国家级作物长势遥感监测业务系统设计与实现

作物长势监测是农情遥感监测的重要组成部分。为了建立稳定的作物长势监测业务系统,该文一方面选取NDVI时间序列提取的时空参数从不同侧面描述作物长势,建立作物长势监测的综合性模型,另一方面建立了一个覆盖全国主要农区、由200个县组成的地面调查网络,采集地面实况信息,并采用客户端/服务器（C/S）和浏览器/服务器（B/S）的混合结构开展系统设计,基于遥感和地面调查两个角度设计实现了国家级作物长势遥感监测业务系统,同时对由于作物种类和监测区域不同引起的长势评价标准不一致、模型定量化和业务系统架构仍需根据应用进一步分解完善等问题进行了讨论。以中国冬小麦主产区为例,进行了作物长势监测试验,取得较好的监测结果。目前该系统已在大尺度作物遥感监测中得到应用。     

Utilization of molecular markers for improving the phosphorus efficiency in crop plants

Phosphorus (P) is the second most growth limiting macronutrient after nitrogen and plays several important roles in all organisms including plants. In soil, P is available in both organic and inorganic forms. P deficiency reduces the growth and yield of several crop plants. Plants respond to P deficiency by the phenotypic changes especially by the modification of root architecture. Molecular marker‐assisted breeding (MAB) has been proposed as an important tool to identify and develop improved varieties of crop plants with efficient P‐use efficiency (PUE). Identification of quantitative trait loci (QTLs) for traits related to PUE has been considered as the first step in marker‐assisted selection (MAS) and improvement of crop yield programmes. In this review, we describe in detail on architectural changes of roots under P deficiency that are reported in various crops and discuss the efforts made to improve PUE using molecular marker tools. Details on QTLs identified for low P‐stress tolerance in various crop plants are presented. These QTLs can be used to improve PUE in crop plants through MAS and breeding, which may be beneficial to improve the yields under P‐deficient soil. Development of new and improved varieties using MAB will limit the use of non‐renewable fertilizers and improve PUE of key crop plants in low input agriculture.     

QTL mapping for six ear leaf architecture traits under water‐stressed and well‐watered conditions in maize (Zea mays L.)

Morphological traits for ear leaf are determinant traits influencing plant architecture and drought tolerance in maize. However, the genetic controls of ear leaf architecture traits remain poorly understood under drought stress. Here, we identified 100 quantitative trait loci (QTLs) for leaf angle, leaf orientation value, leaf length, leaf width, leaf size and leaf shape value of ear leaf across four populations under drought‐stressed and unstressed conditions, which explained 0.71%–20.62% of phenotypic variation in single watering condition. Forty‐five of the 100 QTLs were identified under water‐stressed conditions, and 29 stable QTLs (sQTLs) were identified under water‐stressed conditions, which could be useful for the genetic improvement of maize drought tolerance via QTL pyramiding. We further integrated 27 independent QTL studies in a meta‐analysis to identify 21 meta‐QTLs (mQTLs). Then, 24 candidate genes controlling leaf architecture traits coincided with 20 corresponding mQTLs. Thus, new/valuable information on quantitative traits has shed some light on the molecular mechanisms responsible for leaf architecture traits affected by watering conditions. Furthermore, alleles for leaf architecture traits provide useful targets for marker‐assisted selection to generate high‐yielding maize varieties.     

湛江市热带滨海街旁小游园植物景观设计语言

以湛江市为例,通过对典型案例的植物景观设计语言进行分析总结,提炼能体现热带滨海特色的地域性植物景观设计语言。对湛江热带滨海街旁小游园的植物景观进行准确认识及进一步交流,并对植物景观设计语言研究进行深入探讨,丰富景观设计的理论框架,以期启迪具有热带滨海地域性的景观设计思想。     

美丽乡村建设中川西藏寨传统建筑的保护与传承

通过阐述川西甘孜阿坝地区藏族传统民居和碉楼的建筑特点和文化特征,及其在美丽乡村建设中面临的困境,指出了藏族传统建筑在传承与保护方面面临的问题,并提出相应的策略,旨在对藏族传统建筑的传承与发展提供借鉴。     

泗县县城绿地系统规划研究

对泗县目前城市绿地系统建设中存在的问题进行了分析,指出了公园绿地数量偏少且分布不均、功能品质有待完善、附属绿地发展出现失衡现象、生产绿地功能不能实现、防护绿地树种过于单一等问题。论述了城市绿地系统在城市建设中的重要性,结合泗县现状,提出了绿地系统规划的期限与范围、目标、绿地指标和绿地空间布局结构及特色塑造。     

2种生境下红砂枝系构型特征

[目的]探究不同生境下红砂的枝系构型特征,并分析红砂植物构型对其生存的外在环境变异的适应策略。[方法]以荒漠地区超旱生小灌木红砂(Reaumuria soongorica)为研究对象,选择兰州九州台和张掖临泽2个样点,结合统计检验和分形理论的方法,通过分枝率、分枝长度、分枝角度、枝径比指标来研究2种生境下红砂的枝系构型变异特征。[结果]兰州九州台红砂和张掖临泽红砂的总体分枝率和逐步分枝率差异均不显著,兰州九州台红砂总体分枝率略大于张掖临泽红砂,逐步分枝率呈现出兰州九州台红砂略小于张掖临泽红砂。兰州九州台红砂各级分枝枝长均显著长于张掖临泽红砂,且兰州九州台红砂和张掖临泽红砂枝条伸展能力从第1级到第4级呈相对减弱趋势。兰州九州台红砂和张掖临泽红砂的分枝角度差异显著,总体上兰州九州台红砂各级分枝角度显著大于张掖临泽红砂,从1级到4级分枝角度呈明显减小趋势,角度均小于90°。兰州九州台红砂各级枝径比显著高于张掖临泽红砂,即兰州九州台红砂的承载力显著高于张掖临泽红砂。[结论]研究结果为深入了解红砂内部结构及其对环境的生态适应性提供了理论依据。     

农业物联网体系结构与应用领域研究进展

农业物联网是计算机、互联网、移动通信等信息技术在农业领域的高度集成和具体应用,是农业信息化、智能化的必要条件。随着农业物联网产业发展,各种农业物联网系统层出不穷,由于缺乏对整个农业物联网系统层次结构的分析,导致当前各农业物联网应用呈现出碎片化、垂直化、异构化等问题。如何从农业物联网各种应用需求中统一抽取出系统的组成部件以及它们之间的组织关系,建立农业物联网体系结构,实现农业物联网设计与实现方法的统一是当前急需解决的问题。文中从农业物联网的概念发展、基本特征、体系结构研究现状等方面进行深入分析后认为,当前各个国家与机构制订的物联网发展和管理计划对科研人员从事物联网研究与应用开发起到了很好的引导作用,但是都没有指出设计与实现物联网系统的具体方法,并且农业生产环境的多样性和生产流程的复杂性决定了必须统筹考虑农业各行业的具体应用特点来建立农业物联网体系结构。为此在文章中首先讨论了农业物联网体系结构构建原则包括可扩展性、可复用性、安全性和可靠性等,在此基础上结合农业产业的具体需求及工程实践经验,进一步划分农业物联网的基本结构,提出五层农业物联网结构模型,该模型由下至上划分为感知层、接入层、网络层、数据层及应用层五层,各层对应不同的通信协议,农业物联网层次结构模型与协议体系的配套构成了农业物联网体系结构。该体系结构与传统的三层、四层物联网体系结构相比,增加的农业物联网接入层针对泛在环境中多数物体的资源和计算能力受限问题,着重强调了底层异构感知网络与网络层的无缝连接,可以有效屏蔽底层异构感知网络的复杂性,并提供统一的抽象管理接口,为农业物联网硬件感知系统的快速搭建提供便利。增加的农业物联网数据共享层,主要针对当前农业物联网系统存在垂直化、封闭化导致不同系统之间农业数据资源无法共享,农业生产、经营、管理、服务历史数据无法得到充分利用,形成信息孤岛问题,通过面向服务的数据资源共享架构,为各农业物联网应用系统间数据交换与共享提供有效解决方案。五层农业物联网体系结构中各层功能更加清晰独立,有利于各层服务器之间的网络负载均衡,降低企业网络的通信负担。随后提取农业各行业应用的共性问题,按照监测对象的不同,分析了农业生产环境监控物联网、动植物生命信息监控物联网、农产品质量安全追溯物联网、农机作业监控物联网等不同应用的研究现状和涉及的主要技术。从农业物联网体系结构角度出发,可以发现当前农业物联网各领域研究与应用存在两方面的问题,一方面是异构网络接入层硬件网关研究较多,嵌入式网关中间件研究应用相对较少的问题;另一方面是农业物联网数据共享层研究应用严重缺失,各应用系统通常将感知层获取的数据直接发送至农业物联网应用层,缺乏对感知数据的深度挖掘和分析,难以达到进一步指导农业生产的效果。最后讨论了未来农业物联网技术研究和应用发展的重点方向。     

5种苹果属植物GAI基因的克隆及生物信息学分析

【目的】研究DELLA家族的成员GAI在调控植物株型形成方面的生物学功能。【方法】从5种苹果属植物(‘国光’、‘武乡海棠’、‘SH6’、‘比利时垂枝’、‘比利时直立’)中分离得到GAI基因,应用多种生物学工具分析其序列特征。【结果】序列分析表明,GAI的CDS序列长度为1 875bp,编码624个氨基酸;GAI的基因组序列长度与其对应CDS序列长度相同;GAI蛋白具有亲水性,主要定位于细胞质;5种苹果属植物的GAI序列相似性极高,都具有DELLA家族和GRAS家族特有的典型结构。【结论】试验结果暗示这5种苹果属GAI基因可能在苹果株型形成方面发挥重要功能。     

联合收获机CAN总线架构设计与试验

针对国内外农机装备智能化发展及设备物联远程网控需求,基于ISO 11783系列标准,提出并设计了联合收获机智能CAN总线方案及其应用系统。根据联合收获机的作业特点和智能控制需求,建立了由动力CAN总线、设备管理CAN总线、专用设备CAN总线1和专用设备CAN总线2组成的模块化、可扩展的智能农机CAN总线网络结构。基于ISO 11783 CAN总线应用层协议标准,制定了智能化联合收获机远程网控通信协议。最后,进行了联合收获机CAN总线应用系统网络负载和实时性的通信试验及工程应用试验验证。试验结果表明,在500 kb/s波特率下,所有总线的负载率均小于30%,数据在3层CAN总线之间传输总延时小于1 ms,满足联合收获机智能远程网控CAN总线系统的设计要求。