耙秸还田的研究——I、耙秸还田对作物生育及土壤肥力的影响

1979～1985年,在小麦-玉米一年两熟种植方式中,以耙地并投入玉米秸或投入玉米秸和小麦秸代替传統的麦前翻耕法,结果表明,“少耕”和“培肥”相结合,可以全面改善土壤营养状况和土壤水分状况,耙层土壤容重偏小,促进小麦根系和地上部的生育,使小麦、玉米增产。便耙秸还田延至三、四年,耙层下部的容重比对照偏大,耙层的容重亦逐漸大于对照,影响根系良好发育,小麦、玉米不再表现增产。据此,提出了在小麦-玉米一年两熟方式中,將小麦播前翻耕的传統耕法改为耙、耕交替,即耙秸两年,翻耕一年的土壤耕作制。以改善土壤的营养和物理状况,提高作物产量,降低成本。并克服连续耙秸,土壤容重增大,有碍作物根系生育的缺点。     

动物MSTN基因作用机制及突变研究

肌肉生长抑制素（myostatin,MSTN）又称生长分化因子8,是TGF-β超家族成员,也是肌肉发育的负调控因子。MSTN在家畜出生前、出生后都起到关键作用,并且决定家畜的整体肌肉含量,由于MSTN基因突变,导致牛和羊等许多物种表现出“双肌”现象。因此,一直以来,MSTN多态性及其对肉类产量的遗传效应研究是动物育种领域的热点。因此,本文首先介绍MSTN调控肌肉发育的机制通路,然后再探讨MSTN突变及其与相关表型的关系,以及改变MSTN表达对家养动物（牛、马、山羊、绵羊、猪、鸡和兔）的生理影响,最后,综述了MSTN基因多态在国内外畜禽中的研究进展。     

双季超级稻强源活库优米栽培技术的示范推广

结合兴宁市双季超级稻生产的实践,对其强源活库优米栽培技术进行简单的总结,包括结合双季超级稻品种的特性适时与适密抛(插)秧、节水灌溉、使用超级稻专用肥、病虫害防治等,并分析了该技术示范推广后的效果。     

长期不同耕作方式与秸秆还田对稻田镉生物有效性的影响

以湖南省典型双季稻区的土壤-水稻系统为研究对象,通过长期田间连续定位试验,研究不同耕作方式和秸秆还田对土壤-水稻系统镉生物有效性的影响。试验采用随机区组设计,共设4个处理:翻耕+秸秆不还田(CT);翻耕+秸秆还田(CTS);旋耕+秸秆还田(RTS);免耕+秸秆还田(NTS)。结果表明:NTS处理增加了土壤阳离子交换量,降低了粉粒的比例。NTS处理土壤总镉和离子交换态镉含量分别为(0.48±0.01)mg·kg~(-1)和(0.39±0.01)mg·kg~(-1),与CTS和RTS处理均无显著差异,但显著高于CT处理。NTS处理早稻和晚稻糙米总镉含量分别高达(0.30±0.04)mg·kg~(-1)和(0.60±0.07)mg·kg~(-1),超过0.20 mg·kg~(-1)的国家食品安全标准(GB 2762—2017),且显著高于其他处理。水稻糙米中总镉含量和土壤总镉、碳酸盐结合态镉和铁锰氧化物结合态镉含量显著正相关。研究表明,耕作强度越弱土壤中镉的生物有效性越高,秸秆还田相对于不还田处理增加了镉的生物有效性。耕作方式和秸秆还田通过影响土壤镉生物有效性进而影响水稻镉含量,免耕秸秆还田增加了土壤和水稻糙米中的镉,带来了镉超标的安全问题。     

基于Maize6H-60K芯片精准分型的玉米DH群体遗传规律研究

为解析玉米双单倍体(doubled haploid,DH)群体的遗传规律,使用自主研发的精准分型策略对‘先玉335’DH群体的Maize6H-60K芯片结果进行筛选校正和解析。结果表明:1)通过剔除单态、杂合、缺失标记,使用精准分型策略对标记准确聚类,获得的18 947个SNPs标记覆盖玉米全基因组。2)该群体在10条染色体上平均交换次数为1.84~1.03次,在6号染色体随体区域的交换次数显著减少。3)该群体在1、2、3、8号染色体上存在明显的偏分离现象;通过高频次、高密度的交换,染色体两臂端粒区域理论分离系数表现出回归到50%的趋势。利用获得的重组交换及分离规律可提高从DH群体中筛选到预期育种材料的准确性。     

Expression profiling of transgenes (Cry1Ac and Cry2A) in cotton genotypes under different genetic backgrounds

Transgenic cotton carrying the Cry1Ac gene has revolutionized insect pest control since its adoption, although the development of resistance in insect pests has reduced its efficacy.  After 10 years of cultivating Bacillus thuringiensis (Bt) cotton with a single Cry1Ac gene, growers are on the verge of adopting Bt cotton that carries the double gene (Cry1Ac+Cry2A) due to its better effectiveness against insect pests.  Thus, the current study was designed to evaluate the role of each gene in the effectiveness of Bt cotton carrying the double gene.  The expression levels of the Cry1Ac and Cry2A genes were evaluated in the leaves of 10 genotypes (2 parents and 8 F₁ hybrids) at 30 days after sowing (DAS), while samples of leaves, bolls and flowers were taken from the upper and lower canopies at 70 and 110 DAS.  The F₁ hybrids were developed through reciprocal crosses between two Bt (CKC-1, CKC-2) and two non-Bt (MNH-786, FH-942) parents.  The differential expression of transgenes was evaluated through Enzyme Linked Immuno-Sorbent Assay (ELISA).  The results showed that the MNH786×CKC-1 hybrid had the highest concentrations of Cry1Ac gene at 30 DAS (3.08 µg g^–1) and 110 DAS (1.01 µg g^–1) in leaves.  In contrast, the CKC-2×MNH-786 hybrid showed the lowest concentrations of Cry1Ac gene at 30 DAS (2.30 µg g^–1) and 110 DAS (0.86 µg g^–1).  The F₁ hybrid FH-942×CKC-2 showed the highest concentrations of Cry2A gene at 30 DAS (8.39 µg g^–1) and 110 DAS (7.74 µg g^–1) in leaves, while the CKC-1×MNH-786 hybrid expressed the lowest concentrations of Cry2A gene at 30 DAS (7.10 µg g^–1) and 110 DAS (8.31 µg g^–1).  A comparison between the two stages of plant growth showed that leaves had the highest concentrations at 30 DAS, whereas the lowest concentrations were observed at 110 DAS for both genes in leaves.  When the expression pattern was compared between various plant parts in genotype CKC-2, it was found that leaves had higher concentrations of Cry1Ac (3.12 µg g^–1) and Cry2A (8.31 µg g^–1) at 70 DAS, followed by bolls (Cry1Ac (1.66 µg g^–1) and Cry2A (8.15 µg g^–1)) and flowers (Cry1Ac (1.07 µg g^–1) and Cry2A (7.99 µg g^–1)).  The genotype CKC-2 had higher concentrations of Cry1Ac (3.12 µg g^–1) and Cry2A (8.31 µg g^–1) in the upper canopy but less accumulation (2.66 µg g^–1 of Cry1Ac, 8.09 µg g^–1 of Cry2A) in the lower canopy at 70 DAS.  Similarly, at 110 DAS, the expression levels of Cry1Ac and Cry2A in upper and lower canopy leaves were 1.52 and 7.92 µg g^–1, and 0.99 and 7.54 µg g^–1, respectively.  Hence, the current study demonstrates that different genotypes showed variable expression for both of the Cry1Ac and Cry2A genes during plant growth due to different genetic backgrounds.  The Cry2A gene had three-fold higher expression than Cry1Ac with significant differences in expression in different plant parts.  The findings of this study will be helpful for breeding insect-resistant double-gene genotypes with better gene expression levels of Cry1Ac and Cry2A for sustainable cotton production worldwide.     

叶片布置方式对双吸离心泵径向力的影响

为研究叶片布置方式对双吸离心泵径向力的影响,在其他外部因素不变的情况下,对3种叶片布置方案的离心泵进行非定常模拟计算,结果表明:较对称布置方案,采用交错30°布置的叶片能够有效提高离心泵的扬程,采用交错15°布置的叶片对离心泵扬程具有消极影响.同时,采用交错布置方案会导致离心泵的效率下降;在设计工况下,与对称布置方案相比,叶片采用交错布置能够有效降低离心泵内的压力脉动水平,且交错角度越大,压力脉动水平降低的越明显.叶片采用交错布置能够有效降低作用在叶轮上的稳态径向力的大小,其中采用交错30°布置方案在1.1Q_d工况下稳态径向力相对降低42.284%.最后,叶片采用交错30°布置对改善叶轮所受瞬态径向力的脉动特性与幅值大小的效果最为明显.     

高地隙四轮独立驱动喷雾机路径跟踪模型预测控制

针对传统燃油驱动、前轮转向的高地隙喷雾机传动效率低、碳排放高、环境污染、智能化水平低、灵活性差等问题,本研究提出了一种适用于无人驾驶的高地隙四轮独立驱动（Four Wheel Independent Drive,4WID）喷雾机。其采用混合动力、前后双转向桥的4WID,转向半径小,前后轮的运行轨迹高度一致,能够减少田间植保作业时的压苗现象。考虑水田极端作业环境下驱动轮的滑移、陷坑等问题,基于喷雾机线性时变的运动学模型（LTV）,构建了考虑驱动轮滑移的分层路径跟踪控制。上层模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）器根据预期路径、车辆当前位置,获得喷雾机的转向角和运动速度,实现路径跟踪。下层以模糊控制和积分分离PID控制构建驱动轮滑移控制器,从而实现路径跟踪、运动速度、驱动轮滑移的有效控制,提高了喷雾机在复杂作业环境中的稳定性和路径跟踪精度。采用Adams/Matlab的联合仿真结果表明,在复杂的工况条件下,喷雾机驱动轮的滑移率依然控制在±20%之内,防止驱动轮发生过度滑移对车速和转向角产生不良影响,有利于喷雾机稳定性的提升。本喷雾机能够快速准确地跟踪期望路径,与未考虑驱动轮滑移的控制相比,能够适应更加复杂的工作环境,跟踪精度有明显提升。     

不同稻草还田模式下双季稻田周年CH4排放特征及温室效应

采用静态箱-气相色谱法对南方双季稻田稻季无草翻耕冬季休闲(CK)、周年稻草焚烧还田翻耕(BST)、稻季稻草覆盖免耕冬季高桩(SNTH)、稻季稻草覆盖免耕冬季翻埋(SNTB)和稻季稻草翻耕还田冬季稻草翻埋(STB)5种稻草还田模式下双季稻田周年CH4排放进行观测,分析双季稻田周年CH4排放特征及其温室效应,旨在探索双季稻田CH4减排最佳的稻草还田方式及土壤耕作调控技术模式。结果表明:早、晚稻季CH4排放总量分别占全年CH4排放总量的43.9%和52.1%,冬闲季CH4排放比例很小,仅为4.0%;稻草还田显著增加了周年CH4排放总量(P<0.05),增加幅度为25.9%~92.8%(P<0.05),与STB处理相比,SNTH处理和SNTB处理均能显著降低CH4排放(P<0.05);不同稻草还田处理周年CH4温室效应大小顺序为:STB>BST>SNTB>SNTH>CK。可以看出,双季稻田稻季稻草覆盖免耕还田、冬季翻埋稻草还田或留桩还田能显著减缓因稻草直接还田CH4排放引起的温室效应,在南方双季稻区是一项可行的CH4周年减排的稻草还田调控技术模式。     

王堤口渡槽橡胶布双曲扁壳新型闸门的构造原理

薄壳空间结构具有很多优点，我国在水工闸门中使用双曲扁壳结构的历史已有37年，但尚未见到采用橡胶布面板的。笔者结合工程实际，采用薄膜理论并采取相应的结构和构造措施，提出了胶布双曲扁壳新型闸门的具体分析与设计方法。工程应用中不但能消除面板的角点影响，而且保证了面板的无弯矩状态。