科研产出
倒伏胁迫下的玉米冠层结构特征变化与光谱响应解析
《光谱学与光谱分析 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：倒伏胁迫是玉米生产中的主要灾害之一,严重影响玉米的产量、品质和机械收获能力.解析不同倒伏胁迫强度下玉米冠层结构变化规律及其光谱响应机理,是玉米倒伏灾情大范围遥感监测的基础.分别在玉米抽雄期、灌浆中期设置茎倒、茎折、根倒3种强度的倒伏处理,基于田间多频次持续观测实验,分析生育期、倒伏类型对玉米冠层结构动态变化及其自我恢复能力的影响;采用传统光谱变换与连续小波变换方法对倒伏玉米冠层高光谱进行处理,选取叶面积密度(LAD)为玉米倒伏冠层结构特征指标,筛选叶面积密度最佳敏感波段和小波系数,基于随机森林法构建叶面积密度高光谱响应模型,利用未参与建模的实测样本验证模型精度,重点探讨小波分解尺度和光谱分辨率对LAD光谱响应能力的影响规律.研究结果表明:叶面积密度作为单位体积内叶面积总量的冠层结构表征指标,与倒伏胁迫强度具有较好的响应关系,灌浆期的倒伏玉米LAD普遍高于抽雄期,抽雄期LAD整体表现为茎折>根倒>茎倒>未倒伏,灌浆期LAD整体表现为根倒>茎折>茎倒>未倒伏;经连续小波变换后,玉米倒伏冠层光谱对玉米倒伏LAD的响应能力普遍优于传统光谱变换,随着小波分解尺度的增加, LAD与敏感波段的相关性越强,其中10尺度相关系数最高,达0.74;连续小波变换所构建的模型精度普遍优于传统光谱变换,其中由原始光谱小波变换后构建的LAD响应模型精度最高,检验样本的R~2为0.811, RMSE为1.763,表明连续小波变换技术可凸显和利用冠层光谱中的细微信息.因此,叶面积密度可有效定量表征不同倒伏胁迫程度的玉米冠层结构变化特征,连续小波变换能有效提升冠层光谱对倒伏玉米结构变化的响应能力,基于随机森林法构建的倒伏玉米叶面积密度诊断模型具有较高的精度和稳定性,可为区域尺度的夏玉米倒伏灾情遥感监测提供先验知识.
关键词： 玉米 倒伏 叶面积密度 高光谱 连续小波变换 随机森林
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番茄灰霉病生防链霉菌筛选及鉴定
《微生物学通报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[背景]由灰葡萄孢侵染所致的番茄灰霉病是一类重要的真菌病害,生物防治具有环境友好、病原菌不易产生抗药性等特点,是果蔬灰霉病绿色防控的有效措施.[目的]筛选对番茄灰霉病具有防病作用且能促进番茄种子发芽的广谱拮抗性链霉菌,并明确该菌株种级分类地位.[方法]采用琼脂块法筛选拮抗番茄灰霉病菌的链霉菌菌株,采用对峙培养法和生长速率法检测菌株T22抑菌谱,通过产胞外酶活性检测、离体叶片防效和种子发芽试验明确该菌株的防病促生相关特性,根据形态学特征、生理生化特性和分子生物学方法对该菌株进行种类鉴定.[结果]从分离的56株放线菌中筛选到14株对番茄灰霉病菌具有拮抗效果的放线菌菌株,其中链霉菌T22对番茄灰霉病菌抑制作用最强,且具有较广抑菌谱,同时菌株T22具有产生纤维素酶和几丁质酶的能力.菌株T22无菌发酵滤液对番茄灰霉病菌、桃褐腐病菌、黄瓜枯萎病菌抑菌率分别为84.6%、81.5%和79.1%;其无菌发酵滤液原液对番茄灰霉病离体防效为55.1%;100倍稀释液处理番茄种子,胚轴、胚根和种子活力指数分别增加15.1%、29.7%和43.9%.根据形态学特征、生理生化特性和多基因聚类分析将链霉菌T22鉴定为白黑链霉菌(Streptomycesalboniger).[结论]白黑链霉菌T22具有较强的抗真菌、产胞外酶、防病和促生活性,在番茄灰霉病生物防治中具有较好的开发应用潜力.
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小麦种子规模化DNA提取及检测体系的优化
《中国农业科技导报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：以小麦种子分子检测农业行业标准(NY/T 2859-2015)为基础,开发小麦种子快速、规模化提取DNA方法,优化反应体系中各组分含量,为小麦真实性快速执法提供技术支撑。通过对SDS、CTAB、高盐低p H、快速提取和试剂盒5种方法提取的DNA质量、浓度和PCR扩增效果进行比较,发现改进的高盐低p H方法提取种子的DNA质量、浓度能够满足小麦真实性鉴定中42对SSR引物重复鉴定的需求,是利用96孔深孔板和自动化移液工作站规模化、高通量提取DNA的较优方法。进一步优化结果显示该方法在65℃温浴条件下比室温的浓度高出25%,但两种温度条件下提取的DNA质量及浓度均能够满足品种鉴定的需求;沉淀时用0.5倍提取液体积的预冷异丙醇沉淀浓度最高,用室温的异丙醇沉淀的最佳体积是提取液体积的0.6倍。对标准中42对引物的最佳引物浓度和模板浓度均进行了优化,综合所有42对引物的优化结果发现,反应体系为20μL时,引物终浓度为0.437 5μmol/L,模板终浓度为10 ng/μL时扩增效率相对较高,扩增产物稳定,能够满足多重电泳的需求。
关键词： 小麦 种子 DNA提取 高盐低pH PCR反应体系 优化
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京津冀设施蔬菜信息技术应用需求分析——基于414家经营主体的调查
《中国蔬菜 》 2019 北大核心
摘要：对京津冀地区414家蔬菜经营主体设施蔬菜生产经营信息化应用现状、采用效果与存在问题、信息技术需求等进行问卷调查分析。结果表明:经营主体的智能手机、电脑拥有量等信息化基础较好,智能手机覆盖率达99.60%,电脑拥有率达78.90%;视频监控是生产环节应用最为普遍的信息技术,施药机、耕整机以及水肥一体化等装备的应用比较广泛;信息技术及装备的应用效果满意度平均在3.6分以上。面临的主要困难在于生产经营成本、市场化运作、应用发展差距、技术产品特性以及信息化人才缺乏等;经营主体对病虫害预警系统、生产管理系统、水肥药精准施用与节力装备等的需求较为强烈。
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信息化应用对农民增收的影响效应分析——来自京津冀353个农户样本的证据
《情报杂志 》 2019 北大核心 CSSCI
摘要：[目的/意义]随着互联网与农业农村领域的深度融合发展,信息化应用水平已成为衡量农民现代化的重要标志,如何从微观层面剖析信息化应用对农民收入的影响效应是目前亟待解决的关键问题。[方法/过程]以京津冀353个农户信息化与收入情况为研究对象,通过构建包含基础设施、信息化应用、信息化消费、主体认知4个维度的农户信息化水平评价指标体系,采用综合指数合成法对农户信息化水平进行评价,进一步应用多元回归模型对信息化关于农户收入的影响效应进行了测算。[结果/结论]研究结果显示,2018年京津冀样本农户信息化水平平均值为0.5791,处于中等偏上水平,而且信息化发展对农民收入有显著的正向影响作用,表现为信息化水平每增加1%,农民收入水平平均上涨0.4395%。
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太赫兹技术在农产品品质检测中的研究进展
《光谱学与光谱分析 》 2019 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：农产品质量安全日益受到关注。由于传统检测方法存在耗时长、操作复杂、消耗大量溶剂、成本高等问题,因而迫切需要开发快速无损检测技术。在电磁波谱中位于微波和红外辐射之间的太赫兹波,因其所处波段的特殊性,使其具有了瞬态性、高穿透性、宽带性、相干性和低能性等一系列特性,太赫兹技术可以有效反映有机生物分子的结构和性质,作为物质"指纹"谱,该技术逐渐应用于有机生物分子的定性、定量分析,在近红外光谱、拉曼光谱、X射线等众多光谱类快速无损检测技术中成为一种极具竞争力的新兴检测技术。首先介绍了太赫兹波特点,太赫兹光谱及其成像技术原理;其次,在其基础上总结了太赫兹数据处理一般流程及其主要步骤中的常用分析方法,着重对定量、定性分析步骤中模型搭建方法、评估方法、评估指标进行了阐述;再次,讨论了近几年来太赫兹技术在农产品品质检测中的几个关键领域应用和研究进展,具体包括农药残留、抗生素、毒素等微量有害物质检测,掺假、转基因和外源异物的鉴别以及农产品内部营养成分含量预测等;最后,系统探讨了太赫兹技术在农产品品质检测领域尚需解决的问题,以此为导向总结需要进一步加强的研究方向,并对太赫兹技术在农产品品质领域未来发展作出展望。已有研究文献表明太赫兹技术在农产品品质检测领域的有效性。尤其,对非极性物质不敏感的特性,使其对已包装农产品的品质检测与评估具有得天独厚的优势。随着机器学习、强化学习等信息科学技术发展,一方面进一步加强太赫兹数据分析技术研究,通过数据自主学习,从数据角度揭示科学规律,构建精度更高、运算开销更小、实时性更强、泛化能力更好的分析模型;另一方面从分子振动理论出发,结合化学、物理学知识,研究太赫兹光谱特性的形成机理,并将获取的先验知识应用于分析模型的构建,通过数据与机理二者有机结合,提高太赫兹光谱分析软实力。未来硬件系统开发上以便携、低成本、灵敏度高为目标,最终实现太赫兹技术应用从实验室研究阶段逐渐走向商用工程化应用。
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一个新的水稻D17/HTD1基因等位突变体的分子鉴定
《植物遗传资源学报 》 2019
摘要：株高和分蘖是水稻重要的农艺性状,直接影响到产量.本研究从粳稻品种日本晴的组培苗后代中分离出一个可稳定遗传的半矮化多分蘖突变体t489,相比野生型,突变体株高明显下降、分蘖能力明显增强.遗传分析表明该性状受1对隐性基因控制.进一步基因鉴定发现,突变体中编码植物激素独脚金内酯(SLs,Strigolactones)合成途径中的类胡萝卜素裂解双加氧酶7即D17/HTD1基因编码区第916 bp位置的碱基由G突变为T,导致蛋白翻译提前终止,仅编码305个氨基酸组成的蛋白,但此突变并未造成该基因转录水平的改变.基于此突变位点开发的dCAPS-D17标记与突变体和日本晴构建的BC1F2群体中的矮化多分蘖植株共分离,这表明G916T突变与表型相关,t489可能是一个新的D17/HTD1等位突变体.
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灞桥樱桃多品质数据分析
《食品安全质量检测学报 》 2019
摘要：目的综合分析灞桥樱桃多种品质数据,以寻找影响灞桥樱桃品质的主要因素.方法采用近红外光谱仪无损测定灞桥樱桃样品可溶性固形物含量(soluble solid content, SSC)、可滴定酸含量、果实硬度,根据SSC和可滴定酸含量计算糖酸比,并采用电子天平、游标卡尺分别测定单果重和果实横径数据.分别对灞桥樱桃6种品质数据进行统计分析、直方图分析和相关分析,并采用主成分分析算法对灞桥樱桃品质数据进行综合分析.结果灞桥樱桃单果重、SSC和糖酸比的变异系数较大,可滴定酸含量、果实横径和果实硬度相对较小;灞桥樱桃的单果重、果实横径、果实硬度、SSC、可滴定酸含量、糖酸比的平均值±样本标准差(x±s)分别为(7.21±1.34) g、(25.44±1.69) mm、(3.70±0.06) kg/cm~2、(14.7±2.6) Brix、(0.41±0.03)%、(35.8±4.9),各品质数据基本符合正态分布规律;灞桥樱桃质地均匀性较好,且SSC和糖酸比之间具有较高的相关性;前4个主成分的累计贡献率为98%,可溶性固形物含量、果实硬度、糖酸比这3个品质参数对整体数据的影响较大;果实横径、单果重对数据的影响分别次之;可滴定酸含量对数据的影响较小.结论采用近红外光谱分析仪获取灞桥樱桃SSC、可滴定酸含量及果实硬度数据过程具有无损、快速、高效的特点,有利于消除樱桃果实之间的差异所导致的不确定性;结合单果重、果实横径数据可对灞桥樱桃品质数据进行综合分析,可为灞桥樱桃品质评价提供数据参考.
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精准农业对华北平原冬小麦温室气体排放和产量的短期影响
《农业环境科学学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：本试验以京郊冬小麦田为研究对象,采用大田试验设置4个处理:CTF(常规整地+常规施肥)、PF(精准施肥)、LL(激光平地)、PF+LL(精准施肥+激光平地),采用静态箱-气相色谱法分析了不同农业措施下的土壤温室气体(CO_2、N_2O、CH_4)排放特征。结果表明:和CTF相比,LL冬小麦产量显著提高7.10%;降雨、灌溉后表层土壤含水率显著提高,冬小麦季土壤CH_4吸收量显著增加22%,土壤CO_2、N_2O累计排放量分别显著增加27.20%、8.81%。PF产量与CTF无显著差异;土壤N_2O排放峰出现在追肥后,PF排放峰值显著较CTF低15.41%,精准施肥至收获期间PF土壤N_2O显著减排15.05%,但整个冬小麦生长季PF土壤CO_2、N_2O累计排放量和CH_4累计吸收量与CTF均无显著差异。和CTF相比,PF+LL小麦产量显著提高8.2%,同时PF+LL土壤具备较好的持水性,雨季及灌溉后表层土壤含水率分别显著提高8.81%、7.63%,冬小麦生长季土壤CO_2累计排放量显著增加33.53%,CH_4吸收量显著增加31.5%,N_2O累计排放量无显著差异,但在精准施肥至收获期间土壤N_2O显著减排10.22%。综上,激光平地技术可显著增产但综合增温潜势较强,精准施肥技术对产量无显著影响,但降低了N_2O排放峰值,减少了精准施肥后的N_2O累计排放量,表现出一定的N_2O减排潜力。
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苹果矮化砧和矮化中间砧‘宫藤富士’在北京的抗寒性及矮化中间砧对‘宫藤富士’生长结果的影响
《中国果树 》 2019 北大核心
摘要：以25个矮化砧木苹果树和17个矮化中间砧嫁接‘宫藤富士’苹果树为试材,研究了不同类型矮化砧木1年生枝条和不同矮化中间砧‘宫藤富士’1年生枝条的半致死温度,以及17个矮化中间砧对‘宫藤富士’树体生长和产量的影响。结果表明:SH系矮化砧木抗寒性最强,同系内砧木半致死温度相近,‘SH8’‘SH9’‘SH12’‘SH28’与其他砧木差异明显,M系和MM系砧木抗寒能力最差;17个矮化中间砧嫁接的‘宫藤富士’1年生枝条半致死温度的差异与其中间砧枝条有相似的趋势,中间砧影响栽培品种的抗寒性。不同矮化中间砧嫁接‘宫藤富士’,7年生树高度、干径、覆盖率和总枝量等差异较大,以‘GX’和‘MM106’为中间砧的树最高,以‘MM106’和‘SH3’为中间砧的树体覆盖率最大,以‘M7’为中间砧的总枝量最大,以‘SH40’和‘SH6’为中间砧的平均株产最高,以‘SH18’和‘SH6’为中间砧的大果率最高。
关键词： 苹果 矮化中间砧 ‘宫藤富士’ 抗寒性 树体生长 结果 北京
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