光照对箭筈豌豆及其子代生长和繁殖特性的影响

光照不仅会影响植物自身的生长,也可能会对其子代的生长具有潜在作用。以箭筈豌豆品种兰箭1号和兰箭3号为材料,分析遮荫和自然光照下箭筈豌豆及其子代的生长特性。结果表明:光照对箭筈豌豆生长和繁殖特性的影响因基因型而异。与光照条件相比,遮荫显著降低兰箭1号生物量及茎叶比,但对繁殖分配的比例影响不显著。与此相反,遮荫对兰箭3号的生长与繁殖无显著影响;母本光照环境对箭筈豌豆子代生长特性具有一定程度的影响,且这种影响因子代植株生长的光照环境而异。当子代在遮荫环境下,母本环境显著影响兰箭1号分枝数、地上生物量、总生物量、地上/地下生物量以及兰箭3号的分枝数。但当子代在光照环境下生长时,除兰箭3号分枝数外,其他生长特性均不受母本环境影响。     

采用双模态联合表征学习方法识别作物病害

基于深度卷积神经网络的视觉识别方法在病害诊断中表现出色,逐渐成为了研究热点。但是,基于深度卷积神经网络建立的视觉识别模型通常只利用了图像模态的数据,导致模型的识别准确率和鲁棒性,都依赖训练数据集的规模和标注的质量。构建开放环境下大规模的病害数据集并完成高质量的标注,通常需要付出巨大的经济和技术代价,限制了基于深度卷积神经网络的视觉识别方法在实际应用中的推广。该研究提出了一种基于图像与文本双模态联合表征学习的开放环境下作物病害识别模型(bimodalNet)。该模型在病害图像模态的基础上,进行了病害文本模态信息的嵌入,利用两种模态病害信息间的相关性和互补性,实现了病害特征的联合表征学习。最终bimodalNet在较小的数据集上取得了优于单纯的图像模态模型和文本模态模型的效果,最优模型组合在测试集的准确率、精确率、灵敏度、特异性和F1值分别为99.47%、98.51%、98.61%、99.68%和98.51%。该研究证明了利用病害图像和病害文本的双模态表征学习是解决开放环境下作物病害识别的有效方法。     

多营养层次生态养殖模式简析

系统介绍了多营养层次生态养殖模式在淡水养殖及海水养殖中的应用与发展,对比了国内外有关该养殖模式发展方向的异同,简述了该养殖模式通过提高物质和空间利用率、改善养殖环境的原理以及在我国推广应用情况,并汇总了我国沿海省份近年来开展该养殖模式选用的品种搭配及产量产值。指出了多营养层次生态养殖模式还存在的问题,对今后发展提出了建议。     

西南弱光地区机插杂交籼稻“减穴稳苗”栽培的群体冠层质量特征

【目的】探明机插条件下减穴稳苗配置对杂交籼稻群体冠层质量的影响,为西南弱光稻区杂交籼稻机插栽培技术的推广应用提供理论支撑。【方法】2016—2017年采用两因素随机区组田间试验,因素1,2年均为不同田间配置,设常规配置（30 cm×12 cm）和减穴稳苗（30 cm×23 cm）;因素2,2016年为不同株型水稻品种（F优498,中后期株叶型松散;宜香优2115,中后期株叶型上紧下披）,2017年为不同基本苗（42×10⁴/hm²和63×10⁴/hm²）;研究了不同田间配置对机插杂交籼稻群体冠层结构、光合特性和微环境（冠层温度、湿度和透光率）的影响。【结果】（1）减穴稳苗齐穗期能维持与常规配置相当的单茎绿叶面积、粒叶比和上三叶比叶重,其中2017年倒二叶与倒三叶比叶重显著增大;齐穗期剑叶光合速率、气孔导度、蒸腾速率分别较常规配置显著提高23.84%、23.53%和13.79%。（2）较常规配置,减穴稳苗显著增大各时期冠层幅度,提高冠层透光率,降低收敛指数,群体通透性更好;减穴稳苗处理提高了2016年F优498孕穗期和齐穗期的一次分蘖角度,而宜香优2115的一次分蘖角度2年均表现为减穴稳苗小于常规配置。（3）相关分析表明,孕穗期冠层日均温、昼夜温差和昼夜湿差与齐穗期剑叶和倒二叶比叶重呈显著或极显著正相关,与齐穗期收敛指数呈显著负相关;此外,孕穗期冠层日均温和昼夜湿差还与齐穗期冠层幅度呈显著正相关;齐穗期冠层日均温和昼夜温差与分蘖盛期、拔节期及齐穗后20 d的一次分蘖角度呈显著或极显著负相关,日均相对湿度则相反。减穴稳苗有效地改善了植株冠层结构,从而显著提高孕穗期和齐穗期的冠层温度和昼夜温差,提高孕穗期、齐穗期和齐穗后20 d的昼夜湿差,并显著降低日均相对湿度。【结论】减穴稳苗田间配置优化了机插杂交稻的群体冠层结构和光分布,增大了群体内部昼夜温差和湿差,降低了相对湿度,提高了群体质量和光合速率,为高产稳产奠定了基础,是西南弱光稻区进一步推进机插秧发展的重要技术途径。     

土壤铅和镉溶出伏安法检测中影响因素及其削弱方法研究进展

溶出伏安法具有分析速度快、成本低、灵敏度高等优点被广泛应用于检测土壤重金属含量，但在检测土壤重金属时，溶出伏安检测精度会受到多方面因素的影响。该文在介绍溶出伏安法工作原理的基础上，从伏安参数、试验条件和土壤物质成分三方面阐述溶出伏安法检测土壤Pb2+和Cd2+为的影响因素，解析各因素的影响机理，归纳影响削弱方法的研究进展。研究结论为：方波脉冲阳极溶出伏安法最常用于检测土壤Pb2+和Cd2+，伏安参数包括脉冲幅值、电压增量和脉冲频率，试验条件包括沉积时间、沉积电压和支持电解质种类及其pH值，土壤成分主要干扰因素包括非目标重金属和有机质。针对伏安参数和试验条件的影响可以设计优化试验有效削弱。针对非目标重金属和有机质的干扰影响，目前研究还没有提出有效的削弱方法。最后，展望了溶出伏安法检测土壤重金属的未来发展方向。     

Metal leaching and toxicity of denitrifying woodchip bioreactor outflow—Potential reuse application

The denitrifying woodchip bioreactor is designed to remediate nitrate-rich water, including those produced from aquaculture effluents. Reuse of treated bioreactor outflows in recirculating aquaculture would offer considerable water savings and valuable alkalinity recuperation. However, such bioreactors may leach detrimental wood-bound contaminants, preventing outflow reuse. To determine water reuse potential, woodchip media from two hardwood species (white ash, Fraxinus americana; Norway maple, Acer platanoides) were evaluated for 206 d under a range of operating conditions (start-up, steady-state, reducing conditions, and drying-rewetting cycles) for a spectrum of potentially harmful dissolved contaminants. Aerated outflows also were evaluated for acute and chronic toxicity to the biologically sensitive invertebrate Ceriodaphnia dubia. Dissolved metal leaching subsided within the first few weeks of operation, though initial concentrations of copper and zinc were detected at concentrations of concern. Elevated concentrations of tannins-lignin and total ammonia nitrogen were detected throughout the study and were influenced by operational phase. Acute toxicity was not generally detected, though chronic toxicity was observed during drying-rewetting cycles in the maple outflows. The measured toxicity was not correlated with water chemistry, indicating an additive effect of several toxicants. Overall, significant differences in outflow water quality between ash and maple wood species were negligible. Results indicated that bioreactor outflows may be applicable for aquacultural reuse, though reusing outflows immediately following start-up or restarting after a dry period would not be recommended.     

农田环境中农药残留比例型荧光传感系统研究

为监测农业环境中有机磷农药的残留，从种养源头管控农产品安全，基于锆离子和1,2,4,5-四（4-羧苯基）苯（H-4-TCPB）合成了蓝色荧光金属-有机框架材料（MOFs）Zr-TCPB，并与红色荧光量子点QDs组装成双荧光QDs@MOFs复合物，基于Zr-TCPB对有机磷农药特异性荧光淬灭效应，构建比例型荧光化学传感器系统，实现了有机磷农药的快速、灵敏、可视化检测。甲基对硫磷与对硫磷的检测限（LOD）分别为1.9μg/L和4.9μg/L，线性检测范围为0.005~2mg/L。研究表明，该荧光分析法能有效用于农业环境水样中甲基对硫磷及对硫磷的现场快速测定，甲基对硫磷回收率为93.23%~116.46%，平均相对标准偏差（RSD）为5.29%，对硫磷回收率为92.52%~107.83%，平均RSD为5.74%。该方法在环境样品农药残留快速监测方面具有巨大的应用价值。     

Implementation of an easily reconfigurable dynamic simulator for recirculating aquaculture systems

Methodology of Programmable Process Structures has been implemented and applied for the flexible automatic generation and simulation of Recirculating Aquaculture Systems. First, we implemented and validated the model for a pilot unit, based on short time experiments with Common carp (Cyprinus carpio), utilizing data and functionalities from the literature. Afterwards, starting from this model we generated a hypothetical single tank model of simulated increasing volume, to demonstrate how it supports the simplified, preliminary analysis, design and control of the possible multi-stage systems. We showed that the simulation of a single tank with an appropriately increasing volume makes possible to study the various control strategies, as well as to design the structure and the grading strategy of the multi-stage systems, without an increased combinatorial complexity. In the knowledge of the simulated increasing volume, we determined the volumes of subsequent stages by equidistant partitioning of the rearing time, algorithmically. Considering the available (or planned) tank volumes, this method makes possible to design a multi-stage system that approximately corresponds to the previously optimized single tank model. This conclusion was illustrated by the generation and simulation of the model for the respective multi-stage system.     

水产养殖鱼类生长性状研究进展

生长性状是水产养殖鱼类最重要的经济性状之一,对水产养殖业的发展意义重大。通过以不同的养殖鱼类为对象,大量的研究结果表明,鱼类生长主要受环境、基因,以及基因与环境相互作用的影响,具体为:(1)环境是生长性状调控的外因,其对生长的影响一般呈现出剂量效应的规律。温度、光照、营养等主要环境因子的过量和不足均可能对鱼类生长产生不利影响,因此,寻求最优条件是制定最佳养殖环境的终极目标,人为调控多种环境因子在现代水产养殖业中具有重大的应用潜力。(2)基因是生长性状调控的内因,其对生长的影响很大程度上表现出因果效应的关系。某些基因的单碱基核苷酸多样性、基因结构变异、染色体倍性变化,以及转基因等都表现出对鱼类生长产生统计显著性的影响。鉴于生长是多基因控制的复杂数量性状,寻找主效基因并在选育中加以利用是改良生长性状的重要基础。高通量测序技术在生长相关候选基因的筛选以及辅助分子育种方面展现出强大的优势。(3)基因与环境相互作用的影响主要来自基因型对不同环境条件的适应性,具有特异性和复杂性的特点,因此目前对其量化研究非常有限。但在制定大规模商业育种计划之前,考虑基因与环境相互作用具有重要意义。综上所述,充分理解环境、基因,以及基因与环境相互作用对水产养殖鱼类生长的影响能更好地对其生长性状加以利用,从而最大限度地节约养殖成本和发挥生态效益。     

基于模糊控制的水产养殖环境智能监控系统设计

为实时掌握水产养殖水质和气象环境信息,针对溶氧控制过程中非线性、惯性大和时滞的问题,以循环水流水槽养殖模式为基础,设计了水产养殖环境监测和控制系统。通过PLC对养殖环境中溶氧、pH、温度、湿度、风速、风向、大气压等参数进行信息采集与传输,上位机实时显示环境信息,用模糊算法处理信息,处理后的结果作为PLC的输出传送到变频器中,变频器控制增氧机调节水中溶氧量。结果显示:该系统可实时传输与显示上述参数信息,提供历史数据和环境异常报警功能。模糊控制在调节溶氧过程中超调小、精度高,溶氧偏差±0.4 mg/L,可减少增氧机启停次数、延长设备寿命。监控系统进行实地应用测试,达到预期效果,可在水产养殖中进行推广和应用。