科研产出
数字植物研究进展:植物形态结构三维数字化
《中国农业科学 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：数字植物围绕农林植物生命、生产和生态系统的多维信息高效感知和认知的理论、技术和方法,通过多学科交叉合作,研究农林植物-环境3D数字化、高通量信息获取、情景感知、信息融合、结构和功能模拟、数字化设计和精准管理决策等数字农业的关键性、基础性以及共性理论和技术问题。植物形态结构的三维数字化是数字植物研究的重要组成部分,近年来很多学者从植物组织、器官、植株和群体等不同尺度,或者从植物根系和地上部等不同视角,围绕植物形态结构的参数测量、几何结构解析、三维模型构建、结构与功能建模,以及三维植物模型真实感展现等需要,开展了更深入的研究。在组织尺度方面,随着MRI、CT、显微成像等技术产品的不断成熟,使得利用这些先进测量仪器获取和测量植物组织内部结构数据成为可能,并被越来越多的研究者采用,成为进行植物内部形态结构测量和分析的有效手段。在植物根系的三维数字化方面,由于植物的根普遍生长在土壤里,观察和测量十分困难。虽然近年来XCT、MRI等穿透射线成像技术已越来越多地用于根系的形态结构探测,但这类技术往往仅能获取范围较小的根系局部数据,且价格昂贵。因此植物根系形态结构的准确、无损(原位)、快速测量仍然是一个挑战。在群体尺度方面,基于实测数据的三维重建逐渐成为植物群体三维重建的主要途径,研究者正试图从激光三维扫描仪获取的植物群体三维点云中提取群体的形态参数并实现群体的三维重构。而在三维植物模型的真实感绘制方面,如何准确地测量各种植物器官的光学特性并建立相应的数学模型是当前的研究重点,虽然已有不少研究者提出了相应的解决方案,但这些方法在便捷性和普适性方面仍然难以令人满意,有待更多深入研究。笔者最后结合相关领域的技术进展对数字植物的进一步研究进行了展望。
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中国主要落叶果树果实硒含量及其膳食暴露评估
《中国农业科学 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：【目的】针对苹果、梨、桃、葡萄、枣、猕猴桃等6种主要国产落叶果树开展果实硒含量及其膳食暴露评估研究,明确硒含量水平及其对消费者健康的风险水平,为水果生产和消费提供参考。【方法】从主产区(包括安徽、河北、河南、江苏、辽宁、山东、陕西和新疆)共采集760个水果样品,采用氢化物原子荧光光谱法测定样品硒含量。分别以硒耐受上限(UTL)、硒最高用量(UIL)和硒适宜膳食摄入量(AI)为评价标准,对中国成人和哺乳妇女每日从6种水果中摄入硒的量(包括平均摄入量、最高摄入量、中间摄入量和最低摄入量)进行风险评估。【结果】⑴测定的760个水果样品,平均硒含量为4.3μg·kg-1,最高硒含量为38.0μg·kg-1,硒含量<5μg·kg-1的样品占78.2%,富硒(硒含量≥10μg·kg-1)样品占14.2%;⑵样品间硒含量有异,变异系数分别达到80.0%(枣)、110.0%(葡萄)、116.8%(梨)、125.7%(猕猴桃)、126.0%(苹果)、148.2%(桃)和136.5%(总体);⑶硒平均含量依次为枣(7.3μg·kg-1)>葡萄(6.4μg·kg-1)>桃(5.5μg·kg-1)>猕猴桃(5.3μg·kg-1)>梨(4.7μg·kg-1)>苹果(1.3μg·kg-1);⑷陕西的梨和桃以及陕西和新疆的葡萄,其硒含量均明显高于其他省份同类水果;⑸中国居民来自6种水果的硒平均摄入量分别为0.032μg·d-1(猕猴桃)、0.120μg·d-1(苹果)、0.183μg·d-1(葡萄)、0.197μg·d-1(枣)、0.213μg·d-1(桃)、0.222μg·d-1(梨)和0.968μg·d-1(总体);⑹风险评估结果显示,中国居民从6种水果中摄入硒的量是安全的,风险指数均低于100%,为0.001%—99.702%(成人)和0.001%—31.847%(哺乳妇女)。【结论】中国6种主要落叶水果的硒含量均普遍较低,富硒产品比例均不高。枣硒含量最高,苹果硒含量最低,其他4种水果之间硒含量差异不明显。有的省份之间水果硒含量存在明显差异。哺乳妇女来自6种水果的硒摄入风险均较成人低。中国居民从6种水果中摄入硒的量是安全的,不会影响人体健康。生产富硒水果是增加中国居民硒膳食摄入量的有效途径。
基于Unity 3D果树交互虚拟修剪技术及其实现
《农机化研究 》 2015 北大核心
摘要：针对真实果树进行修剪试验存在不可逆性、成本高、修剪效果难以快速呈现等缺点,将Unity3D虚拟现实技术应用到果树的枝、叶、花等修剪模拟。首先通过三维扫描仪获取果树形态数据;然后三维重建得到模型导入unity创建虚拟果园;利用射线拾取算法鼠标可以拾取果树枝条上设置的修剪点,由修剪规则判断若修剪点选取正确,出现"虚拟剪刀",并利用包围盒层次法进行碰撞检测以修剪动画的方式剪掉拾取对象。以单株柑橘为例,模拟了其某枝条疏花疏果及果实采摘交互修剪过程。实验结果表明,该方法能直观形象地模拟果树修剪过程,符合真实的人工修剪操作,树木真实感较好,对果树修剪的教学和研究有较好的实用价值。
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农业环境通用数据采集设备研发
《中国农机化学报 》 2015 北大核心
摘要：针对当前ZigBee无线数据采集系统中感知节点信息采集参数单一、灵活性差、且功耗难以控制等问题。本文基于美国DIGI公司无线XBee模块和TI公司超低功耗MSP430F5系列单片机开发农业环境通用数据采集设备,其采用优化的网络协议构建低功耗ZigBeeMesh网络,并设计通用传感器接口以支持多种类型传感器。通过实验表明该设备支持数字、模拟、SDI-12等多种接口类型传感器,数据传输丢包率低,可靠性高,室外传输距离达1.3km,整机休眠功耗低至100μA,低功率太阳能电池板应用满足农业设施生产现场环境信息的有效、快速、准确、可靠采集。
关键词： 农业环境 数据采集 无线传感器 低功耗 ZigBee
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不同砧木对设施嫁接西瓜生长及品质影响的综合评价
《甘肃农业大学学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：试验采用8种不同类型的砧木与‘华铃’西瓜嫁接,研究不同砧木嫁接西瓜生长和果实品质的变异特征,以隶属函数值为依据,综合评价不同砧木嫁接对西瓜生长及果实品质的影响.结果表明:8种砧木均能显著提高西瓜生长势,砧木之间差异较大,嫁接西瓜苗株高、砧木茎粗、接穗茎粗和叶片数的变异系数分别为:14.47%、6.38%、11.92%和8.71%;嫁接西瓜平均增产率达43.33%,但产量的变异系数达15.27%,通过隶属函数综合分析长势与产量,依次为白籽南瓜类型的砧木、野生西瓜砧木、葫芦类型砧木、‘华铃’CK;不同砧木均显著增加了西瓜果皮厚度,但对果形指数影响较小,对于Vc含量影响最大,变异系数达56.78%,其次为可溶性糖、边糖和中心糖含量;不同砧木嫁接的西瓜品质综合隶属函数值均低于对照.
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长时间序列土地利用数据时空索引技术研究
《中国土地科学 》 2015 北大核心 CSSCI
摘要：研究目的:研究支持一调、二调海量土地利用时空数据变化分析及趋势预测的高效索引技术。研究方法:在分析格网索引、HR索引基础上,针对常用土地利用时空数据模型应用场景,提出了适于长时间序列土地利用数据检索的混合时空的索引方法。研究结果:(1)以行政区边界来划分空间格网,在格网基础上以变更调查年为时间标尺建立对应的HR树索引,将基态现状和变更增量时空对象的索引信息保存为索引结点,建立了基于格网与HR树的混合时空索引结构;(2)基于此索引结构,研究并实现了时空混合索引树生成、索引查询、索引删除、索引新增的具体算法。研究结论:以某县域土地利用变化分析中的几种典型情境为例,对比分析了格网索引、HR索引和混合时空索引检索时间复杂度,结果表明该索引方法具有较好的查询效率,满足土地利用变化分析数据时空查询的需求。
关键词： 土地信息 时空数据模型 时空索引 格网索引 HR树 混合索引
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西洋梨货架期间抗氧化活性及品质分析
《食品工业科技 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：探明西洋梨果实货架期间抗氧化活性和品质指标的变化。以康佛伦斯和凯斯凯德为试材,研究了两种西洋梨在货架期间的总抗氧化能力、自由基清除能力、抗氧化物质含量、品质指标以及酶活性。结果表明,货架期间,康佛伦斯的抗氧化活性呈先下降后上升的趋势,而凯斯凯德与之相反,康佛伦斯的抗氧化活性始终高于凯斯凯德。西洋梨总酚含量的变化趋势与其抗氧化活性基本一致,VC含量呈显著下降趋势,且康佛伦斯的总酚和VC含量始终高于凯斯凯德。在货架第6d时,康佛伦斯的硬度、可溶性固形物和还原糖含量均高于凯斯凯德,但可滴定酸却低于凯斯凯德。货架期间,康佛伦斯保持了较低的PPO活性和较高的POD活性。综上所述,康佛伦斯的抗氧化活性、品质及酶活性等各指标均好于凯斯凯德。
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大葱细胞质雄性不育系及保持系线粒体基因组RFLP分析
《农业生物技术学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：为分析现有大葱(Allium fistulosum L.)不育系及保持系的基因多态性,本研究利用限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)技术对5个大葱不育系及4个保持系的线粒体基因组进行了对比分析,利用线粒体基因保守序列探针线粒体F0ATP合成酶复合物亚基6(ATP synthase F0subunit 6,atp6)、NADH脱氢酶亚基5(NADH dehydrogenase subunit 5,nad5)及细胞色素c氧化酶第Ⅲ亚基(cytochrome c oxidase subunit 3,cox3)和HindⅢ和Bam HⅠ两种酶切组合进行Southern杂交,结果显示,大葱线粒体基因组存在丰富的多态性,其中HindⅢ/nad5组合中5个雄性不育系均含有一条10 kb大小的特异条带,4个保持系均具有一条7 kb大小的保守特异条带。本研究为大葱不同胞质类型的鉴定提供新的技术手段,也为克隆大葱线粒体基因,阐明细胞质雄性不育的分子机制提供理论依据。
关键词： 大葱 细胞质雄性不育 线粒体基因组 限制性片段长度多态性(RFLP) NADH脱氢酶亚基5(nad5)
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