理化复合参数和神经网络结合的冬小麦长势遥感监测

准确、及时地监测区域作物长势状况对农业规划和政策的制定与调整具有重要的意义。遥感技术作为一种收集大面积作物长势信息的有效手段,正日益受到关注。为提高冬小麦长势遥感监测的准确性和全面性,该研究基于田间实测的冬小麦拔节期地上鲜生物量（aboveground fresh biomass,AFB）、叶面积指数（leaf area index,LAI）、叶片叶绿素相对含量（soil and plant analyzer development,SPAD）和叶片氮含量（leaf nitrogen content,LNC）4种生长相关理化参数,利用熵值法获取各参数权重构建冬小麦理化复合参数（physico-chemical composite parameter,PCCP）。利用显著性检验和籽粒产量数据分析复合参数在量化冬小麦长势方面的性能。然后,以Sentinel-2A作为数据源,分析不同遥感指数与LAI、SPAD、AFB、LNC和PCCP的相关性。选取相关性较高的遥感指数作为反向传播（back propagation,BP）人工神经网络（artificial neural networks,ANN）的输入,建立冬小麦长势遥感监测模型,对PCCP进行估计。评价模型精度并用于监测研究区冬小麦长势分布特征。赋权结果表明,作物物理参数的权重大于生化参数,其中LAI的权重最大,为0.387,AFB和SPAD次之,LNC的权重最小,为0.105;PCCP性能评估结果表明,与单一理化参数相比,PCCP值能更好地揭示作物长势状况的差异,其与最终籽粒产量的相关性更好, 决定系数提高0.035～0.468,均方根误差减少46.2～520.0 kg/hm²;在遥感监测过程中,PCCP比单一理化参数有更好的应用潜力,BP-ANN长势遥感监测模型模拟PCCP精度较高,在测试集中决定系数为0.830,均方根误差为0.080;研究区冬小麦总体长势稳定且分布集中,呈现"中部差,南北好"的空间分布特征。因此,构建作物理化复合参数用于量化作物长势是提高长势监测可靠性和准确性的一种有效方式,可为冬小麦田间管理提供科学依据,服务于发展智慧农业和建设农业强国的战略需求。     

江苏某地区稻虾蟹综合种养模式下养殖水和产品中农药残留与风险评价

为掌握江苏省某地区稻田综合种养基地内（“稻-蟹”及“稻-虾”）养殖水环境及水产品中的农药残留特征与生态风险及健康风险,利用三重四极杆气质联用仪（GC-MS/MS）,选择6个养殖区,根据生长周期,跟踪监测养殖水环境及同期水产品（虾、蟹）中208种农药残留情况,并根据商值法对养殖水环境进行生态风险评价,利用食用安全风险指数对水产品进行食用安全分析。结果表明：综合种养模式下,水环境中检出农药的主要类型为除草剂、杀菌剂、植物生长调节剂等,平均质量分数为0.33 μg·L^-1,同时有少量杀虫剂、杀螨剂、增效剂有检出;在整个生长周期内,稻虾、稻蟹农药残留的主要类型为除草剂、杀菌剂、杀虫剂和植物生长调节剂,平均质量分数为6.1 μg·kg^-1 （以湿质量计）。养殖水环境中农药主要来源于养殖前期环境中残留或外源性污染,随着养殖时间延长,农药含量整体趋向于减少,通过对养殖水环境生态风险进行分析,发现各抽样点位联合风险商值（RQ）均在0~1之间,属于中风险,对环境仍具有一定的压力,除草剂等类型农药应引起重视;在监测周期内,水产品中大部分农药的残留量逐渐减少直至未检出,仅有部分点位杀菌剂有少量存在,通过对同期虾、蟹的健康风险进行分析发现,平均食品安全指数远小于1,农药残留的食品安全风险可以接受。     

升温与聚苯乙烯微塑料复合暴露对长牡蛎血细胞功能、免疫基因表达和能量代谢的影响

为阐明全球气候变暖和微塑料复合胁迫对长牡蛎(Crassostrea gigas)免疫应答、氧化应激和能量代谢的影响,本研究采用3个微塑料(microplastics, MPs)水平[无微塑料、小粒径聚苯乙烯微塑料(SPS-MPs,6μm)和大粒径聚苯乙烯微塑料(LPS-MPs,50～60μm)]和2个温度水平(20℃和25℃)对长牡蛎进行了为期21 d的单一和复合暴露,检测分析了各组长牡蛎血细胞功能[吞噬活性、活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量]、糖原含量以及免疫相关基因表达的变化。研究结果表明,SPS-MPs暴露能增加长牡蛎血淋巴细胞中ROS含量,降低血细胞吞噬活性,揭示SPS-MPs毒性作用更强。升温与微塑料的协同作用增加了长牡蛎消化腺组织中的糖原含量。实时荧光定量PCR结果显示,升温与SPS-MPs复合暴露组长牡蛎消化腺组织通过上调热休克蛋白90 (heat shock protein90, HSP90)、核因子κB抑制蛋白(inhibitor of NF-κB, IκB)和p53基因表达量进行免疫应答;升温与微塑料的拮抗作用增加了鳃组织p53基...     

氮肥对黑小麦“运黑161”产量及氮素利用效率的影响

为了研究不同施肥水平对黑小麦产量和氮利用率的影响,在洪洞县小麦试验基地开展大田试验。试验以“运黑161”为供试品种,采用单因素完全随机设计,设0 kg/hm²（N0）、144 kg/hm²（N144）、192 kg/hm²（N192）、240 kg/hm²（N240）4 个施氮水平,研究黑小麦在不同氮肥水平下的株高、产量、籽粒蛋白质含量和氮利用率的变化。研究表明,与不施肥相比,施氮可增加黑小麦孕穗至成熟期株高。随施氮量的增加,成熟期穗数和穗粒数也增加,产量以施氮量240 kg/hm²最高,达6 048.45 kg/hm²,较其它氮肥提高6.04%~134.30%,但与施氮量192 kg/hm²处理间差异不显著。氮肥农学利用率以施氮量192 kg/hm²最高,达16.26%。总之,施氮量为192 kg/hm²更利于“运黑161”降低氮肥投入,节约成本,实现产量和氮效率的同步提升。     

基于分期播种试验夏玉米延迟收获促进子粒灌浆和粒重增益效应

基于2019-2022年夏玉米播期试验资料,分析夏玉米生理成熟后延迟收获对子粒农艺性状改善、增产效应。结果表明,早播10 d至晚播20 d处理的有效灌浆结束日均比生理成熟期延后,子粒有效灌浆持续日数依次比其花后10 d至生理成熟期日数延长28～9 d,播期每推迟10 d延长日数减少6.3 d。子粒农艺性状有明显的改善,百粒重、穗粒重提高,子粒增产效应明显,理论产量增产率16.95%～7.66%,增产量1 960.36～681.51 kg/hm²,对照增产最多,比晚播10、20 d增产粮食多2.4～2.9倍。为华北地区提高气候资源利用效率和粮食生产提质增效提供参考。     

不同杀菌工艺对延长货架期牛乳品质的影响

比较传统高温热杀菌、蒸汽浸入式杀菌、膜过滤结合巴氏杀菌对延长货架期牛乳品质的影响,测定不同热处理工艺对微生物指标、货架期、活性物质乳铁蛋白和免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)损失率及糠氨酸含量的影响,并优化蒸汽浸入式杀菌、膜过滤结合巴氏杀菌的工艺参数。结果表明：与传统高温杀菌工艺比较,蒸汽浸入式杀菌（147℃、0.09 s）产品货架期更长,品质更稳定,杀菌后糠氨酸含量较低且保留少量的活性物质;膜过滤结合72℃、15 s杀菌能更好地保留活性物质乳铁蛋白和IgG,但是该工艺对贮藏温度要求较高,全程贮藏温度需低于6℃,才能够确保产品在货架期内的品质稳定。     

基于GF-6/WFV卫星遥感的大田冬小麦叶片氮素含量估测

为对大田冬小麦叶片氮素含量（LNC）进行快速、准确及无损监测,通过在江苏省泰州泰兴市、盐城大丰区和南通如皋市布设冬小麦遥感监测大田试验,在获取试验样点冬小麦冠层红光波段反射率（RED_ref）、近红外波段反射率（NIR_ref）和计算的十个光谱指数（RVI、NDVI、DVI、SAVI、OSAVI、MSR、RDVI、EVI2、NLI和SVI）基础上,将12个遥感光谱指标与冬小麦LNC进行相关分析,选出与LNC相关性较好的作为模型输入变量,构建基于BP神经网络的冬小麦LNC估测模型, 并利用GF-6/WFV卫星遥感影像对县域冬小麦LNC的空间分布开展监测。结果表明,12个遥感光谱指标与冬小麦LNC之间存在不同程度的相关性,其中NDVI、RVI、MSR、OSAVI和NLI与冬小麦LNC的相关性较好（相关系数不低于0.65）。将优选的5个遥感光谱指标作为模型输入变量,构建基于BP神经网络的冬小麦LNC估测模型（LNC-BPEM）,模型的估测精度r²=0.866,RMSE=0.246%,ARE=12.9%。将冬小麦LNC-BPEM估测模型和GF-6/WFV影像结合对县域冬小麦LNC的空间信息监测,获得了如皋县域冬小麦LNC的空间分布特征,该区域冬小麦LNC范围在0.9%~2.0%（长势正常）的种植面积为29 693.3 hm²,占冬小麦总种植面积的74%。这说明利用GF-6/WFV卫星的多个遥感光谱指标与神经网络结合建模可有效估测县域大田冬小麦叶片氮素含量。     

美洲黑杨基因资源收存及其遗传评价的研究

从１７个国家引进３３１个黑杨派无性系（其中５２个美洲黑杨无性系）,在山东省长清县营建我国第一个黑杨派无性系基因库。连续１０年对基因库内美洲黑杨无性系进行了多性状系统研究,结果表明各无性系间在物候期、生长、生根、抗寒和抗病虫等方面均存在着显著的差异,遗传变异丰富;系间的主要性状与无性系起源纬度及各性状间存在一定相关性。主要材料性状变异的研究结果表明,３８个８年生美洲黑杨无性系在木材基本密度、纤维长度无性系间变异达到极显著水平;木材密度和纤维长度与树高和胸径呈一定相关性;木材密度和纤维长度这两个性状在遗传上相互独立,受不同遗传机制控制。利用分子遗传标记ＲＡＰＤ技术研究库内美洲黑杨无性系ＤＮＡ多态性,结果表明本库美洲黑杨ＤＮＡ多态率为８６％,再次证明本库美洲黑杨遗传多样性高,可为我国杨树改良提供丰富的育种材料。     

涝害对甜叶菊光合及单株干叶产量的影响

利用温室盆栽法研究不同持续时间涝害对甜叶菊种质材料IS-1、QF-1、青甜杂4、JD-1、AL-4光合作用及干叶产量的影响。结果表明：随着涝害时间的持续,5份甜叶菊种质材料的叶绿素SPAD值、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）及单株干叶产量均表现出不同程度的变化。短时间涝害处理（Ta：5d）对SPAD值、Pn、Gs、Ci、Tr及单株干叶产量影响均不显著;但随着渍水时间的持续叶片SPAD值、Pn表现出下降趋势：在Tb（涝害处理10d）中IS-1、QF-1、青甜杂4、JD-1、AL-4的SPAD值较正常水分处理分别下降21.29%、34.57%、27.84%、23.01%、17.59%,QF-1下降最快,AL-4下降最慢;Pn较正常水分处理分别下降65.88%、78.51%、74.44%、71.68%、59.58%,QF-1下降最快,AL-4下降最慢;Gs与Tr变化趋势与Pn相似,而Ci与Pn变化趋势相反;随着涝害持续时间的持续,甜叶菊单株干叶产量出现下降趋势,不同材料相同时间涝害胁迫单株干叶产量下降幅度不同,表明不同材料对涝害的耐受力不同。     

果胶酶在制备澄清型香蕉汁中的工艺研究

澄清型香蕉汁的制备中,果胶酶应用的工艺条件对产品的品质有很大影响。分别考察了果胶酶的添加量、温度、反应时间等因素对香蕉汁澄清度的影响,并通过正交试验发现,反应温度55℃,反应时间为150 min,果胶酶质量浓度为0.09 g/L,果汁的透光率最大为76.74%。