科研产出
基于无人机数码影像的冬小麦株高和生物量估算
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：高效、快速地获取作物的株高和生物量信息,对农业生产有重要意义。该文利用2015年4月-6月获得了冬小麦拔节期、挑旗期和开花期的高清数码影像。首先基于无人机高清数码影像生成冬小麦的作物表面模型(crop surface model,CSM),利用CSM提取出冬小麦的株高(Hcsm),然后利用提取的21种数码影像图像指数,构建了拔节期、挑旗期和开花期混合的多生育期生物量估算模型,并进行单生育期和多生育期模型对比分析;最后选择逐步回归(stepwise regression,SWR)、偏最小二乘(partial least square,PLSR)、随机森林(random forest,RF)3种建模方法对多生育期估算模型进行对比,挑选出冬小麦生物量估算的最优模型。结果表明,提取的Hcsm和实测株高(H)具有高度拟合性(R2=0.87,RMSE=6.45 cm,NRMSE=11.48%);与仅用数码影像图像指数构建的生物量估算模型相比(R2=0.721 2,RMSE=0.137 2 kg/m2,NRMSE=26.25%),数码影像图像指数融入H和Hcsm所得模型效果更佳,其中融入Hcsm的模型精度和稳定性(R2=0.819 1,RMSE=0.110 6 kg/m2,NRMSE=21.15%)要优于加入株高H所构建的估算模型(R2=0.794 1,RMSE=0.117 9 kg/m2,NRMSE=22.56%);SWR生物量估算模型(R2=0.7212)效果优于PLSR(R2=0.677 4)和RF(R2=0.657 1)生物量估算模型。该研究为冬小麦生长状况高效、快速监测提供参考。
关键词： 无人机 数码影像 作物表面模型 冬小麦 株高 生物量 逐步回归
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中国近10年SO_2时空格局变化遥感监测
《环境科学与技术 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：开展近地表大气中的二氧化硫浓度长时序空间格局动态变化监测,对于保护生态环境、评估节能减排成效具有重要意义。该文利用OMI L3 SO_2产品数据分析2008-2017年近地表中国区域SO_2柱浓度的年际、季相、月际及空间变化特征,并与SO_2排放量统计数据进行对比分析,结果表明:(1)从年际变化来说,2008-2017年中国SO_2柱浓度总体呈下降趋势,于2016年下降至最低值,2017年SO_2柱浓度与2016年持平,2008-2017年OMI SO_2柱浓度与国内SO_2排放量相关系数可达0.74;(2)在空间分布上,中国中东部地区SO_2柱浓度较高,尤其是京津冀及其周边地区,而西部地区SO_2柱浓度普遍较低,如西藏、青海、新疆等地区;(3)从各年份SO_2柱浓度分布情况可以得出,自2012年起全国SO_2柱浓度高值区范围逐年缩小,京津冀及山东地区高值区范围缩小程度最为明显,至2015年全国已不存在SO_2柱浓度高值区;(4)从季相变化来看,SO_2柱浓度高低排序为:冬季>秋季>春季>夏季;SO_2柱浓度月均值呈现以年为周期的波动形式,SO_2柱浓度最低值一般出现在每年的5-7月,最高值一般出现在11、12、1、2月,与季度变化趋势相一致。近10年来中国制定了许多环保政策,加大了环保治理力度,如节能减排,淘汰落后产能,优化产业结构,近地表大气SO_2柱浓度不断下降的时序遥感监测结果充分证明了中国近年来在环保领域所取得的重大进步。
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贮藏时间对超高压处理鲜榨番茄汁品质的影响
《食品科学技术学报 》 2019 北大核心
摘要：以热处理(100℃处理5 min)作为对照,评价超高压处理(25℃和400 MPa处理30 min)鲜榨番茄汁贮藏3个月期间的品质和风味变化规律。结果显示超高压处理的鲜榨番茄汁在2个月的贮藏期内,菌落总数、霉菌和酵母菌数量均在国家食品卫生标准以内;pH值、PPO和POD活性逐渐降低;维生素C含量降低约24%,而热处理的鲜榨番茄汁中维生素C含量降低约96%;超高压处理的鲜榨番茄汁风味更加接近于番茄的原有香气,而热处理引起风味的显著性变化。因此,超高压处理的鲜榨番茄汁在2个月的贮藏期内品质和风味均优于传统热处理番茄汁。
关键词： 超高压 热处理 鲜榨番茄汁 货架期 多酚氧化酶 过氧化物酶
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不同架式‘爱神玫瑰’葡萄果实成熟期间单萜积累及相关基因的表达
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探讨不同架式对葡萄果实成熟期间单萜类化合物合成的影响,进一步从基因表达水平揭示基因转录与单萜积累的关系,以期为生产中架式选择及葡萄果实香味品质的提高提供一定的理论依据。【方法】以T型和V型架式栽培的‘爱神玫瑰’葡萄果实为试材,于果实成熟初期(花后30 d)开始取样,直至果实完全成熟。连续两年常规方法测定果实样品可溶性固形物及可滴定酸含量,利用顶空固相微萃取结合气相色谱与质谱联用技术(SPEME-GC-MS)测定果实中单萜类组分和含量的变化,采用实时荧光定量PCR技术分析单萜合成途径中关键基因脱氧木酮糖磷酸合酶基因(DXS1和DXS3)、脱氧木酮糖磷酸还原异构酶基因(DXR)、异戊烯基焦磷酸还原酶基因(HDR)、里那醇合成酶基因(Liner syn)和萜品醇合成酶基因(Terp syn)的表达变化。【结果】随着果实成熟,可溶性固形物含量逐渐升高,而可滴定酸含量逐渐降低。成熟期的T型架葡萄果实可溶性固形物含量显著高于V型架,可滴定酸含量没有显著差异。2016年和2017年两种架式果实样品中分别检测到27和28种单萜类化合物。检测结果表明不同架式主要萜烯类化合物组分不尽相同,随着果实成熟,主要萜烯类成分也发生变化。成熟时,T型架果实中主要单萜类化合物有里那醇、柠檬烯、α-萜品醇、β-cis-罗勒烯和香叶醇;V型架主要有里那醇、α-萜品醇、柠檬烯、橙花醚和β-cis-罗勒烯等,其中以里那醇含量最高。2016年成熟期T型架果实单萜总量达到108.18μg·L~(-1),是V型架最高含量的1.9倍。而2017年成熟期T型架果实单萜总量达到403.24μg·L~(-1),是V型架最高含量的1.5倍;大多数单萜类化合物含量在成熟时表现为T型架显著高于V型架。在整个果实成熟期间,两种架式葡萄果实单萜类化合物积累表现为两种变化模式,包括里那醇、香叶醇、橙花醇及萜品醇等在内的大部分化合物遵循第一种模式,即在果实成熟时含量达到最高。但是不同架式表现又略微不同,(E,Z)-别罗勒烯、β-cis-罗勒烯、柠檬烯和α-萜品醇等化合物在T型架果实中表现为先下降,花后57 d急剧升高,成熟后期(花后76 d)又下降的趋势。而在V型架果实中这些化合物含量随着果实成熟逐渐上升,花后48 d达到积累高峰,之后又逐渐下降至最低含量。另外,果实成熟期间单萜合成途径基因(DXS1、DXS3、DXR、DHR、Liner syn和Terp syn)表达量随着果实成熟呈上升趋势。不同架式葡萄果实成熟期间单萜总量积累规律与DXS3、HDR、Liner syn和Terp syn表达规律相似。成熟期T型架果实中各个基因表达量明显高于V型架,与单萜类化合物积累模式相一致。【结论】T型架式栽培更有利于果实单萜类物质的积累,T型架式单萜类化合物的高效积累与其代谢途径多个关键酶基因高效表达密切相关。
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斑翅果蝇气味结合蛋白OBP56h与小分子化合物的结合特征
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】克隆斑翅果蝇(Drosophila suzukii)气味结合蛋白56h(odorant binding protein 56h,OBP56h)基因,诱导表达斑翅果蝇OBP56h重组蛋白(DsuzOBP56h),研究其与小分子化合物的结合特性。【方法】通过RT-PCR并设计特异性引物克隆斑翅果蝇OBP56h ORF全长,从NCBI数据库中下载相似度高的昆虫气味结合蛋白序列,进行序列比对和分析。以NdeⅠ和XhoⅠ为酶切位点,将OBP56h连入pET-30a(+)原核表达载体,将重组质粒转入BL21(DE3)大肠杆菌感受态细胞。扩大培养阳性菌株,并用IPTG诱导表达DsuzOBP56h重组蛋白。收集菌液,通过超声波破碎细胞得到蛋白,利用Ni-NTA柱纯化蛋白,进行Tris-HCl透析,用BCA法测定蛋白浓度。蛋白用50 mmol·L~(-1) Tris-HCl(pH 7.4)稀释至终浓度2μmol·L~(-1),配基用色谱级甲醇稀释至终浓度1 mmol·L~(-1),以4,4′-二苯胺基-1,1′-联萘-5,5′-二磺酸二钾盐(4,4′-dianilino-1,1′-binaphthyl-5,5′-disulfonicacid dipotassium salt,bis-ANS)荧光探针为报告子,利用荧光竞争结合试验检测DsuzOBP56h蛋白与18种候选小分子化合物配基的结合特性。【结果】克隆获得了斑翅果蝇OBP56h的ORF全长,共405 bp,N-端含有19个氨基酸组成的信号肽,具有6个保守半胱氨酸位点,符合OBP的典型特征,与其同属的黑腹果蝇OBP56h进化关系最近。成功连入pET-30a(+)表达载体,在1 mmol·L~(-1) IPTG、28℃条件下诱导DsuzOBP56h蛋白表达,并过柱纯化得到目的蛋白。荧光光谱试验显示,荧光探针bis-ANS与DsuzOBP56h的解离常数为0.9568μmol·L~(-1),适合作为本试验中竞争性荧光结合试验的报告子;进一步的荧光竞争结合试验表明,在18种候选配基中,苦味物质盐酸小蘖碱和香豆素与DsuzOBP56h的结合亲和性较强,解离常数分别为12.16和17.93μmol·L~(-1),柚皮素与DsuzOBP56h的解离常数为25.32μmol·L~(-1),草莓叶片产生的一种对斑翅果蝇具有吸引作用的挥发性气味物质β-环柠檬醛也能与DsuzOBP56h结合,其解离常数为31.37μmol·L~(-1)。【结论】斑翅果蝇气味结合蛋白OBP56h能与测试的多种植物苦味物质和挥发性气味物质结合,表明DsuzOBP56h很有可能参与斑翅果蝇对食物味觉和嗅觉的识别行为,研究结果可为理解斑翅果蝇的取食行为提供理论依据,并为开展斑翅果蝇的生态防控提供新思路。
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早熟油桃新品种‘瑞光51号’
《园艺学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：‘瑞光51号’油桃是以‘94-1-40’为母本,‘Sunraycer’为父本杂交选育的早熟新品种。花粉多。果实椭圆形,平均单果质量173 g,大果186 g;果面3/4以上着玫瑰红色;果肉黄白色,硬溶质,汁多味甜,可溶性固形物含量12%,粘核。果实发育期75 d。需冷量低。早果,丰产,盛果期产量30 t·hm~(-2)。
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镉胁迫对马蔺根系活力和矿质营养元素吸收的影响
《西南农业学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究镉(Cd)胁迫对马蔺根系活力和矿质营养元素吸收的影响.[方法]采用水培法,以马蔺为试验材料,设置6种CdCl2质量浓度(0,10,25,50,100,150 mg·L-1),通过对马蔺根系活力、地上部和根系镉含量,以及6种矿质营养元素(Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn)含量的测定,研究了不同镉浓度处理下马蔺根系活力及矿质营养元素的变化.[结果]随镉胁迫时间的延长,对照处理下(CK,未经镉处理),根系活力呈逐渐上升趋势;10-50 mg·L-1 Cd处理下,根系活力呈先升后降趋势;100和150 mg·L-1Cd处理下,根系活力呈逐渐下降趋势.随镉处理浓度的增加,马蔺地上部Mg、Mn、Cu和Zn含量呈显著降低趋势,Ca和Fe含量呈增加趋势;根系中的Fe、Mn、Cu、Zn含量呈逐渐增加趋势,Ca和Mg含量呈逐渐下降趋势.镉处理下,Ca和Mg含量转移系数呈先升后降趋势;Mn、Cu、Zn转移系数低于对照;Fe转移系数与对照相比较无显著差异.镉胁迫下,地上部Fe含量和Cd含量呈显著正相关,Ca、Cu、Zn、Mg、Mn含量和Cd含量呈不显著负相关;马蔺根系Cu、Zn、Mg、Fe、Mn含量和Cd含量呈正相关,Ca含量和Cd含量呈极显著负相关.马蔺根系镉含量可达到829.39~8944.54 mg·kg-1,地上部镉含量可达到200.60~519.76 mg·kg-1,大多数镉离子保留在根中,因此,马蔺具有将重金属镉截留于根系以减少镉从根系转移到地上部的能力.[结论]中低镉浓度下,根系活力和根系中矿质营养元素吸收受镉的影响较小;高镉浓度下,马蔺根系活力下降,其通过调节营养元素的吸收和分配,来适应镉胁迫环境.
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北京西山绿化树种PM_(2.5)吸附量及叶表面AFM特征分析
《生态学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：以北京西山针阔叶树种(白皮松Pinus bungeana、油松Pinus tabulaeformis、柳树Salix babylonica、五角枫Acermono、银杏Ginkgo biloba、杨树Populus spp.)为研究对象,应用气溶胶再发生器测定植物叶片夏秋季PM_(2.5)吸附量,同时用原子力显微镜(AFM)观察叶表面微形态特征,并分析叶表面粗糙度等参数,探讨树种叶表面特征与其PM_(2.5)吸附能力间的相关性。结果表明:针叶树种年均单位叶面积PM_(2.5)吸附量(1.70μg/cm~2)>阔叶树种(0.48μg/cm~2);各树种年均单位叶面积PM_(2.5)吸附量大小排序为白皮松(1.71μg/cm~2)>油松(1.67μg/cm~2)>柳树(0.54μg/cm~2)>五角枫(0.51μg/cm~2)>银杏(0.47μg/cm~2)>杨树(0.39μg/cm~2)。针叶树种单位叶面积PM_(2.5)吸附量季节变化趋势为冬(2.86μg/cm~2)>春(1.39μg/cm~2)>秋(1.13μg/cm~2)>夏(0.96μg/cm~2);而阔叶树种则是秋(0.56μg/cm~2)>夏(0.55μg/cm~2)>春(0.015μg/cm~2)。叶片粗糙度与单位叶面积PM_(2.5)吸附量呈显著线性正相关(P<0.01),其中,针叶树种吸附PM_(2.5)能力受粗糙度影响较明显。北京作为国际化大都市,大气环境PM_(2.5)污染趋于严重。因此,分析了北京西山典型针阔叶树种PM_(2.5)吸附量的季节差异及其影响因素,探讨各树种叶片吸附PM_(2.5)机理,根据各树种吸附PM_(2.5)特征及其与叶表面形态的关系,对针阔叶树种进行合理配置,充分发挥城市绿地系统的生态服务功能,为城市绿化树种的科学选择提供参考。
关键词： 北京西山 针阔叶树种 PM_(2.5)吸附量 AFM特征 粗糙度
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减氮配施有机肥对夏玉米——冬小麦土壤硝态氮及氮肥利用的影响
《土壤通报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为实现华北平原夏玉米—冬小麦的高产及氮肥的高效利用,采用田间小区试验方法,研究了氮肥减量及其与有机肥配施对夏玉米—冬小麦轮作体系内土壤硝态氮分布及氮肥利用的影响。结果表明:与不施氮处理(CK)相比,施用氮肥增加了冬小麦和夏玉米的生物量和产量,而在农民习惯施氮基础上减量1/3不会显著影响到生物量和产量。其中减氮配施有机肥(ONM)处理的周年总产最高,相比习惯施氮(CN)和减氮处理(ON)分别提高了1.85%和3.78%。处理CN的0～180 cm土壤硝态氮累积量的周年变化均值达502.7 kg hm-2,分别是处理CK、ONM、ON的2.95、2.17、1.56倍。与处理CN相比,处理ONM显著降低了剖面(0～180 cm)土壤中的硝态氮含量,其中在夏玉米季和冬小麦季的降低幅度分别为18.1%～66.7%和37.3%～87.2%。处理ON和ONM相比处理CN,植株周年总吸氮量无显著性差异,氮肥利用率却得到了显著提高。其中处理ONM的周年氮肥利用最高,比处理CN提高了36.9%。综合分析,减氮与有机肥配施不仅显著降低了0～180 cm土壤硝态氮含量,大幅度提高了氮肥利用率,且有助于增加冬小麦和夏玉米的生物量及产量。
关键词： 氮肥减施 有机肥 夏玉米-冬小麦 硝态氮 氮肥利用率
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