极端暴雨条件下黄土丘陵沟壑区土壤蓄水能力和入渗规律

黄土高原退耕还林还草工程实施后,下垫面环境条件的变化可能对流域水文过程、水文通量、水量平衡以及生态系统产生十分重要的影响。研究极端暴雨条件下剖面土壤蓄水能力和入渗规律,对于阐明流域产汇流过程和影响机制具有重要的科学价值。采用土壤墒情仪对陕北"7·26"特大暴雨事件下黄土丘陵沟壑区草地剖面土壤水分进行了实时动态监测,分析了极端暴雨条件下剖面土壤水分的动态变化和蓄水过程,利用Horton入渗模型模拟了剖面土壤水分湿润锋的运动过程,揭示了极端暴雨条件下剖面土壤水分的入渗规律。结果表明:(1)极端暴雨条件下,黄土丘陵沟壑区坡面草地不同深度层次土壤水分与降雨过程的响应不同,具有层次性和明显的滞后效应,其中,0～140 cm是影响该地区土壤水文过程的关键层次;(2)土壤水分再分配结束时,湿润锋最深深度达140 cm,土壤蓄水量达225.99 mm,较降雨前95.37 mm增加了1.37倍;(3)极端暴雨过程中湿润锋的运动随时间呈对数递减关系,其稳渗速率随容重增加而减小,呈指数函数递减;(4)极端降雨过程中该地区坡面草地的产流机制仍以超渗产流为主,对于揭示流域的产汇流机制和完善水文预报模型具有重要的科学意义。     

矾根主要品种的叶色表型性状分析

通过目测进行分类的方式很难准确界定矾根品种叶色。为建立一套更为科学的基于叶色表型的矾根品种分类体系,笔者利用色差仪对72个矾根品种共计432个样品的叶色进行测定,对获得的L、a、b 3个色度值进行聚类分析,将72个矾根品种分为褐色系、深绿色系、黄色系、灰绿色系、浅绿色系5类色系。对矾根品种各色系的L、a、b值进行相关性分析,发现叶片正面的L值与a值、a值与b值呈负相关,L值与b值呈正相关,但相关性不明显;叶片背面的L值与a值、a值与b值呈负相关,L值与b值呈显著正相关。从多重比较的结果中可以看出,矾根品种各色系之间的L、a、b色度值差异显著,尤其是各色系间叶正面的颜色差异较大,在矾根品种选育工作中,叶片正面的颜色将作为主要参考。     

基于深度学习的牛肉大理石花纹等级手机评价系统

大理石花纹是影响牛肉品质等级的重要指标,目前中国牛肉加工企业对大理石花纹的评价是由专业分级人员参照标准图谱完成,具有主观性强、耗费人工的缺点。针对上述问题,该研究提出了基于深度学习的智能分级方法,设计一种具有4层卷积的神经网络结构,实现了大理石花纹特征的自动提取,并基于智能手机开发了牛肉大理石花纹检测软件。该研究共采集样本图像1 800张,按3:1:1分为校正集、验证集和测试集。为进一步验证模型,将该方法与传统机器视觉方法进行了比较,提取了牛肉大理石花纹的大、中、小脂肪颗粒个数,脂肪总面积和脂肪分布均匀度5个参数,并建立了多元线性回归模型。试验结果表明,该研究所用方法大理石花纹检测准确率更高,验证集检测正确率为97.67%。最后编写了手机软件,将模型移植入Android手机,在手机平台上调用模型进行大理石花纹检测。试验表明,该软件对测试集样本的检测准确率为95.56%,单张检测时间低于0.5 s。该研究结合卷积神经网络分类能力强和智能手机运行速度快等优点,开发了牛肉大理石花纹的手机评价系统,具有较好的实用性和便携性,可提高牛肉大理石花纹检测效率,有助于提高农畜产品检测的智能化水平。     

异速对辊式玉米秸秆粉碎还田装置设计与试验

针对玉米秸秆量大、韧性强,导致还田后秸秆粉碎不均匀影响后续整地和播种等问题,该研究提出了一种异速对辊及动态双支撑形式的玉米秸秆粉碎还田方式,并研制了相应的玉米秸秆还田装置,主要由捡拾粉碎单元、对辊滑切支撑单元、支撑板和机壳等组成。在异速动态双支撑条件下,通过对作业过程中玉米秸秆动力学分析和秸秆漏捡面积分析,对捡拾粉碎刀和对辊滑切支撑刀进行设计,建立了影响秸秆粉碎合格率的数学模型。以捡拾粉碎刀转速、L型甩刀折弯角、L型甩刀刃口长度和滑切支撑刀滑切角为因素,秸秆粉碎合格率为试验指标进行Box-Behnken试验。田间试验结果表明:当滑切支撑刀滑切角45°、捡拾粉碎刀转速1 700 r/min、L型甩刀刃口长度45 mm和L型甩刀折弯角40°时,玉米秸秆粉碎合格率为92.58%,与预测值误差5%,满足国家标准要求。该研究提出的秸秆粉碎还田方式和研制的秸秆粉碎装置为玉米秸秆粉碎还田机设计和优化提供新的方案和技术支撑。     

Knockdown of HMGA2 gene inhibits TGF-β1-induced human embryonic lung fibroblast growth and collagen synthesis

AIM: To investigate the effects of high mobility group A2(HMGA2) gene knockdown on the cell viability, apoptosis, collagen synthesis and oxidative stress of human embryonic lung fibroblast (HELF) induced by transforming growth factor-β1 (TGF-β1). METHODS: The HELF were divided into blank group, TGF-β1 group,negative control (NC) group and HMGA2 siRNA(si-HMGA2) group. The protein levels of HMGA2, AKT and p-AKT were determined by Western blot. The cell viability and apoptotic rate was analyzed by MTT assay and flow cytometry,respectively. The mRNA expression of collagen I (COL-Ⅰ) and COL-Ⅲ was detected by RT-qPCR. DCFH-DA was used to detect the content of reactive oxygen species (ROS). RESULTS: Compared with blank group, the protein levels of HMGA2 and p-AKT, the cell viability, the mRNA expression of COL-Ⅰ and COL-Ⅲ in TGF-β1 group were significantly increased, but the apoptotic rate and ROS level were significantly decreased (P<0.05). Compared with TGF-β1 group, the protein levels of HMGA2 and p-AKT, the cell viability, the mRNA expression of COL-Ⅰ and COL-Ⅲ in si-HMGA2 group were significantly decreased, but the apoptotic rate and ROS level were significantly increased (P<0.05). CONCLUSION: Knockdown of HMGA2 gene expression decreases the viability and collagen synthesis, and promotes apoptosis and ROS production of human embryonic lung fibroblasts induced by TGF-β1. The mechanism may be related to down-regulation of PI3K/AKT signaling pathway.     

文心兰高效再生体系的建立

[目的]建立文心兰高效再生体系,为利用转基因技术进行品种改良提供科学依据.[方法]以文心兰柠檬绿的无菌苗叶片为材料,探讨不同植物生长调节剂配比对其原球茎诱导的影响,开展增殖、生根及移栽研究,建立其高效稳定的再生体系.[结果]影响文心兰原球茎诱导的3种植物生长调节剂主次排序为萘乙酸(NAA)>噻苯隆(TDZ)>6-苄氨基嘌呤(6-BA),在1/2MS培养基中添加0.5 mg/L NAA、0.5 mg/L 6-BA和0.3 mg/L TDZ的诱导率最高,达48.0%.培养基中活性炭含量及碳水化合物种类对文心兰原球茎增殖的影响存在明显差异,不同活性炭含量处理间的原球茎增殖系数存在显著差异(P<0.05,下同),添加1.0 g/L活性炭较添加0.5 g/L活性炭的增殖系数显著升高,不同碳水化合物种类间的原球茎增殖系数排序为海藻糖>麦芽糖>蔗糖,最佳增殖和分化培养基为1/2MS+4.0 mg/L 6-BA+0.4 mg/L NAA+1.0 g/L活性炭+20 g/L海藻糖.添加10%椰子水的文心兰幼苗生根数显著高于添加10%香蕉汁和10%苹果汁,每株平均生根量接近4.00条,即生根效果最佳的培养基为1/2MS+0.8 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA+10%椰子水.移栽过程中根部用水苔包裹后再移至椰糠中,保证光照、水分适宜,适当添加缓释肥,移栽成活率可达100%.[结论]利用海藻糖或麦芽糖作为碳源的文心兰原球茎增殖效果较优,生根数和生根质量优势明显;不同植物生长调节剂配比、碳源和有机物的添加对文心兰组织培养具有明显的促进效果.     

黄河未来输沙量态势及其适用性对策

[目的] 探索黄河输沙预测的新思路，预估黄河未来输沙态势与输沙量水平，为黄河流域生态治理规划提供参考。[方法] 结合黄河流域水土保持生态修复现状，采用单累积曲线法、滑动平均及频率分析方法，分析1950—2019年黄河主要来沙区间的实测输沙量变化特征及其未来态势。[结果] 1950—2019年黄河输沙量呈现阶梯式减少。1950—2019年黄河中游各站累积实测输沙量随时间的变化可用“左半抛物线”表征。黄河输沙量自1997年以来已进入相对稳定态势，目前已达企稳状态；黄河潼关站未来年输沙量在90%频率下为1.00×10⁸ t左右，在10%频率下为5.00×10⁸ t左右，未来多年平均输沙量为1.40×10⁸ t。[结论] 为了维持黄河输沙量低稳状态，提升水土保持措施质量与标准，补齐“后水土保持”短板，构建完善的水沙关系调控体系，维持黄河下游河道冲淤平衡，是黄河流域生态保护与高质量发展的保障。     

热处理对低温胁迫下黄瓜活性氧代谢和膜脂组分的影响

为探讨热处理减轻黄瓜果实低温冷害的作用机理,本试验研究了47℃热水浸泡5 min处理对黄瓜果实在4℃贮藏期间活性氧代谢和膜脂组分的影响。结果表明,47℃热水5 min处理可显著抑制黄瓜果实冷害的发生,贮藏15 d后果实冷害指数较对照(CK)低20.87%。此外,热处理还可抑制黄瓜相对电导率及丙二醛(MDA)含量的上升,提高黄瓜果实超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(DOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,抑制超氧阴离子($\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$)及过氧化氢(H₂O₂)的产生,同时降低脂氧合酶的活性,保持较低的饱和脂肪酸含量、较高的不饱和脂肪酸含量和膜脂不饱和度。综上,热处理可维持黄瓜果实活性氧代谢的平衡,抑制膜脂的过氧化作用,从而提高黄瓜果实的抗冷性,减轻果实冷害损伤。     

多效唑对杂交中稻不同密肥群体产量和抗倒伏性的影响

为探究高产稻田中防止倒伏发生的早期诊断技术,2015-2016年,以大面积推广的杂交中稻高产新品种蓉18优1015为试验材料,设计3因素完全因子试验,研究不同密肥群体下喷施多效唑对稻谷产量和抗倒伏性的影响。结果表明,随着施氮量和移栽密度的增加,稻谷产量提高,植株抗倒力下降,以施氮量150 kg·hm^-2和移栽密度18.75 万穴·hm^-2的产量较高。不同密肥群体下施用多效唑对产量和植株抗倒伏性有显著影响,施用多效唑后植株抗倒力增强,但产量因穗粒数下降而减少。不同密肥处理下施用多效唑对产量影响各异。于水稻最高苗期施用多效唑使植株重心高度、弯曲力矩、倒伏指数显著降低,折断弯矩则明显提高,穗粒数平均减少5.24~7.87粒。多效唑对产量的影响表现为低施氮量下因穗粒数减少而减产;中施氮量下产量差异不显著;高施氮量下植株未倒伏、籽粒灌浆结实正常,因结实率和千粒重高而增产。综上所述,肥力水平和施氮量高的稻田于最高苗期施用多效唑有利于水稻产量提高和控制后期倒伏。本研究为指导大面积水稻高产稳产提供了科学依据。