农机装备物联网技术研究现状与展望

目前,我国农机装备物联网存在高端传感器国产化程度低、无线传输稳定性差、全局化机群调度难的问题。本文从农机作业智能感知技术、农机装备信息传输技术和农机作业数据处理与决策技术等方面对国内外研究现状进行综述,阐述作物信息、环境信息、农机作业状态信息和农机识别等智能感知技术的成果,分析车载物联技术和远程物联技术的研究进展,此外还论述了农机作业智能决策技术在农机作业异常检测、作业质量评价和农机调度方面的技术突破以及农机装备远程监管平台的应用现状并分析各环节待解决的问题。在此基础上提出农机装备物联网技术未来的发展方向及应用前景,即农机高端传感器研发、基于5G的新一代移动互联技术研究、基于大数据和机器学习的智能决策技术、多机协同与智慧农场应用。     

根癌农杆菌介导的大麦茎尖转化研究

为了建立农杆菌介导的大麦茎尖遗传转化技术,以我国大麦主推品种鄂大麦9号、鄂大麦32122为材料,以农杆菌介导法转化大麦茎尖,经PPT筛选获得了转抗除草剂基因的大麦株系。PCR鉴定表明,以鄂大麦9号茎尖为受体,筛选获得4个转基因植株,阳性率为0.59%;以鄂大麦32122茎尖为受体,筛选获得10个阳性植株,阳性率为1.96%。转基因T1代Southern杂交分析证实,外源基因确已整合到大麦基因组中,已鉴定的转基因株系均含单个转基因拷贝,不同转基因株系整合的位点不同。因此大麦茎尖可作为农杆菌转化的受体。本研究结果为拓宽大麦遗传转化受体提供了技术和方法。     

枯草芽胞杆菌R31影响巴西蕉根系活性氧产生及对枯萎病的防治效果

研究枯草芽胞杆菌R31接种浓度对香蕉根系活性氧产生、R31自身根系定殖和枯萎病防治效果的影响。首先检测了不同浓度R31接种对巴西蕉根系Mn-SOD活性和过氧化氢含量的影响,并研究了过氧化氢对不同细胞浓度R31生物被膜形成的影响,然后利用R31-gfp观察了不同浓度R31接种在香蕉根表定殖的差异,最后利用大田试验验证了不同浓度R31可湿性粉剂的枯萎病防效。研究结果显示,1.0×10~6和1.0×10~7 cfu/mL R31菌体灌根使巴西蕉根系Mn-SOD活性分别在0.76~5.99和0.81~6.55 U/g显著波动,根系过氧化氢含量显著增加,而1.0×10~8 cfu/mL R31菌体接种的根系Mn-SOD活性在4~5 U/g波动,不激发根系过氧化氢爆发。80和120μmol/mL以上过氧化氢分别抑制1.0×10~5和1.0×10~6 cfu/mL R31在24 h内形成薄皮,但分别显著促进2种浓度R31在72 h形成薄皮。40~240μmol/mL过氧化氢对1.0×10~7和1.0×10~8 cfu/mL R31 24 h的薄皮形成无影响,但显著促进2种浓度R31 72 h的薄皮形成。1.0×10~6 cfu/mL R31-gfp接种巴西蕉后第5 d才可以观察到根表产生荧光,而1.0×10~7和1.0×10~8 cfu/mL R31-gfp接种处理在第3 d即可观察到根表产生明显荧光。利用R31可湿性粉剂进行田间试验,以2.0×10~6和2.0×10~7 cfu/mL2000 mL灌根处理新植巴西蕉,施用4次后,枯萎病防效分别为35.41%和72.96%。R31低浓度接种能够激发香蕉根系免疫反应和活性氧产生,并延缓低浓度R31在根表定殖,最终影响其对枯萎病的防效。     

温度对绿眼赛茧蜂寄生率及生长发育的影响

绿眼赛茧蜂Zele chlorophthalmus(Spinola)是草地螟Loxostege sticticalis L.幼虫的重要寄生蜂。但目前国内外对其生物学特性及其发生与温度的关系还没有报道。为了阐明绿眼赛茧蜂的生物学特性,并为其室内扩繁及田间保护利用提供试验依据,本文分别在17、21、25、29和33℃、相对湿度70%±5%、光周期16L:8D条件下,以草地螟3龄幼虫为寄主,研究了其寄生率和生长发育特征的变异,明确了其发育起点温度和有效积温,以及在我国草地螟主要发生危害区的发生为害世代。结果表明,在17~29℃,绿眼赛茧蜂能与寄主建立寄生关系,并能完成发育。其中以21和25℃的寄生率最高(67.3%和60.0%),子代结茧率和羽化率最高(70%)并显著高于29和17℃的。另外,绿眼赛茧蜂的蛹(茧)重和成虫寿命随温度的升高而下降。但在33℃,寄生率为0,不能与草地螟建立寄生关系;在17~25℃,卵-幼虫、预蛹-蛹及世代发育历期随温度的升高而缩短,但在29℃时,发育历期比25℃的有所延长。Logistic曲线和线性模型均可描述绿眼赛茧蜂发育速率与温度的关系,但前者的决定系数(R2=0.935~0.971)比后者(R2=0.859~0.890)高,因而Logistic曲线能更好地反映绿眼赛茧蜂发育速率与温度的关系;卵-幼虫、预蛹-蛹以及世代的发育起点温度依次为8.7、9.9和10.8℃,完成发育所需的有效积温分别为176.0、189.6和331.8日·度。绿眼赛茧蜂在我国草地螟发生危害区可发生2~7代/年。     

部分水稻不育系的指纹图谱构建和遗传多样性分析

利用56对SSR引物对20个水稻不育系进行了DNA指纹图谱构建和遗传多样性分析。结果表明,56对SSR引物在供试不育系中共扩增出191个多态性片段,平均每对引物可检测出3.41个等位基因(变幅2~7个)。供试引物的平均多态性频率为0.52,平均PIC值为0.50,平均有效等位基因数为2.20。经聚类分析,20个不育系间的遗传相似系数变幅为0.51~0.93,以遗传相似系数0.65为阈值,可将供试不育系分为3个群,聚类分析结果与亲缘系谱表现出较好的一致性。     

理化因子对茶尺蠖核型多角体病毒活性的影响

研究了pH、温度、紫外线和化学试剂处理对茶尺蠖核型多角体病毒活性的影响。结果表明,茶尺蠖核型多角体病毒在pH 7的环境中,活性最强,pH值升高或降低,茶尺蠖核型多角体病毒感染的茶尺蠖幼虫的死亡率都会下降;当水浴温度达80 ℃时,病毒几乎完全失活;紫外线处理32 h可明显降低病毒活性;在4种化学试剂中,01% CuSO4对病毒活力影响较小,经过乙醚和75%乙醇处理后的病毒活力有下降趋势。     

水稻低温发芽力的QTL定位

以珍汕97B与多年生稻种质AAV002863的DH群体(198个株系)构建了包含140个SSR标记的连锁图谱,检测了影响水稻低温发芽力性状的数量性状座位（QTL）。15℃下处理6 d,两亲本珍汕97B与多年生稻AAV002863的发芽率分别为79.7%和30.1%,DH群体间的发芽率变化在0%~100%。QTL定位分析检测到2个与低温发芽力相关的基因座,分别位于第3和第10染色体上,贡献率分别为12.6%和12.9%,增效等位基因分别来自多年生稻AAV002863和珍汕97B。上位性分析结果显示,第1与第10染色体上存在影响低温发芽力的互作位点,其互作可以提高低温发芽力,参与互作的第10染色体上的位点也具有加性主效应。     

苎麻炭疽病病原菌的分离与鉴定

苎麻是中国特有的韧皮纤维作物,炭疽病是苎麻重要病害之一,影响苎麻纤维产量和品质。试验采用植物病原真菌传统分离法,对采自湖北省、湖南省和江西省苎麻主产区感染炭疽病的苎麻叶片进行炭疽病病原菌的分离,并通过对病原菌形态特征观察、致病性测定、核糖体内部转录间隔区序列(internal transcribed spacers, ITS)和β-微管蛋白序列(β-tubulin, TUB2)的克隆和分析,对引起苎麻炭疽病的病原进行鉴定。经形态学和分子生物学结合分析,确定引起我国苎麻炭疽病的病原主要有胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)、果生炭疽菌(C.fructicola)、暹罗炭疽菌(C.siamense)和希金斯炭疽菌(C.higginsianum)。根据新的炭疽菌种的分类方法,苎麻炭疽病病原分属于胶孢炭疽菌复合群(C.gloeosporioides complex)和毁灭炭疽菌(C.destructivum complex)复合群。研究结果为研究苎麻炭疽病菌的生物学特性、流行规律以及苎麻抗炭疽病分子育种研究和有效绿色防治策略提供理论依据。     

融合注意力机制的Cascade R-CNN田间害虫检测方法

为解决测报灯采集图像中害虫依赖人工识别及统计结果可靠性低和准确性差的问题，本研究提出一种改进型Cascade R-CNN田间害虫检测算法。该算法以Cascade R-CNN为基础框架，采用ResNeSt-50作为主干网络，融合了跨通道注意力机制；使用统一目标检测头（unifying object detection heads with attentions,DyHead），并融合尺度感知、空间位置感知和任务感知。此外，采用简单复制-粘贴（simple copy-paste,SCP）方法进行了数据增强。研究共采集到20类害虫总计1 500张图像，制作了符合MS COCO格式（microsoft common objects in context 2017, MS COCO 2017）的测报灯田间害虫数据集。结果显示，本研究提出的方法的F1分数（F1-score）达到了86.2%。当交并比（intersection over union,IoU）为0.5时，其F1-分数与经典Cascade R-CNN、Faster R-CNN和YOLOv4相比，分别提升了2.8、5.8和8.2个百分点。...     

缓/控释肥研究进展及其应用

随着绿色高效、集约化现代农业的快速发展，缓/控释技术在农业生产领域得到广泛应用。缓/控释肥的使用可以减少化肥对环境的污染、恢复土壤生态、提高化肥的利用率、降低人工成本，但是缓/控释肥的应用也存在一些不足。为促进现代农业健康发展，进一步了解缓/控释技术在农业集约化生产和农业科学研究、提高农业生产效率和实现化肥减施增效领域的进展，在调研文献的基础上，本文综述了近年缓/控释肥的发展、分类及制备方法及其应用进展，总结了缓/控释肥在应用中的优点和不足；同时针对缓/控释肥应用中的问题及对策进行了梳理，提出今后应围绕绿色材料开发、生产工艺和设备创新，开展缓/控释肥施用技术与评价体系的系统研究，形成缓/控释肥产业化技术集成与示范，研制出符合生产要求的高效、环保、低成本的缓/控释肥。