基于高光谱指数估测马铃薯植株氮素浓度的敏感波段提取

  【目的】  基于光谱指数的氮素营养诊断是快速获取作物氮素营养状况的方式之一。其中,利用可见光和近红外波段光谱反射率构建的比率和归一化光谱指数对估测作物氮素营养状况具有重要意义。解决氮素营养诊断过程中存在的指数饱和及数据离散问题,以评价已有比率和归一化光谱指数对马铃薯关键生育时期植株氮素浓度诊断的可行性。  【方法】  2014—2016年在内蒙古武川县和四子王旗,设置了4个不同氮肥梯度的多点田间试验。在马铃薯块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期,采集试验地和邻近农田马铃薯地上部和块茎样品,分析其氮素含量。并在马铃薯冠层以上50～80 cm采集光谱数据。用试验田数据建立了12个已发表的比率、归一化光谱指数和波段优化光谱指数与马铃薯关键生育时期植株氮素浓度的相关性与估测模型,并用农田马铃薯数据验证模型的精度。  【结果】  马铃薯植株氮素浓度分布范围在1.89%～4.69%,平均氮素浓度为3.30%,变异系数为18.75%;验证集数据来源于农民田块,马铃薯植株氮素浓度分布范围在2.00%～4.92%,平均氮素浓度为3.34%,变异系数为19.27%。蓝紫光400～450 nm和红边690～720 nm波段是马铃薯植株氮素浓度估测的敏感波段,部分已有光谱指数虽然可以用于马铃薯植株氮素浓度的估测,但是蓝紫光波段的缺失大大降低了估测的准确性。通过波段优化算法确定的优化光谱指数RSI、NDSI最佳波段位置分别为430、694和426、694 nm。基于优化光谱指数NDSI (426 nm、694 nm) 建立的马铃薯植株氮素浓度线性估测模型为y=?6.87x+6.08,决定系数R2最高,为0.68;RSI光谱指数与马铃薯植株氮素浓度的线性估测模型为y=?1.11x+5.92,R2为0.65,与已有比率和归一化光谱指数相比,优化光谱指数RSI和NDSI克服了高氮浓度条件下光谱指数饱和现象,显著提高了马铃薯植株氮素浓度的线性建模效果。农民田块验证数据显示,估测模型的估测值与实测值接近1∶1线,其中NDSI光谱指数估测模型的验证效果最佳,平均相对误差RE 和均方根误差RMSE分别为10.58%和0.42%。  【结论】  本研究通过波段优化算法确定了比率和归一化光谱指数的马铃薯植株氮素浓度敏感波段,采用蓝紫光400～450 nm和红边690～720 nm波段进行马铃薯植株氮素浓度估测,可以改善诊断高氮浓度时的指数灵敏度和数据离散问题,提高马铃薯植株氮素营养诊断的精度。     

基于全株生物量和全株氮浓度的马铃薯氮临界浓度稀释模型的构建及验证

  【目的】  临界氮浓度稀释曲线的构建是作物氮素营养诊断的基础,然而其曲线参数可能受品种等因素影响。本研究的主要目的是构建滴灌条件下常见马铃薯品种临界氮浓度稀释曲线模型,并利用相应的氮素营养指数进行马铃薯氮素营养诊断。  【方法】  于2014—2016年分别进行了滴灌条件下3个马铃薯品种、不同施氮量的田间试验。在马铃薯苗期、块茎形成期、块茎膨大期、淀粉积累期和收获期5个关键时期,进行地上部茎叶和地下部块茎取样,分别测定了生物量和氮浓度,根据公式计算出马铃薯全株生物量和全株氮浓度。根据全株生物量和全株氮浓度建立临界氮浓度稀释模型和相应的氮素营养指数。  【结果】  马铃薯地上部生物量和地上部氮浓度以及全株生物量和全株氮浓度都是随着生育时期的推进呈现出负幂函数关系,基于地上部生物量和地上部氮浓度建立的临界氮浓度稀释曲线决定系数平均为0.52,而以马铃薯全株生物量和全株氮浓度建立临界氮浓度稀释曲线决定系数平均为0.94,较前者提高了80%。以马铃薯全株生物量和全株氮浓度建立临界氮浓度稀释模型更为合理,且受品种影响较小,克新1号、夏坡地和荷兰14用同一个临界氮浓度稀释曲线的决定系数均达到0.95,表明构建的氮素营养模型可以进行不同品种的马铃薯氮素营养诊断。  【结论】  相对于传统籽粒型作物基于地上部生物量和地上部氮浓度建立临界氮浓度稀释模型,基于全株生物量和全株氮浓度建立的临界氮浓度稀释模型适用于不同品种马铃薯的营养诊断。在内蒙古滴灌生产条件下,马铃薯临界氮浓度稀释模型为Nc = 4.57W–0.41,基于该模型计算的马铃薯克新1号合理施氮量为N 170～180 kg/hm2、夏坡地合理施氮量为 190～200 kg/hm2、荷兰14合理施氮量为 215～225 kg/hm2。这些计算结果与试验结果的吻合度达到了0.95。     

紫外分光光度法测定土壤硝态氮校正因数的优化

土壤硝态氮在旱地作物氮素养分管理中具有极其重要的作用,紫外分光光度法测定土壤硝态氮具有操作简便、测定速度快以及干扰因素较少等优点被多数实验室所青睐,然而紫外分光光度法中校正因数由于受到浸提剂、波长选择以及土壤类型影响具有不确定性需要优化。选取内蒙古从东到西不同生态区域的8种土壤类型进行了土壤硝态氮的测定,研究了浸提剂种类以及波长选取和土壤类型对紫外分光光度法中校正因数的影响。结果表明,浸提剂和波长对于校正因数都具有重要的影响,CaCl_2和KCl浸提剂得出的校正因数值之间没有相关性,210,220 nm处的校正因数值有极显著的相关性,且210 nm处的校正因数值普遍高于220 nm。不同土壤类型在不同浸提剂和波长对校正因数的影响不尽相同。KCl浸提剂在210,220 nm处的校正因数值分别为3. 4,2. 8,而CaCl_2浸提剂在210,220 nm处的校正因数值分别为4. 4,2. 9。在不同浸提剂和不同波长条件下测定硝态氮含量与酚二磺酸法相比,以KCl为浸提剂选取220 nm波长(校正因数2. 8)有最低的RMSE和RE%,分别为1. 8,15. 6%,流动分析法和反射仪法的比较进一步证明了KCl浸提剂220 nm处修正校正因数为2. 8的可靠性。     

果树栽培管理及盐碱地果树栽培技术

随着我国经济不断发展,人们的生活质量得到快速提高,水果已经成为日常生活中重要的组成部分,与人们的生活健康有着密切联系。水果可以为人体提供多种营养物质,使人体技能不断增强,因此,果树栽培管理非常重要。本文就果树栽培管理的相关要点进行分析,提出盐碱地果树栽培技术应用,以为果树栽培和管理提供可参考资料。     

WebGIS在南阳灌区水资源管理系统构建中的应用

研究灌区植被供需水平衡的定量计算方法,以南阳灌区为实例构建了降水预测及需水计算数学模型.为了实现灌区的信息化管理,在开源WebGIS平台MapServer框架的基础上,构建南阳灌区水资源管理系统,为灌区水资源配置提供决策支持.     

嘉祥县秋季跨区作业早安排

为更好地发挥农机在三秋中的主力军作用,增加农机户的收入,山东省嘉祥县农机局提前采取强化措施、及早安排,全力做好今年的三秋农机跨区作业工作。     

非洲猪瘟病毒、高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒二重实时荧光定量PCR检测方法的建立与初步应用

建立一种特异、敏感、快速的实时荧光定量PCR(FQ-PCR)方法,用于非洲猪瘟病毒(ASFV)和高致病性猪繁殖与呼吸综合征病毒(HP-PRRSV)的鉴别诊断。针对ASFV的B646L基因和HP-PRRSV的NSP2基因分别设计特异性引物/探针对,经优化反应体系、反应程序等反应条件,建立一种基于探针技术的FQ-PCR方法,验证方法的敏感性、特异性和重复性,对130份临床样品进行检测,并与OIE检测方法(ASFV)及国标方法(HP-PRRSV)进行比较分析。本研究成功建立的ASFV和HP-PRRSV二重FQ-PCR检测方法在10^-1～10⁵ copies/μL模板范围内有良好的线性关系;对ASFV和HP-PRRSV基因出现阳性扩增,但对猪日本乙型脑炎病毒(JEV)、猪瘟(CSFV)、猪细小病毒(PPV)、猪伪狂犬病病毒(PRV)、猪圆环病毒2型(PCV2)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)美洲经典株(VR2332株)、健康猪脾脏等7种病原核酸样品对照未出现扩增;批内、批间试验变异系数在0.53%～3.14%,重复性良好;对ASFV和HP-PR...     

亳州地区高产抗逆小麦新品种的筛选

现在市场上推广的小麦品种呈现多、乱、杂的局面,通过筛选实验比较,找出适合亳州地区种植的品种,通过实验,淮麦29、泛麦5号和烟农19在产量、抗逆性等方面在2011年的气候条件下表现都比较突出,适合在本区域推广种植。     

氮含量对亚心形扁藻生长及生化组分的影响

[目的]研究氮含量对亚心形扁藻生长及生化组分的影响。[方法]从无氮到富氮考察了5种不同NaNO3浓度对扁藻生长及细胞内生化组分的影响。[结果]在流加培养方式下,适合扁藻生长和细胞内蛋白质积累的NaNO3含量为100 mg/L。在无氮和含50 mg/L NaNO3的培养液中,扁藻细胞内的可溶性总糖、总脂和淀粉分别在培养后期、培养前期和培养中期达到较高值,这可能与扁藻的代谢途径有关。[结论]从扁藻作为生物能源资源的角度考虑并兼顾扁藻生物量,应选择含50 mg/L NaNO3的培养液培养扁藻。