山西农业大学学报(自然科学版)

Journal of Shanxi Agricultural University(Nature Science Edition)

专题专题:乡土种质资源与草地生态修复

  • 加强乡土草种资源研究,奠定草地生态修复基础

    赵祥;

    <正>草地是世界上最大的一类植被资源,覆盖地球表面约51.2%的陆地面积,近一百年来世界范围内发生的一些重大生态灾难,都与毁草和无序利用草地有直接或间接联系。我国有天然草地面积39.2亿hm2,占国土面积的41.7%,是耕地面积的3.12倍,林地面积的2.28倍,从高山至平原不同生境条件下均有分布,发挥着涵养水源、防风固沙、调节气候、改善区域环境、抵御自然灾害等生态功能,是构成国土生态安全的重要基础。我国草地大多地处生态环境脆弱区,加之受人类活动影响,草地生态问题已被社会各界普遍关注,草地生态修复是当前生态环境治理必不可少的措施。

    2020年05期 v.40 1页 [查看摘要][在线阅读][下载 995K]
    [下载次数:591 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:13 ] |[阅读次数:1 ]
  • 休牧影响退化草地生态恢复的研究进展

    刘颖;李世雄;王彦龙;王晓丽;施建军;

    休牧是治理退化草地,实现近自然恢复的有效且成本投入较低的途径,对我国退化草地的恢复工作十分重要。本文采用文献综述法,对春季休牧、夏季休牧和秋季休牧对退化草地生态恢复的影响、休牧时间和年限的选择以及休牧促进退化草地生态恢复的机理进行了综述,明确春季休牧是休牧措施中的首选,休牧时间多推荐为60天,休牧年限在10年内越长越好。本文可为休牧措施的实施及进一步的调控机理研究提供理论依据。

    2020年05期 v.40 2-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1228K]
    [下载次数:594 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:12 ] |[阅读次数:0 ]
  • 迪庆州高寒坝区土壤碳氮分布特征研究

    张冉;杨蔚;唐敏;任健;许文花;王明浩;毕玉芬;马向丽;

    [目的]高寒坝区生态环境脆弱,过度放牧及开垦导致土壤碳氮储量下降,掌握土壤养分特征及变化规律,制定生态恢复措施,对生物多样性的保护具有重要意义。[方法]本研究以迪庆州高寒坝区农田、灌丛地、放牧草地和封育草地4种土地土壤为研究对象,研究土壤有机碳、碱解氮、全氮的垂直分布特征及SOC与TN间相互关系,以期为中甸高寒坝区的生态系统恢复和土地利用方式提供参考依据。[结果](1)同一类型土壤不同土层SOC含量随深度增加呈递减趋势;不同处理0~30 cm土层SOC含量以农田最高,30~40 cm土层以灌丛地最高,差异显著(P<0.05);(2)农田及灌丛地10~20 cm土层AHN含量最高,总体随土层深度增加呈先上升后下降的趋势;放牧地0~10 cm土层AHN含量最高,封育草地0~10 cm、10~20 cm土层AHN含量相同,10~40 cm土层AHN含量随土层深度增加呈下降趋势;对比相同土层,草地的AHN含量较高;(3)TN含量在各处理下均随深度的增加显著下降(P<0.05),0~20 cm土层以农田含量最高,而20~30 cm和30~40 cmTN含量最高的分别是放牧地和灌丛地(P<0.05);(4)SOC、TN相关性为封育草地>灌木地>放牧草地>农田。[结论]人为因素对于土壤碳氮储量影响较大,建议可通过合理施肥、灌溉,减少农田土壤有效碳、氮的流失,种植灌木固持土壤营养元素,轮牧、封育以提高放牧草地土壤营养元素间相关性保证土壤养分的收支平衡。

    2020年05期 v.40 8-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1588K]
    [下载次数:237 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:5 ] |[阅读次数:0 ]
  • 植被恢复模式对光伏阵列间土壤养分的影响

    李文龙;刘美英;张有新;赵晶;

    [目的]为了寻找光伏阵列间最佳植被恢复模式,并为类似光伏电站植被恢复提供指导依据。[方法]本试验以内蒙古自治区呼和浩特市土默特左旗山路能源集团光伏阵列间土壤作为研究对象,探究光伏阵列间(分别种植樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica Litv.)、苜蓿(Medicago Sativa L.)和天然草地,对照为光伏区外围荒地)不同土层及位置上土壤TN(全氮)、TP(全磷)、TK(全钾)以及SOM(有机质)的变化情况。[结果]樟子松样地底层土壤TN含量显著降低了15%(P <0.05),表层土壤TP含量显著下降了11.9%(P <0.05),而TK和SOM含量分别增加了8%和23.27%(P <0.05),其它土层养分含量无显著差异;苜蓿样地整个土层TN含量均明显增加(P <0.05),其中表层增加了62.5%,而表层土壤TP含量显著下降了23.81%(P <0.05),TK和SOM含量分别增加了9.82%和25.71%(P <0.05),其它土层养分含量无显著变化;天然草地各层土壤养分含量均显著增加(P <0.05)。除土壤TP外,各植被恢复模式不同养分均有明显的表聚特征。此外,不同位置间土壤TN和SOM含量差异显著(P <0.05),不同土层对土壤TN、TK及SOM含量有显著影响(P <0.05),土层和位置的交互作用对土壤养分含量无显著影响。[结论]不同植被恢复模式土壤养分含量差异较大且受土层和位置影响。长期来看,天然草地恢复效果最好,若短期内想达到较好的恢复效果,应优先选用苜蓿。

    2020年05期 v.40 16-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 3041K]
    [下载次数:477 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:12 ] |[阅读次数:0 ]
  • 水分和氮素添加对内蒙古半干旱温带生态系统蒸发散的影响

    张晓琳;翟鹏辉;黄建辉;

    [目的]未来降水格局变化和氮沉降增加将会不同程度的影响生态系统蒸发散,然而生态系统蒸发散是如何响应降雪、降雨和氮沉降增加的尚有待于进一步研究。[方法]本研究采用野外控制试验,利用在内蒙古半干旱温带草地已建立的春季增雪、夏季增雨和氮素添加平台,对生态系统蒸发散的变化情况进行动态监测。[结果]研究结果显示,水分添加在2011年和2013年提高生态系统蒸发散和土壤含水量,但显著降低土壤温度;在2012年提高土壤含水量,显著降低土壤温度,但对生态系统蒸发散作用不显著。氮素添加在2012年显著降低土壤含水量,在2013年显著降低土壤温度,在其他年份对土壤含水量、土壤温度和生态系统蒸发散影响均不显著。另外,研究发现水分和氮素添加对生态系统蒸发散、土壤含水量和土壤温度的影响不存在交互作用。[结论]水分添加和氮素添加主要通过改变土壤含水量和土壤温度,从而影响生态系统蒸发散,同时受降水、光合有效辐射和大气温度的影响。

    2020年05期 v.40 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1597K]
    [下载次数:215 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:6 ] |[阅读次数:0 ]
  • 黄河三角洲农田排水沟边坡土壤水盐和养分分布特征

    罗延峰;刘晓丽;宋希亮;王晓芳;陈为峰;孙若钧;刘立军;

    [目的]研究农田排水沟渠的水盐和养分的分布特征,探究生态修复立地条件。[方法]本研究通过对黄河三角洲两种典型农田排水沟(农沟、斗沟)不同坡面(东、西、南、北)、坡位(上、中、下)的植被进行调查,并对按照不同土层深度(0~10cm、10~20cm、20~40cm)测定坡位的土壤水分、盐分、养分含量。并对数据进行PCA分析。[结果]结果表明:(1)土壤水分盐分共同构成农田排水沟表层土壤的重要影响因素。土壤水分在农沟中坡位最高,在斗沟表现为下坡位最高,在北坡和西坡的下坡位占据主要因素。农田排水沟土壤全盐含量在农田排水沟中坡位集中,构成该坡位的主要影响因素。(2)在中坡位形成显著的有机质富集区,土壤全氮受植被根系影响显著,养分一般在根区形成显著影响。土壤养分分布与物种丰富度相关,在斗沟同时受到植被生物量的影响。农田排水沟在中坡位体现出盐分、养分的综合影响,北坡和西坡下坡位同时受到水分和养分的制约,南坡和东坡则受到养分和植被的综合影响。(3)农田排水沟的中坡位亟待降低盐胁迫、建植耐盐品种,上坡位、下坡位保持土壤水分和养分、降低盐分析出尤为重要。阳坡半阳坡合理水分补充有利于群落稳定,阴坡、半阴坡可以通过增加耐盐植物种类提高物种丰富度以增强微生态抗逆性。[结论]农田排水沟生态受表层土壤水盐、深层养分与地被植被影响较大,不同坡向坡位的主要影响因子不同,应采取适宜的生态修复方式。

    2020年05期 v.40 31-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1517K]
    [下载次数:313 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:0 ]
  • 山西草地早熟禾种质资源遗传多样性ISSR分析

    李钰莹;霍亚迪;杨志青;朱慧森;董宽虎;

    [目的]本文旨在评价山西本土草地早熟禾(Poa pratensis L.)种质资源的遗传多样性和遗传结构。[方法]本研究利用10对ISSR引物对采集于10个野生居群的49份种质资源样品和1份商品种‘爱美(Aimyth)’进行遗传差异分析,利用PopGen1.32软件计算各居群间及样品间的遗传相似系数、基因多样性指数、香农信息指数等遗传参数,利用GenAlEx 6.5软件计算居群间多态位点比例,利用NTSYSpc-2.10e软件构建亲缘关系聚类图。[结果]10条ISSR引物共扩增出250条谱带,引物多态性比率为94.80%。11个居群间的遗传相似系数为0.580 0~0.946 7。据UPGMA聚类分析,在遗传相似系数0.75处,11个居群共分为5类。其中与大部分供试样品地理位置较远的右玉居群、屯留居群和商品种‘爱美’为单独一类。在11个居群中,其中样品数较丰富的7个居群基因多样性指数介于0.097 1~0.247 0之间,而香农信息指数介于0.139 8~0.368 3之间,多态位点比例介于22.80%~70.00%之间。此7个居群内的遗传多样性水平差异较大,其中芽庐山居群内的遗传多样性水平最高,五台山居群内的遗传多样性水平最低。[结论]山西地区草地早熟禾具较高的遗传多样性,不同居群间的遗传多样性水平存在差异,野生居群与商品种‘爱美’间均存在较大的遗传距离。

    2020年05期 v.40 41-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 3189K]
    [下载次数:337 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:5 ] |[阅读次数:3 ]
  • 羊草GST基因的克隆及序列分析

    邢磊;郭园艺;汪自庆;麻鹏达;

    [目的]本研究旨在为盐碱环境下分析羊草耐受性分子机制提供理论基础。[方法]以羊草(Leymus chinensis)的EST(expressed sequence tags,ESTs)序列作为克隆的基础,采用能从低丰度转录本中快速克隆出cDNA的5’及3’末端的RACE技术,获得羊草GST基因(LcGST),并利用生物信息学软件对该基因进行分析。[结果]克隆获得基因全长为833 bp的LcGST基因序列,该基因存在645 bp的开放读码框,编码的蛋白为217个氨基酸构成的稳定弱酸性亲水蛋白,其分子量大小为24.78 kDa。羊草LcGST蛋白预测具有4个磷酸化修饰位点,不具有糖基化修饰位点。也不含有信号肽结构和跨膜结构域,但拥有两个典型的GST保守结构域。其二级结构和三级结构以α螺旋为主,伴以少量β折叠。进化关系中,羊草与二穗短柄草最近,次之为日本稻和小米,与菠萝和番茄是进化关系最远的。[结论]本研究发现的羊草GST蛋白的理化性质及对其功能结构域的分析有助于为GST基因应用于植物的耐盐碱优良性状的改良奠定基础。

    2020年05期 v.40 48-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 4927K]
    [下载次数:399 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:5 ] |[阅读次数:0 ]

作物

  • 香菇9608与一株野生香菇单双杂交及优良杂交菌株筛选

    程爽爽;杜双田;张姣;舒斌;高昱昕;

    [目的]通过杂交选育出菇早、产量高、菇形好、硬度大的香菇优良菌株。[方法]以香菇9608和野生香菇菌株FP作为杂交亲本,经单孢分离获取9608不同核相的单核菌株,与野生香菇菌株进行单双杂交,获得杂交菌株,对其进行常规栽培,测定农艺性状,筛选优良菌株。[结果](1)27株杂交菌株的菌丝生长速率、菌落长势及生长指数差异显著(P<0.05),仅1株生长指数大于2个亲本,有10株生长指数处于2个亲本之间;(2)有24株杂交菌株正常出菇,其子实体形成时间及温度差异较大,19株杂交菌株的子实体形成时间比双亲短,其子实体形成温度均高于2个亲本,其中8株于60 d内形成子实体;(3)不同菌株的产量差异显著,有16株子实体产量超过双亲;(4)成菇数量、单菇质量及菇形差异较大,其中D97FP的成菇数量最多,D106FP和D81FP单菇质量优于亲本,D111FP的菌盖厚度最大,D170FP菌盖直径最大,D21FP的菌柄最短,D178FP菌柄直径最小;(5)不同菌株的菌盖硬度差异显著,18株杂交菌株中,有17株菌盖硬度大于亲本;(6)D100FP和D97FP的选择指数较大,并且与亲本均有拮抗现象。[结论]本研究采用的育种方法有效,筛选优良菌株的手段具有一定的合理性,筛选出的优良菌株(D100FP和D97FP)具备出菇早、产量高、硬度大等诸多优点,可为香菇生产及菌种选育提供良好的材料。

    2020年05期 v.40 57-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1466K]
    [下载次数:364 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:13 ] |[阅读次数:0 ]

植物保护

  • 40株尖镰孢菌SRAP遗传多样性分析

    李新凤;姜晓东;郝晓娟;张祖维;冯铸;王建明;

    [目的]明确尖镰孢菌种内遗传多样性与亲缘关系为尖镰孢菌的分类鉴定及该类病害综合防控提供理论依据。[方法]本试验利用筛选出的12对SRAP引物,对40株尖镰孢菌进行PCR扩增,用POPGENE Version 1.32软件计算遗传多样性参数,用NTSYS-pc Version 2.10s软件对供试菌株进行聚类分析与主成分分析。[结果]共扩增出125个谱带,多态性位点比例达100%,平均每对引物产生多态性条带10.4条。供试菌株的平均Nei's基因多样性指数(H)和Shannon信息指数(I)分别为0.1 876和0.3 139。晋中地区菌株的Nei's基因多样性指数和Shannon's指数均最大(0.172,0.2876),遗传分化水平最高,多样性最丰富。地理群体间遗传分化系数(Gst)和基因流(Nm)分别为0.3 106、1.1 098,省内3个居群间的遗传距离较其与河北居群间的遗传距离近,表明4个尖镰孢菌群体间存在一定的遗传分化,群体内遗传多样性大于群体间的多样性。地理群体间遗传距离与地理距离存在一定的相关性。聚类与主成分分析结果表明,菌株SRAP类群划分与其寄主和地理来源没有明显相关性。[结论]供试尖镰孢菌遗传分化明显,但亲缘关系相对较近。

    2020年05期 v.40 66-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1505K]
    [下载次数:232 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:5 ] |[阅读次数:0 ]
  • 瓦雷兹芽孢杆菌JK-XZ8对樱花根癌病的防效与抑菌物质初探

    张锡唐;吴小芹;陈飞;

    [目的]樱花根癌病近年对樱花产业的威胁日益严重,生产上亟需有效的防治措施。本研究旨在探讨瓦雷兹芽孢杆菌JK-XZ8的抑菌物质特性,同时测定其对樱花根癌病的田间防治效果。[方法]在平板拮抗测定菌株拮抗能力,通过酸沉淀提取该菌株的抑菌粗提物;利用PCR技术检测该菌是否含有推测的抑菌物质合成相关基因,测定该抑菌粗提物在不同条件下的稳定性;采用根部蘸浆法测定瓦雷兹芽孢杆菌(Bacillus velezensis)JK-XZ8对田间樱花苗木的生防效果。[结果]瓦雷兹芽孢杆菌JK-XZ8对根癌土壤杆菌存在拮抗能力且可产生抑菌物质;经PCR检测该菌株含有脂肽类基因bmyB,ituD,fenD和聚酮类化合物基因PK1、PK2、PK3等抑菌物质合成相关基因。此外粗提得到的抑菌物质,在高温、酸、碱、蛋白酶K、3 h内的紫外线的处理条件下,仍保持较高活性。田间试验表明菌株JK-XZ8对樱花根癌病的防治效果可达50%,优于市场上使用的K84生物菌肥(24%)。[结论]瓦雷兹芽孢杆菌可以产生稳定的抑菌物质拮抗病原菌,是一株可用于樱花根癌病防治的有效生防菌株。

    2020年05期 v.40 75-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1650K]
    [下载次数:307 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:9 ] |[阅读次数:0 ]

农业信息与工程

  • 基于SEM、分形理论分析谷子籽粒内部裂纹产生与扩展机理

    孙静鑫;郭玉明;崔清亮;许宝卉;

    [目的]谷子籽粒在收获、贮藏及加工过程中由于内力或外力会产生裂纹,籽粒内部裂纹严重影响其贮藏期、降低发芽率,内部裂纹的形成主要由热湿内应力和机械作用引起,为了探明谷子籽粒内部裂纹的产生与扩展机理。[方法]采用SEM(扫描电镜)技术对谷子籽粒内部裂纹及淀粉颗粒拍照,结合分形理论、能量平衡理论分析计算谷子籽粒内部裂纹在不同扩展模型下的分形维数、临界扩展力(Gc)及扩展速率。[结果]谷子籽粒形成新的表面积的大小与输入能量的大小有关。当谷子籽粒内部局部应力大于等于8γG ky-1dg-1/2时,籽粒内部形成微裂纹。沿淀粉颗粒断裂、穿淀粉颗粒断裂、沿淀粉颗粒与穿淀粉颗粒耦合形式断裂的分形维数分别为:1.262、1.365、1.255,而分叉扩展的分形维数与分叉角呈正相关。对于同一γ值,沿淀粉颗粒与穿淀粉颗粒耦合扩展的Gc为6.85γ,沿淀粉颗粒扩展的Gc为7.086γ,穿淀粉颗粒扩展的Gc为11.652γ,分叉扩展的Gc为250γ,所以,耦合扩展的微观裂纹最容易发生,穿淀粉颗粒和分叉扩展的微观裂纹较难发生。同一种扩展模型,谷子籽粒内部淀粉颗粒的直径越大,微观裂纹的扩展速率越快;同一直径的淀粉颗粒,耦合扩展的速率最快(0.095 V0~0.309 V0),沿淀粉颗粒扩展的速率次之(0.09 V0~0.299 V0),分叉扩展的速率最小(0.0001 V0~0.01 V0)。[结论]研究分析了谷子籽粒内部裂纹产生与扩展机理,其研究成果可以为谷子贮藏、加工、种子发芽率等方面研究提供参考依据。

    2020年05期 v.40 83-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1649K]
    [下载次数:261 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:0 ]
  • 干旱胁迫对冬小麦冠层光谱及红边参数的影响

    肖璐洁;杨武德;冯美臣;孙慧;王超;

    [目的]干旱是影响我国北方麦区的重要气象灾害之一。及时准确获取和掌握麦田干旱情况,对各级政府部门做出相应决策、采取积极有效的防旱、抗旱措施具有重要意义。作物冠层光谱分析是进行作物长势监测及灾害诊断的基础和有效手段,探索干旱胁迫下冠层光谱特征的变化规律,可为作物田间干旱遥感监测的展开提供先决条件。[方法]利用野外光谱测量仪对干旱胁迫下冬小麦冠层光谱进行采集,并对光谱特征及红边参数变化趋势进行分析。[结果]在可见光波段,光谱反射率为成熟期>灌浆期>抽穗期>开花期>拔节期>孕穗期;在近红外波段,光谱反射率为抽穗期>开花期>拔节期>孕穗期>灌浆期>成熟期。随着生育期的推进,红边幅值先增大后减小(max=0.007 6,min=0.001 3),红边位置先红移后蓝移(max=739 nm,min=700 nm),红边面积先增加后减小(max=0.316 73,min=0.070 69)。干旱胁迫越重,绿峰越不明显,红谷越浅,近红外平台越低;干旱胁迫越轻,绿峰越凸出,红谷越深,近红外平台越高。随着干旱胁迫程度的增大,红边幅值逐渐减小(max=0.008,min=0.00571)、红边位置逐渐蓝移(max=737 nm,min=727 nm)红边面积也逐渐减小(max=0.320 65,min=0.243 66)。[结论]研究结果可为实现快速、精准的农业干旱遥感监测提供参考及依据。

    2020年05期 v.40 92-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1414K]
    [下载次数:390 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:16 ] |[阅读次数:0 ]
  • 北京地区冬小麦不同生育期植株氮营养高光谱诊断

    杨福芹;冯海宽;李振海;陈超;高磊磊;周龙;

    [目的]基于冬小麦不同生育期数据,探讨不同生育期何种氮素可以更好的反应冬小麦氮素营养状况,为冬小麦氮素营养精准探测提供新的技术方法。[方法]该文利用2014-2015年北京市昌平区小汤山国家精准农业示范研究基地的冬小麦冠层反射光谱数据和相应植株氮含量及氮累积量数据,开展了不同生育期植株氮素营养高光谱诊断研究并用留一交叉法进行了模型验证。分析了不同生育期植株氮素状况和原始光谱特征、红边参数、常用植被指数之间的相关性,在此基础上构建不同生育期的氮素营养诊断模型并比较分析何种氮素状况可以很好的监测作物氮素营养状况。[结果]最佳植株氮素营养诊断模型随着生育期的变化而变化。拔节期和挑旗期mSR705、开花期REPgauss、灌浆期MTCI为自变量构建的植株氮含量模型可以很好的诊断氮素状况,其中mSR705构建的植株氮含量模型可以较好的监测不同生育期氮素状况,建模的R2分别为0.33、0.73、0.51和0.36;拔节期NBH、挑旗期和开花期MTCI、灌浆期VOGb为自变量构建的植株氮累积量模型可以很好的诊断氮素状况,其中VOGb构建的植株氮累积量诊断模型可以较好的监测不同生育期氮素状况,建模的R2分别为0.70、0.78、0.80和0.63;植株氮累积量诊断模型的精度优于植株氮含量诊断模型的精度,这不仅和叶绿素吸收有关,还与植株生物量有关。[结论]不同生育期氮素营养诊断模型与冬小麦生育期紧密相关,生长阶段氮累积量模型将优先用于估算氮素状况诊断。

    2020年05期 v.40 99-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 2174K]
    [下载次数:347 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:15 ] |[阅读次数:1 ]
  • 基于深度卷积网络的葡萄簇检测与分割

    娄甜田;杨华;胡志伟;

    [目的]在果园场景下,簇粘连、杂物遮挡给高精度葡萄簇检测与分割造成很大难题。[方法]该文以真实种植场景下的葡萄簇为研究对象,以相机拍摄图像为数据源,提出基于2大骨干网络R50、R101与2种任务网络Mask RCNN、Cascade Mask R-CNN交叉结合的多种葡萄簇检测与分割并行化模型。对5个品种137张共2 020个实例标注葡萄簇个体进行研究,为丰富数据集、提升模型泛化能力,对原始数据集随机进行改变亮度、加入高斯噪声及翻转180°操作,共获得标注图片685张。为探究不同骨干网络对模型检测与分割的影响状况,选取R50与R101对输入图像分别进行特征提取,并在Mask R-CNN和Cascade Mask R-CNN两大任务网络上进行试验。[结果]对于检测任务,Mask R-CNN-R50在AP0.75指标上比Mask R-CNN-R101提升22.3%;对于分割任务,Cascade Mask R-CNNR50在各AP指标上比Cascade Mask R-CNN-R101提升2%~13.5%。为验证学习率超参数对预测结果影响,选用6个不同学习率在Mask R-CNN-R50与Cascade Mask R-CNN-R50模型上进行试验,结果表明,随着学习率的增加,检测与分割各AP指标均先增加后减小;为探究模型的鲁棒性,将测试集图片分为深度分离、浆果粘连、杂物遮挡3大类并进行可视化分析,结果表明,Cascade Mask R-CNN-R50模型在3种场景下分割与检测效果最佳,Mask RCNN-R101效果最差。[结论]综合分析,本文Cascade Mask R-CNN-R50模型可更为精确、有效地对不同种植场景葡萄簇进行分割与检测,其可为后续葡萄自动化采摘提供模型支撑。

    2020年05期 v.40 109-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 5172K]
    [下载次数:449 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:15 ] |[阅读次数:0 ]
  • 基于随机蛙跳和支持向量机的冬小麦叶面积指数估算

    孙晶京;杨武德;冯美臣;肖璐洁;

    [目的]作物叶面积指数(LAI)与其长势密切相关,通过研究小麦冠层光谱的不同预处理方法、波段选择方法和模型构建方法的不同组合,找出适用于小麦LAI估算的最佳预测模型,为快速准确监测冬小麦LAI提供参考。[方法]本研究以冬小麦为研究对象,测定其在不同生育时期的LAI与冠层光谱反射率,研究了原始光谱、一阶和二阶导数光谱与LAI之间的相关系数并采用随机蛙跳算法对其进行特征波段的提取,最后基于选取的特征波段,使用偏最小二乘回归(PLSR)和最小二乘支持向量回归(LS-SVR)分别构建LAI预测模型。[结果]结果表明,二阶导数光谱不仅可以改善红边区域波段与LAI之间的相关系数,在725 nm处其相关系数达到0.662,而且提高了特征波段的选择概率,在732 nm处,其选择概率达到0.688。相比采用相关系数和竞争自适应重加权采样(CARS)所建的模型,用随机蛙跳选择的特征波段构建的模型预测精度更高,校正集决定系数达到0.956,验证集决定系数达到0.902,校正集均方根误差降低到0.367,验证集均方根误差降低到0.601。此外,在LAI的预测模型中,LS-SVR的性能优于PLSR。[结论]采用二阶导数预处理结合随机蛙跳特征波长选择算法并使用LS-SVR构建的LAI预测模型性能最佳,可为快速检测LAI提供一种可行的解决方案。

    2020年05期 v.40 120-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 2175K]
    [下载次数:412 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:29 ] |[阅读次数:1 ]

  • 稿约

    <正>1.《山西农业大学学报(自然科学版)》是山西农业大学主管主办的农业科学类综合性学术期刊。其办刊宗旨是:坚持唯物主义理论和实践相结合的原则,贯彻落实科学发展观,促进学术交流,推动科学技术向生产力转化,为我国农业现代化建设服务。本刊主要刊登农、林、牧等涉农学科及相关学科的基础性研究和应用研究成果,反映最新科研动态。以国内外科技工作者、高等院校师生为主要读者对象。2.文稿的著作权,除《著作权法》另有规定者外属于作者。文责自负。

    2020年05期 v.40 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 52K]
    [下载次数:10 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 谷子中的谷子中的“拟南芥”——C4禾谷类研究的理想模式植物禾谷类研究的理想模式植物“xiaomi”——山西农业大学在谷子功能基因组学领域取得重大进展

    王兴春;

    <正>长期以来,模式植物拟南芥在引领重要科学发现和先进研究技术方面扮演着十分重要的角色。然而,拟南芥和水稻都是C3植物,作为C4禾谷类作物的模式植物时有很大的局限性,无法解决诸如C4光合代谢以及许多黍亚科特殊的基础问题。谷子具有抗旱、耐瘠薄和高光效等突出优势,恰恰弥补了拟南芥和水稻作为模式植物的不足,是极具发展潜力的C4禾谷类模式植物。但是,谷子生育期较长、株高较高、遗传转化困难,极大地限制了其作为模式植物在功能基因组学研究中的应用。

    2020年05期 v.40 108页 [查看摘要][在线阅读][下载 827K]
    [下载次数:853 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:6 ] |[阅读次数:0 ]
  • 草种选育与退化草地生态恢复及利用山西省科技创新团队

    <正>草种选育与退化草地生态恢复及利用山西省科技创新团队依托草学一级学科博士点,拥有国家草品种区域试验站(太谷)、国家牧草产业技术体系综合试验站、山西省草业工程技术研究中心、山西省"1331工程"北方农牧交错带草业工程研究中心、山西省草学研究生教育创新中心、山西农业大学大学农牧交错带草地生态系统野外观测研究站等科技平台。主要研究优良乡土草种资源创新、退化草地生态恢复、草地合理利用、饲草生产、草畜资源合理配置等。近年来获得国家科技进步二等奖1项,省科技进步二等奖2项,培育和审定草品种7个,制订地方标准16项,其研究成果为山西生态建设和草牧业发展战略做出了贡献。

    2020年05期 v.40 129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1613K]
    [下载次数:233 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 下载本期数据