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油松抗性相关激素与代谢物对油松毛虫取食与剪叶刺激的响应

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第1期48卷 219-226页

作者：赵亚楠孙天骅王利峰许强刘军侠高宝嘉周国娜河北农业大学林学院河北保定071000

【目的】通过对油松毛虫(Dendrolimus tabulaeformis)取食刺激后的油松(Pinus tabuliformis)针叶进行分析,明确针叶树响应昆虫取食后树体内化合物的代谢途径变化,为油松的生长与保护提供参考。【方法】在河北省承德市平泉市黄土梁子林... 详细信息

【目的】通过对油松毛虫(Dendrolimus tabulaeformis)取食刺激后的油松(Pinus tabuliformis)针叶进行分析,明确针叶树响应昆虫取食后树体内化合物的代谢途径变化,为油松的生长与保护提供参考。【方法】在河北省承德市平泉市黄土梁子林场选取生长状况良好的油松纯林,对距地面高度一致的4个方向针叶进行10头油松毛虫取食(feeding stimulation,FS)与剪叶刺激(leaf clipping control,LCC)处理,摘取取食点或剪叶点下方3 cm的油松针叶,对照组不做任何处理(记为处理0 h,CK),取完整松针,对不同处理后0、2与8 h的松针进行代谢组分析和总类黄酮的验证,对0、0.5、1.0、1.5、2.0、4.0、6.0和8.0 h的松针进行茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)、生长素(IAA)与脱落酸(ABA)相关植物激素含量的测定。【结果】通过代谢组学分析,FS处理后2.0 h与LCC处理后2.0 h的差异积累代谢物(different accumulated metabolites,DAMs)主要注释和富集的前3条通路为类黄酮生物合成、氨基酸合成代谢、精氨酸和脯氨酸代谢;FS处理后8.0 h与LCC处理后8.0 h的DAMs主要注释和富集的前3条通路为类黄酮生物合成、亚油酸生物合成、黄酮和黄酮醇的生物合成。因此,与LCC处理相比,FS处理可以显著诱导油松针叶取食点处类黄酮类物质的表达上调。植物激素JA、IAA表现出与代谢组中相应物质一致的表达趋势。相关性分析显示,JA与SA、JA与IAA、IAA与ABA之间呈显著正相关关系(P<0.05),SA与IAA和ABA之间呈负相关关系。【结论】类黄酮途径是参与油松抗性形成的主要代谢途径之一,单纯的机械损伤不会引起JA、IAA与ABA的显著差异,且JA、IAA、ABA参与油松抗性形成与生长发育过程。

关键词：油松油松毛虫取食刺激诱导抗性植物激素类黄酮途径代谢组学

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冀北山地不同坡向白桦枝叶异速生长关系研究

西北林学院学报 2024年第1期39卷 52-58,66页

作者：许竹锐王世虎高青青于小萌徐学华河北农业大学林学院河北保定071000

当年生小枝作为植物生长的独立构件单元,研究其大小关系对于理解植物生存适应策略具有重要意义。以冀北山地不同坡向白桦枝叶为研究对象,测定小枝的茎干质量、叶片干质量、叶片面积、叶柄干质量以及小枝干质量,分析不同坡向白桦枝叶生... 详细信息

当年生小枝作为植物生长的独立构件单元,研究其大小关系对于理解植物生存适应策略具有重要意义。以冀北山地不同坡向白桦枝叶为研究对象,测定小枝的茎干质量、叶片干质量、叶片面积、叶柄干质量以及小枝干质量,分析不同坡向白桦枝叶生长关系,揭示白桦枝叶生长对坡向的生态策略和适应性。结果表明:(1)除茎干质量外,其余干质量皆显示为半阳坡显著大于阴坡,叶片面积在坡向间无显著差异。(2)标准化主轴回归分析(SMA)表明,在小枝水平上,不同坡向间茎干质量与小枝干质量、总叶片干质量与小枝干质量、总叶片面积与小枝干质量均为等速关系,而总叶柄干质量与小枝干质量为异速关系;且茎干质量与小枝干质量、总叶柄干质量与小枝干质量的共同斜率1.12和1.22大于总叶片干质量与小枝干质量的共同斜率1.04。(3)在叶水平上,阴坡和半阳坡总叶片干质量与总叶柄干质量为异速关系,在半阴坡为等速关系;总叶片面积与总叶柄干质量在阴坡为等速关系,其余坡向为异速关系。(4)每个坡向叶大小与出叶强度呈负等速关系;叶大小以叶干质量表示时,阴坡异速生长常数-0.18为最小;叶大小以叶面积表示时,半阳坡异速生长常数2.01为最小。结果表明,白桦为适应坡向的变化,会优先将资源分配给茎和叶柄,且阴坡白桦小枝上会着生更多面积大而干质量小的叶片,以扩展其生长空间,获得更多的光照,利于白桦的生长。

关键词：白桦枝叶性状生长策略异速生长

不同间伐强度对华北落叶松人工林天然更新的影响

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西北林学院学报 2024年第4期39卷 39-45,260页

作者：姜雨白宇吕宝磊李丹阳马莉薇河北农业大学林学院河北保定071000

研究塞罕坝30年生华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林抚育间伐强度对天然更新空间点格局及种间关联性的影响规律,对于塞罕坝人工林空间结构调整和天然更新保护具有重要意义。以塞罕坝地区华北落叶松人工纯林为研究对象,设置... 详细信息

研究塞罕坝30年生华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林抚育间伐强度对天然更新空间点格局及种间关联性的影响规律,对于塞罕坝人工林空间结构调整和天然更新保护具有重要意义。以塞罕坝地区华北落叶松人工纯林为研究对象,设置高(60%~65%)、中(45%~50%)、低(35%~40%)3种间伐强度及对照固定样地各3块,每块样地面积均为900 m^(2),间伐前平均密度为2611株/hm^(2)。运用g(r)和g_(12)(r)函数,研究不同间伐强度下天然更新个体特征变化、主林层大树与天然更新格局及种间关联性变化。其中,林下乔木更新物种数在不同间伐强度之间没有显著差异,中度间伐强度的平均高度、平均基径和平均冠幅均为最大值,分别达到了52.68、5.18 cm和34.49 cm,只有平均密度在中间伐强度下为最小值,为93株/hm^(2)。主林层空间点格局以随机分布为主;天然更新空间点格局以聚集分布为主;天然更新和主林层种间关联性以不相关为主。研究结果表明,中等间伐强度(45%~50%)有利于调整塞罕坝地区华北落叶松人工纯林空间结构和保护天然更新。

关键词：华北落叶松抚育间伐天然更新空间点格局种间关联性

植物功能性状对环境的响应及在森林经营中的应用

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中南林业科技大学学报 2024年第6期44卷 1-10页

作者：李永宁宗鹏河北农业大学林学院河北保定071000

植物功能性状被概括为能够影响生态系统功能并且能够反映植物对环境响应的核心植物性状,是植物因为遗传特性或基于可塑性与环境耦合,形成特定的生理、形态方面的性状,更强调植物与生态系统和环境的关系,植物功能性状能够反映植物对环境... 详细信息

植物功能性状被概括为能够影响生态系统功能并且能够反映植物对环境响应的核心植物性状,是植物因为遗传特性或基于可塑性与环境耦合,形成特定的生理、形态方面的性状,更强调植物与生态系统和环境的关系,植物功能性状能够反映植物对环境变化的响应,在环境与植物间以核心植物属性发挥着中介作用。植物功能性状研究在生态学领域取得了丰硕成果,其对环境响应的规律逐渐明晰,但目前研究主要集中于生态学基础理论上,其应用研究较少且分散,缺少系统的梳理与总结。本研究对植物功能性状的发展与分类进行回顾与整理,在剖析植物功能性状定义的基础上,总结出常见的分类依据包含植物的器官或部位、功能性状获得的难易程度、植物的生存策略、性状与环境的关系、形态和生理特征5大类,并指出植物功能性状的分类系统有待补充与调整;进而结合森林经营的需要,考虑到直观性与可操作性的要求,采取器官分类的方式,对研究较为集中的功能性状进行论述,包括叶功能性状、枝干功能性状、根功能性状与繁殖性状对环境的响应;最后探讨植物功能性状在森林经营中具有为森林更新的树种选择提供依据、为森林采伐的结构调整提供指导、为森林防火与生态保护提供预警、为森林生产力提供有效预测4方面的应用,并从森林经营角度对植物功能性状的应用进行思考与展望。以期为植物功能性状对环境的响应研究以及其在森林经营中的应用提供一定的理论指导。

关键词：植物功能性状环境响应规律生存策略森林经营

生物炭对苹果园地土壤理化性质及果实品质的影响

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北方园艺 2024年第13期 82-91页

作者：张宝轩王月铭陈思涵王浩彤刘志鑫齐国辉河北农业大学林学院河北保定063504

以1984年栽植的‘长富2’苹果树为试材,采用田间小区试验,研究了不同生物炭施加量对果园土壤理化性质及果实品质的影响,以期为生物炭在苹果生产中的应用提供参考依据。结果表明:生物炭对土壤理化性质及果实品质均有一定的影响。施加生... 详细信息

以1984年栽植的‘长富2’苹果树为试材,采用田间小区试验,研究了不同生物炭施加量对果园土壤理化性质及果实品质的影响,以期为生物炭在苹果生产中的应用提供参考依据。结果表明:生物炭对土壤理化性质及果实品质均有一定的影响。施加生物炭可以改善土壤物理性质,4 kg·株^(-1)生物炭施加量对20~40 cm深度土层的影响最为显著,土壤容重较CK显著降低10.8%,土壤田间持水量、饱和含水量、毛管持水量和土壤孔隙度分别增加21.6%、19.0%、19.6%和13.5%。4 kg·株^(-1)生物炭施加量使土壤pH在20~40 cm和40~60 cm土层中分别提高8.8%和12.2%,土壤有机质在20~40 cm和40~60 cm土层中分别提高65.4%和47.4%。施加生物炭提高了土壤中全N和有效P的含量,降低了碱解N的含量。施加生物炭可以提高果实品质,随着施炭量的增加,苹果果实的糖酸比和维生素C含量明显升高,4 kg·株^(-1)的增加量最多,较CK分别提高27.3%和37.2%。

关键词：苹果老果园生物炭土壤理化性质果实品质

不同密度华北落叶松径向生长对干旱事件的响应

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应用生态学报 2024年第5期35卷 1169-1176页

作者：张子航王恒贾建恒孙昊慷韩佳轩郭明明河北农业大学林学院河北保定071000 河北省城市森林健康技术创新中心河北保定071000

近年来全球干旱事件频发,树木的生长受到严重影响。本研究选取塞罕坝机械林场不同密度(1950、2355和2595株·hm^(-2))的华北落叶松人工林,采集树芯,计算单木胸高断面积增量(BAI),研究华北落叶松的径向生长对干旱事件的生态弹性(抵抗力... 详细信息

近年来全球干旱事件频发,树木的生长受到严重影响。本研究选取塞罕坝机械林场不同密度(1950、2355和2595株·hm^(-2))的华北落叶松人工林,采集树芯,计算单木胸高断面积增量(BAI),研究华北落叶松的径向生长对干旱事件的生态弹性(抵抗力、恢复力和恢复弹力)。结果表明:干旱事件发生在2006—2010年、2015年和2018年。3次干旱期间,除第2次干旱时密度为2355株·hm^(-2)的林分(抵抗力为0.69)外,其余林分的抵抗力为0.76~2.01,均表现出较高的抵抗力。密度为2595株·hm^(-2)的华北落叶松的抵抗力随3次干旱事件显著降低,密度为1950和2355株·hm^(-2)的华北落叶松的抵抗力随着3次干旱事件无显著变化。不同密度华北落叶松对同一次干旱事件的恢复力无显著差异,且均随干旱事件的发生呈显著上升趋势。不同密度华北落叶松对第1次干旱事件的恢复弹力无显著差异,密度为2595株·hm^(-2)的华北落叶松对第二、三次干旱事件的恢复弹力分别显著低于密度为1950和2355株·hm^(-2)的华北落叶松。密度为2595株·hm^(-2)的华北落叶松在第2次干旱事件(2015年)时出现明显的生长衰退(生长变化率为-26.5%),而密度为1950和2355株·hm^(-2)的华北落叶松无显著生长衰退。总的来说,密度为2595株·hm^(-2)的华北落叶松对干旱事件的恢复弹力最差。

关键词：华北落叶松径向生长生态弹性干旱

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氮添加对华北落叶松根际与非养分的影响

林业科学研究 2024年第5期37卷 195-204页

作者：李汝振李雯杨柳卢金平马娇娇许中旗贾彦龙河北农业大学林学院河北保定071000 河北省木兰围场国有林场河北围场068450

[目的]大气氮沉降对森林根际与非根际土壤养分有重要影响。华北地区是我国氮沉降高值区之一,然而目前关于氮沉降对该地区森林土壤养分影响的阈值及其是否引起其它养分限制还不清楚。[方法]本研究以河北省木兰林场国有林场的华北落叶松... 详细信息

[目的]大气氮沉降对森林根际与非根际土壤养分有重要影响。华北地区是我国氮沉降高值区之一,然而目前关于氮沉降对该地区森林土壤养分影响的阈值及其是否引起其它养分限制还不清楚。[方法]本研究以河北省木兰林场国有林场的华北落叶松人工林为研究对象,通过多水平氮添加实验(0、5、10、20、40、80、160 kg N·ha^(-1)·yr^(-1)),分析氮添加对根际和非根际土壤在全量养分、速效养分及其生态化学计量的差异影响,旨在揭示氮添加对华北落叶松人工林根际效应的影响。[结果]研究表明:1)根际土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和有效氮(AN)含量随氮添加水平呈上升趋势,且都在氮添加为80 kg N·ha^(-1)·yr^(-1)时达到最高值,与对照组相比增加了39.55%、36.27%、56.69%、44.02%。2)非根际土壤NO_(3)^(-)-N在氮添加为160 kg N·ha^(-1)·yr^(-1)时达到最大,与对照组存在显著性差异,不同氮添加水平下SOC、TN、TP含量等均无显著变化。3)随着氮添加水平的增加,根际土壤的C∶P、N∶P呈上升趋势,非根际土壤的C∶P、N∶P呈下降趋势。4)相对于对照组,氮添加后土壤SOC、TN、NO_(3)^(-)-N、AN、AP、C∶P、N∶P的根际效应呈增加趋势。[结论]本研究表明,氮添加会增强根际效应,提高华北落叶松人工林根际土壤SOC、TN、NO_(3)^(-)-N、AN的含量,且阈值均在80 kg N·ha^(-1)·yr^(-1),而且氮添加会改变土壤磷元素平衡,华北落叶松人工林生长未来可能会面临土壤磷限制。本研究可为大气氮沉降或施肥措施下华北落叶松人工林的养分调控提供理论和科学依据。

关键词：氮添加土壤养分化学计量学根际效应华北落叶松人工林

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不同水肥条件对枣树生长和结实的影响

果树学报 2024年第6期41卷 1160-1169页

作者：尚国丽田春娇刘志国刘平王玖瑞刘孟军河北农业大学林学院河北保定071000 河北农业大学园艺学院河北保定071000 河北农业大学中国枣研究中心河北保定071000

【目的】探究枣树生长与结实的适宜水肥条件,以期为太行山区鲜食枣月光和冬枣水肥管理提供参考。【方法】以河北农业大学-阜平现代枣业综合试验站月光和冬枣为材料,2021—2022年调查低水肥处理(每666.7 m^(2)年滴灌水10 t,水溶肥A 15 kg... 详细信息

【目的】探究枣树生长与结实的适宜水肥条件,以期为太行山区鲜食枣月光和冬枣水肥管理提供参考。【方法】以河北农业大学-阜平现代枣业综合试验站月光和冬枣为材料,2021—2022年调查低水肥处理(每666.7 m^(2)年滴灌水10 t,水溶肥A 15 kg,水溶肥B 15 kg)、中水肥处理(每666.7 m^(2)年滴灌水12 t,水溶肥A 20 kg,水溶肥B 25 kg)、高水肥处理(每666.7 m^(2)年滴灌水14 t,水溶肥A 25 kg,水溶肥B 40 kg)和对照(CK,不施水肥)4种水肥条件对枣枝叶生长、开花和果实品质的影响。【结果】水肥条件对两个品种枣吊长度无显著影响。月光高水肥和冬枣中水肥处理后对新生枣头数、枣头长度、枣头二次枝长、枣吊花序数和枣吊成花数的促进作用最明显。中高水肥处理条件下,月光果实营养物质含量整体较高,而冬枣中水肥处理果实品质最佳。与对照比较,随着水肥量的增多,总体上两个品种叶片中N、P、K、Mg元素含量增多,Ca元素含量随水肥量的增多而减少。【结论】在太行山区月光和冬枣两个鲜食枣品种实施滴灌系统水肥管理中,应分别采用高、中水肥供应。

关键词：枣水肥枝叶果实

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面向松木表面缺陷检测的改进RT-DETR模型

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农业工程学报 2024年第7期40卷 210-218页

作者：胡继文张国梁沈明哲李文浩河北农业大学机电工程学院保定071001 河北农业大学林学院保定071000 河北农业大学智慧木匠创新工作室保定071000 河北省智慧农业装备技术创新中心保定071001

为提高松木表面缺陷检测精确度,保证检测速率,该研究提出一种改进RT-DETR的检测模型RIC-DETR。首先,从木材表面缺陷公开数据集中获取图片,并进行标注及数据增强,构建一个包含13642张图片的表面缺陷数据集;其次,对比VGG11、VGG13、ResNe... 详细信息

为提高松木表面缺陷检测精确度,保证检测速率,该研究提出一种改进RT-DETR的检测模型RIC-DETR。首先,从木材表面缺陷公开数据集中获取图片,并进行标注及数据增强,构建一个包含13642张图片的表面缺陷数据集;其次,对比VGG11、VGG13、ResNet18和VanillaNet13等网络架构,选用计算复杂度低且检测精度较高的ResNet18作为主干特征提取基准网络;然后,引入反向残差移动模块更新ResNet18中的基本块,扩展模型的感受野,改善层间的特征交互;最后,使用EfficientViT模型中的级联分组注意力机制对反向残差移动模块进行二次创新改进,降低计算资源的消耗,提升模型的表达能力。试验结果表明,RIC-DETR的精确率、召回率、平均精度均值分别为95.4%、96.0%、97.2%,均优于目前主流的YOLO系列模型,对比基准模型RT-DETR,RIC-DETR在保持高精度的情况下,参数量、浮点运算量和内存占用量大幅减少,分别降低了54%、57%、52%,同时检测速度可达63.5帧/s。RIC-DETR模型具有复杂度低、准确率高、检测速度快的特点,可为松木的表面缺陷检测提供技术支持。

关键词：木材模型松木表面缺陷检测 RT-DETR RIC-DETR YOLO