Establishing an eyeball-weight relationship for Litopenaeus vannamei using machine vision technology

This study aimed to establish a shrimp eyeball-weight relationship model for Litopenaeus vannamei using machine vision technology. A total of 295 shrimp were sampled from a recirculating aquaculture system (RAS). The long-axis length (d), body length (L), and body weight (W) of each individual was measured. The long axis length of the shrimp eyeball was identified and measured using machine vision technology. Continuous fitting and piecewise fitting models were used to construct the eyeball-weight relationship model for L. vannamei. The continuous fitting relationship model was described as: W = 38.865d^2.7914, while the piecewise model was described as: d < 2 mm, W = 0.0326d^3.7363, R² = 0.9288; 2 mm ≤ d < 3.9 mm, W = 0.0401d^3.104, R² = 0.9629; 3.9 mm ≤ d < 5.8 mm, W = 0.0421d^3.0311, R² = 0.9216; 5.8 mm < d, W = 0.103d^2.6226, R² = 0.9457. The root mean square error (RMSE) of the piecewise fitting model (0.0244, 0.1575, 0.5034, 0.7072) was smaller than the continuous fitting model (0.8229). The correlation coefficient (R²) of the piecewise model (0.9288, 0.9629, 0.9216, and 0.9457) was similar to that of the continuous fitting model (R² = 0.9621). The results indicated that the piecewise fitting model is suitable for calculating the biomass of L. vannamei in RAS and provides a novel way of estimating the biomass of L. vannamei cultured in RAS. The piecewise fitting model can also provide the foundation of evaluating the production of shrimp using underwater image recognition in intelligent aquaculture systems.     

不同施氮量下覆膜滴灌玉米相对根长密度模型研究

为探明施氮量对宁夏引黄灌区覆膜滴灌玉米根长密度(RLD)的影响,设置5个施氮水平和1个对照(CK,不施氮与不覆膜)进行试验,测定玉米RLD,建立不同施氮量下相对根长密度(NRLD)模型,并加以检验。结果表明:不同施氮处理的玉米RLD分布区域均随土层深度的增加而减小,且大部分集中在0～20 cm土层;随着施氮量的增加,RLD分布区域明显扩大; NRLD分布满足三阶多项式函数模型,模拟曲线的决定系数R2为0.951,模型检验结果R2为0.845,均方根误差(RMSE)为0.248,拟合效果好,但该多项式模型不能保证NRLD在相对取样深度Zr为1时达到0,故对玉米NRLD分布多项式模型进行优化。优化模型验证结果显示,各施氮处理RMSE不大于0.308,CK、N0、N1、N2、N3和N4处理的标准化均方根误差分别为0.242、0.193、0.184、0.226、0.208和0.273,R2分别为0.903、0.953、0.920、0.944、0.962和0.898,具有较高的拟合度,解决了NRLD在Zr=1时达到0的问题。本研究可为宁夏引黄灌区膜下滴灌玉米NRLD分布拟合、根系养分吸收和施肥管理提供理论参考。     

小麦秸秆长度、覆盖量对坡面产流产沙的影响

为定量研究小麦秸秆覆盖对坡面产沙产流过程及减水减沙效益的影响,采用室内人工模拟降雨试验,研究在降雨强度为90 mm/h时,不同秸秆长度和秸秆覆盖量下的坡面产流产沙特征和产流产沙过程规律,结果表明:(1)在相同秸秆长度下,随秸秆覆盖量增加,产流量产沙量极显著减少(p0.01)。相同覆盖量水平下随秸秆长度增加,产流量显著增加(p0.05),在4.5 t/hm~2覆盖量下产沙量极显著增加(p0.01)。(2)秸秆覆盖坡面的初始产流时间较裸露坡面延迟6.23倍,产流量平均下降19.5%,产沙量下降31.6%。覆盖措施通过保护土壤的结构有效抑制了细沟侵蚀过程向切沟侵蚀发展。产流产沙过程受秸秆长度和覆盖量的交互作用影响,交互效应对产流过程的影响更突出。(3)随覆盖量增加,减水减沙效益极显著增加(p0.01);随长度增加,减水减沙效益分别减少为17.26%,27.97%。不同覆盖条件下的坡面产流量、产沙量和减水、减沙效益均与秸秆长度、秸秆覆盖量呈二元线性关系。(4)在当前试验条件下,当秸秆长度为3～5 cm,覆盖量为4.5 t/hm~2时达到最优减水减沙效益。     

透气隔水埋体对土壤水分入渗与溶质运移的影响

为分析透气隔水(弱透水)埋体促进水分入渗与溶质运移功效,开展了不同容重(1.40,1.45,1.50,1.60 g/cm~3)透气隔水(弱透水)埋体的一维垂直土柱入渗试验,分析了不同容重的透气隔水(弱透水)埋体对土壤水分入渗与溶质分布的影响。结果表明,透气隔水(弱透水)埋体能够增加土壤累积入渗量,推动湿润锋运移,在一定范围内,随着透气隔水(弱透水)埋体容重增加,湿润锋推进速度与土壤入渗率均增加。600 min时,土壤累积入渗量相对增加7.42%～29.17%,湿润锋深度达到27 cm,入渗时间相对减少26.97%～64.27%。相比于对照组,不同容重的透气隔水(弱透水)埋体均能降低溶质向深层土壤迁移数量。Philip模型和代数模型均能描述透气隔水(弱透水)埋体土壤水分入渗过程,且Philip模型中吸渗率S和代数模型中综合形状系数α均与透气隔水(弱透水)埋体内外容重比呈正相关关系。研究结果表明透气隔水(弱透水)埋体能够通过改变上层土壤吸力分布提高水分入渗能力与溶质传输效率,实现对城市雨水径流调控和净化。     

略阳乌鸡体重和产蛋数性状遗传参数估计

【目的】略阳乌鸡是陕西省特有的家禽品种,该品种具有体型大、肉质好、氨基酸含量丰富、对林地散养适应性强的优点,但也存在生长缓慢,产蛋性能差的不足。为此,在系统测定略阳乌鸡生产性能的基础上,开展对体重和产蛋性状遗传参数的估计,阐明遗传效应对上述性状的调控作用及性状间的遗传关系,期望为这些性状的选育奠定理论基础。【方法】对略阳乌鸡蛋用系一世代71个半同胞家系799只公鸡和804只母鸡6、10、14、20周龄和开产日龄体重进行测定,以个体为单位记录从开产到31、35和40周龄产蛋数,以四分位数±1.5倍四分位距为界删除异常值,更正性别记录错误。以性别为固定效应,育种值为随机效应用单变量动物模型估计各性状遗传力,用双变量动物模型估计性状间遗传相关,用逆伽玛分布指定育种值和残差项方差先验分布,用贝叶斯算法执行130 000次迭代,弃去前30 000次迭代结果,以100为间隔抽取1 000个估计值获得方差和协方差后验分布,计算各性状遗传力和性状间遗传相关。用R语言PerformanceAnalytics软件包chart.Correlation命令计算性状间表型相关。【结果】略阳乌鸡6、10、14、20周龄公鸡体重为（0.56±0.07）、（1.07±0.13）、（1.56±0.19）、（1.97±0.21）kg,母鸡体重为（0.47±0.06）、（0.86±0.12）、（1.18±0.16）、（1.48±0.19）kg,开产体重为（1.68±0.23）kg;31、35和40周产蛋数为（31.2±11.5）、（42.5±16.7）和（54.7±20.4）枚。体重遗传力随年龄逐渐减小,分别为0.74、0.76、0.63、0.54和0.52,置信区间在0.25—0.33之间。产蛋数遗传力为0.27、0.25和0.26,置信区间在0.35—0.42之间。10、14、20周龄体重间维持中等偏上（0.52—0.68）的遗传相关性,但6周龄体重（0.21—0.52）和开产体重（0.21—0.46）与各时间点体重遗传相关性较弱。体重间遗传相关系数置信区间在0.13—0.34之间。在3个时间点产蛋数间遗传相关系数趋近于1,置信区间在0.03—0.06之间。体重和产蛋数间遗传相关系数均不显著。在时间维度上,各体重性状间表型相关系数在0.43—0.90之间（P<0.001）,产蛋数性状间表型相关系数在0.79—0.94之间（P<0.001）。6—20周龄体重与产蛋数间维持了弱（0.023—0.15）正相关关系,但开产体重与产蛋数存在弱负相关关系（-0.17—-0.14）。【结论】首次估计了略阳乌鸡品种特异性的遗传参数,发现略阳乌鸡体重性状主要受遗传效应调控,而产蛋数性状受环境影响更大,阐明了早期与晚期性状间、体重与产蛋数间的遗传关系,为早期选种和多性状育种奠定了理论基础。这些结果建议在略阳乌鸡群体中对体重性状表型选择有望取得良好效果,但对产蛋数性状应建立纯系利用杂种优势;体重和产蛋数间不存在负遗传相关关系,可同时对两个性状选育提高。     

卢氏绿壳蛋鸡育成期适宜能量水平的研究

试验旨在通过研究不同能量水平对卢氏绿壳蛋鸡育成期体尺、生长性能及屠宰性能的影响，得出其育成期能量的需要量。选用150 只体重相近的8 周龄卢氏绿壳蛋鸡，按能量水平（A组10.52 MJ/kg、B组10.90 MJ/kg、C组11.29 MJ/kg、D组11.70 MJ/kg、E组12.10 MJ/kg）随机分为5 组（5 个重复，每个重复6 只鸡）。试验采取单因素试验设计，预试期1 周，正试期10 周。结果表明：不同能量水平显著影响卢氏绿壳蛋鸡育成期的胫长、胸宽和胸深(P<0.05)。D和E 组的终末体重和平均日增重差异不显著(P>0.05)，但均显著高于A、B和C组(P<0.05)。能量过高时（E组），终末体重和平均日增重又有所下降。不同能量水平对卢氏绿壳蛋鸡的屠宰性能影响显著(P<0.05)。在本试验条件下，日粮能量水平为11.70 MJ/kg时，更有利于提高卢氏绿壳蛋鸡育成期的生产性能和屠宰性能。     

Increasing protein content and digestibility in sorghum grain with a synthetic biology approach

Despite great genetic diversity, sorghum grain consistently suffers from poor protein digestibility. The physicochemical packaging of protein bodies which consist of protease-resistant β- and γ-kafirin is considered a major obstacle. A synthetic β-kafirin gene, which shares the endosperm-specific promoter and signal peptide with the native β-kafirin gene (Sobic.009G001600.1), was transformed into sorghum inbred line Tx430. The gene was modified with ten additional proteolytic sites. These sites were designed to be amenable to cleavage by pepsin and/or chymotrypsin proteinases. Five independent transgenic lines were regenerated by microprojectile transformation. Notably, considerably more protein was observed in the peripheral endosperm of transgenic lines under scanning electron microscopy. Microscopy revealed invaginated or irregularly shaped protein bodies in the endosperm of transgenic lines. Grains of transgenic lines contained 11–37% more protein, which was 11–21% more pepsin digestible and 7–25% more chymotrypsin digestible than Tx430. Additionally, the abundant synthetic β-kafirin protein (5.6% of total protein) was detected by mass spectrometry data analysis in the transgenic line 9-1. Field-grown homozygous transgenics retained higher protein content, larger seed size and no reduction in grain number per plant. The results illustrated that plant synthetic biology could play an important role in improving sorghum nutritional value.     

大鲵幼体蛋白质的需求量

为评定大鲵幼体对饲料蛋白质的需求量,以鱼粉为主要蛋白源配制6种蛋白质水平(干样基础)的实验饲料:D1(43.7%)、D2(47.1%)、D3(51.3%)、D4(55.7%)、D5(59.9%)和D6(64.4%),饲喂初始体质量为(20.99±0.15)g的大鲵幼体92 d。结果显示,①饲料蛋白质水平对大鲵增重率有显著影响,在D4组达到最大值,较D1组增加了276.4%,且全鲵蛋白质沉积率和肌肉RNA、RNA/DNA值、胃蛋白酶、H^+-K^+-ATPase、胰蛋白酶、脂肪酶和Na^+-K^+-ATPase、肝脏超氧化物歧化酶(SOD)均在D4组达到最佳,而肝脏和肠道丙二醛(MDA)在该组均达到最低;②随饲料蛋白质水平增加,肌肉粗蛋白线性增加,全鲵脂肪线性下降,全鲵水分和粗灰分在各组间差异不显著,全鲵粗蛋白先增加后趋于稳定,在D4组达到最大;③大鲵皮肤胶原蛋白含量在D4组达到最高,较D1组增加了27.83%。研究表明,以增重率、肌肉RNA/DNA值、蛋白质沉积率和皮肤胶原蛋白含量为评价指标,通过二次回归方程分析得到大鲵幼体饲料的最适蛋白质水平为55.9%~58.3%(干样基础),该饲料蛋白质水平能显著提高大鲵幼体胃的泌酸能力、机体消化吸收和抗氧化能力,增加鲵体营养素的沉积,从而促进生长和饲料的转化;而低蛋白质水平饲料显著抑制大鲵的生长。     

隔板长度对紧凑型高速磁力泵水力特性及叶轮径向力的影响

为探究蜗壳内隔板长度对紧凑型高速磁力泵外特性与叶轮径向力的影响,根据蜗壳型式及隔板长度的不同提出6种蜗壳方案.设单蜗壳为方案一,其余双蜗壳方案根据隔板长度从小到大依次设为方案二至方案六.采用ANSYS-CFX软件对不同工况下(0.8Q_d,1.0Q_d,1.2Q_d)各蜗壳方案泵内流场进行数值模拟,得到不同蜗壳方案的泵中心面静压分布云图,并进行径向力分析.采用方案四蜗壳作为泵实型样机进行试验,将试验值与计算结果进行对比.研究结果表明:相较于无隔板的单蜗壳泵,采用有隔板的双蜗壳泵有利于平衡叶轮径向力,在额定流量下单蜗壳在x,y方向的径向力最大分量分别为151.2,149.7 N,是双蜗壳方案四的1.5倍;随着隔板长度的增大,泵的扬程与效率均逐渐提高,叶轮径向力不断减小,3种工况下扬程的模拟值与试验值偏差均小于3.0%;试验表明数值计算结果具有可信性,研究结果可为紧凑型高速磁力泵在提高水力性能以及平衡叶轮径向力方面提供一定参考.