基于LoRa通信的棉花智能水肥管理系统设计与应用

由LoRa（超远距离广域网，Long range）与4G蜂窝移动通信组网、具有边缘计算能力智能网关、物联网终端、远程自动化控制设备、水肥管理软件集成的智能水肥一体化管理系统，在灌溉水质较差、通信基础设施薄弱的新疆，使灌水施肥更精准、高效，示范农场节本增效明显。以LoRa通信为基础的棉花智能水肥管理系统是数字农场的重要执行工具，可加快棉花种植向规模化、标准化、现代化发展。     

2015―2020年国家西北内陆棉区棉花品种区域试验参试品种（系）枯黄萎病抗性评述

对2015－2020年参加西北内陆棉区区域试验的192个棉花品种（系）枯萎病、黄萎病的抗性分析，为棉花抗病育种及品种推广提供依据。结果表明，参试棉花品种（系）未出现对枯萎病和黄萎病免疫的品种；参试棉花品种（系）对枯萎病的抗性水平较高，除2018年高抗和抗病品种（系）占比为 88.2%外，其他年份均在92%以上；参试的品种（系）的黄萎病抗性水平除2017年较高外，其余各年均较低，以耐病为主，6年耐病品种（系）平均占比为56.2%；参试品种的总体抗枯萎病指数（r_F）远大于总体抗黄萎病指数（r_V）和总体兼抗指数（r_FV）,各年份均表现为r_F＞r_V＞r_FV，且三者均呈振荡上升趋势；早中熟常规棉的抗枯萎病、黄萎病性及兼抗性表现均优于早熟常规棉_。可见，黄萎病抗性的提高是西北内陆棉区选育兼抗棉花品种的关键。     

贝莱斯芽胞杆菌HN-2的鉴定及对杧果炭疽菌的抑菌活性研究

菌株HN-2为本实验室分离得到的一株生防细菌，通过采用形态学观察结合现代分子生物学的手段鉴定生防菌HN-2为贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis，以杧果炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides Penz作为靶标，其发酵上清液的正丁醇萃取粗提物的活性最好，抑菌圈大小为20.93 mm，半最大效应浓度（EC₅₀）为70.62 μg/mL。通过飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）数据结合基因检测的结果分析发现，正丁醇提取物中主要活性成分为脂肽类物质，其中含有表面活性素（surfactin）、伊枯草菌素（iturins）和泛革素（fengycin）等。通过显微观察发现正丁醇粗提物可以造成杧果炭疽病菌菌丝扭曲、膨大、畸形，从而抑制杧果炭疽病菌的生长，菌株HN-2正丁醇提取物处理后的杧果15 d内未出现杧果炭疽病病状，对杧果果实具有较好的保护作用。贝莱斯芽胞杆菌HN-2的主要活性物质为脂肽类物质，其对植物病原真菌有较好的防治效果，具有进一步深入研究和开发应用的潜力。     

自动施肥系统开发与性能测试

目的 开发一种适应于以固态水溶肥为原料的自动施肥系统,测试分析自动施肥系统性能。方法 主控机采用ARM9电路控制模块可实现对轮灌编组、预搅拌时长、施肥开始与结束时间、施肥持续时长、施肥量等参数的设置;选择以蠕动泵为注肥装置,通过变频器控制注肥泵电机功率的方式控制注肥速率,控制施肥量。对装置核心部件搅拌器额定功率、计量方式、溶肥搅拌参数、排肥速度及固液相比例等主要参数等进行设计与测试。结果 电感脉冲计量方式标准误差最大值1.26%,误差小、性价比好,确定其为本装置采用的计量方式;搅拌器以1.5 Kw额定功率、38 r/min转速搅拌、肥液浓度在1.1~1.3 g/mL、预搅拌时间30 min时,罐内各液位输出肥液浓度值差异不显著(P< 0.05),达到对肥料浓度均匀性的设计要求。结论 将施肥开始前的预搅拌时间设为30 min、搅拌转速设为38 r/min、肥液浓度不高于1.3 g/mL,输出肥液浓度有较好的均匀性,实现精准施肥。     

双季鲜食玉米/花生宽幅间作生态高效栽培技术

该文分析了双季鲜食玉米/花生宽幅间作生态高效栽培的意义,阐述了其栽培的技术要点,包括播前准备、播种与覆膜、田间管理、收获与晾晒、秸秆还田与残膜清除等.该技术主要适用于山东省小麦、玉米两熟轮作区及其他相似区域.     

安徽南陵地区土壤养分丰缺状况研究

以安徽南陵地区土壤大量养分元素为主要研究对象,通过对区内土壤样品的采集与测试,统计分析土壤氮、碱解氮、磷、有效磷、氧化钾、速效钾等的含量特征,并对其分布特征加以研究,最终开展研究区土壤养分地球化学综合等级评价.结果表明,土壤氮和碱解氮在研究区内以丰富为主,且两者相关性较好,相关系数高达0.85,可能与土地利用类型有关;磷及有效磷在区内主要表现为较缺乏-缺乏,两者相关性较差,可能与磷在土壤中的存在形式及人为活动有关;氧化钾在区内分布主要表现为较丰富-中等-较缺乏3种,呈正态分布,孤峰河两侧分布差异明显,速效钾在区内零星分布,特征不明显;区内土壤养分地球化学综合评价结果以三级(中等)土壤为主,占研究区总面积的58.45％.     

Potato absorption and phytoavailability of Cd,Ni, Cu,Zn and Pb in sierozem soils amended with municipal sludge compost

Effects of sludge utilization on the mobility and phytoavailability of heavy metals in soil-plant systems have attracted broad attention in recent years. In this study, we analyzed the effects of municipal sludge compost(MSC) on the solubility and plant uptake of Cd, Ni, Cu, Zn and Pb in a soil-potato system to explore the mobility, potato plant uptake and enrichment of these five heavy metals in sierozem soils amended with MSC through a potato cultivation trial in Lanzhou University of China in 2014. Ridge regression analysis was conducted to investigate the phytoavailability of heavy metals in amended soils. Furthermore, CaCl_2, CH_3 COONH_4, CH_3COOH, diethylene triamine pentacetic acid(DTPA) and ethylene diamine tetraacetic acid(EDTA) were used to extract the labile fraction of heavy metals from the amended soils. The results show that the MSC could not only improve the fertility but also increase the dissolved organic carbon(DOC) content of sierozem soils. The total concentrations and labile fraction proportions of heavy metals increase with increasing MSC percentage in sierozem soils. In amended soils, Cd has the highest solubility and mobility while Ni has the lowest solubility and mobility among the five heavy metals. The MSC increases the concentrations of heavy metals in the root, stem, peel and tuber of the potato plant, with the concentrations being much higher in the stem and root than in the peel and tuber. Among the five heavy metals, the bioconcentration factor value of Cd is the highest, while that of Ni is the lowest. The complexing agent(DTPA and EDTA) extractable fractions of heavy metals are the highest in terms of phytoavailability. Soil properties(including organic matter, p H and DOC) have important impacts on the phytoavailability of heavy metals. Our results suggest that in soil-potato systems, although the MSC may improve soil fertility, it can also increase the risk of soils exposed to heavy metals.     

基于多源数据的华北平原夏玉米种植区划研究

精准识别农业生产环境信息和农业生产特征,对气象、土壤和作物等多源数据进行综合分类,是提高农业资源利用效率和优化农业种植结构的基础。本研究基于近20年（1998~2017年）气象数据和华北五省的玉米单产统计数据,首先构建了华北平原气候资源和玉米生产时空分布特征数据库,研究区内的降雨量、活动积温、日照时数、太阳辐射和玉米单产均存在显著的时空变化;利用作物精细种植区划方法,将华北平原夏玉米种植区分为极不适宜区、不适宜区、较适宜区、适宜区、极适宜区五大类,各类面积分别占总体的比例约为10%、11%、25%、30%、24%;进一步通过环境类别归属度分析方法,将每一大类分为5小类,概率大于75%的相对稳定区域约占总面积的63%,小于75%的波动区域约占37%;极不适宜区、不适宜区和较适宜区,三类时空分布比较稳定,隶属度为100%分别占各类面积的87.67%、70.41%和84.28%,波动区主要发生在极适宜区和适宜区,以及适宜区和较适宜区之间。本研究构建的华北平原夏玉米精细区划结果,对提高研究区资源利用效率和优化玉米产业布局具有重要的指导意义。     

高粱光敏色素A基因的克隆、蛋白结构与长短日照诱导表达模式

光敏色素是一类红光/远红光受体,对植物光形态建成、外部形态和生理功能等方面起着重要的调节作用。为明晰光敏色素A在调控高粱光形态建成发育过程中的作用,本研究比较分析光温敏感程度不同的高粱品种Btx623、Rio、Tx430和LH645的PhyA基因序列和PHYA蛋白的保守结构域,利用qRT-PCR明确长短日照条件处理下PhyA基因的表达模式。结果表明,Btx623、Rio和Tx430之间PhyA基因序列存在非同义突变,LH645在PhyA基因的第7个外显子上插入了5 bp碱基序列;高粱PhyA蛋白中含有1个PAS-2结构域、1个GAF结构域、1个Phytochrome结构域、2个PAS结构域、1个组氨酸激酶A结构域和1个类似组氨酸激酶的ATP激酶结构;遗传进化树分析表明,单子叶和双子叶植物PhyA蛋白明显聚为2大类,高粱PhyA、谷子PhyA和玉米PhyA1、PhyA2聚为一个亚类,相互间亲缘关系较近,与水稻PhyA同源性相对较远;在短日照(SD)条件下各时期PhyA基因转录水平变化显著,Rio PhyA基因转录水平较Btx623和Tx430变化明显,LH645 PhyA基因转录变化不显著,在长日照(LD)条件下Rio PhyA基因转录水平低于Btx623和Tx430,LH645 PhyA基因转录水平变化不显著。以上结果表明,PhyA受光周期诱导,推测其在高粱光形态建成中起重要调控作用。本研究为进一步解析PhyA基因功能及其在调控高粱光形态建成发育过程中的作用提供理论基础。