科研产出
基于物联网的甘蔗长势估计方法
《物联网技术 》 2024
摘要：针对现有农作物长势监测技术成本高、依赖特定传感器硬件等问题,本文在现有农业物联网技术的基础上,利用植物生长影响无线通信信号强度的特性,提出了一种利用物联网接收信号强度指示(RSSI)结合环境数据估计甘蔗长势的方法.基于ZigBee无线网络搭建物联网平台,将物联网平台部署于大田中监测甘蔗生长周期,获取RSSI、株高等实验数据,再利用机器学习方法构建株高估计模型及比较验证.结果显示:基于随机森林的回归模型的评价指标优于其他机器学习模型,决定系数(R2)为 0.92,均方根误差(RMSE)为 20.97 cm,该方法可满足农业株高监测的需要,为农作物长势监测提供了一种低成本方案.
关键词： 甘蔗 长势估计 物联网 ZigBee 信号接收强度指示 CC2530
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基于DTOPSIS法综合评价甘蔗新品种(系)在广西崇左蔗区的综合表现
《广西糖业 》 2024
摘要：以新台糖22号(ROC22)为对照(CK),对桂糖52号、桂糖53号、桂糖54号、桂糖55号、桂糖56号、桂糖58号、闽蔗5号和中蔗9号进行一年新植一年宿根品种比较试验,采用DTOPSIS法对其14个农艺性状、产量性状和抗性指标进行综合评价.利用欧几里得范数和距离测度公式计算得到9个参试甘蔗品种(系)的相对接近度(Ci值),其排序为桂糖55号>中蔗9号>桂糖52号>桂糖53号>桂糖58号>桂糖54号>桂糖56号>CK>闽蔗5号;蔗茎产量与蔗糖分分析结果表明,在9个参试甘蔗品种(系)中,桂糖55号、中蔗9号、桂糖52号和桂糖53号均排在前4位,且均高于CK,与Ci值排序结果高度一致,其中桂糖55号和中蔗9号显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)高于CK,说明综合性状最优的是桂糖55号和中蔗9号,其次是桂糖52号和桂糖53号,这4个品种适宜在广西崇左蔗区及气候条件相似的蔗区推广种植.
关键词： 甘蔗 DTOPSIS法 新品种(系) 综合评价 适应性
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甘蔗宿根关键性状及其在宿根性快速评价中的应用
《植物遗传资源学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：甘蔗重要性状宿根性因甘蔗生长周期长，其高效评价一直是研究的难点。本研究以国内外不同地区引进的212份甘蔗种质资源为研究材料，分别在广西隆安和云南开远开展基于2个重要宿根关键性状（宿根发株率和地上部蔗株生物量）两季宿根力的快速评价。结果表明甘蔗宿根力受环境影响较大，两个试验点所有宿根力指标均存在极显著差异，且指标之间均呈极显著正相关。主成分分析在两个试验点（云南开远和广西隆安）均仅提取到1个主成分，贡献率分别为80.25%和62.68%。聚类分析将212份种质分为5个类群，第Ⅰ类4个宿根力指标均处于高水平，有9份种质，可作为强宿根第一梯队资源；第Ⅱ类群、第Ⅲ类群共有38份种质，各宿根力指标均处于较高水平或个别宿根力指标非常突出，可作为强宿根第二梯队资源；第Ⅳ类群、第Ⅴ类共有165份种质资源，各宿根力指标均一般或较差。综合以上，利用筛选出来的强宿根资源改良甘蔗品种宿根性，降低甘蔗生产成本对于产业的可持续发展具有重要意义。
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基于Sentinel-2影像的甘蔗种植区遥感提取方法-以广西崇左市为例
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：为了解决在多云雨天气与复杂地形条件下难以快速精准大面积绘制喀斯特山区甘蔗种植区的问题，亟须探究适用于喀斯特山区甘蔗种植区提取的方法。以广西壮族自治区崇左市为研究区域，利用Sentinel-2数据计算多种植被指数，根据Sentinel-2原始波段、光谱指数和纹理信息特征分析，选取地物训练样本，并引入DEM、土地利用等辅助识别特征变量，采用神经网络、随机森林、支持向量机3种机器学习方法，实现2018—2021年甘蔗种植区遥感提取，再利用Google Earth影像和统计数据进行精度评价。结果表明，基于Sentinel-2的甘蔗种植区遥感提取效果较好，崇左市甘蔗种植区总体分类精度均高于91%,κ系数均大于0.88;3种分类方法提取面积误差均值为-4.84%。2018—2021年，崇左市甘蔗种植面积趋于较平稳状态；主要甘蔗种植区以扶绥县、江州区、龙州县及大新县南部和宁明县北部为主。Sentinel-2数据在识别地类复杂多样、农田极其碎片和多云天气频繁等特点的作物信息方面具有较好潜力。
关键词： Sentinel-2 甘蔗 面积提取 机器学习方法 喀斯特山区 崇左
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基于人为控水和自然水分胁迫下的甘蔗茎节生长变化
《中国农业科技导报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了解干旱胁迫对甘蔗节间长度的影响,连续2年对国内外8个不同抗旱能力的甘蔗品种采用桶栽和大田种植,在人为控水和大田自然干旱胁迫条件下,于甘蔗收获期调查甘蔗株高、茎径及节间长度.结果表明,在桶栽人为控水条件下,干旱导致88%的甘蔗品种株高变矮;受干旱控水、复水影响,甘蔗茎径呈先变小后增大的趋势(+13~+6节茎径),节间长度明显变短后再增长.在自然干旱水分胁迫下,2个试验基地8个甘蔗品种2年的株高为2.7~3.4 m;受干旱气候及其他条件影响,株高相对理想的甘蔗品种为'ROC1''ROC22''GT21'和'CP80-1827'.同人为控水相比,自然干旱导致甘蔗茎径变小,最细节出现在+7叶茎;节间长度变短,最短节出现在+8和+9叶茎.在人为控水干旱条件下,抗旱性较强的甘蔗品种节间旱胁迫指数和节间旱胁迫恢复指数相对较高.在大田自然干旱条件下,抗旱性较强的甘蔗品种表现为相对较高的节间旱胁迫指数和较低的节间旱胁迫恢复指数.从恢复指数来看,干旱复水后的正常节间长度均大于干旱前的正常节间长度,表明适度的干旱刺激了甘蔗生长.总体来说,水分胁迫导致甘蔗株高变矮、茎径变小、节间长度变短,节间旱胁迫指数和节间旱胁迫恢复指数可作为甘蔗茎节应对干旱胁迫的指标,以此来评价甘蔗品种的抗旱性具有一定的参考价值.甘蔗的抗旱性研究不能完全依赖人为控水的模拟干旱,其抗旱能力的整体评价需要围绕大田自然干旱开展.
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多年宿根甘蔗的转录组分析及差异基因挖掘
《中国生物工程杂志 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：甘蔗（Saccharum hybirds）宿根性直接关系到甘蔗生产成本和种植效益，品种、环境和栽培措施均会影响甘蔗宿根能力，但品种的种性是影响宿根性最关键因素。国内外从分子生物学层面解释甘蔗宿根性差异的文献鲜见报道，从转录水平分析不同宿根年限GR2号和ROC22号基因表达的差异。结果表明：转录组测序共得到100 558条转录本和25 582条Unigene。获得53 790条Unigene的注释结果，分别在NR、Swiss-Prot、KEGG、COG、KOG、GO和Pfam数据库进行比对。GO功能注释共分成三大类，51小类，6年宿根蔗注释到1 029个差异基因，3年宿根蔗注释到3 391个差异基因。主要KEGG代谢通路有8条，分别涉及植物激素信号转导，淀粉和蔗糖代谢，甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢，苯丙素生物合成，同源重组，DNA复制，错配修复及植物病原体相互作用。筛选出脱落酸（ABA）相关差异基因6个，分别为脱落酸不敏感蛋白2基因（ABI2）、bZIP转录因子超家族蛋白、碱性亮氨酸拉链型转录因子基因（ABI5）、aba响应元件结合因子1基因（ABF1）、G-box结合因子基因（GBFs）、aba响应元件结合因子基因（ABF）。以上差异基因将作为后期进行基因表达和功能分析的参考基因，并联合蛋白质组学深入分析影响甘蔗宿根性的分子机制。
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增产增糖剂对甘蔗不同节位糖分积累的调控
《湖北农业科学 》 2024 北大核心
摘要：以GT58甘蔗品种为试验材料,以叶面喷施清水为对照（CK）,使用自主研发的增产增糖剂叶面喷施,分析自然条件下和喷施增产增糖剂处理甘蔗上部、中部和下部节段糖分积累的变化规律。结果表明,在自然条件下,甘蔗生长至7～8节的下部节段糖分含量为7.05%,生长到20～22节糖分含量为13.24%,积累时长为100～110 d;甘蔗生长至11～13节,中部节段糖分含量为6.85%,生长到20～22节糖分含量为13.24%,积累时长为50～60 d;甘蔗生长至16～18节上部节段糖分含量为4.16%,生长到23～25节糖分含量为13.15%,积累时长为30～40 d;甘蔗节间生长至11～22节时的糖分积累量占全部积累量的63.9%。喷施增产增糖剂后,T1（11～13节）到T2（16～18节）时期甘蔗上部、中部和下部节段的糖分含量均低于对照;但到T3（20～22节）时期,上部节段糖分含量高于对照,差异达显著水平,而中部节段和下部节段的糖分含量与对照差异不明显;到T4（23～25节）时期,甘蔗上部、中部和下部节段的糖分含量分别比对照增加了0.96、1.04、0.93个百分点。
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广西甘蔗新品系的DTOPSIS法综合评价
《中国糖料 》 2024
摘要：[目的]筛选出综合性状表现优良的品种.[方法]以广西8 个甘蔗新品系为材料,'新台糖22 号'为对照品种,通过一新两宿的比较试验,对蔗茎产量、蔗糖分、产糖量等 12 项性状指标进行方差分析和DTOPSIS法评价.[结果]在 8 个材料中筛选出 3 个综合性状表现良好的品系,Ci的排序为'柳糖10-17'(0.679)>'桂糖12-1764'(0.650)>'桂糖12-422'(0.634).'柳糖 10-17'的蔗茎产量与产糖量均最高,蔗糖分较高,宿根性强,黑穗病发生率较低,可考虑延长宿根种植年限.'桂糖12-1764'的出苗率高、宿根发株能力强,有效茎数多,蔗糖分和产糖量较高.'桂糖12-422'的分蘖能力强,有效茎数最多,黑穗病和梢腐病发病率较低,蔗茎产量高和产糖量较高.[结论]'柳糖10-17'、'桂糖12-422'、'桂糖 12-1764'综合性状表现优良,适宜在广西柳州蔗区及气候条件相似蔗区推广种植.
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甘蔗赤霉素合成基因ScGA3ox的功能初步研究
《甘蔗糖业 》 2024
摘要：近年来在拟南芥、水稻等模式植物中对赤霉素生物合成途径的研究日益完善，而重要糖料作物甘蔗中的赤霉素生物合成途径尚未明确，为了进一步验证ScGA3ox的功能，开展了甘蔗赤霉素合成基因ScGA3ox的功能初步研究。本文通过构建甘蔗GA3氧化酶基因ScGA3ox的植物过量表达载体，并将该基因通过农杆菌介导法转化到拟南芥中来快速验证其在植株生长中的功能。结果表明：本研究成功构建了ScGA3ox过量表达载体，并转化拟南芥获得过表达转基因T2株系。ScGA3ox过量表达对拟南芥的表型产生了影响：ScGA3ox转基因拟南芥株系与野生植株(WT)在株高上存在较为明显的差异，ScGA3ox-1和ScGA3ox-2株系分别比野生植株矮5.04和2.33cm。甘蔗GA3氧化酶基因ScGA3ox对植物生长有重要影响，但其具体功能研究有待深入开展。本研究结果将为进一步解析ScGA3ox基因调控甘蔗节间长度的分子机理提供了理论支撑。
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桂糖55号的亲本来源、抗性及适应性分析
《中国糖料 》 2024
摘要：[目的]黑穗病为当前甘蔗的主要病害,通过解析抗黑穗病甘蔗品种'桂糖 55 号'品种特性的遗传机制,为合理推广利用'桂糖55 号'提供参考.[方法]本文通过分析甘蔗品种'桂糖55 号'的亲本背景,及其多点多年抗黑穗病抗性测试和品种比较试验的结果,总结其抗性和适应性特点.[结果]'桂糖55 号'为台湾割手密的F4、爪哇割手密的F4 和印度割手密的F5,血缘异质性较大.'桂糖55 号'继承了父、母本的优良性状,抗黑穗病,耐寒性、耐旱性、耐贮性、宿根性和丰产性均较好,经农业农村部甘蔗及制品质量检验测试中心测试'桂糖55 号'黑穗病抗性等级达 2 级,发病率6.1%;2019 年自然干旱条件下,其株高与'新台糖 22 号'相当或略高,产量比'新台糖 22 号'增产4.91%~20.07%;'桂糖55 号'在蔗种放置1 个月后,出苗率仍高达62.00%;2015-2021 多年多点比较试验结果表明:'桂糖55 号'比'新台糖22 号'增产增糖,产量和蔗糖分与当前主栽品种'桂糖42 号'、'桂柳05-136'相当.2015-2017 年10 点次宿根试验结果表明,'桂糖 55 号'宿根产量全部增产.在品种比较试验中,第 2 年宿根产量明显高于第 1 年,宿根年限可达 3 年或 3 年以上.[结论]'桂糖55 号'具有较丰富的野生血缘,遗传基础较宽,血缘异质性较大,抗逆性强,适应性广,宿根性强、丰产性好,在生产上可进一步推广使用.
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