保护性耕作模式下的除草技术的研究

我国经过10年多的努力,保护性耕作技术取得了长足发展,相应保护性耕作模式下的除草技术也在一定程度上得到了发展.为此,通过分析研究目前国内外的保护性耕作模式下机械除草和化学除草的研究现状,并根据我国的实际情况提出了相关的建议.     

防灾/森林防火信息系统的主要技术

通过回顾防灾/森林防火信息系统的研建以及在实际工作中的应用,经过归纳总结,详细地介绍了系统在GIS等信息技术领域进行的技术探索工作,系统的性能和系统的主要功能,系统所提供的技术路线和关键技术对其他林业系统信息项目的应用示范作用。最后对系统实施过程中提出的新的研究课题及其发展方向进行了分析、探讨。     

林业政务信息化发展与研究

阐明了我国电子政务建设的发展特点,就林业政务信息化的架构建设及存在的问题进行了论述。建设我国政务信息化的核心工作、依托基础是建设以“三网一库”为基本架构的全国政府系统办公自动化网络,林业政务信息化建设围绕国家“三网一库”建设的要求,搭建了技术先进、运行稳定、功能相对齐全的网络平台,建设了国家林业局门户网站、办公业务网、办公业务资源网和各类管理信息系统及专业数据库。文章最后根据国家信息化建设的总体要求,结合林业信息化发展现状和行业管理工作的需要,提出了林业政务信息化“十一五”工作的核心内容。     

免耕播种智能化关键技术研究现状与发展

近年来,免耕播种机具的发展创新推动了中国保护性耕作技术的快速进步。随着精准农业和测控技术的发展,对行避茬、播量和播深监测控制等技术的研究应用使得免耕播种机具的智能化程度不断提升。本文以免耕播种为例,介绍了机械触觉技术、机器视觉技术以及现代控制方法在免耕播种对行避茬技术中的研究现状,阐述了红外检测技术、电容检测技术和图像检测技术在免耕播种播量监测中的应用现状,介绍了主动和被动2种调节方式在免耕播种播深监测中的研究现状,并从导航融合、算法和传感器研究等方面对未来免耕播种智能化发展方向进行了展望。     

新型玉米垄作免耕播种机的研究与试验

主要针对现有玉米垄作免耕播种机存在原垄播种困难,垄形保持差等问题,研究设计了一种2BMQL-3型玉米垄作免耕播种机。机具主要由破茬装置,垄台清理装置,稳定装置,开沟播种施肥装置以及覆土镇压装置等组成。田间试验证实:该机具能够实现原垄免耕播种作业,播种后垄形破坏小、保持好,粒距合格率为96.2%,播种平均深度为4.2 cm,施肥平均深度为8.7 cm,种肥间距为4.5 cm,一次进地可完成原垄破茬、开沟、施肥、播种、镇压、覆土等作业。     

苹果MdcyMDH过量表达对光合、激素和生长的影响

【目的】获得过量表达苹果细胞质苹果酸脱氢酶基因（MdcyMDH）的苹果植株,评价其过量表达对转基因株系生长的影响,并通过光合特性和和激素水平来探讨其调控生长的机理,为进一步揭示该基因调控生长发育的机制奠定基础。【方法】从苹果叶片中克隆MdcyMDH编码区,连接植物表达载体pBI121,转化农杆菌LBA4404;利用农杆菌侵染‘嘎啦’苹果叶片,通过叶片再生的方法获得MdcyMDH过表达的转基因苹果株系。以分化的苹果组培苗叶片为材料,提取基因组DNA,利用来自35S启动子和转化基因序列的引物,通过PCR初步筛选转基因株系;然后,提取初筛的转基因苹果组培苗叶片RNA,分别采用半定量和荧光定量PCR的方法检测MdcyMDH表达量,来确定MdcyMDH过表达株系。以继代培养40和60 d的野生型和转基因苹果组培苗为材料,进行生根处理,30 d后测定MdcyMDH过表达对组培苗表型以及株高、叶片数量、根重等生长参数的影响。以驯化的、在大田生长一年的野生型和转基因苹果苗为材料,测定叶片光合参数和叶绿素含量的变化;以组培苗为材料,利用液质联用仪测定叶片内源激素含量的变化。【结果】以苹果叶片基因组DNA为材料,PCR初步筛选获得了3个转基因株系,即Line 2、Line 3和Line 4;半定量和荧光定量PCR检测发现Line 2和Line 4中MdcyMDH表达量分别比野生型提高了12倍和5倍,因此确定以上两个株系为MdcyMDH过表达株系。此外,MdcyMDH过量表达也提高了叶绿体苹果酸脱氢酶基因（MdchMDH）表达量。组培苗生根培养30 d后,MdcyMDH过表达对转基因株系的株高、叶数目、茎粗度、地上部重量未造成显著性影响,但小幅提高了转基因株系的株高和地上部总重量;与野生型相比,MdcyMDH过量表达显著提高了根系的重量和总鲜重。MdcyMDH过表达显著提高了转基因株系的光合速率,Line 2和4光合速率分别提高了13.2%和15.1%;转基因株系的蒸腾速率和气孔导度总体上都有显著性提高,但其胞间CO₂浓度显著降低;MdcyMDH过量表达显著提高了叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量,与对照相比,Line 2和4株系叶绿素总含量分别提高了20.4%和15.9%。叶片激素含量测定表明,MdcyMDH过量表达显著抑制了ABA水平,其含量约为对照的1/2。【结论】MdcyMDH过量表达通过提高光合能力和降低ABA水平促进了转基因苹果组培苗的生长,尤其是促进了生根。     

桃WRKY转录因子PpWRKY18克隆及表达分析

为了探究WRKY转录因子在植物抵抗逆境胁迫方面的重要作用,本研究从桃中克隆PpWRKY18基因,通过生物信息学分析PpWRKY18蛋白含有典型WRKY功能结构域。系统进化树分析表明,桃PpWRKY18与蔷薇科物种的亲缘关系最为相近。生物信息学预测PpWRKY18蛋白定位细胞核,并通过农杆菌瞬时注射烟草叶片证实PpWRKY18定位于细胞核。对PGEX-PpWRKY18融合蛋白进行诱导表达,发现PpWRKY18融合蛋白主要在包涵体中表达。荧光定量PCR结果表明,PpWRKY18受干旱诱导表达量上升,复水后PpWRKY18表达量下降。生物信息学预测显示,蛋白磷酸酶蛋白家族(Protein Phosphatase 2C)、C2H2蛋白家族(PpZAT5)、ERF蛋白家族(PpERF9)、BHLH蛋白家族(PpBHLH92)可能与PpWRKY18蛋白互作,推测PpWRKY18蛋白通过与这些蛋白互作协同响应干旱胁迫。本研究为探索PpWRKY18响应干旱的分子机制提供了理论依据。     

基于离散元的土壤模型参数标定方法

离散元法(EDEM)建立土壤模型过程中部分土壤颗粒参数直接测量难度较大,若基于间接测量的土壤参数值建立离散元土壤模型进行仿真,导致仿真结果误差较大。本文结合代理模型基本理论,提出一种离散元土壤模型的参数标定及优化方法,步骤如下:根据基本试验测定的参数建立离散元土壤模型;结合堆积角及剪切试验,利用模型仿真进行模型参数敏感性分析;以敏感性参数为变量,以真实试验测量值为目标值构造代理模型;通过高斯-牛顿迭代法进行参数优化。由敏感性分析结果知,代理模型自变量为土壤颗粒半径、颗粒间静摩擦因数及滚动摩擦因数,目标量为土壤堆积角、黏聚力、内摩擦角。以涿州保护性耕作试验站土壤(砂壤土)为原型,经优化建立的土壤模型变量参数值分别为:颗粒半径5.7 mm,颗粒间静摩擦因数0.45,滚动摩擦因数0.21。将建立的离散元土壤模型进行轮胎-土壤相互作用仿真模拟,分析轮胎-土壤接触面最大应力、平均应力,并通过田间试验进行验证,将接触面最大应力值、平均应力的仿真值与实际测量值进行比较,结果表明:虚拟仿真与实测值之间数值差异在5.1%以内,标定优化后的土壤模型能够近似代替真实土壤进行仿真。     

基于支持向量机的玉米根茬行图像分割

玉米根茬行的准确识别是实现玉麦轮作机器视觉式小麦自动对行免耕播种技术的前提。针对华北一年两熟区联合收获机玉米留茬收获后根茬行较难准确分割的问题，该研究以直立玉米根茬为研究对象，提出一种基于支持向量机（Support Vector Machine，SVM）的玉米根茬行分割方法。首先，利用主成分分析（Principal Components Analysis，PCA）对提取的目标（直立根茬）与背景（行间秸秆及裸露地表）的颜色和纹理特征进行分析，优选出21个特征，构成特征向量作为训练直立根茬SVM识别模型的输入；然后，根据图像坐标设置图像中间包含完整玉米根茬行的矩形区域为感兴趣区域（Region of Interest，ROI）；最后，使用训练好的直立根茬SVM识别模型以25×25（像素）的窗口在ROI内滑动检测，采用阈值法分割根茬行并通过形态学处理优化得到最终的玉米根茬行二值图像。利用在农业农村部河北北部耕地保育农业科学观测实验站采集的100幅玉米根茬行图像进行试验，结果表明，本文方法对于不同行间秸秆覆盖量和不同光照条件下的根茬行分割表现出较好的准确性和鲁棒性，直立根茬平均识别准确率、平均分割准确率、平均召回率、平均分割准确率和平均召回率的加权调和平均值（F1avr值）分别为93.8%、93.72%、92.35%和93.03%，每幅图像的平均分割时间为0.06 s，具有较好的实时性。基于SVM的分割方法可实现联合收获机玉米留茬收获后根茬行图像的分割，为下一步检测玉米根茬行直线并将其作为导航基准线进行视觉导航的研究提供良好基础。     

不同砧木嫁接对‘金手指’葡萄生长和一些生理特性的影响

以‘3309C’、‘101-14M’、‘5BB’和‘金手指’为砧木,分别嫁接‘金手指’葡萄,评价了嫁接后第2、3年不同砧木对接穗生长和一些生理特性的影响。结果表明,4种砧木均降低了‘金手指’的生长势,其中3309C对新梢生长的抑制最明显。总体上看,4种砧木均提高了‘金手指’的光合速率、蒸腾速率和气孔导度,具体调节受砧木类型和发育阶段的影响;4种砧木能不同程度提高‘金手指’茎流速率,以101-14M的提高最为明显;4种砧木均能提高接穗总氮质量分数,但不能提高K+质量分数,对Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+离子质量分数也有不同的影响。