【目的】协调禾本科作物形态模型的可视化效果和计算效率之间的关系。【方法】提出一种利用非均匀有理B样条(NURBS)插值结合使用多直线段分裂算法(splitting)来重建玉米叶片三维形态并实现曲面网格简化控制的方法。【结果】该方法利用三维数字化仪采集的数据点,通过计算节点矢量、差值计算反求曲面控制点等步骤构造出玉米叶片曲面,具有较强地真实感效果;根据叶片形态特征,采用多直线段分裂算法的逆运算来对叶片曲面网格数量进行简化,在尽可能保持曲面特征的同时可显著降低网格数目。【结论】应用该方法进行玉米冠层可视化与光分布计算,结果表明,在不显著增大计算误差的前提下,可以明显地提高计算效率。

以玉米叶片为材料,研究了体积分数80%丙酮、体积分数95%乙醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇-丙酮(体积比1∶1)混合液4种浸提液,不同光温条件和不同样品预处理方式对叶绿素浸提的影响。结果表明,浸提液以乙醇-丙酮混合液效果最好,避光和50℃的提取温度有利于叶绿素提取;样品冷冻处理不利于叶绿素a的提取,而有利于叶绿素b的提取,总叶绿素以鲜样提取为宜。在大样本试验中浸提叶片叶绿素较适宜的方法是:将新鲜(或冷冻)玉米叶片放入50℃丙酮-乙醇混合液(体积比1∶1)中避光提取1.5h。

试验研究了紧凑型玉米郑单958和平展型玉米农大364在籽粒灌浆、成熟过程中叶片衰老的形态变化。在灌浆期内,两个品种植株下部和顶部叶片的衰老进程明显快于中部叶片,并且平展型玉米的表现更为明显。两个品种穗位叶以上叶片的衰老程度具有明显差异,成熟期时,除了第17、18两叶以外,平展型玉米各叶位叶片的衰老比例均高于紧凑型玉米,致使其单株叶面积显著低于紧凑型玉米。籽粒灌浆后半阶段叶片的衰老速率显著高于前半阶段,平展型玉米在灌浆后半阶段叶片的衰老速度明显高于紧凑型玉米,这可能是引起两个品种单株产量差异的原因之一。有效缓解灌浆后半阶段顶部叶片的衰老将有助于提高玉米产量,特别是平展型玉米。

【目的】叶片宽度和长度等叶形特性是决定植株形态,进而影响种植密度的重要农艺性状,通过转录组测序技术筛选并挖掘玉米叶片形态建成相关的代谢路径及调控基因,为深入认识叶片发育的分子机理和鉴定叶宽、叶长候选基因奠定基础。【方法】以极端窄叶自交系NL409和宽叶自交系WB665为材料,利用RNA-Seq技术鉴定7叶期第七片叶近基部的差异表达基因(DEGs),通过生物信息学分析,筛选与叶片发育密切相关的代谢通路,利用qRT-PCR验证不同激素路径叶形相关基因的表达结果,并结合启动子区域的序列差异挖掘叶形功能基因。【结果】分析对照(WB665)和样品(NL409)高通量测序结果,在叶宽形成关键部位共筛选出5 199个DEGs,其中,2 264(43.55%)个基因表达上调,2 935(56.45%)个基因下调表达,下调基因明显多于上调基因;GO功能富集分析表明,差异基因主要富集在细胞膜相关的细胞组分中,涉及代谢过程和细胞响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因主要参与到核糖体、植物激素信号转导、苯丙烷类代谢、乙醛酸和二羧酸代谢等过程,其中核糖体、植物激素信号转导、鞘脂类代谢下调表达基因较多的路径与叶片发育密切相关。核糖体路径富集到多个PRS(PRESSED FLOWER)基因,分析发现PRS13(PFL2)可能在调控窄叶发育过程中发挥重要作用。鞘脂代谢路径富集的基因几乎全部下调表达,引起抑制叶片发育的AP1(APETALA1)类和MAPK(Mitogen-Activated Protein Kinase)类基因上调,以及促进叶片发育的LFY(LEAFY)下调,与窄叶发育受抑制的表型一致。植物激素信号转导路径富集到的油菜素内酯(BR)响应基因和赤霉素(GA)代谢基因下调,细胞分裂素(CTK)和大部分生长素(Auxin)响应基因上调,与窄叶中DELLA蛋白基因上调表达,抑制GA并促进CTK基因表达的作用模式一致。通过qRT-PCR对18个叶片发育相关基因进行分析,结果表明,其表达趋势与转录组结果一致,分析发现BR相关的ROT3、Auxin相关的NAL7-like、AGO7-like以及TCP类转录因子CYC/TB1等基因与窄叶的形成密切相关。【结论】明确了一些与玉米叶片发育密切相关的代谢路径,还发现植物激素间的动态平衡对叶片发育有着重要影响,尤其是生长素与油菜素内酯、细胞分裂素与赤霉素之间的相互作用对调控叶片形态可能发挥重要作用。

对17个玉米自交系四个主要生育时期的叶片色素含量和比值、比叶重及其与光合速率关系的分析表明：（1）自交系间叶绿素含量和比叶重差异较大，比值chla／b和car／chl差异较小；（2）大喇叭口期之后主要叶片的叶绿素含量历经缓增和快速下降的过程，chla／b和car／chl相对稳定，仅分别在开花期和完熟期略有升高的趋势；（3）叶绿素含量与光合速率以及car／chl与叶绿素含量分别呈显著的正、负相关关系。在探讨光合速率和叶绿素含量关系的基础上将17个自交系分为6组。并对自交系的色素特点与高光合速率的关系进行了讨论。

采用LSD法对夏玉米两品种(郑单958和鲁单981)及各水分处理间植株叶片δ13C进行方差分析,并将其与叶重、水分利用效率及产量间关系进行了定性分析,以期为改进旱地和节水农业栽培及选育抗性品种提供参考价值。研究发现:鲁单981较郑单958长势快、株高高、抗倒伏性差,但前者的产量却高于后者;两品种间植株叶片δ13C值差别不明显;不同作物品种相同水分处理间因遗传因素的影响导致其δ13C值有所差异,相同品种不同水分处理间也因环境因素的影响致使其δ13C值有所不同;两品种间植株叶片δ13C值与产量均表现出一致的负相关趋势,但与叶重、水分利用效率却均呈现出相反的相关趋势。其中,在与叶重的相关性中,郑单9...

[目的]本文针对传统农作物叶片病虫害识别模型YOLOv3存在的检测实时性与鲁棒性差，漏检率高的问题，提出了一种改进的玉米叶片病虫害检测模型——YOLOv3-Corn。[方法]该模型采用Darknet-53作为特征提取网络，将网络输出的8倍特征图与新加入的4倍下采样特征图进行拼接，建立起104×104尺度的检测层；在前期构建的包含6个类别玉米常见病虫害数据集中，利用K-means++聚类算法选取12个先验框并分别匹配到4个不同尺度的检测层中进行目标识别。[结果]实验结果表明：在YOLOv3系列模型中，YOLOv3-Corn模型的检测精度均值（mAP）、召回率（Recall）达到了93.31%和93.08%，与YOLOv3模型相比分别提高了4.03%和9.78%。在非YOLO系列模型中，YOLOv3-Corn模型平衡了Faster R-CNN模型的检测速度的不足和RetinaNet模型的召回率，精确度不足的问题。[结论]在保证提取相同特征参数、检测时效性好的前提下，有效提高了识别精度。

为系统研究半干旱区玉米应对不同栽培模式的生理响应机制,为吉林省西部半干旱区玉米种植提供有效的栽培模式。采用大田试验的方式,设置对照模式(CK)、农户习惯模式(T1)和优化栽培模式(T2)3种栽培模式,研究栽培模式对玉米产量、生长发育、叶片生理特性及资源利用效率的影响。结果表明,与CK和T1处理相比,T2处理玉米在成熟期(R6)期的干物质积累显著增加(P<0.05),叶面积指数(LAI)在R3与R6期显著增加(P0.05),但T2处理的株高均高于T1处理。与CK和T1处理相比,T2处理的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和表观叶肉导度(AMC)在R1与R3期均显著增加(P<0.05),气孔限制值(Ls)在R3期显著下降(P<0.05)。T2处理的谷氨酰胺合成酶(GS)活性在R3期均显著高于CK和T1处理(P<0.05),谷氨酸脱氢酶(GDH)活性均显著低于CK和T1处理(P<0.05)。T2处理玉米的产量、穗粒数、百粒质量、光能利用率、水分利用效率和肥料利用率均显著高于CK和T1处理(P<0.05)。采用优化栽培模式(T2处理),半干旱区玉米在产量、生长发育、资源利用效率、叶片生理特性和氮代谢酶活性方面均表现较佳,这种栽培模式相比传统的农户模式,更适合作为吉林省西部半干旱区玉米栽培的一种优化栽培模式进行推广应用。

【目的】探究玉米叶片ＳＰＡＤ值与其高光谱特征之间的品种差异，构建不同玉米品种叶片ＳＰＡＤ值估测模型，并对模型应用范围进行验证。【方法】通过大田试验，测定多个玉米品种叶片的ＳＰＡＤ值及其高光谱数据，利用相关分析及逐步回归分析等方法，构建和筛选玉米叶片ＳＰＡＤ值与相关光谱参数的回归模型，并利用偏差率对模型精度进行检验。【结果】不同玉米品种叶片的ＳＰＡＤ值与其高光谱反射率及一阶导数的相关波段存在差异，但品种间差异较小，关系最密切的波段均处于５６０和７００ｎｍ附近。对不同玉米品种的光谱反射率一阶导数进行比较时，出现＂红移＂现象，＂红移＂规律与各品种叶片ＳＰＡＤ值大小表现一致；叶片ＳＰＡＤ值与光谱反射率．．．

对40个我国常用玉米自交系和22个不同类型玉米材料测定的结果表明，玉米基因型间呼吸速率存在显著的差异，可做为基因型分析的重要生理指标。40个自交系呼吸速率平均值为（CO2）6．64mgdm－2h－1，变异系数为22．03％。不同玉米类型间呼吸速率高低依次是普通杂交组合、妹妹系、自交系、糯质玉米和甜质玉米，与类型间光合速率高低的排列是一致的。杂交种呼吸速率呈明显的正优势，超中亲率平均为24．58％，范围为-1．81％～44．11％，并且F1与母本的相关关系比父本更密切。呼吸速率低的基本型一般叶面积更大，植株更繁茂，于物质的积累也较多。不同自交系间呼吸速率与净光合速率间无明显的相关关系（r=8．7...

【目的】建立玉米品种的叶片透射图像特征数据库,研究特征随品种的变化规律,分析各类特征的识别效果,为进一步研究玉米生长期间的机器视觉品种识别提供依据。【方法】以生产中推广的21个常规玉米品种为供试材料,分别采集拔节期、小喇叭口期、大喇叭口期、抽雄开花期4个生育时期的玉米叶片。在灯箱内,采集每一叶片的高画质透射图像,共计420张。基于Matlab R2009a开发了"玉米叶片特征提取与识别软件",包括图像预处理、特征提取、神经网络识别和阈值选取4个功能模块。依据开发的特征识别平台,对玉米叶片透射图像进行图像预处理和特征提取。提取形态类、颜色类和纹理类共计48个特征,特征数据量共计20 160条。分...

【目的】研究不同光质对玉米叶片光合作用及光系统性能的影响,旨在探讨阴天条件下光质变化对玉米光合作用影响的生理机理。【方法】在大田条件下,以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为供试材料,设置3种光质处理,分别为红色膜(R)、蓝色膜(B)和绿色膜(G),以白色纱网模拟阴天作为对照(CK),试验于2013年4—6月在黄淮海玉米技术创新中心进行。于6片完全展开叶时进行光质处理,10 d以后,利用快速叶绿素荧光和820 nm光吸收技术测定气体交换参数、快速叶绿素荧光动力学曲线及820 nm光吸收量的变化,分析光质对玉米叶片光合作用和光系统性能的作用方式。【结果】阴天和模拟阴天条件下,各波...

【目的】叶片形状系数（α）为测量作物的叶面积和叶面积指数提供了简单快捷的方法。然而，以往研究表明对作物叶片形状系数的选取存在很大的随意性，缺乏统一标准，且通常将其视为常数，不考虑它的时间和空间变异性。为解决这一问题，文章对陕西关中地区夏玉米不同生长阶段和不同叶位叶片形状系数的时间和空间变异性进行了深入研究。【方法】选取２０１５年６—１０月生长季６个夏玉米品种，将玉米生育期划分为三叶、拔节、抽雄、开花、吐丝、成熟等６个不同生长阶段，每６天采样一次，测量叶片面积（ＬＡ）、叶片长度（Ｌ）和宽度（Ｗ），计算各个阶段的α值，同时对比α值在单个玉米植株不同叶位之间的差异。然后分别建立线性、二次、对数等３类．．．

为了研究玉米不同生育期叶片酶活性在不同施氮水平的差异及其与产量间的关系,阐述酶活性的变化特性,探讨玉米高产节肥的适宜施氮量。选用天津市主推玉米品种中单509,设置5个施氮水平,测定不同生育期叶片的硝酸还原酶(NR)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及玉米产量。2年试验回归分析结果表明,随着施氮量的增加,玉米产量先升高后下降,呈单峰曲线变化,理论施氮量达到137.01 kg/hm2时,产量达到最大值。玉米叶片中NR、SOD、POD和CAT活性也是随着施氮量的增加呈单峰

0.1～1.0μmol/L Na_2SeO_3处理不同程度地延缓了玉米连体叶片的衰老,其中1μmol/L 效果最好。30C 黑暗条件下,1μmol/L Na_2SeO_3处理,玉米离体叶的 H_2O_2和丙二醛含量低于对照,变化平稳;过氧化氢酶活性和比活力,处理比对照变化平稳。可见以适当浓度硒处理玉米叶片可以降低其 H_2O_2水平,减轻膜脂过氧化,延缓衰老。