科研产出
基于卫星定位的玉米高位精播种子着床位置预测方法
《农业机械学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：玉米植株的精确空间位置分布信息可为中耕、植保、对行收获等田间精准作业提供数据支撑,是玉米精细化生产的基础。本文提出一种基于卫星定位的玉米高位精播种子着床位置预测方法。基于卫星精准定位播种机组位置,结合播种机结构特点构建播种机组与播种单体相对位置模型,基于EDEM数值模拟和动态仿真,构建高位精播种子着床补偿模型,搭建种子着床位置预测系统,实现了玉米播种环节种子着床位置的精准预测。田间试验表明,作业速度、定位数据更新率对着床位置偏差影响极显著（p <0.01）,播种株距对着床位置偏差影响显著（p <0.05）;作业速度对着床位置预测准确率影响显著（p <0.05）,播种株距、定位数据更新率对着床位置预测准确率影响不显著（p> 0.05）。着床位置偏差随着作业速度的减小、播种株距和定位数据更新率的增大而减小;着床位置预测精确率随作业速度的减小而增大。作业速度、播种株距、定位数据更新率为3 km/h、0.4 m、10 Hz时,着床位置预测最准确,平均着床位置偏差和着床位置预测准确率分别为24.3 mm和88.9%。该系统能将玉米高位精播种子着床位置的预测控制在厘米级。
关键词： 玉米 高位精播 卫星定位 EDEM仿真 着床位置预测
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基于无人机高光谱影像的马铃薯株高和地上生物量估算
《农业机械学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为实现快速无损获取马铃薯株高和地上生物量信息,分别获取马铃薯现蕾期、块茎形成期、块茎增长期、淀粉积累期、成熟期的高光谱影像,实测马铃薯株高H、地上生物量（AGB）和地面控制点（GCP）的三维空间坐标,基于无人机高光谱影像结合GCP生成试验田的数字表面模型（DSM）,利用DSM提取马铃薯的株高Hdsm;然后,对马铃薯AGB与原始无人机冠层光谱和高光谱指数分别进行相关性分析,筛选出最优光谱指数和前10个光谱指数,利用指数回归（Exponential regression,ER）构建单变量模型;最后,采用多元线性回归（Multiple linear regression,MLR）、偏最小二乘回归（Partial least square regression,PLSR）和随机森林（Random forest,RF） 3种方法构建不同生育期的估算模型,并进行对比,挑选出马铃薯AGB估算的最优模型。结果表明:将提取的马铃薯株高与实测值进行线性拟合,R2为0.84;在单变量模型中,每个生育期以ER估算AGB得到的验证精度高于相应的建模精度,其中构建模型效果优劣次序依次为最优光谱指数、Hdsm、H,块茎增长期以CIrededge指数估测精度最高（R2=0.45）;在多变量模型中,每个生育期采用3种方法构建AGB估算模型,每种方法以光谱指数加入Hdsm的模型精度更高、稳定性更强;每个生育期利用MLR以光谱指数和Hdsm为变量的AGB模型（R2为0.64、0.70、0.79、0.68、0.63）效果优于PLSR（R2为0.62、0.68、0.75、0.67、0.60）和RF（R2为0.56、0.61、0.67、0.63、0.53）模型。利用MLR模型进行马铃薯AGB填图,5个生育期的AGB空间分布与实际生长情况一致。利用融入Hdsm的MLR模型可估测大面积马铃薯AGB,为精准农业定量化研究提供技术支持。
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饲料脂肪水平对杂交鲟幼鱼生长、饲料消化率、抗氧化水平和肌肉脂肪酸组成的影响
《水生生物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：研究旨在探究饲料中不同脂肪水平对西伯利亚杂交鲟（Acipenser baerii Brandt♀×A. schrenckii Brandt♂）幼鱼生长、饲料消化率、血清生化指标及肌肉脂肪酸组成的影响。以鱼油为脂肪源,配制4种脂肪水平分别为5%（D05）、10%（D10）、15%（D15）和20%（D20）的等氮饲料。选用初始体重为（152.83±0.67） g的杂交鲟,随机分为4组,每组3个重复,每个重复25尾鱼。养殖周期为12周。结果显示,饲料中不同脂肪水平对杂交鲟的生长性能有显著影响（P<0.05）。其中, D15组杂交鲟幼鱼的末均重（FBW）、增重率（WGR）和特定生长率（SGR）显著高于D05、D10和D20组（P<0.05）,饲料效率（FE）显著高于D05和D10组（P<0.05）。随着饲料中脂肪含量的增加,杂交鲟幼鱼脏体比（VSI）、肝体比（HSI）及肌肉、肝脏中的脂肪含量显著上升（P<0.05）。饲料中不同脂肪水平对干物质（ADCd）、蛋白质（ADCp）表观消化率无显著影响（P>0.05）。D10、D15和D20组脂肪表观消化率（ADCf）显著高于D05组（P<0.05）。D15组能量表观消化率在各组中最高,显著高于D05和D10组（P<0.05）。随着饲料中脂肪水平的增加,血清超氧化物歧化酶（SOD）、总抗氧化能力（T-AOC）和髓过氧化物酶（MPO）的活性均显著升高,谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性显著下降（P<0.05）。此外,肝功能指标谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、碱性磷酸酶（ALP）和乳酸脱氢酶（LDH）的活性也随饲料中脂肪水平的升高呈递增趋势（P<0.05）。肌肉中的各脂肪酸含量与饲料中脂肪酸含量呈显著的线性正相关（R2>0.90, P<0.05）。综合各指标因素判断,西伯利亚杂交鲟幼鱼饲料中适宜的脂肪水平为15%, P/E为23.54 mg/kJ。
关键词： 杂交鲟 脂肪需求 生长性能 表观消化率 抗氧化 脂肪酸组成
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基于激光雷达的树形靶标冠层叶面积探测模型研究
《农业机械学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：果园靶标冠层叶面积有效探测是施药量在线计算的基本依据。针对树形靶标稠密和稀疏2种冠层类型,搭建叶面积测量三维立体试验平台和激光雷达（Light detection and ranging,Li DAR）探测移动试验平台,构建不同厚度和稠密度树形靶标,采用偏最小二乘回归（Partial least squares regression,PLSR）算法与BP（Back propagation）神经网络算法建立了冠层叶面积探测模型。试验结果表明:PLSR算法获得稠密厚冠层、稀疏厚冠层、稠密薄冠层和稀疏薄冠层叶面积探测模型的决定系数（R2）分别为:0.962 6、0.413 0、0.889 6、0.269 9;BP神经网络算法获得模型的R2依次为:0.972 7、0.530 2、0.899 3、0.429 0。基于Li DAR的冠层叶面积探测模型对稠密冠层探测精度较高,R2不低于0.889 6,对稀疏冠层探测精度较低,不高于0.530 2,该探测方法可用于稠密冠层叶面积在线计算,指导果园精准变量喷药。
关键词： 果园喷药 叶面积探测模型 LiDAR 偏最小二乘回归算法 BP神经网络
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不同色型异色瓢虫转录组差异表达基因分析
《植物保护学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为探究不同色型异色瓢虫Harmonia axyridis之间产生生理学差异的机制,通过Illumina HiSeq测序平台对黄底多窗型、黑底两窗型和黑底四窗型3种不同色型异色瓢虫雌雄成虫的18个转录组进行高通量测序,比较不同色型间的差异表达基因,并结合GO和KEGG数据库对差异表达基因进行注释分析。结果表明:通过对差异表达基因进行定量比较发现,与黄底多窗型相比,2种黑底型异色瓢虫雌雄成虫的下调基因明显更多;GO功能分类结果显示,不同色型的异色瓢虫雄成虫和雌成虫差异表达基因所属分类基本相似,并未见显著富集现象,且主要属于细胞过程、单组织活动和细胞等类别;通过KEGG数据库比对分析发现不同色型异色瓢虫中的差异表达基因功能主要与环境适应和能量代谢通路相关。其中,与氧化磷酸化过程相关的基因在2种黑底型异色瓢虫中的表达量显著低于黄底多窗型异色瓢虫,这种差异在雌成虫中更为显著。
关键词： 异色瓢虫 色型多样性 转录组 能量代谢 氧化磷酸化
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苔草属植物遗传多样性研究进展
《草地学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：苔草（Carex）为莎草科（Cyperaceae）苔草属（Carex L.）的多年生草本植物,具有耐荫、自繁能力强、多年生、种质资源丰富等特点,在园林绿化、草牧业生产、生态修复等方面发挥着越来越重要的作用。随着苔草属植物的广泛应用,种质资源进一步开发和新品种选育成为当前的重点,而遗传多样性研究是基础。本文综述了苔草属植物在形态、细胞及分子水平的遗传多样性研究进展。此外,还介绍了苔草属植物遗传多样性研究在新品种选育、品种鉴定、物种起源及亲缘关系、遗传图谱构建等方面的应用。最后对苔草属植物基因组开发、新品种培育进行展望,以期为今后苔草的遗传育种及进一步开发应用奠定基础。
关键词： 苔草 遗传特性 形态水平 细胞水平 分子水平 遗传多样性
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云南弥渡县番茄潜叶蛾的发生情况及田间防治效果
《环境昆虫学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：外来入侵性害虫番茄潜叶蛾Tuta absoluta(Meyrick)于2018年3月26日在云南弥渡县被发现,为明确其发生为害情况,筛选出有效的防治药剂,阻止该虫的发生和蔓延,本研究采用性诱剂进行田间调查分析了番茄潜叶蛾的发生情况,通过田间药效试验比较噻虫嗪、噻虫胺、虫螨腈、苏云菌杆菌、乙基多杀菌素、阿维·氯虫苯甲酰胺、噻虫·高氯氟和阿维·灭蝇胺对番茄潜叶蛾的防治效果.调查结果表明该虫在番茄种植区域均有发生,大棚番茄地发生尤其严重,为害株达100%,百叶幼虫量55.00~101.67头/百叶,周诱蛾量4.70~61.20头/板,果子的为害率达19.33%,最高达40%.田间药效的结果表明:33%阿维·灭蝇胺SC防效较好,药后3 d防效达74.30%,其次30%虫螨腈SC、6%阿维·氯虫苯甲酰胺SC和6%乙基多杀菌素SC药后3 d防效64.25%、67.98%、54.85%,药后5 d防效79.08%、79.00%、73.45%,药后7 d防效81.60%、80.45%、65.70%.结果表明番茄潜叶蛾在弥渡县大棚发生为害较为严重,性诱剂对成虫有良好的诱集效果,虫螨腈、阿维·氯虫苯甲酰胺、乙基多杀菌素和阿维·灭蝇胺可作为幼虫的防治药剂.
关键词： 番茄潜叶蛾;发生情况;田间防效;云南
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不同植物配置模式坡耕地面源污染生态阻控特征
《水土保持研究 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：利用8个差异化植被配置野外规模化径流小区的构建,探索自然降水环境下差异化植被配置给面源污染所形成的制约作用,其中主要参考5个指标,一是总氮（TN）,二是总磷（TP）,三是化学需氧量（COD）,四是生物需氧量（BOD5）,五是总有机碳（TOC）,从而可为库区水土流失的治理防控供给一定借鉴作用。结果表明:（1）植物对于面源污染有着显著的控制效果,天然降雨条件下,减流作用最好的是板栗（Castanea mollissima）+苦参（Sophora flavescens）小区,平均减流作用为70.58%,板栗+雀麦（Bromus japonicus）最差,但相比板栗单种仍减流56%。（2）苦参、紫花苜蓿（Medicago sativa）、薄荷（Mentha haplocalyx）、野牛草（Buchloe dactyloides）和板栗的间作模式能有效地降低坡耕地的磷素流失,丹参（Salvia miltiorrhiza）和板栗间作模型可在一定程度上降低坡耕地的氮素流失。除雀麦和板栗间作小区外,其他间作模式小区,分别比对照小区径流水中的COD,BOD5,TOC消减率为29.10%～95.04%,31.49%～93.60%和16.76%～62.17%。（3）间作板栗+苦参对TN,TP等相关参数具有最优改善效果,可实现最佳配置效果,经过整体性评估从而得出,其具备最大推广价值。研究结果可为坡耕地生态阻控植物配置技术提供一定数据参考。
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基于太赫兹时域光谱技术的诺氟沙星浓度检测研究
《光谱学与光谱分析 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：畜禽养殖中抗生素的不合理使用导致畜禽产品中抗生素残留问题时有发生,进而通过食物链影响食品安全,威胁人类健康。准确、快速检测出抗生素药物的含量对保障食品安全具有重要意义。以残留较为常见的喹诺酮类诺氟沙星抗菌药为研究对象,开展基于太赫兹光谱技术的诺氟沙星较大梯度和较小梯度的全浓度含量检测研究。在较大梯度诺氟沙星样本中,首先,在1%～100%范围内设置了11个浓度,完成较大梯度压片样本制备;然后经太赫兹时域光谱系统扫描获取其时域光谱,提取样本的吸收系数,用卷积平滑S-G二项式拟合滤波去除噪声、平滑样本光谱数据。发现纯净的诺氟沙星在1.205 THz处存在一个强烈吸收峰,在0.816 THz处存在一个弱吸收峰。最后,利用逐步回归和连续投影法（SPA）选择变量并结合特征吸收峰进行多元线性回归建模预测分析。进一步在较小梯度诺氟沙星样本研究中,首先在浓度100μg·mL-1（0.01%）以下设置了29个浓度系列,完成较小梯度溶液样本制备;然后获得其太赫兹时域光谱,用S-G二项式拟合滤波进行数据预处理,发现各浓度的吸收光谱未出现明显差异,最后利用逐步回归和连续投影法（SPA）选择变量结合特征吸收峰实现多元线性回归建模预测分析。结果表明:在较大梯度诺氟沙星样本中逐步回归选择变量的多元线性回归达到了模型最优（Rp=0.962, RMSEP=2.74%）,准确率优于当前已有最优预测模型（Rp=0.867, RMSEP=16.6%）;小梯度诺氟沙星样本的逐步回归选择变量的多元线性回归模型最优(Rp=0.728, RMSEP=18.79μg·mL-1),该方法有一定的预测能力,但是准确率有待提升。利用太赫兹光谱技术实现了较全浓度诺氟沙星的检测,为后续诺氟沙星检测限的探索等进一步研究提供了一定的研究基础。
关键词： 太赫兹时域光谱技术 诺氟沙星 浓度检测 喹诺酮 吸收系数 抗生素残留
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桃园橘小实蝇种群结构与发生危害调查
《果树学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】橘小实蝇是一种危害严重的蛀果类害虫,近年来在我国桃园有加重发生危害的趋势。弄清我国不同桃产区橘小实蝇种群发生规律,为制定有效的预警和综合防控措施提供参考依据。【方法】从2012年至2019年,利用橘小实蝇性诱剂连续在我国主要桃产区的17个桃园开展了桃园橘小实蝇发生情况的监测和调查,并对不同产区桃园实蝇标本进行了形态学和分子生物学鉴定分析。【结果】通过形态学和分子生物学鉴定分析,明确了北京、石家庄、南京、武汉、成都的实蝇标本为橘小实蝇,且石家庄种群与其他4个种群的遗传距离差距较大;郑州的实蝇标本则为橘小实蝇和番石榴实蝇的混合种群。全国17个桃园监测结果显示,桃主产区几乎均有橘小实蝇危害。【结论】北方桃园2012年开始发现橘小实蝇危害,但发生时期和种群数量在各年份间有所差异,主要危害晚熟桃;南方桃园里橘小实蝇则是一种常发性害虫,对中晚熟桃的危害较大。
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