基于棉田原位高光谱数据的土壤pH值反演与制图研究

[目的] 研究快速、准确大面积监测农田土壤pH值,为大面积土壤改良和实现农田精细化管理提供科学支持。[方法] 以南疆阿拉尔市十二团棉田为研究区,采用网格采样法采集231个样点的原位高光谱数据,并同步采集其中116个样点的土壤样品;分析了原位高光谱反射率数据经不同预处理模式后的光谱数据与土壤pH值的相关性;采用偏最小二乘回归、支持向量机回归和随机森林3种建模方法分别建立了土壤pH值的高光谱反演模型,根据模型评价指标优选出最优模型对未采集土壤样点的pH值进行反演制图。[结果] 反射率经微分处理后可有效改善其与土壤pH值的相关性;反射率二阶微分的随机森林模型为所有模型中的最优模型,其验证集的R²为0.87,RMSE为0.04,RPD为2.53;最优模型反演的pH值数据插值所得数字图与实测pH值插值图的空间分布特征高度吻合,能客观反映土壤碱化的空间分布状况。[结论] 随机森林模型为原位反演南疆棉田土壤pH值的最优模型,克里金插值能够客观可视化表达研究区土壤pH值的分布状况。     

艾氟迪（AFD）II型在棉花上应用效果对比

为进一步了解艾氟迪（AFD）II型在促进棉花花芽分化、保蕾增铃上的实际应用效果,2012年在棉花花铃期进行了艾氟迪II型与常规生化制剂缩节胺对比试验。1试验设计试验设3个处理,三次重复,共9个小区,每小区面积：33m^2,随机区组排列,棉花花铃期用药两次,第一次在盛花初期（7月30日）,第二次在结铃盛期（8月15目）,试验各小区不再使用其它生化制剂。     

基于点云数据的切沟泥沙负载量不确定性研究

通过对不同期数字高程模型(DEM,digital elevation model)的相减计算,可以获得侵蚀和淤积的空间分布及泥沙负载估算值,为了度量泥沙负载量估算的不确定性,提高野外切沟泥沙负载量的估算精度,该文提出了一种修正泥沙负载量估算值的方法,通过对大样本点云数据的统计抽样,得到了对应DEM差值结果不同坡度位置的误差δz,使得DEM误差具有一定的空间可变性,根据δz和DEM差值结果,通过t检验,建立了侵蚀和沉积发生的先验概率;再以侵蚀和沉积发生的空间相关性为基础,建立了一个由权重因子构成的概率修正滤波器,用来计算侵蚀和沉积发生的条件概率,最后,通过Bayesian推理方法,计算侵蚀和沉积发生的后验概率,用来更新和修正泥沙负载量估算值。经在甘肃天水桥子沟切沟应用,使用该文方法计算得到的侵蚀/沉积变化量相比未经处理的DEM差值结果和用Brasington和Lane方法修正的DEM差值结果估算的净负载量,在95%的置信水平下分别下降了13.13%和7.53%,经与天水水保站实际径流泥沙观测资料对照,与实际观测净负载量相差2%;该文同时还探讨了切沟坡度、点云点密度、地表粗糙度与侵蚀/沉积不确定性的关系,研究结果为提高黄土沟壑区侵蚀沟侵蚀量的估算精度提供了参考依据。     

花生黄曲霉毒素平衡取样-随机森林风险预警模型的应用研究

【目的】 花生极易受到黄曲霉毒素污染,本研究拟在前期创建的花生黄曲霉毒素平衡取样-随机森林预测预警模型基础上,通过系统性应用研究,明确模型主要技术参数与实际应用效果,为预测评估我国产后花生黄曲霉毒素风险提供关键技术支撑。【方法】 利用前期建立的花生黄曲霉毒素平衡取样-随机森林风险预警模型,选择1个地理变量（纬度）和3个气候变量（收获前一个月8：00—20：00降水量、平均气压和日平均气温）作为模型数据的关键输入参数,预测2019和2020年我国花生主产区153个主产市（县）黄曲霉毒素污染风险。采用免疫亲和层析-高效液相色谱-荧光检测法,测定上述产区共2 164份花生的黄曲霉毒素含量,获得这些产区花生黄曲霉毒素污染数据。根据模型预测风险与实际测定结果,计算模型应用的准确率、精准率、灵敏度和假阳性率,明确应用效果。【结果】 累计预测的153个市（县）中,共预测出125个低风险区,其中116个与实际测定评估结果相吻合,有9个实测评估高风险产区被预测误判为低风险产区（假阴性）。共预测出28个花生黄曲霉毒素污染高风险产区,其中15个与实际测定评估结果相吻合,有13个实测评估低风险产区被预测误判为高风险产区（假阳性）。该模型预测结果的总体准确率达到85.61%,假阴性率为8.49%,假阳性率为5.88%。【结论】 花生黄曲霉毒素平衡取样-随机森林风险预警模型能够较好地预测出我国产后花生黄曲霉毒素污染风险,为科学指导我国产后花生收储与利用,减少黄曲霉毒素污染损失和保障农产品质量安全提供技术支撑。     

基于机器学习方法的宁夏南部土壤质地空间分布研究

【目的】基于历史数据,利用机器学习方法分析宁夏南部土壤质地空间变异规律及其与环境因素之间的关系。【方法】基于宁夏回族自治区南部428 个20世纪80年代第二次土壤普查土壤剖面点数据,采用分类回归树（CART）和随机森林（RF）两种机器学习方法,结合地形因子、土壤类型、归一化植被指数,探究与宁夏南部地区土壤质地分布相关性较强的环境因素,并用两种机器学习预测该区土壤质地类型的空间分布,用剖面点验证集数据以及宁夏回族自治区海原县实测样点数据验证模型精度。【结果】（1）RF和CART对剖面点验证集土壤质地类型的预测正确率分别为 62.36%、55.29%,接收者操作特性（receiver operating characteristic,ROC）曲线下面积（area under roc curve,AUC）分别为0.7515、0.6933,对海原县122个实测样点的预测正确率分别为54.10%、48.36%,AUC分别为0.6599、0.5981,RF的预测精度高于CART。（2）该区土壤类型（ST）是与土壤质地空间分布相关性最强的环境因素,其次是高程（Ele）,高程越高,土壤质地越黏重。风力作用指数（WEI）和坡度（Slo）对土壤质地的影响较小。（3）研究区土壤质地类型以轻壤土为主,空间分布格局基本呈现为南部土壤质地黏重,北部土壤质地较轻。【结论】RF更适合预测宁夏南部地区土壤质地的空间分布,且充分利用历史数据,结合新的野外采样,可以达到预测制图的精度要求;土壤类型（ST）和高程（Ele）是与土壤质地空间分布相关性较强的环境因素。     

基于随机前沿分析法下我国棉花生产技术效率研究

利用随机前沿分析法对我国2001～2016年棉花投入产出数据进行了计量分析,对12个棉花主产省份的生产技术效率进行了划分及差异比较,概述了中国棉花生产技术效率演进特点及趋势。结果表明:(1)2001～2016年间,我国棉花生产技术效率总体呈波动上升趋势,其中波动较小,上升趋势明显;(2)12个棉花主产省份可划为3类:一类地区主要包括新疆、甘肃,二类地区分别是江西、湖南、河北、湖北、安徽、山东,三类地区包括江苏、河南、山西、陕西;(3)我国棉花生产技术效率演进过程呈现西部地区逐步增强,长江流域、黄河流域缓慢减弱,并由东中部省份向西部省份过渡的趋势。     

应用RAPD技术探讨红叶李、李和杏的亲缘关系

为了对红叶李Prunus cerasifera cv.Atropurpurea,李P.salicina和杏P.armeniaca的亲缘关系、品种识别及资源保存提供分子生物学依据,也为了验证传统的形态学分类方法,从132个随机引物中筛选出20个引物对红叶李、李和杏的8个材料进行了基因组DNA扩增,均具有多态性,共扩增出264条带,平均每个引物产生13.2个RAPD片段.RAPD带型及聚类分析表明:RAPD技术能将红叶李、李属植物和杏属植物完全分开,红叶李、李和杏之间表现出一定的亲缘关系,各属品种之间都有不同的遗传距离,证明RAPD技术可作为种和属水平的分类鉴定依据;利用红叶李、李和杏品种的特异谱带结合DNA指纹,可将参试的各品种鉴别出来,从而说明了RAPD技术能够用于种或品种之间的鉴定.图2表2参12     

水稻显性矮秆新基因的RAPD分析

利用RAPD标记对中粳水稻新品种突变体Y98149中鉴定出的显性矮秆新基因进行研究。结果表明,在150对随机引物中,两对引物SAl530和SB930在亲本和近等基因池(均由10个高秆或矮秆植株组成)之间表现出多态性。用这两对引物对高秆和矮秆的F2群体的300个单株进行连锁分析,表明SAl530和SB930与新矮秆基因的连锁距离分别为15．3cM和9．3cM,两个RAPD标记位于同一侧。     

我国的农业产业化组织

我国农业产业化在发展过程中，显著的特点是农业产业化组织形式表现出多样性，组织形式及治理机制创新的路径也呈现出复杂性，不同组织形式既具有不同的效率特征，也存在各不相同的问题和缺陷。但是，无论哪一种交易的协调机制或组织形式都具有类似的功能，即有效地降低了农户从事专业化生产所面临的交易费用、风险或不确定性，从而不仅获得了农户专业化经济性，     

近亲交配下母子间基因型联合分布的信息墒性质

推导出在近亲交配下一对等位基因群体母子间的基因型联合概率分布列 ;定义了在近亲交配下母子间的基因型联合信息熵 ;讨论了在世代交替中母子间的基因型联合信息熵的性质及其信息学解释 ;并用计算机模拟验证