平水年和欠水年渭北旱地冬小麦临界氮浓度稀释曲线构建

降雨波动大和过量施氮是限制渭北旱地冬小麦生产中氮肥高效利用和高产稳产的主要因子。该研究旨在构建2种降雨年型下冬小麦临界氮浓度稀释曲线，分析氮营养指数诊断冬小麦氮素营养状况的可行性，为考虑降雨条件下旱地冬小麦精准施氮提供理论依据。于2017—2021年在陕西合阳县开展4 a定位施氮试验，以晋麦47为试验材料，设置0、60、120、180、240 kg/hm² 5个施氮水平，其中2017—2018年和2020—2021年为平水年，2018—2019和2019—2020年为欠水年。研究2种降雨年型下施氮量对冬小麦氮素利用、产量及产量构成因素的影响，基于2种降雨年型下地上部生物量与植株氮浓度之间的关系，构建临界氮浓度稀释曲线模型和氮营养指数（nitrogen nutrition index，NNI）优化施肥方案。结果表明：1）施氮量、降雨年型及其二者互作效应对穗数、千粒质量、产量影响显著或极显著。2）2种降雨年型下冬小麦临界植株氮浓度和地上部生物量均符合幂函数关系，但模型参数之间存在差异（模型参数a在平水年和欠水年分别为3.33、2.79 g/kg，参数 b 在平水年和欠水年分别为0.40 、0.31g/kg）。模型拟合的植株氮浓度和实际氮浓度线性相关，平水年均方根误差和标准化均方根误差分别为0.20 g/kg、10.30%，欠水年分别为0.14 g/kg、7.69%，均说明模型具有较好稳定性。3）根据产量表现和氮营养指数，平水年适宜施氮量为160～180 kg/hm², 欠水年适宜施氮量为101～120 kg/m²。该研究可为渭北旱地冬小麦植株各生育时期氮素评估和精准施氮提供理论依据。     

不同基因型玉米耐密植抗倒性分析及其鉴定指标的筛选

以东北平原主栽的15份玉米品种为材料,采用田间试验的方法,设置4个种植密度,以7.5万株/hm~2作为对照处理,在灌浆期对玉米的株高、穗位高,茎秆基部第3节茎粗、节间长、穿刺强度、抗折力、干物质积累、鲜重、可溶性糖含量、全钾含量进行测定,根据各项指标的抗倒伏系数,通过主成分分析、隶属函数分析和聚类分析等方法对不同玉米品种灌浆期的密植抗倒性进行综合评价。结果表明,玉米10个单项指标转换成为可以鉴定玉米密植抗倒伏能力的4个相互独立的综合指标,通过聚类分析将15份玉米品种灌浆期的抗倒性划分为3类,其中,先正达408等3份玉米品种表现为高度抗倒,先玉027等8份玉米品种表现为中度抗倒,农华101等4份玉米品种表现为不抗倒。     

不同基因型玉米耐密植抗倒性分析及其鉴定指标的筛选

以15份玉米品种为材料,采用田间试验方法,在灌浆期对玉米株高、穗位高,茎秆基部第3节茎粗、节间长、穿刺强度、抗折力、干物质积累、鲜重、可溶性糖含量、全钾含量进行测定,分析不同基因型玉米密植抗倒伏能力,筛选能快速鉴定玉米抗倒伏能力的指标。根据各项指标的抗倒伏系数,通过主成分分析、隶属函数分析和聚类分析等方法综合评价。结果表明,10个单项指标转换成为可鉴定玉米密植抗倒伏能力的4个相互独立的综合指标,通过聚类分析将15份玉米品种灌浆期的抗倒性划分为3类,先正达408等3份玉米品种表现为高度抗倒,先玉027等8份玉米品种表现为中度抗倒,农华101等4份玉米品种表现为不抗倒。     

播期和密度对襄麦D31籽粒产量及品质的影响

为探明小麦新品种襄麦D31对播期和密度的反应规律,于2015-2016年度在湖北省襄阳市农科院进行了不同播种期和不同播种密度的二因素裂区试验。结果表明,在2015年10月14日至11月8日间,播期对襄麦D31的穗粒数影响不显著,播期因为对有效穗数和千粒重作用显著而对籽粒产量产生显著影响,以10月29日播种的平均产量最高,达7 329.5kg·hm~(-2)。在180万~315万·hm~(-2)范围内,播种密度对千粒重的影响不显著,有效穗数和穗粒数随播种密度的增加分别呈现显著提高和显著下降的趋势;播种密度对籽粒产量影响不显著,以180万·hm~(-2)密度时的产量最大。容重、蛋白质含量、湿面筋含量等品质指标对播期和密度反应趋势不同。综合各项试验结果,为争取产量和品质的协同提高,襄麦D31(2015年)适宜播期为10月24日至11月3日,适宜密度为180万·hm~(-2)左右,以10月29日播种产量和品质最佳。     

播期对甜菜氮素同化及块根产量的影响

为确定播期对甜菜氮同化及产量的影响，于2019年在东北农业大学阿城实验实习基地以甜菜品种KWS0143为材料进行田间试验，设置4个播种时期：4月7日（S1）、4月14日（S2）、4月21日（S3）和4月28日（S4），比较分析播期对甜菜氮代谢关键酶、氮肥表观利用率、氮肥农学利用率及块根产量的影响。结果表明，随生育进程推进，各播期叶片及根系硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）变化趋势相似，但不同播期间存在差异。叶丛快速生长期，S1与S2处理的叶片及根系NR、GS和GOGAT活性均显著高于S3处理；糖分积累期，S4处理叶片各关键酶活性较S3处理显著升高，S1与S2处理块根各关键酶活性较S3处理显著升高；S1处理氮素积累量和氮肥表观利用率最高，S2处理下块根产量、地下部干重与氮肥农学利用率最高。综上，在此试验条件下4月14日播种可有效促进黑龙江省中部地区甜菜氮素同化进程，提升氮素利用效率，增加块根产量。     

大气NH3浓度升高和施氮对冬小麦生物量和氮素利用的影响

为揭示大气NH₃浓度升高和施氮对冬小麦生物量和氮素利用的影响，通过开顶式气室，以小偃22为试验材料，于2020-2022两年进行田间微区试验，设置3个施氮水平（0、180和240 kg·hm^-2）和两种大气NH₃浓度（空气背景NH₃浓度:0.01~0.03 mg·m^-3;高NH₃浓度:0.30~0.60 mg·m^-3）,对不同处理下小麦地上部和根系干物质、氮素积累量及氮素利用效率进行分析。结果表明，大气NH₃浓度升高能显著提升小麦地上部生物量、根系生物量、地上部氮素积累量和根系氮素积累量，2年内平均增幅分别为5.77%、6.74%、8.94%和9.98%。在空气背景NH₃浓度下，施氮后小麦显著增产， 180和240 kg·hm^-2施氮水平下产量较0 kg·hm^-2施氮水平分别提高了45.26%和50.67%。在大气NH₃浓度升高环境中，随着施氮量的增加，小麦产量出现先升后降趋势， 180 kg·hm^-2施氮水平下产量最高， 240 kg·hm^-2施氮水平下小麦产量较0 kg·hm^-2施氮水平降低17.97%，小麦氮肥农学效率和氮素利用率也随之降低。这说明，大气NH₃浓度升高的环境中适当减少氮肥施用量能有效提升冬小麦的氮素利用率，稳定小麦产量。     

三自由度苹果采摘机械臂动力学分析与轻量化设计

针对工业机械臂苹果采摘时运动规划复杂、自由度多、控制难等问题，本文研制了一款轻量化结构的三自由度苹果采摘机械臂。首先，针对苹果采摘工作要求完成了机械臂的结构设计与运动学分析。机械臂采用平行四边形结构，通过后置动力源减小整机转动惯量，且臂展长，工作空间大，运动时树枝干扰小，更适用于苹果采摘。其次，采用牛顿-欧拉方程建立动力学模型，完成机械臂苹果采摘仿真，通过动力学模型的理论数据，以减轻机械臂自身质量为优化目标，对臂及其关键部件应力及应变进行分析，计算不同轻量化方案下的应力、应变，从而选取最优的轻量化方案。通过对比轻量化前后机械臂仿真数据，骨棒型轻量化方案驱动力矩峰值分别降低21 N·m和15 N·m,均降低约20%,整机质量下降1.8 kg,降低32.1%,且轻量化后机械臂保持良好工作能力。根据优化结果，搭建了三自由度苹果采摘机械臂物理样机，通过试验得到大、小臂最大驱动力矩为92、63 N·m,基本符合仿真结果，验证了动力学模型的正确性。     

植物生长调节剂对壶瓶枣果实品质的影响研究

为研究喷施赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、克裂一号、α-萘乙酸钠等植物生长调节剂对壶瓶枣果实品质的影响，本文设置赤霉素、脱落酸、克裂一号、α-萘乙酸钠和空白对照5个处理，测定壶瓶枣单果重、果形指数、含水量、可溶性固形物、可滴定酸等常规品质指标，探讨喷施植物生长调节剂对壶瓶枣果实品质的影响。结果显示，脆熟期α-萘乙酸钠处理的枣单果重显著高于GA、ABA处理，分别高出17.83%和12.13%。脆熟期GA和α-萘乙酸钠处理的果形指数显著高于ABA处理，同时完熟期α-萘乙酸钠处理显著高于克裂一号处理，高出6.69%。3脆熟期克裂一号处理后的果实含水量显著高于其他处理。脆熟期ABA和α-萘乙酸钠处理的可溶性固形物显著高于CK处理；完熟期ABA处理显著高于CK、α-萘乙酸钠处理，分别高出25.11%和32.57%。完熟期α-萘乙酸钠处理的枣果可滴定酸含量显著高于GA处理的，高出17.18%。表明喷施赤霉素、脱落酸、克裂一号、α-萘乙酸钠等处理不会降低壶瓶枣果实的品质。