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基于SGA-RF算法的农业土壤镉浓度反演研究

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农业机械学报 2018年第10期49卷 261-269页

作者：王轩慧陈建毅郑西来朱成王轩力单春芝中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 青岛农业大学理学与信息科学学院青岛266109 中国联合网络通信有限公司济南软件研究院项目管理部济南250000 山西工程技术学院信息工程与自动化系阳泉045000 国家海洋局北海环境监测中心青岛266033

在农业土壤重金属高光谱检测领域,土壤镉元素近红外光谱的高维、高冗余特性会严重影响高光谱反演模型的准确性和稳定性。为了解决上述问题,本文提出一种基于斯皮尔曼相关分析的遗传随机森林特征选择算法(SGA-RF)。该算法首先对初始特征... 详细信息

在农业土壤重金属高光谱检测领域,土壤镉元素近红外光谱的高维、高冗余特性会严重影响高光谱反演模型的准确性和稳定性。为了解决上述问题,本文提出一种基于斯皮尔曼相关分析的遗传随机森林特征选择算法(SGA-RF)。该算法首先对初始特征集合使用基于斯皮尔曼相关分析的特征预选方法,筛选出大量冗余波段,保留与镉元素相关性最强的特征波段;其次在特征精选阶段,提出一种基于随机森林的适应度函数评估方法,该方法充分结合遗传算法强大的全局搜索能力和随机森林算法较高的反演能力,提高了对相似个体的区分能力,获得具有最小冗余度和最大区分性的最优特征波段子集。为了验证所提算法的有效性,选取青岛市大沽河流域具有代表性的124个土壤样品为实验对象,利用SGA-RF算法将原始2 051个波段优选至37个最具代表性的敏感波段,并与现有特征选择算法所建模型进行对比分析。试验结果表明,该特征选择方法与随机森林回归模型相结合具有较低的预测均方根误差(0.060 1),较高的相关系数(0.950 2)和预测相对分析误差(2.03)。作为应用可见/近红外光谱技术定量反演农业土壤镉浓度的重要步骤,SGA-RF算法以较少的敏感波段达到了较高的反演效果,可为监测土壤重金属污染情况提供一定的理论依据。

关键词：农业土壤镉浓度特征波长选择斯皮尔曼等级相关分析遗传算法随机森林

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石灰对蕹菜中镉浓度的影响

耐火与石灰 2013年第6期38卷 51-53页

作者：韩秀峰

针对石灰和农家肥对蕹菜中镉浓度的影响进行了一项试验。在沙壤土中种植蕹菜,通过掺入石灰(用L表示)和农家肥(用M表示)来控制1kg土壤中含5mg镉。分别添加4种浓度的石灰(5、10、15、20t·ha-1)、农家肥(5、10、15、20t·ha-1)以及二者混... 详细信息

针对石灰和农家肥对蕹菜中镉浓度的影响进行了一项试验。在沙壤土中种植蕹菜,通过掺入石灰(用L表示)和农家肥(用M表示)来控制1kg土壤中含5mg镉。分别添加4种浓度的石灰(5、10、15、20t·ha-1)、农家肥(5、10、15、20t·ha-1)以及二者混合(5+5、10+10、15+15、20+20t·ha-1)。随着土壤中石灰和农家肥含量的增加,蕹菜的各项生长参数得到显著提高。土壤中石灰的添加可以降低蕹菜茎叶和根系中重金属镉的浓度。试验结果表明,通过添加5～20t·ha-1比例的石灰可以降低在镉污染的土壤中种植的农作物对该元素的吸收。

关键词：石灰农家肥镉浓度

环境镉暴露中止后的尿、头发、血液镉浓度和肾小管及肾小球功能的关联

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国外医学（医学地理分册） 2001年第2期22卷 92-93页

作者：袁宇纲吴硕

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不同浓度镉溶液对香菜光合色素含量的影响

通化师范学院学报 2014年第10期35卷 62-64页

作者：曲英敏闫硕杨洲红李景梅长春理工大学电子信息工程学院吉林长春130022 长春理工大学生命科学技术学院吉林长春130022

香菜作为一种营养价值很高且容易栽培的蔬菜,已经被广泛的进行研究.该实验选用自行培养的香菜作为研究对象,采用分析速度快,灵敏度高且重复性好的紫外分光光度法首次对香菜的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量、类胡萝卜素及色素的含量进... 详细信息

香菜作为一种营养价值很高且容易栽培的蔬菜,已经被广泛的进行研究.该实验选用自行培养的香菜作为研究对象,采用分析速度快,灵敏度高且重复性好的紫外分光光度法首次对香菜的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量、类胡萝卜素及色素的含量进行了测量,并研究了镉溶液对香菜光合色素含量的影响.实验结果表明,0.5 mg·L-1、1 mg·L-1、10 mg·L-1的镉溶液对提升叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素以及叶绿体色素含量均起到促进作用,其中镉浓度为0.5 mg/L的环境最利于香菜的生长,最利于香菜中营养物质的积累,所以香菜最好在此浓度镉溶液的环境中种植.

关键词：镉浓度光合色素香菜

镉氮交互作用对小白菜生长及其体内镉累积的影响

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干旱地区农业研究 2008年第6期26卷 110-113,118页

作者：李艳梅刘小林袁霞张兴昌高建伦西北农林科技大学陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100 榆林市农业科学研究所陕西榆林719000 陕西省黄龙县气象局陕西黄龙715700

采用温室盆栽试验,研究了镉氮交互作用对小白菜植株的干重和镉累积的影响。结果表明:在试验范围内,土壤施氮显著改善小白菜植株的生长状况,土壤镉污染水平对小白菜植株地上部分和根系干重的影响差异不显著。土壤镉污染显著导致镉在植株... 详细信息

采用温室盆栽试验,研究了镉氮交互作用对小白菜植株的干重和镉累积的影响。结果表明:在试验范围内,土壤施氮显著改善小白菜植株的生长状况,土壤镉污染水平对小白菜植株地上部分和根系干重的影响差异不显著。土壤镉污染显著导致镉在植株体内的累积,镉污染水平对小白菜植株镉浓度和镉累积量的影响差异显著。施氮条件下植株镉浓度的变化趋势因土壤镉污染水平不同而异,施氮在促进生长的同时,在一定程度上也促进了植株对镉的吸收和累积。植株地上部镉累积明显大于根系镉累积,且土壤外源镉污染水平下小白菜植株没有表现出镉毒害症状,说明小白菜植株地上部具有耐镉并累积镉的特性。

关键词：小白菜土壤镉污染氮肥镉浓度镉累积量生物量

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不同品种冬小麦幼苗生长对镉响应的差异研究

山东农业科学 2022年第7期54卷 104-112页

作者：张堃许亚芳刘红恩赵鹏秦世玉河南农业大学资源与环境学院/河南省土壤污染防控与修复重点实验室河南郑州450002

为明确不同品种冬小麦幼苗生长对镉(Cd)的响应差异,本试验选用4个不同基因型冬小麦品种为供试材料,设置0(Cd)、0.2(Cd)、0.4(Cd)、0.8(Cd)、1.6(Cd)、3.2(Cd)、6.4(Cd)、12.8(Cd)μmol/L共8个Cd浓度梯度,采用营养液培养法研究不同浓度C... 详细信息

为明确不同品种冬小麦幼苗生长对镉(Cd)的响应差异,本试验选用4个不同基因型冬小麦品种为供试材料,设置0(Cd)、0.2(Cd)、0.4(Cd)、0.8(Cd)、1.6(Cd)、3.2(Cd)、6.4(Cd)、12.8(Cd)μmol/L共8个Cd浓度梯度,采用营养液培养法研究不同浓度Cd处理对4个冬小麦品种的生物量、根系生长参数、光合参数和地上地下部Cd含量的影响,并利用灰色关联度法对所有品种相关性状参数进行分析。结果表明,与Cd相比,低浓度Cd处理增加冬小麦干物质重,且在Cd处理下达到最大值,Cd浓度高于6.4μmol/L时,干物质重表现出减少趋势。株高则随着Cd浓度的增加逐渐减小。根系形态和光合参数也随着Cd浓度的增加呈现先增加后降低趋势,但因小麦基因型的不同而有所差异。小麦幼苗根系和地上部Cd含量随着Cd浓度的增加而增加,根中Cd浓度更高。综上表明,低浓度Cd对小麦幼苗具有刺激生长的作用,但高浓度Cd胁迫则抑制小麦生长;4个冬小麦品种的Cd阈值范围在7~8μmol/L。灰色关联度分析显示郑麦379对Cd的响应表现最好。

关键词：镉浓度镉阈值根系形态光合参数灰色关联度分析

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镉含量和EM菌对菠菜安全品质的影响

镉含量和EM菌对菠菜安全品质的影响

作者：何晓敏湖南农业大学

学位级别：硕士

镉(Cd)在土壤环境中具有很强的迁移性和毒性。菠菜是人们常用的绿叶蔬菜之一,含有丰富的营养素,又因其一年四季均可栽培,生长期短,故栽培面积广。但菠菜又具有较强的吸收Cd的能力,及其容易受到镉的污染危害。EM菌种是由多种微生物复配... 详细信息

镉(Cd)在土壤环境中具有很强的迁移性和毒性。菠菜是人们常用的绿叶蔬菜之一,含有丰富的营养素,又因其一年四季均可栽培,生长期短,故栽培面积广。但菠菜又具有较强的吸收Cd的能力,及其容易受到镉的污染危害。EM菌种是由多种微生物复配而成的菌群,具有强大的分解土壤有机质提供植物营养的功能,而且对重金属有氧化固化、吸附富集功能。因此,本论文采用盆栽试验,从蔬菜食用安全角度研究不同镉浓度水平对菠菜的生长量、叶绿素、植株镉含量以及营养素等方面的影响;同时研究EM菌缓解菠菜吸附土壤中Cd离子的特性,为在高污染地区合理规划蔬菜种植,提高农产品的卫生品质和可食性,控制对蔬菜的污染提供科学依据。(1)不同镉浓度水平对菠菜生长影响性研究结果：随着镉浓度的增加,菠菜的地上部和根部的鲜重、干重都呈逐渐减少的趋势;且当镉浓度达到15mg/kg时,各个生物量指标明显下降,达到显著水平;同时随着重金属镉浓度的不断增加,菠菜植株内的叶绿素总含量在不断减少;当镉浓度在1～10mg/kg时,菠菜的根冠比有微增加和微减少的情况,总体根冠比变化不明显,但和对照比较起来呈明显下降趋势;当镉浓度在15mg/kg时,根冠比下降明显;菠菜的地上部分和地下部分的镉含量也在不断的显著增加,且地下部分根部的Cd含量均要大于地上部分;菠菜土壤中有效Cd含量也在不断显著增加;菠菜的地上部分和根部的富集能力在逐渐减弱;菠菜的根部富集能力要大于菠菜的地上部分;地上部分的转移系数要大于根部;低浓度时对大量营养素影响较小,但高浓度时影响都比较大;对Fe和维生素C的含量在有抑制作用,但对Zn反而有促进作用。(2)EM菌缓解菠菜吸附重金属镉的试验结果：当EM菌浓度越高,菠菜植株中Cd含量就越少,吸附量也在不断的减少,EM菌稀释浓度为2%时,抑制能力最强;而土壤中的Cd含量及其残留量随着EM菌浓度的增加而增加,和菠菜植株中的Cd含量呈反比。当施入土壤中的Cd浓度越高,菠菜植株中的Cd含量和土壤中的Cd含量都呈现出了增加的趋势;当施入的Cd浓度在5mg/kg以下时,菠菜植株中的Cd含量和土壤中Cd含量增加速度比较缓慢,而当施入的Cd浓度在5mg/kg以上时,不论是菠菜植株中的Cd含量还是土壤中的Cd含量都出现了急剧增加的情况。当EM菌在种子期、芽苗期这两个时期施入时,菠菜植株中的Cd含量并无太大影响,当进入营养生长期施入的时候,菠菜植株的Cd含量反而上升,当在生殖生长期施入时,菠菜植株内的Cd含量显著下降,而每个生长期都施入EM菌时,菠菜植株中的Cd含量达到最低。正交试验结果表明：当土壤中的Cd浓度处于1mg/kg低浓度时,不论EM菌浓度多高,不论在哪个时期施入,菠菜植株的吸附量都较低;当土壤中Cd浓度达到10mg/kg和15mg/kg时,不论EM菌浓度多高,也不论什么时期施入,菠菜植株的吸附量都比较高。

关键词：菠菜镉浓度影响 EM菌缓解

海南风吹楠对铅、镉胁迫的生长响应及综合评价分析

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广西林业科学 2019年第2期48卷 202-206页

作者：胡倩亢亚超张博宇王凌晖滕维超广西大学林学院

以1年生海南风吹楠(Horsfieldia hainanensis)为材料,设置4个铅浓度(250、500、1000、2000mg/kg)和4个镉浓度(10、25、50、100mg/kg),研究铅、镉单一胁迫对海南风吹楠生长的影响。结果表明,在镉、铅单一胁迫下,海南风吹楠的株高增长量... 详细信息

以1年生海南风吹楠(Horsfieldia hainanensis)为材料,设置4个铅浓度(250、500、1000、2000mg/kg)和4个镉浓度(10、25、50、100mg/kg),研究铅、镉单一胁迫对海南风吹楠生长的影响。结果表明,在镉、铅单一胁迫下,海南风吹楠的株高增长量、地径增长量、生物量、总根长和总根表面积呈上升趋势,且均在铅浓度为500mg/kg、镉浓度为25mg/kg时达到最大值,随着铅、镉浓度的增加,其各生长指标呈下降趋势;海南风吹楠的生长指标对铅、镉单一胁迫差异显著。综合评价得知,铅浓度为500mg/kg、镉浓度为25mg/kg时苗木质量最佳,能促进海南风吹楠的生长,而高浓度的铅(2000mg/kg)、镉(100mg/kg)则会对其生长产生毒害。

关键词：海南风吹楠铅浓度镉浓度栽培

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镉对水稻SPAD值的影响

产业与科技论坛 2013年第22期12卷 47-48页

作者：赵欣吉林农业大学资源与环境学院

本文采用盆栽试验的方法,研究了不同浓度的镉对水稻叶片SPAD值的影响作用。结果表明,土壤中镉的浓度与水稻叶片SPAD值呈显著负相关,水稻叶片SPAD值随着镉浓度的升高而降低。土壤中镉的浓度越高,水稻叶片SPAD值越低。

关键词：水稻镉浓度 SPAD