茴香轮作调控土壤细菌群落缓解三七连作障碍的效应及机制

三七是我国特有的中药材，但连作障碍严重制约了其产业发展，轮作是生产上最常用且有效的缓解措施。本研究在三七收获后的土壤上轮作茴香，通过测定轮作土壤水浸液对三七存苗的影响来评价轮作对三七连作障碍的缓解效果，并从轮作对土壤细菌群落的影响方面深入阐释轮作缓解连作障碍的机制。结果表明，茴香轮作后的土壤水浸液可以显著提高三七的存苗率。土壤细菌分析表明，茴香轮作后土壤细菌群落发生了明显改变。细菌的丰富度增加，相对丰度>1%的优势菌门变形菌门Proteobacteria和放线菌门Actinobacteria的相对丰度呈增加趋势。属水平上，轮作茴香使66个属的相对丰度显著增加，其中相对丰度>0.2%的优势菌属有14个；30个属的相对丰度显著降低，其中优势菌属有8个，总体上看相对丰度显著增加的属多于显著降低的属。在相对丰度显著增加的优势菌属中包含常见的拮抗菌属假单胞菌属Pseudomonas和芽孢杆菌属Bacillus细菌。本研究也分离到2株假单胞菌和1株芽孢杆菌对三七根腐病菌腐皮镰刀菌Fusarium solani和Monographella cucumerina具有明显的拮抗活性。因此，轮作茴香可以改善三七连作土壤细菌群落结构，增加土壤中拮抗细菌的丰度，提高三七的存苗率。生产上利用茴香与三七轮作对缓解连作障碍具有一定潜力。     

作物叶面积测量的研究进展

对作物叶面积测量理论和方法进行梳理，综述了基于单叶叶面积、单株叶面积、群体叶面积3个维度进行叶面积测量的研究进展，提出作物叶面积测量的物理原理、数学建模原理、光学特征提取原理的理论分类，从精确度、有损和无损测量2个角度分析了叶面积测量的研究进展，并对叶面积测量技术发展趋势进行展望。     

耕地利用视角下全国粮食生产时空特征演变

为综合考虑耕地数量及各项因素对粮食生产的影响,基于对数平均迪式分解方法(LMDI)将影响粮食产量的因素分解为耕地面积、复种指数、种植结构和粮食单产四大因素,研究1996—2016年其对全国粮食产量变化的作用机制。结果表明:1)我国耕地数量持续减少,空间上呈现南部地区减少、北部地区增加的趋势,导致全国粮食产能重心北移。2)粮食单产、复种指数这些技术因素均是促进因素,其中单产提高对总产量提升贡献最大;期间耕地面积下降与种植结构调整则是粮食产量的抑制因素。研究认为,城市化过程中耕地面积减少不可避免,保证粮食安全不但需要严格保护耕地,而且必须强化"藏粮于技"战略实施,不断提高粮食单产与复种指数,以稳定与优化粮食生产。     

基于作物生长监测诊断仪的玉米LAI监测模型研究

为探索作物生长监测诊断仪（CGMD-402型）在作物长势监测应用中的精准性与适用性，连续2年在不同氮肥水平下进行不同玉米品种的实验。使用作物生长监测诊断仪采集冠层归一化差值植被指数（Normalized differential vegetation index，NDVI）、比值植被指数（Ratio vegetation index，RVI），并同步以ASD FR-2500型野外高光谱辐射测量仪获取冠层光谱反射率，构建NDVI、RVI高光谱植被指数；通过对比两种仪器获取的植被指数特征及其定量关系，评价CGMD-402型作物生长监测诊断仪监测精度；基于CGMD-402型作物生长监测诊断仪获取的NDVI、RVI，建立叶面积指数（Leaf area index，LAI）监测模型，并对模型监测精度进行验证。结果表明：玉米冠层NDVI、RVI随施氮量增加而增加，增加幅度分别为8.20%~36.59%、4.40%~25.16%；CGMD-402型作物生长监测诊断仪与ASD FR-2500型野外高光谱辐射测量仪获取的NDVI、RVI相关系数分别为0.991、0.985，决定系数分别为0.983、0.969，说明CGMD-402型作物生长监测诊断仪具有较高的监测精度，可替代ASD FR-2500型野外高光谱辐射测量仪获取NDVI、RVI指数；利用CGMD-402型作物生长监测诊断仪获取NDVI、RVI，建立LAI监测模型的决定系数分别为0.911、0.898；以独立数据对模型精度进行验证，模型预测值与田间实测值间决定系数分别为0.963、0.954，相对误差分别为6.65%、9.37%，表明二者具有高度一致性。研究表明，利用作物生长监测诊断仪能有效监测玉米不同品种LAI动态变化，可以替代AccuPARLP-80型植物冠层分析仪获取玉米LAI数据。     

用于作物表型信息边缘计算采集的认知无线传感器网络分簇路由算法

随着无线终端数量的快速增长和多媒体图像等高带宽传输业务需求的增加，农业物联网相关领域可预见地会出现无线频谱资源紧缺问题。针对基于传统物联网的作物表型信息采集系统中存在由于节点密集部署导致数据传输过程容易出现频谱竞争、数据拥堵的现象以及固定电池的网络由于能耗不均衡引起监测周期缩减等诸多问题，本研究建立了一个认知无线传感器网络（CRSN）作物表型信息采集模型，并针对模型提出一种引入边缘计算机制的动态频谱和能耗均衡（DSEB）的事件驱动分簇路由算法。算法包括：（1）动态频谱感知分簇，采用层次聚类算法结合频谱感知获取的可用信道、节点间的距离、剩余能量和邻居节点度为相似度对被监控区域内的节点进行聚类分簇并选取簇头，构建分簇拓扑的过程对各分簇大小的均衡性引入奖励和惩罚因子，提升网络各分簇平均频谱利用率；（2）融入边缘计算的事件触发数据路由，根据构建的分簇拓扑结构，将待检测各区域变化异常表型信息触发事件以簇内汇聚和簇间中继交替迭代方式转发至汇聚节点，簇内汇聚包括直传和簇内中继，簇间中继包括主网关节点和次网关节点-主网关节点两种情况；（3）基于频谱变化和通信服务质量（QoS）的自适应重新分簇：基于主用户行为变化引起的可用信道改变，或分簇效果不佳对通信服务质量产生的干扰，触发CRSN进行自适应重新分簇。此外，本研究还提出了一种新的能耗均衡策略去能量消耗中心化（假设sink为中心），即在网关或簇头节点选取计算式中引入与节点到sink的距离成正比的权重系数。算法仿真结果表明，与采用K-medoid分簇和能量感知的事件驱动分簇(ERP)路由方案相比，在CRSN节点数为定值的前提下，基于DSEB的分簇路由算法在网络生存期与能效等方面均具有一定的改进；在主用户节点数为定值时，所提算法比其它两种算法具有更高频谱利用率。     

多重PCR检测耐除草剂转基因作物

为建立耐除草剂转基因作物的高通量检测方法,本试验以目前生产上广泛应用的5种除草剂抗性基因dmo、pat、CP4EPSPS、bar和aad1为靶标进行多重PCR(MPCR)研究。通过引物适用性测试、反应体系中的不同引物浓度和反应程序中的退火温度测试、灵敏度和特异性验证等,建立了能同时检测5种除草剂抗性基因的MPCR检测方法。结果表明,当dmo、pat、CP4EPSPS、bar、aad1基因的检测引物终浓度分别为0.2、0.2、0.3、0.4、0.2 μmol·L^-1,退火温度为63℃时5种靶标扩增效果较好,且特异性条带清晰且均一。此外,MPCR检测方法具有较好的特异性,对每种靶标的检测灵敏度均可达到0.1%。适用性测试结果显示,MPCR检测方法可对含有5种除草剂抗性基因的多种转基因作物的单个品系或多个品系混合物进行筛选检测。无假阳性和假阴性结果表明,MPCR检测方法对实际样品具有很好的适用性。本试验结果为筛选高效耐除草剂转基因作物检测技术提供了一定的理论依据。     

Weed seedling emergence in contrasting fodder crop systems following 30 years of cultivation in the lowlands of Northern Italy

Five fodder crop systems of different intensity (ranging from a double annual crop of Italian ryegrass + silage maize to a permanent meadow) were adopted for 30 years in the lowlands of Northern Italy under two input levels, differing mainly in their provision of organic fertiliser (manure). Herbicides were used in the maize crops included in all systems, except the meadow. After 30 years, the weed seedbank of all systems and input levels were assessed by the seedling emergence technique on soil samples from each plot. The cropping systems determined the abundance and composition of the weed assembly. Relatively few, frequent species made up the majority of the emerged seedlings in all systems, and there was no relationship between the total number of emerged seedlings and the mean number of species recorded in the different systems. Arabidopsis thaliana and Oxalis corniculata were abundant in the annual double crop and in the 3- and 6-year rotations that also comprised the annual double crop. These weeds, however, were unlikely to represent a major threat to the crops, due to their vigour and growth period. The permanent meadow tended to greater weed biodiversity than the other systems. The application of manure favoured the seedbank of species such as Lolium multiflorum, Digitaria sanguinalis and A. thaliana. Weed communities in the different systems were mainly determined by herbicide application, (through the ability of weeds to avoid its effects, determined by the weed life history and emergence period) and manure application (with its possible dual effect of spreading weed seeds and favouring nitrogen-responsive weeds).     

不同作物秸秆腐解液对节节麦种子萌发和幼苗生长的影响

节节麦(Aegilops tauschii Coss.)作为麦田恶性杂草之一,给中国小麦生产带来了严重的经济损失。为探究农作物秸秆在节节麦生态防治方面的作用,本试验采用了滤纸培养皿法和小杯法研究了不同浓度的玉米、油菜、水稻秸秆及稻壳腐解液对节节麦种子萌发率、发芽指数及幼苗根长、苗高和干重5项生物指标的影响。结果表明,当浓度为6.25 mg/mL时,玉米、油菜秸秆腐解液对节节麦幼苗干重表现为促进作用,对其他测定指标均为抑制作用。稻壳腐解液除了对根长具有抑制作用外,对其他指标均具有促进作用。水稻秸秆腐解液对5项指标均具有促进作用。当浓度大于50 mg/mL时,4种秸秆腐解液对5项指标均具有抑制作用,且随着浓度的增加,抑制作用增强。总体来说,作物秸秆腐解液对节节麦的化感作用强弱依次为玉米秸秆、油菜秸秆、稻壳、水稻秸秆,且对根的化感作用尤为明显。     

生物刺激素及其在功能水溶性肥料中应用前景分析

施用生物刺激素所带来的改土抗逆促生功能对于提高土壤养分利用效率、促进作物提质增产十分有效，深受功能性肥料行业的关注。本文从分析生物刺激素概念入手，总结了市场上普遍应用的腐植酸、氨基酸、海藻提取物和促生菌的功能特性和作用机制，并归纳了含有这些物质并可作为功能水溶性肥料载体的废弃物资源种类及应用特点，探究其与活性物质复配制备功能水溶性肥料的工艺关键，以期为实现废弃物增值化利用，实现集约化生产中肥料减施、提高作物产量和品质等目标提供产品支撑。     

近30年渤海鱼类种群早期补充群体群聚特性和结构更替

基于30余年渤海鱼卵、仔稚鱼历史调查资料的整理分析并结合产卵场补充调查,以1982~1983年周年逐月调查资料为本底,采用多元统计学方法分析30余年渤海鱼类种群早期补充群体群聚特性(物种多样性和关键种群)的季节变化和年代际变化,并掌握结构更替过程中优势种和重要种协同消长规律。分析结果显示,渤海各调查季节(冬季除外)鱼卵、仔稚鱼种类数以及资源丰度指数呈先降后升变动趋势。当前鱼卵种类数仅为20世纪80年代1/2左右,资源丰度不足20世纪80年代的1/10;仔稚鱼种类数和资源丰度仅为20世纪80年代的3/4左右,但冬季仔稚鱼种类数和资源丰度指数呈现上升趋势。各调查时期相同季节鱼卵优势种变化不明显,但仔稚鱼优势种变化幅度超过鱼卵,底层重要经济种类早期补充群体优势度急剧下降;鱼卵和仔稚鱼物种多样性水平在升温季节较高而在降温季节较低,调查期内各季主要呈现先降后升变动趋势。鱼类早期补充群体种类更替现象明显,近年来种类更替率呈现明显加快趋势。各调查时期相同季节各适温类型产卵亲体种数均呈现先降后升变动趋势,但各适温类型种数所占比例和全年综合各适温类型种数所占比例基本稳定。各调查时期相同季节各主要栖所类型产卵亲体种类数也均呈现先降后升变动趋势,全年综合陆架浅水中上层鱼类种数所占比例升高,中底层和底层鱼类所占比例有所下降。近30年在多重外来干扰作用下,渤海鱼类早期补充过程各个关键环节已随其栖息地(产卵场)生境要素发生不可逆变化或变迁。渤海鱼类种群早期补充群体群聚特性和结构更替是环境-捕捞胁迫下鱼类群落内多重生态位的交替失调和渔业资源结构性衰退的具体表现。