基于图像处理的玉米品种的种子形态分析及其分类研究

 【目的】建立中国当代玉米品种的种子重要形态性状的基础信息集。【方法】扫描获得中国当代193个代表性玉米品种各50粒种子的正反面彩色图像,确定大小、形状、纹理和颜色共4大类27个能够系统反映籽粒形态的数量性状,自行编制数字图像处理程序实现了形态特征的自动提取并获得品种各性状的籽粒均值,采用SAS软件的单性状描述统计和单性状或同类性状聚类分析对品种进行评价与分类。【结果】建立了一个含有9 650个玉米粒的19 300幅彩色图像的数据库,明确了籽粒各个形态性状的变化规律,按变异程度分为大中小3个组别,发现中国当代玉米品种在大多数情况下聚集程度都比较高,筛选出36份（次）特异种质材料。【结论】研究结果为玉米粒的形态研究与应用提供了比较系统全面的数据,数字图像处理作为一种简便快速的作物籽粒形态检测技术将有十分广泛的应用前景。     

玉米籽粒机收发展及其与品种的关系

玉米籽粒机收是实现全程机械化的重要一环,其发展进程受到了玉米品种的制约。本文通过品种抗倒性、生育期和收获时籽粒含水量三个方面阐述玉米品种与籽粒机收之间的关系,并提出适宜玉米籽粒机收的玉米品种的五个特点。     

黄淮海区主推夏播玉米品种籽粒脱水特性研究

[目的]籽粒机收是现代玉米生产发展的趋势和方向.生理成熟期籽粒含水率及生理成熟后籽粒物理脱水速率是决定玉米能否机收籽粒的关键因素,明确不同玉米品种籽粒脱水特性差异及其影响因素,可为机收籽粒玉米品种选育和推广提供理论依据.[方法]2017—2018年,以京农科728等18个黄淮海区主推夏播玉米品种为研究材料,测定籽粒含水...     

豫西地区夏玉米机械粒收品种鉴定与评价

玉米是我国第一大粮食作物,实现玉米籽粒田间机械直接收获,是提高我国玉米竞争力,促进玉米生产方式转变的关键环节。但是目前在豫西地区,夏玉米籽粒直收的占比面积还是很低,除了机械、配套设施以外,品种亦是主要因素。为了鉴定出适宜豫西地区的机械粒收玉米新品种,以国家玉米体系黄淮海区2020年易机收玉米品种展示与鉴定的9个品种为研究对象,对其田间性状、生育期、抗倒性、籽粒含水率等指标进行综合评价,结果表明:登海111、丰德存玉10号、 MC812和郑单309等4个品种产量高,籽粒含水率和籽粒破碎率低,机收综合表现良好,适合在当地作为机械粒收夏玉米品种推广种植。     

玉米籽粒灌浆特性品种间比较研究(英文)

为明确黄淮海北部不同玉米品种籽粒灌浆特性的差异,为玉米籽粒熟期选择提供理论依据,以衡早8号玉米杂交种为材料,华美1号和郑单958为对照品种,研究灌浆过程中不同品种籽粒体积、水分含量、籽粒干质量以及灌浆特性的变化,并对产量构成因素进行了分析。结果显示,授粉后20 d是3个玉米品种籽粒体积快速增速期,在授粉后45 d左右3个玉米品种籽粒体积达到最大,衡早8号籽粒体积最大,郑单958最小。授粉15 d内3个玉米品种籽粒干质量增长较为缓慢,授粉15~55d是籽粒干质量增长快速期,衡早8号籽粒干质量增长速度最快,郑单958最慢,授粉55 d后籽粒干质量增长速度开始放缓。3个玉米品种灌浆速率均呈单峰曲线,灌浆峰值衡早8号最高,郑单958最低。相关分析结果表明籽粒体积与含水量呈正相关,与含水率呈负相关,灌浆速率与含水量呈正相关。通过回归分析得出籽粒含水率在57%左右时3个玉米品种达到各自灌浆最高峰值。运用Logistic模拟方程拟合不同玉米品种的籽粒质量增加过程,衡早8号最大灌浆速率(Gmax)、平均灌浆速率(Gmean)均高于其他2个品种;衡早8号活跃灌浆期、籽粒质量渐增期、快增期和缓增期均低于其他2个品种。3个玉米品种产量差异显著,千粒质量是产量差异的主要原因。衡早8号平均灌浆速率和最大灌浆速率均高于其他2个品种,活跃灌浆期则短于其他2个品种,有利于早熟高产。     

不同玉米品种籽粒耐破碎性差异及影响因素

为明确不同玉米品种机械收获时籽粒的耐破碎性差异和影响籽粒耐破碎性的因素,以13个玉米品种为材料,设置不同收获时间,对不同玉米品种籽粒的破碎率、含水率和硬度等指标的动态变化特征进行研究,分析籽粒破碎率与含水率和硬度的关系,采用积分法评价不同玉米品种籽粒的耐破碎性。结果表明:随收获时间的推迟,籽粒破碎率先快速降低后稍有升高,籽粒含水率逐渐降低,籽粒硬度逐渐增大,且玉米品种间差异显著。破碎率与籽粒含水率符合二次曲线关系,当籽粒含水率为19.70%时破碎率最低;破碎率与籽粒硬度极显著负相关,其中胚乳穿刺强度与破碎率的相关性最高,当籽粒胚乳穿刺强度为88.35 N时破碎率最低;籽粒硬度与含水率呈极显著的负相关关系。降低籽粒含水率进而提高其硬度是增强玉米籽粒的耐破碎能力和降低籽粒破碎率的关键。不同玉米品种籽粒的硬度和耐破碎能力存在显著差异,在含水率相近的条件下,耐破碎能力强的玉米品种均具有较高的籽粒硬度。籽粒硬度指标中的胚乳穿刺强度可作为鉴选宜机械粒收玉米品种的重要指标;参试的所有硬粒型玉米品种、半马齿型‘仲玉3号’、半硬粒型 ‘辽禾308’、‘先玉1171’和马齿型‘正红6号’的籽粒耐破碎能力强,可作为适宜机械粒收的品种。     

长株潭地区低镉积累玉米品种的筛选

以18个玉米品种为材料,通过田间试验,研究不同品种对土壤中镉(Cd)元素累积和富集的差异,以期筛选出适宜长株潭地区种植的低积累Cd玉米品种。结果表明：18个玉米品种茎叶Cd含量存在显著差异,其中15个玉米品种茎叶的Cd含量超过了《饲料卫生标准》(GB13078—2017)要求,超标率为83.33%;籽粒Cd含量存在极显著差异,其中有5个玉米品种(先达901、庆农13、祥玉88、祥玉10号、新中玉801)的籽粒Cd含量超过了《食品安全国家标准食品中污染物限量》要求,不能食用,占供试品种的27.78%;18个玉米品种茎叶Cd的富集系数为0.28～2.72,籽粒Cd的富集系数为0.03～0.30,籽粒Cd的转运系数为0.03～0.28,均小于1,说明玉米对土壤Cd有一定的吸附能力,但茎叶向籽粒转运Cd的能力较弱,导致玉米籽粒对Cd的富集能力较低。根据玉米产量、田间倒伏以及籽粒Cd积累情况,初步筛选出3个适宜长株潭地区种植的低积累Cd玉米品种豫丰玉88、福科07、大天1号。     

西辽河流域早熟、抗逆、宜籽粒机收品种鉴选试验研究

针对西辽河温热区现有玉米品种生育期偏长、抗逆性差、成熟时籽粒含水量高、脱水慢、抗倒伏性差等不适宜机械化籽粒直收的问题,依据宜机收玉米品种选择标准,进行早熟、抗逆、宜机收玉米品种鉴选试验。通过试验鉴选出该生态区宜籽粒机机械收获品种三个：迪卡159、TK601、LH501,同时确立了品种的适宜种植密度,为西辽河流域春玉米规模化、机械化生产作业提供了重要品种支撑。     

玉米籽粒灌浆特性品种间比较

为明确黄淮海北部不同玉米品种籽粒灌浆特性的差异,为玉米籽粒熟期选择提供理论依据,以衡早8号玉米杂交种为材料,华美1号和郑单958为对照品种,研究灌浆过程中不同品种籽粒体积、水分含量、籽粒干质量以及灌浆特性的变化,并对产量构成因素进行了分析。结果显示,授粉后20 d是3个玉米品种籽粒体积快速增速期,在授粉后45 d左右3个玉米品种籽粒体积达到最大,衡早8号籽粒体积最大,郑单958最小。授粉15 d内3个玉米品种籽粒干质量增长较为缓慢,授粉15~55 d是籽粒干质量增长快速期,衡早8号籽粒干质量增长速度最快,郑单958最慢,授粉55 d后籽粒干质量增长速度开始放缓。3个玉米品种灌浆速率均呈单峰曲线,灌浆峰值衡早8号最高,郑单958最低。相关分析结果表明籽粒体积与含水量呈正相关,与含水率呈负相关,灌浆速率与含水量呈正相关。通过回归分析得出籽粒含水率在57%左右时3个玉米品种达到各自灌浆最高峰值。运用Logistic模拟方程拟合不同玉米品种的籽粒质量增加过程,衡早8号最大灌浆速率(G_(max))、平均灌浆速率(G_(mean))均高于其他2个品种;衡早8号活跃灌浆期、籽粒质量渐增期、快增期和缓增期均低于其他2个品种。3个玉米品种产量差异显著,千粒质量是产量差异的主要原因。衡早8号平均灌浆速率和最大灌浆速率均高于其他2个品种,活跃灌浆期则短于其他2个品种,有利于早熟高产。     

鲁中地区不同熟期玉米品种籽粒直收适宜性与收获期分析

鲁中地区属于黄淮海夏播玉米区,主要种植模式为"冬小麦—夏玉米"一年两熟。目前玉米收获以机械收穗为主,在空地或路边晾晒后再脱粒,玉米籽粒直收是本地区粮食生产全程机械化的最后一个环节。为筛选适合籽粒直收的玉米品种,确定合适的收获日期,在2019年夏播9个玉米品种、2020年夏播8个玉米品种,开展籽粒直收试验。通过分析灌浆程度、籽粒含水量、收获后籽粒破碎率、产量等指标,发现在本地区以种植中熟品种为主改为种植早熟品种、适当增加种植密度,从目前的9月20日左右收获改为10月10日左右收获,可在产量提高的同时实现籽粒直收。     

1株云南楚雄野生香菇菌株的分离鉴定及袋料栽培方法研究

以云南楚雄地区的1株野生香菇为研究对象,开展了菌种的分离与鉴定,测定了不同温度、pH 、碳源、氮源、无机盐对菌株菌丝体生长情况的影响;同时以杂木屑、玉米芯等农废资源为主要基质,进行了野生香菇菌株的袋料驯化栽培。结果表明：结合形态和ITS分子鉴定,菌株鉴定为香菇属真菌;生物学特性实验发现该野生香菇菌丝体生长最适温度为30 ℃,最适pH值为6.0,最佳碳源、氮源分别为玉米粉、蛋白胨,最适无机盐为氯化钙与硫酸镁;以60.0%杂木屑添加30.0%玉米芯组成的袋料基质栽培效果最好,生物转化率达到了41.49%。     

基于改进区域生长的木材导管形态特征提取方法

基于图像的智能木材识别方法是通过自动提取木材的识别特征来识别木材,对木材科学和产业具有十分重要的意义。提出了一种基于改进区域生长的木材导管形态特征提取方法:采用分治策略改进区域生长法实现木材横切面显微图像中导管细胞的快速分割,用链码跟踪技术提取了10个导管细胞的形态特征;选取了6种阔叶材树种的横切面显微图像进行仿真实验。实验结果显示:本文方法能提高导管细胞的分割速度;所提取的10个形态特征在给定的树种显微图像上具有较高的区分度,说明将本文方法用于阔叶材树种智能识别具有较强的可行性。      

Combining discriminant analysis and neural networks for corn variety identification

Variety identification is an indispensable tool to assure grain purity and quality. Based on machine vision and pattern recognition, five China corn varieties were identified according to their external features. Images of non-touching corn kernels were acquired using a flat scanner. A total of 17 geometric features, 13 shape and 28 color features were extracted from color images of corn kernels. Two optimal feature sets were generated by stepwise discriminant analysis, and used as inputs to classifiers. A two-stage classifier combining distance discriminant and a back propagation neural network (BPNN) was built for identification. On the first stage, corn kernels were divided into three types: white, yellow and mixed corn by distance discriminant analysis. And then different varieties in the same type were identified by an improved BPNN classifier. The classification accuracies of BAINUO 6, NONGDA 86, NONGDA 108, GAOYOU 115, and NONGDA 4967 were 100, 94, 92, 88 and 100%, respectively.     

河北省玉米螟优势种及其近缘种的研究

通过性信息素活性反应,形态鉴定和生殖隔离试验等方面研究,澄清了河北省玉米螟优势种是亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenee),而不是过去多年认为的欧洲玉米螟O.nubilalis(Hubner)。但欧洲玉米螟亦有少量分布,在张家口和芦台以大麻、苍耳、葎草等为主要寄主。此外尚见2个近缘种,其中紫玉米螟O.scapulalis(Warker)在芦台是取食葎草的主要虫种;克什米尔玉米螟,O.kasmirica(Moore)系中国新记录,仅寄生于大蓟。     

引进南非玉米种质资源的筛选及利用

对从南非引进的27份种质资源材料进行了田间鉴定、适应性筛选、自交系选育。结果表明,该批引进材料适应性好、类型丰富、抗倒性强。对这些材料进行青贮玉米种质资源的改良利用,从而培育出一批青贮玉米新种质。     

旱田杂草的识别与防除探讨

我国旱田杂草种类很多,占我国农田杂草的74％。该文介绍了16种常见旱田杂草的形态特征、习性及危害．并总结了几种主要旱田（麦田、玉米田及油）的杂草防除技术,旨在为旱田杂草的识别与防除提供科学参考。     

玉米内生真菌的分离与鉴定

对不同品种的玉米种子及不同地区、不同部位的玉米内生真菌进行分离和鉴定。结果显示,8个不同品种的玉米种子,内生真菌检出率为25%,不同玉米品种的种子内所含的内生真菌种类和数目都不同,最高的检出率为40%,最低的检出率为10%。从玉米种子中分离得到的92个菌株,经形态学鉴定,分别属于14个属,出现频率最高的是木霉属,为34.78%。从不同地区的玉米组织中一共分离得到内生真菌168株,其中10株未产孢的没有鉴定,其他菌株经形态学鉴定分别属于26个属,以青霉属、曲霉属、头孢霉属为主,占内生真菌分离物总数的41.07%。对形态学鉴定为白僵菌属的10个菌株进行分子鉴定,均确定为球孢白僵菌(Beauveria bassiana)。此外,球孢白僵菌作为玉米的内生真菌,在国内还是首次分离得到。     

豫北夏玉米根际2种根腐线虫的形态和分子鉴定

为明确采集于豫北地区鹤壁市和焦作市玉米根际土壤样品中根腐线虫的种类,采用改良的贝尔曼漏斗法分离土壤样品中的根腐线虫,通过光学显微镜进行形态鉴定,并基于rDNA 28S D2-D3区和rDNA-ITS区的序列对采集的根腐线虫进行分子鉴定。形态学与分子鉴定的结果均表明:来源于鹤壁市的HB-1种群为斯克里布纳短体线虫(Pratylenchus scribneri),来源于焦作市的JZ-257种群为落选短体线虫(P. neglectus)。基于rDNA 28S D2-D3区和rDNA-ITS区序列构建的系统进化树结果表明:供试2种短体线虫分别与GenBank数据库中其它斯克里布纳短体线虫和落选短体线虫处于同一高度支持的分支。本研究结果为玉米根腐线虫病害的识别与防控提供了科学依据。     

数学形态特征应用于昆虫自动鉴别的研究

用虫体面积、周长等11项数学形态特征对40种昆虫实现自动鉴别，得出了各项数学特征的权重。在昆虫的自动鉴别中，11项特征所起的作用大小为：面积＞偏心率＞形状参数＞周长＞纵轴长＞孔洞数＞横轴长，似圆度＞叶状性＞圆形性＞球状性。以面积、周长等数学形态特征为分类依据，对隶属8目25科的40种昆虫进行了二叉式分类，并以此为鉴别机理，实现了对昆虫自动识别软件Bug Visux的升级，使其能够自动鉴别的昆虫种类由3种增加到40种，准确率达到97．5％。     

不同遗传类型玉米种子形态结构、发芽特性及相互关系的研究

以8个不同遗传类型的玉米种子为试验材料,对其形态结构和发芽特性及二者之间的关系进行了初步研究。结果表明:不同遗传类型(除甜质型外)玉米种子的百粒重与内部贮藏物质含量呈显著正相关;种子吸水与其化学成分、皮层厚度和胚乳质地有关;马齿型、半马齿型、高油型和高蛋白型的种子活力较高,而硬粒型、糯质型、甜质型和爆裂型的种子活力较低。