科研产出
一种深度学习网络的树木点云骨架重建方法
《科学技术与工程 》 2022 北大核心
摘要：基于激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)数据重建树体三维模型并精准获取林木空间枝干结构参数是精准林业发展的必然趋势.本文研究面向激光点云提出了一种融合基于晶格投影的深度学习网络,以及面向提取的枝干点云的树木模型骨架重建的方法.该深度学习网络包括旋转不变性模块、晶格投影与重心插值模块,多尺度变换与卷积操作层,通过将旋转变换后的点云晶格投影到三个坐标平面上再分别重心插值获得变换系数,解决了三维点云因排列无序而造成空间卷积困难的问题.以海南多类树木为研究对象,首先,把带枝叶标签的林木点云基团带入构造的深度学习网络中训练网络参数,实现测试样本中的林木数据的枝叶分离.其次,对分类后的树木枝干点云垂直分层并空间聚类,获取每层的聚类中心点并按相邻层中心点距离最小原则实现骨架链表构造,同时采用自适应随机抽样一致(random sample consensus,RANSAC)方法来计算的圆柱体拟合半径,以重建树木的各级枝干.最后,根据中心点连通的链表结构以及角度变化最小准则自动识别树木中的主枝干和各个一级分枝.通过与实测数据比对验证表明,深度学习枝叶分类准确率为91.31%,高于传统的机器学习分类方法7%左右.算法得到的橡胶树一级枝干直径与实测值比对为:决定系数R2=0.92,均方根误差RMSE=0.64 cm,相对均方根误差rRMSE=6.39%;相应的一级枝干与主枝干的分枝角与实测值比对为:R2=0.91,RMSE=3.32°,rRMSE=7.81%.本文研究设计了深度学习网络与计算机图形学的算法快速精准从地基点云中重建树木的骨架模型,精度吻合实际测量值,具有一定推广价值.
关键词： 地基激光点云 深度学习网络 晶格投影变换 树木骨架重建
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化肥减施对荔枝园土壤微生物功能多样性的影响
《中国土壤与肥料 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为探明化肥减施对荔枝园土壤微生物功能多样性的影响,利用Biolog ECO技术对不同施肥处理[T0(果农习惯施肥处理)和T1~T9(不同化肥减施处理)]荔枝园土壤微生物的功能多样性进行了研究.结果表明,土壤微生物群落的平均颜色变化率(AWCD值)增长的拐点在培养120 h时,以此时的AWCD值为指标进行正交试验方差分析,3个因素对AWCD值的影响排序为无机肥>枝叶还田方式>有机肥,AWCD值最大的是T2处理(枝叶粉粹覆盖、增施有机肥、减施无机肥而高磷肥),最小的是T9处理(枝叶粉碎填埋、有机肥和无机肥用量最少、且磷肥投入最少),其他处理(T1、T3~T8)间无显著差异.为比较化肥减施处理(T1~T9)和果农习惯施肥处理T0的差异,以不同施肥处理作为单因素进行方差分析.结果发现:各处理间AWCD值和McIntosh多样性指数的结果趋势一致,即T2处理的AWCD值和McIntosh多样性指数最高,T0(枝叶直接回田、低有机肥、高无机肥但低磷肥)和T9处理较低,与T2处理呈显著差异,其余处理间无显著差异;各处理间Shannon-winener丰富度指数没有显著差异.不同施肥处理微生物功能多样性的区别在于对糖类、胺类、酚酸类和聚合物类4类碳源利用的差异.土壤中有效磷含量与土壤微生物群落对氨基酸类碳源的利用及其McIntosh多样性指数呈显著正相关.综上,枝叶粉碎覆盖、增施有机肥、高磷肥的化肥减施处理较枝叶直接回田、低有机肥、高无机肥但低磷肥的果农习惯施肥处理显著提高了土壤微生物的功能多样性.
关键词： 荔枝;Biolog ECO;化肥减施;土壤微生物;功能多样性;碳源利用
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西双版纳与海南橡胶林根际细菌群落组成与多样性研究
《西部林业科学 》 2022 北大核心
摘要：微生物在推动营养物质在土壤的生物化学循环、促进植物生长和抑制植物病害中起着非常重要的作用.为了解西双版纳地区和海南地区橡胶林根际微生物群落种类组成和空间分布对多样性格局特征的影响,采用高通量测序的方法,在西双版纳地区和海南地区分别选取3个地区橡胶林作为研究对象,分析根际细菌的组成多样性和大尺度地理分布格局.结果显示:橡胶树根际土壤细菌群落组成和多样性在大尺度地理位置上存在明显差异,PCoA分析西双版纳与海南的地理位置因素对组间差异的解释度为18.15%,Venn图显示163属是西双版纳植胶区特有的,占所有菌属种类的16.86%.Shannon指数西双版纳植胶地区显著高于海南植胶区.西双版纳地区根际独有属的比例较高.土壤有机质(SOM)、全磷(TP)、全钾(TK)是显著影响根际细菌群落大尺度地理分布最主要因子.
关键词： 橡胶林;根际细菌;多样性;西双版纳;海南
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优质荔枝品种"观音绿"在粤西地区的引种试验
《南方农业 》 2022
摘要：粤西湛江地区荔枝品种结构不合理,优良品种占比小,产期过度集中.为调整荔枝品种结构,引种优质荔枝新品种"观音绿".以广东湛江主栽品种"妃子笑"为砧木,通过高接换种的方法引种,高接后观察"观音绿"的生长情况、物候期等栽培表现,同时测定果实性状及品质.连续5年的调查分析表明:1)"观音绿"荔枝品种适应粤西地区气候,生长势强,易成花,嫁接后3年挂果,果实成熟期为6月上中旬,较主栽品种"妃子笑"晚10 d.2)品质测量数据显示,平均单果重20.58 g,单果重比原产地低0.42~4.42 g,为原产地的82.32%~98%;可溶性固形物含量比原产地高1.91%,为原产地的110.32%;可食率比原产地低3.09%,为原产地的96.21%.3)引种后的"观音绿"荔枝品种的果实性状均接近原产地水平,表明引种成功.
关键词： 荔枝;观音绿;引种;广东省湛江市
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芒果果实中农药残留分布及慢性膳食摄入风险
《食品工业科技 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为掌握常用农药在芒果果实中的残留分布情况及其对慢性膳食摄入风险的贡献大小.采用气相色谱和超高效液相色谱-串联质谱法测定样品中42个常用农药残留.采用点评估方法计算检出农药对儿童和成人的慢性膳食摄入风险的贡献份额,采用相对效能因子法计算农药的累积风险.44.1%的全果样品和35.5%的果肉样品中检出农药残留.吡虫啉在全果和果肉中的检出率最高,分别为21.6%和19.6%.按照我国制定的最大残留限量标准(MRL),吡唑醚菌酯、噻虫胺、吡虫啉和苯醚甲环唑在全果和果肉中均存在超标现象,在全果和果肉中的超标率分别是6.9%/1.0%、5.9%/1.0%、3.0%/2.0%、2.0%/2.0%.不套袋品种(台农和贵妃)农药检出率和超标率高于套袋品种(金煌).所有检出农药的残留水平基本符合全果的残留量高于果肉的残留量.对于内吸性较强的农药(如新烟碱类农药和三唑类农药等),少部分芒果样品果肉中的残留量高于全果或者只在果肉中有检出.果肉中同时检出4种及以上农药的样品比例为7.9%,小于全果中的比例(20.6%).所有检出农药对成人和儿童的%ADI均远远小于100%,且三唑类和新烟碱类农药的累积风险也极小.通过芒果摄入的农药残留对慢性膳食摄入风险的贡献极低.
关键词： 芒果;全果;果肉;残留分布;慢性膳食摄入风险;累积风险
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羊角拗茎的化学成分及其抗炎活性研究
《天然产物研究与开发 》 2022 CSCD
摘要：探讨羊角拗茎的化学成分及其抗炎活性,采用硅胶、Sephadex LH-20等色谱分离技术分离纯化羊角拗茎乙醇提取物的乙酸乙酯萃取物中的化合物,通过质谱和核磁共振等波谱技术对其结构进行鉴定,确定出了13个化合物,包括常春藤皂苷元(1)、(-)-loliolide(2)、(3S,5R,6S,7E)-3,5,6-trihydroxy-7-megastigmen-9-one(3)、(3R,6R,7E)-3-hydroxy-4,7-megastigmadien-9-one(4)、松脂素(5)、表松脂素(6)、4,4′-dihydroxy-3,3′-dimethoxybenzophenone(7)、6-羟基柚皮素(8)、东莨菪素(9)、6-羟基-7,8-二甲氧基香豆素(10)、吲唑(11)、香草酸(12)、对羟基苯甲酸(13)。其中化合物1～4和6～13为首次从羊角拗中分离得到。采用LPS诱导小鼠单核巨噬细胞RAW 264.7体外细胞炎症模型测试结果表明,化合物5能显著抑制NO的产生,IC_(50)值为18.09±1.09μM。
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海南岛斑兰叶分布格局研究
《中国热带农业 》 2022
摘要：斑兰叶是海南特色香料作物之一,具有广阔的开发前景.为获取适宜种植斑兰叶的生境与栽培模式等信息,对海南省主要种植区域与种植模式进行走访调查,采用野外调查结合实验室分析的方式,选取种植规模较大的斑兰叶田,采集地理和生境指标,收集土壤测定容重.结果表明:①斑兰叶种植园主要分布于海南岛东部各市县;②水分充裕的低海拔丘陵与平原地区更适合斑兰叶种植;③发展林下复合栽培斑兰叶是未来推广斑兰叶种植业的首选种植模式;④适宜斑兰叶种植的土壤水分条件为含水量15%~20%.通过调查表明,低海拔、水分充足地区适宜斑兰叶生长,以林下间作种植模式为佳,此研究结果可为海南斑兰叶优势种植区布局以及开发高效栽培技术提供理论依据.
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不同木薯品种对二斑叶螨的抗性鉴定与评价
《热带农业科学 》 2022
摘要：为了满足中国木薯产业健康持续发展需求，系统开展了抗二斑叶螨木薯品种鉴定与评价。结果显示：80个参试木薯品种中，C1115、缅甸品种、SC5、SC9、SC15、利民、哥伦比亚4D共7个品种对二斑叶螨表现为抗，SC8、SC12、SC8002等27个品种对二斑叶螨表现为中抗，GR10、沙田面包、BRA12等41个品种对二斑叶螨表现为感，SC205、TMS60444、KU50、面包、BRA900共5个品种对二斑叶螨表现为高感。取食抗、感品种后的二斑叶螨发育与繁殖差异显著。与感螨木薯品种相比较，取食抗虫木薯品种后的F0代二斑叶螨发育历期显著延长（16.17～18.00 d）,F1代每雌产卵量（6.77～11.13粒）、卵孵化率（34.20%～56.33%）和雌成螨比例（60.67%～66.47%）显著降低。不同品种对二斑叶螨的抗性不同，抗螨木薯品种通过显著延长二斑叶螨的发育历期及显著降低后代每雌产卵量、卵孵化率和雌成螨比例抑制二斑叶螨种群数量发展，从而表现出抗螨、免受二斑叶螨取食为害。本研究为深入解析木薯抗二斑叶螨机理提供了参试材料与理论依据。
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利用SSR荧光标记构建37个中国橡胶树栽培品种指纹图谱
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：以37个橡胶树栽培品种为材料,利用SSR荧光标记技术进行DNA指纹图谱的构建和遗传关系分析,构建我国橡胶树栽培品种的SSR指纹图谱.共计筛选和确定出34对SSR引物作为构建橡胶树品种DNA指纹图谱库的核心引物,其中30对SSR引物可用于品种鉴定,4对SSR引物可作为备选引物用于后续新选育品种的鉴定.筛选和确定出的核心SSR引物表现出较高的多态性信息含量(PIC值),其中PIC值高于0.5的引物高达97%,PIC值大于0.7的引物多达12对,PIC值大于0.8的引物有2对.引物rbm28的多态性最高,可作为最佳引物用于鉴定中国橡胶树主栽品系的遗传多样性,其他4条引物HESR025、HESR163、H-084、H-122同时具备较高的杂合率和多态性,可考虑作为备选引物.34对核心SSR引物在37个橡胶树品种中共检测到161个等位变异,平均每对引物检测到5.4个等位基因,平均PIC值为0.65,表现出高度多态性.利用30对核心SSR引物对37份橡胶树品种进行扩增,得到相关品种的准确SSR位点信息,获得包含37个橡胶树品种的标准DNA指纹图谱库,其中33个橡胶树品种均具有唯一的DNA特征指纹,可作为各品种特定的图谱,为橡胶树品种鉴定和育种实践提供依据.
关键词： 巴西橡胶树 品种鉴定 SSR荧光标记 DNA指纹图谱
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