中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所科技开发现状与建议

简要介绍农业科研院所科技开发的内容和模式,针对中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所科技开发中存在的问题提出解决对策,并从创建自有品牌、加强对市场信息的关注、重视和鼓励科技创新、注意科技开发产品的市场准入要求等4个方面提出建议。     

海口11～4月农业气候资源变化特征分析

利用海口市琼山气象站1962～2011年间每年11月到次年4月(以下简称11～4月)的气象资料,运用统计学方法,分析海口市11～4月农业气候资源变化趋势与突变特征,探讨海口市农业气候资源的变化规律。结果表明：(1)海口市11～4月热量资源变得更加丰富,平均气温呈显著的上升趋势,趋势率为0.33℃/10a(P＜0.01),1963年发生突变;各月平均气温均呈正趋势变化;(2)11～4月总降水量存在不明显的下降趋势,趋势率为-15.6 mm/10a(P＞0.1),没有明显的突变点;各月降水量变化趋势不明显,但变率大;(3)11～4月总日照时数呈显著的减少趋势,趋势率为-48.7 h/10a(P＜0.01),2001年发生突变;各月日照时数呈减少趋势,容易造成农作物的光合作用不充分,不利于干物质积累,影响农作物产量;(4)温度上升明显,干燥度增大,气候暖干化,加大干旱发生的强度和频率。气候的变化导致农业气候资源的变化,对农作物产生正负效应,了解农业气候资源的变化特征将对充分利用农业气候资源,科学、合理应对气候变化,趋利避害提供帮助。     

新形势下农业科研单位干部人事档案管理现状与对策

分析新形势下农业科研单位干部人事档案管理的现状,提出应对措施,强化干部人事档案管理,为单位人力资源开发提供完整的人才信息保障。     

Tipping Points in Seaweed Genetic Engineering: Scaling Up Opportunities in the Next Decade

Seaweed genetic engineering is a transgenic expression system with unique features compared with those of heterotrophic prokaryotes and higher plants. This study discusses several newly sequenced seaweed nuclear genomes and the necessity that research on vector design should consider endogenous promoters, codon optimization, and gene copy number. Seaweed viruses and artificial transposons can be applied as transformation methods after acquiring a comprehensive understanding of the mechanism of viral infections in seaweeds and transposon patterns in seaweed genomes. After cultivating transgenic algal cells and tissues in a photobioreactor, a biosafety assessment of genetically modified (GM) seaweeds must be conducted before open-sea application. We propose a set of programs for the evaluation of gene flow from GM seaweeds to local/geographical environments. The effective implementation of such programs requires fundamentally systematic and interdisciplinary studies on algal physiology and genetics, marine hydrology, reproductive biology, and ecology.     

Synthetic Biology and Metabolic Engineering for Marine Carotenoids: New Opportunities and Future Prospects

Carotenoids are a class of diverse pigments with important biological roles such as light capture and antioxidative activities. Many novel carotenoids have been isolated from marine organisms to date and have shown various utilizations as nutraceuticals and pharmaceuticals. In this review, we summarize the pathways and enzymes of carotenoid synthesis and discuss various modifications of marine carotenoids. The advances in metabolic engineering and synthetic biology for carotenoid production are also reviewed, in hopes that this review will promote the exploration of marine carotenoid for their utilizations.     

旋刀式荸荠芽根同步切除装置设计与试验

针对荸荠芽和根切除工序复杂、效果差、切削力较大等问题,该研究设计了一种旋刀式荸荠芽根同步切除装置,借助荸荠自身重力和装置结构形式进行限位,由回转刀片组同时切除芽和根。首先对荸荠运行及切削过程展开理论分析,确定关键部件结构形式与参数范围。进一步在EDEM离散元软件中以荸荠芽和根的切削力为评价指标,以锯齿旋切刀几何参数和切削速度为影响因素开展仿真优化试验,得到最佳参数组合为：锯齿底长5 mm,齿高15 mm,切削速度0.103 m/s。搭建测力平台对仿真结果进行验证,并与平刃旋切刀进行性能对比。结果表明,优化后的锯齿旋切刀可减小23.29 %的切削力。基于Box-Behnken原理设计定位孔内壁优化试验,得到最佳参数条件下荸荠的斜切高度差为4.5 mm。研究结果可为荸荠芽根切除装置设计提供参考。     

林果机械化采收技术与装备研究进展

机械化采收技术是制约林果产业发展的重要瓶颈。实现林果机械化采收是林果产业转变发展方式、节本增效、增强国际市场竞争力的重要途径之一,也是林果产业全程机械化和规模化的研究重点和难点。林果机械化采收的技术重点是高效低损采摘,最终目标是实现林果自动化、智能化、无人化采收。该文总结了中国林果种植分布情况现状,将现有林果机械化采收技术与装备系统地划分为一次性联合摘果采收和振动采收后集果捡拾,并对其研究现状和发展动态进行了阐述和剖析。在此基础上,结合林果产业发展要求和应用场景,归纳了国内林果机械化采收技术面临的机会和挑战,并提出兼顾不同需求发展高性能、高效率、高可靠的林果机械化采收装备建议,以期为促进林果业的现代化和高新技术推广提供参考。     

基于两级选择性聚类集成的农用地整治时空配置分区

针对传统聚类算法易陷入局部最优、不兼顾地理空间的问题,该研究以湖南省怀化市为例,从生态敏感性、用地适宜性与整治迫切性3个维度建立分区评价指标体系,应用一种基于混合距离,同时具有聚类方案质量识别功能的两级选择性聚类集成方法对怀化市农用地整治进行时空配置。通过聚类运算,将怀化市300个聚类单元划分为：近期重点整治区、近期适度整治区、中期重点整治区、中期适度整治区和远期限制整治区5个类型,面积比例分别为9.05%、30.48%、22.58%、7.33%、30.56%,符合怀化现状条件;相较于传统聚类方法,两级选择性聚类集成方法具有聚类质量识别与兼顾地理空间的优势,且更适用聚类单元较多、属性空间复杂的情况。研究结果在客观上为未来土地整治工作与聚类方法的创新提供了可供借鉴的思路。     

基于PSO-BP的甘蔗施肥监控系统设计与试验

针对甘蔗横向种植机的施肥机构由于肥料潮湿结块易堵塞等问题,该研究对施肥机构进行电液传动与控制改造,构建了一套基于粒子群（Particle swarm optimization,PSO）-前反馈（Back propagation,BP）神经网络预测的施肥监控系统。以施肥马达的压力、转速及肥料箱中肥料量为输入参数,将施肥机构的工作状态（空载状态、正常状态、重载状态、堵塞状态）作为输出,通过BP算法建立输入与输出之间的映射关系,并用PSO算法优化BP算法的权值与阈值,相比未优化BP算法,优化后的工作状态预测准确率由97%提高到99%。以识别施肥机构工作状态响应准确率以及重载状态下堵塞预防概率为试验指标进行车间试验,结果表明：工作状态响应识别准确率为89%;重载状态下,控制系统控制施肥马达正反转并消除堵塞的概率为87.5%。在田间试验中,监控系统能准确预测施肥机构的重载状态并自动执行防堵控制指令,没有出现堵塞故障。该施肥防堵塞监控系统无需上位机,能够满足复杂多变工况下施肥机构的工况预测及防堵控制要求,可为其他施肥机构的自动化改造提供参考。     

制备工艺参数对菌丝体生物质材料性能的影响

为获得菌丝体生物质材料优化性能的最佳工艺参数,该研究以最小缓冲系数和弯曲强度为评定指标,通过3因素3水平正交试验研究了菌种接种量、基质颗粒度和水添加量对平菇菌丝体材料性能的影响。研究结果表明,正交试验9组菌丝体材料中菌丝平均直径最大为1 641 nm,最小为520 nm,前者约为后者的3倍,表明不同工艺参数显著（P<0.05）影响菌丝生长状态。影响菌丝体材料力学性能的最大因素是颗粒度,其次是水添加量和接种量。最佳工艺参数为接种量10%、颗粒度10 mm和水添加量60%,对应菌丝体材料的最小缓冲系数最低为4.17、弯曲强度最大为417.43 kPa,与发泡聚苯乙烯泡沫的弯曲强度相近。研究结果可为菌丝体材料制备工艺参数与性能的优化提供基础。