Cultivation effects on soil texture and fertility in an arid desert region of northwestern China

In arid desert regions of northwestern China, reclamation and subsequent irrigated cultivation have become effective ways to prevent desertification, expand arable croplands, and develop sustainable agricultural production. Improvement in soil texture and fertility is crucial to high soil quality and stable crop yield. However, knowledge on the long-term effects of the conversion of desert lands into arable croplands is very limited. To address this problem, we conducted this study in an arid desert region of northwestern China to understand the changes in soil physical-chemical properties after 0, 2, 5, 10, 17, and 24 years of cultivation. Our results showed that silt and clay contents at the 17-year-old sites increased 17.5 and 152.3 folds, respectively, compared with that at the 0-year-old sites. The soil aggregate size fraction and its stability exhibited an exponential growth trend with increasing cultivation ages, but no significant change was found for the proportion of soil macroaggregates (>5.00 mm) during the 17 years of cultivation. The soil organic carbon (SOC) content at the 24-year-old sites was 6.86 g/kg and increased 8.8 folds compared with that at the 0-year-old sites. The total (or available) nitrogen, phosphorus, and potassium contents showed significant increasing trends and reached higher values after 17 (or 24) years of cultivation. Changes in soil physical-chemical properties successively experienced slow, rapid, and stable development stages, but some key properties (such as soil aggregate stability and SOC) were still too low to meet the sustainable agricultural production. The results of this long-term study indicated that reasonable agricultural management, such as expanding no-tillage land area, returning straw to the fields, applying organic fertilizer, reducing chemical fertilizer application, and carrying out soil testing for formula fertilization, is urgently needed in arid desert regions.     

海南红肉与白肉火龙果营养成分含量分析

测定海南地区栽培的红肉火龙果和白肉火龙果中营养成分含量,比较两个品种间的差异。结果表明,红肉火龙果的糖酸比、碳水化合物、磷、钠、钙、锌、铜含量高于白肉火龙果,蛋白质、膳食纤维、灰分、脂肪、铁、镁、硒含量低于白肉火龙果;钙含量在两种火龙果中差异显著(P0.05),脂肪、镁含量在两种火龙果中差异极显著(P0.01)。     

抗白粉病胡麻种质资源田间鉴定与筛选

白粉病目前已成为影响胡麻产量和质量最常见的病害之一, 种植抗病品种是防控病害最经济环保的有效措施, 然而抗病亲本材料的缺乏已成为制约抗病品种选育的关键因素。为筛选出抗白粉病胡麻材料, 本研究在田间自然感病的条件下, 采用病情指数法对300份国内外胡麻种质资源材料进行了抗白粉病鉴定和评价。结果表明, 所有供试材料均程度不同地感染胡麻白粉病, 无免疫材料, 仅有5份材料为中抗; 其余295份均为感病材料, 其中8份材料中感, 52份材料感病, 235份材料高度感病。本研究可为抗白粉病胡麻品种的培育及相关抗病基因的发掘提供参考。     

2株毒死蜱降解菌的分离鉴定及其混合降解特性研究

从生产毒死蜱农药厂采集的活性污泥中分离筛选得到2株降解效率较高的毒死蜱降解菌,命名为D1、D3,根据表型特征、生理生化特性和16 S rRNA基因序列相似性分析,将其鉴定为苍白杆菌属(Ochrobactrum sp.)和副球菌属(Paracoccus sp.)细菌。2株菌以最佳配比(1∶1.25)混合施用时,与单菌相比,毒死蜱降解效率可提高12%~26%;以混合菌株为研究对象,发现其对毒死蜱最适降解温度为30℃,最适降解pH值为7.0,最适NaCl浓度为0.5%;混合菌株施入土壤后,可保持较高的定殖能力和降解效率。     

不同基因型燕麦苗期耐盐碱性分析 及其鉴定指标的筛选

为探讨不同基因型燕麦苗期的耐盐碱性，筛选适宜松嫩平原种植的燕麦品种，本研究采用Hoagland营养液水培法，以250 mmol·L^-1高浓度NaHCO₃胁迫模拟松嫩平原盐碱环境，对49份来自国内外不同地区的主栽燕麦品种进行研究。试验测定了250 mmol·L^-1 NaHCO₃胁迫下燕麦的株高（X₁）、根长（X₂）、地上部鲜重（X₃）、地下部鲜重（X₄）、地上部干重（X₅）、地下部干重（X₆）、地上部含水量（X₇）、地下部含水量（X₈）、根冠比（X₉）9个指标，以各单项指标的耐盐碱系数(SATC) 作为衡量耐盐碱性的依据，利用多元分析方法对不同燕麦品种耐盐碱能力进行了综合评价。结果表明：通过对各指标的耐盐碱系数进行主成分分析，得到X₄、X₇、X₈ 3个综合指标，涵盖了全部数据86.155%的信息量；通过隶属函数分析和聚类分析将49份燕麦品种分为3类，其中草莜1号、张燕7、T7等3个品种为耐盐碱品种，HLJ 1、白燕2号等41个品种为中度耐盐碱品种，三分三、坝莜13号等5个品种为盐碱敏感品种。     

利用SOM聚类分析及主成分分析方法鉴定小麦品种萌发期耐盐性

为了研究不同小麦品种萌发期的耐盐性,为小麦萌发期耐盐性鉴定提供快速、准确的鉴定方法和理论依据。本研究以40个冬小麦品种为试验材料,通过主成分分析法(PCA)与神经网络自组织映射(SOM)聚类分析法,研究盐胁迫对40个小麦品种萌发期各项形态指标的影响。主成分分析法结果表明,发芽势、发芽率、最长根长、第一片叶长及胚芽鞘长在PCA下载荷量最大;根据SOM聚类分析结果,‘德抗961’等4个小麦品种属于高度耐盐品种,‘济麦22’等14个小麦品种属于耐盐性品种,‘济麦20’等16个品种属于中等耐盐性品种,‘鲁麦21’等6个小麦品种属于盐敏感性品种。发芽势、发芽率、最长根长、第一片叶长、胚芽鞘长能够作为萌发期小麦耐盐性筛选的主要评价指标,并且结合主成分、SOM聚类分析方法进行小麦萌发期耐盐性鉴定更为科学、方便。     

北京地区南瓜病毒病病原种类鉴定

为明确北京地区南瓜病毒病种类及其主要侵染病原,2016~2017年在北京周边采集疑似感染病毒的南瓜病样84份,并根据南瓜上的6种病毒特异性引物对其进行反转录PCR(RT-PCR)检测。结果表明:共有79份南瓜病样检测显示阳性,其中黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)的检出率最高,为52.38%;其次是小西葫芦黄花叶病毒(Zucchini yellow mosaic virus,ZYMV)和西瓜花叶病毒(Watermelon mosaic virus,WMV),检出率分别为44.01%、14.29%,其他病毒暂未检出。此外,16.67%的样品受2种病毒复合侵染,CMV和ZYMV复合侵染占7.14%,ZYMV和WMV复合侵染占9.52%。北京地区南瓜上优势病毒种类为CMV,且存在病毒复合侵染现象。     

Phaeosphaeria sp.HD-06菌株对马唐的致病性分析及初步鉴定

为了得到能够有效抑制马唐Digitaria sanguinalis生长的生防微生物,在农田采集马唐种子,进行萌发试验,观察种子的萌发状况,从发病的种子和马唐幼苗基部分离致病菌,通过形态学观察以及ITS序列分析对致病菌进行鉴定。结果从罹病的马唐幼苗基部分离得到一株致病菌HD-06,该菌株的发酵液用水稀释至60%浓度时,对马唐种子的萌发抑制率和幼苗发病率均达到100%,这说明菌株HD-06对马唐有较好的生物防治作用。根据其形态学特点及ITS序列分析结果,鉴定菌株HD-06为暗球腔菌属Phaeosphaeria的真菌。这些结果为深入研究其对马唐的防治作用奠定了基础。     

基于卷积神经网络的拖拉机工况识别

农机工况识别在细化农机作业状态和帮助掌握区域污染物排放趋势方面有着重要的研究价值。基于拖拉机不同运行状态下的行驶速度、发动机转速以及实时油耗等时间序列,首次提出将图像识别方法引入到拖拉机工况识别中的思路,并分别应用参数优化的支持向量机与卷积神经网络对实际作业拖拉机工况进行研究。结果表明:(1)基于参数优化的支持向量机可以较好地实现样本点的工况识别且识别准确度达到99.851 9%,但无法实现农机工况的连续性识别,同时无法对农机工况转换阶段进行有效识别。(2)以拖拉机运行速度与发动机转速等信息构建样本图像来描述农机工况变化的数据表达,并在此基础上应用卷积神经网络可以有效实现农机工况的连续性识别,且识别准确率可以达到93.3%。本研究在农机工况识别方面具有一定参考价值,并为后续农机不同工况下区域污染物排放研究提供技术支持。     

基于主成分分析和Copula函数的灌溉水利用系数影响因素研究

以新疆生产建设兵团第十二师中型灌区为研究对象，采用首尾法测算2018年和2019年4个样点灌区的灌溉水利用系数，在采用主成分分析法对指标体系降维处理的基础上，用Copula函数构建PCA-Copula评价分析方法，对灌溉水利用系数各影响因素的影响程度和影响规律进行计算分析。结果表明：两年测算数据表明，4个样点灌区灌溉水利用系数都在0.63以上，且最大值达到0.668，分别高于同期全疆、全国平均水平5.05%、10.15%；主成分分析得出，渠道衬砌率（0.944）、滴灌灌溉面积比（0.746）、作物需水量（0.635）、实际灌溉面积（0.734）等都具有超过60%的正贡献率，而葡萄种植比（-0.586）和灌区毛灌溉用水量（-0.645）等具有超过58%的负贡献率。利用PCA-Copula分析评估方法得出，作物种植比例和节水灌溉工程状况对十二师中型灌区灌溉水有效利用系数影响显著（P<0.05），其中葡萄净灌溉定额和灌区毛灌溉用水量对灌溉水有效利用系数的影响极其显著（P<0.01），相关系数分别为0.875、0.742，同时利用Spearman等级相关系数检验法和线型回归来检验PCA-Copula评价法与熵值法的密切程度，检验结果其相关系数分别为 0.87（P＜0.05）和0. 52（P＜0.001），表明PCA-Copula评价方法适用于研究灌溉水利用系数影响因素。