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美国硬红冬和硬红春小麦籽粒品质比较及与中国强筋小麦标准对标分析

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麦类作物学报 2024年第5期44卷 594-604页

作者：蒋佳丽刘丰谢凯周琴蔡剑王笑黄梅仲迎鑫戴廷波曹卫星姜东南京农业大学/农业农村部小麦区域技术创新中心/农业部南方作物生理生态重点开放实验室/国家信息农业工程技术中心江苏南京210095 昆山市淀山湖镇农村工作局江苏昆山215300

随着人们消费结构的改变,面包市场发展迅速,但中国优质强筋小麦生产供应不足,质量差异较大,而美国硬麦有良好的加工性能和稳定的品质,制粉和烘焙特性优异。研究美国硬红冬小麦和硬红春小麦籽粒品质年度间变化特点及品质指标间相关性,可... 详细信息

随着人们消费结构的改变,面包市场发展迅速,但中国优质强筋小麦生产供应不足,质量差异较大,而美国硬麦有良好的加工性能和稳定的品质,制粉和烘焙特性优异。研究美国硬红冬小麦和硬红春小麦籽粒品质年度间变化特点及品质指标间相关性,可为中国强筋小麦籽粒品质研究与发展提供参考。本文汇总了美国小麦协会1999—2021年间发布的硬红冬小麦、硬红春小麦品质相关性状数据,分析了两类小麦品质指标间相互关系,并探讨了美国硬麦品质对中国现有强筋小麦标准的适配度。结果表明,与硬红冬小麦相比,硬红春小麦蛋白含量高,筋力强,形成时间、稳定时间等面团品质更高,烘焙品质更优,且籽粒、面粉品质稳定性高。对标中国强筋小麦标准可以发现,硬红春小麦对标中国强筋小麦标准的达标率高于硬红冬小麦,蛋白含量、湿面筋达标率差距尤为明显。综合考虑中国强筋小麦生产现状,并结合美国硬麦对中国强筋小麦标准达标率,中国强筋小麦标准可将蛋白含量调整为>14.5%,湿面筋含量为>32.0%,稳定时间>10 min,容重、硬度分别大于760 g·L^(-1)和65。硬红春小麦品质指标的相关性分析显示,拉伸面积与面包烘焙吸水率显著负相关,与面包体积显著正相关,可用于预测强筋小麦面包品质;中国标准可设置拉伸面积为105 cm^(2)。

关键词：硬红冬小麦硬红春小麦品质性状年度变异达标度

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单子叶作物叶片气孔自动识别与计数技术

农业工程学报 2019年第23期35卷 170-176页

作者：孙壮壮姜东蔡剑王笑周琴黄梅戴廷波曹卫星南京农业大学农业部小麦区域技术创新中心农业部南方作物生理生态重点开放实验室

为实现作物叶片气孔的自动识别与快速计数,该研究采用卷积神经网络中高计算效率的YOLOv3算法,开发了一种全自动气孔识别和计数解决方案。该算法优化了物体检测性能,可准确识别显微图像中的气孔。其中,对指甲油印迹法获得照片的气孔检测... 详细信息

为实现作物叶片气孔的自动识别与快速计数,该研究采用卷积神经网络中高计算效率的YOLOv3算法,开发了一种全自动气孔识别和计数解决方案。该算法优化了物体检测性能,可准确识别显微图像中的气孔。其中,对指甲油印迹法获得照片的气孔检测精确率、召回率和F1值分别为0.96,0.98和0.97,便携式显微镜拍摄法照片气孔检测精确率、召回率和F1值分别为0.95,0.98和0.96,具有很好的鲁棒性。该算法检测速度快,可实现对30帧/s的视频文件进行快速气孔识别,实现了实时检测。此外,采用拍摄的小麦叶片照片进行训练得到的气孔识别模型,还可同时实现对大麦、水稻和玉米等单子叶作物叶片气孔的识别,其中,大麦的检测精确率、召回率和F1值分别为0.94,0.83和0.88;水稻的检测精确率、召回率和F1值分别为0.89,0.42和0.57;玉米的检测精确率、召回率和F1值分别为0.91、0.76和0.83;显示出模型良好的泛化能力。

关键词：卷积神经网络机器视觉模型单子叶作物气孔识别计数深度学习实时检测

氮、钾水平对小麦籽粒蛋白质合成关键酶活性的影响

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生态学报 2009年第9期29卷 4976-4982页

作者：戴廷波邹铁祥荆奇姜东曹卫星南京农业大学农业部南方作物生理生态重点开放实验室南京210095

在大田栽培条件下,以蛋白质含量差异的两个冬小麦(Triticum aestivum L.)品种宁麦9号(低蛋白)和扬麦10号(中蛋白)为材料,研究了不同氮、钾施肥水平对小麦旗叶与籽粒中游离氨基酸含量、蛋白质合成关键酶活性和籽粒蛋白质含量的影响及其... 详细信息

在大田栽培条件下,以蛋白质含量差异的两个冬小麦(Triticum aestivum L.)品种宁麦9号(低蛋白)和扬麦10号(中蛋白)为材料,研究了不同氮、钾施肥水平对小麦旗叶与籽粒中游离氨基酸含量、蛋白质合成关键酶活性和籽粒蛋白质含量的影响及其与开花期旗叶氮、钾营养的关系。结果表明,氮、钾施肥显著提高了小麦花后旗叶与籽粒中游离氨基酸和籽粒蛋白质含量、旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)及籽粒GS和谷丙转氨酶(GPT)活性,其中氮肥的作用大于钾肥、氮钾肥配合达到最大,对扬麦10号的效应大于宁麦9号。开花期旗叶氮/钾比随施氮水平的增加呈二次曲线变化,随施钾水平的增加呈下降趋势。旗叶GS活性和成熟期籽粒蛋白质含量与氮/钾比均呈显著或极显著的二次曲线关系。因此,旗叶和籽粒中蛋白质合成关键酶活性受开花期旗叶氮/钾比的显著影响,是氮、钾素影响小麦籽粒蛋白质形成的重要生理原因。

关键词：冬小麦蛋白质关键酶活性氮/钾比

棉铃发育期棉花源库活性对棉铃对位叶氮浓度的响应

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生态学报 2012年第1期32卷 238-246页

作者：高相彬王友华陈兵林李健周治国南京农业大学/农业部南方作物生理生态重点开放实验室南京210095

采用大田试验,以3个铃期差异明显的棉花品种为材料,研究了不同施氮量形成的棉铃对位叶氮浓度对棉花花铃期纤维发育源库活性指标的影响。结果表明:在花后同一时期,棉铃对位叶可溶性糖、蔗糖含量和磷酸蔗糖合成酶活性以及棉纤维蔗糖含量... 详细信息

采用大田试验,以3个铃期差异明显的棉花品种为材料,研究了不同施氮量形成的棉铃对位叶氮浓度对棉花花铃期纤维发育源库活性指标的影响。结果表明:在花后同一时期,棉铃对位叶可溶性糖、蔗糖含量和磷酸蔗糖合成酶活性以及棉纤维蔗糖含量和蔗糖合成酶活性等均随对位叶氮浓度的升高呈先升高后降低的变化趋势(45、52 DPA(花后天数Days post anthesis)的纤维蔗糖含量趋势相反),可用抛物线方程Y=ax2+bx+c拟合(P<0.01),通过拟合方程得到各指标所对应的最佳对位叶氮浓度。45 DPA(德夏棉1号38 DPA)前,花后同一时期各指标对应的最佳对位叶氮浓度差异较小,通过幂函数方程建立最佳叶氮浓度随花后天数的拟合方程,得到纤维发育期内源库活性各指标达到或接近最优状态时的适宜对位叶氮浓度的动态方程。本试验条件下,德夏棉1号、科棉1号和美棉33B的适宜对位叶氮浓度的拟合方程分别为N德1=7.2263DPA-0.276(R2=0.9805**)、N科1=7.23DPA-0.3026(R2=0.9861**)、N美33B=7.0997DPA-0.2814(R2=0.9807**)。

关键词：棉花棉铃棉铃对位叶叶氮浓度源活性库活性

基于棉花功能叶高光谱参数的土壤电导率监测模拟

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应用生态学报 2012年第3期23卷 710-716页

作者：张雷唐明星张国伟周治国南京农业大学/农业部南方作物生理生态重点开放实验室南京210095

通过2008—2009年在江苏南京农业大学牌楼试验站的盆栽试验,选择耐盐棉花品种中棉所44和盐敏感性品种苏棉12号为材料,模拟5种不同含盐水平的滨海盐土(0、0.35%、0.60%、0.85%和1.00%),分析了棉花生育期棉田土壤电导率与棉花功能叶光谱... 详细信息

通过2008—2009年在江苏南京农业大学牌楼试验站的盆栽试验,选择耐盐棉花品种中棉所44和盐敏感性品种苏棉12号为材料,模拟5种不同含盐水平的滨海盐土(0、0.35%、0.60%、0.85%和1.00%),分析了棉花生育期棉田土壤电导率与棉花功能叶光谱反射率和高光谱参数的关系,并建立了棉田土壤电导率(EC)的定量监测模型.结果表明:棉花功能叶光谱反射率在近红外和中红外区域均随土壤盐分水平的升高而升高;以敏感波段1350nm和2307 nm构建的归一化光谱指数NDSI(R1350,R2307)与土壤电导率的决定系数最高,基于此构建了基于NDSI(R1350,R2307)的棉田土壤EC监测模型:EC=-42.899NDSI(R1350,R2307)+27.338;在光谱微分参数中,以TM影像第5个波段的光谱反射率(TM5-SWIR)与棉田土壤EC的决定系数最高,构建了基于TM5-SWIR的棉田土壤EC监测模型:EC=0.0574TM5-SWIR2-2.5928TM5-SWIR+30.021.以NDSI(R1350,R2307)和TM5-SWIR为自变量的监测模型的预测精度均较高,分别为0.887和0.814,根均方差均较小,分别为1.09和1.29 dS.m-1.利用棉花功能叶NDSI(R1350,R2307)和TM5-SWIR均能较好地监测棉田土壤电导率.

关键词：棉花功能叶高光谱参数土壤电导率监测模拟

某农药工业园区周边土壤重金属含量与风险评价

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应用生态学报 2010年第7期21卷 1835-1843页

作者：石宁宁丁艳锋赵秀峰王强盛南京农业大学农业部南方作物生理生态重点开放实验室南京210095

以苏南某农药工业园区周边30km2区域为研究区,采用同心圆法采集土壤样品183个,分析了农药工业园区周边土壤Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg和As8种重金属含量、空间变异性、来源及潜在风险.结果表明:以自然背景值为评价标准,研究区表层土壤H... 详细信息

以苏南某农药工业园区周边30km2区域为研究区,采用同心圆法采集土壤样品183个,分析了农药工业园区周边土壤Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg和As8种重金属含量、空间变异性、来源及潜在风险.结果表明:以自然背景值为评价标准,研究区表层土壤Hg、Cu、Cd和Pb平均含量超过自然背景值,其中Hg和Cu含量最高;以国标二级标准为评价标准,土壤Cd、Cr、Ni、Pb、Zn、As6种重金属的单项污染指数平均值均小于1,Hg和Cu分别为1.59和1.05.在农药工业园区周边土壤重金属污染较重的东南方向和西北方向,随着与园区距离的增加,土壤Cd、Ni、Pb、Cr、As、Hg、Zn和Cu含量先上升、后下降、再趋于平稳.通过分析农药工业园区周边土壤重金属综合污染指数发现,距离园区约200～1000m周边土壤污染的风险较大,而1000m以外逐渐达到安全范围.利用地统计学和GIS相结合进行分析发现,8种重金属污染指数有明显的空间变异.依据相关分析与主成分分析结果推测,Zn、Ni、Cr、Pb和As主要来源于成土母质,而Hg、Cu和Cd主要与人类活动有关.

关键词：农药工业园区土壤重金属风险评价

外源α-萘乙酸对花期长期干旱大豆叶片抗氧化系统的影响

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应用生态学报 2015年第6期26卷 1718-1726页

作者：江洪强邢兴华周琴江海东南京农业大学农业部南方作物生理生态重点开放实验室南京210095

以不同耐旱型品种‘南农99-6’和‘科丰1号’大豆为材料,2012年在南京农业大学牌楼试验站进行为期110 d的盆栽试验,研究大豆花期叶面喷施α-萘乙酸(NAA)对长期干旱条件下大豆植株抗氧化系统的影响.结果表明:干旱胁迫显著降低了大豆地上... 详细信息

以不同耐旱型品种‘南农99-6’和‘科丰1号’大豆为材料,2012年在南京农业大学牌楼试验站进行为期110 d的盆栽试验,研究大豆花期叶面喷施α-萘乙酸(NAA)对长期干旱条件下大豆植株抗氧化系统的影响.结果表明:干旱胁迫显著降低了大豆地上部干物质量,叶片中丙二醛(MDA)含量及活性氧(ROS)水平显著升高,同时,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性,还原型抗坏血酸(As A)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及As A/DHA(双脱氢抗坏血酸)和GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽)比值显著升高,其中‘科丰1号’大豆的抗氧化能力更高,从而维持较低的ROS水平和MDA含量.NAA可显著提高叶片中的APX、POD、CAT、MDHAR活性及As A/DHA、GSH/GSSG比值,其中‘科丰1号’大豆叶片的脱氢抗坏血栓还原酶(DHAR)活性和As A含量极显著增加.

关键词：大豆干旱 α-萘乙酸抗氧化系统

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石化园区周边农田土壤重金属污染分析与评价

环境科学学报 2010年第1期30卷 133-141页

作者：赵秀峰王强盛石宁宁丁艳锋南京农业大学农业部南方作物生理生态重点开放实验室南京210095

以某化工园区附近300km2区域为研究区,采用辐射状精确布点,采集表层土壤样品共计200个,以该区土壤环境自然背景值和《国家土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准值为评价标准,对土壤重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg和As的污染进... 详细信息

以某化工园区附近300km2区域为研究区,采用辐射状精确布点,采集表层土壤样品共计200个,以该区土壤环境自然背景值和《国家土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准值为评价标准,对土壤重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg和As的污染进行了分析评价.结果表明,以自然背景值为评价标准,研究区表层土壤中Cd、Hg、Cu和Pb平均含量超过自然背景值,其中,Cd为首要污染因子;以国标二级标准为评价标准,除Cd和Hg以外的6种重金属的单项污染指数平均值均小于1,Cd仍是研究区表层土壤重金属污染的主要因子.化工区西北和西南方向农田土壤重金属含量变化表明,随着与化工区距离的增加,农田土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Hg的含量呈显著下降趋势.采用相关分析和主成分分析研究区内土壤中重金属的来源,主因子1和主因子2的贡献率分别为65.23%、19.93%,前者反映土壤中重金属Cd、Cr、Cu、Pb、Zn和Hg积累的差异,并主要与人类活动有关;后者体现了Ni和As的变化,主要与成土母质有关.

关键词：石化园区土壤重金属评价

铃期增温对棉花产量、品质的影响及其生理机制

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应用生态学报 2013年第12期24卷 3501-3507页

作者：贺新颖周治国戴艳娇强志英陈兵林王友华南京农业大学农业部南方作物生理生态重点开放实验室南京210095

以泗棉3号棉花品种为材料，于2010和2011年在南京农业大学牌楼试验站设置铃期（7月13日-8月24日）增温试验，模拟全球增温条件下棉花产量、品质的变化趋势及其生理机制．结果表明：在铃期增温2～3℃（日均温31．1～35．2℃）条件下，植... 详细信息

以泗棉3号棉花品种为材料，于2010和2011年在南京农业大学牌楼试验站设置铃期（7月13日-8月24日）增温试验，模拟全球增温条件下棉花产量、品质的变化趋势及其生理机制．结果表明：在铃期增温2～3℃（日均温31．1～35．2℃）条件下，植株总生物量下降约10％，单株皮棉及籽棉产量降低30％-40％．棉纤维品质变化显著，且不同纤维品质指标对增温的响应程度存在较大差异：马克隆值和断裂比强度显著升高，纤维长度下降，而整齐度指数和伸长率无显著变化．棉株光合能力、干物质累积能力和光合产物输出能力显著下降；可溶性氨基酸、可溶性糖、蔗糖含量及碳氮比均显著下降，而淀粉含量显著上升；增温条件下营养器官干物质分配比例增多，生殖器官干物质分配比例相对减少，经济系数随之降低．棉株下部果枝受增温影响较小，中、上及顶部果枝受增温影响较大．表明在增温2—3℃条件下，棉株大部分时间处于热胁迫状态，不仅光合能力下降，而且光合产物向“库”端的转运能力下降，最终导致其减产．

关键词：棉花铃期增温功能叶光合作用