遥感探测小麦条锈病严重度的GBRT模型研究

为了提高小样本数据模型的稳定性,构建具有更高精度和鲁棒性的小麦条锈病遥感探测模型。首先基于辐亮度和反射率荧光指数方法提取了冠层日光诱导叶绿素荧光（SIF）数据,然后结合对小麦条锈病病情严重度敏感的反射率光谱指数并基于改进的分类与回归树（CART）——梯度提升回归树（GBRT）算法,构建了融合反射率和冠层SIF数据的小麦条锈病遥感探测的GBRT模型,并将其与CART及多元线性回归（MLR）模型进行比较。结果表明：①反射率导数荧光指数D705/D722、短波红外谷反射率和反射率比值荧光指数R740/R800是影响遥感探测小麦条锈病严重度精度的主控因素,其中SIF数据的重要性值高于反射率光谱数据,冠层SIF能够比反射率光谱更加敏感地反映小麦条锈病害信息;②GBRT模型病情指数（DI）预测值和实测值间的均方根误差（RMSE）比CART和MLR模型分别减小了15.50%和13.49%,决定系数（R²）分别提高了6.16%和11.57%,GBRT模型估测DI值更接近于实测值,且估测结果波动小,鲁棒性高;CART模型在小样本数据中易将不同特征的数据集划分为同一特征的子集,预测结果波动较大;MLR模型的预测结果相对比较稳定,但其预测精度较低。     

多源遥感数据小麦识别及长势监测比较研究

小麦是我国主要的农作物之一,对于我国的经济发展有着重要意义。遥感技术经过不断发展,已成为提取小麦及长势研究的重要手段。利用高光谱珠海一号OHS-2A卫星、多光谱Sentinel-2A卫星以及MODIS等多源遥感数据,以雄安为研究区,采用支持向量机的方法进行小麦提取,结合野外实测数据利用混淆矩阵进行精度评价分析;分别对比小麦的两个重要生育期返青期和抽穗期,将小麦长势分为3个等级（按长势较好、长势持平、长势较差）进行长势监测比较。研究表明：环境条件相同下,OHS-2A的总体精度为82.08%,Kappa系数为0.76;Sentinel-2A的总体精度为85.57%,Kappa系数为0.81,相比之下Sentinel-2A对于小麦的识别效果最佳。在进行长势监测中,对比小麦各长势情况及长势变化相对幅度,Sentinel-2A数据比MODIS数据对于雄安小麦的长势监测及研究分析更有效。采用多源遥感数据分析雄安小麦识别及长势监测情况,有利于小麦种植管理,这对于推动绿色雄安有着重大意义。     

不同发芽程度小麦品质变化及应用研究进展

小麦在收获季节若遇到连续的阴雨天气或储藏不当就会发生萌动或者发芽,不仅导致外观发生改变,其内在品质也产生了巨大变化。综述了萌动小麦和发芽小麦的质量指标(容重、千粒重)、营养品质指标(淀粉、脂类、蛋白质、灰分)、食用品质(馒头、面条、面包)以及种用品质的变化规律,并探讨了利用萌动小麦和发芽小麦的新思路。     

基于变量组合集群分析法的小麦蛋白质近红外光谱变量选择方法研究

为了解决小麦蛋白质的近红外光谱信息复杂、共线性严重及全光谱建模的预测能力不足等问题,采用一种新的变量选择方法——变量组合集群分析法(VCPA)对小麦蛋白质的近红外光谱进行特征波长选取.首先利用二进制矩阵采样策略(BMS)和指数衰减函数(EDF)删除无信息变量,优选小麦中蛋白质近红外特征波长,然后结合偏最小二乘法(PLS)建立预测模型.与其他变量选择方法相比,VCPA所选用的波长点最少,模型的预测能力最强,VCPA算法所采用的BMS变量采样策略弥补了蒙特卡洛采样方法的不足.研究结果表明,VCPA算法可以有效选择小麦蛋白质近红外光谱特征波长,提高预测模型的可靠性和适用性.     

新收获小麦中玉米象发生及虫蚀粒率变化研究

了解田间收获小麦中储粮害虫的发生和危害情况,是进行科学防治和避免或减少损失的基础。在防止后期害虫感染的前提下,从田间收获的水分含量为9.9%的泛麦8号(河南省漯河市田间采集)、水分含量为11.6%的郑麦7698(河南省濮阳市田间采集)和水分含量为13.2%的济麦22(山东省德州市田间采集)3个品种,在保持原始水分和适宜温度(25℃)的条件下,研究了不同时间的害虫发生与虫蚀粒率变化情况。主要结果为:泛麦8号在储存前期的120 d里样品中未检出玉米象成虫,150 d后样品中成虫密度达1.3头/kg,270 d后样品中成虫密度达1.7头/kg,经过240 d的储存后样品的虫蚀粒率一直为0%。郑麦7698储存45 d后样品中玉米象成虫密度为2.0头/kg,此时小麦的虫蚀粒率为0%;270 d后样品中的成虫密度达2.7头/kg,粮食的虫蚀粒率增至3.0%。济麦22储存45 d后样品的害虫密度为5.3头/kg,虫蚀粒率为0%;75 d后样品的害虫密度为57头/kg,虫蚀粒率为0.4%;270 d后样品的害虫密度达320头/kg,虫蚀粒率为7.4%。结果表明:收获后水分含量从9.9%至13.2%的3个小麦品种在田间均可感染玉米象;隐藏于籽粒内的玉米象虫卵在后期储存中羽化为成虫的时间与数量受小麦水分含量影响显著,水分含量低的小麦样品中玉米象发育至成虫的时间明显滞后且数量少;收获后储存中小麦样品虫蚀粒率的增加与其水分含量、害虫发育时间以及害虫数量密切相关。     

不同硬度红皮小麦的储藏霉变差异研究

将两种软质红皮小麦和两种硬质红皮小麦调节水分后置于相同的温度和水分条件下进行模拟储藏,以探讨不同硬度红皮小麦在储藏过程中的霉变差异。试验结果表明:在水分含量13.5%、28℃储藏条件下,硬质红皮小麦扬麦16和镇麦10中的霉菌的带菌量增加速率显著地高于软质小麦扬麦15和扬辐麦4号中的带菌量(P0.01),软质红皮小麦对灰绿曲霉的生长具有明显的抑制作用;在水分含量15.0%、28℃储藏条件下,软质小麦对储藏霉菌具有一定程度的抑制作用,其带菌量增速仍明显低于硬质红皮小麦中的带菌量。将干燥小麦置于RH 80%潮湿环境下进行吸湿模拟储藏4周后,硬质红皮小麦中灰绿曲霉的带菌量比软质红皮小麦高出6倍以上。利用显微镜观察小麦籽粒表面发现,小麦中霉菌的生长主要集中在胚部,硬质小麦胚部的霉菌生长明显多于软质小麦胚部。因此,在相同储藏条件下硬质和软质的红皮小麦在储藏过程中霉变的发生具有显著差异,软质红皮小麦籽粒具有较强的抗霉变特性。     

米象和玉米象发育始点温度的测定与计算

掌握蛀食性储粮害虫米象和玉米象在不同温度条件下的发生动态,可为避免其在粮粒内造成隐蔽性危害、控温储粮以及害虫早期监测、预测和检查提供指导。研究了在20℃、22.5℃、25℃、27.5℃、30℃、35℃和RH 70%条件下米象和玉米象分别在水分含量为12.5%和13.5%的小麦中的发育历期,计算了其发育始点温度。主要结果为:在水分含量为12.5%的小麦中,米象和玉米象的发育历期在27.5℃、25℃、22.5℃、20℃下分别为30 d和32 d、39 d和40 d、46 d和46 d、91 d和92 d;在水分含量为13.5%的小麦中,米象和玉米象在相应温度下的发育历期分别为27d和29 d、33 d和30 d、37 d和38 d、67 d和70 d。计算得出,在水分含量为12.5%的小麦中米象和玉米象的合理发育始点值分别为15.82℃和15.54℃;在水分含量为13.5%的小麦中米象和玉米象的合理发育始点值分别为14.45℃和14.79℃。结果表明,米象和玉米象的最适宜发育温度为27.5℃,低于和高于最适发育温度时害虫发育历期随温度降低和升高明显延长。在同样温度下,小麦水分含量增加可使害虫发育历期显著缩短。害虫发育始点温度和发育历期受温度和粮食水分影响显著。     

赤霉病小麦分级后特性及与真菌毒素含量的相关性研究

为合理利用赤霉病小麦,探究其特性及与真菌感染程度之间的相关关系,利用风选筛选将赤霉病小麦分级,研究分级后样品的籽粒特性、品质特性及呕吐毒素(Deoxynivalenol,DON)和玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)含量。结果显示:分级对籽粒的重新分布效果显著。分级后随DON、ZEN含量的增加,样品籽粒特性和品质特性、流变学特性总体呈变差趋势。其中,千粒重、容重与真菌毒素含量显著负相关,不完善粒与真菌毒素含量显著正相关;白度、色度L*值与DON、ZEN含量均呈显著负相关关系,灰分、麸星面积与ZEN含量极显著正相关;形成时间、稳定时间、粉质质量指数、相应黏度、回生值等流变学特性指标与DON含量显著负相关。小麦感染赤霉病后,品质变差,且劣变程度与DON、ZEN含量存在一定相关性。     

紫外分光光度法研究谷氨酰胺转氨酶交联醇溶蛋白的特性

采用不同浓度谷氨酰胺转氨酶(TG)、不同作用温度和时间,设计三因素三水平的正交试验处理小麦醇溶蛋白,研究醇溶蛋白经TG交联后对紫外吸收的特性.结果表明:对处理后醇溶蛋白的紫外吸收影响大小的因素依次为TG浓度温度时间.TG处理之后醇溶蛋白溶液在255nm处有一个吸收低谷,在275 nm处有一个吸收峰.9个处理组的ζUT值存在差异,但组间差异均未达到显著水平(P0.05).此外,利用蛋白质凝胶电泳和HPLC技术进行分析,也显示出不同处理之间存在一定的差异.     

槐豆总黄酮提取工艺及其抗氧化活性研究

采用乙醇回流热提取,依据单因素及正交试验研究了槐豆总黄酮的提取工艺及抗氧化活性.结果表明:当乙醇体积分数为70%,提取温度为80℃,时间为2.0 h,料液比(g/m L)为1∶20时,总黄酮得率为12.61 mg/g.槐豆黄酮对3种自由基均具有较好的清除能力,清除能力的强弱依次为1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基[DPPH·]、羟自由基[·OH]和超氧阴离子自由基[O2-·],且其抗氧化活性与黄酮浓度呈显著的量效关系.