β-carotene attenuates weaning-induced apoptosis via inhibition of PERK-CHOP and IRE1-JNK/p38 MAPK signalling pathways in piglet jejunum

Weaning may cause oxidative injury, immune response impairment, apoptosis and other injuries in piglets. Oxidative and endoplasmic reticulum stress (ERS) can elicit inflammatory responses, and persistent oxidative and ERS also may lead to apoptotic cascades, which is associated with the pathogenesis of multiple diseases. β-carotene, a natural carotenoid, has potential anti-inflammatory and antioxidant functions. However, the effect of β-carotene on apoptosis in weaned piglets and the detailed molecular mechanism remain unclear. In this study, we found that β-carotene decreased malondialdehyde (MDA) levels and increased the activities of superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GSH-Px) in piglet serum. β-carotene could inhibit the mRNA levels of caspase-3 significantly, but had no significant inhibitory effect of the mRNA levels of caspase-9 and caspase-12 in the piglet jejunum. In addition, β-carotene decreased the activation of GRP78, CHOP, and JNK/p38 MAPK and the ratio of Bax/Bcl-2. Furthermore, β-carotene had a significant influence on the activation of ERS and apoptosis-related signals in TG-induced IPEC-J2. In the present study, β-carotene pre-treatment attenuated the ratio of Bax/Bcl-2 and prevented TG-induced increases in the level of PERK-CHOP and IRE1-JNK/p38 MAPK pathway activation in a dose-dependent manner. Overall, these findings indicate that β-carotene may protect weaning-induced apoptosis through inhibiting ERS.     

Variation in soil bulk density and hydraulic conductivity within a quasi-circular vegetation patch and bare soil area

Journal of Soils and Sediments - Soil bulk density and hydraulic conductivity are two of many key factors for vegetation establishment and the other way around. Variations in them may cause patchy...     

平原河网地表水空间分布特征——以嘉兴市为例

以布设在嘉兴市主要水系32个水质自动监测站2019年水质监测数据为基础,综合运用主成分分析和聚类分析等多元统计分析方法,对嘉兴市平原河网地表水的空间分布特征进行分析.结果表明,主成分分析表明嘉兴市平原河网地表水主要受总磷、氨氮、总氮等指标的影响,pH、溶解氧、电导率、高锰酸盐指数等指标的影响较小.聚类分析表明嘉兴市平原河网水系主要分为3类,第1类以澜溪塘为代表的河道,水质较好;第2类为南部排入钱塘江、东部排入黄浦江、中部环嘉兴市区河道,水质次之;第3类为西部和北部入境河道,水质最差;聚类分析结果与主成分综合评判结果基本一致.     

不同间作绿肥替代化肥模式对木薯性状和产量的影响

通过探讨秸秆还田与化肥减施下间作绿肥对木薯产量性状的影响,着力解决连作木薯土壤肥力提高与改良相关技术的协调增效。于2019-2020年,以木薯品种“南美1号”为供试材料,设置8个处理,调查每个小区的木薯茎径、叶绿素（SPAD）、块根直径、块根长、单株茎秆鲜重、单株块根鲜重、株高、单片叶重、单株块根数以及小区产量等农艺性状。结果表明,处理5（木薯秆还田+化肥减量12.5%+12.5%营养元素当量黑豆绿肥还田）的木薯产量最高,并得到拟合方程。绿肥秸秆还田以及间作绿肥从整体上改良了土壤肥力,并通过显著影响木薯块根、单片叶重以及单株块根数而影响最终产量。     

河北省优质棉育种70年回顾与展望

河北省优质陆地棉品种选育工作起步较早，新中国成立以来先后选育出石短5号、冀棉22号、冀棉26、新陆中8号、冀228、农大棉13号等高品质棉花品种和大量优质棉品种。根据不同时期的优质棉评价标准，对1949―2019年河北省选育的优质棉品种的纤维品质性状进行了统计和分析，结合纺织工业对优质原棉的需求，指出河北省优质棉育种存在的问题，并对未来的发展方向进行了展望。     

黄河未来输沙量态势及其适用性对策

[目的] 探索黄河输沙预测的新思路，预估黄河未来输沙态势与输沙量水平，为黄河流域生态治理规划提供参考。[方法] 结合黄河流域水土保持生态修复现状，采用单累积曲线法、滑动平均及频率分析方法，分析1950—2019年黄河主要来沙区间的实测输沙量变化特征及其未来态势。[结果] 1950—2019年黄河输沙量呈现阶梯式减少。1950—2019年黄河中游各站累积实测输沙量随时间的变化可用“左半抛物线”表征。黄河输沙量自1997年以来已进入相对稳定态势，目前已达企稳状态；黄河潼关站未来年输沙量在90%频率下为1.00×10⁸ t左右，在10%频率下为5.00×10⁸ t左右，未来多年平均输沙量为1.40×10⁸ t。[结论] 为了维持黄河输沙量低稳状态，提升水土保持措施质量与标准，补齐“后水土保持”短板，构建完善的水沙关系调控体系，维持黄河下游河道冲淤平衡，是黄河流域生态保护与高质量发展的保障。     

夹茎式番茄钵苗取苗机构设计与试验

为避免取苗机构在夹取钵苗过程中对钵体与根系造成损伤，该研究针对夹茎取苗方式，提出一种基于二阶椭圆齿轮行星轮系以及凸轮摆杆机构的夹茎式番茄钵苗取苗机构。依据二阶椭圆齿轮传动特性与机构工作原理，建立机构运动学理论模型，并对凸轮轮廓曲线进行设计，结合番茄钵苗取苗作业要求及机构特点，基于MATLAB软件开发机构分析软件对机构参数进行优化，并进一步分析优化后取苗轨迹与凸轮各工作段的对应位置关系，建立了夹茎式取苗机构虚拟样机模型，利用ADAMS软件对取苗机构运动过程进行仿真分析，验证机构参数优化结果及零部件结构设计的准确性与合理性。试制取苗机构物理样机开展高速摄影试验，通过对比分析实际工作轨迹与理论分析及仿真轨迹的一致性，验证了取苗机构设计的正确性。搭建自动取苗试验台进行取苗试验。试验结果表明，取苗机构工作性能可靠、稳定，取苗频率为80株/min时，取苗成功率为92%，投苗成功率为94.2%，伤苗率为2.9%。研究结果可为番茄钵苗全自动移栽机自动取苗机构的研发提供参考。     

辽西北沙地苹果-花生间作系统土壤养分空间分布特征及间作效应

[目的] 研究辽西北沙地农林复合系统土壤养分的空间分布及其效应，从土壤养分角度探讨果农间作系统中果树和农作物对土壤养分的相互作用关系，为该区农林复合系统的可持续经营提供科学合理的依据。[方法] 以苹果与花生间作、花生单作、苹果单作为研究对象，对0-60 cm土层深度，0-300 cm水平距离范围内土壤养分含量进行测定和分析。[结果] 沙地间作系统中土壤有机质、速效钾极缺乏，全氮、碱解氮很缺乏，全磷缺乏，有效磷含量中等；间作系统在水平方向上，苹果树和花生植株对总养分有机质、氮、磷的竞争激烈位点位于果树带区，对有效养分氮、磷、钾的竞争激烈位点位于近果树作物区；在垂直方向上，各养分总体表现出了表聚性，间作系统对有机质、有效磷的竞争主要位于深土层，对全磷、速效钾的竞争主要位于表土层，对全氮、碱解氮表现为合作效应，表土层效应更高；与苹果单作、花生单作相比较，间作系统速效钾和有效磷含量呈现负效应。[结论] 沙地苹果-花生间作系统土壤养分贫瘠，应在果树带区施用有机肥、磷肥，作物区施入钾肥，以减轻养分竞争，提高养分效应。     

黄河三角洲不同土地利用类型土壤微观结构特征

黄河三角洲不同土地利用类型盐碱土微观结构的研究,对认识该地区盐碱土的工程性质和对滨海盐碱地治理具有重要意义。该研究结合粒度分析(particle size distribution,PSD)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、压汞(mercury intrusion porosimetry,MIP)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)方法,对3种不同土地利用类型盐碱土的微观结构进行定量分析,旨在揭示其微观特性,为黄河三角洲盐碱地治理提供微观理论依据。结果表明:不同土地利用类型下的土壤黏粒含量表现大小依次为农田、滩地、草地,而土壤孔隙度大小依次为草地、滩地、农田;农田、草地与滩地盐碱土矿物成分中,石英、方解石和钠长石等原生矿物占绝对优势,仅含少量黏土矿物,且农田黏土矿物含量远大于草地与滩地;草地与滩地盐碱土孔隙特征类似,两者在0.1≤孔隙直径<10μm范围内小孔隙与微孔隙占有绝对优势,而农田盐碱土以孔隙直径在<2μm范围内的微孔隙与超微孔隙为主。农田盐碱土由致密片状、扁平状结构与微裂隙构成,骨架颗粒间由黏土矿物胶结;草地盐碱土由紧密镶嵌的块状颗粒和架空孔隙构成,骨架颗粒间无胶结;滩地盐碱土由紧密堆积的粒状颗粒和粒间孔隙构成,骨架颗粒间无胶结。研究成果可提高对黄河三角洲不同土地利用类型盐碱土微观结构的认识,为滨海盐碱地的治理、利用和开发提供了微观尺度上的依据。     

基于改进极限学习机的水体溶解氧预测方法

为了有效地指导水产养殖生产，提高溶解氧浓度预测的精度，提出了基于因子筛选和改进极限学习机（Extreme Learning Machine，ELM）的水产养殖溶解氧预测模型。首先，利用皮尔森相关系数法计算各影响因子与溶解氧浓度间的相关系数，提取强关联因子，降低预测模型的输入量维度；采用偏最小二乘算法（Partial Least Square, PLS）优化传统ELM神经网络，避免网络中隐含层共线性问题，保障输出权值的稳定性；然后，结合新型激活函数，构建水体溶解氧浓度预测模型。最后，将SPLS-ELM（Selection Based Partial Least Square Optimized Extreme Learning Machine）预测模型应用到江苏省无锡市南泉基地某试验池塘的水体溶解氧预测中。试验结果表明：该模型的预测均方根误差为0.3232，与最小二乘支持向量机（Least Square Support Vector Machine，LSSVM）、BP神经网络、粒子群（Particle Swarm Optimization，PSO）优化LSSVM和遗传算法（Genetic Algorithm, GA）优化BP神经网络相比分别降低40.98%、44.48%、34.73%和44.18%。且该模型的运行时间仅0.6231s，预测精度和运行效率明显优于其他模型。该模型的溶解氧预测曲线接近真实溶解氧变化曲线，能够满足水产养殖实际生产对水体溶解氧预测的要求。