基于迁移学习的GoogLeNet果园病虫害识别与分级

为提高果树病虫害危害程度分级精度进而更好地指导果园病虫害防治，采用迁移学习技术与GoogLeNet模型相结合的方法，对6种果园作物的25类病虫害样本进行识别与危害程度分级研究；同时，探究不同数据集大小以及不同优化算法对模型性能的影响；基于MATLAB平台设计了一款可视化的病虫害识别与分级系统。结果表明:1)基于迁移学习的GoogLeNet模型，对病虫害识别精度可达99.35%，危害程度分级精度可达92.78%；2)在相同训练参数下，本研究模型比AlexNet、VGG-16、ResNet-18、SqueezeNet、原GoogLeNet及MobileNet-v2模型验证精度提高了2.38%~11.44%，并且收敛速度最快；3)本研究模型识别精度随着数据集的增大而提高；在3种优化算法中SGDM算法耗时最短且精度最高，更适合本研究模型。通过拍摄果树叶片病害区域图像，本研究设计的系统能够在0.43 s左右准确识别出果树种类、病害类型以及危害等级等信息。     

基于果实品质与EST-SSR标记的刺梨居群遗传多样性分析及核心种质构建

通过分析评价野生刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)资源居群遗传多样性和遗传结构,同时构建核心种质,为刺梨资源的保护和发掘利用提供科学依据。本研究利用10对EST-SSR引物和9个果实品质性状指标对收集的12个刺梨自然居群(共102份种质)的遗传多样性及遗传结构进行分析,同时结合原贵州省32份初级核心种质,采用位点优先取样策略进一步构建西南地区核心种质。结果表明,黔西(QX)居群拥有最高的Shannon信息指数I=0.6965,基因多样性指数h=0.3935,多态位点百分率p=84.62%;而古丈(GZ)居群则无论在分子数据还是表型数据都表现为遗传多样性最低;AMOVA分析表明刺梨居群内遗传变异在87%以上,居群间基因流Nem在3.5以上、平均Nei’s遗传距离(GD)0.223。构建的19份核心种质等位基因保留率和稀有等位基因保留率均为100%,能够代表原种质的遗传多样性。西南地区野生刺梨的遗传变异主要发生在居群内,居群间具有基因交流频繁、Nei’s遗传距离小等特点,构建的19份核心种质从等位基因保留率、稀有等位基因保留率及地理分布均能够较好地代表原种质的遗传多样性。自然居群以黔西(QX)居群遗传多样性最高。因此,野生刺梨的保护策略可采用就地保护黔西(QX)居群与迁地保护19份核心种质相结合的方法进行。     

南方地区甜樱桃不同品种及树形组合筛选

以甜樱桃主栽品种“布鲁克斯”、“红蜜”、“拉宾斯”、“萨米脱”、“黑珍珠”、“秦林”、“06-7”为试材,研究在南方山地条件下不同栽培模式对生长量、果实品质及产量的影响。结果表明：在高海拔条件下甜樱桃物候期相应推迟7-14天；不同树形树势存在显著差异,UFO树形树势良好,且对于果实品质提高有一定作用；UFO树形可显著提高“布鲁克斯”、“06-7”、“萨米脱”等品种产量。该研究为甜樱桃在浙江等南方地区推广合理树形提供参考依据     

杧果PEPC基因家族全基因组鉴定及表达分析

PEPC家族蛋白在植物光合碳同化过程中起到重要作用，同时具有多种非光合生物学功能，目前杧果中尚未报道。本研究对杧果MiPEPCs进行了全基因组鉴定，并分析了它们在不同组织（包括成熟叶片、成熟树皮、种子、根、花、果肉和果皮）和两个品种（高糖品种‘台农1号’和低糖品种‘热农1号’）中的表达情况。结果获得4个杧果MiPEPC基因家族成员，其理化特征较为相似，且所有MiPEPCs蛋白亚细胞定位预测均存在与细胞质中。基因组定位发现杧果MiPEPCs分布于4条不同的染色体。联合拟南芥，水稻，菠萝的PEPCs进行系统进化分析显示可分为2个亚组，MiPEPCs分布在第I（PTPC）和II亚族（BTPC）。杧果植物型MiPEPCs和细菌型MiPEPCs分离时间早于单子叶植物和双子叶植物的分离时间，两者蛋白序列差异大，但仍具有一定的保守性。顺式作用元件分析显示，MiPEPCs含有数量较多的光响应元件和激素响应元件。转录组表达分析结合qPCR实验验证发现，MiPEPCs在不同杧果组织中的表达具有偏好性，可能参与杧果的多个生物学过程（包含光合和非光合过程），并初步推测MiPEPC1、MiPEPC3可能与杧果果实成熟过程。本研究为进一步探究MiPEPC家族在杧果中的生物学功能奠定了基础。     

应力波在落叶松活立木中传播影响因素数值模拟

探究应力波在落叶松活立木中传播的影响因素,有助于研究应力波在人工林活立木中的传播机理。依据固体介质中的应力波传播理论和弹性力学理论,将活立木看作只由心材层和边材层组成的两层结构材料,基于活立木的正交各向异性假定,利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对应力波在活立木中的传播进行了模拟计算,并研究了敲击载荷频率、活立木胸径和心材比对应力波传播的影响。结果表明,应力波波速随着载荷脉冲频率的增大而减小;对于胸径为10 cm的活立木模型,当传播距离达到1. 2 m时,应力波波阵面已经转换为一维平面波,而对于胸径超过30 cm的活立木模型,应力波在0～1. 2 m传播距离内是以三维膨胀波的形式传播;活立木胸径对应力波的传播速度有影响,当胸径小于10 cm时,波速较小且基本没有发生变化,当胸径从10 cm增加到40 cm时,应力波的波速随着活立木胸径的增加而增加,而当胸径超过40 cm时,波速略微增加后保持相对稳定;应力波在活立木中的波速随着心材比的增大而减小。胸径对应力波在活立木中的传播形式以及波阵面形状有影响,而敲击载荷频率和心材比对应力波在活立木中的传播形式以及波阵面形状没有影响,但三者都会对应力波的传播速度产生影响,数值模拟最佳的敲击载荷频率为2. 5 kHz,应力波在活立木中的传播速度不只取决于边材的力学性能,而是受到心材和边材的共同影响。     

不同林龄杉木林下套种阔叶树对土壤磷组分的影响

套种是杉木人工林经营的重要措施,磷是南方森林生态系统中主要限制性养分元素之一,但套种模式对土壤磷素的影响尚不明确。以亚热带杉木人工林表层(0-10 cm)土壤为对象,研究套种林(杉阔套种幼林、杉阔套种成熟林)和杉木幼林土壤理化性质和土壤各形态磷含量差异,分析套种对杉木人工林土壤磷含量的影响。结果表明:(1)不同套种林显著改变土壤总磷、土壤总无机磷、土壤总有机磷、土壤微生物生物量磷(MBP)和土壤酸性磷酸酶活性(APA),大小顺序均为杉阔套种成熟林>杉阔套种幼林>杉木幼林。(2)土壤各磷组分中活性磷含量较低,其中NaHCO3-Po在活性组分中占主导;土壤NaOH-Po是中等活性磷的主要组分,杉阔套种成熟林尤为显著;闭蓄态磷(Residual-P)在总磷含量中最高。(3)与杉木幼林相比,杉阔套种成熟林显著增加了树脂提取态磷(Resin-Pi)、碳酸氢钠提取态有机和无机磷(NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po)、氢氧化钠提取态有机和无机磷(NaOH-Pi、NaOH-Po)、氢氧化钠残留提取态有机磷(NaOHu.s-Po)、盐酸提取态磷(HCl-Pi)和闭蓄态磷(Residual-P)含量;土壤总无机磷、NaHCO3-Po、HCl-Pi、NaHCO3-Pi、NaOHu.s-Pi和Residual-P对杉阔套种幼林的响应不敏感。(4)除含水率外不同林龄下杉阔套种林土壤磷形态与土壤理化性质(土壤总碳氮、土壤可溶性有机氮、土壤微生物生物量磷、酸性磷酸酶)呈正相关性(P<0.05)。冗余分析表明,土壤磷组分的变化主要受MBP调控,且MBP与有机磷组分(NaOHu.s-Po、NaOH-Po)和HCI-Pi呈显著正相关。总之,套种林的土壤磷素有效性高于杉木幼林,土壤养分状况更佳。     

中国樱桃InDel标记开发及其在蔷薇科果树中通用性评价

对栽培和野生中国樱桃进行De novo基因组测序和比对，在全基因组范围内检测筛选出50 617个InDel位点，并挑选均匀分布的200个标记进行验证，其中，27个标记在中国樱桃种内表现出多态性。利用多态性标记，对不同来源的192份中国樱桃（168份栽培和24份野生）种质进行基因型分型，共检测到60个等位基因（N_a），平均每个标记2.2个；基因多样性指数（H_s）为0.010 ~ 0.500，平均0.239；多态性信息含量（PIC）为0.010 ~ 0.375，平均0.198，表明中国樱桃遗传基础相对狭窄。根据聚类结果和地理分布将192份中国樱桃种质大致划分为5个群体。筛选出在蔷薇科李亚科樱属、李属、桃属、杏属、苹果亚科梨属、苹果属和蔷薇亚科草莓属、悬钩子属等重要果树共8个属156个个体中表现出较好通用性标记34个。物种与中国樱桃亲缘关系越近，InDel标记的多态性越高。     

不同种植方式对大跨度外覆盖大棚番茄群体微环境及植株生长与产量和品质的影响

以番茄品种罗拉为试材,设置5个处理,分别为:CK,定植密度33 300株·hm~(-2),留6穗果;T1,49 500株·hm~(-2),留4穗果;T2,66 000株·hm~(-2),留3穗果;T3,49 500株·hm~(-2),单株留2穗果与留6穗果相间;T4,66 000株·hm~(~(-2)),单株留2穗果与留4穗果相间,研究不同种植密度和留果方式对外保温覆盖大棚内番茄植株生长、产量、品质、群体微环境的影响。结果表明:T2和T1处理生育期平均温度、温度适宜度较高;T1和T3处理摘心前的叶片SPAD值显著高于对照;T1、T2处理的前期产量和总产量均显著高于对照;VC、可滴定酸、可溶性糖、番茄红素等果实品质以T1处理最优。综合产量、品质以及大棚内的温湿度和光照适宜度,T1处理种植风险较小,是外保温覆盖大棚中较为合适的种植方式。     

‘王林’苹果苦痘病的防治试验

近几年来‘王林’苹果苦痘病的发病率较高,为了探索防治办法,2018—2019年在瓦房店市驼山乡大魏村‘王林’苹果园进行施用“聚能螯合钙+硅”+生物有机肥试验。结果表明:第1年好果率达到90.2%,比对照提高15.0%;第2年分别为96.82%、22.23%。病果的病斑数也明显减少。     

3个越橘品种叶片光合生理及果实品质的比较

以3个越橘品种‘奥尼尔’‘密斯梯’和‘北陆’为试验材料,比较光合生理特性和果实品质的差异。结果表明:越橘叶片为异面叶,角质层、上表皮和叶片厚度以‘密斯梯’最大,下表皮厚度以‘密斯梯’最小;‘密斯梯’光饱和点(LS,P)比‘奥尼尔’和‘北陆’高,补偿点(LC,P)比‘奥尼尔’和‘北陆’低,对光环境的适应性强;‘奥尼尔’和‘密斯梯’最大净光合速率(Pnmax)高于‘北陆’,光合潜力足;3个越橘品种单果质量由大到小依次为‘密斯梯’、‘奥尼尔’、‘北陆’;可溶性固形物和有机酸质量分数最高的是‘密斯梯’,维生素C质量分数最高的是‘奥尼尔’;单株产量由高到低依次为‘密斯梯’、‘奥尼尔’、‘北陆’。相关性分析表明:Pnmax与叶片厚度呈显著(P<0.05)正相关;LS,P与角质层厚度和上表皮厚度呈极显著(P<0.01)正相关;光合生理各项指标与果实品质存在一定的相关性。