多信息融合的冬小麦地上鲜生物量检测研究

郑玲; 朱大洲; 董大明; 张保华; 王成; 赵春江; 《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD

摘要：将小麦冠层光谱与小麦冠层图像或者侧面图像进行多信息融合,对冬小麦地上鲜生物量进行预测,提高了冬小麦地上鲜生物量无损检测精度,试验获取苗期93个样本的冠层光谱和冠层图像,中后期(拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期)200个样本的冠层光谱和侧面图像。将光谱反射率作为光谱特征参数,并通过图像处理提取小麦覆盖度作为图像特征参数,建立苗期和中后期基于光谱特征参数和图像特征参数的地上生物量检测模型,将冠层光谱反射率和小麦覆盖度作为多信息融合的输入,利用多元回归分析(MRA)和偏最小二乘法(PLS)建立地上鲜生物量预测模型并进行验证。结果表明,在苗期和中后期,将光谱信息和图像信息融合,采用PLS所建立的预测模型与单独的图像模型和光谱模型相比精度最高。苗期基于信息融合所建立的PLS模型验证集R~2为0.881,其RMSE为0.015kg;中后期基于信息融合所建立的PLS模型验证集R~2为0.791,RMSE为0.059kg。由此可见,相比单一的光谱模型和图像模型,图像信息和光谱信息融合之后,充分提高了光谱信息和图像信息的利用率,使模型的精度得以提高。

关键词： 多信息融合 偏最小二乘回归 冠层光谱 机器视觉 冬小麦 生物量

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ATR-THz波谱结合PLS-DA对陈化小麦快速无损鉴别研究

王冬; 潘立刚; 刘龙海; 江元卿; 李安; 靳欣欣; 马智宏; 王纪华; 《光谱学与光谱分析 》 2016 EI SCI 北大核心 CSCD

摘要：采用ATP附件采集了人工控制条件老化小麦样品的太赫兹波谱数据,并在PCA综合得分基础上对数据进行分集,建立陈化小麦的快速无损鉴别PLS-DA模型,并对其进行外部验证。结果显示,针对吸收系数谱,所建模型的校正集实验组、对照组以及交互验证实验组、对照组正确率分别为84.2%,94.7%,84.2%和81.6%,外部验证集实验组、对照组正确率分别为73.7%和100.0%;针对折射率谱,所建模型的校正集实验组、对照组以及交互验证实验组、对照组正确率分别为84.2%,92%,76.3%和76.3%,外部验证集实验组、对照组正确率分别为84.2%和89.5%。研究表明,ATR-THz技术在陈化小麦无损鉴别方面具有一定的应用潜力。

关键词： 太赫兹波谱 衰减全反射 小麦 综合得分 判别分析

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风送式水稻侧深精准施肥装置的设计与试验

左兴健; 武广伟; 付卫强; 李立伟; 魏学礼; 赵春江; 《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD

摘要：针对中国水稻施肥机械化程度低,传统撒施肥料利用率低、施肥量大的现状,结合侧深施肥农艺特点,对风送式排肥方法进行了理论分析,研制了风送式水稻侧深精准施肥装置。该装置采用模块化设计与乘坐式插秧机配套使用,采用电机驱动排肥、风送肥料、全球定位系统(global position system,GPS)测速的工作原理,侧位深施化肥的施肥方式,采用车辆行驶速度与排肥驱动电机转速实时匹配的精准施肥控制方法。设备在黑龙江七星农场开展了田间实际作业试验。试验表明,该装置与插秧机配合使用时能一次性完成插秧与侧深精准施肥作业,当预置施肥量为300 kg/hm2,车辆稳定行驶速度为1 m/s时,施肥量偏差控制在5.82%以内,能够较好的满足实际生产需求。该研究为开展水稻变量施肥控制技术研究和水稻侧深施肥装置的研发提供了参考。

关键词： 农业机械 设计 农作物 风送式 精准施肥 侧深施肥

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基于三维点云的玉米果穗几何建模

温维亮; 王勇健; 许童羽; 杨涛; 郭新宇; 朱宏宇; 董成玉; 《中国农业科技导报 》 2016 北大核心 CSCD

摘要：果穗是玉米产量的构成器官,为构建高精度玉米果穗几何模型,提出了一种基于三维点云数据的玉米果穗几何建模方法。针对玉米果穗形态结构特征,选取Artec Spider三维扫描仪搭建玉米果穗点云数据快速获取系统并获取果穗点云,然后通过点云配准、重采样和孔洞修补操作得到高质量果穗三维点云,最后基于Voronoi图的网格重建方法重构果穗网格模型。结果表明,所重建的玉米果穗具有较高的真实感,且与基于计算机视觉算法相比精度大幅提高。基于三维点云的玉米果穗几何建模对于玉米果穗的种质资源保存、基于三维数据的果穗考种、玉米器官三维模板资源库构建等工作具有重要的推动作用。

关键词： 玉米 果穗 三维重建 点云

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油菜素内酯对豇豆冷害的控制

范林林; 高丽朴; 王清; 吕佳煜; 史君彦; 夏春丽; 左进华; 《食品工业科技 》 2016 北大核心 CSCD

摘要：为研究油菜素内酯(Brassinolide,BR)处理对豇豆冷害现象的控制,将豇豆分别用0.5、1、2、4、8μmol/L BR溶液浸泡10 min后沥干,用0.03 mm厚度的PE保鲜膜包装后置于4℃冷库中贮藏,每2 d测定豇豆的感官评分和冷害率,通过此研究发现1μmol/L BR处理效果最佳;然后将豇豆用1μmol/L BR溶液浸泡10 min后沥干、用0.03 mm厚度的PE保鲜膜包装后置于4℃冷库中贮藏,每2 d测定与成熟衰老相关生理生化指标。结果表明,与对照组相比,1μmol/L BR处理能够延缓失重率、相对电导率、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量的上升,抑制可溶性固形物(TSS)含量的下降,提高过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性,抑制多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和脂氧合酶(lipoxygenase,CAT)活性,保鲜效果显著(p<0.05)。

关键词： 豇豆 油菜素内酯 冷害

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阿特拉津胁迫对菖蒲的生理毒性效应

李翠; 温海峰; 郑瑞伦; 陈洁; 马雪菊; 王庆海; 《农业环境科学学报 》 2016 北大核心 CSCD

摘要：为明确阿特拉津对菖蒲的毒性效应,本文通过水培实验研究了阿特拉津浓度和培养时间在抑菌和不抑菌条件下对菖蒲叶绿素含量、叶绿素a/b值、丙二醛含量(MDA)、抗氧化酶(SOD和POD)活性和最大光能转化效率的影响。结果表明:不抑菌条件下,叶绿素a和叶绿素总量随处理浓度的增加和培养时间的延长逐渐降低,叶绿素a/b值无显著变化;MDA含量随着培养时间延长呈现先升高后降低的趋势,至培养第5周,≤2 mg·L~(-1)处理的MDA含量恢复至对照水平;SOD和POD活性随培养时间延长和处理浓度增加均无显著变化;最大光能转化效率(Fv/Fm)随处理浓度的增加而降低,0.5 mg·L~(-1)处理与对照无显著差异,≥1 mg·L~(-1)处理培养1~4周显著低于对照,第5周时恢复至对照水平。抑菌条件下,培养第1周叶绿素含量和Fv/Fm均显著低于不抑菌处理,培养4~5周时,≥1 mg·L~(-1)处理Fv/Fm亦显著低于不抑菌处理;整个试验期间≥2 mg·L~(-1)处理Fv/Fm均显著低于对照水平。可见,菖蒲对阿特拉津胁迫具有较好的耐受能力,水培系统中的微生物可在一定程度上减轻阿特拉津胁迫对菖蒲的毒性效应。

关键词： 阿特拉津 菖蒲 生理特性 水污染 抑菌条件 耐受性

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利用全基因组关联分析获得白菜A01染色体定位的霜霉病抗病位点和相关分子标记开发

只升华; 苏同兵; 于拴仓; 张凤兰; 余阳俊; 《植物生理学报 》 2016 北大核心 CSCD

摘要：本研究对202份大白菜自然群体材料进行简化基因组测序(Specific Locus Amplified Fragment Sequencing,SLAF),并通过测序深度、SLAF标签的多态性与参考基因组的相似程度等指标的筛选,获得了全基因组均匀分布的960个SLAF分子标记。结合相应材料的霜霉病病情调查结果,利用所述960个SLAF标记进行全基因组关联分析。结果显示:(1)在A01染色体上检测到1个新的与抗霜霉病关联的SLAF标记,即SLAFMarker A0124655323;(2)根据SLAFMarker A0124655323左右两翼最近标记之间的距离确定此热点区间为A01染色体24573724~24755150的物理范围;(3)利用该区间内的一个SNP开发出适用于KASP分型技术的SNP分子标记,在各亚群选择准确率均在80%以上;(4)在此区间找到抗病相关基因13个。本研究获得的新的抗病位点和开发的SNP分子标记,将有助于大白菜抗霜霉病分子育种。

关键词： 大白菜 霜霉病 全基因组关联分析 简化基因组测序 竞争性等位基因特异性PCR

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SSR和SNP标记在玉米分子标记辅助背景选择中的应用比较

宋伟; 赵久然; 王凤格; 田红丽; 葛建镕; 王元东; 赵衍鑫; 《玉米科学 》 2016 北大核心 CSCD

摘要：利用SSR和SNP两种标记对H2321/J076/J076的BC1F1代群体进行分子标记辅助背景选择,比较两种标记在分子标记辅助背景选择上的应用效果。经筛选表明,40对SSR引物中在回交亲本间具有多态性的引物有6对。利用多态性引物对BC1代群体进行毛细管电泳检测结果表明,157个单株轮回亲本背景回复率在50%~100%,背景回复率为100%的单株有1株,背景回复率91.67%的单株有14株。利用Maize SNP3072芯片分析后发现,104个多态性SNP位点可以将157株个体进行精细排序,背景回复率在51.92%~93.75%。比较SSR和SNP标记的背景选择结果,两种标记呈中等程度相关。在回交早代将SSR和SNP标记结合使用进行背景选择,可以实现大群体严选择,提高选择效率。

关键词： 玉米 分子标记辅助背景选择 SSR SNP

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烟粉虱复合种—小昆虫,大危害

罗晨; 《植物保护学报 》 2016 北大核心 CSCD

摘要：烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)复合种主要通过刺吸式口器直接吸食植物汁液导致植物生长不良,分泌蜜露引发煤污病以及传播双生病毒等方式给农业生产造成巨大的经济损失。从国家自然科学基金委网站的项目检索"项目主题词"栏中输入"烟粉虱"查询到的数据显示:2001年至2015年的15

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‘富士’苹果品质与果实矿质元素含量的关联性分析

张强; 李兴亮; 李民吉; 周贝贝; 孙健; 魏钦平; 《果树学报 》 2016 北大核心 CSCD

摘要：【目的】探讨我国‘富士’苹果品质与果实矿质元素含量的关系,筛选影响果实品质特性的主要矿质元素,建立‘富士’苹果优质的果实矿质元素含量优化方案,为提高‘富士’果实品质、减少生理病害的果园合理土壤和叶面施肥等提供理论依据。【方法】2010—2011年对我国苹果产区51个县(市)153个乔砧‘富士’苹果园的果实矿质元素和品质指标进行调查分析,应用偏最小二乘回归变量投影重要性筛选影响果实品质因子的主要果实矿质元素和建立回归方程,线性规划方法求解‘富士’苹果优质的果实矿质元素含量优化方案。【结果】我国‘富士’苹果果实中不同矿质元素含量和品质差异较大,氮、铁、锌和硼的含量分别相差12.06、6.17、7.7和10.08倍,果实可滴定酸含量和固酸比分别相差2.33和2.16倍;果实品质与果实矿质元素含量的相关分析表明,果实氮含量与果实可溶性固形物含量、固酸比和着色面积呈极显著的负相关,果实中钙、铁含量与果实可溶性固形物含量和固酸比呈极显著的正相关;偏最小二乘回归的模型效应载荷和权重分析表明,果实氮和铁对果实综合品质性状影响较大,其次是果实中的磷、钾和钙;果实单果质量主要受果实中氮、磷、钾的影响,并与磷、钾含量有较大的正效应系数,而与氮含量有负的效应系数;变量投影重要性获得了果实可溶性固形物含量主要受果实中氮、钙和铁的影响,并与果实氮含量有最大的负效应系数,而与果实铁和钙有正效应系数。‘富士’苹果优质的果实矿质元素最佳质量分数为:氮0.25%、磷0.07%~0.12%、钾0.7%~1.2%、钙700 mg?kg-1、铁105~184 mg?kg-1、锌4.3~9.0 mg?kg-1、硼16.8~43.0 mg?kg-1。【结论】降低果实氮含量,提高果实铁、磷、钾和钙含量是提高‘富士’果实品质的重要技术措施。

关键词： ‘富士’苹果 果实矿质元素 果实品质 偏最小二乘回归 优化方案

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