干旱胁迫下腐植酸对燕麦叶绿素荧光特性的调控效应

【目的】明确腐植酸(HA)对干旱胁迫下燕麦叶片叶绿素荧光特性的调控效应。【方法】采用盆栽试验,研究了在正常供水(75%田间持水率)、中度干旱胁迫(60%田间持水率)、重度干旱胁迫(45%田间持水率)3个水分条件下喷施HA对燕麦叶片叶绿素量及荧光参数的影响。【结果】①水分胁迫导致Chla+Chlb、Chla/Chlb、Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo和qP显著降低,而Fo和NPQ显著升高;②与CK相比,干旱胁迫下HA处理Chla+Chlb提高0.6%~40.82%、Chla/Chlb提高1.13%~30.09%、Fm提高0.7%~121.19%、Fv提高1.0%~171.79%、Fv/Fm提高0.2%~83.89%、Fv/Fo提高1.9%~211.56%、qP提高0.1%~68.30%、NPQ提高6.02%~73.36%、而Fo降低0.70%~14.06%,其中在重度干旱胁迫下均达到显著差异。【结论】干旱胁迫对燕麦PSⅡ光反应系统产生明显伤害,喷施腐植酸可缓解其影响,且在重度干旱胁迫条件下效果最明显。     

基于温度植被干旱指数的云南干旱遥感监测

土壤水分是干旱监测的一个重要指标,应用中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据,利用归一化差值植被指数(NDVI)和分裂窗法反演的地表温度建立的NDVI-Ts特征空间中,得到温度植被干旱指数(TVDI),很好地表征了土壤水分的空间分布,从而实现干旱的监测。对云南省2009年1月、3月和2010年1月、4月干旱的时间、空间特性进行监测,监测结果表明冬春季旱情分布比较广,受旱面积均超过70%,其中重旱主要发生在滇西南和滇中北部,并且从冬季到春季,整个旱情均出现由南向北发展的趋势,发生干旱总面积在减少,但旱情等级在提高,春季重旱比冬季重旱面积大。应用相关研究成果对干旱监测结果进行验证,结果表明利用温度植被干旱指数(TVDI)进行干旱监测,干旱发生范围与实际干旱发生情况是基本吻合的,其中重旱的主要集中区域在空间分布上是基本一致的,监测结果可信,能够为相关决策部门提供有力的信息支持。     

张掖市干旱指数适用性及干旱演变分析

区域干旱是农业生产中的主要气象灾害之一,干旱指数在旱情监测、预警中发挥着基础性作用.本研究以张掖市为研究区,进行SPEI和scPDSI指数的适用性及干旱演变特征分析.从两种指数与相对湿度、径流量、归一化植被指数(NDVI)以及实际干旱记载对比分析可以看出,scPDSI与干旱历史事件的一致性较高,且与相对湿度、径流和ND...     

SPEI和植被遥感信息监测西南地区干旱差异分析

基于西南地区2000—2018年不同时间尺度的标准化降水蒸散指数（SPEI-1、SPEI-3、SPEI-12）,应用线性趋势法和曼肯德尔检验（Mann-Kendall test, M-K）法分析了西南地区气象干旱的时间变化特征,评价了日光诱导叶绿素荧光（SIF）、归一化植被指数（NDVI）以及增强型植被指数（EVI）等植被遥感数据对区域植被状况监测的有效性及差异性。结果表明：2000—2018年西南地区SPEI整体上呈微弱增加趋势,其中,2000—2013年间,SPEI-12呈下降趋势（趋势率为-0.05/(10a),R2=0.295）,2014—2018年间,SPEI-12时间序列呈上升趋势（趋势率为0.04/(10a),R2=0.094）,说明在气候变化背景下,近年来西南地区的干旱化趋势有所缓解。SPEI-12的趋势突变点发生在2016年和2017年。相对于植被绿度指数NDVI和EVI,SIF对植被生长季发生的长期和短期干旱事件均表现出较大负异常,说明SIF可快速获取水分胁迫下的植被光合作用信息。森林、农田和草地的SIF与不同时间尺度气象干旱指数的相关性均高于NDVI和EVI,SIF对森林、农田及草地植被生态系统干旱监测的敏感性优于传统的植被绿度指数;草地的SIF与SPEI-1的相关性更高（R=0.859, P<0.01）,其光合作用对短期水分胁迫最为敏感。本研究可为西南地区干旱的综合应对、水资源管理调控及生态治理提供科学依据。     

基于遥感DSI指数的干旱与冬小麦产量相关性分析

利用2000—2012年MODIS ET/PET和NDVI数据集构建干旱指数(DSI),监测山东省和河南省冬小麦主产区的农业干旱,并在地级市尺度上进一步评估冬小麦关键生育期干旱对冬小麦产量的影响。结果表明:2010年9月—2011年2月山东省特大干旱过程显示的DSI不仅能监测气象干旱,还能较好地反映农业干旱在空间上的差异性以及时间上的演变。不同冬小麦生育期干旱对冬小麦产量影响不同,灌浆期干旱对冬小麦产量的影响最大,干旱致使土壤水分亏缺,影响了作物正常的灌浆强度,进而导致作物减产;其次是拔节期;返青期干旱对产量基本没有影响。     

基于标准化土壤湿度指数的贵州省农业干旱评价

在全球气候变化与人类活动影响不断加剧的背景下,干旱已成为制约我国社会经济可持续发展的关键因素,严重威胁了国家粮食安全、用水安全以及生态安全。基于中国气象局全球陆面再分析产品,提取了贵州省月尺度土壤含水量数据,计算了月尺度标准化土壤湿度指数,评价了该指数对农业干旱识别的适用性、对历史典型干旱过程模拟的准确性,分析了干湿长期演变趋势,统计了干旱最可能发生的时间。结果表明：月尺度标准化土壤湿度指数对研究区干旱的表征结果与中国水旱灾害公报的记录情况基本相符,不仅干旱历时描述准确,而且干旱强度判别合理;月尺度标准化土壤湿度指数具备较好的干旱过程监测能力,不仅能准确地模拟干旱发生、发展直至消除的全过程,而且还能实时地反映旱情的时间与空间变化特征,尤其是对重旱以上旱情过程监测方面精度更高;贵州省干湿演变规律特征明显,即自西向东呈现出由湿变干的总格局,其中,变湿地区主要集中在研究区西北部,而东南部等地变干趋势显著;贵州省干旱发生时间主要集中在春冬两季,其中,西北地区多发于1月份,东部及东南地区干旱多发于2月份,中部地区干旱多发于3月份与4月份,西南地区干旱多发于4月份。研究成果可为贵州省农业干旱评价与...     

干旱胁迫与复水对苗期玉米光合特性的影响

研究不同干旱胁迫与复水处理对玉米光合作用的影响,为优化玉米蹲苗提供技术措施.以郑单958玉米品种为研究材料,采用水培法,测定不同干旱胁迫与复水周期下玉米幼苗光合色素、光合参数和叶绿素荧光参数等光合生理指标.随着干旱胁迫周期的增加,叶绿素和类胡萝卜素含量分别呈现先减小后增加和先增加后减小的趋势;PSⅡ最大光化学效率(Fv...     

3FLD和反射率荧光指数估测小麦条锈病病情严重度的对比分析

为研究小麦条锈病病情严重度和日光诱导叶绿素荧光强度的关系,确定适合于探测小麦条锈病病情严重度的叶绿素荧光因子。本文分别利用3FLD(three bands Fraunhofer Line Discrimination)和反射率指数2种方法提取了日光诱导叶绿素荧光强度,对比分析了这2种方法估测的日光诱导叶绿素荧光强度在小麦条锈病病情严重度遥感探测中的应用潜力。利用3FLD方法计算的O2-A和O2-B波段叶绿素荧光强度与小麦条锈病病情严重度均达到了极显著相关,复相关系数分别为0.677 2和0.492 4。基于反射率指数估测日光诱导叶绿素荧光时,叶绿素荧光反射率比值指数R_(740)/R_(720)、R_(440)/R_(690)、R_(740)/R_(800)以及叶绿素荧光一阶导数光谱指数D_(705)/D_(722)、D_(730)/D_(706)与小麦条锈病病情严重度均达到了极显著相关,尤其是比值指数R_(440)/R_(690)与小麦条锈病病情指数的相关性最高,复相关系数达到了0.718 7。基于辐亮度的3FLD算法和基于反射率的叶绿素荧光比值指数2种方法提取的叶绿素荧光强度均能够实现小麦条锈病病情严重度的遥感探测,但利用反射率方法提取的日光诱导叶绿素荧光强度构建的小麦条锈病病情严重度估测模型优于3FLD算法,更适合小麦条锈病病情严重度的遥感探测。论文的研究结果为基于卫星平台的叶绿素荧光遥感探测小麦条锈病提供了重要的理论依据。     

五种干旱指数在云南省的适用性分析

干旱指数是研究干旱的核心和基础,但其计算表达方式多样,并且不同的干旱指数具有一定的使用条件和范围,因此筛选适合云南省干旱监测的干旱指数,对干旱预警及该地区的干旱研究具有重要意义。利用云南省29个气象站点1960年1月—2014年12月降水和气温的月平均资料,在月尺度上计算并对比分析了5种干旱指数在不同地区、不同季节的适用性。结果表明,冬春季,在滇西北和滇东北地区,优先选择SPI;在滇中地区,建议选用SPI和Pa;在滇西南地区,Pa的适用性优于其他4种指数;在滇东南地区,CInew的监测效果较好。夏秋季,除在滇西北地区建议使用SPI外,在其他地区SPEI的适用性更强。SPI对2009年11月—2010年3月冬春连旱干旱演变过程的描述能力略优于其他4种指数。     

以图像计算收缩率优化香菇真空缓苏干燥工艺

利用数字图像处理技术分析香菇干燥前后面积收缩率,是评价香菇干燥品质的有效方法。采用真空缓苏（间断）干燥是提高香菇干燥品质,节省能源的有效措施;通过四因素五水平二次回归正交试验设计,研究干燥室真空度、加热板温度、缓苏时刻含水率、缓苏时间4个因素对干燥过程中面积收缩率和干燥时间的影响,建立了多元回归数学模型;利用多目标非线性优化理论与方法,对香菇真空缓苏干燥工艺参数进行了优化并验证,确定最适宜的工艺参数为：加热板温度70℃,干燥室真空度0.09 MPa,缓苏时刻含水率70%,缓苏时间11.3 min,该参数对生产实际中的香菇干燥具有指导意义。     

基于多时相植被指数的云南高原山地冬小麦识别与研究

粮食安全是最根本的民生问题,云、雾等自然因素是影响遥感种植监测的主要因素之一,因此获取精准、高效的耕地种植监测信息的对保障当地粮农安全、粮食估产及面积估算具有重要意义。在利用多时相植被指数（VI）合成模型的构建、农作物特征与耕地信息的可分离性两方面对高原山地农作物耕地面积提取的研究少。本研究基于哨兵2（Sentinel-2）数据,构建了多时相植被指数合成模型,估算了2020-2021年归一化植被指数（NDVI）、增强植被指数（EVI）和红绿叶绿素植被指数（RECI）三种植被指数的提取结果,研究了预测模型与高原山地农作物的相关性,探讨了不同植被指数模型对农作物识别精度。结果表明：①多时相NDVI模型相较EVI、RECI对冬小麦面积提取精度更高,与云南高原山地冬小麦相关性最强,用户精度约为93.28%;②利用三期NDVI组合与两期NDVI组合均可对冬小麦精准提取,但三期NDVI草型提取精度更高。因此,本研究利用多时相NDVI指数模型对冬小麦种植面积的精准预测,证明了该模型可有效适用于云南高原山地冬小麦,并为当地冬小麦面积的预测提供了数据支撑。     

基于工业CT的水泵叶轮体绘制法三维重建

在水泵叶轮的逆向工程中为了完成三维模型的重建,需要预先获取叶轮原型的全部内部结构信息.利用工业CT分别获取了2个典型的离心泵叶轮原型的367个高精度断层切片图像,编程实现了切片图像由裸数据RAW文件到BMP格式文件的转换.在VC＋＋6.0平台上,应用MFC,OpenGL,ADO,VTK等开发工具,通过断层图像预处理、二维图像处理等数字图像处理技术去除了图像的噪声并显著提高了图像清晰度.编程实现了基于叶轮断层图像序列的体绘制法三维重建,并能进行重建叶轮在任意方向上的实时检查.开发了具有多个数据输入输出接口的水泵叶轮逆向工程软件ReImpeller3D,为叶轮的数值模拟、有限元分析、快速成形、产品数字化加工制造以及产品再设计等提供了直接的几何模型支持.重建实例表明,应用体绘制法进行水泵叶轮的三维重建是可行的.     

水轮机真机转轮动应力试验分析

在一台容量为600 MW的大型水轮发电机组上开展运行稳定性及转轮叶片动应力试验研究.通过固定在发电机大轴顶端的无线动应力测试仪,实时采集机组运行过程中叶片上30个不同位置的应变数据,离线分析在导叶不同开度工况下的水轮机转轮动应力变化规律和频率特征;在动应力试验进行的同时,采用另一套基于NI硬件平台的测试仪对机组的运行稳定性指标进行实时分析,将稳定性试验结果与动应力测量结果进行比较并做相关分析,发现机组在导叶小开度工况约30%设计流量时,叶片动应力达到比涡带区更高的峰值,此时蜗壳压力钢管部位以及尾水部位的压力脉动波形在频域上与动应力的频谱有一定的相似性,在动应力和压力脉动的频谱上都可以看到较为明显的导叶通过频率和谐波以及分布在20~50 Hz区间的丰富频率成分.     

动态图像处理技术在农业工程中的应用

近年来图像处理技术的应用已越来越广泛，如何将动态图像处理技术应用到农业工程对农业的自动化研究具有着重要意义：本文主要讨论了动态图像处理技术及其在农业丁程中的应用概况与未来展望，并对应用中存在的问题提出了几点思考与建议。     

基于图像处理的蜜柑大小自动分级方法

文章介绍了采用图像处理技术进行蜜柑大小自动分级的方法,利用CCD摄像机获取蜜柑的样本图像,应用MATLAB软件实现对样本图像的背景去除、二值化、图像平滑、特征量提取和图像标定等处理,参照蜜柑分级的国家标准完成蜜柑自动分级。经试验验证表明,此方法分级精度高、速度快。     

数字图象技术在流速测量中的应用

分析了激光散斑测速及微粒图象测速法在非稳流的瞬时速度场测量中的缺陷和局限性。针对这些局限，从理论上探讨了采用数字图象技术的方法测速的优越性，它可以消除目前采用光学方法的局限；包括非常有限的动态速度范围的测量，速度失量方向的不明确及实现实时测量的困难。     

一种基于时间序列图像中的雾滴匹配方法的实现

在利用图像处理进行喷嘴雾化性能检测过程中,为了能够解决同一雾滴在相邻两幅图像中的自动匹配问题,提出了应用雾滴邻域匹配概率算法,实现了对不同时刻图像中的同一雾滴进行匹配的方法.实验结果表明:该方法实现了对同一雾滴在不同帧图像中的自动匹配,匹配速度快、正确率高.     

An index of soil drought intensity and degree: An application on corn and a comparison with CWSI

A variety of indices have been used to measure soil and crop drought for irrigation scheduling. However, simple indices with physiological mechanisms from soil water content are still expected. Based on the water flow and supply in a soil-plant continuum, we examined the concepts of soil drought intensity and drought degree and found an empirical correlation between soil water storage and depletion in a given layer. Accordingly, an index of soil drought intensity (I) and degree (D) was established using the soil water data obtained from a field experiment conducted in Xianning, Hubei, China. Corn plants (Zea mays L., Yedan 13) were grown at field plots under a movable rain shelter. From the V6 stage to R1 stage, the corn plants were grown under seven soil water deficit levels, by no irrigation applied for 0-36 days in 2005 and 0-32 days in 2006. At the end of the irrigation withholding period, it was found that soil water below 70 cm still remained at high level, but the soil water was not easily transported to the root zone in the upper layer. The daily values of I in different soil layers reflected the soil water depletion rates in the drying course. The values of D in different soil layers, which were calculated from I, increased with the progressive soil drying course. The D index in different soil layers not only revealed the drought severity of the layer, but it was also inversely correlated with corn yields when D was less than the threshold values. When D went beyond the thresholds, for example 0.68 in 2005 (soil dried 25 days) and 0.70 in 2006 (soil dried 17 days) in the 0-10 cm soil layer, the corn yield was reduced significantly. Based on soil water changes, index D is the comprehensive result of antecedent soil water condition, crop growth and root development, soil properties, and potential atmospheric evaporation. It is also comparable to the development of drought hazard on a crop. The results suggest that soil drought degree D, together with I, can be an index for monitoring and evaluating soil-crop drought, as well as complementing the crop water stress index (CWSI) in irrigation scheduling.