机器学习结合高光谱植被指数与SPAD值估算冬小麦氮含量

冬小麦叶片氮含量与叶片光合作用和营养状况密切相关,直接影响植株生长发育,而茎秆中的氮含量与茎秆中纤维素、半纤维素和木质素的比例和含量密切相关,直接影响茎秆质量及植株的抗倒伏能力。然而,有关对冬小麦茎秆氮含量估算研究较为有限,限制了从氮含量角度判断茎秆质量及对倒伏的预测能力。为精准估算冬小麦不同器官（叶片、茎秆）氮含量,该研究通过2年田间试验,获取冬小麦4个关键生育期（拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期）和3种施氮水平条件下（N1、N2和N3）的冠层光谱反射率、叶片、茎秆氮含量及叶片SPAD (soil and plant analyzer development, SPAD)值。分析了不同生育期和施氮水平条件下高光谱植被指数对叶片和茎秆氮含量的敏感性,并结合5种常用的机器学习算法：随机森林回归（random forest regression,RFR）、支持向量回归（support vector regression,SVR）、偏最小二乘回归（partial least squares regression,PLSR）、高斯过程回归（gaussian process regression,GPR）、深度神经网络回归（deep neural networks,DNN）构建冬小麦叶片和茎秆氮含量估算模型。结果表明：高光谱植被指数对叶片和茎秆氮含量的敏感性受到生育期和施氮水平的影响。在灌浆期,最佳植被指数双峰冠层植被指数 DCNI（double-peak canopy nitrogen index）对叶片氮含量的敏感性最高,R²为0.866。对茎秆氮含量,在抽穗期的敏感性最高,最佳植被指数归一化叶绿素比值指数 NPQI（normalized phaeophytinization index）与氮含量相关系数R²＝0.677。施氮水平的提升增加了光谱植被指数对茎秆氮含量的敏感性。结合SPAD值的机器学习算法提升了氮含量的估算精度,对叶片氮含量,在不同生育期和施氮水平条件下估算精度提升了1%～7%,其中在全生育期的归一化均方根误差NRMSE从0.254提升到0.214,抽穗期的NRMSE提升最大,从0.201提升到0.128。对茎秆氮含量,全生育期的NRMSE从0.443提升到0.400,抽穗期的NRMSE提升最大,从0.323提升到0.268。在全生育期,结合SPAD值的DNN模型对叶片（R²=0.782、NRMSE=0.214）和茎秆（R²=0.802、NRMSE=0.400）氮含量的估算精度最佳。研究说明,SPAD值与光谱植被指数结合有利于提升冬小麦不同生育期和施氮水平条件下叶片和茎秆氮含量的估算精度。     

湖南省马尾松飞播林的养分循环研究

对湖南省3种不同密度类型的马尾松飞播林分的养分循环进行了研究.结果表明:各组分营养元素的含量均以树叶最高,树干最低,在各组分中大量元素以N、K、Ca的含量较高,而P和Mg的含量较低;微量元素以Mn的含量为最高,Cu的含量为最低.单株林木营养元素的积累量随着林分密度的增大而减小,低密度林分营养元素积累量分别是中密度、高密度林分的2.75倍和4.04倍.不同密度单株林木各营养元素积累量依次为N>K、Ca>Mg>P>Mn>Fe>Zn>Cu.随着林分密度的增加,乔木层营养元素的积累量逐渐增大,地被层所积累的营养元素量有减少的趋势.林分年净积累量随着林分密度的增加而增加,各元素的净积累量以N最大,Cu最小.各种元素的吸收量、存留量都随着林分密度的增大而增大.营养元素的循环速率也因林分密度的增大而逐渐变小,并且大量元素的循环速率要高于微量元素.     

优化醋酸钾(KAC)法提取蚜虫基因组DNA

[目的]探索一种简便、有效的单头蚜虫基因组DNA提取方法。[方法]以从不同地区采集的桃蚜为试材,采用改进的KAC法和优化的KAC法提取单头桃蚜的基因组DNA,用紫外分光光度计测定所提DNA的浓度（以OD260/280表示）,用0.8%琼脂糖凝胶电泳检测所提DNA的纯度,比较2种方法的提取效果;对优化KAC法所提DNA进行PCR扩增和电泳检测。[结果]优化KAC法提取的单头蚜虫基因组DNA的OD260/280为1.6-1.9,浓度为20-50 ng/g;改进KAC法提取的单头蚜虫基因组DNA的OD260/280为1.4-1.7,浓度为8-25 ng/g;来自同一地方桃蚜的基因组DNA PCR扩增产物的电泳条带基本相同。[结论]优化改进的KAC法提取的桃蚜基因组DNA浓度和纯度均较高。     

内生真菌AL12对茅苍术代谢产物器官分配的影响(英文)

[目的]研究内生真菌孔球孢霉AL12号菌株对茅苍术组培苗生长及其代谢产物器官分配的影响。[方法]将内生真菌AL12与茅苍术组培苗进行共培养,比较感染前后茅苍术叶、根重量差异,检测接种AL12的组培苗中纤维素、半纤维素、木质素以及可溶性糖在叶片和根中的分布,并利用气相色谱分析挥发油组分。[结果]茅苍术与AL12共生后,与对照组相比,其组培苗叶片和根的鲜重和干重均有明显增加,且叶片木质素和可溶性糖含量增加,根部纤维素、半纤维素、木质素、可溶性糖及挥发油含量均有提高。[结论]该研究结果表明与AL12共生有利于茅苍术根部发育且能促使药用成分向根中转移、积累。     

无机砷对不同水稻品种种子萌发和幼苗光合生理的影响

通过砷胁迫下水稻种子发芽和水培试验,测定了不同水稻品种发芽率、根长及芽长等萌发指标及光合生理指标,分析了不同水稻品种耐砷性差异。结果表明,砷浓度0.6 mg·L-1时,促进了大部分水稻品种的发芽率及芽和根的生长,当砷浓度达到0.8mg·L-1以上时则显著抑制了发芽率及芽和根的生长(P0.05),但出现抑制作用的起始砷浓度因水稻品种不同而具有差异。武运粳24、镇稻16和两优6326发芽率抑制作用的砷起始浓度明显高于其他水稻品种。砷浓度逐渐升高时,宁粳1、南粳44、镇稻16、武运粳24和两优6326的根和芽的生长明显优于其他水稻品种,但当砷浓度达到最大值(3.0 mg·L-1)时,根和芽的生长受到显著抑制,且根所受的抑制作用明显大于芽。除宁粳1和南粳44外,短时间砷胁迫没有显著降低其他水稻品种叶片的相对叶绿素含量(SPAD)。短时间砷胁迫使得大部分水稻品种的净光合速率增加,但胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率则显著下降。不同品种水稻对砷的耐性具有显著差异,这为耐砷水稻品种的筛选提供了重要的科学依据。     

40%毒死蜱乳油在番茄果实中的残留降解动态研究

利用高效气相色谱法研究了40%毒死蜱乳油在番茄果实中的残留降解动态。结果表明,在推荐剂量75 mL/hm2下,其降解半衰期为2.49 d;在加倍剂量150 mL/hm2下,降解半衰期为2.55 d,药后7 d的残留量为0.200 0 mg/kg,符合我国对毒死蜱在番茄上残留≤0.5 mg/kg的要求。     

葡萄生单轴霉菌对葡萄几种防御酶活性的影响

以不同抗感霜霉病的葡萄品种高妻、夏黑、红地球及瑞比尔为材料,通过室内人工接种方法研究葡萄生单轴霉菌侵染后不同葡萄品种过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)及过氧化氢酶(CAT)活性的变化。结果表明,受葡萄生单轴霉菌侵染后不同抗性品种POD、PPO、PAL和CAT活性与对照相比均明显提高,抗病品种酶活性较感病和高感品种上升快且维持较高活性水平,抗性品种酶活性均出现2个高峰,第1个酶活性高峰较感病品种出现得早;抗病品种CAT和PAL活性较感病品种上升幅度更大,维持时间更长。     

武汉市城市化与城市土地集约利用的协调性研究

基于城市化与城市土地集约利用的耦合关系,以武汉市为例,构建了城市化与城市土地集约利用评价指标体系,采用熵值赋权法,评价2002~2012年武汉市的城市化和城市土地集约利用水平,并采用耦合协调模型和协调发展模型测算两者之间的耦合协调度和协调发展度。结果表明,武汉市城市化与城市土地集约利用之间存在着交互耦合的关系,随着时间的推移两者之间的耦合协调关系逐渐优化,从濒临失调、勉强协调、较好协调向良好协调阶段发展,呈现出越来越协调的格局。因此,应提高城市土地集约利用水平,有序推动城市化,提升两者间的协调性,实现城市健康可持续发展。     

党参化肥农药减施增效栽培技术规程

化肥农药减施增效可助力党参产业绿色健康发展。为更好地指导甘肃省党参种植生产中化肥和农药施用,针对党参种植生产中化肥农药过量施用、养分利用率低、防控过度依赖化学农药等问题,经过多年试验研究和生产示范,从范围、规范性引用文件、术语和定义、产地环境、化肥减施、种苗移栽、田间管理、主要病虫害防控、采收等方面总结提出了党参化肥农药减施增效栽培技术规程。     

农业废弃物基生物炭的应用效应研究进展

生物炭因结构和理化性质独特、原材料丰富及应用前景广阔等特点,在农业及环境污染治理等领域的应用较为广泛。基于相关文献,综述了农业废弃物基生物炭在改善土壤理化性质、提高土壤养分、改善土壤微生态环境、促进作物生长、修复污染土壤及缓解连作障碍等方面的效应,旨在为农业废弃物基生物炭在农业生产中的应用提供参考。