基于有效积温的NFT栽培小白菜生长模型

为明确用营养液膜栽培技术(NFT)栽培的小白菜生长模型,以春油5号小白菜为试验材料,在中以示范农场2个薄膜温室内开展4次栽培试验,采用营养液膜栽培技术进行栽培,每隔1～3 d采集小白菜的生长指标。根据小白菜对温度的响应,以有效积温为自变量,用Logistic方程构建NFT栽培小白菜生长模型,包括地上部鲜质量和干质量、地下部鲜质量和干质量、株高、叶片数、叶面积等模型,所建立模型的决定系数在0.881～0.993之间。经重复试验数据检验,小白菜地上部鲜质量、地上部干质量、地下部鲜质量、地下部干质量、株高、叶片数、叶面积等模型的预测值与实际值之间基于1∶1直线的决定系数(R²)分别为0.990、0.990、0.985、0.986、0.963、0.935、0.985,回归估计标准误差(RMSE)分别为10.01 g、0.46 g、0.80 g、0.05 g、1.28 cm、1.25张、74.81 cm²。因此,构建的小白菜生长模型精度较高,可为温室NFT栽培小白菜生长管理调控、产量预测和经济效益分析等提供理论依据和决策支持。     

当归干物质积累与有效积温的Logistic和Cubic模型分析

采用大田试验研究了当归苗生长发育与有效积温的关系,结果表明:当归出苗后,根干物质和全株干物质随有效积温增加而增长的过程符合Logistic模型曲线,对应的有效积温值范围分别是:1625.8～3012.0℃,668.9～1467.0℃,快速生长期内平均生长率分别是0.1873g.(d.℃.株)-1和0.0190g.(d.℃.株)-1.茎叶干物质随有效积温变化的过程符合Cubic方程曲线,生育期内茎叶干物质积累量最大值出现在K=1615℃左右.     

近50年辽西朝阳地区生长季谷子有效积温变化特征分析

谷子是朝阳市主要粮食作物,其丰歉决定农业年景好坏。文中运用气候统计分析方法,应用朝阳和建平1961—2010年共50年4—9月的逐日平均气温资料,分析生长季谷子有效积温变化规律和特征。结果表明:建平和朝阳有效积温气候均值均表现为增大趋势,且朝阳年有效积温和夏季有效积温气候均值都大于建平,增大率高于建平;谷子生长20世纪70年代热量条件最差,2000年前后热量条件最好。朝阳和建平年有效积温和夏季有效积温增暖趋势基本一致,1996要1997年为突变点;存在时空差别,增暖幅度和时段不同,建平在20世纪80年代增暖最大,朝阳在90年代增暖最大,增暖幅度大于建平。     

谷子NBS类型抗病基因同源序列的克隆与分析

以谷子(Setaria italica Beauv.)抗锈病植株十里香和感锈病植株豫谷1号为材料,利用抗病基因同源序列(RGA)技术克隆谷子核苷酸结合位点(NBS)类型RGA并进行分析.共获得了3个RGA,分别命名为RUS1-1、RUS1-2、RUS1-3(Resistance against Uromyces setariae-italicae,RUS),它们编码的蛋白质均含有NBS类型抗病基因编码蛋白的共有特征结构域P-loop和Kinase2α.BLASTX分析结果表明,3个RGA的编码蛋白与水稻中含有NB-ARC信号传导结构域的蛋白质、NBS-LRR类型抗病基因等的编码蛋白同源性为47％～66％.聚类分析结果表明,3个RGA属于NBS-LRR类型抗病基因,且与番茄NBS-LRR类型抗病基因12聚为一类.     

沈阳地区谷子根寄生线虫的种类鉴定研究

１９９１～１９９２年对采自沈阳地区的谷子根寄生线虫进行分类鉴定研究，共鉴定出８个属１０个种线虫，即：垫刃线虫属Ｔｙｌｅｎｃｈｕｓ１个种，Ｔｙｌｅｎｃｈｕｓｍａｉｕｓ；丝尾垫刃线虫属Ｆｉｌｅｎｃｈｕｓ３个种，Ｆｉｌｅｎｃｈｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｕｓ、Ｆｉｌｅｎｃｈｕｓｈａｍａｔｕｓ、Ｆｉｌｅｎｃｈｕｓｓａｎｄｎｅｒｉ；平滑垫刃属Ｐｓｉｌｅｎｃｈｕｓ１个种，Ｐｓｉｌｅｎｃｈｕｓｈｉｌａｒｕｌｕｓ；螺旋线虫属Ｈｅｌｉｃｏｔｙ─ｌｅｎｃｈｕｓ１个种，Ｈｅｌｉｃｏｔｙｌｅｎｃｈｕｓｅｘａｌｌｕｓ；小环线虫属Ｃｒｉｃｏｎｅｍｅｌｌａ１个种，Ｃｒｉｃｏｎｅｍｅｌｌａｃｕｒｖａｔａ；；滑刃线虫属Ａｐｈｅｌｅｎｃｈｏｉｄｅｓ１个种，Ａｐｈｅｌｅｎｃｈｏｉｄｅｓｌｉｍｂｅｒｉ；真滑刃线虫属Ａｐｈｅｌｅｎｃｈｕｓ１个种，Ａｐｈｅｌｅｎｃｈｕｓａｖｅｎａｅ；长针线虫属Ｌｏｎｇｉｄｏｒｕｓ１个种，Ｌｏｎｇｉｄｏｒｕｓｍｅｎｔｈａｓｏｌａｎｕｍ，其中国内新记录种６个。     

甲基磺酸乙酯对抗除草剂谷子品种的诱变效应

以抗除草剂谷子[Setaria italic(L.)Beauv]品种冀谷31、冀谷25的种子为材料,设置不同体积分数梯度的甲基磺酸乙酯(EMS)以不同时间诱变处理种子,研究不同EMS剂量及处理时间对种子发芽率、致死率及根长变化的影响,找到最佳致突变条件。结果表明,处理时间对诱变效果的影响比EMS用量的影响效果更显著。2个品种对EMS的敏感性不同,对于冀谷31的最佳诱变条件为1.0%EMS处理6 h,而冀谷25的最佳诱变条件为0.8%EMS处理10 h。     

基于CS-SVM的谷子叶片病害图像识别

利用图像识别方法对常见的谷子叶片病害进行判别,为制定合理的病害防治措施提供科学依据。试验采集了谷瘟病、白发病、红叶病、锈病共4种谷子叶片病害的原始图像,运用基于超绿特征的最大类间方差法对谷子叶片病害进行分割,提取谷子叶片病害颜色、形态、纹理等共计19个特征,采用蚁群优化算法选择了8个特征。运用布谷鸟算法(cuckoo search,CS)优化支持向量机(support vector machine,SVM)的惩罚因子c和径向核函数g,利用SVM对谷子叶片病害进行自动判别。结果表明,当c=80.2662,g=1.8467时,谷子叶片病害和叶片的平均识别率达到99%,表明基于CS-SVM的图像识别方法可对4种谷子叶片病害进行准确分类。     

甜秆多穗型超早熟谷子新种质的创新

 采用目标性状基因库育种法培育出甜秆多穗型超早熟谷子(Setaria italica Beauv)新种质超早熟1号，该品种具有以下突出特点：（1）超早熟，生育期间仅需有效积温1 550℃左右，在海拔1 600 m以上的河北省坝头地带正常成熟，突破谷子"育成种"栽培的禁区，将我国谷子种植界限大大北移；（2）多穗，该品种不但具有分蘖成穗特性，而且中下部节间可产生多个分枝穗，是少有的谷子多穗型新种质；（3）秸秆甜、含糖量高，其秸秆全糖、可溶性糖、还原糖含量分别高出同产地普通品种74.8%、200.5%、237.2%；（4）粗蛋白含量高，高于普通品种3.9%～30.4%；（5）粒色可变，在石家庄种植为红谷，在河北省坝上种植为黄谷；该品种还具有优质高产综合性状优良的特点。     

基于ISSR标记的中国稻田稗属植物分类

采用ISSR分子标记技术对采自中国14个省区的53个稗属植物(Echinochloa Beauv.)样本进行分子鉴定。利用9条筛选出的引物一共扩增出137条DNA谱带,其中包括136条多态性条带,多态位点百分率为99.3%。基于ISSR标记,构建了反映各样本间遗传亲缘关系的系统聚类图。结果表明,53个样本可分为9个类群,分别对应于长芒稗(E.caudata,5份样本)、细叶旱稗(E.crusgalli var.praticola,8份)、短芒稗(E.crusgalli var.breviseta,6份)、孔雀稗(E.cruspavonis,3份)、西来稗(E.crusgalli var.zelayensis,5份)、稗原变种(E.crusgalli)和无芒稗(E.crusgalli var.mitis,共14份)、光头稗(E.colona,2份)、硬稃稗(E.glabrescens,5份)和水田稗(E.oryzoides,5份)。从聚类结果看,基于形态特点的中国稻区稗草属植物分类群有一定的遗传学基础,但是关于其亲缘关系和分类地位仍然值得探讨。     

自控温室黄瓜生长发育动态及基于有效积温的发育模型研究

观测并分析了自动控制型玻璃联栋温室内有效积温以及营养液栽培黄瓜全生育期内的株高、节数、叶片数、植株总干物质量以及叶、茎、根、果实等不同器官的干物重等主要生长发育性状,结果表明,全生育期内黄瓜主要生育特性如株高、节数、干物质积累与有效积温间的相关性均达到极显著。根据完成某一生育阶段的累积有效积温值建立了基于有效积温的黄瓜发育速率模型,并对该模型进行了初步验证,证实通过该模型,用温室环境温度可预测黄瓜发育进程。     

基于网络的害虫有效积温运算平台

系统提供了应用网络进行正弦法和三角法等多种方法计算有效积温的功能,服务器端基于Apache+PHP架构,操作简单,调试和维护方便.     

毛白杨种内杂交无性系苗期生长模型构建

以50 个毛白杨种内杂交无性系为材料,对无性系苗期苗高生长进行Logistic 模型构建,探讨不同无性系苗期 生长过程的变异情况。结果表明,毛白杨种内杂交无性系苗高生长呈“S冶型曲线,利用Logistic 方程进行拟合,拟合 系数超过0.887。方差分析结果表明,不同变异来源毛白杨种内杂交无性系苗高差异均达到显著水平(P 0.01)。 毛白杨种内杂交无性系平均速生点为第176 天,平均速生期持续时间为44 d,速生期平均苗高总生长量为31.43 cm,速生期内苗高日生长平均值为0.72 cm。极值k 与苗高年生长实测值呈极显著正相关,k 值可以作为苗期苗高 生长的评价指标。苗高最终生长量与速生期内平均生长量达极显著正相关,表明毛白杨苗期苗高生长与速生期平 均生长量关系密切。      

基于有效积温的冬小麦返青后植株三维形态模拟

【目的】基于有效积温,利用三维建模技术,实现小麦生长模型与形态模型的有机结合,真实表达环境因素对小麦生长发育和形态结构的影响,最终实现小麦生长过程的三维可视化,为小麦作物生长动态预测、栽培管理调控、作物株型设计等提供重要参考。【方法】以天津地区主要推广小麦品种衡观35、济麦22和衡4399为材料,于2015—2016年冬小麦生长季内开展不同小麦品种和施氮水平的田间试验,采集各品种冬小麦在不同施氮水平下的叶长和最大叶宽等形态数据,通过分析各品种冬小麦返青后形态数据和有效积温的定量关系,用Logistic方程构建了冬小麦返青后叶片叶长、最大叶宽模拟模型,并对该模型进行检验;基于该模拟模型,计算各品种冬小麦返青后每个生长日的形态数据,借助OpenGL和NURBS曲面造型技术,构建冬小麦几何形态模型,最终实现冬小麦生长模型与形态模型的结合,实现了冬小麦返青后生长过程可视化。【结果】在不同品种、不同施氮水平下,小麦叶长回归方程R2值在0.772—0.983之间,F值在10.153—340.191之间,且Sig小于显著水平0.05,最大叶宽回归方程R~2值在0.853—0.999之间,F值在17.371—4 359.236之间,且Sig小于显著水平0.05,表明上述模型拟合度和显著性均较好。经数据检验,叶长模型绝对误差在0—3.88 cm之间,根均方差(RMSE)值在0.24—1.95 cm之间,最大叶宽模型绝对误差在0—0.28 cm之间,RMSE值在0.02—0.15 cm之间,表明所建模拟模型精度较高,该模型对不同品种冬小麦返青后的叶片生长具有较好的预测性;基于所建模拟模型计算冬小麦返青后逐日形态数据,可构造不同品种、不同施氮水平下的冬小麦植株形态,可逼真模拟冬小麦返青后植株动态生长过程。【结论】基于有效积温构建的冬小麦返青后叶长和最大叶宽模拟模型,可较好预测冬小麦返青后叶片生长状态,可实现小麦生长模型和形态模型的有机结合,实现不同品种冬小麦在不同施氮水平下的叶片生长可视化。     

基于有效积温的甜玉米茎粗模拟研究

为了研究玉米整个生育期有效积温以及钾肥使用量与茎粗的关系,通过设置不同钾肥水平处理的田间试验,定期定株测量甜玉米茎粗数据,以及同步记录相关气象数据,并利用CurveExpert软件进行拟合.结果表明,Richards模型和高斯模型拟合结果最好,相关系数分别为0.995和0.996.该结果可以有效地估测各个生育期甜玉米茎粗的变化,可为甜玉米生产管理提供数据支持.     

有效积温与不同氮磷钾处理夏玉米株高和叶面积指数定量化关系

【目的】探究基于有效积温的不同氮磷钾处理夏玉米株高和叶面积指数(LAI)的生长动态预测模型及其特征参数,以期为利用有效积温定量模拟夏玉米生长发育动态提供理论依据。【方法】在河北廊坊两年大田试验(2019—2020年)基础上,以郑单958为试验材料,分为氮、磷、钾3个单因素肥效试验,每个因素设4个水平,分别为不施肥、低肥、适量肥和高肥处理。采用Logistic模型拟合不同氮磷钾营养水平下夏玉米株高和叶面积指数基于有效积温的动态方程,并利用增长速率曲线及其特征参数定量分析了夏玉米生长发育特征。【结果】(1)在本试验条件下,与其他处理相比,适量施肥处理(N2、P2和K2)夏玉米株高最大值均为最大。过量施用钾肥对夏玉米最大株高有显著的抑制作用。适量施肥处理夏玉米株高进入平台期所需积温为952.43—958.83℃·d。适量施肥能有效增加夏玉米叶面积指数,养分过量或过少均影响叶面积的形成。适量施肥处理夏玉米叶面积指数进入平台期所需积温为849.18—952.43℃·d。(2)各施肥处理条件下以有效积温为自变量建立的夏玉米株高和叶面积指数方程的拟合度R 2分别为0.9949—0.9970和0.98...     

基于生长度日的温室甜瓜发育模拟模型的研究

根据发育阶段生长度日恒定的原理和温室栽培试验,将温室甜瓜生长发育阶段划分为播种期、幼苗期、伸蔓期、开花坐果期、果实生长盛期、果实成熟期,建立了温室甜瓜发育的动态模拟模型,并确定了发育阶段生长度日的参数,系统地预测甜瓜生长发育阶段.模型检验结果表明,温室甜瓜发育动态模拟模型具有较高的精确性.     

基于生长度日的温室甜瓜发育模拟模型的研究

根据发育阶段生长度日恒定的原理和温室栽培试验,将温室甜瓜生长发育阶段划分为播种期、幼苗期、伸蔓期、开花坐果期、果实生长盛期、果实成熟期,建立了温室甜瓜发育的动态模拟模型,并确定了发育阶段生长度日的参数,系统地预测甜瓜生长发育阶段。模型检验结果表明,温室甜瓜发育动态模拟模型具有较高的精确性。     

基于格点数据的中国喜凉作物有效积温区划

为了解全球升温背景下中国农业热量资源的变化,基于格点数据使用5日滑动平均、最小二乘法、多元回归插值法、旋转经验正交函数(REOF)对中国≥5℃有效积温进行分析。结果表明,(1)中国≥5℃有效积温整体呈升高趋势。南北方升高速率不一致,以秦岭为界,南方地区有效积温升幅较大;北方地区升幅相对较小,但不排除个别地区如塔里木盆地及阿拉善高原升幅较大;青藏高原和横断山脉升幅最小;秦岭及大巴山等地有效积温表现出下降趋势。(2)中国东部地区各有效积温界限北界均有北移趋势,4 000℃·d积温等值线在长江中下游地区北移最明显(向北最大移动1.6纬距),四川盆地和塔里木盆地有效积温界限呈外扩趋势。(3)≥5℃有效积温起始日期多分布在3、4月份,持续时间6个月及以下的格点占比最多;自20世纪80年代后,起始时间有明显提前趋势,持续时间有延长趋势。(4)REOF将≥5℃有效积温分为8个区域,其中Ⅰ、Ⅱ区为第一模态正负2个高值区,Ⅳ、Ⅴ区为第三模态正负2个高值区,第Ⅶ、Ⅷ区是具有相同特征的区域,且第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅷ区及第Ⅱ区东中部与中国综合农业区划结果相似。     

谷子TCP转录因子家族成员鉴定与生物信息学分析

[目的]鉴定谷子TCP转录因子家族成员,并进行生物信息学及组织表达特性分析,为探究谷子TCP转录因子在植物生长发育、激素信号途径和生物胁迫中的生物学功能提供理论依据.[方法]通过HMMER构建隐马尔可夫模型,在谷子蛋白数据库中搜索含有TCP特征性结构域的TCP蛋白,对其理化性质、保守基序和系统发育进化进行分析,并对其基因结构、启动子顺式作用元件及组织表达特性进行分析.[结果]从谷子蛋白数据库中共鉴定出23个TCP转录因子(编号SiTCP1~SiTCP23),氨基酸数量为95~451个,分子量为9743.9~46502.6 Da,理论等电点(pI)为4.2682~11.8710,其编码基因在9条染色体上呈不均匀方式分布.23个谷子TCP蛋白被分为3个亚族,其中GroupⅠ和GroupⅢ中各有10个TCP蛋白,GroupⅡ有3个TCP蛋白.谷子TCP蛋白保守基序的组成存在一定差异,但亲缘关系较近的蛋白具有相同的保守基序,部分谷子TCP蛋白含有特殊的基序;除SiTCP5、SiTCP20、SiTCP18和SiTCP22外,其余TCP蛋白均含有保守Motif 1和Motif 2.除SiTCP1、SiTCP6和SiTCP14基因仅包含1个内含子外,其余TCP基因均无内含子,且亲缘关系较近的基因具有相似结构.谷子TCP基因的启动子含有光应答元件、激素响应元件、应激响应元件及分生组织表达应答元件等.谷子TCP基因在不同组织中具有特异性,且大部分TCP基因在穗状花序和茎中高效表达.[结论]同亚族的谷子TCP转录因子家族成员具有相似的保守基序和基因结构,推测其在激素信号途径、应答非生物胁迫(干旱和低温)及生长发育中发挥重要作用.