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基于无人机高光谱遥感与机器学习的小麦品系产量估测研究

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农业机械学报 2024年第7期55卷 260-269页

作者：齐浩吕亮杰孙海芳李偲李甜甜侯亮河北省农林科学院农业信息与经济研究所石家庄050051 河北省农林科学院粮油作物研究所石家庄050035

为快速、准确地估测小麦产量,有效提高育种工作效率,本文以小麦品系为研究对象,收集小麦灌浆期无人机高光谱数据和产量数据。首先基于递归特征消除法筛选出特征波长作为模型输入变量,然后利用岭回归(Ridge regression,RR)、偏最小二乘回... 详细信息

为快速、准确地估测小麦产量,有效提高育种工作效率,本文以小麦品系为研究对象,收集小麦灌浆期无人机高光谱数据和产量数据。首先基于递归特征消除法筛选出特征波长作为模型输入变量,然后利用岭回归(Ridge regression,RR)、偏最小二乘回归(Partial least squares regression,PLS)、多元线性回归(Multiple linear regression,MLR)3种线性算法和随机森林(Random forest,RF)、梯度提升回归(Gradient boosting regression,GBR)、极限梯度提升(eXtreme gradient boosting,XGB)、高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)、支持向量回归(Support vector regression,SVR)、K最邻近算法(K-nearest neighbor,KNN)6种非线性算法构建单一算法产量估测模型并进行精度比较,最后基于Stacking算法构建多模型集成组合,筛选最佳集成模型。结果表明,基于不同算法的产量估测模型精度差异显著,非线性模型优于线性模型,基于GBR的产量估测模型在单一模型中表现最优,训练集R^(2)为0.72,RMSE为534.49 kg/hm^(2),NRMSE为11.10%,测试集R^(2)为0.60,RMSE为628.73 kg/hm^(2),NRMSE为13.88%。基于Stacking算法构建的集成模型性能与初级模型和次级模型的选择密切相关,以KNN、RR、SVR为初级模型组合,GBR为次级模型的集成模型有效提高了估测精度,相比单一模型GBR,训练集R^(2)提高1.39%,测试集R^(2)提高3.33%。本研究可为基于高光谱技术的小麦品系产量估测提供应用参考。

关键词：小麦品系产量估测无人机高光谱遥感机器学习 Stacking算法

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板栗全生长季树干液流及蒸腾耗水特征

中国农业科学 2024年第9期57卷 1794-1806页

作者：郭燕张树航张馨方李颖刘金雨范丽颖刘师源高倩王广鹏河北省农林科学院昌黎果树研究所

【目的】明确板栗（Castanea mollissima Bl.）蒸腾耗水特征，为板栗园制定科学合理的水分管理措施提供理论参考。【方法】采用热扩散探针法，对‘大板红’板栗植株全生长季树干液流速率进行连续监测，并同步观测7个相关环境因子：太阳... 详细信息

【目的】明确板栗（Castanea mollissima Bl.）蒸腾耗水特征，为板栗园制定科学合理的水分管理措施提供理论参考。【方法】采用热扩散探针法，对‘大板红’板栗植株全生长季树干液流速率进行连续监测，并同步观测7个相关环境因子：太阳辐射（solar radiation,SR）、水汽压亏缺（vapor pressure deficit,VPD）、空气温度（air temperature,AT）、空气相对湿度（air relative humidity,ARH）、风速（wind speed,WS）、土壤温度（soil temperature,ST）和土壤湿度（soil relative humidity,SRH），解析板栗树干液流规律和耗水特征及其与环境因子间的关联性。【结果】板栗树干明显液流启动于5月3日，结束于10月26日，前后历时176 d。板栗全生长季晴天树干液流速率日变化呈单峰“几”字形曲线，其在6、7、8月每日启动到达峰值时间早于5、9、10月，而下降时间晚于5、9、10月，致6、7、8月份液流速率峰值持续时间长于5、9、10月。板栗全生长季液流速率日均值、日均耗水量和月耗水量由高到低排序均为8月>7月>6月>9月>5月>10月，其中显著性检验表明7月和8月之间无显著差异，但显著高于其他月份。夜间液流量占比由高到低排序为10月>9月>5月>6月>7月>8月，其中显著性检验表明10月、9月和5月显著高于6月、7月和8月。板栗全生长季树干液流速率与太阳辐射、水汽压亏缺、空气温度和风速均呈极显著正相关，而与空气相对湿度均呈极显著负相关。分别建立了5—10月板栗树干液流速率与7个环境因子的6个回归模型。【结论】板栗树干有明显液流始于5月初、终于10月末；7—8月是板栗的关键需水期；建立的板栗植株液流速率与环境因子的回归模型，可用于通过环境因子估测不同月份及整个生长季的植株耗水量。

关键词：板栗液流速率耗水量环境因子特征

采前氨基乙氧基乙烯甘氨酸处理对‘黄冠’梨长期冷藏后果实品质和果心褐变的影响

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食品科学 2024年第3期45卷 159-166页

作者：何近刚冯云霄程玉豆关军锋河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所河北石家庄050051 河北省植物转基因中心河北石家庄050051

为延长‘黄冠’梨贮藏期,减轻长期贮藏后货架期间果实品质劣变,采用不同浓度氨基乙氧基乙烯甘氨酸(aminoethoxyvinylglycine,AVG)在采前喷施‘黄冠’梨果实,在冷藏180 d及货架7 d((180+7)d)后检测相关指标。结果显示,采前喷施AVG可延缓... 详细信息

为延长‘黄冠’梨贮藏期,减轻长期贮藏后货架期间果实品质劣变,采用不同浓度氨基乙氧基乙烯甘氨酸(aminoethoxyvinylglycine,AVG)在采前喷施‘黄冠’梨果实,在冷藏180 d及货架7 d((180+7)d)后检测相关指标。结果显示,采前喷施AVG可延缓‘黄冠’梨果实硬度下降,维持可溶性固形物含量以及可滴定酸含量,有效抑制果面褐斑和果心褐变的发生,其中以200 mg/L AVG效果最好。‘黄冠’梨果实在长期冷藏时果心发生褐变,同时熊果苷、绿原酸以及总酚含量增加,多酚氧化酶活性升高;PbPAL1、PbPAL2、PbPPO1、PbPPO5、PbLOX1以及PbLOX5在冷藏期间表达量升高,货架期表达量随之下降。采前200 mg/L AVG处理‘黄冠’梨,可显著促进熊果苷、绿原酸以及总酚在整个贮藏过程中含量的增加,抑制多酚氧化酶活性升高,抑制PbPAL1、PbPAL2、PbPPO1、PbPPO5以及PbLOX5的表达,进而有效减少果心褐变的发生。

关键词：梨氨基乙氧基乙烯甘氨酸果心褐变酚类多酚氧化酶

添加小米对老面发酵小麦面团的微生物多样性及馒头品质的影响

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中国食品学报 2024年第5期24卷 299-312页

作者：刘俊利赵巍张爱霞李朋亮任素芬刘敬科河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所石家庄050000

为了研究微生物生长代谢对老面馒头质地和品质的影响,采用高通量测序技术比较老面发酵小麦(SW)/小麦-小米(SM)面团中的微生物组成及其代谢功能差异,并对小麦/小麦-小米馒头的物理特性及其与微生物的相关性进行分析。结果表明,2组样品的... 详细信息

为了研究微生物生长代谢对老面馒头质地和品质的影响,采用高通量测序技术比较老面发酵小麦(SW)/小麦-小米(SM)面团中的微生物组成及其代谢功能差异,并对小麦/小麦-小米馒头的物理特性及其与微生物的相关性进行分析。结果表明,2组样品的微生物多样性和丰富度虽存在一定差异,但差异不大。SM中细菌和真菌群落的多样性较低。真菌较细菌的丰富度高,而多样性较低。2组微生物菌群组成相似,细菌的优势菌属为乳酸杆菌属和片球菌属,优势菌种为面包乳杆菌和发酵乳杆菌,在SW和SM中均差异显著(P研究结果为探明微生物组成与老面馒头物理特性的形成机制提供了理论依据,并为筛选、改善品质的潜在微生物提供了参考。

关键词：老面小米微生物多样性质构比容

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不同抗螨性板栗差异次生代谢物筛选与分析

南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 234-240页

作者：张馨方王广鹏张树航李颖郭燕河北省农林科学院昌黎果树研究所河北昌黎066600

【目的】筛选分析抗螨性不同的板栗(Castanea mollissima)叶片中的差异次生代谢物,为抗螨机理解析与高抗螨板栗品种选育提供参考。【方法】以板栗品种‘燕兴’(‘Yanxing’)和‘丽抗’(‘Likang’)为材料,采用田间调查法进行抗螨性鉴定... 详细信息

【目的】筛选分析抗螨性不同的板栗(Castanea mollissima)叶片中的差异次生代谢物,为抗螨机理解析与高抗螨板栗品种选育提供参考。【方法】以板栗品种‘燕兴’(‘Yanxing’)和‘丽抗’(‘Likang’)为材料,采用田间调查法进行抗螨性鉴定,确定‘燕兴’和‘丽抗’对针叶小爪螨的抗性等级;利用超高效液相色谱和串联质谱(UPLC-MS/MS)进行代谢组学检测,通过差异倍数(fold change)和VIP(variable importance in projection)值相结合的方法筛选差异代谢物,使用R软件ComplexHeatmap包和MetaboAnalystR包分别绘制聚类热图和OPLS-DA得分图;利用KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)数据库对差异代谢物进行注释,并按通路类型分类。【结果】‘丽抗’和‘燕兴’对针叶小爪螨的抗性等级分别为1级(高抗)和7级(感);两品种共检测到704个次生代谢物,筛选出差异代谢物165个,有73个代谢物在‘丽抗’中的含量显著高于‘燕兴’,有92个差异代谢物在‘丽抗’中的含量比‘燕兴’低;差异代谢物种类包括酚酸(56个)、黄酮(60个)、木质素和香豆素(19个)、鞣质(4个)、生物碱(5个)、萜类(16个)和其他类(5个),差异代谢物中黄酮和酚酸类占比较高,分别为36%和34%;仅在‘丽抗’中检测到的代谢物有7个,分别是咖啡酰胆、6′-O-反式肉桂酰-8-表金吉苷酸、落叶松脂素-4′-O-葡萄糖苷、阿尔本酚B、地榆素H11、3-羟基-5甲基苯酚-O-葡萄糖苷和苜蓿素-7-O-葡萄糖醛酸苷等;仅存在于‘燕兴’中的代谢物有15个,包括4-甲基-5-噻唑乙醇、2,4-二羟基苯甲酸、异嗪皮啶、水杨苷、刺梨酸等。‘燕兴’和‘丽抗’中有33个差异代谢物被注释到12条通路上。【结论】感螨品种‘燕兴’和高抗品种‘丽抗’次生代谢谱存在差异,可能与板栗抗螨性相关的次生代谢物有樱黄素、表没食子儿茶素、咖啡酸、阿魏酸、几种木质素以及4-甲基-5-噻唑乙醇;‘燕兴’和‘丽抗’的差异次生代谢物主要注释和富集在黄酮、黄酮醇生物合成及类黄酮生物合成通路。

关键词：板栗针叶小爪螨抗螨性次生代谢物

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板栗新品种‘燕栗4号’

园艺学报 2024年第7期51卷 1707-1708页

作者：张树航李颖郭燕张馨方范丽颖刘金雨王广鹏熊永斌河北省农林科学院昌黎果树研究所河北昌黎066600 河北省农林科学院石家庄050051

‘燕栗4号’是通过实生选种途径培育而成的板栗新品种,树姿半直立,刺苞尖顶椭球形,坚果单粒质量8.52g,含可溶性糖18.5%,淀粉51.5%,蛋白质5.05%,品质优良,果肉口感细糯,风味香甜。9月下旬成熟,平均产量3 100 kg·hm^(-2)。适宜中国北方... 详细信息

‘燕栗4号’是通过实生选种途径培育而成的板栗新品种,树姿半直立,刺苞尖顶椭球形,坚果单粒质量8.52g,含可溶性糖18.5%,淀粉51.5%,蛋白质5.05%,品质优良,果肉口感细糯,风味香甜。9月下旬成熟,平均产量3 100 kg·hm^(-2)。适宜中国北方板栗栽培区种植。

关键词：板栗品种晚熟

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中晚熟鲜食葡萄新品种‘金光’

园艺学报 2024年第8期51卷 1977-1978页

作者：韩斌刘长江尹勇刚孙艳贾楠赵胜建郭紫娟李敏敏河北省农林科学院昌黎果树研究所河北昌黎066600

‘金光’是‘巨峰’自交实生选育的中晚熟鲜食葡萄新品种。果穗大,单穗质量738.8 g;单粒质量12.0 g,果粒椭圆形,果皮黄绿色,果肉较脆,果汁多,具有草莓香味;风味甜,可溶性固形物18.0%以上,可滴定酸0.58%。树挂期长,丰产、稳产,产量22.7 t... 详细信息

‘金光’是‘巨峰’自交实生选育的中晚熟鲜食葡萄新品种。果穗大,单穗质量738.8 g;单粒质量12.0 g,果粒椭圆形,果皮黄绿色,果肉较脆,果汁多,具有草莓香味;风味甜,可溶性固形物18.0%以上,可滴定酸0.58%。树挂期长,丰产、稳产,产量22.7 t·hm^(-2),在河北省昌黎地区9月下旬成熟,适宜京津冀等地区设施及露地栽培。

关键词：鲜食葡萄中晚熟香味品种

基层农业科研院所科研管理信息系统建设实证研究——以河北省农林科学院农业资源环境研究所为例

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农业科技管理 2024年第2期43卷 40-43页

作者：潘丽佳陈丽莉贾良良王凌窦菲河北省农林科学院农业资源环境研究所/河北省肥料技术创新中心石家庄050051 河北农业大学经济管理学院保定071001

随着我国农业科技和信息技术水平的不断提高,基层农业科研事业迅速发展,传统的科研管理方法已经无法满足其快速发展的需求,加快建设信息化管理体系迫在眉睫。文章以河北省农林科学院农业资源环境研究所为例,剖析了该所在科研管理信息系... 详细信息

随着我国农业科技和信息技术水平的不断提高,基层农业科研事业迅速发展,传统的科研管理方法已经无法满足其快速发展的需求,加快建设信息化管理体系迫在眉睫。文章以河北省农林科学院农业资源环境研究所为例,剖析了该所在科研管理信息系统研发过程中存在的问题,从科研管理信息系统建设目标、科研管理信息系统架构和取得的成效等方面对该所科研信息化管理进行实证分析,提出了领导班子要高度重视、逐步完善科研管理信息系统、强化科研管理信息系统的顶层设计等加强科研管理信息系统建设的建议,以期更好地服务于基层农业科研管理工作。

关键词：基层农业科研院所信息化科研管理信息系统

氢氟酸处理InP/GaP/ZnS量子点的光学性能及其发光二极管应用

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发光学报 2024年第1期45卷 69-77页

作者：陈晓丽陈佩丽卢思朱艳青徐雪青苏秋成中国科学院广州能源研究所广东广州510640

采用氢氟酸(HF)原位注入法制备了InP/GaP/ZnS量子点。通过紫外/可见/近红外光谱、光致发光光谱、透射电镜、球差校正透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等测试手段分析了HF对InP量子点的发光性能影响。实验结果表明,HF刻蚀减少了量... 详细信息

采用氢氟酸(HF)原位注入法制备了InP/GaP/ZnS量子点。通过紫外/可见/近红外光谱、光致发光光谱、透射电镜、球差校正透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等测试手段分析了HF对InP量子点的发光性能影响。实验结果表明,HF刻蚀减少了量子点表面氧化缺陷状态,有效控制了InP核表面的氧化,并且原子配体形式的F-钝化了量子点表面的悬挂键,显著提升了量子点的光学性能。HF处理的InP/GaP/ZnS量子点具有最佳的发光性能,PLQY高达96%。此外,用HF处理InP/GaP/ZnS量子点制备的发光二极管,其发光的电流效率为6.63 cd/A,最佳外量子效率(EQE)为3.83%。

关键词： HF InP/GaP/ZnS量子点光学性能发光二极管

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