种子含水量密切影响种子活力.蒙古栎种子新采收后含水量较高,不耐贮藏.为探究蒙古栎种子含水量对种子耐藏性的影响,将不同含水量蒙古栎种子分别贮藏在低温(4℃)和室温(20℃)条件下,并检测其生理生化变化,评价其耐藏性.研究以当年采收的蒙古栎种子为试验对象,利用硅胶干燥法分别控制种子含水量为50%(采后初始含水量)、40%、30%和20%.在贮藏期间,定期测定种子萌发率和主要生理生化指标.结果表明:蒙古栎种子最适贮藏含水量为30%～40%.室温条件下,种子含水量为30%耐藏性较好,最长贮藏时间为56 d,并在此期间维持种子萌发率达30.10%以上.低温条件下,种子含水量为40%时的贮藏效果最好.40%含水量种子贮藏84d后萌发率仍可达45.45%.蒙古栎种子贮藏过程中,可溶性糖在前期快速合成,而后稳定下降.同一贮藏条件下,降低种子含水量能有效提升可溶性蛋白含量,减少丙二醛产生,并促进游离脯氨酸增加.低温贮藏条件下丙二醛和游离脯氨酸积累普遍低于室温贮藏.综合结果表明:降低种子初始含水量,在室温和低温贮藏下均可增强蒙古栎种子的耐藏性,低温贮藏整体优于室温贮藏.研究结果为蒙古栎种子合理存储提供了科学依据.
为了探明麻栎组培苗早期生长性状与实生苗的差异,为麻栎组培苗的应用提供理论依据,以麻栎组培苗和实生苗为材料,比较二者移栽成活率、生长性状、苗高、地径、根长及生物量等生长指标.结果表明:麻栎组培苗和实生苗的移栽成活率无显著差异.组培苗比实生苗侧枝数量多,枝干开张角度大,根系粗壮,根的数量多,侧根发达.组培苗早期生长缓慢,苗龄5个月时苗高、地径、根长及生物量均显著低于实生苗,其中苗高比实生苗低33.40%,地径比实生苗低11.54%,地上部分干重比实生苗低37.26%,地下部分干重比实生苗低51.75%;苗龄11个月后,组培苗生长势优势明显;苗龄34个月时,组培苗的地径、地上部分干重、地下部分干重都显著高于实生苗,其中地径比实生苗粗6.92%,地上部分干重比实生苗高15.57%,地下部分干重比实生苗高11.04%.虽然苗龄5～22月时苗高与实生苗无显著差异,但22个月后组培苗的生长速度明显高于实生苗.苗龄5～34个月期间,组培苗的根长始终低于实生苗.
为探索柞蚕蛹糖代谢与种茧耐贮性之间的关系,以期为选育适宜的二化一放品种提供理论依据,以1个一化性品种(辽8)和7个二化性品种(大9、凤久、抗大、辽蚕527、辽蚕582、墨玉和青黄1号)的种茧为试验材料,分阶段连续测定并比较分析在低温贮藏期种茧蛹体脂肪体糖原和血淋巴海藻糖含量的变化情况.结果表明:低温贮藏期,糖类含量变化趋势在各化性品种间表现较为一致,血淋巴海藻糖含量呈上升-下降-上升的波动变化,峰值出现时间及水平各化性品种间具有显著性差异,脂肪体糖原的变化状态与之呈现明显的此消彼长;相较于春制种出库期,二化一放制种出库期各化性品种种茧血淋巴海藻糖含量均发生显著下降,一化性品种下降后含量水平显著高于二化性品种,二化性品种间也存在显著性差异;皮尔逊相关系数表明脂肪体糖原和血淋巴海藻糖含量之间呈线性相关关系,一化性品种呈极显著负相关,二化性品种呈显著性负相关,判定系数进一步表明二化性品种间二者相关的密切程度也具有差异,说明海藻糖含量及其在低温贮藏期与糖原含量的相关程度可作为衡量柞蚕种茧耐贮性的指标,以之为参考指标,测试的二化性品种中,大9、凤久、辽蚕527较为耐低温贮藏.
精准预测玉米出机水分含量是实现玉米干燥过程自动控制的关键.为提升玉米干燥系统自动化程度,实现玉米出机水分的快速、无损、精准预测,研究依托粮食干燥模拟试验系统,通过调节干燥过程的热风温度、干燥段温度和排粮频率,设计8组多批次玉米干燥平行试验,分时段获得玉米干燥过程6个点位的温湿度特征数据,以及相对应的出机玉米水分含量数据;通过相邻平均法(adjacent average smoothing,AAS)对12组温湿度特征数据进行平滑处理,平滑后的数据点集合毛刺减少、波动明显缓解,12组特征数据与玉米出机水分含量的Pearson相关性大幅提升,提高幅度在0.061～0.105之间,为后续构建玉米水分预测模型提供了数据基础;进而,研究以相邻平均法平滑后的12组特征数据作为模型输入量,构建了基于极限学习机(extreme learning ma-chine,ELM)的玉米干燥过程出机水分含量预测模型并进行评价分析.结果表明:基于ELM的玉米出机水分含量预测模型以sig-moid为激活函数、神经元个数设定为22时,模型运行速率较快、预测效果较好,其中训练集和验证集拟合优度R2分别为0.988 6和0.981 2,验证集R2与训练集接近,表明该模型拟合效果较好、未出现过拟合情况,水分含量预测均方根误差(root mean square er-ror,RMSE)分别为0.281 1%和0.382 1%,预测误差总体较低.综上表明,模型在训练与验证过程中均具备较好的拟合效果和较高的预测准确性.该模型为玉米干燥过程的自动化控制和工艺优化提供了数据参考和技术支持.
冻融过程不仅直接影响非生长季节的磷循环,而且频繁冻融对生态系统的影响将持续到下一个生长季节.为研究冻融作用对河岸缓冲带土壤磷素迁移的影响,以河岸植被缓冲带土壤作为研究对象,室内模拟冻融环境,探究冻融条件下,土壤对磷素吸附行为,将待测样离心过滤后取一定体积液体测其浓度,分别计算出1,2,3,4,5次冻融循环中土壤对磷的吸附量,绘制等温吸附关系曲线并将吸附数据用Langmuir和Freundlich等温方程进行拟合;并分析在不同含水率、不同深度与冻融周期下,土壤中速效磷含量变化情况,将20 cm和40 cm深度的土壤饱和质量含水率控制为70%、75%、80%,经过5个周期的冻融后,分别测定土壤内的速效磷含量,并探讨磷素在河岸带土壤中发生的吸附和垂向迁移行为.结果表明:在平衡浓度0～30 mg·L-1范围内,土壤对磷的吸附量随着溶液中磷浓度的增加而增加,磷溶液浓度大于30 mg·L-1时,吸附达到平衡,对速效磷的最大吸附量为714.26 mg·kg-1;随着冻融周期的增加,土壤对速效磷的吸附量逐渐降低,5次冻融结束后的土壤对速效磷的吸附量与对照相比最大减少53.8%,其等温吸附过程符合Langmuir方程;河岸缓冲带土壤对磷的吸附量受土层深度及土壤含水率的影响,经5次冻融周期后,含水率相同时浅层土壤速效磷含量与初始值相比最大减少34.5%;与对照相比,深层土壤含水率为80%时速效磷含量减少3.23 mg·kg-1;浅层土壤含水率为70%时速效磷含量最大,减少0.81 mg·kg-1.
目前关于艾叶粉体物理学性质的研究鲜有报道,在一定程度上限制了后续的加工应用.为给艾叶粉体的包装、运储以及压片成型等处理工艺及相关加工机械提供参考依据,有必要分析其粉体学性质.以机械剪切粉碎法制备的多尺度艾叶粉体为研究对象,采用粉体综合特性测试仪测定休止角、崩溃角、松装密度、振实密度等物理学参数,分析粒度和含水率对粉体流动性、压缩性和喷流性的影响机理.结果表明:粒度和含水率对艾叶粉体的流动性、压缩性和喷流性影响显著.以75 μm为临界点,随着粒度增大,流动性呈现先降后升的趋势,而压缩性和喷流性则表现出先增后减的特征;随着含水率增加,流动性和喷流性逐渐降低,而压缩性逐渐增大.试验中,由于大部分艾叶粉体的休止角θr<40°、崩溃角θf<30°、差角θd<8°、压缩度Cp<20%、分散度Da<10%,对照Carr流动性指数评价表和Carr喷流性指数评价表,认为其具有较高的流动性、较弱的压缩性和较强的喷流性.以试验结果为参考,通过控制粒度分布或含水率来改变粉体学性质,以满足不同加工工艺对粉体物理学特性的要求;也可为粉体加工机械的结构优化提供设计依据.
土壤孔隙是水气运移和生物运动的通道,在调节土壤肥力和生态功能中起着至关重要的作用.土壤孔隙结构的量化研究是认识土壤结构、明晰孔隙结构与宏观功能关系的前提.然而,受土壤自身复杂性的限制,目前土壤孔隙结构检测技术普遍存在精确度低、重复性差和操作复杂等问题.针对获取和量化土壤孔隙结构中的重点和难点,归纳了现有方法的优缺点、潜在误差源及应用场景.现有方法总体可分为两大类:间接法和直接观察法,间接法是利用土壤中水、气、声、热等特性获得孔隙直径、体积或孔固体表面积等信息,主要包括水分特征曲线法、压汞法、气体吸附法、声波法、热脉冲-时域反射法、变压法、回归分析法等;直接观察法可以通过几何可视化来直接观察土壤孔隙空间,并借助图像处理技术,从图像中提取大量的定量形态学和拓扑描述符进行评估,例如切片观察法、扫描电子显微镜技术、计算机断层扫描技术、核磁共振技术等.对表征土壤孔隙结构的定量化方法进行了总结,梳理了近5年常规统计法、地统计学和分形理论在土壤孔隙结构定量化研究上的应用和成果.最后对今后田间原位土壤孔隙结构检测的发展方向进行了展望,尝试为土壤孔隙结构的现场检测装置研发提供理论参考和新思路.
气象干旱制约着区域农业生产活动,通过监测预报、提前部署可有效降低其带来的危害.基于"先分解,后重构"思想,将自适应噪声完备经验模态分解法(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)、灰狼优化算法(grey wolf optimization,GWO)和支持向量机(support vector machine,SVM)相结合,构建CEEMDAN-GWO-SVM组合机器学习模型.以山西省1956-2007年逐月自适应帕默尔干旱指数(self-calibrated palmer drought severity index,scPDSI)为训练集,以2008-2020年逐月scPDSI值为测试集.采用scPDSI预测值与实际值之间的均方误差、平均绝对误差及决定系数作为评价指标,对该模型的预测效果进行了评价,并比较了该模型与常用的GWO-SVM和随机森林模型预测结果.结果表明:相较于两种常用机器学习模型,基于CEEMDAN-GWO-SVM模型预测得到的均方根误差可分别降低7.6%和19.5%,平均绝对误差分别降低19.9%和27.4%,决定系数则分别提高5.6%和20.3%,预测的干旱等级和实际情况接近.CEEMDAN-GWO-SVM模型预测精度优于GWO-SVM模型和随机森林模型,在气象干旱预测中具有较好的适用性.
随着国家加快水利科技创新,对水利水电工程建筑信息模型(building information modeling,BIM)设计与管理平台提出更高的要求,BIM技术是构建数字水利工程及智慧水利的基础,但在农田渠道设计方面的应用相对较少,且处于对二维图纸的翻模阶段,因此研究农田渠道工程智能化设计方法有助于水利设计行业的智慧化及农业农村现代化建设.紧跟农村水利水电集成化、智能化、精细化和生态化的发展趋势,针对农田渠道三维建模及配筋过程繁琐等问题,基于BIM正向设计理念,采用模型、视图、视图模型(mod-el-view-view model,MVVM)设计开发架构模式,结合不同断面型式农田渠道的特点,连接数据库接口,调用Revit API接口对Revit软件进行二次开发,提出了农田渠道智能建模及三维配筋方法.结果表明:该方法实现一键智能化创建不同断面型式的农田渠道三维实体模型,简化了设计人员的建模流程,提高农田渠道三维建模效率,并且可根据实际工程情况动态调整模型,减少设计人员的建模时间与人力资源的投入,完善了Revit软件中的农田渠道族库.同时解决了在传统结构配筋中钢筋工程建模难度大,钢筋结构复杂及配筋信息在统计工程量阶段无法直接采用等问题.应用实例结果验证了本方法的可行性,为农田渠道工程智慧化建设及农村水利水电在Revit软件中的一体化设计提供新的解决方法.
分析评价辽宁省主要作物秸秆及其养分资源特征,为秸秆资源化利用、化肥减量和农业绿色可持续发展提供参考.基于《辽宁省统计年鉴》《中国有机肥料养分志》及相关文献数据,采用草谷比法估算辽宁省主要粮食作物、经济作物和其他作物秸秆及其养分资源量及其区间分布特征,明确作物秸秆的当季养分释放量和替代化肥潜力.结果表明:辽宁省农作物中秸秆产出主体为粮食作物(占秸秆总量的88.73%),其余为蔬菜(占秸秆总量6.47%)、经济作物(占秸秆总量4.8%);农作物秸秆资源主要来自玉米(占秸秆总量的71.83%)、水稻(占秸秆总量12.84%)、蔬菜(占秸秆总量6.47%)、花生(占秸秆总量4.69%).在秸秆资源的区域分布上,辽宁省14个市秸秆资源量差异较大,沈阳(占秸秆总量16.19%)、铁岭(占秸秆总量15.35%)和朝阳(占秸秆总量12.05%)为秸秆总量前三的地区;玉米、水稻、花生、蔬菜秸秆产量最高的分别为铁岭(占秸秆总量18.84%)、盘锦(占秸秆总量24.57%)、葫芦岛(占秸秆总量26.76%)、沈阳(占秸秆总量19.64%);朝阳秸秆资源种类最丰富,其中甜菜和葵花籽秸秆产量最高.玉米和水稻秸秆是辽宁省秸秆资源的主体,全量还田当季可分别替代尿素、过磷酸钙、硫酸钾肥为23.09万t、33.83万t、44.30万t和3.33万t、6.58万t、15.28万t.可见,辽宁省秸秆资源丰富,但不同地区秸秆及其养分资源差异较大,区域分布不均,玉米和水稻秸秆作为辽宁省秸秆资源的主体,替代化肥潜力大,玉米和水稻秸秆还田后当季释放出的氮磷钾养分可减少16.98亿元和4.23亿元的化肥投入,其中玉米秸秆还田后当季可释放的钾素养分相当于5.95亿元的化学钾肥,水稻秸秆可以提供相当于2.57亿元的化学钾肥;秸秆替代部分化肥,有利于降低生产成本,减少化学肥料残留、促进农业绿色可持续发展.
老鸦瓣[Amana edulis(Miq.)Honda]为百合科(Liliaceae)郁金香属(Tulipa)的一种多年生球根花卉,主要分布于江西、浙江、湖北、安徽、江苏、陕西、山东、辽宁等地.去除鳞茎皮后的干燥鳞茎即为中药"光慈姑",是中国传统的中药材.目前,研究者对老鸦瓣的研究主要集中在分类、生理、组培、栽培及繁殖等方面,对其药用成分的研究较少,尤其对分布在辽宁的老鸦瓣的营养成分和生物活性物质研究未见报道.为了探讨老鸦瓣的药食用开发价值,以分布在辽宁省大连市境内的老鸦瓣为试验材料,分别在萌芽期和盛花期取母鳞茎、在枯萎期和休眠期取更新鳞茎,进行了营养成分和生物活性物质含量测定.结果表明:老鸦瓣鳞茎中的蛋白质、淀粉、多糖、维生素C、钙和粗纤维等营养成分含量丰富.在萌芽期,母鳞茎维生素C含量最高,为488.513 μg·g-1,显著高于盛花期,极显著高于枯萎期和休眠期;在盛花期,钙和粗纤维含量最高,分别为1 333.412 μg·g-1和53.930 mg·g-1,两种物质含量均极显著高于其他3个时期;在休眠期,更新鳞茎的蛋白质、淀粉和多糖含量最高,分别为191.162,160.581,115.332 mg·g-1,其中,蛋白质含量显著高于萌芽期,极显著高于盛花期和枯萎期,淀粉和多糖2种物质含量均极显著高于其他3个时期.此外,鳞茎中还含有氨基酸、还原糖、皂苷、黄酮、鞣质、脂肪、铁、锌及秋水仙碱等成分,其中,秋水仙碱在不同时期的含量为0.067～0.094 μg·g-1.综上,老鸦瓣鳞茎含有丰富的营养成分和多种药用成分,具有较高的药食用开发潜力.
欧洲垂枝桦是集用材、园林绿化和防护林造林于一身的优质树种,在北欧等地区广泛用于许多领域,具有较高的经济价值,但国内对欧洲垂枝桦的开发利用较晚,在国内对其相关研究较少,因此具有很大的开发利用潜质.欧洲垂枝桦虽具有良好的抗性,但由于其种子成熟度差且在幼苗期极易受到环境变化或各种非生物胁迫的影响,限制了该树种的大面积推广,为了探究干旱胁迫下欧洲垂枝桦幼苗内源激素含量变化及其对叶片表型和相关生理指标的影响,明确对欧洲垂枝桦幼苗抗旱相关性显著的激素种类,以及内源激素含量的变化对欧洲垂枝桦幼苗内渗透调节生理指标的影响,系统地评估欧洲垂枝桦幼苗对干旱胁迫做出的积极响应,为后续对欧洲垂枝桦抗旱品种筛选培育与规模化开发提供理论依据.通过利用不同浓度的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫法,对欧洲垂枝桦幼苗进行胁迫处理,并进行复水试验,测定幼苗在胁迫与复水试验后渗透调节物质及激素含量,探究干旱胁迫与复水对欧洲垂枝桦幼苗的影响.在整个试验阶段,叶片表型变化随胁迫浓度的增加与胁迫时间的延长,胁迫症状逐渐严重,表型相关生理指标叶绿素和相对含水量的变化在相同时不同处理浓度下具有极显著差异(p<0.01);相同时间不同处理浓度对欧洲垂枝桦幼苗电导率、可溶性蛋白质和JA含量变化具有极显著差异(p<0.01);可溶性糖含量变化在胁迫第10天、第20天和复水第10天时不同PEG处理浓度下具有极显著差异(p<0.01),复水第20天差异不显著;在胁迫第10天、第20天与复水第10天时,不同PEG浓度对幼苗IAA和GA3的含量变化具有极显著差异影响(p<0.01),复水第20天时具有显著差异(p<0.05);6-BA和ABA含量变化在胁迫试验的第10天、第20天与复水第20天时具有极显著差异(p<0.01),在复水第10天时具有显著差异(p<0.05).相关性分析结果表明,在胁迫阶段6-BA、ABA、JA这3种激素对欧洲垂枝桦幼苗的抗旱性调节作用更为明显,而在复水阶段IAA与GA3两种激素对欧洲垂枝桦幼苗的抗旱性调节更明显.综上所述,欧洲垂枝桦幼苗在经历胁迫环境时,幼苗的渗透调节物质与激素含量的变化,体现其为抵御逆境而做出的积极响应,验证了欧洲垂枝桦优越的耐旱性,也是欧洲垂枝桦幼苗处于干旱胁迫环境时判断其抗旱能力最有意义的指标.
大豆是我国重要的粮食作物和油料作物,在我国粮食安全中占有重要地位.生殖生长期是大豆产量形成的关键时期,该时期遮光限制带状间作大豆的产量.以不同耐荫大豆品种为试材,设置不同的遮光处理(0,50%和75%遮光),研究生殖生长期遮光对大豆叶片光合生理和衰老的影响.结果表明:生殖生长期遮光显著降低了大豆的单株叶面积、叶片光合速率、初始荧光强度(F0)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和叶绿素荧光光化学淬灭系数(qP),且均随着遮光程度的增加而降低;遮光会增加大豆叶片的叶绿素a、b和a+b含量,且随着遮光程度的增加而增加.表明遮光条件下,大豆叶片通过增加叶绿素含量提高对光能的捕获能力,但光合速率和光合面积的下降导致其整体的光能截获能力和转化能力变弱.遮光显著增加叶片的丙二醛(malondialde-hyde,MDA)含量和抗氧化酶活性;显著的降低了光合势,表明遮光促进了大豆叶片的衰老.耐荫品种具有更强的光合能力和较低的叶片衰老速度,这有利于其在遮光条件下获得更高的产量.
土壤重金属污染已威胁到人类的健康和生命安全,而重金属的危害与其赋存形态密切相关.沼肥是一种优质的有机肥,其对土壤重金属形态的影响鲜有研究.以菠菜为种植作物,通过盆栽试验,每盆添加土样为1 kg,设置不施肥、施加沼肥和施加沼肥+钙镁磷肥3组处理,每组处理重复5次,钝化剂钙镁磷肥添加比例为5g·(kg干土)-1.研究施加沼肥及沼肥+钙镁磷肥对土壤及菠菜中重金属Cd的影响及其钝化机理.结果表明:试验后各处理土壤中水溶态、可交换态Cd比例均降低,而残渣态比例升高;施加沼肥或沼肥+钙镁磷肥能够提高重金属Cd的钝化效果,且沼肥+钙镁磷肥重金属Cd钝化效果优于施加沼肥.菠菜不同部位重金属Cd的富集程度为根>茎>叶,施加沼肥+钙镁磷肥时菠菜根茎叶中重金属含量最少.试验前土壤重金属Cd主要与富里酸(fulvic acid,FA)结合,试验后各处理与胡敏酸(humic acid,HA)结合的比例显著增加(p<0.05);添加沼肥+钙镁磷肥处理的HA-Cd所占比例高于添加沼肥处理或不施肥处理.傅里叶红外光谱(fourier transform infrared spectrometer,FTIR)表明施加沼肥处理及施加沼肥+钙镁磷肥处理与不施肥处理的土壤中碳水化合物、蛋白质、糖类等有机物相比所占比例减少,而芳香族等腐殖质所占比例增加;土壤中施加沼肥+钙镁磷肥处理腐殖化程度更好.因此,土壤中施加沼肥或钙镁磷肥可在一定程度上减少重金属污染风险,而且沼肥+钙镁磷肥的效果优于单独施用沼肥.研究结果为沼肥利用及土壤重金属污染治理提供了科学的理论数据.
为确定片烟在离散元仿真模拟中的合理模型参数取值,更好地计算出片烟在松散润叶设备中的复杂运动,基于离散元软件(Rocky DEM),创建了与以往球形黏结刚性颗粒模型不同的柔性片烟壳体模型,并分析了柔性片烟壳体模型形变特点.以物理和仿真试验的堆积角为对比对象,选取"Hysteretic Linear Spring"法向接触模型、"Linear Spring Coulomb Limit"切向接触模型以及"Constant Adhesive Force"黏附力模型,对仿真接触参数进行标定.再通过对片烟本征参数测定、查阅文献及Rocky DEM说明手册,分析得到了片烟的离散元参数取值范围,设计Plackett-Burman、最陡爬坡以及Box-Behnken试验,确定了影响柔性片烟堆积角的显著性参数以及堆积角的拟合方程.以堆积角物理试验35.83°为目标值,得到显著性参数的最优解:片烟与片烟间静摩擦系数为0.67,片烟与片烟间滑动摩擦系数为0.31,片烟与片烟黏间黏附力系数为0.2,其余非显著性参数取平均值.仿真试验与物理试验相对误差为0.78%,从而验证了模型的准确性与真实性,可为工业生产进一步计算柔性片烟在松散润叶装置内的运动提供理论依据.
为研究山西大豆区域试验中参试品种的高产稳定性及适应性,2019-2020年在山西高平、介休、汾阳、文水、清徐、长治6个试点种植中部复播区的7个大豆品种,收获后测产.采用联合方差分析和GGE双标图模型对产量性状适应性、高产性、稳定性及试点鉴别力和代表性等进行分析.结果表明,参试大豆品种的产量性状在基因型、环境及基因型与环境互作效应均达到显著水平,基因型、基因型与环境互作效应、环境对大豆产量的影响逐渐增强.GGE双标图分析表明:高平、介休、文水和长治4个试点适应性最强的品种是品豆25;汾阳适应性最强的品种是汾豆98;清徐适应性最强的品种是同豆8181,因此要根据品种的特性选择适宜的种植环境,最大限度地发挥地域优势与品种生产潜力.同豆8181既高产又稳产,同时更有区域适应性优势,适宜在山西省中部复播区种植,是一个比较理想的品种.试点间相关性结果显示:高平、介休、文水、长治之间存在着密切正相关关系,说明在试点的选择存在着重复设置问题.试点鉴别力和代表性结果显示,介休试点对7个大豆品种最具鉴别力和代表性,是较为理想的环境.GGE双标图能够直观清晰地显示大豆多点多年品种试验结果和品种的代表性.研究结果为山西大豆新品种选育及推广提供了理论指导.
ERECTA(ER)是一种富含亮氨酸重复片段(LRR)的类受体激酶(RLKs)基因,RLKs可以参与多种信号通路并在植物发育早期细胞间信号传导中具有关键作用.植物中有少数核心信号通路参与调节植物生长发育中的不同方面,ER家族(ERfs)信号通路是这些核心信号之一,在植物的形态发生、花序形成和发育、生物胁迫和非生物胁迫的应答过程中都具有重要作用.尽管ERfs对于植物生长的正常发育是不可或缺的,但由于其功能众多,调控机制十分复杂,各个信号通路发生的组织部位与时间都不相同,使得研究ER信号网络变得困难.ER处于各个信号通路较为上游的位置,因此明确ER调控机制对研究植物生长发育和形态建成至关重要.本研究综述了ER蛋白的结构特点和在植物地上部分器官形态发育方面的功能,主要包括在气孔发育、花序结构发育、茎的伸长以及调节茎尖大小等方面的作用,阐述了不同调控过程中的上游配体以及下游通路,为深入研究ER功能和作用机制提供参考.
近几年,无人机遥感技术在水稻理化参量反演上得到了广泛应用,并逐渐发展成为水稻田块尺度遥感信息获取的主要途径之一.深入分析基于无人机遥感的水稻农学理化参量(指在农业领域中可确定某种物理、化学性质的参量)反演研究现状及存在问题,有利于更好地把握水稻无人机遥感未来发展趋势.综述无人机遥感技术在反演生化组分含量、结构参量、生产力等方面的研究现状,其中生化组分含量的反演研究主要集中在氮素和叶绿素方向且目前仍然以数据驱动的方法为主,例如用于反演氮素的窄波段植被指数NDRE,通过对极限学习机与偏最小二乘回归耦合对水稻叶绿素含量的反演等,而基于物理模型的反演方法较少;结构参量的反演研究主要包括叶面积指数、生物量等,方法有用于反演叶面积指数的辐射传输机理模型PROSAIL,用于反演生物量的基于冠层光谱特征的优化高斯过程回归方法;生产力的遥感重点在水稻的产量估算、病害和倒伏检测,方法有用于水稻估算的利用RGB影像使用K-Means与核相关滤波算法融合.对无人机遥感平台、设备、方法进行了总结,梳理近10年水稻农学理化参量无人机遥感反演的研究进展和成果.最后综合国内外的研究现状进行水稻无人机定量遥感讨论分析与展望,以期为今后无人机遥感技术在水稻定量遥感研究中提供参考.
为实现自然环境下不同成熟度火龙果在不同光照、不同遮挡场景下的精确快速识别,提出了一种基于对YOLOv5的网络模型改进的一种检测模型(PITAYA-YOLOv5).首先,使用k-means++算法重新生成火龙果数据集的锚框,提高了网络的特征提取能力;其次,将CSPDarkNet替换成PPLCNet作为骨干网络,并加入SE注意力模块(Squeeze-and-Excitation block),在降低网络参数量的同时保持检测精度;同时加入加权双向特征金字塔网络(Bi-FPN)替换YOLOv5的特征融合网络,提高网络对不同尺度特征图的融合效率;引入αDIoU损失函数,提高了模型的收敛效果.试验结果表明:PITAYA-YOLOv5目标检测模型的平均精度均值为94.90%,较原模型提高1.33个百分点,F1值为91.37%,较原模型提高1.12个百分点,平均检测速度达到20.2 ms,占用内存仅有8.1 M.针对枝条遮挡和果间遮挡下的火龙果检测能力明显增强.对比Faster R-CNN、CenterNet、YOLOv3、YOLOv5以及轻量化骨干网络ShuffleNetv2,该模型具有良好的检测精度和实时性.该模型能够有效地在自然环境下识别并检测火龙果的成熟度,为果园智能管理与早期产量预估等提供了参考.
针对现有果园整地由于树干、树冠、电线杆及其他杆型障碍物等的影响,机具作业时果树株距间的区域也无法正常进行作业,需要人工协作进行排除障碍和二次补耕作业,且劳动强度大、工作效率低等问题,提出了一种适用于现代化果园种植模式下的新型非接触式的避障旋耕机.设计了新的果园避障旋耕机,着重设计了旋耕机上的智能避障系统,主要由超声波传感器、单片机控制器、电磁换向阀和液压执行机构等组成.确定了智能避障系统的自动识别结构与控制原理结构,结合液压系统执行机构实现自动避障功能,确定了果园整地旋耕机智能避障系统的设计方案.对避障系统中的核心液压部分进行了理论设计,并运用FluidSIM-H软件进行了仿真分析,得到了液压油缸的速度与节流阀开口度的关系,验证了液压系统理论分析的可行性.通过田间试验,设计了三因素三水平的正交试验,对试验结果进行多元拟合回归分析和显著性检验,得到试验指标的回归方程并验证了数学模型显著,最后确定了果园智能避障系统的最佳作业参数组合为前进速度3.69 km·h-1、旋耕机横向移动速度为0.52 m·s-1、识别距离为0.41 m,此时的避障率为97.91%,达到了果园的农艺设计要求,提高了果园整地机械作业效率,为果园旋耕整地机进一步优化设计、改进和评价提供了一定的理论参考.
