科研产出
基于RGB图像和CNN模型的水稻氮素诊断系统
《现代农业装备 》 2024
摘要：氮素营养诊断是水稻栽培取得优质高产的关键技术之一。为了能达到利用无人机或智能手机采集水稻冠层图像即可快速获得水稻氮素营养状况和施肥建议处方的研究目的，于2021-2022年在紫色水稻田开展7水平氮素施肥试验，获取不同氮素含量水稻冠层无人机RGB图像，通过深度学习方法获得卷积神经网络(CNN)优化模型，构建基于安卓智能手机的水稻氮素营养诊断系统。结果表明，不同施氮水平对水稻叶片氮素含量的影响，表现在返青期和分蘖期的差异更加明显，共获得10 173张RGB冠层图像。通过调整CNN训练参数batch＿size、epoch、learning＿rate及图像缩放比例，获得准确率超过80%以上的模型9个，开发完成1套基于Android智能手机的APP客户端程序，实现了深度学习模型由Python环境到Android系统的迁移。研究证明，应用无人机或智能手机采集水稻各生长期冠层RGB图像数据，采用深度学习CNN模型构建的基于Android智能手机的水稻氮营养诊断系统，技术方法可行，能够作为水稻生育期氮素营养快速诊断的工具。
关键词： 水稻 氮素营养 诊断系统 深度学习 图像识别 无人机
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辣椒泛素结合酶变体类似蛋白基因克隆及其与氮吸收利用的相关性分析
《核农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：UEVs蛋白是泛素结合酶E2的变体，可通过与E2形成复合物催化底物泛素化。为探究UEVs蛋白在氮吸收利用中的作用，本研究参考辣椒低氮胁迫相关转录组数据，利用反转录PCR方法从辣椒叶片中克隆了泛素结合酶变体类似蛋白基因，命名为CaUev1D-L，对其进行生物信息和系统进化分析，并对转CaUev1D-L基因烟草进行低氮胁迫后的表型和生理特性分析。结果表明，CaUev1D-L开放阅读框长402 bp，编码133个氨基酸，具有E2结合酶UBC结构域，比辣椒、烟草、番茄和马铃薯等茄科作物的Uev1D蛋白氨基酸序列末端少14个氨基酸，与Uev1D蛋白的UBC结构域存在6个氨基酸的差异，与辣椒等作物的Uev1D蛋白不在同一进化分支。将CaUev1D-L转入烟草，在正常氮素水平下，转基因植株的茎叶干重显著小于野生型植株；在低氮水平下，转基因烟草植株的茎叶干重和根干重均显著大于野生型植株。本研究结果为氮吸收利用分子机制研究和相关基因的发掘利用提供了参考。
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不同氮素水平下加工型辣椒干物质积累和氮吸收特性
《分子植物育种 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为促进氮肥的合理利用,本研究采用基质培养法,营养液定量浇灌,分析了正常施氮量的60%、80%、90%、100%、120%和140%等6个氮素水平下加工型辣椒的干物质积累和氮素吸收特性。结果表明,随着施氮水平的提高,叶片干重、果实干重、茎干重、根干重和植株干重呈不断增加趋势,各部位氮含量在80%～100%施氮水平范围达到最大值,90%施氮水平下的叶片干重、根干重和果实干重,以及各部位氮含量和氮积累量都与100%、120%和140%氮素水平下无显著差异;相关性分析表明,氮积累量与叶片干重、茎干重、果实干重、根干重和植株干重相关性最高,而与氮含量相关性较小;不同氮素水平下植株氮含量的细微差异能够反映其营养状况,而干物质量的多少能够反映其氮积累量的多少。本研究可为加工型辣椒合理施用氮肥提供理论参考。
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氮素在植物中的利用综述
《江苏农业科学 》 2020
摘要：氮素是植物生长的必需营养元素,世界范围内常施用大量氮肥以提高作物的产量。然而,氮肥不仅价格昂贵,还会污染环境,威胁人类身体健康。解决这一问题的其中一个策略是开发一些能够固氮和高效利用氮肥的作物,这样可以在减少氮肥施用的情况下获得较高的作物产量。本文梳理了植物对氮元素从源到库器官的吸收、重组和利用的整个过程,分析了植物中参与分配和瞬时存储的无机氮和有机氮的形式,以及它们如何影响氮的可用性、代谢和再活化。同时,介绍了氮素转运蛋白在源和库器官中的基本功能及其在调节氮的运输、氮信号传导调控中的重要性。认为氮素转运蛋白是提高氮素利用效率和作物产量有效靶标,这为如何结合当前的研究发现来推动未来的作物工程发展提供了有价值的线索。
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不同氮素水平下加工型辣椒生长、产量和品质特性
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：利用基质培养法,研究了正常施氮量的60%、80%、90%、100%、120%、140%条件下加工型辣椒'艳椒425'的生长、产量和品质特性,并综合分析最佳氮素施用量.结果表明,施氮量90%与施氮量100%、120%、140%辣椒植株生长指标无显著差异,与施氮量100%的单株结果数量和产量无显著差异;施氮量90%辣椒的不挥发性乙醚提取物、辣椒素和二氢辣椒素含量处于中间水平,粗纤维和蛋白质含量与其余5种施氮方案无明显差异,并且施氮量90%与100%辣椒的维生素C含量接近,远高于其余4种施氮方案.粗纤维、蛋白质和辣椒素含量与生长、产量性状相关性较高,其中粗纤维含量与开展度呈极显著负相关,与单株果实干重呈显著负相关.综合产量、品质,以及经济和绿色环保等因素,初步确定传统施氮量的90%为'艳椒425'最佳施氮量,即比传统栽培减少10%的氮肥施用量.本研究可为加工型辣椒生产合理施用氮肥、实现减氮增效提供理论参考.
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油蔬两用油菜干物质积累及氮磷钾养分的吸收利用
《中国油料作物学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了解油蔬两用生产方式下油菜养分吸收利用特性以合理施肥,通过两年定点取样,以不摘薹处理为对照,比较油菜现蕾摘薹后至成熟期间甘蓝型油菜品种的干物质积累、养分吸收与分配的差异.结果发现:摘薹后油菜生育期、分枝结构、干物质积累、养分吸收利用特性等均发生了改变.与不摘臺相比,摘薹后油菜籽粒产量降低,整株干物重增多,生育期延长8d,分枝发生提前,二次分枝增多(达每株19. 2枝),籽粒产量主要来自二次分枝.氮磷钾三种元素含量随生育进程降低,成熟时在角果中的含量大于根茎.摘薹后20d内,由于创伤的修复导致植株干物质积累量、氮磷钾养分吸收量增加缓慢.摘薹20d后,植株开始快速吸收养分;至成熟时,摘薹处理氮磷钾养分的积累更高.摘薹后油菜冠层结构以二次分枝为主、一次分枝为辅,二次分枝花果干物重、氮素积累量均高于一次分枝;而不摘薹处理一次分枝干物重和氮素积累量最高,主茎次之,二次分枝最低.油菜摘薹后生育期延长,干物质和养分积累持续时间变长.可见,油蔬两用的油菜需肥特性与常规油菜不同,需要结合特性研究具体的肥料运筹方式.
关键词： 甘蓝型油菜 油蔬两用 干物质 氮 磷 钾 二次分枝
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氮肥施用量与黄瓜苦味出现的关系研究
《天津农业科学 》 2018
摘要：因黄瓜果实出现苦味对品质影响严重,备受关注.试验以白丝条、津优1号和以色列水果黄瓜3个品种为研究对象,设置5个氮肥处理,即N1(750 kg·hm-2),N2(1 050 kg·hm-2),N3(1 350 kg·hm-2),N4(1 650 kg·hm-2),N5(1 950 kg·hm-2),以不施氮肥为对照,分析各处理黄瓜不同生育期苦味以及商品瓜品质,探讨氮肥与黄瓜苦味出现的关系.结果表明,3个品种中仅白丝条在各生育期均有苦味,可作为黄瓜苦味变化规律研究的优选品种;随着氮肥施用量的增加,白丝条商品瓜的苦味评分呈先降低后升高的趋势,而Vc含量则呈先升高后下降的趋势,其中N2(1 050 kg·hm-2)处理苦味评分最低且Vc含量最高.
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氮肥施用量与黄瓜苦味出现的关系研究
《天津农业科学 》 2018
摘要：因黄瓜果实出现苦味对品质影响严重,备受关注。试验以白丝条、津优1号和以色列水果黄瓜3个品种为研究对象,设置5个氮肥处理,即N1(750 kg·hm-2),N2(1 050 kg·hm-2),N3(1 350 kg·hm-2),N4(1 650 kg·hm-2),N5(1 950 kg·hm-2),以不施氮肥为对照,分析各处理黄瓜不同生育期苦味以及商品瓜品质,探讨氮肥与黄瓜苦味出现的关系。结果表明,3个品种中仅白丝条在各生育期均有苦味,可作为黄瓜苦味变化规律研究的优选品种;随着氮肥施用量的增加,白丝条商品瓜的苦味评分呈先降低后升高的趋势,而Vc含量则呈先升高后下降的趋势,其中N2(1 050 kg·hm-2)处理苦味评分最低且Vc含量最高。
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不同形态氮肥对铅污染土壤的调节
《中国土壤与肥料 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：试验研究了Pb胁迫下不同氮肥形态和施用量对日本毛连菜吸收Pb的能力,土壤pH值及土壤中各种Pb形态的影响。结果表明:适量的氮肥可促进日本毛连菜对土壤中Pb的吸收;高Pb胁迫时,过量的铵态氮肥(≥400 mg/kg)对其有一定的抑制作用;适量的铵态氮肥(≤100 mg/kg)对日本毛连菜累积土壤中Pb的促进作用较硝态氮肥更明显,且更有利于Pb向日本毛连菜叶部转移。施用铵态氮肥时土壤pH值逐渐下降,土壤中Pb的活性逐渐升高;而施用硝态氮肥时土壤pH值变化不显著,但与对照相比,有上升的趋势,土壤中Pb活性逐渐降低。
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