基于改进L-系统的水稻根系建模方法

根系作为水稻生长的“发动机”,其形态特征直接影响植株的生长发育、营养水平和产量水平。水稻根系不便于直接观测,实现根系形态结构三维建模及可视化研究对改善农田管理、水稻育种和遗传改良等具有重要作用。用L-系统描述水稻根系弯曲的算法复杂,较难提取产生式,产生的分枝根根型比较生硬。为了更好地模拟水稻根系直根和曲根的形态结构,研究基于改进L-系统的水稻根系建模和可视化方法。结合二次均匀B-样条曲线的数学表达式改进传统L-系统的产生式,把根系生长节点作为控制中心,运用二次均匀B-样条曲线函数来表达根轴的弯曲程度,并以动态数据结构存储根系生长节点。对模型模拟值与现场观测值进行相关性分析显示,均方根误差在0.022～0.040之间变化,平均偏差在0.107～0.189之间变化,表明基于改进L-系统的水稻根系模型的准确度较高。以模型作为算法基础,利用Visual C++开发工具和OpenGL开放图形库实现了水稻根系生长可视化仿真系统。系统能够表达水稻根系在不同生长时期的形态特征和生长规律,模拟的真实度较为理想,可以有效满足精确农业的研究需求。     

基于激光雷达技术估算钱江源国家公园森林的地上生物量

  目的  采用激光雷达结合地面调查的方法,拟合并预测钱江源国家公园森林的地上生物量,为国家公园森林生态系统保护和动物生境质量评估提供基础数据。  方法  采用冠层结构指数量化亚热带常绿阔叶林的冠层高度和垂直复杂度,并结合地面调查数据和地形数据,用模型拟合和预测钱江源国家公园的地上生物量。  结果  冠层结构指数中,与地上生物量的相关程度从大到小依次为冠层平均高度、冠层垂直复杂度、冠层最大高度。钱江源国家公园生物量分布主要在27.24 ~ 210.31 Mg/hm2（0.05 ~ 0.95分位数）,平均为111.21 Mg/hm2,总的生物量约为2.57 × 106 Mg。  结论  结合冠层指数和地形变量能较好地模拟和预测钱江源国家公园地上生物量。钱江源国家公园有大面积低海拔集中分布的常绿阔叶林,冠层平均高度和冠层垂直复杂度都比较大,地上生物量高;同时,也有大面积人工林和次生林,这些人工林和次生林主要分布在国家公园成立后才开始保护的两个片区,冠层平均高度和冠层垂直复杂度小,地上生物量较低,有待进一步恢复。      

“清江源”利川特色优质烟区烤烟留叶数研究

采取随机区组试验的方法,对在烤烟生产过程中不同留叶数对恩施州“清江源”利川烟区烤烟农艺性状和经 济性状的影响进行研究,结果表明,在相同的施肥水平下,不同留叶数对烤烟的主要农艺性状和经济性状都带来了显 著的影响。     

基于响应面法的粘质沙雷氏菌BRC-CXG2发酵培养基优化

为了将粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）应用在松墨天牛（Monochamus alternatus）防治上,对粘质沙雷氏菌的培养基配方进行了优化。通过单因素试验筛选粘质沙雷氏菌发酵培养基的碳源、氮源和无机盐,利用Plackett-Burman试验设计确定3个主要影响因素,通过最陡爬坡试验,结合Box-Behnken Design试验设计及响应面分析法优化培养基组成成分,获得培养基最佳配方与发酵条件：葡萄糖23.27 g·L^-1、蚕蛹粉22.37 g·L^-1、酵母粉10 g·L^-1、硫酸镁2 g·L^-1、磷酸氢二钠3 g·L^-1,氯化钠2 g·L^-1;在28 ℃、150 r·min^-1条件下发酵36 h,装液量体积分数为50 mL/250 mL,接种量4.73 %,pH 7.1~7.3。最后,根据最优培养条件验证发现优化后培养基中生长的菌落数为6.0×10⁹ cfu·mL^-1,是初始培养基的9.42倍,与模型预测值相符。研究结果为粘质沙雷氏菌的发酵生产提供了理论基础,为松材线虫病（pine wilt disease）的防治提供了新的途径。     

木芙蓉的繁育系统及传粉生物学

以木芙蓉为研究材料,运用杂交指数、花粉数/胚珠数、座果率、种子萌发率等指标对木芙蓉的繁育系统及传粉生物学等进行研究。结果表明:木芙蓉单花的花期1 d,整体花期7—11月份;木芙蓉的杂交指数为4,繁育系统为异交、部分自交亲和、需要传粉者;木芙蓉的花粉数/胚珠数为415±11.3,繁育系统属于兼性异交类型;木芙蓉自然座果率为74%;同株同花授粉的座果率为40%;人工异株异花授粉座果率为71%;各种授粉方式下,单个果实的种子个数为128~148,差别不大;各种授粉方式下,平均种子萌发率为47%~60%,没有显著差异;传粉昆虫有蜂类、甲虫,其中中华蜜蜂、黑小蜜蜂为主要传粉昆虫。     

不同改良措施对沙质土壤颗粒组成及分形特征的影响

【目的】研究不同改良措施下沙质土壤质地变化,为沙化土壤改良提供科学依据。【方法】以新疆南疆典型沙化土壤为研究对象,设置5种不同改良措施(种植燕麦(A₁)、种植油菜+燕麦(A₂)、种植燕麦+油菜秸秆翻耕+生物菌肥(A₃)、种植燕麦+农家肥(A₄)、种植燕麦+农家肥+生物菌肥(A₅)),采用田间试验,分析不同改良措施对沙化土壤颗粒组成分形的影响。【结果】不同改良措施下土壤分形维数D值介于2.35～2.49,与对照相比,随着土层的加深,土壤的细颗粒物质的分形维数值呈增加趋势;土壤颗粒分形维数D值与黏粒呈极显著正相关,与细粉粒呈显著正相关,与砂粒呈显著负相关。【结论】农家肥或绿肥与生物菌肥配合施用,可有效改善沙化土壤的理化性状。     

喀斯特森林不同地形凋落物现存量及养分特征

分析茂兰喀斯特森林不同地形条件下,凋落物层现存量和主要养分元素含量、储量及其释放特征,以及与土壤理化性质相关关系,为探讨茂兰喀斯特森林生态系统的养分循环机制提供理论依据。在贵州茂兰国家级喀斯特森林自然保护区内,从坡地、槽谷和漏斗3种典型地形的地表采集各分解层的凋落物和矿质土土壤样品,测定凋落物层的现存量和主要养分元素含量、储量、释放率,使用Pearson相关性分析,探究土壤理化性质与凋落物层现存量、养分元素含量之间的相关性。结果表明:1）不同地形之间以及不同分解层之间,凋落物层现存量差异较大,具体表现为坡地＞槽谷＞漏斗和已分解层＞半分解层＞未分解层。2）凋落物各分解层养分元素含量及储量均表现为C＞Ca＞N＞Mg＞K＞P,不同地形之间凋落物养分总储量存在显著差异,且均以坡地最高,各养分元素因地形和分解层的差异而表现出不同的释放率。3）凋落物现存量与土壤碳、氮含量、含水量、容重、pH之间存在显著相关性。表明地形对喀斯特森林凋落物养分释放分布特征及分解速率具有显著影响,其中坡地森林地表凋落物分解较快,营养元素循环周期较短。     

基于判别局部保持投影的苹果叶部病害识别方法

通过维数约简实现特征提取是图像识别的一个重要步骤.由于同一种作物病害叶片和病斑图像的高度复杂性,在各种不同拍摄角度、位置和光照等条件下得到的图像之间差异较大,使得很多经典的维数约简和特征提取算法不能有效地用于作物叶部病害识别.本文在判别局部保持投影(Discriminant Locality Preserving Projections,DLPP)的基础上,提出一种基于DLPP的苹果叶部病害识别方法.首先利用GrabCut算法对采集的病害叶部图像进行背景分割,然后利用分水岭算法对去背景图像进行分割,得到病斑图像;再利用DLPP将病斑图像投影到低维判别空间,得到分类特征;最后利用K-最近邻分类器进行病害类别识别.在实际苹果病害叶片图像数据库上的实验结果表明,该方法是有效可行的.     

湖北太子山不同林分对降雨的截留作用研究

本文在湖北太子山选取柏木纯林、马尾松纯林、麻栎五角枫混交林、柏木红果冬青混交林和马尾松红果冬青混交林共5种林分作为研究对象,采用天然降雨监测的方法,研究5种林分林分林冠层、灌草层和枯落物层分别对降雨的截留作用。结果表明林场中阔叶混交林的水源涵养能力最强,其次为针阔混交林,最差的是针叶纯林。