基于粒子群算法优化光谱指数的甜菜叶片氮含量估测研究

为对甜菜叶片氮含量进行快速估测,利用高光谱成像仪获取甜菜冠层叶片高光谱图像数据,通过凯氏定氮法测定叶片氮含量。基于精细采样法在全波段范围内构建归一化光谱指数(Normalized difference spectral index,NDSI)和土壤调节光谱指数(Soil-adjusted spectral index,SASI),并提出了基于粒子群算法的植被冠层调节参数L优化方法,探寻任意波段组合下SASI的最佳L值及其变化规律。在筛选出特征光谱指数基础上,开展甜菜叶片氮含量的定量估测和可视化研究。结果表明,各生育期SASI对甜菜冠层叶片氮含量(Canopy leaf nitrogen content,CLNC)的敏感度高于NDSI,尤其在NDSI易发生饱和现象的近红外区域。相比常规光谱指数,叶丛快速生长期基于SASI1(R430. 20,R896. 76)和SASI2(R433. 03,R896. 01)建立的CLNC估测模型预测效果最优,2015年验证集R~2为0. 78,RMSE为2. 48 g/kg,RE为4. 18%;糖分增长期以SASI3(R952. 09,R946. 11)和SASI4(R760. 37,R803. 48)的建模效果最佳,2015年验证集R~2为0. 67,RMSE为2. 71 g/kg,RE为4. 72%;糖分积累期的最优建模参数为SASI5(R883. 30,R887. 79),2015年模型R~2为0. 72,RMSE为2. 54 g/kg,RE为4. 49%。为直观显示甜菜CLNC在时间和空间尺度上的变化规律,基于上述估测模型计算并生成甜菜CLNC的预测分布图,实现了甜菜CLNC的可视化。研究结果表明,提出的甜菜CLNC估测方法具有可行性,可为及时了解作物长势及营养估测提供技术支持。     

东北地区玉米新组合生态适应性分析

根据东北玉米主产区的分布情况,将10个玉米组合分别布点在沈阳、铁岭、辽阳、锦州、大石桥五地,进行组合间和品种间的产量比较试验。结果表明:Z4,Z3株高分别位列第一、第三,Z4,Z3穗位高度位列第一、第二,Z4,Z3倒伏倒折率位列第一、第二,说明株高、穗位高低与倒伏倒折率有必然联系;Z5在各地丰产性、适应性、抗逆性都比较好。     

放牧对羊草根际土壤线虫群落及区系的影响

为了探索放牧干扰对羊草（Leymus chinensis Tzvel）根际土壤小型动物-土壤线虫群落的影响规律,本试验以土壤线虫为生物指标对典型草原放牧区及围栏区羊草根际土壤线虫群落特征及区系进行了研究,结果表明：羊草根际共捕获34属线虫,放牧影响羊草根际线虫总数量及优势类群,不同土层土壤线虫总数量的分布规律为：围栏区>放牧区,放牧区优势及次优势类群中植物寄生线虫类所占比例明显高于围栏区。放牧区羊草根际土壤线虫Shannon多样性指数显著高于围栏区。放牧区瓦斯乐斯卡指数及自由生活线虫成熟度指数低于围栏区,说明放牧区土壤健康状况较差。放牧影响羊草根际土壤线虫区系的分布,放牧区0~10 cm,10~20 cm羊草根际土壤线虫区系分布在B区和D区,表明放牧区土壤线虫食物网相对于围栏区受干扰大、土壤线虫食物网不稳定,且退化。     

注射用大黄素脂质体的制备及质量评价

建立大黄素脂质体包封率的测定方法,制备包封率高的注射用大黄素脂质体,并对其进行质量评价。采用离心沉淀-微孔滤膜挤压法分离游离大黄素和大黄素脂质体,高效液相色谱法测定大黄素脂质体的包封率;采用薄膜分散-冷冻干燥法制备注射用大黄素脂质体,以包封率为评价指标,建立制备工艺;考察注射用大黄素脂质体的包封率、表面形态、平均粒径、zeta电位及贮存稳定性。结果表明:在磷脂、胆固醇、大黄素的质量比为70∶2∶3,水为水化液,预冻温度-10℃,蔗糖为冻干保护剂,蔗糖与水质量比为1∶10,5%葡萄糖注射液为再水化液的条件下,制得的注射用大黄素脂质体包封率在80%以上,形态呈规则球形,平均粒径(206.3±17.5) nm,zeta电位(-31.6±0.8) mV,4℃密封环境下可贮存3个月以上。     

基于改进离散粒子群算法的青贮玉米原料含水率高光谱检测

快速、无损和准确检测青贮玉米原料含水率,对确保青贮玉米发酵品质、推动青贮产业健康快速发展有重要现实意义。为探究高光谱技术在青贮玉米原料含水率检测方面的可行性,研究通过高光谱成像系统获取青贮玉米原料高光谱图像并利用烘箱加热法测定实际含水率。在粒子更新方式和惯性权重2个方面对传统离散粒子群算法(discretebinary particle swarm optimization,DBPSO)进行优化,提出基于改进型离散粒子群算法(modified discrete binary particle swarm optimization,MDBPSO)的特征波段优选方法,并利用相关系数分析法(correlation coefficient,CC)、DBPSO和MDBPSO法提取原料含水率高光谱特征变量,基于全波段反射光谱(total spectral reflectance,TSR)和特征波段反射光谱建立青贮玉米原料含水率预测模型。结果表明,MDBPSO优选特征波段适应度函数的收敛精度和收敛效率较DBPSO法均有明显改善,最优适应度值由0.761 6提高至0.812 3,函数收敛迭代次数由280次降低至79次。MDBPSO-PLSR预测模型的建模精度和预测精度均高于CC-PLSR、DBPSO-PLSR和TSR-PLSR预测模型,其校正集决定系数Rc2和均方根误差RMSEC(root mean square error of calibration)分别为0.81和0.032,预测集决定系数Rp2和均方根误差RMSEP(root mean square error of prediction)分别为0.80和0.045。该研究表明,利用高光谱图像技术检测青贮玉米原料含水率具有较高的精度,研究可为后续开发青贮玉米原料水分快速检测仪器提供借鉴方法。     

多环芳烃胁迫下稻田土壤细菌及分支杆菌种群多样性研究

多环芳烃（PAHs）污染对土壤微生物群落特别是微生物功能群的影响一直备受关注。本文应用变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术,从群落和功能群多样性两个角度,分析了PAHs胁迫条件下稻田土壤细菌遗传多样性及与PAHs降解有密切关系的分支杆菌种群多样性变化。结果表明,PAHs污染对稻田土壤细菌群落多样性指数无显著影响,但造成土壤细菌群落结构的改变,重度PAHs造成一些对污染敏感的细菌种类消失,而使一些与PAHs降解有关的细菌种类丰度增加。而对与多环芳烃降解有密切关系的分支杆菌而言,中度PAHs污染稻田土壤分支杆菌种群多样性指数较重度和轻度PAHs污染土壤的略高,不同PAHs污染程度稻田土壤的优势分支杆菌种类不尽相同,PAHs污染造成稻田土壤1种或几种分支杆菌得到富集。长期PAHs污染造成土壤细菌群落和分支杆菌种群结构的变化,将直接影响土壤生态系统功能的发挥,间接改变土壤质量。     

基于Web of Science的2000—2021年堆肥氨挥发研究的文献计量分析

为了解国内外堆肥氨挥发领域的发展历程以及未来的发展态势,以“composting or compost”、“ammonia or NH₃”和 “emission or volatilization”等为主题词,搜索Web of Science核心合集数据库,并利用VOSviewer、CiteSpace等可视化分析软件,对 2000—2021年国内外发文量的变化趋势、主要研究机构、高被引文章、研究热点与前沿进行可视化分析。结果表明:2000—2011年,全球堆肥氨挥发领域年发文量较少且平稳。自2012年开始,中国在堆肥氨挥发领域发文量快速增长,目前中国的发文量居世界首位;中国农业大学在堆肥氨挥发领域的发文量和总被引频次均位列世界第一,西北农林科技大学和巴塞罗那大学篇均被引次数较高。该领域研究热点主要为畜禽粪便、污泥等富含蛋白质的堆肥原料、堆体自身理化性质与外部环境等氨挥发的主要影响因素、堆肥添加剂以及堆肥工艺调控减排措施与机理。2000—2010年,生物过滤技术被用于减少堆肥氨排放,且温度被认为是影响堆肥氨挥发的重要因素;2011—2021年氨气、氧化亚氮、生物炭成为热点关键词,生物炭作为改良剂减少氨挥发与温室气体排放成为研究人员关注的热点。从关键词突现图谱可以看出,生物炭(biochar)突现强度高,突现年份近,这是近五年的热点,有可能是未来研究的热点。研究发现,新型低成本、可回收调理剂的开发与应用、生物炭等调理剂固定的氮素的稳定性、以及含氮气体、含硫臭气、温室气体与重金属、抗生素、抗性基因等多种性质污染物的协同控制可作为未来的研究前沿。综上,本研究可为了解2000—2021年来堆肥氨挥发领域的发展态势提供参考,并且为堆肥氨挥发研究领域未来提供启发。     

秸秆降解放线菌的分离鉴定及其降解特性

为获得优良秸秆降解放线菌,解析其秸秆降解特性,从森林土壤和秸秆堆肥环境中采集样品,采用富集培养方法筛选目标菌株,通过培养特征观察、生理生化鉴定和16S rDNA序列比对分析确定降解菌分类地位,结合扫描电镜技术分析降解过程中菌株对秸秆物理和化学性质的影响,考察培养温度、初始pH和氮源种类等培养条件对菌株降解秸秆的影响规律,以天然纤维素为底物测定菌株胞外纤维素酶活力动态变化。结果表明：1)本研究筛选获得的菌株ZY-2经鉴定为娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei);2)Streptomyces rochei ZY-2在7 d内对秸秆的降解率可达29.23%,且能同时降解半纤维素、纤维素和木质素,3种组分的降解率分别为42.82%、47.05%和13.63%;3)菌株降解秸秆时,温度控制在35～45℃,初始pH控制在6.0～8.0,以有机氮为氮源生长时降解效果较好;4)菌株胞外能同时检测到内切纤维素酶和外切纤维素酶活性,生长前期内切纤维素酶活力较高,第4天达到峰值(0.12 U/mL),而生长后期外切纤维素酶活力较高,第6天达到峰值(0.23 U/mL)。本研究筛选的菌株ZY-...     

高原牦牛、藏羊有机畜牧业发展现状与对策

本文探讨了高原牦牛、藏羊有机畜牧业发展现状、高原地区发展有机畜牧业的优势及制约条件,并提出了加强人才培养、品种选育、养殖管理等措施。