玉米自交系测配试验核心是配合力的测定,如何在测配试验列表设计中将数量庞大的被测系及测验种等数据迅速录入计算机,并快速编辑形成田间试验列表是每位育种者需要思考的问题。本研究利用VBA技术提出一种玉米自交系测配试验设计编码方法,可以实现数据快速录入计算机,并应用VBA技术优化繁琐的操作和过多的重复步骤,避免了人为操作误差,实现自动化,从而提高工作效率。结果表明,与常规Excel基础方法相比较,VBA方法具有操作简单易学,准确性更高,用时更快的优点。随着被测系规模的扩大,VBA方法优势更加明显。通过VBA方法编程调度,可简化大量的手工操作步骤,建议在玉米自交系测配试验设计中推广使用。
植被覆盖度是单位面积内植被垂直投影面积占总面积的百分比,它是重要的生态学参数,同时也是大豆等农作物的重要农艺参数。理想的覆盖度测量耗时短,工具简单,结果准确,受人为因素影响小。本文以‘黔豆3号’、‘川豆16’和大黑豆等24个品种为研究对象,以照相法测量值作为参考,分析目估法、实地样线法和照片样线法测定大豆植被覆盖度的精度和适用性。结果表明：目估法测量的植被覆盖度误差最大,平均为7.8%,目估误差随株高的增高呈现出先增加后降低的趋势。实地样线法测量精度较高,误差小于3% (2.8%),但耗时最长,每个1 m×1 m样方需用时6.2 min。照片样线法误差小于3%,几乎不需要消耗野外采样时间,室内每个样方照片处理需耗时约3.0 min。相较于目估法,照片样线法具有更高的测量精度,相较于实地样线法,照片样线法能够节省野外采样时间,提高工作效率。因此推荐照片样线法作为大豆和类似植物覆盖度的测量方法,同时两条样线（样线长度合计为2.8 m）即可满足测量误差小于5%的精度要求。未来应进一步探索照片样线法在其他作物覆盖度测量中的适用性。
湖北省历年由洪涝灾害造成农作物受损严重,对湖北省进行洪涝风险评估十分必要。本文提出了一种定量化风险评估的模型建立方法,通过多源数据（气象、社会经济、地理特征等数据）提取到15个指标,采取主成分分析法确定各因子对于洪涝灾害的影响权重,建立风险评估模型,并运用地理信息系统(GIS)分析技术得出洪涝灾害风险区划图。在现有评估指标体系的基础上,通过网络爬虫方式获取更能反映防减灾能力的灾害应急指标;采用主成分分析方法降低模型建立中的主观因素。结果表明：（1）通过模型得到降雨与地势为湖北省洪灾发生的最主要因素;（2）湖北省中东部地区多为高风险区,其中东部武汉、黄石等长江干流途经地区处于重风险区;西南部多为中风险区,西北部在全省为低风险区。综上,该模型可为湖北省开展综合减灾、调整区域可持续发展结构、进行准确农情监测提供科学支撑和决策依据,具有重要的科学和实践意义。
为了解荟萃分析在农业生态学科研中的发展和应用,提供相关研究参考,以“meta”作为关键词获取有效文献718篇,利用CiteSpace可视化软件和Web of Science(WOS)文献分析工具进行量化。结果表明,农业生态荟萃分析的国际发文总量呈显著增长;美国加州大学戴维斯分校、中国农业大学、中国科学院、中国农业科学院、荷兰瓦赫宁根大学在农业生态荟萃分析领域有较高的国际影响力。荟萃分析在农业生态的研究主题多样化,农田管理措施、土地利用方式变化、气候因子变化对生物多样性、温室气体等的生态环境效应评估和碳氮养分循环的动力学分析,以及不同生态系统之间的变化、互作差异比较等是现阶段的主要应用领域。荟萃分析作为农业生态学研究的重要工具,为大尺度综合性研究提供了验证假说和发展新理论的新途径,但目前简单荟萃研究仍难以完全满足实际工作需求,基于大数据融合、机器学习模型算法和专家知识评估等的综合荟萃分析将是未来研究的重点。
为全方位了解国内水稻盐胁迫领域的研究动态,以文献计量学为基础,以“水稻”和“盐胁迫”为主题词,检索1990—2020年收录于中国知网(CNKI)数据库中水稻盐胁迫方面的高质量论文,共检索到期刊论文442篇,从发文量、作者、科研机构、被引频次、鱼眼图和突现分析方面研究国内水稻盐胁迫方面的现有研究成果。结果表明,水稻盐胁迫方面的研究呈增长趋势,目前处于爆炸式增加阶段;基因编辑和表达研究、根系生长和金属离子平衡研究等是目前的研究热点;沿海及盐碱地地区对盐胁迫的研究最多,研究更为深入,不同非生物胁迫叠加亦是研究的热点方向。今后水稻耐盐性研究在芽期、苗期的基础上,应进一步围绕产量这一目标展开相关研究,同时应加强各研究团队、机构之间的合作,推进成果转化、技术推广,更好地服务农业,增加粮食产量,保障国内粮食安全。
本研究选取2016—2020年平度市的农业技术推广投入产出数据,利用DEA模型,对平度市近5年的农业技术推广效率进行了测算。依据模型测算出结果,得出平度市近5年的农技推广效率平均值为0.905,发现2020年的推广效率低于平均值,农技推广存在推广效率低、投入冗余等问题,并提出了完善农技推广人员激励考核制度的对策。再对平度市5个镇的农业技术推广效果满意度分析得出：性别、家庭劳动力健康状况、家庭耕地面积、家庭年总收入、农业收入是否转入土地是重要影响因素。最后基于本研究的研究结果,从政府、农技推广人员和农户角度提出完善农业技术推广的建议,以期为农业技术推广分析研究提供参考和借鉴。
蔬菜系统由于过量氮肥施用导致的高活性氮损失受到当前全球科学界的广泛关注。为了解全球蔬菜系统活性氮损失的热点和发展趋势,本研究借助VOSviewer可视化分析软件对21世纪以来发表在Web of Science核心数据库中有关蔬菜系统活性氮损失的444篇SCI论文进行计量研究和可视化分析。结果表明：蔬菜活性氮损失领域的研究在全球的受重视程度越来越高。中国和美国是发文量最多和论文受认可度最高的2个国家;中国科学院是该领域重要的研究机构,其发文量、本地被引频次和总被引频次都位居首位。Science of the Total Environment和Agriculture Ecosystems & Environment是该领域刊载论文量最多的2种期刊。从作者及合作关系来看,同聚类间作者合作紧密,不同聚类间作者合作较少。对关键词共线热点演变分析得知：该领域的研究热点由田块尺度上探究蔬菜系统氮淋洗和N2O排放转向微观尺度上通过微生物指标研究菜地土壤氮循环对活性氮损失的影响、宏观尺度上利用模型模拟和整合分析对区域N2O的估算、不同减排措施对活性氮减排效果的评估、菜地的N2O排放对温室效应和土壤有机碳固存的影响。菜地N2O排放作为蔬菜系统活性氮损失领域的研究发展过程中关注度最高的研究主题,未来也极有可能是该领域发展的热点和趋势。
为客观分析土壤污染防治的研究进展、研究热点和研究趋势,利用文献计量学方法,回溯了2000—2019年土壤污染防治研究的演化轨迹。通过对研究前沿和热点的追踪,揭示了中国土壤污染防治研究热点的动态变化和发展趋势。结果显示：中国土壤污染防治已受到学术界的广泛关注;土壤污染防治研究领域中学科差别较大;土壤污染防治的关键词较为分散。
本研究以青海省海南藏族自治州贵德县为例,从近20年中气象科普形式、科普对象、科普内容及科普活动、少数民族地区气象科普的特殊性等方面进行阐述分析,得出了近20年青海基层少数民族地区气象科普发展趋向多形式改变,科普内容有所拓展,科普对象逐渐多元化,少数民族地区气象科普结合本民族的语言及历史文化等方面逐步提升。本研究为气象科普在贫困山区和民族地区的开展提出建议和思考,贫困山区和少数民族地区是生态环境的脆弱区,也是防灾减灾能力的薄弱区,科普重点放在生态文明建设和提高基层防灾减灾能力是关键。制约气象科普的因素较多,应该本着因地制宜、本地化的原则,结合民族特色、用好科技手段、加强人才培养、争取资金投入,进一步提高气象科普宣传力度,更好的发挥气象服务在防灾减灾中第一道防线的作用。
为实现苹果叶片病害图像自动识别,展开苹果叶片病害识别模型研究。通过整理网络开源植物病害数据,获取苹果赤霉病、苹果雪松锈病和苹果灰斑病3种苹果病害叶片图像,以1种健康叶片图像作为研究对象,随机抽取4433张图像建立数据集用于模型训练,采用离线增强和在线增强2种手段对数据进行预处理,扩充图像样本并保证各类样本均衡。在Resnet 50、Mobilenet v2、Vgg16、Vgg19、Inception v3等5种预训练模型的基础上,对迁移模型进行一系列的参数调整。5种模型训练比对结果表明,优化后的Resnet50模型能够达到0.9770的准确率。优化后的训练模型具有识别速度快、准确率提高的特点,可以准确、快速地识别出病害类型,为植物病害的自动诊断提供支撑。
为厘清面源污染估算模型演变历史,探讨模型的发展趋势,在系统调研大量面源污染研究文献基础上,详细梳理国内外面源污染模型研究至今的过程,归纳出面源污染模型研究过程中产生的模型类型,对国内外各种模型利用的研究成果进行了简单分析,同时评述了各种模型的特点和适用范围。通过对模型的比较与应用需求,认为面源污染模型中SWAT与输出系数模型的应用较为广泛,根据研究区的实际状况选择并改进面源污染模型是研究面源污染的趋势。
客观分析国内外森林土壤微生物多样性的研究现状,总结现阶段研究的重点与薄弱点,旨在为从事森林土壤微生物的科研工作者与决策者提供数据参考。以“forest and (soil microbial diversity or soil bacterial diversity or soil fungal diversity)”为检索词,检索时间为2007—2020年,检索数据库为Web of Science数据库,分析软件采用VOSviewer可视化分析工具。研究共检索出文献4266篇,发文量随着时间的推移总体上呈现上升趋势。位列前3名的研究机构均在中国,中国科学院在该领域的发文量最多,发文量为477篇,占总发文量的11.18%。来自荷兰的第一作者van der Heijden发表的题为《The unseen majority: Soil microbes as drivers of plant diversity and productivity in terrestrial ecosystems》的论文是被引用最高次数的文献,有较大的影响力。环境科学生态学、农学和微生物学3个研究方向为该领域的主要研究方向。从高频关键词可看出当前的研究热点主要集中在环境因子碳、氮、有机质与微生物多样性的相互作用方面。
随着消费者对农产品质量安全的要求不断提高,快速响应、高效控制、安全保障成为现代农产品安全领域的重要课题。由于传统溯源系统存在原始信息少、信息不透明和可靠性差等问题,消费者对农产品溯源技术并不信任。且各组织之间互不信任,信息断层现象时常发生,出现问题后职责追溯困难,安全管控的效果难以满足社会需求。区块链技术的可追溯性、不可篡改和去中心化等特点,可以很好的解决传统溯源系统的缺陷。区块链作为一项新兴技术,在农产品溯源方面具有巨大的潜力。然而,基于区块链技术的农产品溯源系统的优势、挑战和亟需解决的问题,还没有得到充分探讨。本研究以大米溯源系统为例,提出了基于区块链技术的农产品溯源系统的框架设计。详细介绍了如何通过物联网技术获取大米的供应链数据信息。最后,分析了基于区块链技术的农产品溯源方法的优势和挑战。本研究为研究人员和从业人员提供了基于区块链技术的农产品溯源系统的宝贵信息,并对改善农产品可持续性产生了积极的影响。
使用数字图像处理技术,以黄花菜叶部病害图像为识别对象,基于Lab空间和K-means聚类算法分割病害区域,提取目标区域的颜色特征、方向梯度直方图(histogram of oriented gradient,HOG)特征和形状特征,分别建立单一特征模型和特征融合模型,采用粒子群(particle swarm optimization,PSO)算法通过交叉验证优化支持向量机(support vector machine,SVM)模型的惩罚因子和核参数,建立基于PSO-SVM的多特征融合分类模型识别黄花菜病害。基于SVM的多特征融合分类模型识别率高于单一特征分类模型,识别率可达为81.67%;基于PSO-SVM多特征融合分类模型识别率高达92.39%。基于PSO-SVM的多特征分类模型识别率高,可以及时、便捷、高效地识别黄花菜病害。
为了解土壤重金属污染防治在全球的研究趋势及热点,基于CiteSpace软件,以Web of Science数据库核心合集、中国知网、维普和万方核心期刊为数据源,从发文数量、作者、机构、关键词以及共被引文献多个方面对2006—2019年国内外发表的土壤重金属污染防治方面的文献进行可视化分析。结果表明：（1）2006—2019年中英文文献发文量稳定增长,未来可能继续保持增长的势头。（2）农业产业为支柱的国家或地区更加重视农田土壤重金属污染,其英文发文量位居前列,如中国、美国、西班牙和印度等。中国科学院大学是中文发文量最多的研究机构,中国科学院是英文发文量最多的研究机构,可见中国在该领域具有一定的学术影响力。然而,与国际研究机构相比,中国企业、高校、研究所之间仍需进一步加强学术交流合作。（3）土壤中镉、铅、锌、铜这4类重金属的污染修复发文量最多,植物修复、淋洗修复、生物炭修复等是当前国内外的研究热点。相对于其他的土地利用类型,农田土壤污染是国内重点修复对象,这与国家或地区对农田土壤环境质量和农产品安全的重视密不可分。中国土壤污染的风险评价和防控体系尚不健全,仍需要进一步深入研究。
为进一步了解植物紫苏的国内外研究现状和进展,基于Web of Science平台数据库,对1997—2021年国内外各科研院所发表的有关紫苏的研究文献进行整理。结果表明,25年间世界范围内紫苏相关研究论文产出量总体呈上升趋势,2019、2020年均达到120篇;发文量前3位的国家分别为日本、韩国和中国,日本达到525篇;日本京都大学、名古屋市立大学和首尔大学是发文量排在前3位的研究机构;文献主要来源为《Food Science and Biotechnology》、《Bioscience Biotechnology and Biochemistry》、《Biological Pharmaceutical Bulletin》;研究方向主要集中在紫苏油、迷迭香酸、花青素、抗氧化及a-亚麻酸方面,学科交叉性较强;根据统计数据综合分析,日韩在紫苏研究方面处于领先地位;紫苏含有多种具有保健作用的活性成分,是非常优异的药食同源植物,应该引起国内学者的更多关注。
农业大数据已成为推动农业转型升级,提高生产决策的重要手段。本研究在充分分析农业大数据信息采集平台建设意义与目标的基础上,提出了农业大数据信息采集平台的建设思路以及整体框架,描述了平台采集的信息方式、采集内容方式,并设计了系统的核心功能,试图通过搭建农业大数据信息采集平台,推动农业相关信息资源体系建设,为农业大数据产业发展应用奠定基础。
为快速传播并普及枣树病虫害知识,使用农业专家系统提高枣树病虫害诊断及管理效率,基于微信服务号公众平台,采用php脚本语言及mysql数据库开发出枣树病虫害专家诊断系统“JujubaExpert2020”。该系统包括病虫诊断、栽培历史及枣树资讯3个功能模块,核心功能为枣树主要病虫害数据库和专家诊断论坛。用户可以通过关键字查询及病虫害列表查询2种方法,快速获取相关病虫害的发生规律、危害特征和防治方法等信息。专家诊断论坛为用户及相关专家提供一个交流平台,专家能对用户提出的枣树病虫害问题进行在线诊断和解答。另外系统还整合了全国枣产业分布及相关产区的农业气象等信息,便于用户更好地了解全国枣树产业发展现状。该系统的开发有利于提高农户对枣树病虫害早期的识别诊断及科学管理能力,推动枣树产业信息化发展。
基于文献计量学及CiteSpace V分析,对Web of Science和CNKI数据库中根瘤菌固氮的文献数量、出版刊物、研究内容及热点等做深入分析,总结目前该领域研究的重点与薄弱点,以期为致力于作物根瘤菌固氮的科研工作者与决策者提供一定的参考。分析结果表明,自1980年至今,研究根瘤菌固氮相关论文整体呈波浪式上升趋势,根瘤菌逐渐成为研究热点。目前,国际上美国、法国和英国是该研究领域发文量和被引频次最多的3个国家,而国内发文机构则主要集中在农业发展水平较高、学术力量雄厚的省份,如北京、江苏、黑龙江等,其中,发文量最多的为中国农业科学院,且根瘤菌方面的研究文献主要发表在农业类的专业学术期刊中。CiteSpace V分析发现,近40年国内外根瘤菌固氮研究领域的高频关键词主要有大豆、共生固氮、紫花苜蓿等,新兴热点有分子对话、化学模拟、功能基因组等。基于以上分析,今后应加强国内外该领域高水平科研机构间的合作与交流,这将是提高科研成果产出水平的有效途径之一。此外,研究根瘤菌固氮的分子机理,选育高效根瘤菌固氮品种,加强根瘤菌剂的高效应用,优化施肥技术,创建最佳根瘤菌固氮体系,提高根瘤菌固氮效率已成为当前和今后根瘤菌固氮研究的重点和热点,这将为科研人员掌握该领域前沿问题及确定选题方向提供依据。
针对透射式叶绿素检测技术在检测较高含量叶绿素叶片时的局限性,研究设计基于光学漫反射式新颖的叶绿素检测系统,实现无损在线测试,直接输出植株叶片叶绿素a和b值。该检测系统采用3光源3光束垂直入射密闭光路设计,选用645 nm和663 nm 2个特征波长作为叶绿素a和b的检测波长,800 nm作为参照波长;采用光源调制、高通滤波放大和软件算法等消除外界光干扰;以透光度75%的消光片对该检测系统进行稳定性和重复性测试评价。测评结果为稳定性RSD≤0.39%(n=20),重复性RSD≤0.59%(n=20)。选取小麦、玉米、花卉共344个样本,漫反射法和常规Arnon法的叶绿素a和b总量的相关性达到极显著水平;且适用于厚度约3.0 mm玻璃翠花叶片的检测。
