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水稻叶片

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水稻叶片相关的资讯

  • 浙江大学研制出水稻叶片氮素测定仪
    今后,广大农户可以直接在农作物施肥的过程中,准确、快速、实时地检测作物氮素状况和长势动态,及时地获取作物对肥料的需求,因需施肥,从而节约肥料成本,实现用肥精细化。   最近,由浙江大学生物系统工程与食品科学院聂鹏程博士、何勇教授率领的团队,成功地开发出基于光谱技术的水稻叶片氮素测定仪。该仪器可以直接地测量出水稻叶片的氮含量,检测精度高,在农业精细化施肥的过程中,不仅有助于节约肥料成本,也可以降低因使用过量化肥而导致的土壤环境恶化和水资源污染,具有极高的应用价值。   氮素是水稻必需的营养元素之一,但施氮过多,容易造成地下水污染,如何在保证作物高产优质的同时,又防止作物生产带来的环境污染,是各国政府、农学家和生产者所面临的共同难题。解决这一难题的关键是攻克对作物氮素含量的实时在线检测技术,实时获取作物生长过程中氮素含量,以实现按需精确施肥。国外虽然有成熟的技术,也推出了一些成果,但是国外仪器成本高,推广难,不适合田间或不能直接快速地测量出植物氮素含量。   浙江大学水稻叶片氮素测定仪的研制成功,在很大程度上解决了这一难题。目前该仪器已成功进入市场,成为了一款可测量植物叶绿素含量、氮素含量的植物养分速测仪。
  • ASD | 应用PROSPECT模型提取叶片生化性状的适用性研究
    PROSDM:PROSPECT模型与光谱导数和相似性度量相结合从双向反射率中提取叶片生化性状的适用性叶片生化性状为理解植物光合功能、动态生长、养分循环和初级生产提供了有价值的信息。叶片叶绿素含量(Cab)、类胡萝卜素含量(Cxc)、含水量(Cw)和干物质含量(Cm)是四个重要的叶片生化性状,与植物光合作用、氮素、胁迫和衰老等健康和生长状态密切相关。能够对这些叶片生化性状进行高通量测量的方法对于表征植物生理状态和关键功能过程至关重要。PROSPECT模型是目前更常用的叶片辐射传输模型之一,可从叶片定向半球反射因子(DHRF)光谱来提取叶片生化性状,然而,在应用于叶片双向反射因子(BRF)光谱提取叶片生化性状方面尚待探索。叶片表面反射率和各向异性性状的存在可能是限制PROSPECT从叶片BRF光谱评估叶片生化性状的主要问题。基于此,在本研究中,研究者们提出了一个方法,整合了PROSPECT模型、光谱导数和相似性度量(SDM),称为PROSDM,去除了叶片BRF和DHRF光谱的差异,并从叶片BRF光谱提取了叶片生化性状。具体目标是:(1)通过PROSPECT反演调查叶片BRF和DHRF光谱差异随波长的变化以及对Cab、Cxc、Cw和Cm提取的影响,(2)开发PROSDM消除BRF和DHRF光谱差异,从叶片BRF光谱与PROSPECT和PROCOSINE以及PROCWT的比较来提取Cab、Cxc、Cw和Cm以及(3)评估PROSPECT、光谱子域、光谱噪音和模型参数范围对PROSDM性能的影响。为了获得各种叶片生化性状和反射率,作者收集了具有不同生长阶段、营养状况和种植区域的植物物种的10个数据集,包括1个测量数据集和9个公开获取数据集。从油菜(Brassica napus L.)、水稻(Oryza sativa L.)和柑橘(Citrus aurantium L.)随机采集2279个植物叶片,利用ASD FieldSpec 4测量叶片反射率,获得数据集#1。从EcoSIS光谱库中获得具有各种叶片光谱和生化性状的9个公开的数据集。其中,7个数据集的BRF光谱由ASD地物光谱仪(Analytical Spectral Devices, Inc., Boulder, CO, USA)搭配ASD叶片夹测量。 表1 数据集描述。Dataset#1是本研究中测得的,Dataset#2-#10是在线https://ecosis.org获取的。BRF和DHRF光谱的光谱区域是400-2500 nm。【结果】 平均BRF和DHRF光谱差异(a)以及这些差异对平均BRF光谱的贡献(b)。油菜(红线)在Dataset#1中获得,其他植物物种在Dataset#5中获得。 通过考虑非波长依赖性f(a,d)和波长依赖性f(b,c,e,f)两种情况,利用一阶(a-c)和二阶(d-f)导数的叶片BRF(绿线)和DHRF(橙线)光谱之间的差异。 利用PROSPECT反演(a–d),PROCOSINE反演(e–h),PROCWT-S4( i–l)和基于全光谱域PROSPECT-PRO 的PROSDM(m–p)的所有数据集(Dataset#1-#10)中Cab (a,e,i,m) ,Cxc (b,f,j,n), Cw (c,g,k,o) 和Cm (d,h,l,p)测量值和估算值比较。 【结论】 本研究中,作者提出了PROSDM这种新方法用来从叶片BRF光谱来提取叶片生化性状。结果发现光谱导数可以消除BRF和DHRF光谱的非波长依赖性差异。当BRF和DHRF光谱的差异随波长变化时,光谱导数仅能去除部分差异,而曼哈顿距离(MD)补偿了光谱导数的限制,进一步减少了差异。结果,PROSDM从叶片BRF光谱准确提取了不同植物物种的Cab、Cxc、Cw和Cm。与标准的PROSPECT反演需要利用带有积分球的光谱仪测量叶片DHRF光谱不同,PROSDM扩展了PROSPECT到叶片BRF光谱的应用,以提取叶片生化性状。它可利用不同手持式光谱仪和叶片夹原位提取叶片生化性状。 在全光谱域,PROSDM-SED实现了Cab和Cxc的更优提取,RMSE分别为7.64 μg/cm2 and 2.77 μg/cm2,PROSDM-FMD产生了Cw(RMSE = 0.0041 g/cm2)和Cm(RMSE = 0.0024 g/cm2)的更好估计。与PROSPECT相比,PROSDM提取的Cab、Cxc、Cw和Cm RMSE分别降低了20.33%,29.34%,25.45%和44.19%。结果表明,PROSPECT和PROCOSINE以及PROCWT的Cab、Cxc、Cw和Cm提取精度受到光谱饱和度、PROSPECT反演、光谱子域以及模型参数范围的影响很大。适当的光谱子域和模型参数范围可以改善不同反演方法的提取结果。这需要从实地测量和报告的研究中了解叶片生化和结构性状的先验信息。与这些反演方法相比,所提出的PROSDM在减轻Cab、Cxc、Cw和Cm提取的负面影响上具有很大潜力。对于不同的PROSPECT版本,建议利用PROSPECT-PRO从叶片BRF光谱提取叶片生化性状。 未来研究需要基于叶片BRDF模型测量叶片BRF光谱的光谱和方向变化,将BRDF模型与所提出的PROSDM耦合可以改善对BRF和DHRF光谱变化的表征。此外,由于植物物种BRF和DHRF光谱的差异变化,在不同的数据集中PROSDM不能获得一致性提取结果。预计更多的工作将集中在理解不同视角和照明角度下植物叶片光学特性的变化。期望PROSDM可以应用在不同的尺度上,提高其在遥感、生态和环境研究中的适用性。点击如下链接,下载原文:PROSDM:PROSPECT模型与光谱导数和相似性度量相结合从双向反射率中提取叶片生化性状的适用性
  • 全方位植物叶片光学监测和评估系统在黑龙江农垦科学院投入运行
    “万物生长靠太阳”。作物产量的高低归根结底取决于叶片对太阳辐射,特别是光合有效辐射的利用。全面监测和评估高等植物对光的吸收、利用、反射和传播,既能从整体上了解植物对光合有效辐射的吸收情况和光合作用的,又能具体分析叶绿体对光能的转化途径及电子传递状况,并且能够衡量作物冠层的结构变化。 由北京易科泰生态技术有限公司提供的全方位植物叶片光学监测和评估系统目前在黑龙江农垦科学院正式安装并组织了培训学习。该系统由开放式叶绿素荧光成像系统FC800-O、手持式叶绿素荧光仪FP100、全自动便携式光合仪LCPro-SD、植物冠层分析系统SunScan、AM350便携式叶面积仪组成,能够对黑龙江农垦科学院的主要研究作物水稻、玉米、大豆的形态及光合生理特性做全方位、多角度的监测和评估。 设备的安装、演示、培训和上手操作在6月末连阴雨天气下的哈尔滨进行。北京易科泰生态技术有限公司的技术工程师为参加培训的师生进行了详细的讲解和演示。理论铺垫和口头讲解仪器的使用&应用开放式叶绿素荧光成像系统FC800-O演示Rfd叶绿素荧光衰减率成像 PAR吸收率成像手持式叶绿素荧光仪FP100讲解FluorPen应用案例:番茄的臭氧处理在不同时期的OJIP快速荧光动力学曲线变化(Thwe and Kasemsap, 2014)全自动便携式光合仪LCPro-SD操作演示应用案例:调亏灌溉对柑橘叶片光合速率、气孔导度及叶绿素荧光强度的影响(Zarco-Tejada et al., 2016;LCPro-SD &FP100测定)ET:100%满足水分需求;RDI 1 :调亏灌溉,水分供给降低到37%;RDI 2:调亏灌溉,水分供给降低到50%。箭头指向水分胁迫开始施加的日期。AM350便携式叶面积仪操作演示植物冠层分析系统SunScan演示讲解Soilbox-343土壤碳通量观测系统讲解
  • 稻田中浮萍(Lemna minor L.)生长对水稻产量及其潜在原因的影响
    菱透浮萍绿锦池,夏莺千啭弄蔷薇透过浮萍,诗人的眼里看到的是其和水中菱叶相映成趣的景象,是夏日池塘的勃勃生机。而在科研学者的眼中,看到的是天南星目浮萍科的水生植物,是潜藏在水稻种植中的双刃剑。营养物质的争夺?自然光照的遮挡?生存空间的占据?在一片生机之下,浮萍和水稻之间塑造着另一番景象..由于气候变暖/或灌溉水富营养化的影响,稻田中的浮萍(DGP)大幅增加。本研究考虑到生态因素、光合能力、光谱变化和植物生长等因素,对三个代表性水稻品种进行了田间试验,以确定DGP对水稻产量的影响。结果表明,DGP显著降低pH值0.6,日水温降低0.6℃,水稻抽穗期提前1.6天,并平均增加了叶片的SPAD和光合速率分别为10.8%和14.4%。DGP还显着提高了RARSc、MTCI、GCI、NDVI705、CI、CIrededge、mND705、SR705、GM等多种植被指数的数值,并且水稻冠层反射光谱的一阶导数曲线在DGP处理后呈现出“红移”现象。上述因素的改变可导致株高平均增加4.7%,干物质重量平均增加15.0%,每平方米穗数平均增加10.6%,千粒重平均增加2.3%,最终籽粒产量增加10.2%。 DGP诱导的籽粒增产可以通过降低稻田水的pH值和温度来实现,从而提高SPAD值和叶片的光合作用,刺激水稻植株生长。这些成果可以通过水稻和浮萍之间的生物协同作用,为未来农业和环境的可持续发展提供有价值的理论支持。图形概要图1. 实验地点((a),用红点标记)和浙江省(b)和江苏省(c)的样地。 (d,e)分别显示了浙江省和江苏省的样地水稻生育期的温度变化。浙江地块整个生育期水稻抽穗前和抽穗后的平均气温分别为29.3℃和24.1℃(蓝色),而江苏地块的平均气温为27.8℃和22.3℃(蓝色)。水稻冠层的光谱数据是在预灌浆、灌浆中期和成熟期的 10:00 至 14:00 晴朗无风的天气条件下使用ASD FieldSpec 4 便携式地物光谱仪收集。波段范围为350~2500 nm,其中350~1350 nm光谱分辨率为3 nm,1001~2500 nm范围为8 nm,光谱数据采集间隔为1 nm。测量每个地块中的五个代表性区域,每次进行六次测量。然后将平均值用作绘图的光谱反射率曲线,并在每次测量之前进行白板校准。为避免光强干扰,尽可能在短时间内采集同批次样品。图 2. 稻田浮萍 (DGP) 对水稻冠层光谱特征的影响。 Control-R,控制中的反射光谱数据; DGP-R,稻田浮萍的反射光谱数据; Control-D,对照中的导数光谱数据; DGP-D,稻田中浮萍的导数光谱数据。 NJ5055和YY1540在预填充阶段的光谱特性分别由(a)和(b)表示; NJ5055、YY1540、JFY2在充填中期的光谱特性分别用(c)、(d)、(g)表示。 NJ5055和YY1540成熟期的光谱特征分别用(e)和(f)表示。DGP显著增加了干物质重量、植株高度(见图3)和谷物产量(见表5),分别增加了15.0%、4.7%和10.2%。对粳稻NJ5055的产量影响较大(增加了12.3%),而对其他两个杂交水稻品种的影响较小(平均增加了9.1%)。无论是粳稻还是杂交品种,均未检测到对收获指数的显著影响。在DGP处理下,三个品种的抽穗期平均提前1.6天,其中粳稻的影响更大(提前了2.4天),而杂交品种的影响较小(平均提前了1.2天)。籽粒产量的增加主要是由每平方米穗数的增加(增加了10.6%)引起的,其次是千粒重的增加(2.3%)。 然而,DGP对每穗的小穗数或结实率影响不大。除结实率外,这些指数均未检测到显著的交互作用效应。表 1 稻田种植浮萍(DGP)对水稻产量及其构成的影响图3. 稻田中生长的浮萍(DGP)对水稻植株生长的影响。(a)每株的干物质重量(克);(b)收获指数;(c)植株高度(厘米);(d)抽穗天数(天);浙江,浙江省;江苏,江苏省;** p ≤ 0.01,* p ≤ 0.05,+ p ≤ 0.1,ns,不具有统计学意义,p 0.1,由 t 检验确定。本研究对三个代表性水稻品种进行的稻田浮萍(DGP)种植试验表明,DGP 显着提高了籽粒产量,这解释了 DGP 导致水稻植株生长的增加,特别是在植株高度、每平方米穗数和干物质重量方面。DGP 导致稻田水的 pH 值和温度降低,同时提高了叶片的 SPAD 值和光合速率。 此外,它还优化了冠层结构,提前了水稻抽穗期,最终促进了水稻的生长。这些发现为实施可持续的水稻生产提供了实用的基础。然而,在广泛的时空背景下全面理解DGP对水稻生长和谷物品质的影响模式尚不清楚。因此,未来应进行跨数年的研究,以探讨DGP影响水稻的机制。
  • 基于地物光谱应用,干旱胁迫下的水稻反射率表现
    水资源短缺是目前制约农业生产的一个全球性问题,近年来,全球水资源供需矛盾更加突出。对于中国而言,有43%的面积为干旱和半干旱地区,并且中国的水量分布在时间和空间上也存在非常巨大的不均衡性,这使得中国的水资源供需矛盾更加尖锐,是中国农业生产面临的最?大危机之一。自21世纪以来,中国每年都会发生大强度的干旱,受灾面积往往波及数个省,如2010年西南地区发生的大旱灾,有将近5000000hm2的农作物受害,造成190多亿元的经济损失。水稻作为中国第?一大粮食作物,研究不同干旱胁迫对水稻的影响以及研发出抗干旱品种对农业发展尤为重要。在遥感领域中,为了研究各种不同地物或环境在野外自然条件下的可见和近红外波段反射光谱,需要适用于野外测量的光谱仪器。地物光谱仪在户外主要利用太阳辐射作为照明光源,利用响应度定标数据,可测量并获得地物目标的光谱辐亮度 利用漫反射参考板对比测量,可获得目标的反射率光谱信息。实验过程及结果本实验旨在理解不同干旱胁迫下水稻基本型的表现,测量了10种在不同干旱威胁水平下导致相对含水量(RWC)不同的水稻的光谱数据,如图1所示。图1该实验显示了不同干旱胁迫下水稻的反射率模式。1) 在水稻含水量(RWC)降低时,由于1400nm和1900nm这两处水吸收特征峰减弱,导致近红外区域反射率增加。2) 对于350-700nm波长区域也有着类似的变化,在叶绿素a和叶绿素b的吸收范围中,反射率随着RWC降低而升高。3) 其次,随着RWC的降低,1400-1925nm波长向较短波长移动,且反射率增加。4) 在810-1350nm的海绵状叶肉中的散射也反映出反射率随RWC降低而增加的相同趋势。5) 最?后,在1100-2500nm波段位置的吸收也是一个强烈的吸收区域,随着RWC降低,叶片枯萎主要通过新鲜叶片中的水,其次是通过如蛋白质、木质素和纤维素的干物质而变得更加明显。结论这项实验的结果表明不同干旱威胁下的水稻的光谱反射率具有明显且规律的特征。因而可根据特征位置的差异建立预测模型,在精?准的模型分析下定量的分析出水稻含水量乃至干旱威胁程度,最终用于开发抗旱水稻品种的研究,为我国的农业生产作出巨大的贡献。
  • ASD | 基于叶片光谱的玉米冠层叶绿素和叶片叶绿素的时空变化分析
    冠层叶绿素含量(CCC)可以反映一个种群的总光合生产力,是判断植物个体生长和营养状况的重要依据。通过遥感准确监测冠层和叶片尺度的叶绿素含量是确定作物生长状态和预测产量的关键。玉米是一种高秆作物,叶面积大,冠层深。它具有不均匀的叶片叶绿素含量(LCC)垂直分布,这限制了遥感的叶绿素含量评估。因此,了解LCC和叶片反射光谱的垂直异质性对提高CCC监测的准确性至关重要。 基于此,在本研究中,来自中国农业科学院作物科学研究所和宁夏大学农学院的研究团队以玉米为研究对象,于2019年和2020年在位于中国东部河南省黄淮海玉米生态区的中国农业科学院新乡实验站通过5个氮处理梯度(0、100、200、300和400 kg/hm2(记为N0–N400))建立各种冠层结构,采集不同生长季节作物冠层叶片,并测量了其LCC和叶片光谱反射率(ASD FieldSpec 4光谱仪+植物探头+叶片夹,光谱范围为350-2500 nm)。主要目标为:(1)理解施氮量对玉米冠层叶绿素垂直分布的影响以及生长季节叶绿素分布的动态变化;(2)在不同时空条件下探索冠层叶片光谱反射率特征差异以及验证基于叶片光谱反射率的VI模型是否可以准确反演LCC;(3)确定敏感叶位(可用于表征LCC和CCC之间的关系)以及评估基于叶片光谱的VI模型的鲁棒性和准确性,以评估冠层叶绿素状态。2020年9月2日研究区俯视图 (a)。高光谱反射率测量系统(b)。台式叶绿素分光光度计 (c) 。2020年8月8日五次氮处理(N)下的冠层状况(d)。【结果】2020年生长季节玉米冠层LCC的垂直剖面。(a、c、e)不同位置叶片的光谱反射曲线。(b、d、f)不同叶片位置波段与LCC的相关系数曲线。6种LCC-VI模型的rRMSE(%):(a)mRER、(b)VOG2、(c)CIred-edge、(d)NDRE、(e)MTCI 和(f) DD。rRMSE用于评估模型反演精度。rRMSE的值较低对应于预测值和观察值更接近。中期模型(a)、后期模型(b)和生殖模型(c)CCC预测值和2019年实测值对比。【结论】 5个施氮水平用于构建不同的玉米冠层结构,揭示玉米冠层叶片叶绿素含量(LCC)的垂直异质性以及叶片光谱反射率特征。基于冠层LCC的垂直分布,建立多元逐步回归(MSR)模型以准确监测冠层叶绿素含量(CCC);LCC表现出不对称的垂直分布,呈现出底层较低,中层上升,上层下降的趋势。氮处理显著改变了LCC,且不同处理之间LCC的垂直剖面分布基本一致。分析了不同时空条件下叶片光谱反射率特征。绿色波段(531-567 nm)和红边波段(712-731 nm)是监测LCC的敏感波段。6个经典的VIs用于构建VI-叶绿素模型,其中修正的红边比值植被指数(mRER,R2=0.87)构建的模型最优。VI模型可以准确预测生长中期的LCC(rRMSE=10.9%),但是,上、下叶层VI和LCC的相关性在营养生长早期和成熟阶段发生变化(rRMSE=36%-87%)。通过结合反演精度和多元逐步回归,结果发现在CCC估算中,营养阶段叶位L6以及生殖阶段L11+L14(L12是穗叶)最敏感。这样,基于叶片光谱反射率构建了VI-LCC-CCC模型以估算冠层叶绿素状态。利用2019年和2020年田间试验数据评估了模型性能,结果表明该模型具有良好的鲁棒性和准确性(rRMSE=8.97%)。请点击下方链接,阅读原文:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650312959&idx=1&sn=579c2cd2862e8037f3fe0a32dda8e2ee&chksm=bee1bc00899635161ff79ab90bcff29bc9a96537973b3be2cb439a88caa8d8e36c29108f32eb&token=1852366781&lang=zh_CN#rd
  • LI-2100 | 叶片水氢氧同位素的控制因素
    太白山,是秦岭山脉最高峰,也是青藏高原以东第一高峰,如鹤立鸡群之势冠列秦岭群峰之首,以高、寒、险、奇、富饶、神秘的特点闻名于世、称雄华中。李白的“西上太白峰,夕阳穷登攀”,“西当太白有鸟道,可以横绝峨眉巅”,形象地将太白山的雄峻高耸烘托而出。如今,更是有不少中外游客慕名前来,一览拔仙绝顶和云海奇观,领略太白峰的险峻神秘。2020年,来自中国科学院地球环境研究所的研究团队分别于5月、7月和9月登上太白山,在奇观景象之中收集土壤和植物,开启了叶片水氢氧同位素的相关研究。叶片水氢氧同位素的控制因素氢氧稳定同位素(δ2H和δ18O)常被用作示踪剂来跟踪水从降水输入运移到土壤,最终通过土壤蒸发和叶片蒸腾释放的过程。叶片水蒸腾对于调节各种尺度的水平衡至关重要。陆地植物叶片水通过气孔蒸发分馏导致重同位素富集,这在很大程度上取决于等大气条件(温度和相对湿度等)以及生物生理过程。叶片水同位素信号整合到植物有机物中,例如纤维素和叶蜡,成为研究古气候重建的新方法。然而,尽管叶片水同位素在生态水文学和有机生物合成中很重要,但人们对叶片水同位素的控制因素以及源水和水文气候在确定叶片水同位素中的作用仍然缺乏了解且叶片内同位素分馏所涉及过程的复杂性使得准确预测和测量变得困难。基于此,在本研究中,来自中国科学院地球环境研究所的研究团队于2020年5、7和9月在太白山(33.96°N,107.77° E)收集了土壤和植物(枝条和叶片)样品,同时获取了温度、相对湿度和降水量等相关气象参数。利用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统(北京理加联合科技有限公司)提取土壤和植物中的水分。利用Picarro L2130-i水同位素分析仪确定土壤水稳定同位素组成。并测定其他水体的稳定同位素组成。通过对土壤水、枝条水和叶片水的δ18O和δ2H测量值与叶片水的δ18O和δ2H C-G模型预测值进行综合分析,确定δ18OLeaf和δ2HLeaf值的控制因素,以增进我们对与叶片水相关的植物有机生物标志物中提取的δ18O和δ2H中所保存的环境信号的理解。【结果】叶片水δ18O和δ2H值与潜在源水δ18O和δ2H值(枝条水、土壤水和降水δ18O和δ2H)以及气象参数(例如、MAP、MMP、MAT、MMT、MARH、MMRH)相关性(r)热图。叶片水同位素测量值与C-G模型预测值比较。叶片水δ18O和δ2H值的结构方程模型(SEM)。【结论】沿黄土高原高程样带,对降水、土壤水、枝条水和叶片水进行重复采样,探索δ18OLeaf和δ2HLeaf值与气象参数和源水的控制关系。气象参数和源水对δ18OLeaf和δ2HLeaf值的影响不同,δ18OLeaf和δ2HLeaf双图生成同位素线。作者发现δ2HLeaf值与源水同位素的相关性比δ18OLeaf更密切,而高程样带沿线δ18OLeaf和δ2HLeaf值与气象参数具有相似的相关性。观测结果表明,源自δ18OLeaf和δ2HLeaf值的植物有机同位素(例如叶蜡和纤维素)可以提供中国黄土高原相对的气候信息。此外,双同位素分析表明δ18OLeaf和δ2HLeaf值由于相似的海拔和季节响应而密切相关。源水(即降水)主导δ18OLeaf和δ2HLeaf值,气象参数对δ18OLeaf和δ2HLeaf值的影响相当,且随黄土高原样带海拔和季节的变化而变化。未来,作者将研究交叉角与水文气候和生化因素的关系。
  • 虹科案例 | 风力涡轮转子叶片的加速度测量解决方案
    在对风力涡轮机的转子叶片进行加速度测量的任务中,往往存在一个主要困难:必须记录发生的振动并将其传输到系统进行评估。然而,由于现有的高电压和电流,电换能器无法提供可靠的数据。我们将向您展示此问题的虹科加速度测量解决方案,然后向您介绍适用于转子叶片加速度测量的产品。Part.01 风力涡轮机转子叶片加速度测量的问题在发电方面,风力涡轮机想要在激烈的竞争中脱颖而出,最大的挑战是尽可能减少风力发电带来的能源损失。克服这个问题的主要作用是转子叶片的设计。因此,目标是确保形成尽可能少地产生涡流的设计(因为这些会产生制动效果)。转子叶片在涡旋形成过程中开始振动,而这种涡流的形成可以通过转子叶片上的加速度测量来检测。使用测量数据,可以减少进一步的损耗。Part.02 虹科Micronor加速度系统解决方案光纤测量系统是可靠且不受破坏性因素影响对转子叶片进行加速度测量的理想选择。使用这样的测量系统,测量头粘在转子叶片上,而光纤电缆沿着它延伸到轮毂。 然后,带有激光源的控制器和相关评估电子设备位于集线器上。 通过对转子叶片进行这些加速度测量,可以确定可用于优化叶片形状的数据。 此外,您可以根据不同的风况调整转子叶片的位置。测量的核心是具有反射表面的MEMS。 入射光束通过棱镜引导到反射表面上,使反射光束以尽可能大的强度耦合到返回光纤中。 如果发生外部加速度,镜子会改变其轴。 这会偏转反射光束。 因此,在评估电子设备中测量的光强度会降低。 光强度的降低与外部加速度成正比。Part.03 所用产品在MICRONOR,我们提供的系统可以可靠地对转子叶片进行加速度测量。随着我们的单轴或多轴光纤加速度计系统,您可以测量风力涡轮机等高压环境中的振动和运动。您可以在产品类别中找到各种控制器和传感器。我们的虹科MR660控制器有单轴、双轴或三轴的不同版本。它们在电子或机电传感器失效的地方工作。为此,我们提供合适的传感器:圆形 1 轴传感器 HK-MR661 和单轴方形传感器 HK-MR662,以及两轴 HK-MR663 和三轴 HK-MR664。
  • 英斯特朗材料试验机对叶片进行力学测试
    我想您可能会有兴趣?   在本周内即将闭幕的哥本哈根全球气候会议上,我们的大客户,丹麦的LM Glasfiber(艾尔姆玻璃纤维制品有限公司)展示了世界上最大的风力发电机叶片。   实验室工作人员正在使用英斯特朗万能材料试验机3384、8802和3台8801对叶片进行力学性能测试。   通往COP15!   “一、两周前,世界上最大的风电叶片从丹麦小城Lunderskov,经过跋山涉水到达了丹麦首都哥本哈根。这里,在有关全球气候变化讨论最至关重要的那几天,它将吸引几百万人的注意。在12月份,61.5米长的叶片将会恭候世界各国领导人的到到来。   风电工作了!这是本次气候会议来自风电产业最有力的证据之一,世界上最长的叶片,来自LM Glasfiber的61.5米长叶片的连续生产,象征着风电产业的崛起。   叶片充分而清楚地证明了风电产业的集约发展。25年前,最长的风力发电机叶片轮子直径是16米,只能发电50KW.今天,大规模生产的风电发电机叶片旋转直径是126m,扫过几乎两个足球场,额定输出5MW电量-足够为5000户欧洲家庭提供电力。   星期五的早些时候,叶片还在LM Glasfiber的Lunderskov工厂内准备运送到哥本哈根。现在,它被安放在Bella Center的主入口处,作为与丹麦风电业协会(GWEC)协作的风电运动的一部分。   叶片介绍   LM 61.5P叶片的发展原型早在2004年就已产生,经过了几年的在材料、设计和生产过程方面广泛的研发。今天,18.8吨重的叶片,已经在LM Glasfiber的Lunderskov工厂大规模生产了,工厂靠近丹麦小城科灵。在叶片的研发过程中,它们必须接受测试。通过全年的测试试验,叶片必须经受住极端载荷和弯曲,以确定它们,在恶劣和有风的环境下,可以承受20年中等强度的磨损和撕裂。   叶片主要是为海面项目研发的,并且被安装在德国、苏格兰和比利时的海边风场。在20年的使用寿命中,一台5MW额定发电量的风力发电机可以帮助减少18万吨CO2的排放。   61.5米长的叶片!   在实验室测试
  • 中国科大实现对多种植物叶片代谢物空间成像
    记者14日从中国科学技术大学获悉,该校科研团队在植物叶片代谢物质谱成像取得新进展,实现对多种植物叶片中代谢物的空间成像。  这一成果由该校国家同步辐射实验室潘洋教授团队利用自行研发的质谱成像平台,实现对多种植物叶片中代谢物的“拍照”。  研究成果近日发表于国际分析化学领域著名期刊 Analytical Chemistry杂志。  在已知植物种群中,有约200,000个植物代谢物的化学结构被鉴定出来。植物代谢物的成分分析和空间成像对探讨植物代谢物的生物合成、运输、生理机制、自我调节机制及植物与生态的相互作用具有重要意义。  质谱成像是近年来涌现出的分子成像技术,具有免荧光标记、不需要复杂样品前处理等优点。然而,由于植物角质层和表皮蜡的存在,常规软电离技术很难穿透角质层作用于叶肉组织,从而无法对植物叶片中的代谢物进行直接成像。  课题组通过印迹方法,将叶片中的植物代谢物转移至多孔聚四氟乙烯材料上,并对印迹后的材料进行成像,可实现对叶片植物代谢物的间接成像。由于使用DESI/PI技术,相比于传统DESI方法,正离子模式下可新检出多达百种萜类、黄酮类、氨基酸和苷类等次生代谢产物 负离子模式下整体代谢物信号强度可增强一个数量级。  课题组进一步利用该技术对茶叶进行研究,发现咖啡因在叶中脉富集、茶氨酸在叶柄富集并延伸至中脉和叶尾,为咖啡因主要在茶叶中脉合成和茶氨酸在茶叶根部合成并转运至叶片的生物合成位点及转运路径提供了强有力的证据。  实验还检测到茶叶中儿茶素生物合成网络中重要的黄酮类代谢物并以质谱成像的形式展示出空间分布,表明印迹DESI/PI成像技术在探索植物代谢转化位点和途径方面有巨大的潜力。
  • 有人问:GE那么长的风机叶片都是怎么运输的?本期为大家揭秘!
    上次在文章中写到,GE的Haliade-X巨人风机一个叶片就有107米。(风机的叶片那么长,工程师都是怎么制造出来的?)有人好奇,这么长的叶片是怎么运输到现场的?那GE都是如何让这样的大包裹送到现场的?本期我们来为大家揭秘!运输风机叶片GE位于西班牙的LM风电工厂制造出了在当地最长的风机叶片,这些叶片将运输到港口装载在船上运到德国,最终安装在德国北部的默克尔风电场捕获风的力量。制造这个叶片并不容易,但运输一个比电杆还要长近7倍的东西也是个艰难的任务。LM工厂的主管和他的团队花费了13个月的时间,与州政府、地方政府及港务局合作,研究如何把这个庞然大物从工厂运输到46公里外的港口。2017年10月,巨型叶片终于出发了。经过的个别路段拆除了路灯、路标,在环形的道路上也铺设了道路,终于抵达了港口。原以为车技好就够了,看来还是得有些“硬手段”啊。那这样大费周折有必要吗?当然有!叶片越长,风机发电量就越大。LM工厂制造的叶片比上世纪80年代制造的普通叶片要大4倍,而发电量则提升了100倍。让风场以更少的风机产生更多的电自然是大势所趋。现在。风能占欧洲能源的11%以上,预计到了2030年,占比可能达到25%。运输风机机舱说完叶片,接着来说风机的机舱。叶片大,那么机舱也小不了。由GE可再生能源制造的6兆瓦风机的机舱重400吨,每一个都和一辆校车差不多大小,里面装载着风机的发电部件。2016年,5个机舱被装运到法国圣纳泽尔港口特制的“勇气号”上,他们将随着“勇气号”穿越五千多公里寒冷的北大西洋水域,抵达目的地——洛克岛风电场。“勇气号”可不是一般的渡轮,它长约132米,宽约39米,是一艘专门的风机安装船,一到目的地,它就可以像变形金刚一样从船变成海上施工平台,将机舱悬挂并固定在风机的塔架上。2017年5月,布洛克岛风电场开始正式并网发电,发电量约为12.5万兆瓦时,足以为布洛克岛提供90%的能源。在大风机的助力下,布洛克岛的一家柴油电厂也顺利关闭。运输心脏今年4月份,马里兰大学和GE航空集团旗下的AiRXOS公司成功将一个人类肾脏从巴尔的摩圣艾格尼丝医院运送到4.3公里外的马里兰大学医学中心。整个飞行从当天凌晨0点30分开始,历时大约10分钟。44岁的Trina Glispy在凌晨五点接受了肾脏移植。过去的八年中,她始终依靠肾透析维持生命。这是人类历史上首次用无人机运输用于移植的人体器官。美国每年大约有3.5万例器官移植。除了找到配型成功的器官外,及时将器官从捐助者送达接受者也是一个关键环节。运输上一旦延误,很可能对患者造成生命威胁。这些器官要么没有到达目的地,要么延误太久,以至于无法移植。无人机所处的120米以下空域还没有被充分利用,其承运能力还处在未饱和的状态。这为农村和城市地区的器官和药物输送等应用场景创造了机会。AiRXOS也在与美国国家航空航天局(NASA)和联邦航空局开展合作,通过制定标准、测试技术、构建无人交通管理系统和执行飞行操作等方式,定义未来的无人机行业。
  • 全球唯一!这个海上风电叶片检测中心取得新突破!
    近日,中国中车旗下时代新材海上风电叶片检测中心完成验收,正式投入使用。该检测中心是目前全球唯一可开展160米叶片全尺寸结构试验的检测实验室,可支撑百米级叶片的研究和检测,验证大尺寸叶片的可靠性。该检测中心位于江苏省盐城市射阳港经济开发区,2022年7月启动建设,占地面积约6.7万㎡,规划建设4个试验承载平台,已建成2个平台,可测试叶片最大功率级别20MW、最大叶片静力极限弯矩载荷200000kNm、最大疲劳弯矩载荷100000kNm、最长叶片长度160m、最大叶根节圆直径7.2m。检测中心采用先进的设计与施工工艺,8m*8m整体面板的凹凸程度不高于0.5mm,平整度超LED显示屏。最大载荷是现有10MW机组载荷的5倍,与2万吨吊车起吊能力相当。静力试验单点加载载荷达50吨,基于神经网络控制技术实现了16点协同精准加载,加载精度误差≤0.5%。叶片疲劳试验依据目标载荷自动扫频启动,试验全程闭环控制,已实现无人值守。中车时代新材海上风电叶片检测中心拥有风电仿真计算平台、频率、静力、疲劳等各类检测系统,加速了中车
  • ASD | 利用高光谱反射率预测温带落叶阔叶树木的叶片性状
    ASD | 利用高光谱反射率预测温带落叶阔叶树木的叶片性状:通用模型可适用于整个生长季节吗?追踪生长季和地理区域中叶片性状的变化是理解陆地生态系统功能的关键。野外光谱法是原位监测叶片功能性状的有力工具,在农业、林业和生态学中都有许多应用,例如,叶片光谱已用于表征许多叶片理化特性,预测倍体水平,估计叶龄,甚至可以预测入侵植物对凋落物分解的影响。但目前尚不清楚是否可以开发通用统计模型来根据光谱信息预测性状,或是否需要根据条件变化进行重新校准。特别是,生长季多个叶片性状同时变化,是否可以从高光谱数据成功预测这些时间变化是一个悬而未决的问题。基于此,为了填补研究空白,在本研究中,一组国际研究团队利用标准实验室方法(包括光捕获和生长:N(%),δ15N(‰),δ13C(‰),叶绿素,可溶性C(%)和叶片含水量(LWC);防御和结构:每单位面积的叶片质量(LMA g m-2)、总C(%)、半纤维素(%)、纤维素(%)、木质素(%)、总酚类(mg g-1)和单宁(mg g-1);岩石衍生营养素:P(%)、K(%)、Ca(%)、Mg(%)、Fe(μg g-1)、Mn(μg g-1)、Zn(μg g-1)和B(μg g-1))和叶片光谱(利用光谱范围为350-2500 nm的ASD FieldSpec 3进行测量,在350-1000 nm,采样间隔为1.4 nm,在1000-2500 nm,采样间隔为2 nm)追踪了整个生长季的变化,研究了温带落叶树木多种叶片性状和光谱特性之间的联系。旨在回答以下问题:(1)常见物种叶片的理化性状在生长季如何变化?(2)叶片反射率在生长季如何变化?(3)生长季叶片理化性状和光谱之间是否存在可预测的关系,从而使叶片光谱能够不受时间限制地远程追踪森林生态系统功能的变化?然后评估叶片光谱是否可以在季节效应的影响下稳定地捕获叶片性状,为通过机载和星载传感器的高光谱成像进行大尺度叶片性状调查奠定基础。【结果】理化性状和光谱在整个生长季变化很大,虽然6月和9月之间收获的成熟叶片变化较小。重要的是,叶片光谱可以准确预测大多数叶片性状的季节性变化,成熟叶片的预测精度通常较高。然而,对于一些性状,PLSR估算模型因物种而异,单一PLSR模型不能用于物种水平的准确预测。8个落叶树种叶片光谱及其变异性(平均反射率(a)和变异系数(b))的季节模式。2017 年 5 -10 月,不同季节对英国剑桥Madingley林地21种叶片性状全/特定光谱数据最佳PLSR性能的影响。2017 年 5-10 月,不同物种对英国剑桥Madingley林地21种叶片性状全/特定光谱数据最佳PLSR性能的影响。【结论】叶片光谱可成功预测整个生长季多种功能性叶片性状,为机载和星载成像光谱技术监测和绘制温带森林植物功能多样性奠定了一定基础。请点击下方链接,阅读原文:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650309890&idx=1&sn=9bddcb74cbb31a26c18ad6aee87f4344&chksm=bee1a9fd899620ebd02f200799a9370626a1d8b6fee07375ad2580b562fa8ad686a495393775&token=1524960455&lang=zh_CN#rd
  • 航空叶片三坐标自动测量研究现状和发展趋势
    p   航空发动机叶片几何形状复杂、尺寸跨度大、加工精度要求高等特点决定其成为了航空发动机中加工制造的难点,同时也对航空发动机叶片加工质量检测精度和检测效率提出了更高要求。航空发动机叶片检测技术已逐步从定性检测到定量检测,从接触式检测到非接触式检测,从传统手工检测到自动数字化检测,从二维比对检测到多自由度组合检测,从单一规格大批量检测到多规格小批量检测。航空发动机叶片质量检测方法众多,如标准样板法、自动绘图测量法、光学投影测量、电感测量法、坐标测量法、激光测量法、机器视觉测量法等,其中,三坐标检测凭借通用性强、重复性好、稳定性强、检测精度高等优势在航空叶片制造企业中被广泛应用,但此种方法要求测量时处于恒温环境下且采样效率较低。本文将介绍和评析航空叶片三坐标自动测量研究现状和发展趋势,并基于三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine,CMM)提出一种改进型航空叶片自动测量与控制系统。 /p p style=" text-align: left " strong   1 叶片三坐标自动测量研究现状 /strong /p p   (1)基于CAD数模的自动测量 /p p   基于CAD数模的三坐标测量是产品设计、加工、测量一体化进程中的重大突破。CMM的测量能力和可操作性在很大程度上取决于测量软件的功能,测量软件决定了CMM可采用的测量方式以及应用范围。目前很多叶片测量软件都具备基于CAD模型脱机编程功能,比如海克斯康PC-DMIS、蔡司Calypso等,并能读入多种文件格式,如IGES、DXF、STL及VDA等格式,也可以兼容UG、Pro/E或CATIA等CAD格式文件。 /p p   CMM可实现基于CAD数模的叶片自动测量,待测点的分布和采集、测量路径优化及测量程序生成是自动测量中的关键问题。杨雪荣等结合ARCO CAD测量软件,实现了对基于CAD数模零件进行自动测量 周保珍等基于UG CAD提出了沿待测点矢量方向测量的方法,并给出了自动生成DMIS测量程序的方法步骤 刘勇等在前人的成果上基于UG CAD数模给出了叶片自动测量路径规划系统的操作流程 S.G.Zhang等基于CAD数模特征,在CMM平台上设计了一套检测过程规划原型系统,能极大减少判断探针方向的时间 Hui-Chin Chang等基于汽轮机叶片CAD数据库,系统通过简单三角函数计算在短时间内能自动生成无碰撞检测路径,并输出DMIS格式文件。 /p p   在对三坐标测量系统进行研究总结后,测量程序生成方法主要有以下几种: /p p   ①脱机编程。此方法根据待测件的几何特征和公差要求,用DMIS语言手动编写测量程序,以指导CMM自动测量。但此方法对操作人员专业水平要求较高,编程所需时间长。 /p p   ②自学习编程。此方法适合没有CAD数模和设计图纸的情形下,操作较为简单便捷,适合产品大批量测量。在手动测量一次后,三坐标测量软件系统会自动记录测头运动和操作并保存为测量程序,对相同批次的产品可实现自动重复测量。但此时测量软件需要与CMM联机才能完成程序的编制,CMM其他任务将会被占用。 /p p   ③自动编程。此方法将CAD数模导入到CMM测量软件中,将工件坐标系(即测量坐标系)与理论坐标系进行对齐后,检测员基于CAD模型进行测量路径规划,测量软件系统按照GD& amp T设计要求,自动生成DMIS程序,动态虚拟模拟路径无误后自动保存。也可利用三维软件二次开发功能、C#编程语言或VB编程语言等工具,根据三维软件生成的测量前置文件(包含测量点信息和测头信息)开发格式转换程序,直接生成DMIS格式文件,大幅提高测量效率。 /p p   在无图纸的情况下实现叶片的批量测量,可基于光学扫描仪完成叶片初始点云数据的采集,然后利用Geomagic Design Direct设计软件进行逆向建模,获取初始CAD模型,并导入PC-DMIS测量软件中,以引导CMM进行测量路径自动规划。基于CAD数模的交互自动编程较手工编程而言,效率更快、更清晰直观、方便验证,而且也便于对测量点进行采集和编辑。目前,基于CAD数模自动测量已被国内外先进的CMM测量软件普遍采用。 /p p   (2)自动定位夹具 /p p   目前,由于航空叶片形状复杂且规格繁多,检测时并没有与之兼容的通用定位夹具。国内很多航空叶片制造企业基于三坐标检测普遍都采用简单支撑固定的方式,以降低制造成本,而且每次只能对单个叶片进行测量,每次都需要对待测叶片进行装夹和粗定位,导致叶片检测效率极低。 /p p   针对以上难点,不断开展叶片专用夹具研究,叶建友等提出了柔性相变材料夹具为叶片自动化测量提供保障。定位件和夹紧体位置灵活可调,一套柔性相变材料夹具能装夹一定尺寸范围内任意形状的零件。但该夹具存在准备周期长、刚性不足、手工操作繁琐等问题,同时,仍只能对单一叶片实现定位夹紧,在提升检测效率方面效果并不显著。容器里相变材料反复进行固液态两相变换,膨胀和收缩不可避免,势必影响到夹具的装夹精密度和稳定性。 /p p   陈林等设计了一套叶片测量气动专用夹具,利用榫根底面、侧面及内径相面进行6点定位并对底平面实现磁力夹紧,有利于实现叶片测量自动化。该套夹具具有刚性强、定位精准、操作简单等特点,但对于具有轴颈型榫根或枞树型榫根的叶片无法实现固定支撑,且仍只能对单一叶片进行测量。 /p p   通过研析现有文献和对叶片企业的实地调研,针对航空叶片夹具设计提出参考规则:①夹具在对工件进行装夹时,能保证工件位置的正确性 ②基于某一特征,夹具可对同一规格叶片进行多片装夹定位 ③夹紧操作不能损伤叶片 定位要可靠 夹具系统稳定性强,操作简便快速 ④使用三坐标测量机进行测量时,夹具必须保证探针对于待测叶片的空间可达性且不发生碰撞 ⑤夹具应避免使用吸铁等带有磁性的材料,避免工件或探针收到磁性作用而影响测量结果。 /p p   (3)自动测量系统 /p p   当前,国内很多叶片加工企业在检测环节没有实现模块化和系统化,特别是在信息共享和自动控制方面能力不足。具体表现在:①测量数据过度离散化,可追溯性较差 ②测量过程人机交互多,自动化程度低 ③工序质量控制能力弱,产品报废率高。 /p p   在工业4.0智能制造的大背景下,海克斯康集团推出了自动化、智能化的测量系统。整个自动化测量系统分为几个物理单元:三坐标测量机、自动控制系统及管理软件、料架系统、零件识别系统、机器人系统、机器人外围系统及安全防护系统。通过信息系统把各单元串联起来,形成有效的集成单元,对测量信息高效管理,并对工序过程进行有效的数据反馈,明显提升生产效率。 /p p   智能化作为自动化的高级应用,智能测量系统在工业4.0中扮演重要角色,雷尼绍公司推出搭载第二代REVO多传感器五轴测量系统的大型龙门式三坐标测量机有如下特点:①分辨率提高近20倍 ②可加载不同的测量模块 ③不仅可以测量大工件大尺寸,也可以测量大工件小尺寸 ④采用螺旋扫描,采集点的效率高。 /p p   (4)叶片三坐标自动测量发展趋势 /p p   三坐标测量技术的不断发展促进了测量行业的进步和变革,也对三坐标测量技术提出了更高要求。在航天航空领域,面向智能制造的高精度动态实时测量技术和飞机大尺寸数字化测量关键技术不断被讨论和研究,其中航空叶片三坐标测量技术的研究方向主要是:①自动化、智能化 ②实时监控、可视化 ③高速、高精度、高稳定性。 /p p strong   2 叶片自动测量夹具设计 /strong /p p   (1)叶片检测现状 /p p   以叶片的叶型测量过程为例,无锡某航空叶片企业的检测过程需要的人机交互操作较多,如待检叶片信息的输入,待检叶片的装夹及粗定位、抽调对应的测量程序、PDF文件名及保存路径的输入等,该企业现有检测流程如图1所示。 /p p style=" text-align: center "    img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/212bc28d-9c34-4158-a4cf-746818aaacd4.jpg" title=" 1.jpg" style=" width: 420px height: 298px " width=" 420" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 298" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   图1 现有叶型检测流程 /p p   在检测过程中,若没有及时的人机交互,CMM就会停机等待操作指令。由于该检测流程仅面向单个叶片,检测效率极其低下,根本无法满足正常的叶片检测需求。 /p p   针对上述实际问题有以下解决方案:①增加三坐标测量机以及检测人员数量 ②增强企业叶片数控加工系统的可靠性 ③引进全过程自动化在线控制检测系统 ④优化叶片现有三坐标测量机夹具。 /p p   方案①中通过增加检测设备和人力投入显然不符合企业低成本的要求,在设备维护和人员管理上也会耗费巨大 方案②虽然可以改善叶片加工稳定性和精度,减少了叶片检测的任务量,但对于中小型企业来说,短期内很难突破关键技术瓶颈,对企业资金能力、技术能力、检测环境等都提出了更高要求,实施难度大 方案③为目前先进的自动化检测技术,可以实现100%检测并实现零废品率,一定程度上可以降低生产成本,但中小型企业生产规模小,一次性投入太大 方案④是建立在现有设备和人力不变的情况下,通过优化叶片检测夹具来实现叶片测量效率的提升,显然这个方案更加适用于中小型企业。通过对该企业CMM检测过程的实地调研,来找到最合适的解决方案。具体改进后的叶片叶型检测流程见图2。 /p p style=" text-align: center "    img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/c306372c-5a40-443d-bdcd-097232cca3b8.jpg" title=" 2.jpg" style=" width: 500px height: 467px " width=" 500" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 467" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   图2 改进后叶型检测流程 /p p   通过电子扫描槍对该待检测叶片工序流转卡进行扫描获取叶片ID号,系统自动在产品工艺数据库中根据叶片ID号检索相关加工工序信息。选择检测对应工序名后,系统自动从该数据库中检索对应工序的测量程序文件地址,从FTP服务器下载测量程序到Calypso测量软件指定文件夹,并保留待检测叶片相关信息至指定文本文件作为该叶片自动保存地址。运行Calypso软件并调取对应测量程序,叶型测量完成后调取Blade Pro分析软件的同时运行自动保存应用程序,该应用程序捕捉到系统保存窗体的弹出并获取文本文件中保存地址和名称,实现测量报告的自动命名和保存。生成的PDF文件自动上传到FTP服务器,作为该企业的工艺资料储备。生成的TXT文件经过自动转换后导入MySQL工艺数据库,可实现测量数据的精确查询和SPC分析。对于在可控范围内的测量数据,在逆向工程中进行特征数据提取实现叶片三维建模,以指导无图纸工件进行CMM测量路径规划,并生成测量程序完成自动化测量。 /p p   (2)自动测量夹具方案 /p p   由于该企业三坐标测量机叶片专用夹具一次只能对单一叶片进行装夹定位,针对燕尾型榫根叶片叶型测量,提出一种多片自动测量专用夹具,该装置主要由夹具体、气缸、气缸座、基座、定位销钉、夹紧块、带有9个楔形块结构的矩形轴组成,单元结构如图3所示。 /p p style=" text-align: center "    img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/fc8a2889-a955-437c-b2af-0bea51b52c36.jpg" title=" 3.jpg" style=" width: 300px height: 180px " width=" 300" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 180" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   图3 夹具单元结构 /p p   该夹具能实现9片叶片联装联测,由原本单个支撑工位线性地扩展成9个联测装夹工位。该工装夹具利用蔡司Calypso和PDFFactory配合连续测量,并最多保存9份检测报告,缓解企业CMM检测能力不足和效率低下的问题。 /p p   采用两个定位销钉和一个紧固螺钉连接夹具体与基座 9个夹具体线性分布在基座上,保证间隔不干涉叶片装夹 矩形轴两端均采用滑动副,并带有9个楔形块,楔形块和夹紧块配合形成滑动副。 /p p   夹具装夹方式是:夹具体楔形面和燕尾型榫根楔形面配合,模拟叶片装配状态,限制了榫根5个自由度 用定位销钉对榫根侧面进行定位,限制了榫根1个自由度 通过启动气缸推动矩形轴移动,从而使楔形块推动夹紧销钉向上移动,实现对9片叶片同步进行装夹。单个榫根装夹图如图4所示。 /p p style=" text-align: center "    img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/4b836cd9-4fe9-4d79-92e2-9ea4889a0a04.jpg" title=" 4.png" style=" width: 300px height: 213px " width=" 300" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 213" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   图4 单个榫根装夹 /p p   以榫根楔形面的中分面(即通过发动机轮毂盘轴线的径向面)工件测量坐标系的XOZ平面,以给定值来确定XOY平面和YOZ平面,以此建立工件测量坐标系(见图5),且该坐标系与建立CAD数模的理论坐标系保持一致。 /p p   在对9片叶片进行检测路径规划时,只需要在DMIS文件中在第一片叶片工件坐标系基础上连续偏置一个固定值即可得到其他叶片的工件坐标系。 /p p   该夹具具有以下特点:①定位装置尺寸链短,对测量精度影响较小 ②多叶片可同步装夹和拆卸,实现批量测量 ③采用气动夹紧,实现自动夹紧测量。 /p p    /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/bacf711e-9ee3-41e0-843f-949e80d69dc4.jpg" title=" 5.png" style=" width: 310px height: 167px " width=" 310" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 167" border=" 0" / /p p style=" text-align: center "   图5 建立叶片工件坐标系 /p p strong   小结 /strong /p p   本文对航空叶片自动化测量技术研究现状和发展趋势展开论述,总结了基于CAD数模的检测路径规划方法和DMIS文件生成方法和自动测量夹具设计基本准则,结合相应实例对叶片自动检测系统未来趋势做了总结阐述,并针对某航空叶片企业实际情况给出了相应解决方案,提出了改进型叶型测量夹具,极大提高了检测效率。 /p p br/ /p
  • 风电叶片检测有奇招!全自动NDT检测系统
    中国的风电市场,在“双碳”目标明确提出后,风电一直是我国环保事业中重要的一部分。风电领域中,风机的叶片是重要的组成部分,直接关系着风机的运转效率及状态。Evident NDT大系统部门,针对风电叶片行业开发了全自动叶片检测系统WBIS(Wind Blade Inspection System)。 该检测系统通过集成AGV(自动导航小车),机械手,电池组,水循环系统,控制系统,并结合Evident自主开发的Focus PX及软件组成高效的全自动化检测系统。,时长03:01检测区域:翼梁和腹板粘结的完整性检查左右滑动查更多全自动的NDT检测系统,扫描过程中无需操作员。得益于这些定位点,WBIS能够自动连续检测叶片两侧。检测动线左右滑动查更多探头在腹板区域移动,AGV和机械手将它们的轴组合起来,以创建X&Y光栅扫描。绿色箭头:AGV移动 红色箭头:机械手移动两个方向上的扫描分辨率由用户选择,以获得数据分辨率及检测效率。以下检测效率作为示例:腹板长度: 60 米长分辨率: 翼弦方向: 1mm, 翼展方向: 3mm, 0.1mm A扫 并沿弦线进行500mm的扫描。检测时间: 2m / min数据大小: 10,3 GB上传速率: 100 MB/s轻松高效的数据分析区别于现有NDT检测设备的数据分析模式,WBIS检测数据被划分为700 MB的文件,一旦可用,就可以进行动态实时传输。因此,数据分析可以更早地开始,并在收到前两个文件后立即开始,而非等到整个检测过程完成之后再分析。WBIS数据可以轻松上传到远程位置(或者云服务器上)进行远程集中分析。WBIS优势:全自动检测,检测过程无需人员操作,实现远端控制高检测效率,扫查分辨率可根据需求调整自带安全传感器及定位点,实现较高安全性独立系统,所需装置均安装于机上,无外界电缆,水管占地面积小,小于2平方米针对不同叶形,检测设置快速切换,无任何机械调整机械手传感器及水楔自由角度,实现叶片曲率变化的仿形检测水循环系统实现供水,回水动态循环,实现稳定耦合
  • 恒美-植物光合作用测定仪检测植物的活体叶片光合作用-新品
    点击了解更多产品详情→植物光合作用测定仪 植物光合作用测定仪是一种用于测量植物光合作用效率和光合速率的设备。它可以帮助我们了解植物的光合作用情况,评估植物的健康状况和生长状态。 植物通过光合作用将光能转化为化学能,产生氧气和养分。光合作用测定仪通过测量植物叶片的光合速率和光能利用效率,可以评估植物的光合作用强度和效果。 使用植物光合作用测定仪非常简单。首先,将测定仪的探头或传感器放置在植物叶片表面。然后,仪器会通过测量叶片表面的光反射和吸收情况,计算出植物的光合速率和光能利用效率,通过测量植物的光合速率和光能利用效率,可以评估植物的健康状况。如果植物的光合作用效率较高,说明植物能够有效利用光能进行光合作用,代表植物健康良好。相反,如果植物的光合速率较低或光能利用效率较低,可能意味着植物存在养分缺乏、叶片受伤或其他生理问题。 植物光合作用测定仪可以监测植物的生长状态。通过定期测量植物的光合速率和光能利用效率,可以了解植物的生长过程中光合 作用的变化和适应能力。根据测量结果,可以调整光照、水分和养分等环境因素,以促进植物的健康生长。 优植物光合作用测定仪可以帮助研究人员和植物园艺师优化光合作用条件。通过测量不同光照、温度和其他环境因素对植物光合速率和光能利用效率的影响,可以确定最佳的光合作用条件,提高植物的生长效率和产量。 植物光合作用测定仪对于植物检测具有重要的作用。它可以帮助我们了解植物的光合作用情况,评估植物的健康状况和生长状态,优化光合作用条件,为植物的种植和研究提供科学依据。
  • 前沿应用丨TESCAN Micro-CT 应用于风机叶片的结构缺陷研究
    TESCANUniTOM是一款配置灵活的多分辨率3DX射线CT显微镜,可以对大尺寸的风机叶片(长约40cm)整体3D成像,这是一种非破坏性的技术,可以在不破坏材料的前提下,快速方便地获取风机叶片材料的内部结构,从而进一步研究和分析结构缺陷对叶片材料结构完整性的影响。毫无疑问,风是一种潜能巨大的新能源,在数秒钟内就能发出一千万马力(750万千瓦)的功率。风很早就被人类利用,比如用风车来抽水、磨面等,而现在风能主要被用作风力发电,通过风力带动风机叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。由于风力发电非常环保,无需使用任何燃料,也不会产生辐射或空气污染,因此得到广泛的应用。(图片来源于网络)但风机叶片作为风力发电机的核心部件之一,因积年累月的运转在自然环境中,长期受日照、风雪、雷电,沙尘,甚至大气污染等环境的侵蚀,叶片材料容易老化和损坏,这不但会导致昂贵的维修费用和停机成本,不良的叶片性能还会影响整个叶片的完整性,造成发电量的严重损失,甚至引发事故。风机叶片材料的损坏和老化(图片来源于网络)为了有效避免事故,减少风险,我们首先需要探究一个问题:风机材料的老化和损坏到底是如何影响叶片结构完整性的呢?我们知道风机叶片对材料的要求很高,不仅需要具有较轻的重量,还需要较高的强度、抗腐蚀、耐疲劳性能,因此复合材料在风机叶片的制造中被广泛应用,它占整个风机叶片的比重高达90%。但复合材料是由多种非均质材料组成的,在宏观和微观尺度上的结构都非常复杂,需要利用多尺度三维成像方法才来获得其完整的内部结构。那有没有一种方便快捷的多尺度成像方法能帮助我们快速获得叶片材料的完整内部结构呢?TESCANUniTOM是一款配置灵活的多分辨率3DX射线CT显微镜,可以对大尺寸的风机叶片(长约40cm)整体3D成像,这是一种非破坏性的技术,可以在不破坏材料的前提下,快速方便地获取风机叶片材料的内部结构,从而进一步研究和分析结构缺陷对叶片材料结构完整性的影响。(一)全局扫描,无损获取材料内部宏观结构首先,使用TESCANUniTOM对叶片材料样品进行了整体扫描成像,获得了复合材料的内部宏观结构。如下图中的横向切片所示,我们可以看到风机叶片是由多层玻璃纤维组成,在层之间的树脂中还存在许多孔隙,并且在复合材料的表面覆盖有涂层。对叶片材料整体成像,观测内部结构从风机叶片材料的概览图像和横截面中,可以观察到叶片材料中存在不同大小的孔隙,对这些孔隙进行进一步分析,发现检测到的大多数孔隙可能与存留在材料不同玻璃纤维层之间的气泡有关。孔隙度三维成像分析(蓝色代表较小的孔隙,红色代表最大的孔隙)孔隙度直方图统计分析(二)对概览图实时缩放分析,洞悉更多细节利用TESCANUniTOM系统,可以非常方便地在获得的概览图上选择感兴趣区域,进行实时缩放扫描,来对特征区域进行更加细节的观测。在对感兴趣区域的高分辨观察中,我们发现原本观测不到的存在于玻璃纤维层内和涂层内的孔变得清晰可见(不用对样品做任何处理,分辨度可增加5~10倍,达到12μm),并且借助于高分辨率的细节图像,也可以区分穿过涂层并在涂层下方的树脂内延伸的微小裂缝。局部扫描成像,洞悉更多结构细节然后,从较大叶片的垂直层中,选择一块具有代表性的区域,提取直径为5mm的样品。通过对样品的高分辨率扫描分析,可以得到材料内部不同层的详细信息,甚至可以区分出单根的玻璃纤维。此外,根据样品的横截面剖析,也可以观察到材料内部存在有不同类型的孔隙。对样品进行高分辨扫描,获取更多复杂信息材料内部不同层的特性分析分析表明,在这种叶片的复合材料中确实存在较大的孔隙,而这主要与材料内部玻璃纤维层中的起伏和这些层之间的空气泡有关。(三)涂层分析在叶片复合材料结构的顶部,通常会采用覆盖涂层的方式来增强材料的性能。但这种涂层非常的薄而且涂覆面积非常大,分析时既要求很高的分辨率,又需要分析很大的面积,采用传统的表征方法是不可行的。但TESCANUniTOM具有亚微米级的高分辨率(真实空间分辨率可以达到500nm),并能够分析大尺寸的样品(容纳样品直径可达40cm,高度可达50cm),非常适合叶片复合材料中覆盖涂层的分析。我们利用UniTOM系统对复合材料的内部结构进行局部扫描和放大分析,并借助软件将涂层与材料其他结构分离,对涂层的内部成像,可以发现在整个涂层中也存在大量的小气泡。对涂层结构成像分析,分类筛选出涂层中的小气泡可见,TESCANUniTOM是一款灵活的、模块化的多分辨率X射线CT显微镜,能够对完整的叶片材料样品整体成像来评估材料宏观尺度上的内部结构,还可以在获得的概览图像上选择感兴趣的区域,实时缩放进行更高分辨率的变焦扫描,最大化图像质量、分辨率和分析速度,是一种非常高效和实用的多尺度分析工具。风机叶片材料结构缺陷的多尺度高分辨研究
  • 重磅!我国科学家实现植物叶片代谢物质谱成像新方法!
    近日,中国科学技术大学国家同步辐射实验室的研究团利用之前自行研发的解吸电喷雾电离/二次光电离(DESI/PI)质谱成像平台结合多孔聚四氟乙烯印迹技术,实现对多种植物叶片中代谢物的空间成像。研究成果发表于国际分析化学领域著名期刊Analytical Chemistry。代谢活动是生命体的本质特征和物质基础。随着生物分析技术的发展,代谢组学逐渐成为生物学研究的重要领域,并在植物研究中受到广泛关注。目前已知的植物有30万-35万种,其产生的代谢产物预计有20万-100万种,其中鉴定出化学结构的植物代谢物约有20万个。植物代谢物的成分分析和空间成像对于研究植物代谢物的生物合成、运输、生理机制、自我调节机制及植物与生态的相互作用具有重要意义。质谱成像技术(MSI)是基于质谱发展起来的一种分子成像新技术。通过直接扫描生物样本,可以同时获得多种分子的空间分布特征,具有免荧光标记、不需要复杂样品前处理等优点。但常规的MALDI和DESI等软电离技术难以穿透植物叶片表层的角质层和表皮蜡作用于叶肉组织,因此无法对叶片中的代谢物进行直接成像。为解决这一问题,研究团队通过印迹方法,将叶片中的植物代谢物转移至多孔聚四氟乙烯材料上,并对印迹后的材料进行成像,以这种间接成像方式实现了叶片植物代谢物的质谱成像。研究团队在成像种使用的技术是2019年团队自行研发的解吸电喷雾电离/二次光电离(DESI/PI)质谱成像技术。该技术的关键是在DESI喷雾装置后引入一套光电离系统和高效离子传输管道,可通过开、关光电离源,实现对多种极性和非极性组分的高灵敏度空间成像。相比于传统DESI方法,正离子模式下可新检出多达百种萜类、黄酮类、氨基酸和苷类等次生代谢产物;负离子模式下整体代谢物信号强度可增强一个数量级。研究团队以茶叶为实验对象对该印迹DESI/PI成像技术进行了验证,在咖啡因、茶氨酸和儿茶素等茶叶代谢物研究中取得了重要成果,表明印迹DESI/PI成像技术在探索植物代谢转化位点和途径方面有巨大的潜力。作为一门新兴的学科,植物代谢组学还处于发展的初级阶段,印迹DESI/PI成像技术为植物代谢组学研究提供了一种新的方法,推动了植物代谢组学的发展。
  • 莱恩德新品|便携式叶绿素测量仪:随时随地测量植物叶片的叶绿素
    点击此处可了解更多产品详情:便携式叶绿素测量仪  在自然界中,植物是生命之源,通过光合作用将太阳能转化为化学能,为人类提供氧气和食物。在光合作用中,叶绿素是植物体内最重要的色素之一,它可以吸收太阳光能并转化为化学能,进而促进植物的生长和发育。因此,叶绿素含量的测量对于了解植物的生长状况和环境变化具有重要意义。    为了方便快捷地测量叶绿素含量,人们发明了便携式叶绿素测量仪。该仪器采用光谱仪测量植物叶片的光谱反射率和透射率,并利用叶绿素在光谱中的特征吸收峰来计算叶绿素含量。通过该仪器,人们可以在短时间内获取大量植物叶片的叶绿素含量数据,从而对植物的生长状况进行评估和分析。    便携式叶绿素测量仪具有多种优点。首先,它具有便携性,方便携带和操作,可以随时随地测量叶绿素含量。其次,它具有高精度和高可靠性,可以快速准确地测量叶绿素含量,并避免人为误差和环境因素的干扰。此外,该仪器还具有用户友好的操作界面和强大的数据处理能力,可以快速处理和分析测量数据,为科研和生产提供有力的支持。    在应用方面,便携式叶绿素测量仪被广泛应用于农业、林业、生态学和环境科学等领域。在农业生产中,通过测量叶绿素含量可以评估作物的生长状况和营养状况,进而指导施肥和灌溉等管理措施。在林业研究中,叶绿素测量可以帮助人们了解森林生态系统的结构和功能,为森林保护和管理提供科学依据。在生态学领域,叶绿素含量可以反映植物对环境的适应能力和竞争能力,进而研究植物生态系统和全球气候变化等课题。    总之,便携式叶绿素测量仪是一种非常有用的工具,可以帮助人们快速准确地获取植物叶片的叶绿素含量数据,从而对植物的生长状况和环境变化进行评估和分析。随着科学技术的不断发展,该仪器将会得到越来越广泛的应用和推广。莱恩德新品|便携式叶绿素测量仪:随时随地测量植物叶片的叶绿素
  • 共聚焦成像如何助力水稻病菌稻热病研究?
    稻热病是最严重的水稻病害。稻热病菌透过分生孢子散播,其分生孢子在植株上萌发后,可形成特化的构造附着器以穿透植物组织,菌丝可经原生质丝在组织间生长蔓延,并再度产生分生孢子,在空气中以气流传播。子囊菌真菌稻热病菌被称为引起稻瘟病的半营养型病原体。稻热病菌感染水稻的叶子、茎和穗,并导致产量严重下降。为了建立对这种疾病的新的控制方法和开发抗性水稻品种,研究稻热病菌与水稻之间基因间和蛋白质间相互作用的细节。本文中,我们将介绍一个使用CFI Apo Lambda S 40XC 水镜拍摄稻热病菌微分干涉成像(DIC)和共聚焦扫描成像的应用实例,东京农业大学Hiromasa Saitoh 教授研究使用植物病原真菌中差异基因表达鉴定新病原基因。实验概述通过对接种水稻子叶的稻瘟病菌分生孢子悬液的进行 RNA-Seq 分析,发现假设的多个效应蛋白基因表达增加,并在接种12 至 24 小时后 (hours post-inoculation , hpi) 达到峰值(随着渗透和扩散逐渐增长),但在36 或 48 hpi 出现下调。在这些效应蛋白基因中,研究人员选择了7 个高表达基因,并制备了相应的稻瘟病菌干扰突变体。其中一个基因突变的菌株表现出低的致病性,该基因被命名为 MoSVP。为了调查MoSVP 在真菌中表达的时间和位点,稻瘟病菌转染报告质粒(MoSVP::mCherry),在该质粒中mCherry (红色荧光蛋白) 的基因被插入到MoSVP启动子的下游。作为实验对照组,另一个报告质粒(Rp27p::mCherry),插入在稻瘟病菌核糖体蛋白27基因的下游。每一个转化株的孢子悬浊液在盖玻片上孵育或接种在水稻叶鞘内测的上皮,使用DIC 和共聚焦扫描显微镜对感染相关的形态和mCherry荧光的表达进行观察。Figure1. 水稻叶鞘接种和样本准备。Figure2. 表达有MoSVPp::mCherry的水稻瘟病菌的mCherry(红色)和DIC。分生孢子在胚管顶端萌发并发育出附着胞,然后渗透到宿主细胞中并形成侵入性菌丝。通过使用CFI Apo Lambda S 40XC 水镜进行DIC 和荧光观察,发现mCherry 荧光蛋白在玻片孵育18小时后可开始表达,同时接种在水稻叶鞘细胞上的菌丝在接种24小时后可以被观察到。Figure3. 在MoSVPp::mCherry突变菌株中, mCherry荧光的表达在18或24 hpi后在附着胞有明显的增强,然后表达下降。在Rp27p::mCherry 转化菌株中,mCherry荧光的在观察的时间点内表达量稳定。另外, mCherry 荧光在附着胞、分生孢子和胚芽管(12,18,24 hpi)和入侵的菌丝内(30 hpi)内均表达明显. 因此,该文揭示MoSVP 启动子在稻瘟病菌早期渗透到宿主细胞时被激活,表达在附着胞内。实验小结本文制备了一个由 MoSVP 启动子控制的表达mCherry 的稻瘟病菌株,并使用CFI Apo Lambda S 40XC 水镜对其感染相关的形态学进行DIC 和共聚焦观察。 结果证实,MoSVP 表达在稻瘟病菌感染后的早期阶段的附着胞内。这些结果显示,结合高精度的物镜和共聚焦扫描系统可以清晰的对植物致病真菌的荧光信号的定位和表达时间窗进行可视化。参考文献RNA-Seq of in planta-expressed Magnaporthe oryzae genes identifies MoSVP as a highly expressed gene required for pathogenicity at the initial stage of infection. Molecular Plant Pathology (2019) 20 (12), 1682-1695.
  • 水稻种子脱芒清选机介绍
    托普云农厂家生产的5S-200水稻种子脱芒清选机是用于水稻育苗时稻种脱芒(枝梗)作业的机器。水稻种子清选机由筛选装置、风选装置、电控装置和支架装置组成,作业效率高、操作简单,加工时稳定、可靠,移动方便,广泛应用于小区实验,有利于工厂化育秧作业。功能特点:1、水稻种子脱芒清选机由筛选装置、风选装置、电控装置和支架装置组成。占地小,操作简单,加工净度高,清机方便,能有效地防止混杂,保证种子的纯度。2、清筛橡胶球采用特殊配方制成,弹力较传统橡胶球大幅度提高,且耐低温、耐老化,能保证良好的清筛效果。3、筛片为镀锌钢板,由电脑全自动冲床加工完成,具有良好地防锈能力和精确度。4、适用于各种谷物,特别对小麦、玉米、水稻种子具有良好的精选分级效果。技术参数:最z大生产率(以小麦计):200 kg/h筛片层数:三层,可任意选一种作物的筛片。外形尺寸(长×宽×高 ):1600×800×1700 mm电 源:220V 50Hz总 功 率:1.22 kW
  • 智慧农业团队在多尺度稻叶瘟敏感光谱指数构建及遥感监测方面取得重要进展
    近日,农学院智慧农业团队在国际顶级遥感期刊《Remote Sensing of Environment》发表了题为“A disease-specific spectral index tracks Magnaporthe oryzaeinfection in paddy rice from ground to space”的研究论文,报道了他们在多尺度稻叶瘟敏感光谱指数构建,以及小农户田块稻叶瘟发生时空动态遥感监测方面的重要进展。稻瘟病(Magnaporthe oryzae)是威胁全球水稻生产的最具破坏性的真菌病害。现有的稻叶瘟发病信息主要通过田间调查来获取,这种方法不仅费时费力,而且存在代表性差等弊端,难以满足大范围稻瘟病高时效高精度监测的需求。构建适用于叶片和冠层尺度的稻叶瘟敏感光谱指数,对于遏制病害蔓延、病害定损评估、早期病害预测预警至关重要。现有研究多集中在基于机器学习或统计模型的单一尺度稻叶瘟识别和病情指数估算,缺乏对稻叶瘟高度敏感、可适用于叶片(个体)和冠层尺度(群体)的光谱指数。该研究综合分析了从单叶到冠层尺度稻叶瘟侵染引起的光谱响应(图1),基于单波段可分性和特异性光谱响应规律创建了一对稻叶瘟敏感植被指数(RIce Blast Indices, RIBIs),进一步通过光谱指数波段优化方法确定了三波段具体位置(R665, R753和R1102)。利用叶片、近地面冠层和卫星平台获取的多年多试验点实测数据,系统评价了RIBIs在不同尺度对稻叶瘟病害严重程度的估算能力。结果表明,在叶片尺度RIBIred对感染和健康样本的识别表现出最高的分类精度(图2),而在冠层尺度RIBInir则表现出与病情指数最高的相关性(图3)。图1. 稻叶瘟侵染下不同病害严重程度的水稻光谱反射率。A. 单叶尺度不同接种后天数(Days after inoculation, DAI);B. 近地面冠层尺度不同病情指数(Disease index, DI)。图2. RIBIs与传统光谱植被指数在温室(2018和2019)和自然条件下(2020)对健康与感病叶片分类精度的比较。RBVI:前人研究中对稻叶瘟较敏感的植被指数,SVI:类似RIBI的植被指数,TBVI:传统三波段植被指数,OD:其他类型病害指数,CW:叶绿素及水分敏感植被指数。图3. RIBInir和传统指数NDVI在近地面(A和C)及卫星尺度(B和D)与稻叶瘟病情指数DI的相关性。不同颜色散点代表在不同时期和试验点获取的样本。该研究进一步对Sentinel-2卫星影像提取的RIBInir进行时间序列分析和热点分析发现,在时间维度上,基于RIBInir的时间序列能准确追踪小农户田块中稻叶瘟的爆发与恢复态势,而传统植被指数NDVI对自然条件下稻瘟病发生过程的敏感性更差(图4)。空间维度上,RIBInir对稻叶瘟发生区域的刻画更加准确,稻叶瘟时空动态传播规律的与实地调查一致性更好(图5),卫星影像分析结果中表征病害恢复的绿色像素与呈现恢复趋势的黑色调查点吻合度更高。该研究构建了适用于叶片和冠层尺度的稻叶瘟敏感光谱指数,显著提高了对多尺度稻叶瘟发生的识别精度和对病情指数的估算能力;首次提出了基于光谱指数图的小农户田块稻叶瘟爆发热点识别思路,为基于卫星遥感的稻叶瘟传播概率等级划分和病害流行风险评估奠定基础。图4.试验区(以江苏省淮安市唐曹村为例)Sentinel-2影像植被指数的时间序列结果比较(A. RIBInir B. NDVI)。红色星号表示不同水平下的显著性差异。图5.两个典型研究区卫星影像RIBInir和NDVI的热点分析结果(左:江苏省淮安市唐曹村;右:江苏省淮安市太平村)。黑色点代表实地调查点。该研究由南京农业大学国家信息农业工程技术中心完成,农学院博士研究生田龙为论文第一作者,程涛教授为通讯作者。据了解,智慧农业团队在国家自然科学基金等项目,以及现代作物生产省部共建协同创新中心等平台的资助下,瞄准作物病虫害高时效高精度监测预警难题,持续开展了多年温室与田间试验,近两年连续在Remote Sensing of Environment上发表稻叶瘟光谱监测机理与方法方面的创新成果,对于作物病虫害天空地一体化监测预警和作物绿色智慧生产具有重要价值。
  • 袁隆平国际杂交水稻种业硅谷项目在成都开工建设
    p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/0b140a78-b88e-446a-88aa-07b8bedc1f8d.jpg" title=" 640-6.jpeg" /    /p p   3月23日,袁隆平国际杂交水稻种业硅谷项目(国家杂交水稻工程技术研究中心成都分中心新址)在成都市郫都区启动建设,项目计划投资5000余万元,预计于今年8月底前完工,将建设硅谷研发中心、院士工作坊、杂交水稻展览馆、硅谷双创中心等功能区,同时建设水稻育苗中心以及日处理量30吨的水稻烘干加工中心。 /p p   据了解,袁隆平国际杂交水稻种业硅谷项目位于成都市郫都区德源街道,建设用地29.1亩,总建筑面积8570平方米,建设中还将保留其川西林盘原始田园风貌,并收集保留当地川西传统的劳动生产工具。根据规划,项目将分为两个林盘,西侧林盘重点修建硅谷研发中心等,东侧林盘重点修建国际会议中心、杂交水稻展览馆、硅谷双创中心等,同时,还将在周边建设200亩的水稻试验田。 /p p   “以袁隆平国际杂交水稻种业硅谷项目为核心,将带动周边形成1900亩的农创产业园和4600亩的现代农业产业基地。”德源街道党工委书记姜克锦介绍。 /p
  • 水稻转基因成分测定可望增加一项快速便捷国标
    日前从中国标准化研究院获悉,2月5日完成征求意见的《水稻中转基因成分测定膜芯片法》国家标准目前已进入报批程序,我国水稻转基因成分测定可望增加一项快速便捷的国家标准。   据中国标准化研究院农业与食品标准化研究所专家介绍,自2004年起,我国就发布了一系列转基因成分测定国家标准,其中的方法标准包括核酸定性PCR检测方法、核酸定量PCR检测方法、基因芯片检测方法、蛋白质检测方法。但目前检测转基因的方法,或者检测转基因的指标数目少,容易漏检,或者检测过程复杂繁琐,难以满足批量大、高效快速的检验要求。而膜芯片法则克服了目前方法学的缺陷,可以实现高通量、自动化和可视化的转基因成分测定。   1998年,我国育成首例转基因抗虫水稻后多个转基因水稻品系相继研发出来,随着国际国内粮食贸易量的增加,转基因水稻可能在未来全球市场中大量涌现。专家认为,无论对转基因作物支持或反对,信息透明都是必要的 要实现信息透明,监管方首先要弄明白是否是转基因水稻,才能为贸易双方和消费者提供准确无误的信息。已有的基于荧光标记的基因芯片方法所需检测仪器设备和试剂耗材有的甚至高达近百万元,基层县甚至市的实验室无力购置,而膜芯片法在继承了基因芯片高通量的技术优势上,仪器设备和试剂耗材购置成本大幅度降低。膜芯片技术用于转基因水稻检测对提高检验检疫工作效率,推动我国对外经济贸易的发展具有重要意义。   据了解,这项标准制定过程中经过了严格的实验验证,在对9批共1000多个样品的检测中,特异性、稳定性和再现性良好,最低检测限达到了0.1%。在网上公开征求意见期间,中国标准化研究院已向可能使用这种方法的30多个部门、行业和机构征求了意见。
  • 杂交水稻国家重点实验室通过验收
    2014年5月29日,依托湖南杂交水稻研究中心和武汉大学联合共建的&ldquo 杂交水稻国家重点实验室&rdquo 通过了科技部组织的专家验收。   验收专家组按照《国家重点实验室建设与管理办法》和国家重点实验室验收的总体要求,对实验室建设期间的运行情况进行了认真细致的考察评估。专家组一致认为,实验室研究方向明确,特色鲜明,圆满完成实验室建设任务,实现了预期目标。   杂交水稻国家重点实验室于2011年获科技部批准建设。根据国家粮食安全重大需求和杂交水稻学科前沿发展趋势,结合自身优势,实验室主要从水稻杂种优势机理、水稻发育与育性机理、杂交水稻种质创新与基因挖掘、超级杂交稻育种、杂交水稻繁育与种子学、杂交水稻超高产生理生态6个方向,开展杂交水稻基础与应用基础研究。建设期间,实验室承担973、863计划等国家级、省部级及国际合作课题110余项,发表学术论文162篇(其中SCI收录论文120篇),获授权发明专利32项,审定以超级杂交稻Y两优2号为代表的杂交稻品种35个,获国家科技进步特等奖、二等奖各1项,省部级科技奖8项。在水稻不育系育性调控关键基因的克隆及作用机理研究、两系法广适性超高产杂交水稻技术研究与应用等方面取得了重要研究进展。
  • 转基因水稻受困舆论 中国年损失200亿
    近日,云南大学社会与经济行为研究所特聘教授顾秀林表示,已经占到中国大豆使用量80%以上的进口转基因大豆,其进口检测审批程序存在缺陷。顾秀林的上述表述再次将“转基因危害”摆在公众面前。   “媒体都说转基因食品吃了不好,我们家买油基本上都选非转基因的。”《投资者报》记者日前在家乐福北京某超市随机询问几位食用油的购买者时,一位略显富态的中年妇女表示,“最好别吃大豆油,花生油比较好。”   而货架一旁忙碌的促销员则使劲吆喝自己的产品非转基因,营养价值高,记者以顾客身份上前询问,发现该促销人员无法解释清楚为什么非转基因油更安全、健康。   中国农业科学院农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程首席科学家黎志康对《投资者报》记者表示,目前公众对于转基因食品的知识知之太少,存在各种各样的误解。“就拿大豆油来说,我们食用的主要是油脂,而转基因性状表现为蛋白质,所以原料是转基因和非转基因对于大豆油来说没有任何区别。”   据记者了解,目前中国的转基因水稻研究一直处于世界领先水平,但是受困于负面舆论的影响,迟迟不能够商业化。业内人士估算,如果我国不进行转基因水稻的商业化推广,就相当于每年放弃了200亿元的收入。   被妖魔化的转基因食品   据了解,反转基因调门最高的是乌有之乡等网站,他们呼吁拒绝“帝国主义转基因食品及种子的入侵”,并将转基因食品的输入视为“一场无硝烟、不流血的生物战争”。这种反对的声浪越来越意识形态化,已经脱离了科技与产业的范畴。   记者发现,顾秀林对于孟山都公司的质疑同样由来已久。一位熟悉她的媒体人士告诉《投资者报》记者,耐人寻味的是,作为顾准之女的她却经常活跃在乌有之乡。   面对妖魔化转基因食品的言论,黎志康教授向记者详细地做了澄清。   黎志康认为,首先,对于转基因技术只有真正从事这个领域研究的少数人懂得是怎么回事,大多数人包括一些其他领域的专家都知之甚少,比如说转基因水稻中导入的BT蛋白,它是仅对于鳞翅目害虫有毒的,进入人的消化器官后,会像普通蛋白一样,消化成氨基酸或短肽等等通过小肠吸收了,而且BT农药作为可以使用在“绿色食品”生产中的生物农药已经被使用多年。   其次,各国对转基因的态度不一也被作为转基因食品不安全的证据,尤其是因为欧洲对转基因食品监管得非常严格。黎志康表示,欧洲国家的粮食原本比较富余,转基因作物就显得可有可无,而这种对转基因技术的质疑,实际上成为欧洲建立农产品贸易壁垒的有效工具。   此外,就是一些环保组织和食品企业的不恰当宣传,比如一些食用油企业打非转基因概念,让老百姓以为更安全,健康,实际上转基因与非转基因原料榨出的油根本无区别。   绿色和平是知名环保公益组织,其食品与农业项目主任方立锋长期关注转基因议题。他在5月30日接受《投资者报》记者采访时表示,“我们并不反对转基因农作物领域的研究,我们坚决反对的是大规模商用化生产,因为目前转基因食品不能完全排除对人体有害的风险。”   对于社会上关于转基因食品的极端抵制态度和一些夸大其词的谣言,方立锋也并不认可,不过他认为至少代表了一部分人群的态度。“我们在欧洲以及中国的调查显示,60%以上的人群不能接受转基因食品。”   为此他们专门制作了一份《避免转基因食品指南》,每年发布一次,列出乳制品、果汁饮料、休闲食品等多个领域承诺不使用转基因食品原料的企业名单。   黎志康在记者提到绿色和平组织时直摇头,强烈表示不愿意看他们的东西。“科技是中性的,我们通常说科技是一把双刃剑,滥用这种技术确实会给人类带来严重危害,因此问题的关键在于我们怎样使用它。”黎志康表示。   中国科学院遗传与发育生物学研究所副所长朱祯教授接受《投资者报》采访时也强调,“转基因技术如同其他科学,没有绝对安全之说,但是在能检测到和可预测的范围内是安全的。”   中国转基因技术已经落后   尽管伴随着持续不断的争议,但是,近年来全球转基因作物种植面积呈现直线上升趋势。   国际农业应用服务组织(ISAAA)发布的最新报告显示,从1983年第一例转基因植物诞生,经过1996年转基因作物大规模推广,2011年全球转基因作物种植面积达到1.6亿公顷,比2010年增加了8%,大约占全球耕地面积的10%。种植转基因作物的国家由最初的6个增加到29个。其中,美国是绝对的种植大户,占全球种植面积的43%,中国仅排名第六,且主要集中在种植转基因抗虫棉上。   “现在再不重视,将来要吃大亏。”黎志康对《投资者报》记者表示,他目前并不直接从事转基因领域的研究,但了解转基因技术。他告诉记者,由于重视程度不够,中国曾经在转基因作物研究领域吃过大亏。“1994年以前,我国一直是大豆的出口国,由于没有及时跟进转基因大豆技术,现在严重依赖进口,每年进口大豆5400万吨,80%是转基因大豆,失去了自主定价权。”   据了解,目前大豆的主要生产国是美国、巴西、阿根廷和中国,除了中国其他三个国家都采用了转基因大豆,其中美国和阿根廷,97%的面积已经都种了转基因大豆,经济效益十分巨大。   投资者报   同样作为发展中国家的巴西,对于转基因技术态度相当积极。据了解,巴西的转基因作物种植面积已连续4年呈现两位数的同比增幅,增长率位居全球第一。2011年其转基因作物种植面积达到3030万公顷,相比2010年增加了20%,目前仅次于美国位居世界第二,并成为为数不多的自主研发转基因产品进入商业化生产的发展中国家。   这无疑让中国政府感到不小的压力。   2006年中国政府通过了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》将转基因生物新品种培育科技确定为未来15年力争取得突破的16个重大科技专项之一。   2007年6月,经国务院批准,种子行业里最大的央企中国种子集团公司并入中国中化集团公司成为其全资子公司。靠上中化集团这棵大树,曾让外界对于中种集团在最炙手可热的转基因育种领域寄予厚望。   “我国有8000多家种子企业,做育种的不到100家,绝大多数只能称之为销售公司。”黎志康告诉本报记者,“中种集团可能是国内转基因水稻育种研发能力最强的大型央企。”   据了解,中种集团与华中农业大学合作研发转基因抗虫水稻“华恢1号”及杂交种“Bt汕优63”于2009年12月获得农业部首次发放的关于转基因粮食作物的生产应用安全证书,当时各方一致认为,转基因水稻商品化种植应该是两三年间的事。   然而转基因水稻至今未被许可商业化生产。近日,中种集团联合华中农业大学、北京大学共同研制出全球首张水稻全基因组育种芯片,声称将大幅提高种子真实性检测准确性,提高育种效率。近年来,“原来一个品种平均8到10年的育种周期,现在只要3到5年就可完成。”   不久之前,中种集团立项投资50多亿元建设国家级种子生命科技中心,采用基因等高技术手段,依靠商业化育种模式,加快育种进程。   记者日前联系中种集团战略规划部,询问转基因水稻商业化进展,工作人员以商业机密为由拒绝透露,不过该公职人员表示,转基因水稻的商业化进程完全得看国家的政策许可,目前他们只是在做研发工作。   审批慢错失良机   2008年7月,经国务院常务会议审议,正式启动了转基因生物新品种培育重大专项,计划在15年左右时间里投入资金200亿元。朱祯对《投资者报》表示,加快转基因技术研发已成为各主要农业国增强农业核心竞争力的战略抉择。   “与美国等种业强国相比,中国农作物种业研究起步晚、发展时间短,仍处于初级阶段,企业多、小、散,竞争力不强的问题突出。”黎志康告诉记者,“目前,我国持证种子经营企业多达8700余家,99%没有研发能力,前10家企业所占市场份额仅为13%。”   黎志康认为,育种技术的落后很大程度归因于科研与生产相脱节,“我们很多优良的转基因作物种子,培育出来了却不能商品化生产,只能躺在实验室睡大觉。”   2011年4月,《国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见》也指出,“目前我国农作物种业发展仍处于初级阶段,商业化的农作物种业科研体制机制尚未建立,科研与生产脱节。”   “现在转基因育种的技术更新很快,一个品种的研发只要3-5年,而从实验室到市场化这一过程的审批可能要走5到10年,一个好的品种很可能在申请审批的过程中已经过时,不具有市场竞争力了。”黎志康说,这是管理体制上的问题,“美国转基因技术的发达与其宽松而有效的管理体制息息相关”。   国际农业应用服务组织(ISAAA)报告预计,2011年仅全球转基因种子的市场价值即超过132亿美元,是2011年全球商业种子市场370亿美元的36%。2010年全球利用转基因技术获得的粮食及其他产品的价值大约是1600亿美元,年增长率约10%。   目前我国政府已经批准抗虫棉花、抗虫杨树、抗病毒木瓜等转基因作物进行商业化种植生产。2009年首获批转基因粮食作物安全证书的转基因抗虫水稻和转植酸酶基因玉米至今没有商业化生产。   根据《农业转基因生物安全管理条例》、《中华人民共和国种子法》及《主要农作物品种审定办法》等法律法规的规定,转基因作物获得安全生产证书后,还需通过品种审定,并获得种子生产许可证和种子经营许可证后,方可进入商业化生产。   玉米作为最主要的饲料作物,在中国播种面积在4亿亩以上,年总产量在1.5亿吨左右,目前是批准转基因市场化呼声最高的作物。   黎志康告诉记者,“出于粮食安全等方面的考虑,国家需要加快发展玉米生产,这是放行转基因玉米安全认证的主要背景。”一位农业领域的资深人士告诉《投资者报》记者,“如果不推广转基因玉米,到2020年,我国玉米需求量将超过2亿吨,但产量只有1.7亿~1.8亿吨,供需缺口在2000万吨以上。”   水稻转基因受困 年损失200亿   2011年4月,《国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见》国发〔2011〕8号出台,把“推进实施转基因生物新品种培育重大专项”列入重点任务。   2012年1号文件,再次强调了转基因技术,“继续实施转基因生物新品种培育科技重大专项”,“在农业生物基因调控及分子育种等方面突破一批重大基础理论和方法”。   “我国转基因研发起步比较晚,在主要作物领域与国际先进水平还有较大差距”,朱祯对《投资者报》记者表示,“但在转基因水稻领域我们处于国际领先水平,因为水稻并不是美国的主要粮食,对该项转基因并不重视。”   据了解,中国的转基因水稻研究一直处于世界领先水平。本世纪以来,中国科学家相继完成了一系列水稻品种基因组“精细图”的测序及序列分析,同时,还培育了世界一半以上的转基因水稻材料,用于水稻转化的目的基因达50多个,性状涉及抗逆、品质、生物反应器、高产等。   “转基因水稻商品化从技术上来说已经完全成熟了,之所以迟迟不能推广应用问题在于其他方面。”朱祯告诉《投资者报》记者,各种对于转基因粮食作物的误解和争议使得政府“慎之又慎”。   黎志康认为,偏于负面的舆论环境使决策层对于放行转基因水稻过于谨慎,“没有人拍板”,“以已经拿到安全证书的两种转基因水稻为例,如果从2001年环境释放试验算起其审批过程已长达10年。”   无法商品化显然阻碍了转基因研究的进一步投入和技术更新。黎志康告诉记者“部分以转基因项目名义申请的经费只好被用到别的研究领域了”,“国家在转基因研究领域投入这么多钱,但消费者享受不到这一技术带来的好处。”黎志康觉得特别惋惜。   水稻是亚洲最主要的粮食作物,也是世界50%以上人口的主食,据了解,中国目前水稻种植面积约2667万公顷,每年的农药用量在十几亿元以上。   中科院农业政策研究中心黄季焜研究员做过研究,转基因水稻节约农药80%,增产6%-9%。据业内人士估算,“如果我国不进行转基因水稻的商业化推广,就相当于每年放弃了200亿元的收入。
  • 托普云农自动定氮仪检测每天水稻氮的吸收和积累
    水稻是稻田生态系统中主要生产作物,氮素是影响水稻生长的一个重要营养元素,磷和钾是除氮素外对水稻生长具有同等重要作用的营养元素。植物体内碳几乎全部是由植株自身光合作用同化 CO2 形成碳水化合物,而光合碳代谢与氮素的投入、植株氮素同化之间关系非常密切。因此,研究稻田生态系统碳氮循环耦合关系具有一定的理论意义。本研究以稻田生态系统长期定位试验为对象,分析等氮投入不同氮源、不同氮磷钾施肥配比二种施肥方式下水稻植株体内碳、氮的积累与分配特征,探讨不同施肥水平下水稻植株碳氮累积关系,为稻田生态系统中碳氮循环耦合机制提供一定的理论依据。使用定氮仪检测得到如下主要结果:   (1)基于等氮投入、不同氮源施肥长期定位试验,分析水稻植株碳、氮积累与分配。结果表明,水稻各器官的碳含量在不同处理之间没有明显差异(P0.05),但氮含量有明显的差异。有机–无机配施处理的茎叶、籽实中氮含量分别为 8.9 ~ 10.2 g.kg-1 和 11.9 ~ 14.8 g.kg-1,比施用化肥处理的高 13% ~ 53%和 9% ~ 19%,比对照(不施肥)高 12% ~ 77%和 23% ~ 32%。水稻碳、氮储量大部分积累在植株的地上部分,其中,有机–无机施肥处理的籽实中碳、氮储量较大,分别为 3467.8 ~ 4323.9 kg.hm-2和 120.3 ~ 135.2 kg.hm-2,比施用化肥处理分别高 13% ~ 23%和 26% ~ 45%。茎叶和籽实中碳储量占整个植株中储量的 34% ~ 38%和 51% ~ 60%;氮储量占总氮储量的 28% ~ 34%和 61% ~ 68%。结果表明,籽实是水稻植株主要的碳、氮汇,有机–无机肥料配施有利于水稻氮的吸收和积累,对于水稻碳氮固定和累积有一定的促进作用。   (2)基于我国南方双季稻田区 20 a 施肥处理长期定位试验,分析不同氮磷钾施肥水平对水稻碳、氮积累与分配。结果表明,水稻籽实和茎叶中的碳含量普遍高于根部碳含量;籽实碳含量在 N 处理下最高,为 432.79 g.kg-1,其余施肥处理下籽实碳含量的差异不显著。而氮含量在不同施肥处理下差异较大,以 N 处理下最高,为 18.90 g.kg-1,其次是 NPK 处理,为 17.93 g.kg-1。水稻碳、氮储量大部分积累在植株地上部分的籽实和茎叶中,分别是地下储量的 6.8~9.2 和 9.8~14.1 倍。随着施氮水平的增加,水稻籽实中的碳储量也相应增加,而在相同的施氮水平下,偏施氮肥处理水稻籽实中的碳氮储量明显低于 NPK 处理,NC 处理的籽实碳氮含量低于 NPKC。因此,与偏施氮肥相比,氮磷钾三大元素的综合施用更有利于水稻生长过程中碳氮的累积和分配。   (3)利用等氮投入不同氮源和不同氮磷钾投入两种施肥方式对不同生育期水稻植株生长过程中碳氮的积累与分配分析表明,在水稻分蘖期和孕穗期,相对于其它施肥处理单施化肥处理显著增加水稻植株体内氮含量,如孕穗期时,宁乡点根部和地上部分水稻氮含量在NPK处理下最高,分别为11.87 g.kg-1和20.06 g.kg-1;从抽穗期至成熟期时,有机-无机结合的施肥方式有效促进了水稻植株对氮素的吸收和碳氮的积累,如宁乡点晚稻成熟期籽实氮含量在 LOM 和 HOM 处理下显著最高,分别为 20.36 g.kg-1和 21.22 g.kg-1。研究表明,合理的施肥能在水稻不同生长时期有效促进植株内碳氮的吸收和累积。   (4)在等氮投入不同氮源的条件下,有机-无机结合配施显著降低了成熟期籽实碳氮比,其比值为 28.0~35.0,是 NPK 处理的 84%左右;不同氮磷钾配施下,除CK 处理外,籽实碳氮比在其余施肥处理下没有显著性差异,茎叶 C/N 以 N 处理下显著最高,为 67.6。在水稻各个生育期,有机肥-无机结合配施均降低了植株中碳氮比,不同氮磷钾投入下,添加有机物循环的处理(NPC 和 NPKC)下水稻植株碳氮比均低于无循环处理(NP 和 NPK),主要是因为配施有机肥增加了水稻植株体内氮素的含量。   在介绍了以上的介绍后,我们了解到稻植株地上部分是主要的碳氮汇,其中籽实碳氮储量较高。随着施氮水平的增加,水稻籽实中的碳储量也相应增加,在相同的施氮水平下,氮磷钾综合施用比偏施氮肥处理更有利于水稻生长过程中碳氮的累积。在等氮投入不同氮源下,有机-无机肥配施显著提高了水稻植株体内氮素的含量;在不同氮磷钾投入下,添加有机物循环处理下水稻植株体内碳氮含量及储量均普遍高于无有机物循环处理,可见添加有机养分能促进了生长过程中水稻碳氮的同化与吸收。研究表明,合理的施肥能有效促进水稻植株碳氮的固定和累积,有机–无机肥料配施有利于水稻氮的吸收和积累,对于促进水稻植株碳氮的固定和累积还具有一定的潜力。
  • 我科学家揭示控制水稻分蘖新机制
    中国农业科学院作物科学研究所万建民科研团队最新研究发现,一种新的D53核蛋白作为调控植物分蘖的激素——独脚金内酯信号途径的“开关”,参与调控植物分蘖(枝)的生长发育,从而为植物特别是农作物的株型改良提供了重要的理论基础,也为育种家解决水稻籼粳亚种间杂交优势利用技术难题提供了帮助。相关研究成果于12月11日在线发表在《自然》上。这也是万建民科研团队继2012年在该刊上报道TE蛋白调控水稻分蘖形成机理后,在阐述植物分枝(蘖)形成机制领域的又一重大进展。   据万建民介绍,杂交稻的推广应用被誉为第二次绿色革命,但普通籼型杂交稻的单产潜力已十分有限。而籼粳亚种间杂交具有强大的杂种优势,其有效利用可实现水稻单产的再次飞跃。因此,挖掘水稻籼粳亚种间的杂交优势成为作物育种学家的重要课题。然而,籼粳交杂种普遍存在植株偏高、易倒伏等问题,使得籼粳亚种间的杂种优势利用受到了极大的限制。为攻克这一难题,科研团队从控制水稻分蘖的角度开展了探索性研究。   独脚金内酯是一类新的调控植物分蘖的激素,但该激素如何调控植物分蘖的分子机理尚不清楚。万建民科研团队利用一个部分显性水稻矮化多分蘖突变体d53,通过外源激素处理和内源激素测定进行了独脚金内酯调控植物分蘖的机理研究。   结果表明,d53是一个独脚金内酯不敏感突变体。通过精细定位和图位克隆,他们获得了位于水稻第11号染色体短臂末端的DWARF 53(D53)基因,该基因编码一个新的在结构上与I类Clp ATPase类似的核蛋白——D53蛋白。后续的功能分析发现,在独脚金内酯存在的条件下,D53蛋白可与两个已知的独脚金内酯信号分子D14、D3互作形成蛋白复合体,使得D53蛋白更易被蛋白酶体系统降解,从而诱导独脚金内酯信号的响应,对植物分蘖发挥调控作用。这一结果为通过调控D53基因的表达量,影响独脚金内酯的信号转导,从而对植物分蘖发挥调控作用提供了重要依据。
  • 水稻单株脱粒机介绍
    水稻单株脱粒机是一种小型电动水稻种子脱粒机,具有脱粒方便、适应多种作物的脱粒,损失小,清扫容易,移动轻便等优点,广泛用于水稻还有小麦、大豆和其他谷物的单株、单穗脱粒。功能特点:1、水稻单株脱粒机可以单穗脱粒。适用于水稻、小麦和其他谷物的单株、单穗脱粒。2、可将1-6穗的谷物脱粒并清选和分离,可方便的将罩盖打开检查并清扫残余物,无清扫死角,完全保证无混杂。3、水稻脱粒机具有脱粒方便、损失小;清扫容易、移动轻便等优点。4、表面经整体喷塑处理,耐腐蚀性强,可很好地满足对单株脱粒的要求。5、适应范围广,可适应多种作物的脱粒。6、具有多种功能,提起分离筛板,可做为清选机使用。7、移动方便,机脚配有转轮,可方便地移动。技术性能参数:滚筒直径:175mm滚筒转速:900rpm配套动力:180W、220V电机外形尺寸:450×350×800整机重量:25kg
  • 中国水稻研究所王克剑:让杂交稻优良基因代代相传
    “最近,我们团队正在整理刚从海南南繁基地收回来的杂交稻种,准备这几天播种下去,以查看无融合生殖水稻的综合性状。实验人员会对稻种进行实验室育苗监测,跟踪其生长情况… … ”刚见到记者,中国水稻研究所研究员王克剑便迫不及待地分享团队的工作进展。◎洪恒飞 科技日报记者 江 耘绘图:央美互动  过去十几年,“杂交水稻种子”几乎占据了王克剑人生的全部。“我们团队深耕无融合生殖水稻种子创制,致力于培育杂种优势固定作物。”他说。  杂交水稻对推动农业生产作出了重要贡献,但由于其种子后代会发生性状分离,无法保持杂种优势,因此种子公司必须每年花费大量的人力、物力和财力进行制种工作。  “无融合生殖能解决这个难题。”王克剑说,“无融合生殖是一种通过种子进行无性繁殖的生殖方式,可以随着世代更迭而不改变杂交品种的杂合基因型,从而固定杂种优势,这将给农业生产带来一次新的革命。”  面向需求,解决农户生产难题  上世纪三十年代,国外科学家提出利用无融合生殖固定杂种优势的设想,随即引发研究热潮。然而,由于其形成机制复杂,科学家们钻研多年,相关研究依然进展缓慢。  生长在江苏农村的王克剑,从小在稻田间奔跑,大学期间又在机缘巧合下“结识”农学,尤其在发现遗传学的妙趣后,决心在此领域继续深造。2009年,在中国科学院遗传与发育生物学研究所获得博士学位后,他选择留所工作,开展水稻前沿基础理论的系统研究。  2013年,王克剑遵循导师“面向生产需求,迎接更多挑战”的建议,毅然南下,在位于浙江省杭州市富阳区的中国水稻研究所任研究员,将基因组编辑以及无融合生殖固定杂种优势作为研究方向。  入职后,王克剑做的第一件事是下乡。他走进田间地头,和水稻种植户交流。农户们向他“投诉”最多的,就是杂交作物的育种问题——杂交水稻的优良基因不能遗传给下一代,农民不得不每年购买昂贵的杂交种子。  “理论上讲,通过克隆种子进行无性繁殖,永久固定杂交种的杂种优势,将大幅降低制种成本,也就能减轻农户负担。”王克剑认为,杂交水稻无融合生殖并非不可行,以往研究进展缓慢的原因是实验技术不成熟。  王克剑决定奋力一试。  不断突破,努力实现从0到1再到10  实验室内的测试数据看似完美,一到田间实验就状况频出——对农业领域的科研人员而言,这种情况不可避免,但一次次的推倒重来,团队成员难免情绪低落。  对此,王克剑的处理方式是自我勉励、带头反思、查漏补缺。项目攻坚期间,他带领团队成员在稻田和实验室交替试验,累了就在单位宿舍就近休息。  2018年,王克剑团队利用基因编辑技术,敲除了籼粳杂交稻品种——“春优84”中4个内源基因,获得了可以进行无融合生殖的水稻材料,建立起水稻无融合生殖体系,得到杂交稻的克隆种子,实现了杂交水稻无融合生殖“从0到1”的关键突破。  彼时,“杂交稻之父”、中国工程院院士袁隆平对该成果给予了高度评价。  “从应用角度来看,仅实现‘从0到1’的突破是不够的。近两年,我们仍在跟进这项研究,相继建立了水稻多基因编辑系统,创建了多个变体基因组编辑系统,大幅提高了水稻遗传重组频率。”王克剑表示,按研究程度划分,如果将10视作达到大规模产业化水平,8视作小范围生产水平,目前团队的研究进度处于4这一阶段,正朝着小范围生产的目标迈进。
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