Screening and Verification of Low Nitrogen Tolerant and Nitrogen Sensitive Cotton Germplasm

[Objective] The aim of this study is to evaluate nitrogen efficient cotton germplasms and improve nitrogen use efficiency. [Method] Eighty cotton germplasms were selected and evaluated in the hydroponic experiment under low (0.25 mmol·L^－1) and high (5 mmol·L^－1) nitrogen concentration. Different traits for screening were identified and nitrogen use efficiency types were classified. Field experiments were also performed for comparison and confirmation of the identified germplasms. [Result] The results showed that there were significant differences in the total plant dry matter, shoot nitrogen accumulation and nitrogen absorption efficiency in cotton germplasms at the two nitrogen levels. Based on coefficient of variation, principal component analysis and correlation, six traits including total plant dry matter, shoot dry matter, root dry matter, total nitrogen accumulation, shoot nitrogen accumulation and nitrogen absorption efficiency were used as screening indicators. According to the Heatmap clustering analysis and the nitrogen efficiency comprehensive index, two germplasms (Lu05R59 and CCRI 69) were identified as low nitrogen tolerant and nitrogen efficient, and two germplasms (Coker 201 and Xinluzhong 30) as low nitrogen sensitive and nitrogen inefficient. The results of field experiment were consistent with the results of the hydroponic culture at the seedling stage. [Conclusion] It was finally determined that Lu05R59 and CCRI 69 were the low nitrogen tolerant and nitrogen efficient germplasms, and Coker 201 and Xinluzhong 30 were low nitrogen sensitive and nitrogen inefficient germplasms. The results of these studies provide the possibility for screening and rapid identification of nitrogen use efficiency in cotton at the seedling stage, and provide the ideal materials and theoretical basis for further study of cotton nitrogen efficient.     

基于GF-1和Sentinel-2时序数据的茶园识别

由于茶园大多分布在地形复杂的山区,地块破碎,分布零散,形状差异大、植被混杂且茶园所处环境长期受到云雨的影响,增加了茶园遥感识别的难度与不确定性,针对这一问题,该研究提出了利用高分1号(GF-1)和哨兵2号(Sentinel-2)时序数据提取茶园的方法,以浙江省武义县王宅镇为研究区,采用GF-1号为主要数据源,并利用MODIS地表反射率产品和Sentinel-2反射率数据,基于时空融合算法得到时间分辨率5 d的10 m Sentinel-2完整的时序数据。综合利用GF-1在空间细节方面的优势和重建的Sentinel-2高观测频率时序数据在反映茶树生长过程方面的优势,分别基于GF-1的光谱和纹理特征及GF-1的光谱、纹理特征和Sentinel-2时序特征两种特征组合方式,采用随机森林算法提取茶园。结果表明,GF-1光谱、纹理信息结合Sentinel-2时序信息分类结果的准确率、错误率、精确率、召回率和F1分数分别为96.91%、3.09%、89.00%、83.09%和0.86,仅基于GF-1光谱和纹理信息的分类准确率、错误率、精确率、召回率和F1分数分别为94.72%、5.28%、73.09%、84.61%和0.78,添加时序信息分类结果总体优于未添加时序信息的分类结果。表明高空间分辨率结合高频率时序遥感数据是提高茶园分类精度的有效手段。     

昆明海口林场滇藏钝果寄生的调查及寄生特性分析

桑寄生科(Loranthaceae)植物是常见的半寄生灌木,其过度繁殖会影响天然林和人工林生态、经济和社会效应的发挥.前期调查发现,昆明海口林场部分地区具有桑寄生危害,其主要种类为滇藏钝果寄生.为监控滇藏钝果寄生在林场的传播扩散,了解其寄生初期的选择偏好,本研究以昆明市海口林场滇藏钝果寄生危害最严重地区为中心,对其周边4个区域的传播情况进行样方调查,统计滇藏钝果寄生的寄主选择模式、构建寄生强度与寄主生长特征的归回关系.结果 表明,滇藏钝果寄生于郁闭度最低(30％)、坡度最大(27°)的样方2 (M2,中心样方)中危害严重,其余4个样方(M1,M3,M4,M5;周边样方)的感染程度较低,尚处于扩散初期.滇藏钝果寄生在所调查样地中具有明显的寄主选择性,几乎仅存在于槲栎中,但其扩散与槲栎在群落中的百分率无明显相关性.采用逐步回归法构建槲栎生长特征与寄生强度的线性关系,其冠幅和胸径可依次引入回归模型中,修正后的拟合度R2为0.526,方程式为y=-0.467+0.152x1+0.110x2.滇藏钝果寄生于样方M2和M1中的寄生高度百分率集中分布于40％～80％之间,而于M3、M4和M5中变幅较大,无明显集中区.该研究结果可为滇藏钝果寄生的生态防治提供科学基础.     

岩溶流域典型农业区水体氢氧同位素的空间异质性及形成机制

分别于平水期和枯水期采集了花溪河流域典型农业区地表水和地下水样品。利用氢氧同位素示踪技术,结合土地利用类型对研究区不同水体的补给来源、季节变化及主要影响过程进行了分析,并对不同水体氢氧同位素值进行了空间插值分析,同时对其形成机制进行了分析,阐明了不同土地利用类型影响下的主要水文过程。结果表明:(1)研究区不同水体的主要补给来源为当地大气降水,月亮湖水库受蒸发作用影响明显,地表水和地下水的δD和δ~(18)O整体上呈现平水期高于枯水期的特征。(2)地下水的δD和δ~(18)O在枯水期与平水期均呈现明显的空间分异性特征,西部水田/水库集中区富集,东部旱地集中区贫化,土地利用对研究区环境水文过程影响明显。该研究结果有助于了解不同土地利用方式下地表水对地下水的影响,为流域管理提供科学依据。     

非对称式大小圆盘开沟装置设计与试验

为解决东北一年一熟区玉米秸秆覆盖地免耕播种玉米存在的秸秆覆盖量大导致机具堵塞严重和双圆盘开沟器入土困难等问题,该文设计了一种非对称式大小圆盘开沟装置,该装置采用大、小圆盘一前一后非对称设置,大圆盘预先切割秸秆、残茬,小圆盘完成秸秆拨离并开出种沟,为玉米免耕播种提供清洁种床。无秸秆覆盖下的EDEM离散元仿真试验和田间试验,预先验证了开沟装置的作业性能。秸秆覆盖下的田间试验表明:该装置在秸秆覆盖条件下仍可实现较为稳定可靠的开沟效果,平均开沟深度为71.41 mm,平均开沟宽度为38.27 mm,满足玉米免耕播种作业要求;不同秸秆覆盖条件下,该装置作业流畅、种沟整洁,无明显堵塞和连续晾仔、断条现象,切茬、入土性能良好。该研究可为玉米少免耕播种开沟装置的改进及研发提供理论支持和技术基础。     

伊犁绢蒿种子黏液提取工艺及对畜禽粪便污水的净化效果

伊犁绢蒿种子遇水能分泌黏液，黏液物质具有良好的保水性、成膜性、增稠性和分散性，可作为新的天然絮凝剂应用于污水处理中。该文就影响黏液提取率的3个因素提取时间、液料比、提取温度进行探讨，同时用所提取的种子黏液对牛、猪粪便污水进行处理。响应面法结果表明，绢蒿种子黏液在该试验条件下的最高提取率为16.76%，提取条件为：提取时间3 h、液料比60∶1、提取温度64 ℃；畜禽粪便废水处理试验表明，牛粪便废水处理在黏液投加量为50 mg/L时，絮凝率为28%和COD去除率为32.7%；pH值等于6时，絮凝率为46%，COD去除率为44.6%。明矾的联合使用对絮凝有显著的效果，絮凝率和COD去除率最大分别为72.3%和61.3%。猪粪便处理过程中，在黏液投加量为20 mg/L时，絮凝率为30.9%，COD去除率为32.7%，在pH值为7时，絮凝率为29.3%，COD去除率为50%，明矾的联合使用下，絮凝率和COD去除率最大分别为62.6%和68.3%，达到了预想的处理效果。研究可为伊犁绢蒿种质资源在畜禽粪便污水处理方面的开发应用提供参考。     

单旋翼油动无人施药直升机悬停状态下风场下洗气流分布规律研究

无人施药直升机,具有机动灵活、无需专用起降场地、对飞行空域要求低等优点,在我国航空植保中已经初步得到应用。相关文献中通过实验证明,单旋翼无人直升机施药装备进行水稻、玉米等病虫害的防治,在旋翼产生的下洗气流的辅助作用下,药液的沉积率和穿透率都大大提高,尤其是在水稻生长分蘖期和玉米生长穗期(封行)以后,防效优于常规地面机具。风场的有效覆盖范围、下洗气流风速的大小,对机载施药装备的装配布局以及施药效果有着直接的影响。该文采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD),对油动单旋翼直升机悬停状态时5、6、7m高度下的旋翼所产生的风场进行了模拟分析,重点研究了风场中对农药喷洒作业过程中主要影响雾滴沉积分布的下洗气流分布规律,并设计了一套农用无人机风场测量装备,并以单旋翼油动无人机为测试对象,对旋翼产生的风场进行了测试验证。试验中,将无人机升至距离地面5、6和7m,采用"米-环形放射状布点法",纵向(Z轴向)、径向(从原点O至与Z轴垂直面上的测量点)均以主旋翼中轴和地面相交处为圆心、0.5m为一步长,径向以45°夹角分隔测量8个方向,垂直向和径向布置测量点,测量范围以主旋翼中轴为圆心、旋翼旋转覆盖面为主。以5m高度时风场下洗气流风速数据为例进行了充分讨论,模拟结果和试验测量结果显示:随着高度的增大同一纵向剖面上风速变化总体趋势是由大变小再迅速变大,并在1m左右高度处出现下洗气流风速极小值区间,在2m左右高度处出现下洗气流风速值极大值区间;随着径向距离的增加同一径向上风速变化总体趋势是先由小变大,再由大变小,下洗气流最大测量值为11.37m/s,风速值较大区间为径向0.5~1.5m之间;接近地面(高度0.5m处)的风速变化规律不明显。对8个方向5个测量高度的试验数据进行标准差对比,结果表明标准差总体不大于0.6m/s;以测量数据为依据,计算了模拟数据与测量数据间的误差,结果表明整体最大相对误差限介于0.3~0.7之间,验证了模拟数据的可信度;结合模拟数据和实验测量数据,采用高次多项式拟合,测量高度超过1m以上时,多项式拟合决定系数R2达到或超过0.75,说明拟合方程具有参考价值,0.5m以下测量高度,多项式拟合决定系数R2值较小,介于0.4~0.7之间不等。研究将为单旋翼无人机航空施药提供优化依据。     

花绒寄甲人工繁育及应用研究

为解决花绒寄甲人工繁育技术的关键问题，进一步提高产量，开展了低温保存对花绒寄甲卵活力的影响、替代寄主选择、成虫人工饲料配方、室内生活史等研究，并在后期初步开展了花绒寄甲对桃红颈天牛的野外防效试验。结果表明，4℃条件下保存0～60 d对花绒寄甲卵孵化率的影响存在显著差异，不经低温处理的卵孵化率最高，可达70.87%，低温保存60 d后，孵化率降为65.81%；大麦虫可作为花绒寄甲幼虫的替代寄主，最佳接虫比为1:5，此时化蛹率达70.40%，羽化率达94.03%；黄粉虫蛹、大蜡螟幼虫无法繁育出花绒寄甲成虫；黄粉虫幼虫干粉、大麦虫幼虫干粉、无菌水、脯氨酸、羟氨酸、丝氨酸、胱氨酸、葡萄糖、亚油酸混合配制的饲料使花绒寄甲成虫存活率达96.70%，单雌产卵量达161.10粒，产卵期持续43 d，是成虫的最佳人工饲料；经室内繁育的花绒寄甲一年发生2代，成虫寿命2～3年，卵期平均8.64 d、幼虫期平均6.63 d、蛹期平均36.88 d。花绒寄甲可用于防治桃红颈天牛，野外最佳释放比为8:1～ 10:1（天敌:天牛），虫口减退率达72.70%。     

不同供磷水平下2个甘蔗品种的光合作用及生长特征

为研究磷素调控不同品种甘蔗生长的光合作用机制,从而选择磷高效品种和科学施肥,本文以研究区常见甘蔗品种台糖22（ROC22）和粤糖236（YT236）为材料,设置3个供磷水平和2个品种,研究磷素对2个甘蔗品种光合作用及生长的影响。结果表明：（1）随着供磷水平提高,2个甘蔗品种的株高和生物量显著增加;移栽60 d后ROC22的株高显著大于YT236的。高磷处理下的生物量ROC22显著大于YT236,鲜重和干重分别是YT236的1.6和1.4倍。（2）随供磷量的提高,ROC22的叶绿素总量（Chl）、净光合速率（P_n）、细胞间隙CO₂浓度（C_i）、蒸腾速率（T_r）和气孔导度（G_s）均显著增加。YT236的P_n、C_i、T_r和G_s在低磷和高磷处理下均显著大于无磷处理,YT236的Chl在高磷处理下显著大于低磷和无磷处理;低磷和高磷条件下的Chl,ROC22比YT236分别提高了16%和14%。在3个供磷水平下的P_n,ROC22均显著大于YT236。高磷处理下的C_i,ROC22显著大于YT236。无磷处理下的T_r和G_s,ROC22均显著大于YT236。综合分析,浓度为1 mmol/L的PO₄ ^3-高磷处理对2个甘蔗品种的光合作用及生长较为适宜。ROC22甘蔗在3个供磷量下光合作用和生长均优于YT236,建议在研究区或低磷地区种植ROC22。     

16份四川小麦生产品种在甘肃陇南抗条锈性表现

小麦条锈病我国小麦生产上的最主要的病害,种植抗病品种是防治该病最经济有效环保的措施。2014—2017年,先后对16份四川省小麦生产品种在甘肃陇南不同生态区的甘谷试验站和汪川良种场两地进行自然诱发鉴定,评价其抗病性。结果发现,所有供试品种均表现感病,川农10号等5份材料具有慢条锈性。