生菜叶片镉含量高光谱预测模型

为了实现无损检测生菜叶片中重金属镉的含量,以高光谱技术为研究手段,研究一种基于高光谱技术的精确、快速和有效检测生菜中重金属镉含量的方法。首先,使用高光谱图像采集系统获取生菜高光谱图像,并提取光谱数据,对提取出的光谱数据采用连续投影算法（SPA）和基于权重回归系数的特征选择算法进行特征提取,建立预测生菜叶片中镉含量的最小二乘支持向量回归（LSSVR）模型。结果表明:SPA-LSSVR模型性能最佳,其中预测集决定系数为0.927 3,均方根误差为0.093 mg/kg。因此,利用高光谱技术结合SPA-LSSVR模型对生菜叶片中重金属镉含量进行预测是可行的,可为实际应用提供技术支持和参考。      

棉花不同生育期淹水历时对其生长状况和产量构成的影响

通过桶栽土培试验,分别在苗期(S)、蕾期(B)、花铃期(F)和吐絮期(T)进行淹水2、4、6、8、10 d的处理,淹水深度均为5 cm,并以全生育期不淹水为对照(CK),探索了黄淮地区夏季棉花不同生育期淹水历时对其生长状况和产量构成的影响。结果表明,在棉花苗期、蕾期和花铃期淹水6 d后,株高和叶面积开始显著小于CK(P0.05)。不同生育期淹水处理均会导致棉花株高、叶面积、果枝数、节数、铃数和单铃质量的下降,且淹水历时越长,下降幅度越大。淹水导致棉花减产最为严重的生育期为花铃期,其余依次为蕾期、苗期和吐絮期,4个生育期在淹水2~10 d条件下的平均减产率分别为28.0%、12.9%、7.3%和2.9%。在棉花苗期,当淹水不超过6 d时,如果排涝及时,其形态指标及产量构成均能在吐絮期恢复至与CK无显著差异水平。在棉花蕾期淹水关键期为4 d,而在花铃期即使淹水2 d也可导致其形态发育停滞,产量无法恢复至CK水平。     

生菜叶中磷含量的光谱定量分析

为快速、准确检测生菜叶内的磷含量,提出了应用光谱技术结合化学计量法无损检测生菜叶内磷含量的方法。通过获取不同施磷量下生菜叶片于波长350~2500nm处的反射光谱,对光谱数据进行5点平滑和一阶导数变换后,利用联合区间偏最小二乘算法（siPLS）提取了与生菜叶磷元素相关的4个特征波段,即950~1070nm, 1430~1549nm,1906~2025nm和2144~2263nm。进一步利用连续投影算法（SPA）对全光谱波段和4个特征波段进行特征波长提取,分别筛选出变量63个和25个。分别对4个特征波段、63个和25个特征波长进行主成分降〖JP2〗维,当主成分数分别为7、5和4时,隐含层神经元数分别为7、5和3时,建立了siPLS+BPANN,SPA+BPANN,siPLS+〖JP〗SPA+BPANN生菜叶磷含量检测模型。研究结果表明：siPLS+SPA+BPANN模型的预测结果优于其他模型,验证集相关系数为0.911,验证均方根误差为479mg/kg。     

苹果霉心病可见/近红外透射能量光谱识别方法

针对苹果霉心病从外表无法识别的难题,提出基于可见/近红外透射能量光谱进行快速无损识别的模型和方法。在200~1 100 nm波段内采集了200个苹果的透射能量光谱数据,随机选取140个样品作为训练集,剩余60个样品作为测试集。用平滑法和多元散射校正对光谱数据进行预处理。基于全光谱、连续投影算法(SPA)提取的12个特征波长、主成分分析(PCA)提取的9个主成分,分别建立了偏最小二乘判别法、误差反向传播人工神经网络和支持向量机(SVM)识别模型。实验结果说明,应用PCA-SVM建立的模型识别性能最优,该模型对测试集和训练集中霉心病果和健康果的识别正确率分别为99.3%和96.7%。基于SPA和PCA所建模型的输入变量数仅相当于基于全光谱所建模型输入变量数的0.99%和0.74%,极大降低了模型的复杂度。研究结果表明,该方法是可行的且具有较高识别准确度,为苹果在线内部品质分级和便携式苹果霉心病检测仪的研究提供了技术依据。     

土壤类型对优先流路径和磷形态影响的定量评价

以中国贡嘎山由青灰色砂质冰水堆积物发育而成的疏松岩性土壤和德国厄尔士山渍水土壤优先流路径为研究对象,通过野外染色示踪试验和改进的Hedley磷形态提取法,使用优先流染色面积比和优先流程度评价指数定量评价不同类型土壤的优先流程度,通过相关关系分析进一步揭示不同土壤类型中优先流路径对磷形态分布的影响。结果表明:贡嘎山和厄尔士山优先流图片总染色面积比分别为31%和52%,厄尔士山渍水土优先流比贡嘎山疏松岩性土发育较好。贡嘎山疏松岩性土壤优先流发育程度与潜在生物可利用无机磷和有机磷贡献率显著正相关,而即时生物有效无机磷和磷灰石磷与厄尔士山渍水土壤优先流发育程度显著正相关。土壤类型影响优先流路径分布和土壤磷形态分布,从而影响土壤磷赋存状况和下游水质安全。     

淹水土壤中久效磷的降解及消失动态

本试验在实验室模拟土壤淹水条件下,研究微生物对久效磷残留及降解的影响。结果表明:在未经灭菌的土壤中,久效磷及其降解物的消失比在灭菌土壤中快,相应的回归方程为C_WT=5.4502e~(-0.0254)t,C_YT=5.8509—0.0423t,残留半衰期分别为27.3和69.2天。久效磷在淹水土壤中降解为甲醇可抽提态和不可抽提态残留物,对甲醇可抽提态残留物经TLC和红外光谱分析表明,其降解物为磷酸三酯、N-去甲基久效磷、O,O-二甲基乙烯基磷酸酯,0-去甲基久效磷,以及O,C-去甲基久效磷,但主要为磷酸三酯,其含量由母液中的5％增加到28—83％,这种降解过程,在未灭菌土壤中比在灭菌土壤中快。     

连续种植作物后对土壤中各稀土元素消耗的研究

研究了在不施稀土的情况下,种植作物１０年后对不同土层内各稀土元素Ｂ１、Ｂ２态及总量的消耗情况。结果表明,连续种植作物后,在作物根系密度较大的２０～６０ｃｍ土层内,相对于下层的土体（８０～１００ｃｍ）来讲,各稀土元素Ｂ１态的含量均大幅度降低;Ｂ２态随土壤深度的增加而增加,与土壤中活性Ｆｅ、Ｍｎ的含量呈显著的正相关;各层次之间稀土总量的差异不大。研究还表明,生物有效性较高的Ｂ１态稀土元素的含量仅占稀土     

近50 a西藏最长连续无降水日数变化特征

利用1961—2010 年西藏18 个站点逐日降雨资料,建立年、季最长连续无降水日数的时间序列,分析西藏最长连续无降水日数的分布特征、变化趋势及对干旱的影响,并初步分析厄尔尼诺对西藏最长连续无降水日数的可能影响。结果表明：西藏最长连续无降水日数的高值区主要位于干旱与半干旱气候区,气候越干燥的地方,越容易出现长时间的无降水天气;西藏年、季最长连续无降水日数均呈减少趋势,且年(3.1 d/10 a)和冬半年(2.8 d/10 a)减幅明显,通过了0.01 以上的信度检验,并于1977 年发生了由多到少的突变;长时间无降水是导致西藏干旱发生的重要原因;厄尔尼诺对西藏最长连续无降水日数具有一定的调节作用,即厄尔尼诺出现当年西藏最长连续无降水日数普遍增多,厄尔尼诺出现的次年西藏最长连续无降水日数普遍减少。     

日本横滨市土壤各形态铅和蚯蚓体内铅的含量关系研究

以日本横滨市国道两侧绿地土壤和横滨国立大学校内绿地土壤为研究区,采用连续浸提-ICP法分析了横滨市土壤环境中表层(0～5cm)和5～20cm处的Pb元素的水溶性、离子态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质结合态、和残渣态Pb的含量变化及其与土壤蚯蚓体内Pb含量的关系,结果表明:横滨市土壤表层全Pb含量在76.85～100.05mgkg-1之间,5～20cm土层全Pb含量为40.83～57mgkg-1之间,远高于当地的土壤Pb背景值(17mgkg-1),受到不同程度的污染;并且横滨国立大学校内绿地土壤比国道两侧绿地土壤表层的全Pb含量显著提高,其污染原因有待于进一步研究。蚯蚓体内的Pb含量变化范围在在研究区各采样点中没有显著差异,统计分析结果表明,蚯蚓体内的Pb含量与土壤环境中各形态Pb之间并无线性相关关系。     

土壤侵蚀实时监测仪称重法选择

浙江省水利河口研究院于2008年3月研制成功了土壤侵蚀实时监测仪,仪器的基本思路是从径流中取样、称重并与清水比较,从而计算出径流中的泥沙含量。介绍了监测仪的工作原理和方法,重点探讨了双斗连续称重法和单斗取样称重法的比较。采用单斗取样制成的土壤侵蚀实时监测仪经过多次控制性实地监测应用,证明可以满足野外环境下的水土流失监测要求。