基于轮廓投影的盆栽水稻三维重建方法研究

近几年,基于图像的高通量水稻表型研究取得了极大进展,但从三维层面进行研究的工作则相对较少。一般而言,相对于二维图像,从三维模型中能提取更为全面的性状参数。三维模型重建是作物三维表型研究的基础,提出一种适用于盆栽水稻三维点云的重建方法。该方法在相机固定、样本旋转的拍摄模式下获取水稻多视角图像,根据相机标定参数以及水稻轮廓二值图,通过轮廓投影方法重建水稻三维可视外壳点云模型,并通过反投影方法进行点云着色。结果表明,该方法对于不同时期及不同品种的水稻样本均能取得较好重建效果。     

武夷肉桂茶品质差异分析及其与矿质元素间的关系

为探明不同等级武夷肉桂茶品质差异,分析造成茶叶品质差异的原因,以649个不同等级武夷肉桂茶为研究对象,分别进行感官审评及主要滋味物质和矿质元素测定。结果表明:获奖肉桂茶滋味物质含量比未入围肉桂茶丰富。不同等级武夷肉桂茶除K、Mg、Mn、Co外,大多数矿质元素含量之间没有显著差异。限制性主坐标轴分析表明,品质指标对武夷肉桂茶等级间差异的总差异解释达到43.391%,矿质元素解释度仅有26.996%。热图分析表明,武夷肉桂茶RA(特等奖)和RB(一等奖)在总黄酮、可溶性糖、茶多酚、咖啡因、EGCG、EGC、GC、GCG等指标显著积累,其酚氨比更高,RC(优质奖)和RD(未入围)在Mn和Mg有显著积累。相关性分析表明,武夷肉桂茶等级与茶多酚、EGCG、酚氨比、咖啡碱、ECG、EGC呈显著正相关,与Mn含量呈显著负相关。研究结果可为客观判别武夷肉桂茶的品质差异提供一定的理论依据。     

萘二甲酐减轻咪唑乙烟酸对油菜药害的效果和解毒机理初报

采用模拟咪唑乙烟酸土壤残留,以油菜盆栽试验研究萘二甲酐对咪唑乙烟酸土壤残留的解毒效果和解毒机理。结果表明,咪唑乙烟酸25g ai/hm2用量下对油菜有较重药害,可使油菜苗的株高、鲜重等生长指标和谷胱甘肽（GSH）含量、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）活力、氨基酸含量等生理指标明显降低。用种子重量0.5%萘二甲酐（NA）湿润拌种处理油菜种子能减轻咪唑乙烟酸对油菜苗的药害。萘二甲酐+咪唑乙烟酸处理的油菜苗株高和鲜重明显高于咪唑乙烟酸处理。萘二甲酐和咪唑乙烟酸都能导致油菜苗的氨基酸含量发生变化,并对GSH含量和GST活力有不同程度的影响。与咪唑乙烟酸25g ai/hm2处理相比,萘二甲酐加入咪唑乙烟酸后,使16种氨基酸含量升高,只有脯氨酸含量降低,氨基酸总量升高;GSH含量略有增加,但GST活力有显著提高。可以认为提高油菜苗氨基酸含量和GST的活力是萘二甲酐对咪唑乙烟酸解毒的重要途径。     

日粮中鱼蛋白水解物对黄颡鱼生长、体成分和血清生理指标的影响

为了探讨鱼蛋白水解物对黄颡鱼生产性能的影响,以日本鳀粉为对照,以实用型黄颡鱼饲料配方模式为基础开展实验:1以30.5%鱼粉为对照(FM),在相同配方模式下,以6%鱼蛋白水解物(MPH6)替代20%的鱼粉;2以30.5%鱼粉为对照(FM),在无鱼粉日粮中分别添加3%(FPH3)、6%(FPH6)、12%(FPH12)鱼蛋白水解物;共设计5组等氮等能实验日粮,在池塘网箱中养殖黄颡鱼[初始体质量(30.08±0.35)g]60 d。结果显示:与FM相比,FPH12在SGR、FCR、PRR和FRR方面均无显著差异,而MPH6、FPH3、FPH6组SGR降低了15.45%~24.39%,FCR升高了32.14%~42.86%,MPH6、FPH6差异显著,在PRR和FRR方面,MPH6、FPH3、FPH6组PRR降低了21.11%~27.78%,MPH6组FRR降低了41.51%;全鱼水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分各组间差异不显著,FPH3、FPH6、FPH12肌肉多种游离氨基酸水平显著高于FM,其中Thr、Val、His与其在日粮中的水平显著相关;FPH6组HSI显著低于FM,鱼蛋白水解物对CP、VSI、肠体比的影响不显著;血清AST、ALT、HDL、LDL、TP、CHOL、TG无显著差异,FPH3组ALB显著低于FM。研究表明:黄颡鱼日粮中,12%鱼蛋白水解物(干物质)与30.5%鱼粉在生长速度、饲料效率、血清生理指标等方面具有一定的等效性;过高的植物蛋白日粮影响了黄颡鱼的生产性能;饲喂鱼蛋白水解物日粮使黄颡鱼肌肉游离氨基酸的含量升高,特别是呈味氨基酸的含量增加。     

二次正交旋转组合设计优化牛肝菌蛋白提取工艺

为明确牛肝菌蛋白提取条件,以牛肝菌子实体为材料,碱溶液为提取剂,在单因素试验基础上,采用四因素五水平的二次正交旋转组合试验设计,研究碱浓度、浸提温度、浸提时间和液固比对蛋白质提取得率的影响,经统计分析,建立数学回归模型。结果表明,所得回归方程达到极显著水平,无失拟因素存在;通过频率分析法得到的牛肝菌蛋白质的最佳提取工艺为:Na OH浓度0.11mol·L~(-1),液固比31∶1,浸提温度62℃,浸提时间1.70 h,此条件下蛋白质实际提取得率为19.85%。本试验优化牛肝菌蛋白的提取工艺参数准确可靠、稳定、可行,为牛肝菌蛋白功能的进一步研究和食用菌功能性食品开发提供了一定的技术依据。     

“三生空间”视角下宜昌市景观生态安全评价及其耦合特征分析

为了探究典型生态脆弱区的景观生态安全格局变化规律,以湖北省宜昌市为研究对象,基于2000—2015年4期土地利用遥感监测数据和社会经济数据,从三生空间视角构建“三生空间”(生产空间、生活空间和生态空间)土地利用分类模型,对宜昌市近15年间景观生态安全时空演变特征及耦合协调度进行了系统分析。结果表明:(1)2000—2015年,宜昌市以林地为主的生态空间面积占比最大,且各时期占比均在71%以上;(2)2000—2015年,宜昌市景观生态安全整体呈现西北—西南高、东部低的空间分布特征,安全区集中分布在土家族自治县、夷陵区,不安全区主要分布在当阳市等低海拔地区;(3)2000—2015年宜昌市景观生态风险冷点、次冷点数量增加,次热点和热点均呈现先增加后减少态势。(4)宜昌市“三生空间”景观生态安全的耦合协调度水平不高,整体上呈现“东高西低”的空间分布特征,西北、西南山区景观生态安全耦合协调度明显优于东部地区。研究结果表明区域土地利用格局和人类社会经济活动影响以及制约区域景观生态安全及其耦合协调性,故需优化区域生态空间格局、提升土地资源集约利用效率,促进宜昌市生态环境可持续发展。     

氧化节杆菌生物降解苯并芘

A pot experiment was conducted with multi-metal (Pb, Cd, Cu, and Zn) contaminated acidic soil to investigate changes in available metal burden resulting from the application of industrial wastes (fly ash and steel slag). The efficiency of amendments-induced metal stabilization was evaluated by diffusive gradients in thin films (DGT), sequential extraction, and plant uptake. The stability of remediation was assessed by an acidification test and by chemical equilibrium modeling. Addition of fly ash (20 g kg-1 ) and steel slag (3 g kg-1 ) resulted in similar increase in soil pH. Both amendments significantly decreased the concentrations of metals measured with DGT (C DGT) and the metal uptake by Oryza sativa L. Significant correlations were found between C DGT and the concentration of a combination of metal fractions (exchangeable, bound to carbonates, and bound to Fe/Mn oxides), unraveling the labile species that participate in the flux of metal resupply. The capability of metal resupply, as reflected by the R (ratio of C DGT to pore water metal concentration) values, significantly decreased in the amended soils. The C DGT correlated well with the plant uptake, suggesting that DGT is a good indicator for bioavailability. Acidification raised the extractable metal concentration in amended soil but the concentration did not return to the pre-amendment level. Equilibrium modeling indicated that the soil amendments induced the precipitation of several Fe, Al and Ca minerals, which may play a positive role in metal stabilization. Chemical stabilization with alkaline amendments could be an effective and stable soil remediation strategy for attenuating metal bioavailability and reducing plant metal uptake.     

品种和土壤对水稻镉吸收的影响及镉生物有效性预测模型研究进展

稻田受重金属镉(Cd)污染后,土壤中的Cd可能被植物吸收通过食物链进入人体,威胁人类健康。而水稻品种和土壤类型对Cd吸收和积累有着深远的影响,因此在进行Cd的农产品安全阈值制定和人体健康风险评价时,需考虑土壤Cd的生物有效性和不同水稻品种对Cd吸收的影响。本文综述了水稻品种和土壤类型对Cd吸收和积累的影响,并重点介绍了目前常用于预测重金属生物有效性的模型,以期为环境风险评价、土壤环境质量标准及农产品安全阈值制定提供有效的工具,并为生产安全(无公害)稻米提供参考。     

甘薯淀粉产量及相关性状的遗传多样性和关联度分析

甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam.]是加工淀粉和燃料乙醇的重要原料,是目前我国最具开发前景的非粮食类新型能源作物。选育高淀粉产量的能源型甘薯新品种是甘薯育种的重要目标。为了获得准确筛选高淀粉产量育种材料的性状指标,提高甘薯高淀粉产量育种效率,缩短育种周期,本研究利用不同甘薯品种(系)的自然变异,根据淀粉产量、不同生长发育阶段的5个主要农艺性状和3个淀粉合成关键酶活性测定结果,利用相似系数和遗传距离矩阵,以类平均法对国内48份不同淀粉产量甘薯种质资源进行了遗传多样性分析,通过关联度分析研究了淀粉产量与不同时期农艺性状、淀粉合成关键酶活性的相关性。结果表明:48份甘薯种质资源材料在不同时期农艺特征差异较大;不同时期农艺性状的聚类结果中,栽后100 d的农艺性状与淀粉产量关联度最大,淀粉产量与该时期的基部分枝数呈极显著负相关(r=0.428),与干率呈极显著正相关(r=0.423),而与最长蔓长、单株结薯数和单株鲜薯重相关性不显著。48份甘薯种质材料在不同时期的酶活聚类结果差异明显。不同时期的甘薯淀粉合成关键酶活性聚类结果中,栽后50 d酶活聚类与淀粉产量聚类结果关联度最大,淀粉产量与该时期测得的ADPG焦磷酸化酶(ADPG-PPase)活性呈负相关关系(r=0.163),与蔗糖合成酶(SS)活性(r=0.101)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性(r=0.016)呈正相关,但相关性均未达到显著水平。加之淀粉合成关键酶活性测定步骤繁琐,不适宜作为甘薯高淀粉产量育种早期选择的生理指标。在高淀粉产量育种材料筛选时可于栽后100 d对农艺性状进行综合考察,重点考虑干率较高及分枝数较少的品系。本研究可为甘薯高淀粉产量育种提供一定的理论依据。     

浙江省水土流失时空演变研究

本文在野外考察和4次遥感调查的基础上,分析了浙江省水土流失的时空演变。结果表明:1987年以后水土流失总体上有所好转,水土流失总面积减少,但强度以上的流失面积有增加趋势,新的人为水土流失未得到有效控制,且有加速趋势。全省11个地区中有9个呈现水土流失面积减少,但强度以上流失面积增加;90个县域中有83个存在水土流失分布。由于特有的自然和社会经济状况,浙江省水土流失一般散布在广大丘陵山区,其绝对侵蚀量小、相对侵蚀量大,潜在危险性很高。