科研产出
基于低空无人机影像光谱和纹理特征的棉花氮素营养诊断研究
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】基于无人机高空间分辨率影像,探讨剔除土壤背景信息及增加纹理信息对棉花植株氮浓度反演的影响,为棉花氮素营养精准探测提供新技术手段。【方法】开展棉花水、氮耦合试验,分别在棉花的不同生育期获取无人机多光谱影像和植株氮浓度信息。基于以上数据,首先探讨了土壤背景对棉花冠层光谱的影响;其次,分析了影像纹理特征与植株氮浓度间的相关性;最后,将获得的数据分为建模样本和检验样本,设置剔除土壤背景前、剔除土壤背景后、增加纹理特征等不同情景,采用光谱指数与主成分分析耦合建模的方法,来建立各种情景下植株氮浓度的反演模型,并对模型反演效果进行比较。【结果】土壤背景对棉花冠层光谱有影响,且不同生育期趋势不同;影像纹理特征参数与植株氮浓度间有显著相关关系;剔除土壤背景前植株氮浓度反演模型的建模决定系数为0.33,标准误差为0.21%,验证决定系数为0.19,标准误差为0.23%;剔除土壤背景后模型的建模决定系数为0.38,标准误差为0.20%,验证决定系数为0.30,标准误差为0.21%;增加纹理信息后模型的建模决定系数为0.57,标准误差为0.17%,验证决定系数为0.42,标准误差为0.19%。【结论】基于低空无人机高空间分辨率影像,剔除土壤背景和增加纹理特征均可提高棉花植株氮浓度的反演精度;影像纹理可以作为一种重要信息来支撑无人机遥感技术反演作物氮素营养状况。
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矮秆耐密植大豆新品种合农91选育与高产创建
《大豆科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了选育大豆高产新品种,更新育种与栽培理念和思路及改变品种类型,利用美国矮秆资源育成了矮秆耐密植大豆新品种合农91,并集成了窄行密植栽培技术。2018年在新疆进行高产创建,创造了小面积产量6 356.55 kg·hm~(-2)的全国高产纪录。该品种株高55～65 cm,种植密度45～55万株·hm~(-2),区域试验平均产量3 146.5 kg·hm~(-2),较对照品种合农60增产16.1%。生产试验平均产量3 216.4 kg·hm~(-2),较对照品种合农60增产17.6%。蛋白质含量37.02%,脂肪含量22.42%,中抗灰斑病,抗疫霉病。生育日数120 d左右,需≥10℃活动积温2 450℃左右,在东北春大豆产区为中早熟品种。
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棉花诱变种质Ghl4-3-3L基因的Eco-TILLING分析
《西南农业学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[目的]为了验证前期建立的诱变体系和鉴定技术在棉花种质资源创制方面的效果.[方法]本实验利用Eco-TILLING技术和测序技术,对诱变获得的棉花材料纤维相关基因进行分析.[结果]与纤维相关的基因Ghl4-3-3L在对照和诱变材料上获得了不同的SNP位点变异,在石引150材料上的扩增产物存在1个SNP位点差异,位于320 bp处;石引200材料的扩增产物存在2个SNP位点,分别位于320和380 bp处;石引250材料扩增产物与对照存在1个SNP位点,位于320 bp处,并且经过酶切和测序结果得到了验证.蛋白比对显示其中1个SNP位点的改变导致开放阅读框(ORF)变短,氨基酸数目减少,蛋白结构发生改变,其结构功能有待于进一步研究;连续3年纤维检测数据显示石引200材料与对照之间存在差异性,推断可能与SNP位点变异有关,研究结果将为深入研究SNP位点变异与绒长改变之间的关联性奠定基础.[结论]建立的诱变体系和鉴定技术能够用于棉花种质资源的创制,所得材料在表型性状和分子水平都发生了变化,为深入研究棉花种质资源的创制提供了新的方法和鉴定技术.
关键词： 棉花 纤维 Eco-Tilling分析 诱变
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棉花基肥对行分层深施机的设计与试验
《新疆农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究北斗导航拖拉机自动驾驶系统进行肥料的对行深施。【方法】采用样机田间试验。【结果】平均施肥量为21.4 kg/667 m~2,变异系数为4.0%,施肥量比较稳定。肥料分层深施效果方面,深层肥料平均深度为19.8 cm,浅层肥料平均深度为12.5 cm,可以有效满足实际生产作业。【结论】该机主要由开沟分层施肥装置、覆土装置、排肥装置、限深行走轮等组成,可一次性完成对行开沟、分层施肥和覆土作业。
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塔里木河中下游流域棉田及胡杨林土壤细菌群落结构及多样性研究
《微生物学通报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[背景]新疆绿洲生态系统的大规模农垦开发对当地生态环境产生了一系列影响,评估农业活动对新疆地区原始生态土壤细菌群落的影响对合理利用土地、开发农业资源具有指导意义.[目的]通过研究塔里木河中下游流域受农垦开发影响的棉田及未经历土地开垦的胡杨林土壤细菌群落结构及多样性的变化,探究农垦开发活动对土壤微生态的影响.[方法]利用国标法测定塔里木河中下游流域绿洲棉田及原始胡杨林全氮、总盐、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、pH等土壤理化性质;提取土壤总DNA,通过PCR扩增建立文库,用新一代Illumina HiSeq 2500测序技术对土样DNA进行16S rRNA基因(V4区)高通量测序;利用生物信息学分析细菌群落的α多样性(包括Chaol、Observed species、Phylogenetic diversity (PD)、Shannon、Simpson和Good's coverage指数)、p多样性在两地的变化,基于线性判别分析流程[Linear discriminant analysis (LDA) effect size pipeline,LEfSe]分析在两地具有显著差异的细菌分类单元;结合土壤理化参数、群落功能预测分析可能影响两地细菌群落结构变化的主要因子.[结果]土壤基本理化性质分析:绿洲棉田与原始胡杨林相比,全氮、碱解氮、总盐、pH含量显著增加,土壤盐含量与全氮、碱解氮和pH呈显著正相关(P<0.05);细菌多样性分析:α多样性指数Chaol、Observed species和PD在棉田样品中均显著低于胡杨林样品,Shannon指数差异虽不显著,但是也表现出同样的变化趋势;细菌群落组成分析:两组样品中的优势细菌依次为α-变形杆菌纲、放线菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、γ-变形菌纲、B-变形菌纲、δ-变形菌纲、绿弯菌门、厚壁菌门、浮霉菌门、泉古菌门和硝化螺旋菌门(丰度>1%);差异分析的结果显示,新疆绿洲棉田土壤中显著富集的微生物主要包括酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门、黄杆菌纲、α-变形菌纲、γ-变形菌纲中的一些物种,以及泉古菌门中的Candidatus Nitrososphaera;新疆原始胡杨林土壤中显著富集的微生物主要包括绿菌门、δ-变形菌纲以及变形菌门中的其他物种,还包括泉古菌门中的Nitrosopumilus.主坐标分析(PCoA)结果显示,棉田生态系统的土壤细菌群落结构能够与胡杨林生态系统的群落结构明显分开,且前者的细菌群落结构一致性更高.功能预测结果显示,绿洲棉田的硝化作用显著高于原始胡杨林.冗余分析(RDA)结果表明全氮含量对细菌群落结构有显著影响.[结论]在长期耕种施肥等人为因素干扰下,绿洲棉田土壤细菌多样性和群落结构发生明显改变,细菌α多样性明显低于原始胡杨林,细菌p多样性差异减弱,同时一些与植物生长密切相关的细菌类群,如放线菌、硝化细菌等显著富集.该研究可为新疆绿洲棉田生态系统的开发利用现状提供数据参考.
关键词： 塔里木河流域 绿洲棉田 胡杨林 细菌群落结构 多样性分析
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绢蒿荒漠主要植物幼苗发生的数量动态及其影响因素
《草业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了明确绢蒿(Seriphidium)荒漠主要植物幼苗发生类型和数量动态,研究了绢蒿荒漠不同坡向的50个样方内土壤理化性质以及年内月平均降水、温度对主要植物幼苗数量发生类型和数量动态的影响.结果表明,凋落物与幼苗总数呈显著负相关关系(P<0.05),土壤有机质、粪便量、土壤紧实度与幼苗总数呈极显著正相关关系(P<0.01),而土壤pH与幼苗总数的相关性不显著(P>0.05).依据土壤环境因子可将植物幼苗的发生类型划分为3种,其中2种为凋落物、粪便量、土壤有机质共同敏感型,1种为土壤紧实度和pH敏感型;坡向和时间对植物幼苗的分布有显著影响,各个坡向的主要植物幼苗数量会随着时间变化产生显著的动态变化.4种主要植物幼苗由于春季温度适宜、降水量丰沛,呈现爆发性出苗,随着时间的推移,温度不断升高,幼苗数量逐渐减少.绢蒿 、 角果毛茛(Ceratocephalus orthoceras)、庭荠(Alyssum desertorum)幼苗随秋季水热条件的改善会出现二次生长和秋季萌发,再次形成秋末冬初的第2个数量峰值.进一步对月平均降水、温度与各月份幼苗数量进行相关分析和回归分析,结果表明,降水和温度是影响幼苗数量动态变化的主要因素.
关键词： 绢蒿荒漠 土壤因子 环境因子 坡向 幼苗分布 数量动态 秋季萌发
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细粒棘球绦虫原头蚴lncRNA表达谱分析
《畜牧兽医学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：本研究旨在解析lncRNA在细粒棘球绦虫原头蚴中的表达谱特性,为进一步揭示lncRNA在细粒棘球绦虫原头蚴发育中的作用及调控机制提供理论依据.从患病绵羊肝无菌采集细粒棘球绦虫原头蚴,提取总RNA,构建原头蚴lncRNA文库,利用RNA sequencing技术进行测序分析.结果表明,首次从细粒棘球绦虫原头蚴中鉴定出609个新的lncRNA分子.其中intergenic lncRNA有431个,intronic lncRNA有11个,anti-sense lncRNA有68个,sence lncRNA有99个.GO分析表明,其表达量前200的lncRNA分子主要与MAP激酶的负调控、SMC结合复合物、IMP的生物合成以及乙酰转移酶激活剂活性相关.KEGG分析结果表明,其表达量前200的lncRNA分子主要与细胞凋亡、萜类骨架生物合成、碳代谢以及背腹轴形成相关.cis分析结果表明,在这609个新的lncRNA分子中,与虫体Wnt信号通路、Hedgehog信号通路、NF-κB信号通路、cAMP信号通路、Notch信号通路、胆酸盐信号通路以及背腹轴信号通路相关的lncRNA分子分别有79、31、10、128、43、84和73个.qRT-PCR的验证结果表明,表达量前10的lncRNA分子与测序结果一致.RNA荧光探针原位杂交结果表明,高表达的lncRNA分子在细粒棘球绦虫原头蚴吸盘以及表皮均有表达.综上所述,本研究首次解析了细粒棘球绦虫原头蚴中lncRNA的表达谱特性,丰富了细粒棘球绦虫lncRNA的数据,为进一步解析lncRNA在细粒棘球绦虫原头蚴发育中的作用奠定了基础.
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履带自走式果园气爆深松施肥机研制
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对现有果园人工施肥作业劳动强度大、效率低,以及机械开沟、挖穴施肥作业翻动土壤破坏土层结构和损伤果树根系的问题,该文结合新疆及中国北方干旱区果园土壤深松和深位施肥的要求,研制了一种履带自走式果园气爆深松施肥机,解决了坚硬土层快速打穴、定量取肥排肥、高压气爆深松施肥等关键技术难题.该机采用全液压驱动履带行走方式,主要由打穴注肥装置、定量加肥装置、气爆发生装置等关键部件组成,可一次完成果树根部土层定点打穴、气爆松土和定量深位施肥等多道工序.为提高作业效率和施肥效果,以单次作业时间和肥料扩散半径为评价指标,以打穴深度、施肥插杆内径、气爆压力为影响因素,进行了二次旋转正交组合试验,通过Design-ExpertV8.0.6.1软件,建立了评价指标与各影响因素的数学回归模型,分析了显著因素对评价指标的影响,优化试验参数,确定最优参数组合为:打穴深度600 mm、施肥插杆内径30 mm、气爆压力0.6 MPa.田间验证试验结果表明:在优化参数组合下,单次作业时间为22.1 s,肥料扩散半径为413.6 mm.试验样机经新疆维吾尔自治区农牧业机械产品质量监督管理站检测,各项检测指标均达到了样机设计的技术要求.该研究成果可为果园气爆深松施肥机产品研发与改进提供技术支撑.
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基于逆透视变换的条播作物早期作物行识别
《江苏大学学报(自然科学版) 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：根据条播作物田间作业的对行要求,提出了一种新的作物行检测方法.首先通过选取透视图像中底部区域进行垂直投影,获得透视图像中作物行的边缘点并进行逆透视变换,然后基于逆透视变换算法消除图像几何失真,利用骨化算法求取逆透视图像中作物行的骨架线交点集,在逆透视变换图像中根据边缘点对骨架线交点集进行划分,最后对交点集分类后的作物行进行拟合,以获取不同的作物行.通过对300幅不同生长条件下的小麦作物行图像进行识别试验,其行识别拟合结果表明:作物行拟合的平均误差为2.136 7°,标准差为1.024 3°,平均耗时为0.364 7 s,能够满足实时工作要求.
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不同配置模式下机采棉脱叶催熟视觉症状及机理
《新疆农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析机采棉脱叶和吐絮视觉症状和影响因素,研究不同脱叶剂在棉田的脱叶催熟规律,为脱叶剂在新疆早熟棉区的推广和应用提供科学依据。【方法】设置不同脱叶剂处理,在每个处理内外行选择长势均匀的棉株进行挂牌调查,分析取样叶和棉铃。【结果】叶片脱落的先后顺序是上层先掉小叶、新叶,后掉大叶、老叶、主茎叶,间隔3～5 d;中下层先掉主茎叶、大叶、老叶,后掉其他叶,间隔3～5 d;整体棉株主茎叶、铃对位叶先脱落,其他叶片,如铃上位叶、铃下位叶后脱落,间隔3～5 d。棉铃吐絮顺序是自下而上,内行快于外行1～2 d。叶片脱落过程中叶片颜色由绿色4～5 d后变成褐红色再过3～4 d后变成黄色,形态上由正常4～5 d后形成斑点,4～5 d后斑点连片,再过4～5 d后整叶老化干枯。离层在喷药后3～5 d先从下部裂开,再过3～5 d后断裂,形成完整离层。叶片脱落和棉铃吐絮顺序受到棉花品种(生育期121～125 d)、配置(66 cm+10 cm或76 cm+76 cm)、施药时间(9月5～15日)、药剂浓度(225～525 mL/hm~2)、药剂种类、温度(日均温>18℃,最低温度>12℃)、雨、风(>3级)、草害、病虫害、支撑点(>1)及外界碰撞等内外因素的影响。【结论】喷药后3～5 d开始出现脱叶和吐絮加快症状,20 d后脱叶基本稳定,脱叶率83%～99%以上,吐絮率增加到81%以上。
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