科研产出
基于计算机模拟模型的林木冠层太阳短波辐射定量分析方法
《林业科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：【目的】定量模拟和刻画林木冠层太阳短波辐射的分布和截获情况,于时空变换下反演太阳短波辐射在不同林木冠层内的辐射通量变化,为林木培育经营和提质增效提供理论依据。【方法】首先,以公共数据集和真实扫描的校园内林木激光点云数据为例,结合设计的机器视觉算法,对林木激光点云进行枝叶分离和单叶分割,并用合适大小的椭圆形和圆柱体几何单元分别拟合每片叶片和骨架,开展林木真实模型重建;其次,运用计算机图形学方法,结合研究地点的经纬度和时刻,模拟太阳入射光线,并引入物理学的双向反射和透射分布函数及蒙特卡洛光线追踪算法,开展反射和透射光线与冠层内叶片的碰撞模拟;最后,根据仪器测量得到的不同树种叶片平均粗糙度和折射率,结合光线追踪算法,实现林木冠层内短波辐射分布计算和木林冠层光截获效率评估。【结果】利用本研究方法计算时空变换下不同树种（芒果、橡胶、紫薇、樱花）4株树冠及一片香樟树林的直射、反射和透射太阳辐射通量,其中直射辐射通量占比约86%、反射辐射通量占比约5%、透射辐射通量占比约9%。叶面积指数高的树冠会拦截更多直射和透射光线;在太阳高度角较小时刻（上午或下午）,斜射的太阳光线反射后易与树冠中其他叶片发生二次求交,产生较多反射辐射通量。同时,由于林木的趋光性,中午树冠光线拦截率高于上午和下午10%左右。比对采用本研究方法计算的树冠辐射通量拦截比值和样地手持光电仪器实测结果,绝对误差小于6%。【结论】在测绘科学、计算机图形学及林学多学科视角融合下,本研究基于激光点云重建树木真实表观形态结构,并将蒙特卡洛光线追踪算法与物理学的双向反射和透射分布函数相融合,真实模拟光线在树冠中的传播过程,可准确获取林木冠层内太阳短波辐射分布与树冠辐射通量拦截值,对研究时空变换下林木太阳辐射吸收、光强与树冠形态结构的耦合关联及不同表型参数的林冠辐射传输模型均有重要启示意义。
关键词： 太阳短波辐射 激光点云 计算机模拟模型 树木三维重建 林木辐射传输
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7种黄檀属藤本或攀援植物的木材解剖学研究
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：黄檀属（Dalbergia L. f.）大部分树种的木材都具有世界高知名度，有关木材解剖学的研究主要为针对乔木树种，而对藤本或攀援植物树种研究甚少。本研究旨在探讨7种黄檀属藤本或攀援植物的木材宏观、微观构造，系统地归纳总结，并与乔木树种降香黄檀进行比较分析，为黄檀属植物的木材识别、物种鉴定及其保护、繁育、开发和利用等方面提供科学依据。结果表明：宏观构造均表现为心边材区别不明显，几无光泽；富含树胶时气芳香，显油性。生长轮不明显；管孔明显，常含丰富的树胶，初生木质部的管孔较小且分布稀疏，次生木质部的管孔较大且分布密集；内含韧皮部呈圆形。微观构造显示均为散孔材，单管孔、径列复管孔，管孔排列分散，单穿孔，管间纹孔互列，系附物纹孔，椭圆形至近圆形，弦切面上明显；轴向薄壁组织量较多，叠生，主为傍管带状、环管状；木射线非叠生、较细密。与乔木树种降香黄檀的比较发现，降香黄檀为散孔材至似半环孔材；内含韧皮部无；髓心较小；轴向薄壁组织主要为傍管型以翼状、聚翼状，离管型为极小的带状；管孔密度较小。综上所述，7种黄檀属藤本或攀援植物的木材解剖构造上有很多相似之处，但也存在较大差异，主要在于：（1）木射线。红果黄檀和滇黔黄檀相同，以同形多列为主，偶见同形单列；斜叶黄檀和两粤黄檀相似，同形单列或多列，而前者为稀异形Ⅲ型；藤黄檀和白沙黄檀相似，以异形单列为主，偶见异形Ⅰ型，而前者极少异形Ⅲ型；弯枝黄檀以异形Ⅱ型为主，其次异形Ⅰ型、异形单列。（2）木射线宽度。藤黄檀和白沙黄檀1～2个细胞；斜叶黄檀、两粤黄檀和弯枝黄檀1～3个细胞；滇黔黄檀1～4个细胞、多数2～3个；红果黄檀1～5个细胞、多数3～4个。（3）髓心内含物。以金黄色为主，但红果黄檀为银白色，斜叶黄檀无或不明显。
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不同浓度微量元素处理对斑兰叶组培过程中挥发性物质及角鲨烯相关酶活性的影响
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了研究不同浓度微量元素处理组培斑兰叶的挥发性物质及角鲨烯相关酶活性的变化，本研究以不同浓度锌（Zn）、镧（La）元素处理的组培斑兰叶为原料，采用GC-MS技术对其挥发性物质进行分析，并测定角鲨烯代谢关键酶活性。结果表明：不同浓度微量元素处理的组培斑兰叶挥发性物质的数量、含量均存在差异，与未处理的组培斑兰叶相比，4 mg/L Zn元素处理和1、2、4 mg/L La元素处理的组培斑兰叶中的挥发性物质较多。Zn、La元素处理均使组培斑兰叶中的醇类物质含量增加、烯烃类物质含量减少；Zn、La元素处理均使组培斑兰叶中的角鲨烯含量明显减少，2 mg/L Zn元素处理使组培斑兰叶中的β-谷甾醇、豆甾醇、棕榈酸乙酯、3-甲基-2-(5H)-呋喃酮、2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4(h)-吡喃-4-酮含量增加，角鲨烯和叶绿醇含量减少；8mg/LLa元素处理组培斑兰叶的叶绿醇含量最高。角鲨烯代谢相关酶活性在组培斑兰叶培养过程中有一定变化，羊毛甾醇合成酶（LSS）和鲨烯环氧酶（SE）在混合物（愈伤组织开始分化出芽）中活性较强，角鲨烯合成酶（SQS）在不定根中活性较强。不同浓度微量元素处理对角鲨烯相关酶活性有一定影响，不同浓度Zn元素处理的组培斑兰叶中角鲨烯含量与LSS、SE、SQS酶活性均呈正相关；La元素处理组培斑兰叶中角鲨烯含量与LSS、SQS酶活性呈负相关，与SE酶活性呈正相关。研究结果丰富了微量元素调控斑兰叶挥发性物质的相关理论研究，为挖掘提高斑兰叶香气品质的组培新技术提供理论依据。
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比浊法测定土壤有效硫的优化及与ICP-OES法对比
《中国土壤与肥料 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：第三次全国土壤普查意义重大,为确保普查数据真实可靠,需对行业标准检测方法进行反复验证以优选出适合在全国范围内推广的方法.由于NY/T 1121.14-2006 比浊法测定土壤有效硫标准曲线线性较差,亟须优化其提取、测定条件以提高方法的准确度和精密度.鉴于此,主要探究了沉淀剂的状态、品牌及线性拟合方式对比浊法测定土壤有效硫标准曲线线性的影响,结果表明,有效硫标准曲线改用现用现配的 40 g/L氯化钡溶液定容可显著提高标准曲线的线性,使其相关系数r>0.999,满足分析测试的要求.同时本实验室对电感耦合等离子体光谱法(ICP-OES)测定土壤有效硫进行方法验证、对比,比浊法、ICP-OES法的检出限分别为 1.20、0.80 mg/kg,均满足分析测试的要求.方法准确度和精密度验证结果表明,二者均可用于土壤有效硫的测定并且测定结果无显著性差异.其中,比浊法适用于测定低含量(<48 mg/kg)样品,ICP-OES法适用于含量范围在 0~150 mg/kg的样品.结合本实验室在第三次全国土壤普查内业检测试点工作中的经验,建议将ICP-OES法作为第三次全国土壤普查有效硫测定的首选方法,以期为第三次全国土壤普查内业检测提供参考和借鉴.
关键词： 第三次全国土壤普查 有效硫 比浊法 电感耦合等离子体光谱仪
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假蒟提取物对海南黑山羊体外瘤胃发酵参数和干物质消化率的影响
《中国畜牧杂志 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：本试验旨在探究底物中添加不同水平假蒟提取物（PSE）对海南黑山羊体外瘤胃发酵参数及干物质消化率的影响。试验选择7只体况良好、体重相近的健康海南黑山羊作为瘤胃液供体，以精粗比为50:50的混合日粮作为发酵底物。试验设计6个PSE添加浓度，分别为0、300、600、1 200、1 800、2 400 mg/kg（干物质基础），即对照组、300 PSE组、600 PSE组、1 200 PSE组、1 800 PSE组、2 400 PSE组，每组7个重复，各组分别于12、24、36 h停止发酵，记录发酵产气量、pH、干物质消化率、氨态氮（NH3-N）浓度和挥发性脂肪酸（VFA）组成。结果表明：随着PSE添加水平的增加，体外发酵产气量呈上升趋势，当添加量达到600 mg/kg及以上时，各试验组产气量均高于对照组（P＜0.05）；添加600、1 200 mg/kg PSE可以提高体外发酵36 h的pH（P＜0.05）；添加PSE对体外发酵的NH3-N浓度无显著影响；添加2400、600mg/kgPSE可以分别提高12、24 h的干物质消化率（P＜0.05）;PSE可以调控瘤胃发酵模式，发酵12、24 h时300 PSE组、600 PSE组、1 200 PSE组和发酵36 h时600 PSE组发酵液中乙酸占比和乙酸/丙酸值低于各对照组（P＜0.05），丙酸占比升高（P＜0.05），发酵类型由乙酸发酵转向丙酸发酵，能量利用效率提高。本次体外试验结果表明，适量PSE可以通过调控瘤胃发酵参数，提高干物质消化率和能量利用效率，且以600 mg/kg为PSE适宜添加量。
关键词： 假蒟提取物 体外发酵 干物质消化率 挥发性脂肪酸 海南黑山羊
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特基拉芽孢杆菌Bt-RS对盐胁迫环境下香蕉幼苗生长的影响
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：土壤盐渍化是世界性生态环境问题，是阻碍作物生长并致使农业生产损失的潜在非生物胁迫因子之一。利用植物根际促生菌促进植物生长，提高植物耐盐性，缓解植物所受的非生物胁迫被视为1种新兴有效可行方法。本研究以实验室前期于南海岛礁根际土壤中分离到的1株特基拉芽孢杆菌（Bacillus tequilensis）Bt-RS为研究对象，利用功能培养基对其耐盐特性和耐盐促生性状进行定性定量分析，并进一步通过土壤盆栽实验评价该菌株在盐胁迫环境下对香蕉幼苗生长的影响。研究结果显示：Bt-RS菌株能够在NaCl含量为0～10%的条件下生长，能耐受多种类型盐分，具有产1-氨基环丙烷-1-羧酸（1-aminocyclopropane-1-carboxylate, ACC）脱氨酶能力；在1%～5%的NaCl浓度下能够分泌植物生长素吲哚-3-乙酸（indole-3-acetic acid,IAA），最大产量值为6.4mg/L。盆栽实验结果显示：在正常条件下，接种菌株Bt-RS的香蕉幼苗相比未接种菌株其株高、叶面积、地上部分鲜重、地下部分鲜重、地上部分干重、地下部分干重分别提高40.30%、93.00%、102.38%、81.08%、65.82%、50.50%；在200mmol/L盐胁迫环境下，接种菌株Bt-RS的香蕉幼苗与对照组相比在株高、叶面积、地上部分鲜重、地下部分鲜重、地上部分干重、地下部分干重方面分别提高20.55%、65.01%、98.14%、144.93%、87.85%、54.01%；在正常条件与盐胁迫下接种菌株均能显著提高香蕉幼苗的株高、叶面积以及生物量（P<0.05），盐胁迫环境下的实验组与正常条件下的对照组相比在株高和叶面积上均无显著差异，因此通过施用菌株Bt-RS能够有效缓解NaCl对香蕉幼苗的胁迫，促进香蕉幼苗的生长。综上结果表明，特基拉芽孢杆菌Bt-RS具有较强的耐盐性以及产IAA和ACC能力，能够促进香蕉幼苗生长并在盐胁迫环境下显著提高植物耐盐性，可为开发与利用盐渍土提供菌株资源。
关键词： 土壤盐渍化 植物根际促生菌 盐胁迫 香蕉幼苗 耐盐促生 特基拉芽孢杆菌
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六斑月瓢虫幼虫和草地贪夜蛾幼虫之间的双向捕食功能评价
《中国生物防治学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：草地贪夜蛾自2019年4月首次在海口市发现，逐渐在各市县扩散，成为海南省多种作物上的重要害虫。六斑月瓢虫是海南地区农田生态系统中重要的捕食性天敌。为评价六斑月瓢虫对草地贪夜蛾的控制能力，室内测定了六斑月瓢虫3龄幼虫对草地贪夜蛾卵和2龄幼虫，以及草地贪夜蛾3、4龄幼虫对六斑月瓢虫卵和1龄幼虫的双向捕食作用。结果显示，草地贪夜蛾与六斑月瓢虫的双向捕食功能反应均符合Holling II功能反应模型。六斑月瓢虫3龄幼虫对草地贪夜蛾卵和2龄幼虫日最大捕食量分别为82.40粒、54.63头。草地贪夜蛾幼虫也可捕食六斑月瓢虫幼虫，其捕食量随草地贪夜蛾龄期增加而增大。草地贪夜蛾3龄幼虫对六斑月瓢虫卵和1龄幼虫日最大捕食量分别为133.68粒、9.89头，草地贪夜蛾4龄幼虫对六斑月瓢虫卵和1龄幼虫日最大捕食量分别为266.04粒、219.08头。而且，不论是六斑月瓢虫捕食草地贪夜蛾，还是草地贪夜蛾捕食六斑月瓢虫，捕食者的搜寻效应均随猎物密度的增加而降低。结果表明，用六斑月瓢虫来防治草地贪夜蛾时，应在草地贪夜蛾出现暴食期前进行，这时防治会有较好的控害效果。
关键词： 六斑月瓢虫 草地贪夜蛾 双向捕食 捕食功能反应 搜寻效应
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重唇石斛地上部分化学成分及其生物活性研究
《热带亚热带植物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了解重唇石斛(Dendrobium hercoglossum)的化学成分,利用硅胶、Sephadex LH-20柱色谱和半制备高效液相色谱等方法,从其地上部分分离了14 个化合物,经波谱分析,其结构分别鉴定为:3,4,5-三甲氧基苯酚(1)、3-hydroxy-1-(4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl)-propan-1-one(2)、methyl 3-(p-hydroxyphenyl)propionate(3)、justiciresinol(4)、榕醛(5)、异落叶松脂素(6)、threo-2,3-bis-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3-methoxypropanol(7)、(+)-松脂素(8)、aloifol I(9)、dendrocandin T(10)、3-甲氧基-4-羟基苯丙酮(11)、1,3,5-三甲氧基苯酚(12)、香草醇(13)和丁香脂素(14),其中化合物 1~12,14 均为首次从重唇石斛中分离得到,化合物7、10 和14 为首次从石斛属植物中分离得到.化合物4、8 和10 具有显著的酪氨酸酶抑制活性,IC50值分别为(10.40±0.36)、(12.16±0.18)和(9.46±0.78)μmol/L.
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斯里兰卡木薯花叶病毒AC2与拟南芥SGS3蛋白互作研究
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：木薯花叶病毒病（cassava mosaic disease, CMD）对我国和世界木薯生产造成严重威胁和危害，目前尚无有效防治方法且缺乏抗性材料，造成严重经济损失，被认为是最有威胁性的病毒病之一，斯里兰卡木薯花叶病毒（Sri Lankan cassavamosaicvirus,SLCMV）是引起木薯花叶病的主要病原之一。RNA沉默是植物和动物先天性的一种抗病毒免疫反应机制，寄主转录后基因沉默（post transcriptional gene silencing, PTGS）是真核生物中一种保守的基因表达调控机制，也是重要的抗病毒免疫机制之一。寄主基因沉默抑制子（suppressor of gene silencing 3, SGS3）是PTGS通路的关键蛋白，在寄主抵御病毒侵染中发挥着关键作用。为抵御宿主这种免疫反应，病毒通常编码病毒沉默抑制子（viral suppressorsofRNAsilencing,VSRs）来抵御寄主PTGS的病毒防御机制，与寄主蛋白互作是沉默抑制子发挥作用的主要作用机制之一。为探究SLCMVAC2是否通过与AtSGS3互作而抑制寄主PTGS的免疫功能，本研究采用酵母双杂交技术（yeast two hybrid system, Y2H）和双分子荧光互补技术（bimolecular fluorescence complementation, BiFC）分析SLCMV AC2与AtSGS3之间的相互作用。结果表明：SLCMV AC2与AtSGS3蛋白在酵母细胞和植物体内均存在相互作用的关系。亚细胞共定位研究进一步证明SLCMV AC2在与AtSGS3互作后，可与AtSGS3形成siRNA-body的RDR6发生共定位。这些结果表明SLCMVAC2可能通过与siRNA-body互作而影响寄主自身免疫机制，提高病毒致病性，SLCMVAC2与AtSGS3的互作可能是SLCMV侵染木薯导致花叶症状发生的分子基础。该研究结果为后续深入解析SLCMV致病机理提供新的理论依据。
关键词： 斯里兰卡木薯花叶病毒 SLCMV AC2 AtSGS3 蛋白互作
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乙烯利对5个菠萝品种成花及品质的影响
《果树学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]筛选出不同菠萝品种适宜的乙烯利催花质量浓度,为菠萝成熟期调节及新品种推广提供参考依据.[方法]利用25~1000 mg·L-1乙烯利对Josapine、台农4号、MD-2、台农21号和台农22号5个菠萝品种进行灌心处理,探究不同乙烯利质量浓度对各菠萝品种成花率、抽蕾期、果实内外品质及畸形率的影响.[结果]除台农22号外,各菠萝品种随着乙烯利质量浓度的增加成花率显著提升.其中,Josapine和台农4号诱导成花的最佳质量浓度为400 mg·L-1,MD-2和台农21号诱导成花的最佳质量浓度为800 mg·L-1.当处理质量浓度大于400 mg·L-1时,Josapine、台农4号和台农21号抽蕾期进一步缩短,MD-2抽蕾期则逐渐延长.当乙烯利质量浓度大于200mg·L-1时,Josapine、MD-2和台农22号纵横径、单果质量等形态指标呈下降趋势.随着乙烯利质量浓度的升高,各品种可滴定酸含量呈下降趋势;相反地,可溶性固形物含量随质量浓度的升高呈上升的趋势.此外,5个菠萝品种在乙烯利诱导下均有畸形果产生,其中Josapine在高质量浓度乙烯利作用下,畸形率最高,达到65.52%,而MD-2畸形率仅为6.67%.[结论]Josapine最适乙烯利催花质量浓度为400 mg·L-1;台农4号、MD-2和台农21号最适质量浓度为800 mg·L-1;而单一乙烯利不能诱导台农22号成花.
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