基于Sentinel-2的青铜峡灌区水稻和玉米种植分布早期识别

及时准确地掌握灌区内作物种植分布对于灌溉水资源高效配置、农田精准管理具有重要指导意义。以宁夏青铜峡灌区为研究对象,利用多时相Sentinel-2卫星数据,通过水稻和玉米早期特征分析,提取关键的“水淹”信号和“植被”信号,构建时序归一化差异水体指数(MNDWI)和归一化植被指数(NDVI)特征值数据集,并通过样本分析关键特征阈值,构建水稻和玉米早期种植分布决策树模型,提取2022年宁夏青铜峡灌区水稻和玉米种植的空间分布。结果表明(:1)玉米和水稻苗期的后半段5月15—31日,水淹信号和植被信号是区分二者关键时期。(2)基于早期作物物候特征的方法,在5月16—31日获取的水稻和玉米图像制图精度高于90%,用户精度超过91%,总体精度超过90%,Kappa系数高于0.88,明显高于同时期随机森林方法的分类精度。(3)本研究提出的方法在早期水稻和玉米种植分布提取方面具有较强的适用性,并且能够在时空尺度上以较少的实地样本进行延展,同时在时间上也更有优势。因此,该方法为青铜峡灌区水稻和玉米种植分布早期调查提供了重要的方法支撑。

优异常规粳稻亲本组合选配方法及其育种应用

【目的】在了解表型与基因型差异的基础上同时对候选常规粳稻亲本进行分类,随后结合育种亲本选配四大原则进行优异亲本选配,为常规粳稻育种提供一种亲本组合选配方法。【方法】以江苏省自主选育水稻品种为材料,考察34个品种的42个表型性状,并利用41对SSR标记对以上34个品种进行基因型鉴定。通过表型值与基因型值分别计算欧几里得距离、遗传相似系数,采用Ward.D法、UPGMA法进行聚类分析。【结果】农艺性状、品质性状的遗传相似性分析表明,大部分试验品种的遗传基础背景比较相近,但SSR标记的遗传相似性分析显示34个品种的遗传相似系数在0.39~0.95,表明江苏不同单位育成的品种遗传背景仍存在不同。聚类分析结果表明,不同类群间农艺性状、品质、等位基因差异与不同生态型不存在明显关系。AMOVA分析显示试验品种96.19%的遗传变异来源于群体内。【结论】不同聚类结果得到的类群不完全一致,将农艺性状、品质性状、SSR标记的聚类结果结合起来对亲本进行分类更有利于增加亲本选配的精确度、减少育种工作量、提高育种效率。本研究应用多种指标聚类方法进行常规粳稻亲本选配,在镇稻18号与盐稻11号组合中,选育出大量优异中间材料,并育成了不同生态型新品种镇稻23号、镇稻32号和镇稻33号。

基于卷积神经网络的轻量级水稻叶片病害识别模型

水稻病害一直是影响水稻产量的重要因素之一,为了快速、准确地检测水稻病害,本研究提出了一种基于卷积神经网络的轻量级水稻叶片病害识别模型。首先,从参数量的角度对注意力机制进行改进,得到轻量级注意力机制模块,对水稻叶片病害特征图中的潜在注意力信息进行深度挖掘;其次,使用深度可分离卷积代替部分标准卷积,进一步降低模型的参数量;最后,为了提高模型的泛化能力,让模型学习过程更快、更稳定,采用了自带内部归一化属性的扩展型指数线性单元函数(SELU)与外部组归一化模块相结合的方法。通过在公共数据集中进行验证,本研究构建模型的平均精度最高(0.990 0),模型在参数量和平均单次迭代时间方面也有一定优势,与其他模型相比,具有相对较好的性能。

烟-稻轮作典型烟田团聚体分布特征及其与土壤养分、作物产量的关系

【目的】结合烟-稻两季定位调查与采样分析,研究土壤团聚体分布特征及其与土壤养分、作物产量的关系。【方法】选取同一母质正常烟田和障碍烟田各10个,进行定位调查和采样分析,采集0~20 cm表层土样,分析土壤团聚体、土壤养分与土壤生物学特征,研究烟-稻轮作土壤团聚体分布与土壤的关系。【结果】正常烟田土壤有机碳、全氮、碱解氮、铵态氮和速效钾以及土壤微生物基础呼吸、微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物生物量磷、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、氨基乙酰葡糖苷酶、β-D-吡喃木糖苷酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶显著高于障碍烟田(P<0.05);正常烟田烟草季、水稻季土壤大团聚体(2~8mm)显著高于障碍烟田,分别为35.09%、31.75%,且土壤团聚体稳定性指标高。正常烟田烟叶农艺性状与作物产量均显著高于障碍烟田。烟草季水稻季土壤大团聚体与土壤有机碳、全氮呈显著正相关。【结论】正常烟田土壤大团聚体(2~8mm)比障碍烟田高,土壤养分和团聚体分布差异明显,长期的烟-稻轮作促进了土壤团聚体形成,是土壤肥力提高和土壤结构改良的重要途径。

江西省不同播期早稻热量资源利用分析

基于江西省1961—2022年83个气象台站的日平均气温资料,利用气候倾向率、MK突变检验等分析方法,分析了近62 a江西省不同地区稳定通过10℃初日、农户正常播种时间、2022年全省85个县早播示范点播种时间的热量资源变化特征及不同播期间热量资源差异。结果表明:(1)早稻的正常播种时间较早播和10℃初日播种时间偏晚10 d以上,各播期赣南播种时间均早于赣北。(2)各播期全生育期内平均气温和积温呈逐渐上升趋势,早播和10℃初日的升高幅度明显大于正常播期;正常播期下全生育期的平均气温显著高于早播和初日,但积温显著低于早播和初日全生育期积温。(3)与正常播期相比,赣南早播和10℃初日全生育期积温的增加幅度大于赣北,早播和10℃初日全生育期积温赣南整体平均偏高8.00%以上。(4)通过突变检验可知,各播期平均气温和积温的突变年份均为2000年前后。因此,在农户正常播期条件下,适当提前早稻播种期有利于延长双季稻生长期以及提高当地热量资源利用率。

色选机工艺效果的评定

将进入色选机原料中的异色米粒含量作为重要影响因素之一 ,提出正常米粒提取率与异色米粒分出率 2个新概念 ,旨在更客观科学地评定色选机的工艺效果。

超声-微波处理对米饭品质的影响

研究了超声-微波协同加热、微波加热和传统加热对粳米米饭和糯米米饭品质特性的影响。结果表明,与传统加热的样品相比,超声-微波协同加热和微波加热的粳米米饭感官综合品质较好,米饭硬度较小且非烃类风味物质含量较高,体外淀粉消化速度较慢且酶解终点葡萄糖含量较少。与粳米米饭相比,糯米米饭变化差异较小。原因在于微波加热和超声-微波协同加热方式下米饭中淀粉颗粒破裂不充分,且物理辐射下不同品种的米饭性质变化的敏感程度与其直链淀粉含量相关。

精确和常规施氮对水稻产量与氮肥利用率的影响

以武香粳14为供试材料,研究精确施氮和常规施氮对水稻产量与氮肥利用率的影响。结果表明,精确施氮处理的穗数极显著地低于常规施氮处理;精确施氮处理的水稻产量高于常规施氮处理,但未达到显著水平;精确施氮处理的氮肥当季利用率比常规施氮处理高8.8%。

稻谷自然低温辅助通风保鲜技术的研究总论

稻谷自然低温辅助通风保鲜技术主要研究房式仓储存稻谷的通风降温系统,得出高效能、低能耗、低成本的配套设计参数,优选出适合我国储粮要求的几种风道。并采用通风防热保冷的低温技术和通风与保护剂相结合的防虫技术等有效措施,延缓储粮生化变化,以保持营养成分和新鲜度。

水稻叶片叶绿素、类胡萝卜素含量估算的归一化色素指数研究

测定了水稻叶片的高光谱反射率,以及相应的叶绿素、类胡萝卜素含量,采用一种将350～2500nm范围内所有光谱波段两两组合的方法,构建所有可能的归一化比值色素指数,并建立这些指数与叶绿素、类胡萝卜素含量的统计模型,然后将构成最佳模型的指数确定为最适合相应色素估算的指数,并进行验证以及与已知归一化色素指数进行了比较。结果表明,本研究所给出基于叶片水平的色素指数(R1729-R707)/(R1729+R707),(R1554-R572)/(R1554+R572),(R1729-R706)/(R1729+R706),(R1536-R707)/(R1536+R707)可以较好地估算叶绿素、类胡萝卜素含量。构成这些色素指数的指数波段主要位于700nm附近,其次为绿光长波区域;构成指数的参照波段主要位于短波红外区域。这说明短波红外区域在色素指数的构建中也有重要作用。这些色素指数对叶绿素、类胡萝卜素含量的估算效果一般要好于各已知的归一化比值色素指数,或者与最好的已知色素指数估算效果相当。

低温－常温下水稻幼叶胁变和恢复过程的分析

低温－常温下水稻幼叶胁变和恢复过程的分析李太贵，沈波（中国水稻研究所杭州３１０００６）ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＳｔｒａｉｎ－ＲｅｃｏｖｅｒｙＣｏｕｒｓｅｓｉｎＲｉｃｅＳｅｅｄｌｉｎｇｓＵｎｄｅｒＬｏｗ－ＮｏｒｍａｌＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ￥ＬｉＴａｉ...

含水率对糙米内摩擦角影响的实验研究

利用土工合成材料综合测定仪,以江苏盐城产糙米为样品,测定了在不同法向压应力和不同含水率的条件下,糙米的剪切应力并计算出内摩擦角。实验结果表明:在剪切速率不变时,糙米的内摩擦角通常会随着法向压应力的增大而逐渐减小;当法向压应力较小(25kPa)时,糙米的内摩擦角会随着含水率的增加而逐渐增大。当法向压应力较高(75kPa～100kPa)时,随着含水率的增加,糙米的内摩擦角逐渐增大,达到某一峰值后,随着含水率的继续增加而逐渐降低。

糙米储藏技术研究进展

概述了糙米的常温储藏、低温储藏、气调储藏和保鲜新技术等四种储藏方法,重点从低温储粮原理、实现方法、低温仓设计等三个方面介绍了糙米低温储藏技术的研究进展,分析认为:(1)我国不同水稻产区应当根据其气候特点与后续利用方式,选择适宜的糙米储藏方法;(2)对于高温湿热产区,建议探讨先稻谷储藏再糙米储藏的组合式储藏方法,以期降低储藏能耗,改善糙米品质;(3)进一步通过理论与试验研究,优化低温储藏方法,改善粮仓设计,降低储藏成本,从而突现糙米低温储藏的价值;(4)不断宣传糙米的营养价值。

直剪法用于糙米内摩擦角的测定与研究

利用土工合成材料综合测定仪(直剪仪),以水分含量14.57%的糙米为样品,测定了在不同的法向压应力、不同的剪切速率下糙米的剪切应力并计算出内摩擦角。实验结果表明:糙米的剪切应力随着法向压应力(25kPa～100kPa)的增大而增大;剪切速率(1.33mm/min～2.67mm/min)较低时糙米的内摩擦角随着法向压应力的增大而减小;随着剪切速率(1.33mm/min～5.20mm/min)的增大,糙米的内摩擦角减小。

低温—常温下水稻幼苗冷害—恢复过程分析

从水稻幼苗在低温—常温下冷害—恢复过程的分析中,归纳出7种恢复类型。这些类型主要是由于低温处理时间或不同植株上位叶群和下位叶群在低温—常温下相对变化量的不同而产生的,上位叶群和下位叶群的相对量之间有极显著的负相关,为此建立了简化的数学关系式。

一种适用于非城市区域的卫星移动信道统计模型

本文提出了一种适用于非城市区域的卫星移动信道统计模型—莱斯 K模型 ,采用K 分布来描述由于遮蔽引起的接收信号包络的缓慢变化 ,用莱斯分布来描述包含直视信号分量 (主径 )在内的多径快衰落 ,得到了接收信号包络的概率分布和误比特率 .在此基础上 ,本文利用样本矩对莱斯 K模型参数进行了估计并对参数估计性能进行了评价 .最后 ,本文利用实测数据对模型进行了验证 .

水稻冠层反射光谱特征与籽粒品质指标的相关性研究

系统分析了水稻籽粒加工品质、外观品质、营养品质等与水稻冠层反射光谱特征之间的相关性。结果表明 ,成熟期冠层反射光谱指数与水稻籽粒加工品质呈显著负相关 ,尤其是 16 5 0nm和 6 6 0nm的比值和归一化组合 ,决定系数高达 0 .8以上。籽粒的外观品质与冠层光谱特征之间的关系不明显。籽粒蛋白质含量则与大多数生育时期的冠层光谱比值指数和归一化指数呈极显著相关 ,相关系数多在 0 .80以上 ;而淀粉含量与灌浆盛期的 710nm和 6 6 0nm的比值和归一化组合相关性最好。说明通过遥感手段来预测水稻籽粒的加工品质和营养品质指标是可行的。

稻田回归水模拟及其评价

以V ens im为工具,建立了稻田田间及中等尺度水量转化的系统动力学模型;通过漳河灌区团林试区实测资料检验,证实了模型的适用性及其精度。将模型用于田间及中等尺度回归水的模拟,探讨了回归水评价指标随田间及中等尺度的变化规律,对影响稻田回归水变化的因素进行了敏感性分析。结果表明:地表回归水量随田埂有效高度的增加线性减少;田埂回归水量随田块长度的增加线性增加,随田埂宽度的增加而明显减少;田埂回归水和田间回归水均随水力传导度的增加而增加;地下回归水随坡度的变陡而增大;地表回归水、田间回归水及田埂回归水均随旱作比例的增加而减少。田块狭长组合方式的回归水重复利用系数比宽窄组合方式大。回归水评价指标计算表明,灌溉降雨回归系数比灌溉回归系数能更好的反映田间出流及回归水的利用;中等尺度的灌溉回归系数和灌溉降雨回归系数分别是田间尺度的1倍左右;中等尺度上的重复利用系数不大,说明可以提供给下游使用的回归水量大;干旱年份的回归水重复利用系数比平水年的大。

南方水稻浅沟渗灌节水技术研究

利用大田试验和盆栽模拟试验,对南方水稻的浅沟渗灌技术进行研究。结果表明,在南方气候条件下,当粘质水稻土的含水量为饱和田间持水量的75%时,土壤水分渗透速率达115cm/h,说明浅沟渗灌栽培完全可以满足水稻生长对水分的需求。与常规淹灌栽培相比,通过浅沟渗灌技术,可以大量节省水稻栽培的用水量并显著提高产量,早稻、晚稻浅沟渗灌栽培可分别节水50%和40%,可分别增产约12%和8%。在晚稻盆栽模拟试验条件下,由于缺乏地下水的补充,节水率仅有38%。在总节水量中,减少蒸腾量节水约占1/4、减少蒸发量节水约占1/4、减少渗漏量节水约占1/2。

微生物预处理稻草秸秆产沼气试验研究

[目的]寻求一种高效经济的微生物预处理方法。[方法]利用实验室培养的黑曲霉、青霉和根霉对稻草秸秆进行前期预处理,分预处理5和10d2组,将预处理后的稻草进行厌氧沼气发酵,考察经菌处理后的稻草产气效果。[结果]预处理5d的稻草发酵产沼气的周期为56d,产气高峰出现在发酵的第16天。经青霉、黑曲霉和根霉复合菌预处理的稻草产气效果最好,其TS产气潜力为136.03ml/g,比对照组提高了64.22%,VS产气潜力为166.07ml/g,比对照组提高65.92%。从经菌预处理10d的稻草产气效果来看,对照组产气总量高于试验组。[结论]从TS、VS产气潜力及产气总量来看,菌预处理稻草5d的效果要高于菌预处理稻草10d的;从不同菌剂预处理效果来看,以黑曲霉、青霉和根霉复合菌剂预处理的效果最好。