山西农业大学学报(自然科学版)

Journal of Shanxi Agricultural University(Nature Science Edition)

专栏:棉花栽培

  • 密度对分期收获滨海盐碱地机采棉的产量和品质一致性影响

    冯国艺;张谦;祁虹;王树林;雷晓鹏;杜海英;王燕;梁青龙;林永增;

    [目的]本文旨在研究密度对冀东滨海盐碱棉田现有机采棉模式下棉花产量和品质形成的影响,明确提高产量和品质一致性的适宜密度和收获方式。[方法]于2017年采用大田试验,以常规棉石抗126为供试品种,设置3×10~4株·hm~(-2)(M1)、6×10~4株·hm~(-2)(M2)、9×10~4株·hm~(-2)(M3)、12×10~4株·hm~(-2)(M4)和15×10~4株·hm~(-2)(M5)5个密度水平,在9月10日、9月20日、9月30日、10月10日、10月20日、10月30日共6个日期进行收获。[结果]石抗126在M3和M4皮棉产量差异不明显,均超过1 300 kg·hm~(-2)水平;9月10日和9月20日收获产量占比超过80%。纤维品质差异不明显,纤维马克隆值4.62~4.87,上半部平均长度30.0~31.0 mm,长度整齐度指数83.3%~83.8%,断裂比强度28.4~28.7 cN·tex~(-1);M4处理纤维马克隆值更低,上半部平均长度更长。M3处理纤维长度整齐度指数和断裂比强度更高。[结论]综合产量和品质指标,常规棉石抗126的适宜密度在9×10~4~12×10~4株·hm~(-2)之间,宜在9月下旬和10月底分别进行一次收获。

    2018年11期 v.38 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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  • 耕层重构后施肥量对棉田土壤养分残留及棉花养分吸收的影响

    杜海英;张谦;王燕;冯国艺;雷晓鹏;梁青龙;王树林;

    [目的]明确棉田土壤耕层重构后氮、磷和钾肥施用量对土壤养分残留量、棉株养分吸收量及棉花产量的影响,进而确定适宜的氮、磷和钾肥料用量。[方法]试验采用随机区组设计,针对N、P_2O_5、K_2O分别设置了0、75、150、225、300 kg·hm~(-2)共5个用量水平,收获期分别测定棉田0~20 cm土壤氮磷钾养分含量,同时测定棉花叶片、茎秆和籽棉干物质积累与氮磷钾吸收量,调查单株铃数、单铃重、衣分与籽棉产量。[结果]土壤耕层重构后不同氮肥用量对土壤全N,不同磷肥用量对土壤全磷,不同钾肥用量对土壤全钾含量均无显著影响;随氮肥用量增加,土壤碱解氮含量略有提升,但用量超过150 kg·hm~(-2)后碱解氮含量不再明显变化;而随磷肥用量增加,土壤速效磷含量直线上升;同样随钾肥用量增加,土壤速效钾含量也呈直线上升趋势。随氮肥施用量增加,棉花叶片、茎秆中N含量及氮田间携出量呈上升趋势,而籽棉中氮含量与氮田间携出量先增加后降低;磷肥用量对棉花叶片、茎秆、籽棉中磷含量与P_2O_5田间携出量无显著影响;随钾肥用量增加,叶片中钾含量及K_2O田间携出量呈上升趋势,茎秆中钾含量及K_2O田间携出量先升高后降低,以225 kg·hm~(-2)用量处理最高,籽棉中钾含量不同用量间差异不显著,K_2O田间携出量先升高后降低。随氮肥施用量增加,单株铃数、单铃重、籽棉产量先增加而后趋于稳定,磷肥用量对棉花产量及产量构成无显著影响,与对照相比,施用钾肥可提高单株铃数与籽棉产量,但不同用量间差异不显著。[结论]土壤耕层重构后适宜的肥料用量为N 150 kg·hm~(-2)、P_2O_5 40 kg·hm~(-2),K_2O 75 kg·hm~(-2)。

    2018年11期 v.38 6-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K]
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  • 吐絮后延迟采收时间对棉花纤维品质的影响

    王树林;冯国艺;张谦;王燕;雷晓鹏;梁青龙;杜海英;

    [目的]探明棉花吐絮后延迟采收时间对纤维品质的影响。[方法]选用中棉所50、石早3号和327品系共3个品种(系),于2014年和2015年9月1日挂牌吐絮棉铃600个,分别于9月1日、9月15日、9月30日、10月15日采收50朵,重复3次,测定棉花纤维品质。[结果]延迟采收时间对棉花纤维比强度、反射率与纺纱均匀性指数均有显著影响,10月15日采收与9月1日采收相比,纤维比强度下降幅度在0.3~1.4 cN·tex~(-1)之间,反射率下降幅度在2.7%~8.2%,纺纱均匀性指数下降10~16,而纤维长度、马克隆值、长度整齐度、伸长率则无明显差异,3个品种(系)间变化规律基本一致。[结论]吐絮后推迟采收时间显著降低了棉花纤维的比强度、反射率与纺纱均匀性指数,但对马克隆值、纤维长度、长度整齐度与伸长率无不良影响。

    2018年11期 v.38 11-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 132K]
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农业工程

  • 基于高光谱和卷积神经网络的鲜枣黑斑病检测

    孙海霞;张淑娟;刘蒋龙;陈彩虹;李成吉;邢书海;

    [目的]为实现鲜枣黑斑特征的识别,提高鲜枣附加价值,采用高光谱成像技术采集了不同年份完好和黑斑鲜枣的信息。[方法]基于全波段光谱,采用偏最小二乘判别分析(Partial Least Squares-Discriminant Analysis,PLS-DA)和误差反向传播神经网络(Back Propagation Neural Networks,BP-NN)建立单一年份和联合年份的判别模型。采用连续投影算法(Successive Projections Algorithm,SPA)提取联合年份的特征波长;利用主成分分析进行单波段图像的数据压缩,针对主成分图像采用BP-NN和卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)进行黑斑鲜枣识别。[结果]联合年份所建PLS-DA、BP-NN模型的整体判别正确率均达到了99.2%,比单一年份所建校正模型的整体判别准确率高,但单一年份所建模型中BP-NN比PLS-DA的判别精度高;采用SPA提取联合年份的特征波长后所建BP-NN判别模型的正确率为100%;基于主成分图像所建BP-NN和CNN模型的判别正确率分别为78.3%和90.0%。[结论]收获年份是影响校正模型稳定性的一个重要因素,联合年份所建校正模型比单一年份所建校正模型具有更好的预测能力;同时CNN可成功应用于基于高光谱技术的鲜枣黑斑特征识别中,也为其它农产品品质检测提供了新方法。

    2018年11期 v.38 15-19+26页 [查看摘要][在线阅读][下载 231K]
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  • 计算机视觉技术在核桃壳、仁及分心木识别中的应用研究

    李成吉;张淑娟;邢书海;陈彩虹;孙海霞;

    [目的]为了研究快速准确识别核桃壳、仁及分心木的方法,[方法]本研究以太谷"清香"核桃为研究对象,搭建计算机视觉系统获取核桃壳、仁及分心木的图像信息,提取各样本的12个颜色特征值(RGB和HSI各分量的均值与方差),以及利用灰度共生矩阵(gray level co-occurrence matrix,GLCM)分别提取各样本能量、熵、惯性矩、相关性、逆差矩4个方向(0°,45°,90°,135°)共20个纹理特征参数。以颜色特征值、纹理特征值、颜色-纹理特征值融合作为输入建立3种最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型(Y-LS-SVM、W-LS-SVM、Y-W-LS-SVM),并对各预测集样本进行判别。[结果]结果表明,Y-LS-SVM模型对核桃仁、分心木及核桃壳的判别准确率分别为91.1%、82.4%、96.6%;W-LS-SVM模型对核桃仁、分心木及核桃壳的判别准确率分别为100%、85.3%、84.7%;Y-W-LS-SVM模型对核桃仁、分心木及核桃壳的判别准确率分别为93.3%、97.1%、100%。Y-W-LS-SVM模型的判别效果最好。[结论]本研究表明,基于计算机视觉技术能够很好地对核桃壳、仁及分心木进行识别,为核桃壳、仁及分心木在线分选技术提供理论基础。

    2018年11期 v.38 20-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 440K]
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  • 高光谱成像技术在核桃壳仁检测中的应用

    陈彩虹;张淑娟;孙海霞;李成吉;邢书海;

    [目的]为了实现对核桃壳、仁及分心木快速、准确识别。[方法]以礼品2号核桃的核桃壳、仁及分心木为研究对象,采用高光谱成像系统采集样本的光谱信息。对所提取的光谱信息分别用一阶微分处理(1stDer),基线校正(Baseline)、标准归一化(Standard Normalized Variate,SNV)及多元散射校正(Multiplicative Scatter Correction,MSC)进行预处理并建立偏最小二乘(Partial Least Squares,PLS)模型进行判别。用竞争自适应重加权算法(Competitive Adaptive Reweighted Sampling,CARS)、回归系数法(Regression Coefficient,RC)和连续投影法(Successive Projections Algorithm,SPA)提取特征波长,建立最小二乘支持向量机(Least Squares-Support Vector Machine,LS-SVM)判别模型。[结果]建立的PLS模型表明一阶微分处理为最佳预处理。CARS提取的特征波长具有较好的预测结果。LS-SVM建模效果好,对不同特征波长提取下的核桃壳、仁及分心木的判别准确率分别达到了100%、100%、99%。[结论]用高光谱成像技术对核桃壳、仁及分心木进行分选判别是可行的,为核桃深加工和壳、仁在线分选及相关设备的开发提供理论依据。

    2018年11期 v.38 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 310K]
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  • 基于改进SVM算法的植物叶片分类研究

    马娜;李艳文;徐苗;

    [目的]为了有效的对植物物种进行识别,[方法]本文提出了基于布谷鸟(CS)算法改进的支持向量机(SVM)方法对植物叶片分类从而识别植物物种。本文用两种数据集验证改进的CS-SVM算法对植物叶片的分类效果:UCI公开数据集和自主采集叶片图像。在自主采集的叶片图像数据集中,首先对叶片图像预处理,提取6个特征值,然后再使用CS-SVM算法建立分类模型。[结果]结果表明,在UCI公开数据集每种叶片样本量较少的情况下,CS-SVM算法对叶片分类的准确率可以达到87%以上;在采集的叶片图像数据集上以鹅耳草榆属、槭属等8种植物叶片和红柳、杨属等15种植物叶片样本分别试验,前者叶片分类准确率达95%,后者则大于84%。最后,将CS-SVM算法与PSO-SVM算法对植物叶片的分类效果进行对比,结果表明两种方法在叶片分类准确率上无显著差异,但CS-SVM方法在速度上领先10 s以上。[结论]改进的CS-SVM算法在样本量少或者样本特征属性少的情况下,对植物叶片的分类具有良好的效果。

    2018年11期 v.38 33-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 214K]
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  • 荞麦秸秆固体燃料成型工艺参数优化

    戴伟;张静;梁少雄;吴锴;张秀全;

    [目的]为了找出荞麦秸秆固体燃料最优成型效果的参数组合,同时为荞麦秸秆燃料压缩成型设备的设计提供参考依据。[方法]通过单因素试验设计,研究了颗粒度、含水率、压力和温度对荞麦秸秆固体燃料成型效果(密度、抗跌碎性、耐久性)的影响。同时利用Taguchi法分析了荞麦秸秆压块的最佳成型条件及各因素对密度影响的主次顺序。[结果]结果表明,荞麦秸秆原料含水率在6%~10%,成型温度为90~130℃,压力为90~110 MPa、颗粒度0.16~1.25 mm的条件下成型品质较高。各因素对荞麦秸秆压块密度的贡献率次序依次为:颗粒度(62.68%)、含水率(16.72%)、温度(15.05%)和压力(1.63%),颗粒度是荞麦秸秆成型效果的主要影响因素。[结论]在颗粒度为0.16~0.63 mm,含水率为5%,温度为130℃,压力为90 MPa时压块密度达到最大值1.17 g·cm~(-3),在此条件下生产荞麦秸秆固体燃料效果最优。

    2018年11期 v.38 39-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 496K]
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  • 1ZQ-440型起垄整形机的设计与试验研究

    李宇飞;胡军;李庆达;孔庆龙;

    [目的]东北高寒地区的地理环境迫切需要一种作业效果好、效率高、可与大马力动力机械相配套使用的起垄整形机。为满足当前生产实际需要,设计了一款专门针对东北地区大垄双行种植模式的宽幅起垄整形机。[方法]根据大垄双行种植模式的农艺要求,采用设计目标反求的方法,利用UG软件对1ZQ-440型起垄整形机的三维模型进行构建,再将模型导入ANSYS Workbench进行模态分析,分析出受力薄弱点和振动幅度,对整机结构进行优化并试制物理样机。[结果]田间试验结果表明,该起垄整形机起垄宽度130 cm,起垄高度14 cm,土垄垄形一致性95%以上,垄形合格率达90%以上。土壤容重变化率为20%~30%,实际作业指标均满足设计要求和相关国家标准。[结论]该型起垄整形机在起垄时不仅具有较好的垄面成形能力,而且能对垄床起到很好的镇压作用,起、修垄作业后垄形尺寸和垄面平整度能较好地满足东北地区农作物种植的农艺要求,同时为新型起垄机的设计和改进提供参考和依据。

    2018年11期 v.38 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 562K]
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  • 山西省农机总动力的Usher曲线分析

    张莉莉;崔清亮;

    [目的]对山西省农机总动力拥有量的发展趋势进行详细的分析并加以预测。[方法]基于Usher曲线的微分形式,求出异时参数的估计量,利用Usher曲线对1979~2015年山西省农机总动力的拥有量数据进行拟合,用平均相对误差MRE和拟合优度R~2表示拟合效果的优劣。[结果]通过R语言编程得出未知参数及异时参数的非线性最小二乘估计值,所得MRE为2.65%,R~2为0.998,2006年与2040年分别为山西农机总动力拥有量增长的最大加速点和最大减速点,预计到2020年可突破4 000万kW。[结论]Usher曲线可对山西农机总动力的拥有量进行较好的描述,并对其增长趋势进行有效的预测,为我省相关部门制定政策提供一定的依据。

    2018年11期 v.38 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 185K]
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动物科学

  • 线粒体DNA分析青藏高原东方蜜蜂(Apis cerana)种群遗传结构

    刘意秋;周丹银;龚雪阳;冯毅楠;和绍禹;赵文正;

    [目的]调查青藏高原地区东方蜜蜂种群遗传结构。[方法]利用线粒体DNA分子标记对青藏高原地区东方蜜蜂样本进行群体检测;对单倍型数量、频率分布、单倍型多样度、核苷酸多样度等指标进行统计分析;对地理种群内/间的遗传变异进行分子方差分析;对地理种群间的遗传距离矩阵与地理距离矩阵进行蒙特尔(Mantel)检验;利用邻接法、最大简约法和贝叶斯法分析单倍型间系统发育关系。[结果]青藏高原地区东方蜜蜂种群蕴藏着较丰富的遗传多样性,全部样本的单倍型多样度和核苷酸多样度分别为0.939和0.003 92;分子方差分析结果显示:尽管种群内变异对总变异的贡献率始终最大(>45.5%,P≤0.01),但不同地理种群间的变异也达到显著水平(>38%,P≤0.05)。[结论]人为基因交流是影响青藏高原地区东方蜜蜂种群遗传结构的因素之一;山脉、高原阻隔是塑造青藏高原地区东方蜜蜂种群遗传结构的主要作用因素。

    2018年11期 v.38 60-66+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 536K]
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  • 环境内分泌干扰物对金鱼性腺组织学影响

    王菊;高广斌;曹信瑜;潘方艳;宋元照;王晓强;刘少贞;

    [目的]"环境内分泌干扰物"又称"环境激素",近年来由于其对环境造成的污染逐渐增加,受到国内外广泛关注。本文选取市场上常见的金鱼作为试验材料,研究3种环境激素对金鱼性腺组织学的影响。[方法]甲基睾酮(17α-methyltestosterone, MT)是一类人工合成的雄激素,乙炔雌二醇(Ethinylestradiol, EE2)是雌激素干扰物中的一个典型代表,来曲唑(Letorzole, LE)是新一代芳香化酶抑制剂,本文分别设置暴露3、7 d的0、50、100、200 ng·L~(-1)的MT浓度梯度;暴露3、7 d的0、50、100、200 ng·L~(-1)的EE2浓度梯度;暴露7、14 d的0、100、200、400 ng·L~(-1)的LE浓度梯度。[结果]发现MT对金鱼卵巢具有抑制作用;不同EE2浓度处理的雄性金鱼体重和性腺重均受到了抑制,50 ng·L~(-1)的EE2处理金鱼7 d后,变化最为明显,不同EE2浓度处理的雌性金鱼体重和性腺重均受到了促进,100 ng·L~(-1)的EE2处理雌性金鱼7 d后,变化最为明显; LE对于雌鱼的卵巢分化具有抑制作用,并且在100 ng·L~(-1)处理7 d后,抑制作用最为明显,一定浓度的来曲唑可以促进精巢发育,在中等浓度200 ng·L~(-1)处理金鱼7 d时促进作用最为明显。[结论]用3种浓度的EDCs处理金鱼后,MT可抑制金鱼卵巢的发育;EE2可抑制雄性金鱼睾丸的发育,促进雌性金鱼卵巢的发育;LE可抑制雌鱼卵巢的分化,促进睾丸的发育。以上结果显示,3种EDCs可对雄性或雌性金鱼性腺的发育产生不同的干扰作用,且与所用的剂量和暴露时间有关。

    2018年11期 v.38 67-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 700K]
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