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施肥对闽楠幼苗光合碳固定的影响

林业科学 2022年第5期58卷 40-52页

作者：王妍冯金玲吴小慧黄蓝明吴娟陈宇杨志坚福建农林大学林学院福州350002 中国林学会北京100091

【目的】研究不同氮(N)、磷(P)和钾(K)施肥量和施肥方式影响闽楠叶片光合特性、内含物含量,酶活性及植株养分吸收量,揭示施肥调控光合碳固定机制,为闽楠壮苗培育和科学施肥提供理论依据。【方法】采用“3414”田间试验方法,分析不同N、P... 详细信息

【目的】研究不同氮(N)、磷(P)和钾(K)施肥量和施肥方式影响闽楠叶片光合特性、内含物含量,酶活性及植株养分吸收量,揭示施肥调控光合碳固定机制,为闽楠壮苗培育和科学施肥提供理论依据。【方法】采用“3414”田间试验方法,分析不同N、P和K施肥处理对闽楠幼苗光合色素含量、光合作用参数、叶片内含物及相应酶活性的影响;通过极差分析,筛选最佳的氮磷钾施肥方式;通过逐步回归分析、相关分析和通径分析,构建施肥调控光合碳固定途径。【结果】1)N、P、K施肥提高闽楠叶片光合色素含量,光合、蒸腾和水分利用能力,抑制叶片可溶性糖,可溶性蛋白和丙二醛含量,提高叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和酸性磷酸酶活性,抑制多酚氧化酶活性,进而提高叶片淀粉含量,促进碳固定。在光合碳固定中,叶片酸性磷酸酶、水分利用效率和淀粉含量是调控的关键点。2)N元素增强硝酸还原酶活性,提高叶绿素a含量,增强水分利用效率,促进碳固定。3)P元素提高叶绿素b含量,降低丙二醛含量,保护细胞完整性,提高碳同化效率,但对于光合产物碳代谢无显著影响。4)K元素提高叶绿素a和b含量,增大气孔导度,提高气孔CO_(2)和水分利用效率,提高淀粉含量,促进光合碳固定。5)在N、P、K配施下,N,P和K吸收量最大,与酸性磷酸酶呈极显著相关,最有利于光合碳固定;其次为N、P配施,最差的为单施磷肥,以T6(N:0.532 g·plant^(-1),P_(2)O_(5):0.133 g·plant^(-1),K_(2)O:0.356 g·plant^(-1))处理效果最好。【结论】施肥后,闽楠幼苗吸收N、P和K,加大叶片气孔通气,显著提高气孔导度和蒸腾速率,提高水分利用效率,增强闽楠幼苗的净光合速率,促进光合产物的输出,提高蛋白质合成,在酸性磷酸酶的作用下调控碳代谢,产生淀粉,为其生长提供物质和能量。

关键词：光合碳固定氮磷钾施肥酸性磷酸酶水分利用效率淀粉含量闽楠幼苗

MSH-YOLOv8:融合尺度重建的蘑菇小目标检测方法

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智慧农业（中英文） 2024年第5期6卷 139-152页

作者：叶大鹏景均张之得李辉煌吴昊宇谢立敏福建农林大学机电工程学院福建福州350002 福建省农业信息感知技术重点实验室福建福州350002 福建农林大学未来技术学院福建福州350002

[目的/意义]为了解决图像尺寸变化和目标尺度变换共存对小目标检测精度的影响问题,本研究提出了一种新的检测模型:Multi-Strategy Handling YOLOv8(MSH-YOLOv8)。[方法]该模型在YOLOv8的基础上增加一个检测头,以提高小尺度目标敏感度;引... 详细信息

[目的/意义]为了解决图像尺寸变化和目标尺度变换共存对小目标检测精度的影响问题,本研究提出了一种新的检测模型:Multi-Strategy Handling YOLOv8(MSH-YOLOv8)。[方法]该模型在YOLOv8的基础上增加一个检测头,以提高小尺度目标敏感度;引入Swin Transformer的检测结构到头部网络,以减少计算冗余;引入包含可变形卷积的C2f_Deformable Convolutionv4(C2f_DCNv4)结构和Swin Transformer编码器结构重构YOLOv8主干网络,优化并增强其特征传递和提取能力,提高小目标敏感度;采用基于规范化的注意力模块(Normalizationbased Attention Module,NAM)优化网络检测速度和准确性;用Wise-Intersection over Union Loss(WIoU)代替原损失函数,以提高训练效果和收敛速度;在后处理阶段应用分辨率动态训练、多尺度测试、软非极大值抑制算法(Soft-Non-Maximum Suppression,Soft-NMS)、加权边界框融合算法(Weighted Boxes Fusion,WBF)等方法,提高尺度变化下小目标检测效果。以蘑菇为研究对象,在开放数据集Fungi上开展实验。[结果和讨论]MSH-YOLOv8的平均正确率(Average Precision50,AP50)和AP@50-95分别达到了98.49%和75.29%,其中小目标检测指标值APs达39.73%。相较于主流模型YOLOv8,三项指标分别提高了2.34%,4.06%和8.55%;相较于优秀模型Transformer Prediction Heads-YOLOv5(TPH-YOLOv5),三项指标分别提高了2.14%,2.76%和6.89%。[结论]本研究提出的MSH-YOLOv8改进方法可在图像尺寸变化与目标尺度变化条件下有效提高小目标的检测效果。

关键词：图像尺寸小目标检测特征提取多尺度检测模型集成

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松天牛小首螨的研究Ⅰ.生物学特性

林业科学 2022年第6期58卷 79-87页

作者：李俊楠朱禹臻陈润恺付煜蔡梦玲黄炳荣徐云吴松青张飞萍福建农林大学林学院生态公益林重大有害生物防控福建省高校重点实验室福州350002 福建省林业有害生物防治检疫局福州350003

【目的】松天牛小首螨是新发现的对松褐天牛卵具有寄生和致死作用的微型螨类,研究阐明其生物学特性,为利用该螨防治松褐天牛提供基础依据。【方法】通过室内饲养、显微观察和控制性试验,研究松天牛小首螨的行为习性、寄生率、发育历期... 详细信息

【目的】松天牛小首螨是新发现的对松褐天牛卵具有寄生和致死作用的微型螨类,研究阐明其生物学特性,为利用该螨防治松褐天牛提供基础依据。【方法】通过室内饲养、显微观察和控制性试验,研究松天牛小首螨的行为习性、寄生率、发育历期、繁殖力和寿命等。【结果】松天牛小首螨属携播螨类,成螨附着在松褐天牛成虫胸腹部,在天牛产卵时沿产卵器爬行到刻槽中寄生天牛卵。该螨营两性生殖,雌成螨寄生天牛卵后腹部膨大形成膨腹体,若螨在母体膨腹体内完成发育,成螨自膨腹体胎生,1个膨腹体通常只产1~2头雄螨,其余均为雌螨。雄成螨先自膨腹体爬出并停留在旁,雌成螨自膨腹体爬出后即寻找雄成螨交尾,交尾过程持续3~6 s。松天牛小首螨对松褐天牛卵的平均寄生率为80.85%,被寄生的松褐天牛卵均干瘪、死亡。温度对该螨发育历期、雌成螨寿命和膨腹体大小均有显著影响,随着温度升高其发育历期和雌成螨寿命均显著缩短。该螨在17℃下的平均发育历期为6.9天,在33℃下为2.2天,其发育起点温度为(10.44±0.09)℃,有效积温为(46.28±0.28)d·℃;雌成螨在15℃下的平均寿命为70.3天,在30℃下为10.7天;雌螨膨腹体体积在21℃下为1.54 mm 3,在17℃下为0.72 mm 3。松天牛小首螨在25℃下平均每雌可产71.2头后代,最少14头,最多139头。该螨繁殖力与母体膨腹体大小呈显著正相关,当膨腹体体积小于1.0 mm 3时,平均每雌可产后代32.2头,但当膨腹体体积大于3.0 mm 3时,则平均每雌可产后代110.9头。【结论】松天牛小首螨对松褐天牛卵的寄生和致死率高,发育速度快、繁殖力强、易于人工扩繁和传播扩散,是极具应用潜能的生物防治因子。

关键词：松天牛小首螨松褐天牛松材线虫病生物学特性

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松天牛小首螨的研究Ⅱ.雌成螨的移动和趋性

林业科学 2022年第8期58卷 149-156页

作者：李俊楠陈润恺付煜蔡梦玲黄炳荣徐云吴松青张飞萍福建农林大学林学院福州350002 生态公益林重大有害生物防控福建省高校重点实验室福州350002 福建省林业有害生物防治检疫局福州350000

【目的】研究松天牛小首螨的移动能力和趋性,为科学评价其生物防治潜能,建立野外保护利用方法等提供重要依据。【方法】通过显微摄录、行为测定和控制试验,研究松天牛小首螨雌成螨的平移能力、垂直趋向性、上行能力、对光照和松褐天牛... 详细信息

【目的】研究松天牛小首螨的移动能力和趋性,为科学评价其生物防治潜能,建立野外保护利用方法等提供重要依据。【方法】通过显微摄录、行为测定和控制试验,研究松天牛小首螨雌成螨的平移能力、垂直趋向性、上行能力、对光照和松褐天牛成虫及卵的趋向性。【结果】雌成螨的移动能力较强,在水平方向上,0~8天龄雌成螨的平均移动速度为2.17 cm·min^(-1),其中以0天龄的移动速度最快,达2.63 cm·min^(-1),8天龄的移动速度最慢,为1.32 cm·min^(-1),其移动速度随日龄增长显著下降;在垂直方向上,雌成螨具有显著的上行习性,1~3 h内上行的个体数量是下行的9.7倍;在野外毛竹秆基部放螨1~3天后,上行到5、7、8和9 m及以上高度的雌成螨分别占放螨总量的26.75%~41.75%、18.15%~31.35%、12.00%~26.95%和7.30%~20.75%。同时,雌成螨对光照、松褐天牛卵和雌、雄成虫均表现出显著的趋向性。在400~2000 lx光照强度范围内其对光照区域的趋向选择率是遮光区域的8.1倍;在松褐天牛诱源和空白对照均光照、均遮光或松褐天牛诱源光照且空白对照遮光等条件下,雌成螨对松褐天牛卵或雌、雄成虫的趋向选择率均显著高于相应的空白对照。【结论】松天牛小首螨雌成螨具有较强的移动能力和显著的上行习性、趋光性与寄主趋向性,这些习性有利于该螨在野外高效搜索寄生松褐天牛卵,或聚集到松褐天牛成虫体表携播,表现出较强的生防应用潜能。在未来生物防治实践中,可以考虑利用黑色容器封装该螨膨腹体,并在松树树干基部释放。

关键词：松天牛小首螨移动能力趋性松褐天牛松材线虫病

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松天牛小首螨的研究Ⅲ.携播特性

林业科学 2022年第9期58卷 128-137页

作者：李俊楠陈润恺付煜蔡梦玲黄炳荣徐云吴松青张飞萍福建农林大学林学院福州350002 生态公益林重大有害生物防控福建省高校重点实验室福州350002 福建省林业有害生物防治检疫局福州350003

【目的】松天牛小首螨是新发现对松材线虫传播媒介松褐天牛卵具有寄生致死作用的微型携播螨类,研究阐明该螨的携播特性可为深入理解其生境适应性、评价其应用潜能和建立科学的野外应用方法提供依据。【方法】通过室内饲养、行为观察、... 详细信息

【目的】松天牛小首螨是新发现对松材线虫传播媒介松褐天牛卵具有寄生致死作用的微型携播螨类,研究阐明该螨的携播特性可为深入理解其生境适应性、评价其应用潜能和建立科学的野外应用方法提供依据。【方法】通过室内饲养、行为观察、模拟试验和野外诱捕调查,研究松天牛小首螨在松褐天牛成虫体表的分布规律,在松褐天牛成虫取食、产卵和共饲养等过程中的携播规律以及林间松褐天牛成虫携带松天牛小首螨的情况。【结果】松天牛小首螨以雌成螨为携播螨态,主动转移聚集在松褐天牛成虫体腹面沟缝处,雌、雄天牛均以后胸腹面携螨数量显著最多。在携螨天牛取食过程中,1 h内每头雌、雄天牛分别平均传播3.0、2.9头松天牛小首螨到松枝上。在携螨松褐天牛雌成虫产卵过程中,平均每产1粒卵可传播6.5头松天牛小首螨到天牛产卵部位。松天牛小首螨可在不同松褐天牛成虫个体间相互传播,当携螨天牛与未携螨天牛共饲养2天后,平均每头携螨天牛可传播39.3头松天牛小首螨到未携螨天牛体上,传播率为8.1%,共饲养10天后则每头携螨天牛可传播192.2头松天牛小首螨,传播率达38.5%。在不同天牛共饲养组合中,携螨雄天牛向未携螨雌天牛传播松天牛小首螨的数量和传播率均显著最高。在松天牛小首螨自然栖息林分内的松褐天牛成虫携螨率为55.0%,其中雌、雄天牛的携螨率分别为61.6%和39.2%,雌天牛显著高于雄天牛,平均每头雌、雄天牛分别携螨291.4、247.3头,二者间无显著差异。【结论】松天牛小首螨以雌成螨附着在松褐天牛成虫体腹面,通过在不同天牛成虫个体间传播、天牛的取食和产卵等行为传播扩散和繁殖扩张种群。该螨的这一携播特性既是其种群生境适应性的体现,也说明其具有较强的生物防治应用潜能。在未来林间应用中,可通过在松褐天牛成虫活动区或松褐天牛卵高密度部位释放松天牛小首螨,利用该螨的携播特性发挥其生物防治效能。

关键词：松天牛小首螨松褐天牛携播松材线虫病

环境因子对沿海防护林土壤呼吸季节动态的影响

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森林与环境学报 2022年第6期42卷 640-647页

作者：沈健何宗明董强林宇郜士垒周丽丽福建农林大学林学院福建福州350002 国家林业和草原局杉木工程技术研究中心福建福州350002 福建省闽侯白沙国有林场福建闽侯350100 闽江学院地理与海洋学院福建福州350108

为探究闽南沿海地区人工防护林土壤呼吸速率的季节动态特征及其对土壤温度和湿度季节变化响应,以滨海沙地纹荚相思、尾巨桉、肯氏相思、木麻黄和湿地松防护林为研究对象,采用Li-8100自动土壤CO_(2)通量测量系统测定各林地不同季节的土... 详细信息

为探究闽南沿海地区人工防护林土壤呼吸速率的季节动态特征及其对土壤温度和湿度季节变化响应,以滨海沙地纹荚相思、尾巨桉、肯氏相思、木麻黄和湿地松防护林为研究对象,采用Li-8100自动土壤CO_(2)通量测量系统测定各林地不同季节的土壤呼吸速率,同时测定土层10 cm深处的土壤温度和湿度。结果表明:5种典型人工防护林土壤呼吸速率的季节平均值依次为尾巨桉林(3.51 μmol·m^(-2)·s^(-1))>纹荚相思林(3.33 μmol·m^(-2)·s^(-1))>木麻黄林(3.02 μmol·m^(-2)·s^(-1))>肯氏相思林(2.95 μmol·m^(-2)·s^(-1))>湿地松林(2.06 μmol·m^(-2)·s^(-1)),均表现出夏季高、冬季低的季节变化特征。湿地松林土壤呼吸速率与土壤温度显著相关(P0.05)。5种防护林的土壤呼吸速率对温度敏感性系数(Q_(10)值)存在差异,4种阔叶林Q_(10)值均大于针叶林(湿地松林)。研究发现,不同类型防护林土壤呼吸速率均存在差异,土壤温度是影响该地区土壤呼吸速率季节变化的主要环境因子。

关键词：滨海沙地人工防护林土壤温度土壤湿度土壤理化性质温度敏感性系数

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交联预处理对生物质石墨制备的影响

森林与环境学报 2022年第1期42卷 96-103页

作者：张华刘钟左培仙戴达松福建农林大学材料工程学院福建福州350108

为了研究不同交联预处理对竹粉化学结构、热解特性及高温炭化石墨化的影响,以废弃竹粉为碳源,经甲醛(FA)、1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)交联预处理,高温炭化等工艺制备生物质石墨,探索一种新型生物质石墨的制备方法。用傅里叶变换红外光谱(... 详细信息

为了研究不同交联预处理对竹粉化学结构、热解特性及高温炭化石墨化的影响,以废弃竹粉为碳源,经甲醛(FA)、1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)交联预处理,高温炭化等工艺制备生物质石墨,探索一种新型生物质石墨的制备方法。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TG/DTG)对交联预处理前后的竹粉进行表征,用X射线衍射谱图(XRD)、X射线光电子能谱图(XPS)和拉曼光谱(Raman)对竹基生物质石墨进行表征。结果表明:具有双官能度的甲醛,可与竹粉中的纤维素、木质素发生交联反应;BTCA的官能度为4,可与竹粉中的纤维素酯化交联,从而提高竹粉热解固体残余量。与FA相比,BTCA交联预处理对生物质石墨的制备具有促进作用,BTCA改性后生物质石墨样品(002)衍射峰强提高,(002)晶面衍射角度增大,对应晶面层间距减小,石墨化度达77.91%;样品中C含量和石墨化碳(sp^(2) C)占比提高,缺陷密度(I_(D)/I_(G))下降,降幅为10.6%。

关键词：甲醛 1,2,3,4-丁烷四羧酸交联预处理生物质石墨竹粉

木麻黄速生抗风害性状的育种值预测与优良个体的初步选择

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林业科学 2024年第12期60卷 92-100页

作者：李茂瑾福建省晋江坫头国有防护林场晋江362200

【目的】以台风袭击后的木麻黄国际种源试验林为研究对象,以速生抗风性为主要选育目标,开展短枝木麻黄抗风种质的评价和优良个体的选择。【方法】以澳大利亚林木种子中心引进的10个国家23个种源109个家系的10年生短枝木麻黄种源试验林... 详细信息

【目的】以台风袭击后的木麻黄国际种源试验林为研究对象,以速生抗风性为主要选育目标,开展短枝木麻黄抗风种质的评价和优良个体的选择。【方法】以澳大利亚林木种子中心引进的10个国家23个种源109个家系的10年生短枝木麻黄种源试验林作为材料,基于“杜苏芮”台风袭击后灾害调查数据,利用基于BLUP的混合线性模型方法对生长性状、遗传力和育种值进行测定和估算,并结合折干率、倒伏率、保存率和台风受损程度对短枝木麻黄优良家系和优良个体进行综合选择。【结果】不同家系间树高、胸径、材积和保存率差异达极显著水平(P0.05)。除了保存率外,木麻黄基因库的其他性状家系遗传力都小于单株遗传力。以材积育种值大于0、剔除保存率小于平均值的家系和入选率为20%为标准,筛选了22个速生优良家系,其树高、胸径、单株立木材积和冠幅能获得的遗传增益分别为18.27%、23.2%、49.9%和24.3%;采用单株材积育种值为正且入选率为10%为标准,筛选了106株优良个体,树高、胸径、单株立木材积和冠幅能获得的遗传增益分别为21.0%、44.4%、101.8%和38.5%,可提供木麻黄第1代种子园建园材料并充实核心生产群体。【结论】台风袭击后不同木麻黄家系生长性状差异显著,具有较强选择潜力。根据材积性状育种值结合保存率筛选出22个优良家系和106株优良个体,可作为进一步遗传改良的材料。

关键词：木麻黄基因资源抗风害育种值选择

融合超分辨率重建的YOLOv5松枯死木识别模型

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农业工程学报 2023年第5期39卷 137-145页

作者：王文瑾游子绎邵历江李小林吴松青张珠河黄世国张飞萍福建农林大学计算机与信息学院福州350002 福建农林大学林学院福州350002 生态公益重大有害生物防控福建省高校重点实验室福州350002 福州市森林病虫害防治检疫站福州350002

为解决山地地形起伏大、无人机飞行高度高导致图像中尺度小且纹理模糊的松枯死木识别困难问题,该研究提出了一种在特征层级进行超分辨率重建的YOLOv5松枯死木识别算法。在YOLOv5网络中添加选择性核特征纹理迁移模块生成有细节纹理的高... 详细信息

为解决山地地形起伏大、无人机飞行高度高导致图像中尺度小且纹理模糊的松枯死木识别困难问题,该研究提出了一种在特征层级进行超分辨率重建的YOLOv5松枯死木识别算法。在YOLOv5网络中添加选择性核特征纹理迁移模块生成有细节纹理的高清检测特征图,自适应改变感受野的机制分配权重,将更多注意力集中在纹理细节,提升了小目标和模糊目标的识别精度。同时,使用前景背景平衡损失函数抑制背景噪声干扰,增加正样本的梯度贡献,改善正负样本分布不平衡问题。试验结果表明,改进后算法在交并比(intersection over union,IoU)阈值取0.5时的平均精度均值(mean average precision,mAP50)为92.7%,mAP50~95(以步长0.05从0.5到0.95间取IoU阈值下的平均mAP)为62.1%,APsmall(小目标平均精度值)为53.2%,相比于原算法mAP50提高了3.2个百分点,mAP50~95提升了8.3个百分点,APsmall提升了15.8个百分点。不同算法对比分析表明,该方法优于Faster R-CNN、YOLOv4、YOLOX、MT-YOLOv6,QueryDet、DDYOLOv5等深度学习算法,mAP50分别提高了16.7、15.3、2.5、2.8、12.3和1.2个百分点。改进后松枯死木识别算法具有较高精度,有效缓解了小目标与纹理模糊目标识别困难问题,为后续疫木清零提供技术支持。

关键词：无人机图像识别松枯死木小目标检测超分辨率重建特征融合