0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

农业科研:基于遥感与气象数据的冬小麦主产区籽粒蛋白质含量预报

juying 来源:juying 作者:juying 2023-07-31 16:04 次阅读

随着社会经济的日益发展和生活水平的不断提高,中国农业大而不强、多而不优的问题依然存在。为了提升农业的科技水平,农业农村部农业遥感机理与定量遥感重点实验室/北京农业技术推广服务中心、北京市农业技术推信息化工程技术研究中心,与全国农业技术推广服务中心联手展开了研究。

籽粒蛋白质含量是小麦品质评价的关键指标,而品质的高低决定小麦收购价格、加工用途和使用价值等。该团队开展小麦籽粒蛋白质含量的监测预报研究,对于指导农户调优栽培、企业分类收储、期货小麦价格、进口政策调整等具有重要意义。

基于作物籽粒蛋白质含量(Grain Protein Content,GPC)遥感监测预报的研究目前已得到探索和初步应用,可以归纳为4类:

(1)基于“遥感信息-籽粒蛋白质含量”模式的经验模型,该模型通过分析作物关键生育时期的遥感信息(敏感波段、植被指数、红边参数等光谱特征)直接构建作物GPC统计经验模型;

(2)基于“遥感信息-农学参数-籽粒蛋白质含量”模式的定量模型,该模型根据遥感信息与关键生育期农学参数之间的定量关系及农学参数与GPC之间的定量关系,构建GPC预测模型;

(3)基于遥感数据和生态因子的GPC半机理模型,该模型考虑了作物氮素运转机理和生态因子对GPC的影响,改善了模型的年际扩展性和空间转移性;

(4)基于遥感信息和作物模型结合的机理解释模型,该模型综合考虑籽粒蛋白质形成过程中各种生态因子的影响,通过遥感信息和作物生长模型耦合的同化方法,调整模型模拟变量与遥感观测值的误差达到最小,以调整作物模型的初始参数和状态变量,进而实现GPC的预测。

综合分析以上各类方法与模型的选择,前两类模型研究较多,操作简单且易实现,但机理解释性不强,在区域间和年际间扩展应用过程中监测结果偏差较大;同化模型方法考虑过多的输入变量,并且复杂的同化算法、品质生长模型本地化精度和高耗时运算时间问题,限制了该类方法的区域大面积应用。

Li等和Xu等通过综合考虑影响品质遥感预报模型中环境变异因素及品种筋型因子,引入分层线性模型(Hierarchical Linear Models,HLM)解释籽粒蛋白质含量-遥感-环境的嵌套问题,构建基于开花期的冬小麦品质预测模型,很好地解决了模型年际扩展和空间扩展存在较大偏差的问题。因此,发展以遥感信息(反映作物养分状况)与环境因子(体现时空变异)结合的GPC半机理预测方法,构建普适性及适用于时空扩展的籽粒蛋白质遥感预测模型具有可行性。

该研究拟在前期构建的冬小麦品质分层遥感预测的基础上,初步尝试在全国冬小麦主产区(河南省、山东省、河北省、安徽省和江苏省)开展GPC模型的构建,以期实现冬小麦品质收获前预测。

为了解决预测模型在年际扩展和空间扩展存在偏差的问题,在蛋白质含量估算模型中考愿了气象内系(温度、降水、辐射量)、冬小麦筋型、抽穗一开花期增强型植被指数(EVI)等因素。

结果表明,融合3个气象因素的蛋白质含量估算模型建模集精度(R =0.39,RMSE = 1.04%)与验证集精度(R =0.43、RMSE = 0.94%)均高于融合2个气象因子的估算模型和单个气象因子的估算模型。将蛋白质含量估算模型应用冬小麦主产区品质预报图,冬小麦主产区的蛋白质含量遥感估算,得到了2019年冬小麦主产区品质预报图,并形成黄淮海地区冬小麦品质分布专题图。

该研究结果可同时为后续小麦种植区划和实现绿色、高产、优质、高效粮食生产提供数据支撑。

审核编辑 黄宇

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 遥感
    +关注

    关注

    0

    文章

    245

    浏览量

    16816
  • 气象数据
    +关注

    关注

    0

    文章

    12

    浏览量

    6297
  • gpc
    gpc
    +关注

    关注

    0

    文章

    5

    浏览量

    1338
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    差示扫描量热仪测试蛋白质的应用案例

    过程中可能出现的吸热或放热峰,这些峰对应于角蛋白分子链的运动、微纤维的熔融、或蛋白质的变性等现象。    通过对比受延展和热处理前后的DSC曲线,研究人员可以了解这些处理对角蛋白复合物的热性质和结构稳定性的影响。例如,热处理可能
    的头像 发表于 10-09 15:45 190次阅读
    差示扫描量热仪测试<b class='flag-5'>蛋白质</b>的应用案例

    创客中国AIGC专题赛冠军天鹜科技:AI蛋白质设计引领者

    源自自然的蛋白质与现代科技的创新精神相结合,打造蛋白质设计与应用的新范式。”在江西南昌举办的第九届“创客中国”生成式人工智能(AIGC)中小企业创新创业大赛中,上海天鹜科技有限公司(下称“天鹜科技”)分享了这一理念。 天鹜科技是
    的头像 发表于 09-18 12:04 240次阅读
    创客中国AIGC专题赛冠军天鹜科技:AI<b class='flag-5'>蛋白质</b>设计引领者

    EvolutionaryScale推出基于NVIDIA GPU模型的新型蛋白质研究方案

    EvolutionaryScale 于 6 月 25 日发布了第三代 ESM 模型 ESM3,该模型可同时对蛋白质的序列、结构和功能进行推理,为蛋白质研发工程师提供了一个可编程的平台。
    的头像 发表于 08-23 16:45 642次阅读

    利用微流控探针诱导的化学质膜穿孔,实现单细胞胞内蛋白质递送

    将小分子、核酸、蛋白质和药物导入细胞是监测和了解细胞行为以及生物功能的重要途径。
    的头像 发表于 05-28 10:11 582次阅读
    利用微流控探针诱导的化学质膜穿孔,实现单细胞胞内<b class='flag-5'>蛋白质</b>递送

    农业小型自动气象站应用

    小型自动气象站作为现代农业的重要组成部分,其应用价值不可忽视。在农业生产中,气象条件是影响作物生长和产量的重要因素之一。因此,小型自动气象
    的头像 发表于 04-24 16:42 446次阅读

    洪亮团队在生信期刊JCIM发布最新成果,蛋白质工程迈入通用人工智能时代

    发表最新研究成果:“基于微环境感知图神经网络构建指导蛋白质定向进化的通用人工智能”(Protein Engineering with Lightweight Graph Denoising Neural
    的头像 发表于 04-19 17:42 565次阅读
    洪亮团队在生信期刊JCIM发布最新成果,<b class='flag-5'>蛋白质</b>工程迈入通用人工智能时代

    高光谱成像系统:小麦叶绿素监测遥感植被与神经网络研究

    的重要营养元素,用于构成果树体内各种蛋白质、核酸和磷脂的主要结构。 碱解氮含量与作物的氮素营养有较好的相关性,因此测定碱解氮含量可以反映出近期土壤供氮状况的高低。施肥是综合管理中的重要环节,由于各发育时期的
    的头像 发表于 04-11 14:48 285次阅读
    高光谱成像系统:<b class='flag-5'>小麦</b>叶绿素监测<b class='flag-5'>遥感</b>植被与神经网络研究

    农业自动气象站:农民的智慧助手

      JD-NQ14农业是国家经济的重要支柱,而气象因素对农业生产的影响不可忽视。为了更好地帮助农民监测气象变化,提高农业生产效益,
    的头像 发表于 04-02 16:54 412次阅读

    小型农业气象站厂家:数据分析与决策支持

    JD-NQ14随着科技的不断进步,农业也迎来了新的变革。为了帮助农民更好地了解天气情况,科学安排农作物种植,小型农业气象站厂家应运而生。他们致力于开发智能化的农业气象站,为农民提供精准的气象
    的头像 发表于 04-02 16:35 441次阅读

    天府锦城实验室在生物传感与蛋白质测序领域取得重要进展

    3月10日,记者从天府锦城实验室(未来医学城)获悉,四川大学华西医院临床检验医学研究中心与生物治疗全国重点实验室、天府锦城实验室(未来医学城)耿佳教授和华西第二医院陈路教授联合团队在生物传感与蛋白质测序领域取得重要进展。
    的头像 发表于 03-17 09:10 932次阅读
    天府锦城实验室在生物传感与<b class='flag-5'>蛋白质</b>测序领域取得重要进展

    基于高光谱成像技术检测面粉中的蛋白质含量

    编辑   高光谱图像分析 图1为77个不同物质含量面粉样品的原始平均光谱反射曲线。在901-2517nm波长范围内,不同面粉的光谱具有相似的趋势,但也存在一定差异,这些差异可能是面粉品种的内部化
    的头像 发表于 03-07 14:49 459次阅读
    基于高光谱成像技术检测面粉中的<b class='flag-5'>蛋白质</b><b class='flag-5'>含量</b>

    农业气象站:助力现代农业发展

    农业气象站:助力现代农业发展
    的头像 发表于 01-31 11:28 420次阅读

    无人机遥感技术在小麦生产中的应用综述

    1、引言 小麦在我国粮食作物领域占据第二的位置,小麦的高产和稳产对于我国粮食安全有重要作用,科学有效的田间种植管控是确保小麦实现高产、稳产的主要前提。近年来,无人机遥感技术在
    的头像 发表于 01-16 17:05 610次阅读
    无人机<b class='flag-5'>遥感</b>技术在<b class='flag-5'>小麦</b>生产中的应用综述

    农业科研:无人机图像检测小麦倒伏类型

    检测小麦倒伏类型方面也取得了一定进展。 为了研究不同类型的小麦倒伏(根部倒伏、茎部倒伏)对产量和质量会产生不同影响,中国农业大学信息与电气工程学院与中国农业大学
    的头像 发表于 12-27 16:08 322次阅读

    对新辅助TCHP治疗响应的HER2+乳腺癌空间蛋白质组特征

    GeoMx IPA可以实现对组织中任何区域(如肿瘤区域、免疫交界区域、肿瘤微环境和正常基质区域等)中的570多种蛋白质进行空间原位的表达检测,快速发现新的蛋白质生物标记物和药物靶点。
    的头像 发表于 12-26 16:52 882次阅读
    对新辅助TCHP治疗响应的HER2+乳腺癌空间<b class='flag-5'>蛋白质</b>组特征