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遗传 2010年第2期32卷 170-176页

作者：庞欢李卫华张宏斌王琳银永安苑会功王自布石河子大学新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室石河子832003

选用3个抗性淀粉含量较高的小麦品种和3个抗性淀粉含量较低的小麦品种按Griffing双列杂交设计配置成15个杂交组合,以亲本及F1为材料进行了小麦籽粒抗性淀粉含量的遗传规律分析,旨在为高抗性淀粉含量且综合性状优良的新型保健小麦新品种(... 详细信息

选用3个抗性淀粉含量较高的小麦品种和3个抗性淀粉含量较低的小麦品种按Griffing双列杂交设计配置成15个杂交组合,以亲本及F1为材料进行了小麦籽粒抗性淀粉含量的遗传规律分析,旨在为高抗性淀粉含量且综合性状优良的新型保健小麦新品种(系)的选育提供理论依据。结果表明,在6个小麦品种中,安农90202和D68-20抗性淀粉含量的一般配合力较好,能显著地提高杂种后代籽粒抗性淀粉含量。安农90202×04单28和06-5×D68-20组合的特殊配合力最好,两者特殊配合力效应值显著地高于其他组合。小麦抗性淀粉含量的遗传符合加性-显性模型,显性程度为超显性。控制抗性淀粉含量的增效等位基因表现为隐性,且亲本中抗性淀粉含量的增减效等位基因的分布不平衡,高抗性淀粉含量的亲本中隐性基因数量多于显性基因数量。实验中安农90202和04单28控制抗性淀粉含量的隐性基因较多,而宁春18和新春5号含有的显性基因数量较多。同时研究发现小麦抗性淀粉含量的狭义遗传力中等,为36.49%。

关键词：抗性淀粉含量遗传分析小麦

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基于环境变量筛选与机器学习的土壤养分含量空间插值研究

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农业机械学报 2024年第10期55卷 379-391页

作者：咸阳宋江辉王金刚李维弟张文旭王海江石河子大学农学院石河子832003 新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室石河子832003

为了提高农田土壤养分含量空间插值精度,准确掌握土壤养分的空间分布特征,以新疆玛纳斯河流域绿洲为研究区域,测定土壤有机质含量、全氮含量、有效磷含量、速效钾含量、pH值和盐分含量,协同经度、纬度、地形、气象和植被指数因子作为环... 详细信息

为了提高农田土壤养分含量空间插值精度,准确掌握土壤养分的空间分布特征,以新疆玛纳斯河流域绿洲为研究区域,测定土壤有机质含量、全氮含量、有效磷含量、速效钾含量、pH值和盐分含量,协同经度、纬度、地形、气象和植被指数因子作为环境变量,经过皮尔逊相关系数(Person correlation coefficient,PCC)、方差膨胀系数(Variance inflation factor,VIF)和极端梯度提升(Extreme gradient boosting,XGBoost)算法进行变量筛选,采用决策树(Decision tree,DT)、随机森林(Random forest,RF)、径向基函数神经网络(Radial basis function,RBF)和长短期记忆网络(Long short-term memory,LSTM)4种机器学习模型与普通克里格(Ordinary Kriging,OK)方法,对研究区农田土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量进行空间插值。结果表明:研究区土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量分别为0.226~32.275 g/kg、0.117~1.272 g/kg、3.159~53.884 mg/kg和81.510~488.422 mg/kg,变异系数为30.636%~43.648%,均属于中等程度变异。PCC、VIF和XGBoost变量筛选均表明,土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾间具有一定的关联性,可用于目标属性空间插值的环境变量,但不同变量筛选方法对经度、纬度、地形、气象和植被指数因子筛选结果具有一定的差异性。XGBoost方法可以更有效地筛选出对空间插值结果重要的环境变量,且基于此方法筛选变量后建立的模型精度明显优于PCC和VIF筛选变量后建立的模型精度,而且协同环境变量的机器学习模型精度普遍优于未加入环境变量的OK模型精度,同一土壤养分含量空间插值模型精度从大到小依次为RF、LSTM、RBF、DT、OK,其中基于XGBoost筛选出的变量对土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量构建的RF空间插值模型精度相较于未加入环境变量的OK模型有显著提高,决定系数分别提高43.02%、101.00%、86.04%和137.89%,均方根误差分别降低27.39%、42.78%、13.12%和28.39%,平均绝对误差分别降低29.01%、43.84%、11.20%和29.62%。利用RF模型对研究区农田土壤养分进行反演得到土壤有机质和全氮含量具有较强的空间分布一致性,含量较高的主要集中在研究区南部和东部区域,有效磷和速效钾含量具有一定的空间相似性,东南部、中北部区域含量较低。综上,XGBoost变量筛选方法结合RF模型可以更好地实现土壤养分空间插值,可作为土壤养分空间插值的有效方法。

关键词：土壤养分变量筛选机器学习空间分布空间插值模型

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加工番茄地上部干物质分配与产量预测模拟模型

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农业工程学报 2013年第22期29卷 171-179页

作者：王新马富裕刁明樊华崔静贾彪何海兵刘其石河子大学农学院石河子832003 新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室石河子832003

为了探究加工番茄在滴灌栽培条件下地上部干物质分配动态和产量形成过程,该文通过定量分析加工番茄的生长发育特征,设置不同品种的播期试验,构建了基于分配指数(partitioning index,PI)和收获指数(harvest index,HI)的加工番茄地上部干... 详细信息

为了探究加工番茄在滴灌栽培条件下地上部干物质分配动态和产量形成过程,该文通过定量分析加工番茄的生长发育特征,设置不同品种的播期试验,构建了基于分配指数(partitioning index,PI)和收获指数(harvest index,HI)的加工番茄地上部干物质分配与产量预测的模拟模型。利用与建模数据相独立的试验资料对模型进行了初步检验,结果表明,模型对不同播期、品种的加工番茄各生育期(出苗至开花、开花至坐果、坐果至红熟、红熟至拉秧期)干物质量,全生育期总干物质量、地上部茎、叶、果干质量的预测结果与1:1直线间的R2分别为0.9754、0.9936、0.9840、0.9713;0.9856;0.9595、0.9798、0.9671;RMSE和RE分别为0.029 t/hm2、11.43%;0.074t/hm2、5.09%;0.250 t/hm2、6.83%;0.102 t/hm2、5.71%;0.504 t/hm2,8.06%;0.332 t/hm2,14.62%;0.200 t/hm2,10.84%;0.549 t/hm2,18.30%。模型对加工番茄产量的预测结果与1:1直线间的R2为0.9658,RMSE和RE分别为5.806 t/hm2、8.07%。该模型对于不同播期、品种的加工番茄干物质分配与产量的预测值与模拟值之间符合度较高,表明模型具有较好的预测性和适用性。该研究可为滴灌加工番茄精准栽培提供理论参考。

关键词：计算机模拟模型预测滴灌加工番茄干物质分配产量形成

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溶解性有机质强化棉花修复镉污染土壤

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环境科学 2022年第3期43卷 1577-1583页

作者：闵涛罗彤陈丽丽茹思博李俊华石河子大学农学院农业资源与环境系新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室石河子832003

为探究溶解性有机质(DOM)对棉花修复镉(Cd)污染土壤的影响,通过盆栽试验研究棉花秸秆溶解性有机质(CM)和农家肥溶解性有机质(FM)在3种外源Cd(mg·kg^(-1))添加含量为0(C0)、5(C5)和10(C10)下对土壤有效态Cd含量、棉花生物量、光合... 详细信息

为探究溶解性有机质(DOM)对棉花修复镉(Cd)污染土壤的影响,通过盆栽试验研究棉花秸秆溶解性有机质(CM)和农家肥溶解性有机质(FM)在3种外源Cd(mg·kg^(-1))添加含量为0(C0)、5(C5)和10(C10)下对土壤有效态Cd含量、棉花生物量、光合作用参数和Cd积累的影响.结果表明,CM和FM施入能提高土壤有效态Cd含量,最大增幅分别为30.89%和8.51%,且CM高于FM;CM和FM施入对棉花总生物量和光合作用参数的影响表现为C0水平下促进生物量积累和净光合速率,C5水平下与对照相比无显著差异,C10水平下抑制总生物量积累和净光合速率,但蒸腾速率均呈现出高于同一Cd水平的CK处理;与CK处理相比,施入CM使得棉花各部位(棉纤维除外)Cd含量显著高于同一Cd水平的CK处理,施入FM主要表现在提高根系Cd含量;根系为Cd积累总量增加的主要器官,施加CM和FM均能显著提高棉花的Cd积累总量,增幅范围分别为27.76%~113.05%和17.77%~93.79%.因此,DOM能作为一种添加剂修复Cd污染土壤,具有一定的应用潜力,推荐施用棉花秸秆DOM用于修复Cd污染土壤.

关键词：溶解性有机质(DOM) 棉花镉(Cd) 植物修复光合作用

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滴灌番茄临界氮浓度、氮素吸收和氮营养指数模拟

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农业工程学报 2013年第18期29卷 99-108页

作者：王新马富裕刁明樊华崔静贾彪何海兵刘其石河子大学农学院石河子832003 新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室石河子832003

作物的氮浓度随生物量的增加而下降,临界氮浓度是指在一定的生长时期内获得最大生物量时的最小氮浓度值。该文在滴灌条件下,基于3a不同的氮素水平试验,构建了加工番茄地上部生物量的临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明,临界氮浓度与地上... 详细信息

作物的氮浓度随生物量的增加而下降,临界氮浓度是指在一定的生长时期内获得最大生物量时的最小氮浓度值。该文在滴灌条件下,基于3a不同的氮素水平试验,构建了加工番茄地上部生物量的临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明,临界氮浓度与地上部最大生物量之间符合幂指数关系,相关系数为R^2=0.947,加工番茄最高(%Nmax)、最低(%Nmin)临界氮浓度稀释模型亦符合幂指数关系,相关系数分别为R^2=0.959、R^2=0.925。基于临界氮浓度建立了加工番茄氮素吸收模型(Nupt)、氮素营养指数模型(NNI),可作为加工番茄氮素营养状况的判别指标,氮素吸收和氮营养指数模型对新疆北疆加工番茄种植区的适宜施氮量诊断结果一致,均以300kg/hm2为最佳施氮量。该研究所建立的临界氮浓度稀释曲线模型较前人建立的模型更具机理性,因此,该模型所得出的分析结果是合适和可靠的,并且可用于指导加工番茄动态精准施肥及为氮素优化管理的建立提供参考。

关键词：滴灌氮模型加工番茄临界氮浓度稀释曲线氮营养指数

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滴灌加工番茄叶面积、干物质生产与积累模拟模型

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农业机械学报 2014年第2期45卷 161-168页

作者：王新刁明马富裕樊华崔静何海兵石河子大学农学院石河子832003 新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室石河子832003

以生理发育时间为时间尺度,建立了基于生理发育时间(PDT)的加工番茄叶面积指数(LAI)、比叶面积(SLA)模拟模型,并将叶面积指数模型与基于生理生态过程的光合作用和干物质生产模型相结合,构建了滴灌加工番茄干物质生产与积累的模拟模型。... 详细信息

以生理发育时间为时间尺度,建立了基于生理发育时间(PDT)的加工番茄叶面积指数(LAI)、比叶面积(SLA)模拟模型,并将叶面积指数模型与基于生理生态过程的光合作用和干物质生产模型相结合,构建了滴灌加工番茄干物质生产与积累的模拟模型。结果表明:PDT法对加工番茄叶面积指数(LAI)与1∶1直线间的决定系数R2、根均方差(RMSE)和模型效率指数(ME)分别为0.926 5、12.87%、0.972 4;SLA法模拟叶面积指数的预测结果与1∶1直线间的R2、RMSE和ME分别为0.675 8、42.24%、0.712 4。本模型对加工番茄地上部干物质量的预测结果与1∶1直线间的R2、RMSE和ME分别为0.990 3、11.91%、0.990 1;而SLA法对加工番茄地上部干物质量的预测结果与1∶1直线间的R2、RMSE和ME分别为0.895 6、31.29%、0.750 4。与SLA法相比,PDT法在改善加工番茄叶面积指数预测精度的同时亦提高了干物质量的预测精度。

关键词：加工番茄滴灌干物质生产积累模拟模型

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不同恢复年限对土壤有机碳组分及团聚体稳定性的影响

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土壤学报 2013年第6期50卷 1183-1190页

作者：闫靖华张凤华谭斌杨海昌石河子大学/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室

通过干旱区典型内陆河玛纳斯河流域绿洲田间定位实验，研究了盐渍化弃耕地不同复垦年限对土壤活性有机碳组分及对团聚体稳定性的影响。结果表明，恢复初期降低了土壤微生物生物量碳（MBC）和易氧化有机碳（LOC）的含量，降低幅度小。随... 详细信息

通过干旱区典型内陆河玛纳斯河流域绿洲田间定位实验，研究了盐渍化弃耕地不同复垦年限对土壤活性有机碳组分及对团聚体稳定性的影响。结果表明，恢复初期降低了土壤微生物生物量碳（MBC）和易氧化有机碳（LOC）的含量，降低幅度小。随着恢复年限的增加，土壤有机碳（SOC）含量增加，显著提高了土壤MBC和LOC的含量以及土壤水溶性有机碳（WSOC）和土壤热水溶性有机碳（HWSOC）的含量和分配比例，其中恢复1年、5年和10年的土壤HWSOC分别较弃耕地高61．04％、143．5％和152．4％。连续人工种植后SOC和大团聚体（〉0．25mm）含量增加，土壤团聚体稳定性增强，其中恢复10年0～5cm、5～10cm土层〉0．25mm团聚体占57．30％和56．50％，团粒指数下降至43．00％。相关分析表明，〉0．25mm水稳性团聚体的含量与土壤有机碳（SOC）和土壤HWSOC达到显著正相关，干旱区盐渍化绿洲农田土壤HWSOC对维持土壤团聚体稳定性的贡献明显。

关键词：复垦年限活性有机碳团聚体稳定性盐渍化弃耕地

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干旱区三种典型地貌下电磁感应式土壤盐分协同解译模型

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农业工程学报 2021年第6期37卷 81-90页

作者：宋江辉史晓艳王海江吕新陈建华李伟东石河子大学农学院石河子832003 新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室石河子832003

为明确不同地貌类型下土壤理化性质对电磁感应式表观电导率测量精度的影响,该研究以新疆玛纳斯河流域3种典型地貌类型(冲积洪积扇缘、冲积平原、干三角洲)为研究对象,运用电磁感应仪EM38结合土壤采样室内测定方法,分析土壤剖面(100 cm)... 详细信息

为明确不同地貌类型下土壤理化性质对电磁感应式表观电导率测量精度的影响,该研究以新疆玛纳斯河流域3种典型地貌类型(冲积洪积扇缘、冲积平原、干三角洲)为研究对象,运用电磁感应仪EM38结合土壤采样室内测定方法,分析土壤剖面(100 cm)每20 cm土层的土壤性质对不同高度(130、110、90、70、50 cm)所测表观电导率的影响程度和贡献率,通过引入对表观电导率贡献率较高的非盐分因子作为辅助变量,利用多元线性回归方法,建立土壤盐分多因素协同解译模型。结果表明:3种地貌类型中,土壤盐分含量是影响表观土壤电导率贡献率最大的作用因子,不同地貌类型下各土层影响表观电导率的因子存在明显的差异,冲积洪积扇缘地貌主要表现为上层(0~60cm)土壤含水率和底层(60~100)土壤阳离子交换量和有机碳含量对表观电导率贡献较高,冲积平原地貌则是表层(0~20 cm)和底层(40~100cm)的土壤含水率以及20~40cm土层的黏粒含量和阳离子交换量对表观电导率表现出较高的贡献率,干三角洲地貌下上层土壤(0~60cm)阳离子交换量和下层(60~100cm)土壤有机碳含量能够对表观电导率产生较为明显的影响。通过引入对表观电导率影响较大的作用因子,建立了针对不同地貌类型下分层土壤盐分协同解译模型,与仅以表观电导率解译土壤盐分含量相比,冲积洪积扇缘、冲积平原、干三角洲地貌类型下0~100cm土层盐分预测模型校正决定系数分别由0.81~0.86、0.55~0.87、0.25~0.56提高至0.83~0.91、0.63~0.93、0.48~0.70,多因素协同解译模型有效提高了土壤盐分解译模型精度。研究结果可为盐渍化土壤的快速准确监测提供可靠的理论依据和技术方法。

关键词：土壤盐分模型电磁感应影响因素地貌

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石河子绿洲农田温湿度变化特征分析

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干旱区研究 2006年第2期23卷 355-358页

作者：马兰花吕新杨利勇张伟宋涛新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室新疆石河子832003

通过选择距沙漠不同距离的棉田进行内外温湿度观测,并分析其增温幅度变化特征,在不同空间尺度进一步研究古尔班通古特沙漠对石河子绿洲增温效应的变化趋势,深入分析沙漠对绿洲的增温效应及其对作物的影响,为绿洲的特色栽培技术及发展绿... 详细信息

通过选择距沙漠不同距离的棉田进行内外温湿度观测,并分析其增温幅度变化特征,在不同空间尺度进一步研究古尔班通古特沙漠对石河子绿洲增温效应的变化趋势,深入分析沙漠对绿洲的增温效应及其对作物的影响,为绿洲的特色栽培技术及发展绿洲特色农业,高产、优质、高效提供理论依据。

关键词：绿洲农田增温效应沙漠石河子新疆

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棉花不同叶位叶绿素荧光特性初探

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棉花学报 2005年第3期17卷 189-190页

作者：李志博魏亦农张荣华张小均新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室新疆石河子832003

植物叶绿素荧光分析技术是近年来发展起来的用于光合作用机理研究和光合生理状况检测的一种新技术。与一些“表观性”的气体交换指标相比,叶绿素荧光参数更具有反映“内在性”的特点,因而被视为研究植物光合作用与环境关系的内在探针。

关键词：叶绿素荧光特性棉花叶位荧光分析技术叶绿素荧光参数植物光合作用植物叶绿素荧光分析仪生理状况机理研究气体交换环境关系抗逆生理育种栽培植物生态内在性脉冲式应用作物

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