机械化收获的油菜品种,提出了二自由度油菜角果抗裂角性碰撞测试技术。该文对二自由度碰撞测试仪的结构原理、参数设计、机构运动特性进行分析,并对二自由度碰撞与摇床碰撞下的钢球运动进行EDEM仿真;对二自由度碰撞的适宜碰撞参数进行研究,且对二自由度碰撞法与摇床随机碰撞法、田间角果与剪取后干燥角果的抗裂角性分别进行对比试验。研究结果表明:摆动电机转速60 r/min、移动电机转速75 r/min为适宜碰撞参数;二自由度碰撞法(平均标准偏差0.025 6)比摇床碰撞法(平均标准偏差0.020 3)结果重复性更好,且二自由度碰撞对抗裂角性较好的品种区分度更好;而同含水率水平下的田间油菜角果抗裂角性(抗裂角指数范围0.013～0.553)相比于干燥后角果抗裂角性(抗裂角指数范围0.008～0.948)要差,二者结果差异显著(P=0.010.05),田间角果测试可以更为真实的反映出角果的抗裂角性,研究结果为不同油菜品种抗裂角性的评价测试提供参考。     

高山油菜花粉黄酮提取工艺研究

采用超声波结合复合酶液对高山油菜花粉进行破壁预处理后，以95%的乙醇提取花粉中黄酮，研究提取温度、时间和固液比对破壁高山油菜花粉黄酮得率的影响，筛选适宜的提取工艺。结果表明，超声波酶解处理时间60 min即可使油菜花粉破壁率达到90%以上；通过正交试验确定最佳提取工艺条件为：提取温度95 ℃，时间2 h，料液比1∶35 (g/mL)，此时高山油菜花粉黄酮得率高达7.65%。     

西南旱地油菜间作紫云英和秸秆覆盖的生产效应

我国西南地区旱地的农田生态环境脆弱,绿肥应用匮乏,季节性干旱是限制油菜生产的关键因素。本研究在西南地区旱地引入冬季绿肥作物紫云英与油菜间作,并结合秸秆覆盖,探讨其对油菜光合特征、农艺性状、生物量、根系形态、油菜品质及产量的影响。结果表明,间作紫云英和秸秆覆盖改善了油菜的根颈粗、叶片数、有效分枝数和单株角果数等农艺性状,提高了油菜根系总根长、总根体积、总根表面积和平均根系直径等根系形态及蕾薹期和开花期的根、茎、叶生物量;还提高了油菜苗期光合作用强度,间作和秸秆覆盖处理的水分利用效率比油菜单作分别提高了31.12%和39.89%;但对油菜品质的影响较小。间作、秸秆覆盖和秸秆覆盖下间作的油菜群体产量分别比单作提高10.30%、13.20%和40.16%。在西南地区旱地,间作紫云英是提高油菜产量的可行途径,而且结合秸秆覆盖的生产效益更明显。     

基于高光谱遥感的叶片总初级生产力GPP反演

为探究利用高光谱植被指数反演叶片总初级生产力(GPP)的模型,以湖北省武汉大学试验田油菜和小麦叶片高光谱反射率和光照强度(PARin)为数据源,利用7种植被指数与PARin的乘积分别反演2种植被叶片GPP,构建线性及非线性回归模型,并对模型进行验证。结果表明:1)从油菜生理特点出发,需要分生育期建模。在选择的7种植被指数中,花期SR构建的一次模型效果最优,建模和验模R2分别为0.80和0.82,RMSE不超过2.85g/(m~2·d);荚果期选择CIred edge和MTCI为优选模型,建模和验模R2为0.84和0.72,RMSE3.91g/(m~2·d);全时期基于红边波段的CIred edge、MTCI为优选模型,建模集R2达到0.80,RMSE3.67g/(m~2·d),验模R2达到0.65,RMSE3.92g/(m~2·d);2)小麦中NDVI模型效果最优,建模集R2=0.59,RMSE=2.80g/(m~2·d),验模R2=0.67,RMSE=3.39g/(m~2·d)。将油菜与小麦做对比,基于红边波段的植被指数CIred edge和MTCI对2种植被差异不敏感,R2为0.72~0.73,表明CIred edge和MTCI模型可以用于小麦和油菜叶片GPP的统一反演。     

不同材料包膜氮肥氮素挥发特征及对油菜产量的影响

【目的】施用包膜缓/控释肥料是减少氮素损失,提高氮肥利用率的重要途径之一。新型有机-无机复合包膜氮肥具有缓释性能好、环境友好等优点。研究不同有机-无机复合包膜氮肥的气态氮损失特征,可为新型包膜缓/控释肥料的研发与应用提供科学依据。【方法】本研究以改性聚乙烯醇分别与无机材料硅藻土、沸石粉、生物质炭、磷矿粉、硫磺进行混合作为包膜材料制备包膜尿素(分别记作Ag、Af、Ac、Ap、As肥料),采用室内培养方法,以普通尿素为对照(CK),通过测定60 d内土壤的氨挥发速率和氮氧化物排放速率,揭示不同膜材料包膜氮肥施入土壤后的氨挥发和氮氧化物排放特征。并设计盆栽试验,研究施用不同包膜氮肥对油菜生长和产量影响。【结果】施肥后土壤氨挥发从培养的第1天开始出现,且不同包膜氮肥的氨挥发速率均在培养的第3—10天达到最大值,CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的最大氨挥发速率分别为1.132、0.373、0.508、0.696、0.347和0.304mg·L~(-1)·d~(-1),各包膜肥料氨挥发峰值的出现时间迟于普通尿素,说明包膜肥料的包裹层可以有效地阻碍外界水分同其内部的尿素核心相接触,使尿素溶解时间延长,减缓尿素溶出速率。氨挥发速率呈现先快后趋于平稳的趋势。CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的氨挥发总量分别为104.0、88.2、93.4、95.6、81.9和79.4 mg,Ag、Af、Ac、Ap和As肥料氨挥发总量较普通尿素CK分别降低了15%、10%、8%、21%和23%。包膜肥料的氮氧化物排放特征与氨挥发相似,氮氧化物排放速率峰值与氨挥发相比明显后移。排放高峰期出现在第6—23天,CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的氮氧化物排放速率峰值分别为0.092、0.033、0.039、0.051、0.027和0.022 mg·L~(-1)·d~(-1),其氮氧化物排放总量分别为15.8、11.1、12.4、13.2、10.3和8.5 mg,包膜肥处理氮氧化物排放总量均低于普通尿素处理。各处理氨挥发占氮素气态损失总量的80%—90%。施用包膜肥料的油菜产量与普通尿素(CK)相比均有提高,提高量分别为47%(Ag)、37%(Af)、31%(Ac)、52%(Ap)、63%(As)。【结论】氨挥发是肥料氮素气态损失的主要形式,发生在施肥后的前两周。硅藻土、沸石粉、生物质炭、磷矿粉和硫磺与改性聚乙烯醇制备的包膜肥料对氨气和氮氧化物的排放具有抑制作用,能够提高油菜产量。     

近10年油菜主要病虫害发生危害情况的统计和分析

2007-2016年,我国油菜种植面积逐年增加,尤其近三年均超过753万hm2,种植制度调整、观赏型油菜与高产型油菜间隔种植、病虫害抗药性增强以及气候异常等因素导致我国油菜病虫害总体处于重发状态,防控压力大。近10年油菜各类病虫害年发生面积在721.18万~881.74万hm2次,防治面积在686.18万~982.28万hm2次,通过防治年均挽回油菜损失98.34万t,占全国油菜总产的7.25%;年均实际损失28.09万t,占全国油菜总产的2.07%。影响全国油菜生产的最为重要的10种病虫害依次为油菜菌核病、油菜蚜虫、油菜霜霉病、小菜蛾、油菜甲虫(叶甲科和露尾甲科甲虫,下同)、油菜茎象甲、油菜病毒病、地下害虫、菜粉蝶和油菜白锈病,以总损失计,比例分别为55.60%、23.44%、9.51%、2.87%、2.43%、1.69%、1.58%、1.53%、0.86%和0.50%。对油菜生产威胁最大的病虫害是油菜菌核病和油菜蚜虫。本文用大量翔实的历史数据统计分析了近10年来油菜主要病虫害造成的危害损失和暴发危害情况,为油菜病虫害的监测预警及防治工作提供参考。     

气象条件对油菜生产影响的分析——以安徽宣城为例

为研究气象条件对油菜生产的影响,为本地油菜生产和开展油菜专题农业气象服务提供参考依据,笔者选取安徽省宣城市2001—2015年油菜产量和油菜各生育期内的温度、降水、日照、日较差等气象因子资料,运用Excel和SPSS软件对油菜气象产量与气象因子之间的关系进行了分析。结果表明,油菜的气象产量年际间的波动很大。油菜的气象产量与花期和成熟期的降水量呈显著负相关;与各生育期的平均气温均呈正相关,特别是与蕾苔期的平均气温正相关性通过0.05的显著检验;与营养生长期日照时数和成熟期日较差也呈显著正相关。整个生长期间,油菜的气象产量与温度、日照、日较差呈正相关,与降水呈负相关,其中与温度的相关系数通过0.05的显著检验,相关性最大,其次是日照和降水。     

苗后除草剂喷施时期对杂草防治及冬油菜产量和品质的影响

为了探究苗后除草剂不同施用时期对北方冬油菜田间杂草的防控效果及其对冬油菜生长、产量和品质的影响,以当地主栽甘蓝型冬油菜天油2266和白菜型冬油菜天油H614为试验材料,选用对冬油菜安全的苗后除草剂高效氟吡甲禾灵,设置4个喷施时期处理,于2018-2019年开展大田试验。结果表明,越冬后不同时期喷施苗后除草剂,甘蓝型冬油菜田间杂草总数较对照减少57.54%~92.56%,杂草总鲜重较对照降低75.40%~97.48%,第2时期（3月25日）处理产量较对照增加354.50kg/hm²;白菜型冬油菜田间杂草株防效和鲜重防效分别为55.91%~92.02%和37.17%~97.46%,产量较对照增加2.29%~16.77%。因此,在冬油菜大量返青但未封行前施用苗后除草剂,可显著防控田间杂草并增加冬油菜籽粒产量。     

有益生防菌包衣处理不同油菜品种种子对菌核病发病率及产量的影响研究

油菜菌核病是油菜上的重要病害之一，在四川局部地区油菜根肿病时有发生，严重威胁到油菜安全生产。以油菜菌核病和根肿病为防治对象，与华中农业大学合作，利用其筛选的有益生防菌，选择双低和高芥酸油菜品种国豪油8号和绵油309，对其种子进行包衣处理，分别在无和有根肿病史的水旱轮作地，开展田间试验。试验结果表明：有益生防菌包衣处理的菌核病发病率均低于没有包衣处理；包衣处理的不同品种产量均高于没有包衣处理，但品种间有差异；包衣处理过的高芥酸油菜品种绵油309的产量高于包衣处理过的双低油菜品种国豪油8号；在有根肿病史试验田种植的菌核病发病率低于无根肿病史试验田，产量高于无根肿病史试验田。包衣处理对油菜根肿病的防治效果不显著。