基于人为控水和自然水分胁迫下的甘蔗茎节生长变化

为了解干旱胁迫对甘蔗节间长度的影响,连续2年对国内外8个不同抗旱能力的甘蔗品种采用桶栽和大田种植,在人为控水和大田自然干旱胁迫条件下,于甘蔗收获期调查甘蔗株高、茎径及节间长度。结果表明,在桶栽人为控水条件下,干旱导致88%的甘蔗品种株高变矮;受干旱控水、复水影响,甘蔗茎径呈先变小后增大的趋势(+13~+6节茎径),节间长度明显变短后再增长。在自然干旱水分胁迫下,2个试验基地8个甘蔗品种2年的株高为2.7~3.4 m;受干旱气候及其他条件影响,株高相对理想的甘蔗品种为‘ROC1’‘ROC22’‘GT21’和‘CP80-1827’。同人为控水相比,自然干旱导致甘蔗茎径变小,最细节出现在+7叶茎;节间长度变短,最短节出现在+8和+9叶茎。在人为控水干旱条件下,抗旱性较强的甘蔗品种节间旱胁迫指数和节间旱胁迫恢复指数相对较高。在大田自然干旱条件下,抗旱性较强的甘蔗品种表现为相对较高的节间旱胁迫指数和较低的节间旱胁迫恢复指数。从恢复指数来看,干旱复水后的正常节间长度均大于干旱前的正常节间长度,表明适度的干旱刺激了甘蔗生长。总体来说,水分胁迫导致甘蔗株高变矮、茎径变小、节间长度变短,节间旱胁迫指数和节间旱胁迫恢复指数可作为甘蔗茎节应对干旱胁迫的指标,以此来评价甘蔗品种的抗旱性具有一定的参考价值。甘蔗的抗旱性研究不能完全依赖人为控水的模拟干旱,其抗旱能力的整体评价需要围绕大田自然干旱开展。

苗期摘叶对玉米茎秆抗倒伏特性及产量的影响

[目的]研究玉米苗期摘叶处理对茎秆特性及抗倒伏性的影响。[方法]2019—2020年在凤城和彰武进行田间试验,系统研究苗期摘叶(5叶1心期和6叶1心期)对玉米茎秆抗倒伏特性及产量的影响。[结果]苗期摘叶改变了玉米植株形态特征,凤城和彰武2地表现出相似规律。与未摘叶相比,苗期摘叶处理穗下茎节节数减少1~2节,穗位以下茎节长度缩短,但对穗位以上茎节长度无影响,玉米株高和穗位高分别降低了26~37 cm和16~26 cm;苗期摘叶处理对玉米基部第1~2茎节的茎秆抗弯折力略有提高,但对茎秆抗穿刺和抗压碎能力无显著影响;苗期摘叶处理对气生根的根直径和入土夹角无显著影响,但气生根入土条数和入土深度略有增加;凤城玉米倒伏率显著高于彰武,苗期摘叶使凤城玉米植株倒伏率降低了14.8~23.4个百分点。苗期摘叶降低了玉米空秆率,玉米植株叶面积指数降低,库源比增高,玉米生育期延迟了7~11 d。在倒伏严重的凤城地区,5叶1心期摘叶玉米产量增加了9.54%~17.2%,6叶1心期摘叶对玉米产量无显著影响;而在倒伏发生相对轻的彰武地区,6叶1心期摘叶处理反而减产5.75%~12.8%。[结论]苗期摘叶可通过减少穗下节数量、缩短节间长度等,促进玉米穗位降低,从而有效控制倒伏,实现提高玉米产量的目的;摘叶时期是影响玉米产量效应的决定因素。苗期摘叶提高了高密种植玉米的潜力。本研究结果对玉米增产及培育抗倒伏玉米品种具有重要启发及实践意义,在倒伏易发生地区具有较好的应用前景。

基于YOLOv8的甘蔗茎节高效检测方法

甘蔗茎节的精确识别对于智能化切种、种植定位及优化蔗园生产管理流程,进而提升产量与经济效益具有显著价值。然而,现有甘蔗茎节检测方法的性能、模型复杂度以及实时性等方面仍存在不足。为有效解决这一问题,本研究选择采用先进的YOLOv8模型,对结构化场景下的甘蔗茎节进行视觉检测。首先,设计野外甘蔗图像采集试验,对采集的甘蔗图像进行人工标记,并建立图像训练集和测试集;接着,采用YOLOv8网络作为甘蔗茎节检测模型,确定最优超参数组合并进行模型训练;最后,进行野外实际识别试验,验证本方法的有效性和高效性。结果表明:本方法在测试集上的精确率、召回率、mAP、单帧推理耗时以及模型大小分别为0.973、0.958、0.974、19.80 ms和6.30 MB。与Edgeyolo_S_Coco网络和Edgeyolo_Tiny网络相比,YOLOv8_n网络的mAP同比分别提高了1.70%和1.30%,单帧推理耗时同比分别降低了4.71 ms和1.50 ms,模型大小同比分别缩减了33.70 MB和17.50 MB。本研究提出的甘蔗茎节检测网络在检测性能和泛化能力上更具优势,能满足户外环境下对算法精度和模型复杂度的需求,为农业智能化生产中的甘蔗收获与种植提供坚实的技术支撑。

粉葛赣葛2号组培快繁体系建立与优化

为了加快横峰县本地粉葛品种赣葛2号优质种苗的繁育与推广,本研究以带芽茎段为材料,探讨无菌体系建立、不定芽诱导及增殖、试管苗生根、驯化移栽等过程,建立并优化了粉葛赣葛2号组培快繁体系。结果表明,初代芽诱导效果最优培养基为MS+6.5 g/L琼脂+30 g/L蔗糖+1.5 mg/L 6-BA+1 mg/L NAA,平均诱导率为80.55%;继代培养效果最优培养基为MS+6.5 g/L琼脂+30 g/L蔗糖+1 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA,平均诱导率为91.66%;适合生根的培养基为MS+6.5 g/L琼脂+30 g/L蔗糖+0.5 mg/L NAA,生根率达84.38%。移栽基质配方为V泥炭土∶V蛭石∶V珍珠岩=3∶2∶1,组培苗成活率达100%。

基于改进YOLO v5s的甘蔗切种茎节特征识别定位技术

为了实现甘蔗智能横向切种工作站的精准、高效的自动化切种,针对工厂化切种任务的特点,提出了一种基于改进YOLO v5s的甘蔗茎节特征边缘端识别与定位方法。首先,利用张正友相机标定法对摄像头进行畸变矫正;然后对甘蔗茎节数据集进行数据增强,利用原始的YOLO v5s模型进行训练和测试,结果显示数据增强能一定程度上提高检测精度。针对茎节特征目标小以及模型体积大导致检测精度低、部署难度高等问题,对YOLO v5s的骨干网络进行改进,在SPPF特征融合模块前引入坐标注意力(Coordinate attention,CA)模块和Ghost轻量化结构,在Head网络中剔除P5大目标检测头,得到了改进后甘蔗茎节检测模型YOLO v5s-CA-BackboneGhost-p34,测试结果表明该模型优于其他主流算法和原始模型,具有高精度、小体积等优势。其中,平均精度均值1和平均精度均值2分别提高5.2、16.5个百分点,模型浮点数计算量和内存占用量分别降低42%和51%。最后,为了提高检测速度和实时性,将模型部署于边缘端,利用TensorRT技术加快检测速度,并在传送速度为0.15 m/s的甘蔗智能横向切种工作站上完成实际切种实验。实验结果表明,加速后茎节检测速度达到95 f/s,实时检测定位平均误差约为2.4 mm,切种合格率为100%,漏检率0.4%,说明本文提出的模型具有高度可靠性和实用性,可以为甘蔗横向切种工作站的工厂化、智能化以及标准化应用提供有效的技术支持。

基于改进YOLOv5的甘蔗茎节识别方法

针对甘蔗智能切种机作业过程中背景杂乱导致茎节识别精度低等问题,提出了基于改进YOLOv5的一种甘蔗茎节识别方法。采用跨层级连接的方式优化颈部结构,增强不同层级间的信息融合能力;同时改进模型损失函数,一方面引入EIoU损失函数代替原始CIoU损失函数,提高边界框回归精度,另一方面利用Focal loss损失函数替换交叉熵损失函数,解决正负样本比例不均衡问题;最后引入Ghost模块轻量化网络模型。试验结果表明,本研究提出的模型相较于原模型,平均精度值提高了1.4个百分点,达97.80%,单张检测时间为16.9ms,模型大小仅11.40 Mb,实现了在不同杂乱程度场景下的甘蔗茎节识别,降低了切种时背景杂乱产生的影响。

基于网络瘦身算法的YOLOv4-tiny的甘蔗茎节识别

为提高智能甘蔗收获的准确性,降低算法对部署的高算力要求,利用轻量级目标检测算法YOLOv4-tiny相对YOLOv4算法更简化的网络结构、更高的推理速度等优点,提出基于MobileNet和网络瘦身的两种YOLOv4-ting识别算法方案,并比较二者的精度和模型复杂度。其中,基于网络瘦身算法的YOLOv4-tiny在精度较瘦身前(94.7%)下降0.6%的情况下,模型复杂度下降为原来的1/3,即瘦身后的FLOPs和Params分别为1.1 G和1 789 658。而以MobileNet为Backbone的YOLOv4-tiny在精度下降1.92%的情况下,它的FLOPs和Params为1.29 G、2 600 068,其在精度和模型复杂度上的表现都不如瘦身后的YOLOv4-tiny模型。结果表明:基于网络瘦身算法的YOLOv4-tiny甘蔗茎节识别模型可有效降低模型复杂度,其计算量对嵌入式设备和移动式设备友好。该研究可为智能甘蔗收割机构的开发提供技术参考。

施氮量对滴灌春小麦茎鞘NSC积累与转运的影响

在新疆气候条件下,为明确滴灌春小麦不同茎鞘节位果聚糖和NSC向籽粒转运提高产量的氮素响应机制,采用裂区试验设计,以强筋小麦‘新春37号’(XC37)、中筋小麦‘新春6号’(XC6)为主区,分别以施氮量300、255、210、0 kg·hm^(-2)为副区,研究施氮量对滴灌春小麦茎鞘不同节位(穗下节间、倒二节间、其余节间)果聚糖和非结构碳水化合物(NSC)的积累转运及其对产量贡献的影响。结果表明,随生育期的推进,两个品种春小麦茎鞘蔗糖果糖基转移酶(SST)活性、果聚糖含量、NSC含量及茎鞘干物质量呈先升后降的变化趋势,而果聚糖外水解酶(FEH)活性则为先降后升再降的趋势,各指标均以施氮量255 kg·hm^(-2)处理表现最优;各节位相比,其余节果聚糖代谢酶活性、果聚糖含量、NSC含量以及茎鞘干物质量最大,其果聚糖、NSC以及茎鞘干物质对产量贡献率分别比倒二节高11.18%~35.77%、14.77%~45.65%和25.81%~33.83%;两品种比较,XC37茎鞘中贮藏物质积累运转效率高于XC6,其果聚糖、NSC以及茎鞘干物质对产量贡献率分别比XC6高32.53%~116.74%、26.06%~35.26%和6.32%~21.73%;施氮量与品种互作效应对果聚糖、NSC花前转运率和贡献率及其穗下节干物质对产量贡献率均有显著影响。研究表明,果聚糖和NSC代谢及产量在施氮量为255 kg·hm^(-2)时表现最佳,该施氮量是新疆滴灌春小麦适宜的施氮水平。

大豆株高与主茎节数的全基因组关联分析

株高和主茎节数是大豆重要的株型性状,对产量有显著影响。该研究以281份大豆种质为试验材料,利用多个田间环境的表型数据,使用3VmrMLM模型对大豆株高和主茎节数进行全基因组关联分析。共检测到36个显著QTNs(Quantitative Trait Nucleotides,数量性状核苷酸)和1个环境互作QTN(QEI)及25个显著QTN和2个QEI分别控制大豆株高和主茎节数。进一步分析发现,位于6号染色体40.69~41.18 Mb、18号染色体3.40~3.74 Mb和20号染色体34.66~34.87 Mb 3个基因组区间同时控制2个性状,可以认为是控制大豆株型的重要位点,且18号染色体上基因组区间为该研究新检测到的。研究结果可以为深入了解大豆株型性状的遗传基础及标记辅助育种提供有用的信息。

紫外线-B辐射增强对葡萄植株形态的影响

在室外自然光的基础上，增加0μW／cm^2（CK组）、10．8W／cm^（T1组）、25．6W／cm^（T2组）3种紫外线-B（UV—B，280-320nm）辐射强度，研究UV—B辐射增强对葡萄植株形态的影响。结果表明：（1）对于节间，处理组T1对近生长点的节间有一定的促进作用，但伸长量相对于CK不显著；辐射处理下生成的节间，最终随着辐射量的累积节间长度受到的抑制越显著，且T2〉T1〉CK。（2）与对照相比，处理组的株高和叶面积都有明显的降低，且T2〈T1〈CK。

北方日光温室长季节番茄茎节生长模拟模型

以番茄器官生长发育的生理生态过程为基础,建立了北方日光温室长季节番茄茎节生长模拟模型,它是建立番茄叶片和果实生长模拟模型的基础。供试番茄品种为"卡鲁索"和"卡特琳娜"。确定了模型中的参数如节点最大出现速率等,并对模型进行了验证试验。结果表明:番茄茎节数模拟值与实测值的变化趋势一致,平均相对误差为0.7%～9%。用散点图法验证模拟值与实测值的相关系数达0.9964,截距为-8.8,每平方米模拟值比实测值平均偏低8.8个茎节。表明模型模拟结果较好。

大豆子叶节、胚尖再生植株的研究

为了获得高效的大豆再生体系,以大豆品种合丰35和北京小黑豆的成熟种子为材料,利用氯气和升汞两种消毒方法,研究不同浓度6-BA和2,4-D对子叶节和茎出芽的影响。结果表明:在大豆萌发时,加入1.0 mg L^(-1)6-BA和2.0 mg L^(-1)2,4-D,每个外植体分化的芽数较高;在茎尖再生系统中,6-BA和2,4-D诱导茎尖不定芽形成的最佳浓度是3.0 mg L^(-1)和3.5 mg L^(-1),最佳诱导时间是24-48 h。

茶树春梢生长期粗纤维含量的变化及与节茎长度的相关性

本文研究了4个茶树品系春梢伸育过程中芽叶、叶位及节茎的粗纤维含量的变化规律。茶树春梢节茎的粗纤维变化曲线具有明显的粗纤维陡增现象,并且在品系中有较大的差异,提出了粗纤维含量陡增期的概念和以陡增期(陡增时期及陡增幅度)在品种之间的差异作为鉴定品种“持嫩性”的数量化指标,同时在4个品系中获得了节茎粗纤维含量与节茎长度之间的相关性分别为:y=3.364 2+11.43 87 x(r=0.986 1,极显著)、y=3.482 1+14.290 7 x(r=0.750 9,显著),y=21.696 9+9.880.5 x(r=0.952 2,极显著),y=31.964 6+7.529 3 x(r=0.859 3,显著),这些结果为茶树品种“持嫩性”的感官鉴定提供了理论依据。

福建乌龙茶种质离体保存研究Ⅱ——无菌系继代增殖与生根

试验以铁观音茶树成年茎段离体培养诱导的丛生芽作为研究材料,探讨无菌系的继代增殖和生根。试验结果表明:适宜茶树成年茎段无菌系继代增殖的培养基为1/2MS+1.0mg/L6-BA+0.2mg/LIAA+0.2mg/LGA3,培养基中附加8g/L琼脂糖,30g/L蔗糖,pH5.6。在此继代培养基上进行增殖,茶树成年茎段平均增殖率为7.57,最高增殖率可达13。适合茶树成年茎段离体培养生根的培养基是1/2MS+3mg/LIBA+30g/L蔗糖+7g/L琼脂糖;研究还表明随着继代生长时间的延长,生根率提高,最早生根的天数缩短。

基于茎直径变化的无线传感器网络作物精量灌溉系统

为实现准确判断作物水分亏缺程度,为精量灌溉提供科学依据,该文基于作物水分胁迫茎直径微变化诊断方法,研发了无线传感器网络节点,并设计了无线传感器网络精量灌溉系统。该系统可以使人们随时随地精确获取作物需水信息,并实现精量灌溉。该系统具有功耗低、成本低廉、鲁棒性好、扩展灵活等优点。初步试验表明了该系统的合理性与实用性。可以应用于温室、农田、苗圃等区域。该研究为无线传感器网络在节水农业中的应用做出了探索。

毛叶枣成年树茎段培养与离体繁殖研究

以毛叶枣优良品种“高朗 1号”成年树的茎段为外植体 ,研究了毛叶枣的离体繁殖技术。结果表明 :在附加NAA 0 .1mg/L、BA 2 .0mg/L或另加KT 0 .5mg/L的MS培养基上可诱导腋芽高频率萌发 ;试管芽苗在分别附加NAA 0 .1mg/L与BA 1mg/L、IAA 1～ 2mg/L与BA 1mg/L的MS增殖培养基上 ,增殖系数均达 5以上 ,并且芽苗长势旺盛 ;采用瓶外生根技术 ,无根试管苗移栽成活率 85 %以上。试管苗移植大田后生长正常 。

扶芳藤再生体系的建立

对扶芳藤的再生进行了研究。预培养时间较短的下胚轴对植物生长调节剂浓度反应敏感,以较老的下胚轴在MS+6-BA 1.3-1.7 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1或IBA 0.1 mg·L-1培养基上分化效果最好。无芽茎段在MS+6-BA 1.5 mg·L-1+IBA 0.1 mg·L-1和MS+6-BA 1.3 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1培养基上分化效果好,不定芽生长旺盛。

缩节安处理对棉花主茎生长过程及其激素水平的影响

DPC(缩节安)系统化控降低了快速伸长节间组织内 GA_4和 IAA的含量,增加了CTKs的含量,调节了ABA的含量,从而降低了株高,减少了果枝数和节间数。

影响大豆子叶节再生的因素研究

以大豆品种北京小黑豆的成熟种子为材料,研究了不同消毒方法、激素配比、外植体以及芽诱导时间对再生频率的影响。结果表明,使用氯气消毒法,以大豆子叶节为外植体,在B5+1.0 mg.L-1 6-BA的诱导培养基上诱导5 d后,北京小黑豆能获得较高的植株再生率,每个外植体成苗数在3个左右。

奈的离体繁殖

以木柰的带腋芽茎段为外植体进行离体繁殖技术研究．结果表明，外植体材料从快停止生长的嫩梢切取为佳，并以在１．０ｍｇ·Ｌ－１升汞中消毒１５ｍｉｎ为宜；在附加０．２ｍｇ·Ｌ－１ＩＡＡ、１．０ｍｇ·Ｌ－１ＢＡ的ＭＳ培养基上进行初代培养，启动腋芽萌发；在含ＮＡＡ０．１ｍｇ·Ｌ－１、ＢＡ０．５１．０ｍｇ·Ｌ－１的１／２ＭＳ培养基上进行继代增殖，可形成丛生芽，并且增殖倍数达４．０以上；增殖后的芽苗在含ＮＡＡ０．１ｍｇ·Ｌ－１、ＩＢＡ１．０ｍｇ·Ｌ－１的１／２ＭＳ培养基上长根成苗．以泥炭土和石至石（１∶１）为介质，试管苗移苗成活率为９０．１％．试管苗种植田间５ａ后，已正常开花结果．