基于U-Net网络和无人机影像的松材线虫病变色木识别

松材线虫病是由松墨天牛等媒介昆虫快速传播的一种针对松树的毁灭性流行病。及时对染病变色木进行识别、定位,并砍伐清除是当前控制该病扩散蔓延的主要手段。该研究使用无人机航拍获取大区域染病松林可见光影像,结合深度学习分割网络U-Net开展染病松材变色木图像分割研究。使用制作的样本数据训练U-Net网络,得到训练精度和验证精度分别为98.74%和97.76%。使用混淆矩阵评估U-Net网络分割精度,表明变色木图像分割的用户精度和生产者精度分别达到93.51%和97.30%,误报率6.49%,漏报率2.70%。总体上,U-Net网络变色木识别精度95.17%,Kappa系数0.90,达到较高精度。U-Net分割网络运用于松材线虫病变色木图像识别较随机森林方法能更有效地降低误报,减少分割噪音。

松材线虫病感病松树中致萎毒性物质的研究

本研究用我国自然感染松材线虫病的 15年生以上黑松和马尾松以及人工感染松材线虫病的 3年生黑松的木质组织进行萃取和粗提纯 ,方法为高压蒸煮法和氯仿碱法。生物测定结果显示 ,有致萎活性的毒性物质仅存在于自然感病未死的黑松和马尾松以及人工感病未死的黑松木质组织中。自然感病死后 1年的黑松和马尾松以及健康松树中不含有这些毒性物质。通过气相色谱—质谱联用仪 (GC MSSystem)对上述木质组织萃取物作定性分析发现 ,自然感病未死的黑松、马尾松和人工感病未死的黑松有致萎活性的萃取物中均含苯乙酸和 2 甲氧基肉桂酸 ,自然感病死后 1年的松树和健康松树中则无。而在健康松树和感病松树中都发现有苯甲醛存在。表明毒性物质与苯乙酸和 2 甲氧基肉桂酸有关 ,苯甲醛则是松树正常的代谢产物。苯乙酸和 2 甲氧基肉桂酸均为酚类化合物 ,是植物体内重要的次生物质。说明感病松树中的毒性物质是松树组织由于松材线虫侵染而产生的异常代谢产物 ,应称之为致萎毒性物质。

松材线虫对其携带的一株细菌繁殖和致病性的影响

采用黑松(Pinusthunbergii)无菌苗和愈伤组织的接种试验证明,松材线虫携带的洋葱伯克霍尔德氏菌(Burk-holderiacepacia)B619菌株的繁殖及对黑松的致病性受松材线虫的影响.进一步的研究表明,松材线虫的分泌物及死尸均可促进该菌株的生长繁殖和致病作用,且活线虫的促进作用比死尸更加显著,这可能是由于松材线虫提供给该菌株某些重要的营养物质.试验还发现,松材线虫分泌液经高温处理后对致病细菌繁殖的促进活性下降.

区分松材线虫病材与健康材的研究

通过对南京地区黑松、马尾松松材线虫病材的化学成分的研究，发展病材的主要化学成分与健康材相比无明显差异，但苯醇抽出物和乙醚抽出物含量却显著减少。病材乙醚抽出物含量的明显减少是松材遭受松材线虫侵袭的特征之一。在乙醚抽出物的组成上病材和健康材也存在差别，此外两者的ｐＨ值也不相同，因而可选用适当的指示剂通过显色反应加以区分。

松材线虫携带的一株细菌分离及其致病性

从患松材线虫病致死的黑松和马尾松病树组织及松褐天牛虫体中分离的松材线虫虫体上均分离到同一细菌菌株 .经致病性、革兰氏染色、菌体形态、培养性状和生理生化反应等测定 ,将致病菌株鉴定为洋葱伯克霍尔德氏菌 .ATBExpression自动鉴定仪的鉴定结果与上述结果相同 .在分离过程中该菌出现频率较高 ,说明是松材线虫携带的主要细菌 .人工接种试验结果显示 ,用无菌线虫或洋葱伯克霍尔德氏菌菌株分别接种的黑松无菌苗不发病 ,而用二者混合接种则使无菌苗迅速发生褐变和萎蔫 .林间利用 6年生黑松进行的接种试验结果证明 ,用无菌松材线虫和洋葱伯克霍尔德氏菌菌株混合接种的黑松与使用野生松材线虫接种的黑松都 10 0 %的患病 .单独用无菌松材线虫接种有 4株发病 ,6株没有发病 .其中发病黑松中不仅分离到了松材线虫 ,也分离到了细菌 ,而没有患病的 6株黑松中仅分离到少量松材线虫 .这说明在野外条件下接种的松材线虫可以通过某种途径重新获得细菌 ,导致了接种的黑松患病 .而接种后无菌松材线虫没能获得细菌的那些黑松就没有患病 ,说明单独无菌松材线虫不能使黑松患病 .这些结果说明松材线虫携带的细菌与松材线虫的致病性有关 .因此 ,可以把松材线虫病看作是线虫和细菌共同侵染引起的一种植物复合侵染病害 .

松材线虫病研究文献计量分析

松材线虫病是世界松林最严重的病害,引起各国学者广泛研究。以ISI Web of Science平台的Web of Science^(TM)作为数据源,采用文献计量学的方法,对2002—2016年间发表松材线虫病文献的国家、机构、作者、载文期刊、基金资助机构、学科类别和关键词进行分析。结果表明,全球56个发文国家中,以松材线虫病危害程度最高的亚洲3个国家:日本、中国和韩国,发文数量最多,影响力最高;全球排名前10的研究机构和作者也主要分布于这3个国家中;研究方向则更倾向于动物学、林学和昆虫学方向;载文期刊中,刊载中国学者论文的期刊质量与国际上排名前10的期刊质量还有一定差距;关键词共现网络表明近15年的研究热点为:松墨天牛、生物防治、黑松、鉴定、致病性、传播和拟松材线虫。

松材线虫入侵的黑松内栖真菌区系初步研究

44 isolates of fungi were isolated from the xylem of the Pinus thunbergii samples(healthy stem,weak stem and withered stem)infected by the pine wilt disease caused by pine wood nematode,Bursaphelenchus xylophilus,from infected trees at Zhoushan and Pinghu of Zhejiang Province in China,and these isolates were identified as:Trichoderma spp.,Penicillium spp.,Pestalotia spp.These identified isolates took 70.62% of total isolates of the fungi.Among the 12 isolates unidentified,one sporiferous fungus was found,the other 11 isolates were nonsporiferous.Trichoderma spp.was the dominant fungus in P.thunbergii,the total rate was 53.34%,followed by Penicillium spp.,18.89%.

木腐菌对松材线虫病病死树伐桩的作用

采用硫磺菌菌株6600、杂色云芝菌株6923、松生拟层孔菌菌株W11、茯苓菌株6284和粗皮侧耳菌株6221接种处理松材线虫病病死树伐桩,研究5个菌株对伐桩的分解能力以及对伐桩内松材线虫的作用情况。结果表明:硫磺菌菌株6600对伐桩的分解能力以及对伐桩内松材线虫的抑杀作用都最强;对伐桩内松材线虫数量与伐桩样品质量的相关分析表明两者呈极显著的正相关。该研究为今后在实际生产中利用木腐菌处理伐桩奠定了重要的基础。

处理松材线虫病病死松树伐桩木腐菌的筛选

测试了木腐菌对松材线虫繁殖的影响以及对马尾松木块和松材线虫病病死树伐桩的分解能力,结果表明,供试菌株除裂褶菌菌株外,其他菌株都能抑制松材线虫的繁殖,其中松材线虫在松生拟层孔菌菌株W10、W11,硫磺菌菌株5452、6600,粗皮侧耳菌株6221,虎掌菌菌株6320,茯苓菌株6284,灵芝菌株6501菌落上完全不能存活。对马尾松木块的分解试验结果表明,松生拟层孔菌菌株W10、W11、硫磺菌菌株6600、杂色云芝菌株6923、茯苓菌株6284对马尾松木块具有较强的分解能力。田间接种硫磺菌菌株6600、杂色云芝菌株6923、松生拟层孔菌菌株W11、茯苓菌株6284和粗皮侧耳菌株6221处理松材线虫病病死树伐桩70 d后,硫磺菌菌株6600和杂色云芝菌株6923表现出对松材线虫病病死树伐桩较强的分解能力,这2个菌株可作为今后利用木腐菌处理松材线虫病病死树伐桩的潜力菌株。

松树化学与松材线虫病关系研究进展

简述国内外有关松材线虫病与松树化学方面的研究进展。对松树引诱信息物质、松树毒素及松树化学组成等与松材线虫病的相互关系分别进行讨论。证明β香叶烯、α蒎烯、β蒎烯、β水芹烯等对松褐天牛及松材线虫具有引诱作用；苯甲酸、儿茶酚、二氢松柏醇、８羟基香芹鞣酮、１０羟基马鞭草烯酮等则对松树有毒害作用；而α王古王巴烯、长叶烯、去氢枞酸等有利于松材线虫的生存和繁育。

在思茅松松材线虫病疫木上栽培茯苓的技术研究

传统的松材线虫病疫木处理方法以防范线虫进一步扩散、蔓延为主要目的,如就地焚烧、熏蒸再续利用等,疫木的利用价值没有得到充分体现。为此,对在思茅松松材线虫病疫木上栽培茯苓进行了研究。在实践的基础上,总结了茯苓一级、二级、三级菌种制备,栽培场地的选择,栽培、管理、采收、加工等一整套在思茅松疫木上栽培茯苓的技术。

42%威百亩水剂对松材线虫疫木熏杀处理试验

为了评价42%威百亩水剂对松材线虫疫木的熏蒸效果,采用室内试验和林间试验相结合的方法,研究不同浓度施药量、不同温度和不同处理时间对威百亩熏蒸防治松材线虫病的作用效果。室内熏蒸试验结果表明:42%威百亩水剂对松褐天牛幼虫的致死率随着药剂浓度的增加和熏蒸时间延长而增加,在0.25 L·m^(-3)时7 d的死亡率达93.3%,在1.0 L·m^(-3)时5 d的死亡率达100%;相同药剂浓度下,温度越高对松褐天牛幼虫的致死率越高,在5℃时10 d的死亡率为96.0%;在10℃时10 d的死亡率高达100%。林间熏蒸试验结果表明:42%威百亩水剂对松材线虫疫木里的天牛幼虫和松材线虫都表现出良好的熏杀作用,在0.5 L·m^(-3)剂量30 d和0.75 L·m^(-3)剂量15 d天牛幼虫死亡率达100%,且30 d疫木内松材线虫死亡率为100%;熏杀效果显著优于常用磷化铝。

湿地松萎蔫病媒介昆虫松墨天牛及其携带线虫的研究

对湿地松萎蔫病媒介昆虫松墨天牛及其携带松材线虫、其它线虫的研究表明:湿地松萎蔫病木中羽化出的松墨天牛平均体长比马尾松上的短1.05 mm;从羽化开始到结束,天牛体长呈现减小的趋势,个体相差较大,体长最大的23.2 mm,最小的仅12.1 mm,相差11.1 mm,雌虫平均体长较雄虫长0.48 mm。萎蔫病木中的线虫在天牛体内表现为2种形态,线虫尾部呈指状或锥状;天牛体内的线虫有3种分布类型:所有线虫尾部为指状,所有线虫尾部为锥状,2个形态的线虫均有。湿地松松墨天牛中以尾部锥状线虫占多数,而马尾松的则以尾部指状线虫占多数。松墨天牛携带的线虫量与其体长无关,随着萎蔫病木的线虫量的增加呈上升趋势。线虫在松墨天牛体内的分布,以腹部为多,占整个虫体线虫量的75%以上,在利用松墨天牛预测湿地松萎蔫病时,取其腹部进行分离镜检即可。

微波处理松材线虫病疫木技术研究

该文对利用微波处理松材线虫病疫木技术进行了研究,结果表明:不论木材厚薄大小、含水量多少、在微波处理炉腔内怎样堆放,以及环境温度、微波功率等因素的如何变化,只要SWB-Ⅱ型隧道式微波除害处理设备显示的木材表面温度大于68℃,持续30 min,就能有效地杀死松木中的松褐天牛和松材线虫。

松材线虫病病死木木材物理力学性质测定

对当年、前1年受松材线虫病Bursaphelenchus xylophilus危害的病死马尾松Pinus massoniana及健康马尾松木材的物理力学性质进行了测定。结果表明，松材线虫病病死木木材的静曲强度、弹性模量、抗拉强度、抗压强度、冲击韧性和握钉力与健康材差异显著，密度与健康材差异不显著。健康木材的静曲强度比松材线虫病木材高30％；弹性模量比病材高20％；病木的抗拉强度只有健康材的54．1％～76．9％；健康材抗压强度比病材高出26．8％；健康材冲击韧性比病材高21．0％～32．5％；病木的弦向握钉力是健康材的77．3％～91．7％；径向握钉力是健康材的65．9％～70．1％；健康材密度较病材高出15．0％。

基于多光谱卫星影像与机器学习算法的松材线虫病受害林分识别研究

松材线虫病(Pine Wilt Disease,PWD)被称为“松树癌症”,具有高传染率和高死亡率,对我国森林资源构成了严重的威胁,对我国的经济、社会和生态造成了重大损失。及时发现并清理疫木是遏制松材线虫病蔓延的有效手段,精准监测疫木是防控松材线虫病的前提,但是现阶段缺少大面积识别松材线虫病疫木的技术方法。本文旨在探索哨兵-2号与Landsat-8遥感卫星影像对受害松林的识别能力,采用随机森林(Random Forest,RF)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、决策树(Decision Tree,DT)和极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)等4种机器学习算法建立了松材线虫病监测模型。结果表明:基于哨兵-2号影像数据建立的监测模型对受害松林的识别准确率高于Landsat-8遥感卫星影像,其中基于10 m分辨率的影像数据建立的监测模型识别准确率最高,随机森林、决策树、支持向量机和极端梯度提升等算法建立模型的准确率分别达到了79.3%、76.2%、78.7%和78.9%。在3种不同的影像数据集中,RF、SVM和XGBoost的准确率、Kappa系数和ROC值接近,均明显优于决策树算法。光谱特征中的绿波段、红波段、短波近红外波段和长波近红外以及植被指数中的NBRI、NGRDI、TVI、NDVI和PSSR等对松材线虫病监测模型的贡献值最高。递归消除法对特征参数的筛选效果最好,特征数量由原来50个减少至35个。本研究建立的松材线虫病受害林分监测模型为科学防控松材线虫病提供了技术支撑。

松材线虫病发生林地松树枯死规律研究

对马尾松-黑松混交林松材线虫病疫木构成及特点进行了研究,结果表明:黑松死亡率高于马尾松,两者比例为1:0.39;7月15日至8月15日是死亡高峰期,早期:中期:近期=1:0.22:0.10;枯死树径阶构成与林相自然径阶一致,平均为17.5cm;枯死木的质量明显低于健康木,健康木重量:胸径=7.857kg/cm,而枯死木重量:胸径=2.647kg/cm,后者只及前者的33.7%。

国医大师王晞星三期论治大肠癌肝转移的中西医结合思路

肝转移病灶的发生是大肠癌患者的主要死亡原因。国医大师王晞星在临床治疗时以补脾运土为基本治则,常用补中益气汤为基础方。根据大肠癌肝转移疾病发展过程中土木关系的改变,将病程分为三期:初期——土木不合证,合用六君子汤;中期——土虚木萎证,合用半夏泻心汤;晚期——土竭木枯证,合用逍遥散加减。分期论治,同时加用抗癌、抑癌之品。癌毒虽实,患体本虚,配伍用药,攻毒不伤正,疗效显著。

处理松材线虫病疫木的木腐真菌筛选

【目的】通过室内和田间试验筛选能在有效降解松材线虫病疫木的同时,还能够抑制松材线虫在疫木内生活移动的木腐真菌,为研发松材线虫病疫木高效环保除治新途径提供依据。【方法】利用选择培养基从腐朽松木样本中初筛出19个木腐真菌。在不同种类木腐真菌平板上接入2000条松材线虫共培养,从中筛选出能抑制松材线虫生长繁殖的菌株。通过测定受木腐菌侵染的黑松试样的失重率,判定木腐真菌对松木的腐解能力。选择能有效抑制松材线虫繁殖且降解松木能力强的菌株进行田间试验。采用液体摇瓶培养菌丝接种田间疫木,处理4个月后均匀钻孔取样,分析整段疫木内松材线虫数量变化。5—6月,收集天牛蛹室周围木样(0.5~1 cm),分析蛹室周围木样内松材线虫数量,同期在钢丝网罩中定期捕捉羽化的天牛,分析羽化天牛携带线虫的数量。【结果】室内筛选出7株能抑制松材线虫繁殖且降解木材能力强的木腐真菌,其中在菌株J5-2的平板上培养8天后,每皿仅分离出(18±10)条线虫,在硫磺菌和糙皮侧耳的平板上则完全分离不到松材线虫。在供试菌株中,硫磺菌对松木的降解能力最强,侵染黑松木材4个月后,试样失重率达到22.82%,其次是菌株S4,造成木块重质损失了21.68%。田间试验表明,7种木腐真菌接种4个月后,均能使疫木内松材线虫种群数量减少,其中菌株J5-2、硫磺菌、S4可使蛹室线虫数量减少65%以上,天牛携带线虫数量低于每头200条。菌株J5-2除害效果最佳,使疫木蛹室线虫数量减少72%,每只天牛携带松材线虫仅(15±4)条,最高携带量仅为60条。经鉴定菌株J5-2为Ceriporia sp.。【结论】菌株J5-2、硫磺菌和糙皮侧耳等木腐菌对松材线虫的抑制作用明显,硫磺菌和菌株S4降解木材的能力强,菌株J5-2、硫磺菌、S4在田间处理疫木的效果最好,可使疫木中线虫数量减低65%以上。利用木腐真菌就地处理松材线虫病疫木是一种高效环保新方法。

生物质疫木热处理炉热处理过程仿真模型的构建

以自制的生物质疫木热处理炉(SLYF-21)为疫木热处理设备(疫木采伐粉碎剩余物为燃料)、以疫木为试验材料,借鉴控制方程、湍流模型、混合(Mixture)模型、离散坐标(DO)辐射模型,构建疫木处理炉内多物理场耦合的热处理过程仿真模型,模拟遴选适宜的疫木热处理工艺参数。2022年7月14日,在山东省威海市荣成市,应用生物质疫木热处理炉对黑松(Pinus thunbergii)疫木进行热处理试验(热处理7 h),测定不同热处理时间时的各监测点温度,并与模拟结果进行对比,检验模型可靠性。采用试验与数值模拟相结合的方法,分析疫木直径、含水率、热处理环境温度对热处理时间的影响,遴选适宜的疫木热处理工艺参数。结果表明:炉内不同位置,疫木与环境的传热强度差异明显;木堆下部疫木温度高于上部、木堆内部疫木温度低于外围,木堆中心位置是传热的不利位置,应作为疫木中心温度监测的重点区域。疫木直径增加、环境温度降低、含水率增大,均会导致疫木热处理所需热量的增加和所需时间的延长,而且环境温度对热处理时间的影响最为显著;寒地环境时,可通过调整风机频率、增加炉体保温材料等措施提高炉体内升温速度,弥补低温环境对热处理时间的影响。结合试验结果,推荐6种典型工况下彻底杀灭疫木中松材线虫及媒介昆虫所需的热处理时间。