基于连续投影算法和光谱变换的冬小麦生物量高光谱遥感估算

为探索基于全波段冠层高光谱以及变换光谱的冬小麦地上部生物量的遥感估算方法，以2016、2017年冬小麦田间试验为基础，通过对冠层光谱和地上部生物量的相关性分析，筛选拔节期、抽穗期的冬小麦冠层光谱、一阶导数光谱、对数变换光谱和连续统去除光谱对地上部生物量的敏感波段，并结合偏最小二乘法(PLS)分别建立拔节期和抽穗期基于SPA算法的冬小麦地上部生物量估测模型，再与基于任意两波段组合的最佳归一化光谱指数、比值光谱指数、差值光谱指数和已报道光谱指数的冬小麦地上部生物量估测模型进行比较。结果表明：(1)SPA算法较好地利用了全波段冠层光谱信息，并显著降低了光谱维度，不同变换光谱的地上部生物量敏感波段个数在4~14之间；(2)拔节期和抽穗期冠层光谱与地上部生物量的相关性高于开花期和灌浆期，各生育时期一阶导数光谱与地上部生物量之间的相关性优于连续统去除光谱、对数变换光谱和光谱指数；(3) 利用抽穗期一阶导数光谱敏感波段建立的预测模型和验证模型达到了较高的精度，其预测模型的决定系数和均方根误差分别为0.78和0.87 t·hm^-2，验证模型的决定系数和均方根误差分别为 0.84和0.69 t·hm^-2，预测相对偏差为2.74。这说明，抽穗期是估算地上部生物量的最佳生育时期，且基于冠层一阶导数变换光谱，结合连续投影算法和偏最小二乘回归方法所构建抽穗期地上部生物量估算模型具有最优的精度和预测能力，可用于地上部生物量的定量估算。     

日粮中添加β-胡萝卜素对牦牛皮下脂肪颜色及组织中维生素A含量的影响

试验旨在探究日粮中添加不同水平β-胡萝卜素（β-C）对牦牛皮下脂肪颜色及组织维生素A含量的影响。试验选取12头2~3岁牦牛为研究对象，随机分为4个组，每组3个重复。各处理组日粮分别在基础日粮中添加0（对照）、720（低剂量）、1 440（中剂量）、1 620 mg/d（高剂量）β-C，饲养90 d后，分别测定牦牛脂肪、肌肉色度、背膘厚度及不同组织中β-C和代谢产物维生素A的含量，结果表明：日粮中添加不同水平β-C，牦牛背部、胸部脂肪及半腱肌的黄度值（b^*）显著高于对照组（P<0.05），亮度值（L^*）和红度值（a^*）没有显著变化（P>0.05）；牦牛背膘厚度在中剂量组达到最大值；对照组牦牛血清中β-C及维生素A含量显著低于各试验组（P<0.05），且维生素A含量随β-C添加量的上升呈上升趋势（P<0.05）；牦牛皮下脂肪、腹腔脂肪、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏及空肠等组织器官中β-C含量在中剂量组均达到最大值，除肝脏中维生素A含量较高外，其他组织中维生素A含量在各处理组间差异不显著（P<0.05）。综上所述，日粮添加β-C影响牦牛皮下脂肪颜色，且在中剂量组牦牛皮下脂肪、心脏、肝脏、脾脏及空肠等组织器官中β-C含量达到最大值，故推荐其最佳摄入量为1 440 mg/d；在日粮中添加β-C影响牦牛肝脏和血清中维生素A含量，对其余组织器官中维生素A含量没有影响。     

土壤改良剂对中稻-再生稻产量与氮肥利用的影响

为了探究土壤改良剂对水稻产量和氮肥利用的影响,为中稻-再生稻增产与肥料高效利用以及稻田次生障碍阻控提供理论支撑。以准两优608(2016年)和晶两优华占(2017年)为试验材料,设施用过氧化钙(CaO_2)、施用生物石灰(Bi-CaO)、施用硅肥(SiO_2)、常规施肥(NPK)和不施肥(NF)5个处理。分别测定了水稻产量和氮肥利用相关的指标。结果表明,施用土壤改良剂显著增加中稻-再生稻系统产量,与常规施肥(NPK)相比较头季产量增幅达7.37%～17.78%,再生季可增产493.3～982.2 kg/hm~2。施用土壤改良剂显著提高中稻-再生稻有效穗数与头季结实率和穗粒数,且显著增强其各生育期干物质积累。土壤改良剂显著提高中稻-再生稻植株氮素吸收与积累,且后期以施用过氧化钙(CaO_2)效果最佳。施用土壤改良剂显著促进中稻-再生稻系统氮肥高效利用,与NPK相比较施用改良剂处理氮肥偏生产力(NPFP)、肥料氮贡献率(NCT)、氮肥农学利用率(AE_N)和氮素回收率(RE_N)均显著增加,其中NPFP和AE_N分别增加了2.92～7.53 kg/kg,4.76～7.53 kg/kg,NCT和RE_N分别增加6.32～9.65,34.40～46.11百分点;施用土壤改良剂显著降低了中稻-再生稻系统土壤氮素依存率(SNDR)及氮肥生理利用率(PE_N)。研究结果表明,施用土壤改良剂可显著促进中稻-再生稻增产与氮肥高效利用,综合水稻产量与氮肥利用表现,施用过氧化钙(CaO_2)对中稻-再生稻促进作用最佳,其次是施用硅肥(SiO_2),均优于施用生物石灰(Bi-CaO)处理。     

CRISPR/Cas9技术敲除酿酒酵母gpd2基因对产2,3-丁二醇的影响

旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除酿酒酵母甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2),探究其对2,3-丁二醇产量的影响。根据酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)W5甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2)设计供体片段及gRNA片段,将gRNA片段与可表达Cas9蛋白的敲除载体相连,之后将重组质粒及供体DNA片段转化到S. cerevisiae W5细胞中,根据表型筛选及PCR验证获得gpd2基因缺失菌株。结果表明目的基因gpd2敲除成功,基因缺失菌株与原始菌株经发酵实验相比,甘油产量下降22.01%,乙醇产量提高24.65%,2,3-丁二醇产量下降10.60%。gpd2基因的敲除并没有提高2,3-丁二醇的产量,原因可能是逐渐积累的NADH会优先被细胞内大量的乙醇脱氢酶所氧化,作用于乙醇的产生,而不是优先作用于2,3-丁二醇的合成。本实验构建了适用于酿酒酵母的基因敲除系统,该系统对进一步探究酿酒酵母其他代谢产物与2,3-丁二醇合成之间的关系具有实际的借鉴意义。     

1-MCP处理对“东红”猕猴桃货架期品质的影响

以"东红"猕猴桃为试材,通过采后用不同浓度(0、0.25、0.50、0.75μL·L^-1)1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)进行处理后,将果实至于(20.0±0.5)℃层析冷柜中对其进行货架期贮藏,研究"东红"猕猴桃果实品质的变化,以期为延长猕猴桃货架期品质提供参考依据。结果表明:0.75μL·L^-11-MCP能够有效地抑制"东红"猕猴桃果实硬度、b*值、超氧化物歧化酶(SOD)活性及过氧化氢酶(CAT)活性的下降;0.75μL·L^-1及0.50μL·L^-11-MCP均能够显著降低"东红"猕猴桃果实呼吸强度、乙烯生成速率和脂氧合酶(LOX)活性;0.25、0.50、0.75μL·L^-11-MCP能够更好地推迟"东红"猕猴桃果实可溶性固形物含量的上升,而不同浓度1-MCP处理间对"东红"猕猴桃果实可滴定酸含量的作用效果无显著差异。综合比较,0.75μL·L^-11-MCP能够更好地保持"东红"猕猴桃的货架期品质,其次为0.50μL·L^-11-MCP。综合考虑"东红"猕猴桃货架期品质变化及成本,建议"东红"猕猴桃的1-MCP使用浓度为0.50~0.75μL·L^-1。     

液电混合直线驱动系统位置控制特性研究

提出了一种采用电-机械直线执行器和液压缸的液电混合直线驱动系统。为消除电-机械直线执行器和液压缸之间的耦合影响,液压泵和比例阀协同控制液压缸输出力和运行方向,满足系统负载力需求,电-机械直线执行器用于运动控制,并补偿液压缸输出力波动和外部干扰力。为实现上述目标,设计了基于扩张状态观测器的电-机械直线执行器自适应滑模控制方法,以估计的负载力调节泵压力和比例阀开度,对液压缸输出力进行调控。比例阀在系统运行中主要用于控制液压缸运动方向,阀开度较大,可显著降低节流损失。通过仿真和试验分析了系统的运行特性和能效特性。结果表明,该系统具有良好的位置控制特性,能量效率高,较传统阀控系统能耗减少51%。     

夹持压力可控的香梨采摘末端执行器设计与试验

库尔勒香梨是新疆特色水果,其酥脆特点为香梨机械化采摘带来较大挑战。为了降低香梨机械损伤及实现自动采摘,在分析物理特性、力学模型的基础上研制了夹持压力可控的夹持-扭转协同工作的香梨采摘末端执行器,主要包括夹持部件、旋转部件、压力反馈单元及控制单元等。以夹持-扭断时间、放果时间和采摘成功率为指标,进行采摘试验,结果表明:夹持压力阈值和扭转角度分别为7N和60°时,夹持-扭转时间在1.01～1.75s之间,放果时间在0.43～0.91s之间,采摘成功率约为94.6%。该末端执行器采摘速度快、成功率高,可为香梨采摘机器人的研发提供参考。