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[期刊] 中国农业科学
[作者]
杜颖 蔡义承 谭昌伟 李振海 杨贵军 冯海宽 韩东
【目的】小麦穗数是产量构成的重要因素。通过图像处理技术快速准确地统计小麦穗数,为作物长势监测和产量估测提供重要依据。【方法】本研究以经氮肥梯度处理后不同长势的小麦为研究对象,首先,通过简单线性迭代聚类算法(simple linear iterative cluster,SLIC)对田间小麦图像进行超像素分割的预处理;提取并分析图像的部分颜色特征参数,选择适宜的颜色特征参数训练分类器;选择准确率最高的分类器对图像进行分类处理,识别麦穗。其次,对麦穗识别结果进行二值化;经腐蚀、膨胀等一系列形态学计算提取麦穗主体并进行区域统计;提取麦穗骨架,检测骨架角点数,结合角点数与区域统计结果计算小麦穗数;最后,通过线性回归分析方法验证了无氮(0)、低氮(1/2常规施氮量)、正常氮(常规施氮量)、高氮(2倍的常规施氮量)4个氮水平麦穗统计结果。【结果】(1)利用超绿值(E_g)和归一化红绿指数(D_(gr))作为分类特征可以有效地识别麦穗、土壤和叶片;(2)相较于直接基于像素进行图像处理,经超像素分割处理后麦穗识别结果更理想,识别出麦穗主体清晰,形态更为完整;(3)经比较,高氮水平下小麦长势较好,穗数统计准确率最高,为94.4%,无氮水平下小麦长势较差,穗数统计准确率最低,仅为81.9%;排除无氮情况后,长势较均匀的氮水平混合样本中麦穗计数准确率达到92.9%,相较于长势差异较大的混合样本准确率提高了8.3%。【结论】在一般环境下,利用超像素和颜色特征的麦穗自动统计方法可以快速准确地对大田小麦进行穗数计算,长势过弱以及差异过大区域不推荐使用,研究结果为小麦大田估产提供了新的参考。
关键词：
小麦 识别 穗数 超像素 颜色特征
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
杜世伟 李毅念 姚敏 李玲 丁启朔 何瑞银
[目的]小麦穗部小穗数及籽粒数能够直接反映小麦产量,也是小麦穗表型研究中2个非常重要的参数。[方法]为了快速测量这2个参数,针对小麦穗部正视图像,提出了一种基于图像处理技术的小麦小穗抛物线分割方法,并实现了小穗数及籽粒数的同步识别计数。首先采用图像预处理算法获得麦穗二值图像,然后将二值图像沿穗轴方向的像素按行求和,根据行像素求和曲线图中波峰波谷确定所需要的小穗3个位置点,由小穗3个位置点在二值图像上确定三点拟合抛物线,最后运用抛物线位置分割出各小穗,同时通过阈值法确定各小穗面积值与其籽粒数之间的关系。[结果]使用3个品种小麦穗图像对小穗数及籽粒数识别方法进行验证,结果表明:采用该方法 3个品种小麦穗部小穗数识别的平均零误差率为68.16%,平均绝对误差为0.46,平均相对误差为2.99%,对比已有文献识别小穗数方法,识别精度显著提高;3个品种小麦穗部籽粒数识别的平均绝对误差为2.11,平均相对误差为5.62%;3个品种单株麦穗平均测量时间为7.99 s。[结论]运用本方法可以快速高精度地对小麦穗部小穗数及籽粒数进行自动计数。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
黄琴 王志敏 王树安 苏宝林
利用离体穗培养方法研究了脱落酸（ABA）对小麦穗粒数的调节作用。在开花前15天和开花前8天进行离体穗培养，不同浓度（10-6，10-5,10-4mol·L-1）ABA处理均显著降低穗粒数，ABA的作用一方面是降低了离体器官的蔗糖吸收量（源调节），另一方面是降低了穗器官的蔗糖代谢活性（库调节）。开花期穗培养，ABA处理对穗粒数的影响力较小，而且主要是通过降低蔗糖吸收量而起作用。试验结果表明，在小麦穗发育过程中，蔗糖与ABA的相互作用可能是穗粒数的重要生理调控机制。
关键词：
小麦 穗粒数 ABA
[期刊] 华北农学报
[作者]
王志敏 王树安 苏宝林
在小麦开花前１６～８ｄ和开花前８ｄ至开花期进行遮光处理（遮光率７０％～８０％）分别使穗粒数减少了３７％和２３％。在处理期间，遮光穗的还原糖（葡萄糖＋果糖）和果聚糖浓度显著低于对照穗，而蔗糖浓度与对照差异较小。遮光处理降低了穗中蔗糖－蔗糖果糖基转移酶（ＳＳＴ）和可溶性酸性转化酶（ＡＩ）的活性。分析穗器官吲哚乙酸（ＩＡＡ）、玉米素／玉米素核苷（Ｚ／ＺＲ）和脱落酸（ＡＢＡ）含量表明，遮光处理对穗中ＩＡＡ和Ｚ／ＺＲ水平没有明显影响，但显著提高了穗中ＡＢＡ水平。这些结果暗示，遮光限制了同化物供给，也限制了穗库对同化物的转化和利用；穗库活性的下降可能与ＡＢＡ水平的上升有关。
关键词：
小麦,穗粒数,碳水化合物,激素,遮光
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王志敏 王树安 苏宝林
对4个小麦品种开花前穗水溶性碳水化合物（WSC）的分析表明，在穗发育早期阶段，穗中WSC的主要组分是果聚糖，穗果聚糖浓度约在开花前11～12d达高峰，此后迅速下降。测定了穗中与果聚糖代谢有关的几种酶[蔗糖-蔗糖果糖基转移酶（SST）；果聚糖水解酶（FEH）和酸性蔗糖转化酶（AI）]的活性表明，在穗发育早期阶段，SST活性＞FEH活性，而在穗发育后期阶段，FEH活性＞SST活性；AI活性只在开花前的8d内维持较高水平。根据研究得出结论：果聚糖的积累和利用是麦穗开花前糖代谢的一个重要特征；不同品种穗粒数的差异是与穗中果聚糖代谢能力的差异密切相关的。
关键词：
小麦 穗粒数 果聚糖
[期刊] 世界经济
[作者]
师博 沈坤荣
本文将知识存量纳入生产函数,运用规模报酬不变的超效率DEA模型测算中国省际全要素能源效率,并基于市场分割的视角检验省际全要素能源效率的影响因素。分析结果显示:(1)1995～2005年全要素能源效率在东部水平最高且较为平坦,但在中西部却展现出螺旋型的演进态势。对能源利用效率模式的聚类分析结果表明,低效率高投入的河北、山西和四川省应是国家实施节能计划的重点地区。(2)表面上看,能源禀赋相对充裕的地区全要素能源效率较低,其深层次的原因在于市场分割扭曲了资源配置,阻碍了地区工业规模经济的形成,从而造成全要素能源效率损失。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
仝召茂 陈学海 汪本福 马志艳 杨光友
[目的]为实现对田间麦穗的实时准确计数，本文提出一种基于改进YOLOv5s的麦穗检测计数方法。[方法]通过C2f模块获得更加丰富的梯度流，增强模型细粒度特征提取能力，并在网络关键部位引入CoordConv坐标卷积，加大对坐标信息关注程度，提升模型对麦穗位置的感知能力，同时考虑到麦穗检测任务中中小尺寸麦穗居多，采用Inner CIoU损失函数加快模型收敛速度。[结果]在公开数据集Global Wheat Head Detection（GWHD）上对上述方法进行试验，结果表明，本文所提模型的精确率、召回率、平均精度均值mAP0.5分别为93.5%、91.6%和95.9%，参数量、计算量、FPS分别为12.4 MB、27.5 GFLOPs和34 帧·s~(-1)。[结论]本文所提模型在精确率、召回率、平均精度均值mAP0.5等指标上较原始YOLOv5s模型分别提升了1.0、1.2和1.3百分点，并且优于YOLOv7-tiny、YOLOv8s等模型，同时满足检测的实时性要求，此外，改进后模型在处理遮挡、重叠等复杂情况时都比原始模型表现更优，具有良好的鲁棒性。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
黄涛 李和平 张兆顺 高春保 朱旭彤 廖玉才
2005年在小麦收获期,对124份材料进行了种子发芽和穗发芽抗性比较,筛选出抗性差异显著的材料196份;2006年在小麦生理成熟期,抗穗发芽鉴定了179个品种及上一年筛选的全部材料。结果表明,品种间穗发芽抗性差异十分显著。不同材料的种子发芽率和穗发芽率在收获期的分布范围分别为20%-100%和18%-100%;在生理成熟期的分布范围均为0%-100%,其中两者均在10%以下的抗性品种占4%。红粒品种整体上的抗性高于白粒品种,但也存在白粒抗性品种。同一品种个体间的抗性差异较大,表明通过筛选可以获得抗穗发芽资源。种子休眠是抗穗发芽的重要因素,品种穗部特征对穗发芽亦有影响。
关键词：
小麦 种子发芽 穗发芽 选择效应
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王梦可 赵德辉 曾占奎 陈鹏 张雷宜 兰彩霞 刘瑞芳 王春平
[目的]挖掘与利用小麦穗长控制基因,开发与之紧密连锁的KASP标记,为小麦分子标记辅助育种奠定分子基础。[方法]以Avocet为母本、Chilero为父本,构建含有164个家系的F_6 RIL群体,利用55K SNP芯片,结合5个穗长表型环境(2019年河南省孟津县、2019年河南科技大学农场、2019年河南省洛宁县、2020年河南省孟津县、2020年河南科技大学农场)及各环境穗长均值进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位,对定位到的主效QTL开发KASP标记,并在130份小麦自然群体中进行验证。[结果]共定位到11个控制穗长性状的QTL位点,有7个主效QTL,分别为QSl.haust-2AL、QSl.haust-2DS、QSl.haust-5AL1、QSl.haust-5DL、QSl.haust-7BL、QSl.haust-2AS和QSl.haust-4DL,表型贡献率为4.22%～30.94%,其中QSl.haust-5AL1在3个环境中表现稳定且为主效QTL,其表型贡献率为4.22%～19.10%;另有4个微效QTL位点,分别为QSl.haust-2BL,QSl.haust-3AL、QSl.haust-3DS和QSl.haust-5AL2,表型贡献率为4.70%～7.55%。依据控制穗长的主效QTL位点QSl.haust-5AL1和QSl.haust-7BL的侧翼标记,开发了相应的KASP分子标记KASP-QSl.haust-5AL1和KASP-QSl.haust-7BL1,在130份小麦自然群体中检测验证,其中KASP-QSl.haust-5AL1标记筛选出的2种基因型,穗长分别为10.93和10.17 cm,经t检验,P值为0.045,差异显著;KASP-QSl.haust-7BL1标记筛选出的2种基因型,穗长分别为10.90和10.26 cm,经t检验,P值为0.048,差异显著。[结论]挖掘的控制小麦穗长的主效QTL和开发的KASP分子标记,可以用于该性状的基因克隆与分子标记辅助育种。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
姚琦馥 周界光 王健 陈黄鑫 杨瑶瑶 刘倩 闫磊 王瑛 周景忠 崔凤娟 蒋云 马建
【目的】穗长在决定小麦穗的构造和产量潜力方面具有重要作用。挖掘具有育种利用价值的小麦穗长数量性状位点（quantitative trait loci,QTL），并解析其遗传效应，为分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】以自然突变体msf和川农16构建的198份F6代重组自交系（recombinant inbred lines,RIL）群体（MC群体）作为研究材料，于2020—2021和2021—2022年生长季，在四川温江区、崇州市和雅安市（2021WJ、2022WJ、2021CZ、2022CZ和2021YA）进行试验，对5个环境下的穗长进行表型鉴定。利用基于16K SNP芯片构建的高质量遗传连锁图谱对穗长性状位点进行定位。另外，根据穗长主效QTL侧翼标记的基因型分析主效位点对产量相关性状的遗传效应，从而评估其对产量提升的潜力。【结果】共鉴定到14个控制穗长发育的QTL，主要分布在1A(1个)、1B(1个)、2B(1个)、3D(3个)、4A(1个)、4D(2个)、5A(1个)、5B(1个)、7A(1个)、7B(1个)和7D(1个)染色体。其中，QSl.sau.1A在4个环境及最佳线性无偏预测（best linear unbiased prediction,BLUP）值中被检测到，可解释6.46%—20.12%的表型变异率，定位于1A染色体侧翼标记1A＿1208254—1A＿10060497间，被视为主效QTL。QSl.sau.1A的正效应位点来源于亲本msf。在多环境QTL分析结果中也检测到QSl.sau.1A，表明其受环境影响较小，为主效且稳定表达的QTL。QSl.sau.1A的效应在2个具有不同遗传背景的验证群体中得到进一步验证。除旗叶长无显著变化以外，携带QSl.sau.1A正效应位点株系的每穗籽粒数（12.68%）、每穗粒重（14.99%）、千粒重（5.79%）、旗叶宽（2.94%）和小穗数（1.48%）显著增加，花期（0.61%）显著提前，而株高（-6.47%）和有效分蘖数（-36.11%）显著减少。【结论】在1A染色体定位到1个主效且稳定的穗长位点。QSl.sau.1A正效应位点显著提高穗粒数、穗粒重、千粒重和小穗数，具有一定的育种价值。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
王志龙 于亚雄 王志伟 程加省 乔祥梅 杨金华
采用整穗、颖壳＋整粒、整粒和半粒发芽法鉴定了１０５个引自国内外普通小麦品种（系）的穗发芽抗性。结果表明，不同品种间穗发芽差异性较大，穗发芽率为０．７２％～１００％，平均发芽率为７８．０９％。从中鉴定出极抗品种１份（ＯＮＳＹ８５），高抗品种２份（扬麦１６和扬麦１１），抗性品种４份（凤麦３６、绵阳４５、凤麦３２、扬麦１５８），以上品种均为红粒。临麦１５、凤麦３４、小偃９３１６６、靖麦１２、周麦１７、云麦２９、Ｘ９６１０穗发芽率大于９８％，穗易发芽。用Ｋ－均值聚类法分为５类。半粒发芽率与整粒发芽率，整粒发芽率与颖壳加整粒发芽率，整粒发芽率与整穗发芽率均差异显著且正相关，表明虽然种皮和颖壳水溶性物质对．．．
关键词：
小麦 穗发芽 筛选 抗性鉴定
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
许高建 沈杰 徐浩宇
针对智能识别小麦赤霉病方法中分割患病麦穗图像效果不佳的问题,运用中值滤波方法对患赤霉病麦穗图像进行降噪预处理,采用基于阈值的最大类间方差算法(OTSU)、基于聚类的k-means算法在RGB、HSV和Lab颜色空间中对小麦扬花期到黄熟期感染赤霉病的麦穗图像进行分割,提取出麦穗的病害部分。采用试验田环境下扬花期到黄熟期200张患赤霉病的麦穗图像进行分割试验,结果表明:将图像从RGB颜色空间转化为Lab颜色空间并对a分量采用最大类间方差算法(OTSU)进行分割的效果最佳,误分率仅有1.11%。
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
范磊 程永政 王来刚 刘婷 胡峰 冯晓
应用面向对象方法,对遥感图像进行多尺度分割,即首先进行大尺度分割,结合NDVI提取植被信息,将图像分为植被和非植被;然后在植被信息类内再进行小尺度分割,利用NDVI并融入几何特征进一步提取冬小麦种植面积及空间分布。在遥感分类的基础上,将线性数据按宽度缓冲,从分类结果中扣除。将扣除结果与地面样方实测数据对比分析。结果表明,监测结果减轻了传统分类方法的椒盐效应,监测结果与验证样方数据比较精度为94.06%。
关键词：
遥感 面向对象 冬小麦 面积
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