基于线性回归的玉米生物量预测模型及验证

玉米生物量是评估玉米长势的重要参数,为了实现玉米生物量的快速测量,该文拟以玉米株高H、茎粗长轴L、茎粗短轴S为输入,建立玉米生物量鲜质量FW和干质量DW的预测模型。采用多元回归和逐步回归方法对平展型和紧凑型玉米的小喇叭口期生物量数据进行线性回归分析。结果表明,玉米茎粗长轴和茎粗短轴与玉米鲜质量和干质量的相关性高于玉米株高,多元回归模型H+L+S、L×S和逐步回归模型具有较高的拟合精度,其对玉米鲜质量、干质量的决定系数高于0.874和0.877,均方根误差分别小于7.363和0.801 g,且单因素方差分析表明,3个模型之间没有明显差异,模型交叉验证结果表明,3个模型都具有较好的稳定性和预测能力。应用上述3个模型对玉米大喇叭口期的生物量进行预测,预测结果表明,模型对平展型玉米的预测精度优于紧凑型玉米。对平展型玉米生物量的预测中,逐步回归模型预测效果最优,其对玉米鲜质量、干质量的决定系数分别为0.866、0.875,均方根误差分别为30.790和2.752 g,相对均方根误差分别为13.53%、11.41%。该研究表明,利用玉米株高、茎粗长轴、茎粗短轴可实现对玉米生物量的估测,且对平展型玉米具有较好的预测效果。     

‘海尔特兹’红树莓果实发育过程中NLPs(NIN-like proteins)转录因子家族的生物信息学分析

为探究‘海尔特兹’红树莓中NLPs(NIN-like proteins)转录因子家族成员的基本特征和表达模式,本研究利用生物信息学技术对‘海尔特兹’红树莓4个发育时期（青果、黄果、红果、深红果）果实的NLP基因家族成员进行分析。结果表明：红树莓中3个NLPs转录因子都含有RWP-RK结构域,其中RuNLP1和RuNLP2的保守基序相同;红树莓的NLPs转录因子家族成员与野草莓和月季的NLPs转录因子家族进化关系最近,且NLPs基因家族的基因扩增发生在单子叶植物和双子叶植物祖先分化之前;RuNLP1和RuNLP2为酸性不稳定的亲水性蛋白质,而RuNLP3为碱性不稳定的亲水性蛋白质;三者都不含信号肽和跨膜结构;RuNLP1和RuNLP2蛋白质均定位于细胞核,而RuNLP3定位于细胞核和叶绿体;二级结构的预测结果显示,结构占比均以无规卷曲为主,α螺旋次之,与三级结构预测结果基本一致,结果较为可靠;RuNLPs转录因子家族成员之间不存在互作现象;RuNLPs基因家族3个成员的表达量随果实逐渐成熟均减少。本研究为RuNLPs转录因子家族在红树莓果实发育过程中的分子机制提供了理论基础。     

贵州典型植烟土壤pH值与速效钾的剖面分布模式

【目的】探明贵州植烟土壤pH值和速效钾含量剖面分布规律,为优质烟叶生产提供科学指导。【方法】选取贵州省36个典型烟田,挖掘宽1.0 m×深1.2 m的标准剖面,依据形态特征分层并采集各层土样,测定土壤pH值和速效钾含量,分析剖面变化模式及其影响因素。【结果】贵州植烟土壤pH值介于6.29～6.60,变异系数介于14.30%～15.33%（中度变异）。剖面分布模式分为递增型、递减型、先增后减型、先减后增型和均一型5种,以递增型为主,占比53.13%。速效钾含量介于133.02～314.03 mg/kg,变异系数介于29.74%～68.18%（中度变异）。剖面分布模式分为递减型、先增后减型、先减后增型和不规则型4种,以递减型为主,占比59.38%。pH值和速效钾剖面分布模式均受复合环境要素的影响。【结论】根据植烟土壤pH值和速效钾主要剖面分布模式及可能形成原因,在施肥和土壤保育上需结合植烟土壤实际情况有针对性的采取措施。     

外源褪黑素对低温胁迫下红树莓叶片生理特性的影响

【目的】为缓解红树莓初冬低温冷害,通过研究外源褪黑素(melatonin,MT)处理对低温胁迫下红树莓抗性的影响,明确MT对红树莓耐冷能力的作用及适宜浓度。【方法】以盆栽双季红树莓波尔卡为供验试材,在初冬降温时期,对叶面喷施不同浓度MT(0、50、100、150、200μmol·L^-1),研究其对低温胁迫下波尔卡红树莓叶片相对电导率、叶绿素含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响。【结果】在褪黑素处理后的第5天时,150μmol·L^-1MT处理的叶片相对电导率、MDA含量和可溶性糖含量值最低;叶绿素a、总叶绿素、可溶性蛋白质、淀粉含量及SOD、POD、CAT活性最高。【结论】在低温胁迫下喷施150μmol·L^-1MT可增加红树莓叶片抗氧化酶活性,减轻膜脂过氧化反应并调节渗透物质含量,从而有助于缓解胁迫伤害,提高红树莓耐冷能力。     

‘绿岭’核桃带芽茎段的组织培养和快速繁殖

以‘绿岭’核桃带芽茎段为试材,采用组织培养方法,研究了植物生长调节剂、珍珠岩对其快速繁殖、瓶内生根及移栽成活的影响,以期构建‘绿岭’核桃初代培养、继代增殖、瓶内生根和移栽驯化的完整体系,建立高效组培快繁体系。结果表明：茎段腋芽生长的最佳培养基为DKW+1.2 mg·L^-1 6-BA+0.012 mg·L^-1 K-IBA,培养30 d后初代苗高为31.48 mm;最佳继代增殖培养基为DKW+0.6 mg·L^-1 6-BA+0.010 mg·L^-1 K-IBA,增殖系数可达5.31;最佳瓶内生根培养基为1/2DKW+15 mg·L^-1 K-IBA,生根率51.85%;炼苗后移栽到培养土、珍珠岩(1∶1)+ABT 500 mg·L^-1混合基质中,成活率达33%以上。     

基于3D激光雷达的鸡舍通道中心线检测方法

针对笼养鸡舍环境下光照强度弱、作业通道内狭小导致机器人巡检时通道中心线检测困难的问题,该研究利用3D激光雷达对鸡舍通道中心线进行获取。首先通过机器人搭载的3D激光雷达对鸡舍作业通道信息进行采集,利用直通滤波、地面点滤波、体素滤波、统计滤波和平面投影对获取的3D激光雷达点云数据进行预处理,获取XOY平面上的点云数据。通过改变K-means聚类初始点选择方式和聚类函数对预处理后的点云数据进行数据分类。利用改进RANSAC算法对分类后的数据进行处理,提取通道中心线。试验结果表明该研究提出的改进K-means聚类算法平均耗时6.98 ms,相较于传统的K-means聚类算法平均耗时减少了29.40 ms,准确率提高了82.41%。该研究提出的改进RANSAC算法中心线提取准确率为93.66%、平均误差角为0.89°、平均耗时为3.94 ms,比LSM算法得到的平均误差角高0.14°,平均耗时减少6.15 ms。表明该研究提出的鸡舍通道中心线检测方法基本满足笼养鸡舍环境实时自主导航的需求,为巡检机器人在鸡舍作业通道内进行激光雷达导航提供了技术支撑。     

老苹果园改造对土壤理化性质及果实品质的影响

为给老苹果园的高效更新提供参考依据,以改造前后的苹果园为研究对象,研究了改造前后果园不同土层的土壤养分含量、土壤酶活性及苹果的果实品质。结果表明:改造后苹果园的多数土壤养分指标和土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶的活性以及果实的单果质量、果形指数和果实中总糖、可滴定酸、可溶性固形物的含量均优(高)于改造前果园;与改造前的果园相比,改造后苹果园中20～40 cm深土层的土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质的含量分别增加了23.91%、15.78%、9.35%和33.5%;苹果的单果质量和果实中总糖、可滴定酸和可溶性固形物的含量分别增加了8.07%、11.6%、17.65%和11.35%。     

河北省太行山区综合开发治理研究及效果

太行山是京津冀晋豫的生态屏障和水源涵养地,也是著名的革命老区和最大的集中连片国家级贫困区。因其具有特殊的地理优势、政治地位和生态意义,各级政府多年来非常重视对太行山的综合开发治理。为了给太行山区乡村振兴和生态文明建设提供借鉴,总结了近40a来河北省太行山综合开发治理方面取得的研究进展,主要包括:辨识了太行山片麻岩区的景观生态经济资源特征是旱、薄、蚀、穷、低;构建蓄、集、整、改、排标准化治理工程技术体系;创建了3种山地生态经济林高效治理模式,即生态林、观赏林、经济林立体配置的生态经济林旅游模式——前南峪模式,生态林和经济林协调发展的生态经济林模式——富岗模式,丘陵区果草畜立体发展的经济林循环模式——绿岭模式;开发了优质核桃、苹果和板栗等特色经济林产业标准化技术体系。     

基于WebGIS的农机多机协同导航服务平台设计

为向多台农业机械协同作业应用场景提供地图和导航服务支持,设计并开发了基于WebGIS的农机多机协同导航服务平台,该平台由GIS服务和农机调度2个功能模块组成。GIS模块基于GeoServer和JavaWeb提供网页端地图服务,在显示农场地图、实时标注农机位置的同时,也提供多农机导航结果的可视化显示功能;农机调度模块以路径规划算法和任务分配算法为核心,负责提供导航服务,在用户输入任务列表并调用服务的情况下,以GeoJSON格式返回各农机的任务分配以及路径规划结果。此外,为了筛选出满足平台需求且性能最优的算法,针对路径规划算法设计了算法性能对比实验,在导航距离近、中、远的3条路径上分别测试了基于A*、Bellman-Ford、Dijkstra、Floyd和SPFA 5种算法的路径规划算法,并对不同算法的执行时间和最优路径长度进行了对比;针对任务分配算法设计了不同任务数量场景下的仿真对比实验,在任务数量为8、10、14、18的场景下分别测试了基于蚁群算法和遗传算法的任务分配算法,并对两者的执行速度和最优路径长度进行了对比。结果表明：基于Dijkstra算法的路径规划算法在结果最优的前提下执行速度最快,平均单次执行时间为0.25ms。基于遗传算法的任务分配算法可以有效降低多机协同的路径代价,相较于随机生成的工作序列,路径代价减少50%~54%;相较于基于蚁群算法的任务分配算法,农机最佳路径长度减少19%~36%,执行时间减少51%~66%,平均执行时间在1s以内。开发的多机协同导航服务平台通过使用Dijkstra算法和遗传算法分别进行路径规划和任务分配,能够基本满足多机协同作业的实时性需求。     

地布覆盖对苹果园土壤理化性质及杂草生长的影响

为探明地布覆盖对苹果园土壤理化性质及杂草生长状况的影响,2016年在河北省邢台县浆水镇前南峪村苹果示范基地,以6a生‘烟富3号’苹果树为试材,采用田间调查、室内分析等方法研究了不同管理措施对土壤理化特征及杂草抑制率的影响,结果表明:地布覆盖处理0～20cm、20～40cm、40～60cm土层的土壤容重分别为1.41g/cm^3、1.45g/cm^3、1.49g/cm^3,较对照分别降低了6.0%、4.6%、2.6%;最大持水量分别为29.29%、28.51%、26.62%,较对照分别提高了9.9%、11.7%、4.6%;地布覆盖在0～20cm、20～40cm、在40～60cm土层土壤有机质含量分别为5.00g/kg、3.74g/kg、2.43g/kg,较对照分别提高了25.0%、19.5%、15.2%;2种土壤管理处理各土壤养分含量在0～40cm土层差异显著,在40～60cm土层差异不显著;地布覆盖处理区杂草抑制率达到100%,节省了除草用工。