不同地区楼葱栽培种的性状与品质分析

为了研究不同地区楼葱的特性,试验对我国不同地区12个楼葱栽培种的数量性状和品质性状进行了测定分析。14个数量性状的相关分析结果显示,主成分分析数量指标后,单株质量、株高、假茎质量、花葶高、叶形指数和假茎指数影响分类;相关性分析说明主要数量指标间具有极显著相关性(P<0.01)。聚类分析后,遗传距离为3.1时可将楼葱种质根据所得主要数量性状分为4个类群。测定不同地区楼葱6个品质指标后,相关性分析结果表明,紧实度与蛋白质含量、干物质率、香辛油含量、总糖含量、游离氨基酸总量存在着极显著正相关或相关性,主成分分析表明主成分反映了89.99%的原有信息量,楼葱的干物质率与紧实度为主要成分;应用灰色关联度分析了品质与数量性状的关系,假茎直径、出叶孔间距、单株质量这3个数量性状对楼葱品质的影响居前3位。研究表明楼葱种质材料具有极其丰富的遗传多样性,宁夏同心2个地区黄水桥HSQ、石羊圈SYJ的楼葱种质距其他种质资源间亲缘关系最远且干物质率含量及紧实度最高。     

基于无人机多光谱遥感的冬小麦冠层叶绿素含量估测研究

为探讨利用无人机多光谱影像监测冬小麦叶绿素含量的可行性,基于北京市大兴区中国水科院试验基地的2019年冬小麦无人机多光谱影像和田间实测冠层叶绿素含量数据,选取16种光谱植被指数,确定对冬小麦冠层叶绿素含量显著相关的植被指数,采用一元二次线性回归和逐步回归分析方法建立各生育时期及全生育期的SPAD值估测模型,通过精度检验确定对冬小麦冠层叶绿素含量监测的最优模型。结果表明,两种分析方法中逐步回归建模效果最佳。拔节期选取4个植被指数(MSR、CARI、NGBDI、TVI)建模效果最好,模型率定的决定系数(r~2)为0.73,模型验证的r~2、相对误差(RE)和均方根误差(RMSE)分别为0.63、2.83%、1.68;抽穗期选取3个植被指数(GNDVI、GOSAVI、CARI)建模效果最好,模型率定的r~2为0.81,模型验证的r~2、RE、RMSE分别为0.63、2.83%、1.68;灌浆期选取2个植被指数(MSR、NGBDI)建模效果最好,模型率定的r~2为0.67,模型验证的r~2、RE、RMSE分别为0.65、2.83%、1.88。因此,无人机多光谱影像结合逐步回归模型可以很好地监测冬小麦SPAD值动态变化。     

Quantitative trait loci mapping for yield-related traits under low and high planting densities in maize (Zea mays)

Average maize yield per hectare has increased significantly because of the improvement in high-density tolerance, but little attention has been paid to the genetic mechanism of grain yield response to high planting density. Here, we used a population of 301 recombinant inbred lines (RILs) derived from the cross YE478 × 08–641 to detect quantitative trait loci (QTLs) for 16 yield-related traits under two planting densities (57,000 and 114,000 plants per ha) across four environments. These yield-related traits responded differently to high-density stress. A total of 110 QTLs were observed for these traits: 33 QTLs only under low planting density, 50 QTLs under high planting density and 27 QTLs across both densities. Only two major QTLs, qCD6 and qWKEL2-2, were identified across low- and high-density treatments. Seven environmentally stable QTLs were also observed containing qED6, qWKEL3, qRN3-3, qRN7-2, qRN9-2 and qRN10 across both densities, as well as qRN9-1 under low density. In addition, 16 and eight pairs of loci with epistasis interaction (EPI) were detected under low and high planting densities, respectively. Additionally, nine and 17 loci showed QTL × environment interaction (QEI) under low- and high-density conditions, respectively. These interactions are of lesser importance than the main QTL effects. We also observed 26 pleiotropic QTL clusters, and the hotspot region 3.08 concentrated nine QTLs, suggesting its great importance for maize yield. These findings suggested that multiple minor QTLs, loci with EPI and QEI, pleiotropy and the complex network of “crosstalk” among them for yield-related traits were greatly influenced by plant density, which increases our understanding of the genetic mechanism of yield-related traits for high-density tolerance.     

基于无人机高光谱遥感的柑橘患病植株分类与特征波段提取

目的 结合传统与现代农业病虫害监测的优缺点,探索通过无人机高光谱遥感技术检测出患病的柑橘植株、通过人工田间调查方式判断其患病种类及患病程度的病虫害监测方法。方法 使用无人机获取原始高光谱图像,经过光谱预处理和特征工程后,采用连续投影算法提取对柑橘患病植株分类贡献值最大的特征波长组合,基于全波段使用BP神经网络和XgBoost算法、基于特征波段使用逻辑回归和支持向量机算法,建立分类模型。结果 基于全波段的BP神经网络和XgBoost算法的ROC曲线下面积(Area under curve,AUC)分别为0.883 0和0.912 0,分类准确率均超过95%;提取出698和762 nm的特征波长组合,基于特征波长使用逻辑回归和支持向量机算法建立的分类模型召回率分别达到了93.00%和96.00%。结论 基于特征波长建模在患病样本分类中表现出很高的准确率,证明了特征波长组合的有效性。本研究结果可为柑橘种植园的病虫害监测提供一定的数据和理论支撑。     

3种遥感产品检测黄土高原森林变化及差异比较

基于Landsat Vegetation Continuous Fields（LVCF）、MODIS Vegetation Continuous Fields（MVCF）和MODIS Land Cover（MODLC）等遥感产品和森林清查数据（NFI）检测2000-2015年黄土高原森林分布及变化。结果表明:1）2000-2015年黄土高原森林覆盖度升高,基于LVCF和MVCF的全区森林覆盖度均值分别由2000年的7.8%和9.6%增加到2015年的9.7%和13.2%。2）遥感产品估算的森林分布空间格局和面积差异较大,基于LVCF、MVCF和MODLC估算的黄土高原森林面积在2000年分别为726.6×10⁴、604.7×10⁴ hm²和325.1×10⁴ hm²,2015年分别为926.2×10⁴、998.3×10⁴ hm²和400.1×10⁴ hm²。3）遥感产品估算的省级尺度上森林面积与NFI的不一致性因省份和年份而异,LVCF与NFI一致性整体略优于MVCF,MODLC与NFI差异最大且估算的森林面积远低于LVCF、MVCF和NFI。4）遥感产品检测的陕西和山西2省的森林面积增加值与NFI一致性高于宁夏;基于遥感产品估算的宁夏森林面积及增加幅度均远低于NFI。     

基于主被动遥感技术的地表覆被类型变化检测方法——以新疆西天山国家级自然保护区为例

旨在研究主被动遥感结合的地表覆被变化监测方法,使用高分数据和哨兵1号数据分别代表被动和主动遥感,对新疆西天山国家级自然保护区地表覆被变化情况进行检测,进而对得出的林地、草地、建筑物检测结果进行联合分析,最终得到主被动遥感联合变化检测结果。通过实地精度检验对主被动遥感联合变化检测结果进行验证。结果表明,该方法的变化检测结果精度达到90%以上。说明结合主动遥感和被动遥感既能克服天气的影响,又能在检测中保留光谱和纹理等丰富的信息,变化检测的精度较高;主被动遥感联合变化检测可以较为快速、准确地掌握地表覆被类型的变化,能够在一定程度上减少被动遥感数据的云量困扰。并且该方法在林地和建筑物上有较高的敏感性,适合森林自然保护区的森林变化和建筑监测。     

农机远程智能管理平台研发及其应用

本研究针对农机管理实时数据少、农机实时作业监管困难、服务信息不对称等问题,首先提出专业化远程管理平台设计时应具有五大原则：专业化、标准化、云平台、模块化以及开放性。基于这些原则,本研究设计了基于大田作业智能传感技术、物联网技术、定位技术、遥感技术和地理信息系统的可定制化的通用农机远程智能管理平台。平台分别为各级政府管理部门、农机合作社、农机手、农户设计并实现了基于WebGIS 的农机信息库及农机位置服务、农机作业实时监测与管理、农田基础信息管理、田间作物基本信息管理、农机调度管理、农机补贴管理、农机作业订单管理等多个实用模块。研究着重分析了在当前的技术背景下,平台部分关键技术的实现方法,包括采用低精度GNSS定位系统前提下的作业面积的计算方法、GNSS定位数据处理过程中的数据问题分析、农机调度算法、作业传感器信息的集成等,并提出了以地块为核心的管理平台建设思路;同时提出农机作业管理平台将逐步从简单作业管理转向大田农机综合管理。本平台对同类型管理平台的研发具有一定的参考与借鉴作用。     

水稻复合农艺性状QTL剖析

为了解水稻复合性状的数量性状基因座(QTL),在利用单片段代换系进行QTL鉴定的基础上,剖析了水稻株高QTL与主茎高和穗长QTL,主茎高与倒一节间长、倒二节间长、倒三节间长和倒四及以下节间长QTL,谷粒长宽比QTL与粒长和粒宽QTL,每穗粒数QTL与一次枝梗数和二次枝梗数QTL的关系。结果表明:鉴定出株高QTL的6个单片段代换系中有4个只检测出了主茎高QTL,其加性效应百分率为86.00%～99.55%,有1个只检测出了穗长QTL,其加性效应百分率为48.31%,有1个同时检测出了主茎高QTL和穗长QTL,其中主茎高QTL的加性效应百分率为81.72%,穗长QTL加性效应百分率为18.28%;在检测出主茎高QTL的7个单片段代换系中,有1个只检测出倒一节间长QTL,有2个只检测出倒二节间长QTL,有2个检测出倒一节间长QTL和倒二节间长QTL,有2个只检测出倒三节间长QTL;不同的单片段代换系中检测出的节间长的QTL加性效应百分率变化范围为-128.62%～172.07%;7个检测出谷粒长宽比QTL的单片段代换系中,有5个只检测出粒长QTL,1个只检测出粒宽QTL,1个同时检测出了粒长QTL和粒宽QTL;检测出每穗粒数QTL的3个单片段代换系中,有2个只检测出二次枝梗数的QTL,有1个同时检测出一次枝梗数QTL和二次枝梗数的QTL。这些结果表明,代换片段中如能检出复合性状QTL,也可以检出其构成性状QTL;复合性状QTL的加性效应的大部分可由其构成性状QTL的综合效应来解析,但相同的复合性状,不同代换片段检出的构成性状QTL不同。     

实时荧光定量PCR技术的概述及应用

实时荧光定量PCR技术是在传统PCR技术上发展而来的,不仅能判断某一基因的有无,而且还能对其进行定量分析。由于该技术与常规PCR相比,能够进行实时监测、且自动化程度高而被广大研究者青睐。本文对实时荧光定量PCR的原理、数据分析、定量方法、分类以及应用进行了系统而详细地综述。