基于无人机影像的冠层光谱和结构特征监测甜菜长势

甜菜是中国北方地区重要的经济作物。快速、准确、高通量的获取甜菜的地上部和块根鲜质量、块根含糖率、叶绿素含量对甜菜生产具有重要意义。该研究采用无人机搭载数码和多光谱相机,获取甜菜叶丛快速生长期、块根及糖分增长期和糖分积累期的数码影像和多光谱影像,提取了冠层的结构特征和光谱特征。选择随机森林回归（Random Forest Regression,RFR）和偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression,PLSR）2种建模方法基于获取的冠层特征,构建甜菜全生育期的地上部和块根鲜质量、块根含糖率和SPAD（Soil and Plant Analyzer Development）值估算模型。研究结果表明,随机森林回归模型和偏最小二乘回归模型对地上部和块根鲜质量、含糖率都做出较好的预测,R2范围分别为0.9～0.94、0.88～0.9,rRMSE范围分别为7.6%～17%、8.8%～20%。对SPAD值的预测均较弱,R2分别为0.66和0.67。为了减小输入变量集的大小以及去掉对预测不敏感的变量,该研究采用置换重要性（Permutation Importance,PIMP）来筛选冠层光谱特征和结构特征中对预测有重要影响的变量。结果表明基于筛选出的重要性特征构建的随机森林回归模型和偏最小二乘回归模型对地上部和块根鲜质量、含糖率都做出较好的预测,R2范围分别为0.89～0.94、0.74～0.91,rRMSE范围分别为7.3%～19%、7.6%～19%。对SPAD值的预测均较弱,R2分别为0.65和0.68。进一步表明随机森林回归模型在精度上略好于偏最小二乘回归模型。同时基于PIMP筛选变量的方法在保持原有精度的同时能实现降低数据收集复杂性的目的。研究结果为基于无人机遥感技术快速、准确监测甜菜长势和估测块根类作物的根部活性物质提供了参考。     

贵州省绥阳县麻黄洞土壤渗透水-洞穴水元素变化特征及气候响应

[目的]探究白云岩洞穴上覆土壤渗透水—洞穴水水化学元素变化特征及相互关系,揭示岩溶水Ca,Mg,Sr元素比值变化与洞外气候的响应关系。[方法]以贵州省绥阳县双河洞洞穴系统中的麻黄洞为研究对象,通过麻黄洞4个洞穴水点和上覆3个土壤点土壤渗透水的定期监测、采样和室内实验,并运用统计分析方法和元素比值法对各监测指标进行比较分析。[结果]①麻黄洞上覆土壤渗透水主要水化学指标表现为旱季雨季、洞穴水主要水化学指标表现为雨季旱季的季节性变化特征。②洞穴水EC,Ca~(2+),Mg~(2+),HCO~-_3,Sr~(2+)离子浓度约为土壤渗透水的2～6倍,表明表层岩溶带岩溶过程对洞穴水水化学元素具有重要影响。③土壤渗透水对地表降雨和温度变化具有积极响应,旱季滞留于土壤中的大量矿质元素是导致4月份土壤渗透水中Ca,Mg,Sr浓度出现高值的主要原因。④洞穴水Mg/Ca、Sr/Ca比值变化及其相关性,反映了洞穴水受到来源、水—岩相互作用、洞穴水脱气沉积和先期方解石沉淀过程(PCP)等机制影响的协同性及洞穴上覆主要岩溶过程差异,因此其比值变化能够间接表现洞外温度和降雨变化。[结论]土壤渗透水、洞穴水水化学元素具有明显的月间波动和季节性变化特征,且监测点间具有显著差异。两种类型水Ca,Mg,Sr比值变化及相关性对地表降雨和温度变化具有积极响应。     

高压脉冲电场对调理牛肉杀菌效果的研究

为了探究高压脉冲电场(PEF)对调理牛肉的杀菌效果,以调理牛肉为研究对象,微生物致死率为主要指标,在单因素试验的基础上,通过响应面法优化了PEF处理调理牛肉的参数,并对比分析了PEF处理前后调理牛肉的感官品质、色度、蒸煮损失率及剪切力。结果表明,调理牛肉的PEF处理最佳参数为:脉冲频率30.5 kHz、占空比2.3%、处理时间7 min、电场强度45 kV·cm^-1,此条件下PEF对调理牛肉中微生物致死率达到了87.33%(R²=0.986,Radj2=0.972),调理牛肉的货架期延长了2 d,且其感官品质无显著降低。本研究结果为PEF在调理肉制品的杀菌保藏中的应用提供了参考。     

Optimization of source-sink dynamics in plant growth for ideotype breeding: A case study on maize

The objective of this work is to illustrate how a mathematical model of plant growth could be possibly used to design ideotypes and thus leads to new breeding strategies based on the guidance from optimization techniques. As a test case, maize (Zea mays L., cv. DEA), which is one of the most widely cultivated cereals all over the world, is selected for this study. The experimental data reported in a previous study are used to estimate parameters of a functional-structural plant growth model, namely, “GreenLab”. As the corn cob and its leaves and stem can be benefited from economically, a single objective optimization problem (maximization of cob weight) and a multi-objective optimization problem (maximization of cob weight, maximization of leaf and stem weight) are formulated, respectively. The Particle Swarm Optimization approach is applied to solve these two kinds of optimization problems based on the GreenLab model. The optimized variables are specific parameters of the GreenLab model, which are the cob sink strength and the coefficients of the cob sink variation function. The optimization results revealed that to achieve breeding objectives, the optimal trade-offs of source-sink dynamics should be considered. Moreover, the optimization results of the multi-objective optimization problem revealed that the harvest index may not be the evaluation factor for yield improvement. The work described in this paper showed that such optimization approaches relying on plant growth models may help improve breeding strategies and design ideotypes of high-yield maize, especially in the current agricultural context with the increasing importance of co-products when designing cultivation practices.     

自压喷灌系统管道减压的研究

本文对自压喷灌系统的合理减压方式和布置形式进行了分析。用递推法导出确定减压池级数及位置的计算公式。根据减压池的工况分析,探讨了减压池调节容积的计算方法。本文为自压喷灌系统的减压设计提供了方法和依据。     

低氧胁迫对大菱鲆血液学指标、肝脏抗氧化能力及鳃组织影响的性别差异

为探究大菱鲆(Scophthalmus maximus)对低氧环境的适应性及其在低氧胁迫下的生理反应是否具有性别差异,本研究选取规格相似的雌性[(169.95±13.55) g]和雄性[(170.08±19.02) g]大菱鲆,明确了其临界氧分压(critical oxygen tension,Pcrit)下水中的溶解氧浓度,分析了低氧胁迫和恢复正常溶解氧条件下血液生理生化指标、肝脏抗氧化能力、气体交换率、呼吸频率和鳃组织形态学变化。结果显示,雌雄大菱鲆在Pcrit时溶解氧浓度分别为(3.34±0.23) mg/L和(3.22±0.17) mg/L,无显著性别差异(P>0.05)。低氧胁迫6 h后,雌雄大菱鲆血浆皮质醇(cortisol,COR)浓度,肝脏超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量和雌性大菱鲆白细胞数目(white blood cell,WBC)均显著升高(P&l...     

二氧化氮气相污染物被动采样法的研究

运用基于气体分子扩散理论自制的被动采样器,结合Saltzman法,通过该采样器在室内外进行曝露采样检测NO2的含量.该采样器在空气中曝露24个小时后,测定空气中的NO2浓度可达n×10-3mg/m3,与TH-110C型便携式直流大气采样器测定结果比较,误差在30%以内.     

果实裂果的原因与防治措施研究进展

果实裂果是果树生产上常见的不良现象,它不仅影响果实的外在品质,也常给果树生产造成重大的经济损失。苹果、桃、油桃、樱桃、玉田柚和葡萄等果树,采前常发生裂果现象,低的裂果率达15%～30%,严重时高达70%～80%。因此,深入了解果实裂果的机制,采取有效的防治措施,对于防止...     

栽培方式及光照条件对叶菜水培效果影响初探

以生菜及小白菜为试材,在简易泡沫槽及管道式水培模式下,探索其水培效果,并进一步在简易管道式水培模式下研究2种光照条件对叶菜生长的影响。结果表明:在同样生长条件下,2种模式水培的叶菜和基质栽培的产量差别并不显著,证实水培生产不影响这2种叶菜的产量;在2种光照条件下,生菜和小白菜都可以正常生长,可以形成一定的商品产量,但相较于200μmol/(m~2·s),100μmol/(m~2·s)光照更适合叶菜的生长,其生长量整体有较大的提升。     

大豆收获机发展研究

我国专用于大豆的联合收割机品种较少.阐述大豆收获机的种类及各自的特点,介绍大豆收获机的技术要点,分析存在的问题,提出解决建议,为使用者提供技术参考.