数字植物研究进展:植物形态结构三维数字化

数字植物围绕农林植物生命、生产和生态系统的多维信息高效感知和认知的理论、技术和方法,通过多学科交叉合作,研究农林植物-环境3D数字化、高通量信息获取、情景感知、信息融合、结构和功能模拟、数字化设计和精准管理决策等数字农业的关键性、基础性以及共性理论和技术问题。植物形态结构的三维数字化是数字植物研究的重要组成部分,近年来很多学者从植物组织、器官、植株和群体等不同尺度,或者从植物根系和地上部等不同视角,围绕植物形态结构的参数测量、几何结构解析、三维模型构建、结构与功能建模,以及三维植物模型真实感展现等需要,开展了更深入的研究。在组织尺度方面,随着MRI、CT、显微成像等技术产品的不断成熟,使得利用这些先进测量仪器获取和测量植物组织内部结构数据成为可能,并被越来越多的研究者采用,成为进行植物内部形态结构测量和分析的有效手段。在植物根系的三维数字化方面,由于植物的根普遍生长在土壤里,观察和测量十分困难。虽然近年来XCT、MRI等穿透射线成像技术已越来越多地用于根系的形态结构探测,但这类技术往往仅能获取范围较小的根系局部数据,且价格昂贵。因此植物根系形态结构的准确、无损(原位)、快速测量仍然是一个挑战。在群体尺度方面,基于实测数据的三维重建逐渐成为植物群体三维重建的主要途径,研究者正试图从激光三维扫描仪获取的植物群体三维点云中提取群体的形态参数并实现群体的三维重构。而在三维植物模型的真实感绘制方面,如何准确地测量各种植物器官的光学特性并建立相应的数学模型是当前的研究重点,虽然已有不少研究者提出了相应的解决方案,但这些方法在便捷性和普适性方面仍然难以令人满意,有待更多深入研究。笔者最后结合相关领域的技术进展对数字植物的进一步研究进行了展望。     

浅析河北省会儿童少年活动中心景观提升改造设计

该文以河北省会儿童少年活动中心(以下称儿童公园)景观改造方案为例,从时代背景出发阐述城市公园景观设计改造的主要内容;从场地现状出发,公园改造的定位和亮点,改造的具体内容等方面进行阐述,为城市公园景观改造提供一些参考。     

白菜型冬油菜天油8号山旱地适宜密度试验初报

在半干旱山区研究了密度对白菜型冬油菜天油8号的越冬率、农艺性状和产量的影响。结果表明,在试验设计密度范围内,天油8号适宜的种植密度为37.5万株/hm2,产量为2452.80 kg/hm2,越冬率高,农艺性状优良。     

秸秆木霉对桃树穿孔病病害防效试验

介绍了上海交大创制的秸秆木霉菌和壳寡糖对桃树穿孔病害防效,主要从桃树苗成活率、新梢生长率、果实重量、叶面积、落果数等方面进行观察。     

基于SVM的CFRW导电性建模预测研究

针对碳纤维增强木质复合材料（CFRW）导电性具有非线性的特点,采用基于支持向量回归机（SVM）的机器学习方法建立碳纤维增强木质复合材料导电性预测模型。结果表明,所建模型的预测精度高、泛化能力强.     

有机肥质量分数对土壤导水率稳定性的影响

饱和导水率是水循环和土壤侵蚀模型中的重要参数,也是土壤结构改善的重要指标.通过室内土柱模拟实验研究有机肥添加量对风沙土和壤土导水率的影响.土壤添加有机肥的比例设置为0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％7个水平,土壤密度设3个水平,各处理5个重复.结果表明：1）土壤饱和导水率随有机肥质量分数的增加呈降低趋势,风沙土的饱和导水率随有机肥质量分数的增加呈直线下降趋势,而壤土饱和导水率的降低趋势随有机肥质量分数的增加减缓;2）有机肥质量分数的增加对土壤密度的降低作用可以抵消有机肥增加导致的饱和导水率的降低;3）低土壤密度下土壤导水率随时间变化不稳定,土壤密度增大后随时间变化稳定.随着有机肥质量分数的增加,土壤导水率的测定过程趋于稳定,但是测定时间延长.     

小麦淀粉合酶基因Ⅱ克隆及反义和RNAi载体构建

采用RT-PCR方法从小麦品种豫教2号的籽粒中克隆出淀粉合酶Ⅱ基因(Starch synthaseⅡ,SSⅡ)部分cDNA片段(600bp)(GenBank No.EF221761),同源性比较结果显示,它与GenBank上已报道的SSⅡ基因有高度同源性。以pCMBIA1301质粒为基础,构建了由35S启动子调控的SSⅡ基因的反义表达载体pCMBIA1301SSIIA;另外,还以pFGC5941质粒为基础,构建了SSⅡ基因的RNAi载体pFGC5941SSIIsa,这些载体的构建为研究此基因的功能奠定了基础。     

应用流式细胞术研究瘟热病毒感染细胞的凋亡

用犬瘟热病毒（ＣＤＶ）２种不同毒株感染非洲绿猴肾细胞（Ｖｅｒｏ）,用流式细胞术分析了病毒诱导的感染细胞的凋亡。结果发现,２种毒株感染引起的细胞病变类型不同,分为圆缩型与合胞体型;２种毒株均可诱导感染细胞凋亡,但毒株间的凋亡细胞化例存在差异,即产生合胞体型细胞病变的毒株凋亡出现较晚,凋亡细胞比例显著低于产生圆缩型细胞为的毒株（Ｐ〈０．０１）。结果提示,不同毒株导致细胞死亡的机制可能不同。     

基于分形系统的烟草花序可视化仿真研究

为实现聚散或团状植物花序三维建模和可视化仿真,以烟草为例,提出了一种基于分形系统的植物花序可视化仿真方法。通过分析烟草花序的形态结构特征,构建初始分形单元,以仿射变换为基本框架,按照一定的迭代生成算法,分别建立了烟草花序结构与几何模型,并对烟草花序生长进行了模拟。建模过程中,烟草单花的器官几何模型分别用球B样条曲线和参数曲面表示,通过调节对应控制点与参数,重构了不同开花状态下的三维几何模型。实验结果表明,该方法得到的烟草花序模型能充分地表现烟草花序的形态特征,单花器官有较高的真实感,为其他聚散或团状花序的三维可视化提供了技术手段。     

大青山冲积平原区农田防护林体系的构建及效益研究

在内蒙古大青山山前冲积平原区构建农田防护林体系,根据立地条件类型选择新疆杨、北京杨、合作杨、群众杨、白柳、旱柳、垂柳等适应性强、生长快的优良品种,采用了适当的抗旱造林技术措施。经测定得出:造林成活率为95%-99%、保存率为95%以上;从2000—2003年营造的农田防护林带均已进入速生期,林带的平均高为9.1 m,平均林带树冠高7.6 m,平均冠幅2.6 m×2.5 m;同时防护林带均发挥出了明显的防风、降温及增加湿度的生态功能。