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番茄苗期叶位色素含量高光谱检测及可视化研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 386-391页

作者：赵建贵王国梁张宇赵丽洁陈宁王文俊杜慧玲李志伟山西农业大学农业工程学院山西太谷030801 山西农业大学谷子研究所山西长治046000 山西农业大学基础部山西太谷030801

叶片色素含量是表征作物栽培基质营养元素和生理状态的重要指标;快速、精准获取色素含量及叶位分布规律是设施农业水肥精准化管理的基础。以番茄苗期不同叶位叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素(Chll)和类胡萝卜素(Caro)为研究指标,... 详细信息

叶片色素含量是表征作物栽培基质营养元素和生理状态的重要指标;快速、精准获取色素含量及叶位分布规律是设施农业水肥精准化管理的基础。以番茄苗期不同叶位叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素(Chll)和类胡萝卜素(Caro)为研究指标,用营养液配制10个氮素浓度;根据叶片位置摘取1710片(285个样本)用于可见光-近红外高光谱采集;运用卷积平滑(S-G)、标准正态变量变换(SNV)和多元散射校正(MSC)对光谱数据预处理。首先采用竞争自适应加权算法(CARS)对特征波段“粗”提取,然后利用迭代和保留信息变量算法(IRIV)判断“粗”提取波段的重要性,并对强弱波段组逆向消除“精”提取最优波段集合,建立偏最小二乘回归(PLSR)模型。结果表明:(1)营养液氮素浓度为302.84 mg·L^(-1),叶片色素含量最大,且高浓度的抑制作用高于低浓度,叶位色素含量呈上叶位>中叶位>低叶位分布规律;(2)采用CARS-IRIV-PLSR算法“粗-精”特征波段筛选策略分别对Chla、Chlb、Chll和Caro提取了4、4、10和11条特征波段,其Rp为0.7722、0.7321、0.8471和0.8587;(3)结合最优模型色素定量反演图像可视化表达,Chla、Chlb和Chll分布规律一致,而Caro与Chll分布规律相反,该结论与植物生理特征和测定结果相吻合。采用高光谱成像技术能够实现对叶片色素含量进行无损检测及可视化表达,为设施农业植物叶片色素分布、养分亏缺和施肥决策等提供数据支撑和理论依据。

关键词：高光谱叶位色素含量特征波段可视化

H_(2)O_(2)改性香蕉秆生物炭的结构变化及对玉米幼苗Cr吸收的影响

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热带作物学报 2024年第6期45卷 1262-1272页

作者：宋书会杨爽王超李普旺焦静刘思汝何祖宇刘运浩周闯杨子明中国热带农业科学院南亚热带作物研究所/海南省热带作物营养重点实验室广东湛江524091 华南农业大学资源环境学院广东广州510642 云南农业大学热带作物学院云南普洱665000

为研究过氧化氢(H_(2)O_(2))对香蕉秆生物炭的改性效果及改性后生物炭对铬(Cr)胁迫下玉米Cr吸收的影响,采用不同浓度H_(2)O_(2)对300℃下制备的生物炭进行改性,分析其结构特征的差异,并将改性生物炭应用于Cr胁迫下的玉米生长体系中,研... 详细信息

为研究过氧化氢(H_(2)O_(2))对香蕉秆生物炭的改性效果及改性后生物炭对铬(Cr)胁迫下玉米Cr吸收的影响,采用不同浓度H_(2)O_(2)对300℃下制备的生物炭进行改性,分析其结构特征的差异,并将改性生物炭应用于Cr胁迫下的玉米生长体系中,研究改性生物炭对Cr胁迫下玉米植株生长及Cr吸收积累的影响。结果表明:随着H_(2)O_(2)浓度的升高,生物炭表面含氧官能团数量增多,其芳香性减弱、极性增强。改性后生物炭表面光滑,孔直径增大,其比表面积和孔隙体积随H_(2)O_(2)浓度的升高而减小。20%、30%H_(2)O_(2)改性生物炭主要通过官能团的吸附作用固定重金属,降低其生物活性,减少玉米对Cr的吸收积累。20%、30%H_(2)O_(2)明显改变生物炭的表面结构,有利于缓解重金属Cr对玉米植株的毒害,30%H_(2)O_(2)改性生物炭对Cr胁迫下玉米的生长具有促进作用。

关键词：过氧化氢(H_(2)O_(2)) 生物炭铬(Cr) 玉米生长

高光谱成像技术结合集成学习的金钗石斛氮素检测

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1918-1927页

作者：匡润龙腾刘海林吴继辉吕金胜谢自然刘文涛兰玉彬龙拥兵王再花赵静华南农业大学电子工程学院(人工智能学院) 广东广州510642 广东省农业科学院环境园艺研究所/广东省园林花卉种质创新综合利用重点实验室广东广州510640 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心广东广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广东广州510642

金钗石斛叶片氮素含量是实现其精准施肥的重要决策依据之一。传统的氮素含量检测方法耗时且有损样品,如何高效检测金钗石斛叶片氮素含量是种植企业日益关心的问题。为了快速、无损获取金钗石斛叶片氮素含量,以金钗石斛新鲜叶片为实验样... 详细信息

金钗石斛叶片氮素含量是实现其精准施肥的重要决策依据之一。传统的氮素含量检测方法耗时且有损样品,如何高效检测金钗石斛叶片氮素含量是种植企业日益关心的问题。为了快速、无损获取金钗石斛叶片氮素含量,以金钗石斛新鲜叶片为实验样品,在获取其402.6~1005.5 nm高光谱图像和氮素化学检测值后,经感兴趣区域(ROI)分割、光谱预处理,利用偏最小二乘回归(PLSR)、核岭回归(KRR)以及支持向量回归(SVR)等三种个体学习器算法,以及随机森林(RF)、Bagging和Adaboost等三种集成学习算法,针对金钗石斛的氮素含量进行建模。在此基础上构建基于金钗石斛新鲜叶片全波段光谱信息、经过竞争自适应加权算法(CARS)特征提取的特征波段光谱信息的回归预测模型,并进行预测精度对比。结果表明,在基于全波段光谱信息构建模型时,经过多项式平滑算法(SG)预处理的光谱数据建立的RF模型最佳(R_(CV)^(2)=0.9614、RMSE_(CV)=0.0818、R_(P)^(2)=0.9726、RMSE_(P)=0.0633),所有模型R^(2)都达到了0.90以上。基于CARS提取的特征波段构建回归预测模型,Bagging模型具有最高的精确度和稳定性,其中SG-CARS-Bagging预测效果最好(R_(CV)^(2)=0.9387、RMSE_(CV)=0.1000、R_(P)^(2)=0.9535、RMSE_(P)=0.0826),而个体学习器中的KRR和SVR模型精度明显下降。经过CARS算法特征提取去掉了一些重要波段,提高了建模的效率,但是模型的精度有所降低。因此在优化回归模型的特征参数时,必须始终考虑精度和效率之间的平衡。结果表明,RF、Bagging和Adaboost等集成算法比PLSR、KRR和SVR个体学习器算法具有更高的稳定性和预测精度,更适用于高光谱数据的分析与处理,在金钗石斛氮素营养监测方面具有明显优势。

关键词：高光谱金钗石斛集成学习氮素 CARS

施氮量与基追比对烤烟烟碱合成及关键酶活性的调控效应

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作物杂志 2024年

作者：杨天旭李谨成黄瑞寅邓文君王军王维蔡一霞广东中烟工业有限责任公司华南农业大学广东省烟草科学研究所

探寻施氮量及基追比率对烤烟烟碱合成及关键酶活性的影响，拟为解决韶关烟区烤后上、中部烟叶烟碱含量偏低的问题提供依据。以粤烟1号为材料，在施氮量分别为135、165、195 kg/hm2和基追比分别为（3:7、5:5、7:3）以及施肥方式为基肥在... 详细信息

探寻施氮量及基追比率对烤烟烟碱合成及关键酶活性的影响，拟为解决韶关烟区烤后上、中部烟叶烟碱含量偏低的问题提供依据。以粤烟1号为材料，在施氮量分别为135、165、195 kg/hm2和基追比分别为（3:7、5:5、7:3）以及施肥方式为基肥在移栽前穴施，追肥分别在提苗期、培土前、移栽后45 d、打顶后施入的条件下，采集各生育时期的烟株，测定分析其根系生物量、根系活力、各部位烟叶干物质量和烟碱含量及积累量、烤后烟叶烟碱含量和积累量。通过不同施氮量及其基追比调控的研究发现，在施氮量为195 kg/hm2和基追比为3:7的条件下，与当地农户习惯的施氮量和基追比相比，根系生物量明显增加，根系活力增强，且根系中的PMT酶活性显著上升，NND、MTHRF1酶活性下降，同时根系中的脯氨酸浓度下降，根系烟碱含量上升，地上部的烟叶干物质量更高，烟叶烟碱含量和积累量增加，其烤后烟叶上、中叶的烟碱含量分别达到29.68 mg/g和27.56 mg/g，基本符合产区烟叶正常的烟碱含量要求。

关键词：烤烟施氮量基追比调控:烟碱合成烟碱关键酶活性

化肥减量配施有机肥对植烟土壤及烤烟根系生长的影响

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作物杂志 2024年

作者：钟国兴杨欣张少搏郭维杨启航李淮源陈建军陈晓恒黄瑞寅邓世媛华南农业大学烟草研究室广东中烟工业有限责任公司湖南省烟草公司衡阳市公司华南农业大学基础实验与实践训练中心

为明确化肥减量配施有机肥对植烟土壤及烤烟根系生长的影响，以烤烟品种云烟87为试验材料，设置常规施肥（CK）、化肥减量10%（T1）、化肥减量10%+芝麻饼（T2）、化肥减量10%+腐殖酸（T3）、化肥减量10%+芝麻饼+腐殖酸（T4）等5个处理... 详细信息

为明确化肥减量配施有机肥对植烟土壤及烤烟根系生长的影响，以烤烟品种云烟87为试验材料，设置常规施肥（CK）、化肥减量10%（T1）、化肥减量10%+芝麻饼（T2）、化肥减量10%+腐殖酸（T3）、化肥减量10%+芝麻饼+腐殖酸（T4）等5个处理进行大田试验。结果表明：（1）配施有机肥降低了土壤容重，提高了土壤含水率和孔隙度，有机质含量比化肥减量处理增加35.34%～83.7%。（2）化肥减量处理的各土壤酶活性均比CK有所降低，但配施有机肥各处理的土壤酶活性比T1处理明显提高，有的甚至还高于CK，其中T2、T4处理又高于T3处理。（3）与化肥减量处理相比，T3处理的根系生长指标和根系活力略有提高，T2和T4处理则显著增加。（4）土壤容重与土壤酶活性、烤烟根系生长呈负相关，土壤含水率、孔隙度和有机质含量与土壤酶活性呈正相关，土壤酶活性与根系生长指标均呈正相关关系。综上所述，化肥减量情况下通过配施有机肥可以改善植烟土壤理化特性、促进烤烟根系生长，在本试验条件下，配施芝麻饼肥的效果较优。

关键词：烤烟化肥减量有机肥植烟土壤根系生长

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贝莱斯芽孢杆菌防控植物病害的研究进展

广东农业科学 2024年第6期51卷 48-59页

作者：皮娜娜王玺茜罗建军翁群芳华南农业大学植物保护学院广东广州510642

长期以来过度使用化学农药造成环境污染、病原微生物抗药性增强以及农药残留超标等问题,利用生物防治措施降低或代替化学农药使用是目前国家对植物病害防治的发展重点。生防微生物因其绿色环保的特点,已被广泛应用于农作物病害防控。微... 详细信息

长期以来过度使用化学农药造成环境污染、病原微生物抗药性增强以及农药残留超标等问题,利用生物防治措施降低或代替化学农药使用是目前国家对植物病害防治的发展重点。生防微生物因其绿色环保的特点,已被广泛应用于农作物病害防控。微生物农药能够有效防治植物病害、促进农作物生长,达到化学农药减量使用的目的,是推动植物病害绿色防控的重要方向。芽孢杆菌属(Bacillus spp.)是微生物农药研究和应用中常见的一类生防细菌。贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)作为新型微生物农药生防细菌之一,在自然界中分布广泛,可从海洋、河流沉积物、土壤、植株根系、植物组织、动物肠道等分离获得,因其低毒、无污染、抑菌谱广、抗逆性强、可分泌多种抗菌物质等优点,在微生物农药应用中具有很大潜力。贝莱斯芽孢杆菌通过产生抗菌物质、营养竞争以及引发植物的系统抗性反应从而防治植物病害。该文归纳了贝莱斯芽孢杆菌从发现、确定及命名的发展史,阐述其相关菌株生物学特性及作用机制,包括拮抗作用、溶菌作用、诱导植物抗性、竞争作用、促进植物生长等方式,综述了贝莱斯芽孢杆菌对植物真菌、细菌、线虫、病毒生物防治方面的研究成果以及制剂研发情况,以期为贝莱斯芽孢杆菌的进一步研究和应用提供参考。

关键词：贝莱斯芽孢杆菌分类地位生理生化作用机制病害防控制剂

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华北小麦施用脲铵氮肥实现轻简施肥的可行性及技术措施

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植物营养与肥料学报 2024年第6期30卷 1103-1117页

作者：耿若鑫黑泽文油伦成舒昱霖汪洋李升东曲明山石颜通张凯烨毕香君田培雨赵富林张卫峰陈永亮中国农业大学资源与环境学院北京100193 河南农业大学资源与环境学院河南郑州450002 山东省农业科学院作物研究所山东济南250100 北京市农业技术推广站北京100029

【目的】生产脲铵氮肥的目的是资源化利用联合制碱工业副产品。在华北平原多地开展了田间试验,探究适合冬小麦节肥增效的可行性和技术措施。【方法】于2021—2023年,分别在北京顺义、河北滦南、河北曲周、山东济南和河南禹州5个试验点... 详细信息

【目的】生产脲铵氮肥的目的是资源化利用联合制碱工业副产品。在华北平原多地开展了田间试验,探究适合冬小麦节肥增效的可行性和技术措施。【方法】于2021—2023年,分别在北京顺义、河北滦南、河北曲周、山东济南和河南禹州5个试验点进行了两年大田试验。设置尿素(U)、尿素减施30%(70%U)、脲铵氮肥减施30%(70%AU)、脲铵氮肥减施30%+脲酶抑制剂(N-丁基硫代磷酰三胺,NBPT)(70%AU+NBPT)、脲铵氮肥减施30%+硝化抑制剂(3,4-二甲基吡唑磷酸盐,DMPP)(70%AU+DMPP)、尿素减施30%+优化追肥时间(70%U+Opt)6个处理,测定了小麦产量及其构成因素、氮肥偏生产力、氮素吸收效率和土壤无机氮含量。【结果】与U处理相比,2022年减施氮肥处理(70%U、70%AU)在5个试验点中出现减产的试验点有1个,2023年有3个;70%AU+NBPT和70%AU+DMPP处理2022年出现减产的点有2个,2023年有2个;70%U+Opt两年均未出现减产。与U处理相比,在5个试验点两年多数处理显著提高了氮肥偏生产力和氮素吸收效率,2022、2023年氮肥偏生产力分别提高了19%~77%、23%~67%,氮素吸收效率分别提高了25%~77%、21%~71%。与U处理相比,2022年70%AU+NBPT和70%AU+DMPP处理土壤NH_(4)^(+)-N含量增加的试验点有5个,2023年有4个,2022、2023年分别增加了19%~69%、30%~90%;70%AU+NBPT和70%AU+DMPP处理2022年土壤NO_(3)^(-)-N含量降低的试验点有5个,2023年有4个,2022、2023年分别降低了19%~59%、34%~60%。【结论】与施用常规量尿素相比,减施氮投入量30%条件下,以脲铵氮肥为氮源或配合NBPT/DMPP,一次追施可以保证不减少产量,同时提高氮肥利用率。

关键词：小麦脲铵氮肥脲酶抑制剂硝化抑制剂产量氮肥偏生产力氮素吸收效率土壤无机氮

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修文县猕猴桃果园土壤养分的丰缺状况

贵州农业科学 2024年第1期52卷 42-49页

作者：李铠妍华南农业大学资源环境学院广东广州510642

【目的】探明修文县猕猴桃果园土壤养分的丰缺状况,为果园合理施肥,促进猕猴桃养分吸收及提高产质量提供参考。【方法】以修文县久长街道猕猴桃果园土壤为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,测定耕地土壤pH、有机质和全氮等1... 详细信息

【目的】探明修文县猕猴桃果园土壤养分的丰缺状况,为果园合理施肥,促进猕猴桃养分吸收及提高产质量提供参考。【方法】以修文县久长街道猕猴桃果园土壤为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,测定耕地土壤pH、有机质和全氮等11个指标含量,并对土壤养分指标进行相关性分析和分级诊断。【结果】修文县久长街道不同施肥方式或同一施肥方式的猕猴桃果园土壤养分均存在差异,且不同养分间存在不同程度相关性。土壤pH为4.5~5.0,均值为4.8,属酸性土壤,不利于猕猴桃生长;土壤有机质、全氮和阳离子交换量含量均值分别为54.62 g/kg、2.91 g/kg和31.44 cmol/kg,均属1级水平,弱变异(变异系数90%)。【结论】修文县久长街道2个猕猴桃果园分别采用不施基肥、追施无机肥和基施有机肥、追施有机肥的方式均呈现土壤酸化严重,全钾、全磷含量较低,作物产质量较低等现象,且对调控土壤营养元素、改善土壤团粒结构、提高土壤有机质含量及构建健康土壤环境均无促进作用。建议采用有机-无机肥配施的方式,适当施用石灰、翻压绿肥等措施改善土壤理化性质,促进土壤营养均衡,从而促进作物生长,提高猕猴桃产质量。

关键词：土壤猕猴桃果园养分丰缺评价修文贵州

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不同株型小花生品种氮素养分吸收利用特性

中国油料作物学报 2024年第2期46卷 370-376页

作者：董露琳傅惠林唐康刘娜杨龙兴曾宁波罗梓楠张昊李林刘登望湖南农业大学农学院国家花生工程技术研究中心长沙分中心/湖南省花生工程技术研究中心湖南农业大学旱地作物研究所湖南长沙410128

南方小花生植株高大的地方良种与矮化改良的品种并存。为探明其需氮规律,实现差异化施肥的高产管理,以湖南主栽的高秆地方良种安化小籽、矮秆现代品种湘黑小果为材料,设置4个基施复合肥用量0、450、600、750 kg/hm^(2),分别代表土壤背景... 详细信息

南方小花生植株高大的地方良种与矮化改良的品种并存。为探明其需氮规律,实现差异化施肥的高产管理,以湖南主栽的高秆地方良种安化小籽、矮秆现代品种湘黑小果为材料,设置4个基施复合肥用量0、450、600、750 kg/hm^(2),分别代表土壤背景(CK)、低肥(F30)、中肥(F40)、高肥(F50)水平,于4个生育时期测定并分析植株各器官氮含量、积累与分配状况。结果表明:氮含量以高秆品种果>叶>根>茎为序;矮秆品种则以叶>果>根>茎为序。叶、根氮含量表现为高秆施肥料对氮含量的影响程度总体趋势为茎>叶>根>果,利于营养器官的氮素同化吸收。氮积累量两品种各器官以叶>果>茎>根为序。除苗期外,其余时期的全株、叶、茎氮积累量表现为高秆>矮秆;根在苗期、结荚期为高秆施肥利于营养器官前期的氮素积累。氮素分配率两品种均以叶最高,荚果和茎其次,根最少。地上部为高秆>矮秆,而地下部反之,说明矮秆植株吸收的氮素更利于转运到荚果。氮素利用效率均为矮秆>高秆,氮素生产效率、氮肥偏生产力两品种均以F40、F30最高,过度施肥降低氮素利用效率。综上,矮秆品种氮素积累量对增肥的响应度较低,总积累量虽然较少而在荚果中分配较多,并具有更高的氮素利用效率;品种株型特点应作为南方典型贫瘠酸性红壤区小籽花生生产上确定施肥量的主要依据。

关键词：花生当地品种矮秆品种株型施肥量氮素需肥特性