黑土区施加生物炭对土壤综合肥力与大豆生长的影响

为探明黑土区施加生物炭对土壤持水性能、土壤养分以及大豆生长的影响,以东北黑土区3°坡耕地田间径流小区为研究对象,进行为期4年的观测。按照生物炭施加量,2015年共设置C0(0 t/hm~2)、C25(25 t/hm~2)、C50(50 t/hm~2)、C75(75 t/hm~2)、C100(100 t/hm~2) 5个处理,2016—2018年分别连续施加等量的生物炭。结果表明:连续4年,0～60 cm土层土壤储水量随施炭量的增加呈先增大、后减小的趋势,而对60～100 cm土层土壤储水量影响不显著;连续4年,饱和含水率随施炭量的增加呈逐渐增大的趋势; 2015年田间持水率、凋萎系数随施炭量的增加呈逐渐增大趋势,2016—2018年呈先增加、后减小趋势;连续4年,施加生物炭提高了大豆各生育阶段的株高和叶面积,同期相对较优处理分别为C75、C50、C50、C25;连续4年,大豆冠层覆盖度与施炭量呈抛物线变化(R~2均在0. 89以上,P 0. 01),连续施加2年的C50处理各生育期提高量最大,与C0相比提高了81. 4%、36. 7%、31. 5%和39. 6%;连续4年,土壤pH值和有机质、速效钾含量随施炭量的增加呈逐渐升高趋势,碱解氮、有效磷含量呈先升高、后降低趋势,相对较优处理为C50、C50、C25、C25。采用改进的内梅罗指数模型计算的土壤综合肥力指数与产量呈正相关(R~2=0. 861 5,P=0. 001 2,RMSE为0. 75),土壤综合肥力水平最高的生物炭施用模式为连续2年施加50 t/hm~2的生物炭。     

野生大豆芽期耐盐性状的关联分析

盐渍化是危害大豆生产的主要非生物胁迫因素之一。目前大豆耐盐性研究主要集中在栽培大豆的苗期耐盐性,而芽期耐盐性状的研究相对较少。野生大豆蕴含丰富的耐逆基因,是栽培大豆遗传改良的重要资源。为了研究野生大豆芽期耐盐性状的遗传机制,以113份野生大豆为试验材料,进行芽期耐盐性状的鉴定,结合群体的分子标记对包括2年平均值在内的3个环境下的3个耐盐指数进行全基因组关联分析,共检测到与野生大豆芽期耐盐相关的位点26个,6个SSR标记Satt521、Satt022、Satt239、Satt516、Satt251和Satt285在2个或3个环境下均被检测到,4个SSR标记Satt516、Satt251、Satt285和GMES4990与2个或3个耐盐指数显著相关。对这些SSR标记进行分析,挖掘了最优的等位基因及其载体材料。以上这些结果对于阐明野生大豆芽期耐盐性状的遗传机制,进一步发掘新的耐盐基因具有重要意义。同时也为栽培大豆遗传基础的拓宽、大豆耐盐分子标记辅助选择和分子设计育种等后续研究提供重要依据。     

基于深度学习的大豆生长期叶片缺素症状检测方法

为了检测作物叶片缺素,提出了一种基于神经网络的大豆叶片缺素视觉检测方法。在对大豆缺素叶片进行特征分析后,采用深度学习技术,利用Mask R-CNN模型对固定摄像头采集的叶片图像进行分割,以去除背景特征,并利用VGG16模型进行缺素分类。首先通过摄像头采集水培大豆叶片图像,对大豆叶片图像进行人工标记,建立大豆叶片图像分割任务的训练集和测试集,通过预训练确定模型的初始参数,并使用较低的学习率训练Mask RCNN模型,训练后的模型在测试集上对背景遮挡的大豆单叶片和多叶片分割的马修斯相关系数分别达到了0.847和0.788。通过预训练确定模型的初始参数,使用训练全连接层的方法训练VGG16模型,训练的模型在测试集上的分类准确率为89.42%。通过将特征明显的叶片归类为两类缺氮特征和4类缺磷特征,分析讨论了模型的不足之处。本文算法检测一幅100万像素的图像平均运行时间为0.8 s,且对复杂背景下大豆叶片缺素分类有较好的检测效果,可为农业自动化生产中植株缺素情况估计提供技术支持。     

接种根瘤菌对西南地区大豆光合性能和固氮能力的影响

为探讨接种根瘤菌对西南地区大豆固氮能力的有效性，在大田试验条件下，以根瘤菌株 Bradyrhizobium japonicum5038和B. japonicum 5136侵染南黑豆20和南夏豆25，比较两个大豆品种接种后植株的光合特性和叶绿素 含量，考察根瘤数量并测定分析其蔗糖含量、豆血红蛋白含量和固氮酶活性。结果表明：接种后两大豆品种叶片 chla/b值显著下降，叶绿素含量、净光合速率和气孔导度显著增加；根瘤数、单株瘤重、植株地上部和地下部生物量 均显著增加，单个瘤重和根冠比则无显著变化；根瘤内蔗糖含量和豆血红蛋白含量均显著增加，固氮酶活性提高。 不同大豆品种对不同菌株的响应不同，南夏豆25与根瘤菌B.japonicum5136的适配性最好，接种后大豆光合性能和 固氮能力的改善效果明显优于南黑豆20。     

Comparison of the effects of seed coating with tungsten and molybdenum compounds on seedling establishment rates of rice,wheat, barley,and soybean under flooded conditions

Seed coating with molybdenum compounds improves seedling establishment for rice, wheat, barley, and soybean when such seeds were sown under flooded conditions. Tungsten belongs to the same chemical group as molybdenum in the periodic table, and similar to molybdenum, inhibits the generation of sulfide ions. Here, the effects of tungsten and molybdenum containing seed coatings on seedling establishment under flooded conditions were compared using rice, wheat, barley, and soybean. In rice, the effects of tungsten compounds on seedling establishment varied. Tungsten trioxide had little effect but tungstic acid and ammonium phosphotungstate significantly improved seedling establishment when the amounts were at least .1–.2 mol W kg^?1. Although the effect of tungsten coating varied depending on the compound used, ammonium phosphotungstate, along with other tungsten compounds, improved seedling establishment in a manner comparable with that of molybdenum compounds. For wheat and barley, ammonium phosphotungstate treatment resulted in a significant increase in establishment that was only slightly less than the results observed using molybdenum compounds. Tungstic acid and ammonium phosphotungstate treatments improved soybean establishment in a significant manner that was comparable with those of molybdenum compounds. Collectively, these results suggest that tungsten compounds, as well as molybdenum compounds, improve seedling establishment under flooded conditions.     

饲料中添加不同水平的发酵豆渣对育肥猪生长性能、屠宰性能及经济效益指标的影响

为研究饲料中添加不同水平的发酵豆渣对育肥猪生长性能、屠宰性能及经济效益指标的影响,采用单因素随机设计试验,选择体重相近的健康育肥猪80头随机分成4组,每组20个重复,每个重复1头,1组饲喂基础日粮为对照组,试验2、3、4组分别在基础日粮中添加5%、10%、15%发酵豆渣,预试验7 d,试验期56 d。结果表明:(1)试验3、4组的平均日增重较1组比分别提高15.5%、14.1%(P<0.05),料重比较1组比分别降低14.7%、11.9%(P<0.05),试验2、3、4组的平均采食量均高于1组(P>0.05);(2)试验2、3、4组的宰前活重、屠宰率高于1组(P>0.05),试验3、4组的瘦肉率、眼肌面积较1组比分别提高12.1%、8.9%、12.3%、8.2%(P<0.05),背膘厚较1组比分别降低8.5%、7.0%(P<0.05);(3)试验3、4组毛利润较1组比分别提高22.4%、18.0%。综上,添加10%发酵豆渣可以提高育肥猪的生长性能、屠宰性能及经济效益。     

东北棕壤长期不同施肥处理轮作大豆氮素吸收和土壤硝态氮特征

【目的】在玉米–玉米–大豆轮作体系下,基于棕壤肥料长期定位试验,研究不同施肥处理对东北地区大豆生物量、产量、各部位吸氮量及收获期土壤0―100 cm硝态氮累积的影响,为该地区合理施肥提供理论依据和科学指导。【方法】棕壤肥料长期定位田间试验始于1979年,包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷钾肥配施(NPK)、低量厩肥(M1)及其与化肥配施(M1N和M1NPK)、高量厩肥(M2)及其与化肥配施(M2N和M2NPK)9个处理。厩肥为猪厩肥,1992年后大豆季不施猪厩肥,仅在玉米季相关处理中施用。39年后,调查分析了大豆生物量、产量、氮素吸收利用及大豆收获期0―100 cm土壤硝态氮累积特征。【结果】高量、低量厩肥配施化肥处理大豆生物量、产量、总吸氮量及各部位吸氮量均显著高于单施氮肥和不施肥处理,其中,M1NPK处理大豆生物量、产量和总吸氮量最高,分别为9107、2979和314.2 k g/h m^2,较其他处理分别提高了6.1%~133.6%、23.9%~232.5%和11.7%~359.4%。施肥提高了大豆氮收获指数,但氮素生理效率降低。NPK和M1NPK处理的氮素收获指数最高,均为63.5%,而氮素生理效率较CK分别降低了30.6%和28.1%。大豆收获期各处理土壤硝态氮累积量随土层深度的增加而降低。与播前相比,大豆收获期单施氮肥处理的0―100 cm土层硝态氮积累量显著增加,NPK处理变化不显著,M1、M1N和M1NPK处理显著降低。低量厩肥配施化肥处理收获期0―100 cm土壤硝态氮积累量远低于高量厩肥配施化肥处理,较播前平均降低了79.2%。所有处理中,土壤硝态氮积累量以M1NPK处理最低,比其他处理平均降低了58.2%。【结论】在东北棕壤地区玉米–玉米–大豆轮作体系下,玉米季低量厩肥(13.5 t/hm^2)与氮磷钾化肥配合施用时,大豆季仅施氮磷钾化肥既可提高大豆生物量、产量,促进氮素吸收,同时还可降低大豆收获期土壤硝态氮累积量,降低环境风险,是该轮作体系较为合理的施肥方式。     

大豆玉米持续轮作免耕对土壤养分及作物产量的影响

为了解决免耕减产、秸秆焚烧污染环境、种植结构不合理等问题,试验通过设置免耕和传统垄作田间对比试验,研究了2013年到2016年连续4年大豆玉米轮作免耕对土壤养分及作物产量的影响,研究结果可为免耕技术推广及黑龙江省农业持续发展提供理论参考和技术保障。试验结果表明,大豆玉米持续轮作免耕条件下0-7.5 cm、7.5-15 cm、15-22.5 cm、22.5-30 cm土壤养分指标全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量均高于垄作处理,且耕作对全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量影响显著；耕作对土壤容重影响显著,免耕处理各层土壤容重高于垄作处理,免耕处理15-22.5 cm与22.5-30 cm土层之间容重差异不显著,而垄作处理各层土壤容重差异显著；与垄作相比,2013年和2015年免耕大豆增产率分别为16.37%和25.33%,2014年和2016年免耕玉米产量增产率分别为0.88%和9.50%。大豆玉米轮作免耕较垄作平均节约成本640元/hm2,平均增收2220元/hm2。     

不同来源吸附载体大豆糖蜜对奶牛瘤胃内环境的影响

为考察不同来源吸附载体大豆糖蜜对奶牛瘤胃内环境的影响,采用3×3拉丁方试验设计,选用3头年龄相同(3胎次)、体重相近[(500±50)kg]且安装永久性瘤胃瘘管的中国荷斯坦奶牛为试验动物,分别饲喂基础日粮、豆皮糖蜜和麸皮糖蜜日粮。结果表明,豆皮糖蜜组和麸皮糖蜜组瘤胃pH均极显著高于对照组(P0.01),而豆皮糖蜜组和麸皮糖蜜组之间瘤胃pH没有显著差异(P0.05);麸皮糖蜜组瘤胃NH_3-N浓度显著低于对照组(P0.05),但与豆皮糖蜜组没有显著差异(P0.05);各处理间奶牛瘤胃各单个挥发性脂肪酸(volatile fatty acid,VFA,包括乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸和戊酸)浓度、总VFA浓度和乙丙比均没有显著差异(P0.05);但与对照组相比,豆皮糖蜜组瘤胃总VFA浓度有降低趋势;而麸皮糖蜜组瘤胃总VFA浓度有提高趋势。结果显示,在奶牛饲料中可用豆皮糖蜜替代15%玉米以及用麸皮糖蜜替代6%玉米和10%麸皮,均具有调控瘤胃稳衡的作用,且麸皮糖蜜替代效果优于豆皮糖蜜。