生物制氢方法综述

氢气由于燃烧过程中不产生CO₂,清洁无污染,因此被称为未来的“能量载体”,被应用于燃料电池发电的过程中。综述了生物制氢的不同途径,包括光解水产氢、光发酵产氢、暗发酵产氢和两步发酵工艺,并比较了各种方法的优缺点,在此基础上探讨了未来生物制氢发展的新方向。     

前桥摆转式四驱底盘背压控制系统研究

前桥摆转式四驱底盘采用发动机-CVT-定量泵为动力源,轮边液压马达为驱动装置的开式液压阀控系统驱动,需要解决底盘在负负载工况下马达超速的问题。为此,提出一种通过对行走马达进油压力实时监测实现液压系统回油背压控制策略,并根据该控制策略为该底盘设计了一回油背压控制系统。通过AMEsim构建了整机的液压力学模型,分析了行走马达在不同工况下的液压特性,制定了回油背压控制策略。对背压控制系统进行了软硬件的设计,并进行样机试验,验证了该系统控制策略的正确性。实现了样机在正负载行驶时能得到最低的回油背压,保证能量利用最大化;样机在负负载行驶时,选择合适的回油背压,确保液压马达在安全范围内运转。     

油菜还田对机插中稻植株生物量及产量的影响

通过油菜(Brassica napus L.)绿肥还田试验,研究机插对一季中稻两优1318植株生物量及产量性状的影响。结果表明,油菜绿肥还田有利于提高机插一季中稻的有效穗数和单产,有效穗数比对照增加7.0%,实际产量比对照增产4.2%,且有助于提高水稻抗倒性。这可能与油菜绿肥增加土壤的有机质含量和P、K含量有关。     

玉米秸秆混合还田深度对土壤有机质及养分含量的影响

秸秆还田是提升土壤肥力的重要措施之一,还田深度是影响还田效果的重要因素。本文以黑土为研究对象,分析了连续3年等量秸秆混入不同深度土层对土壤有机质及养分含量的影响。试验包括4个秸秆混合还田深度,0~15 cm(D15S),0~20 cm(D20S),0~35 cm(D35S)和0~50 cm(D50S),秸秆还田量均为10 000 kg·hm^(-2)。研究结果表明等量秸秆混入不同深度土层,导致不同处理秸秆在土壤中的含量(SC)在1.68~6.06 g·kg^(-1)之间,随着秸秆混入土层深度的增加SC值逐渐减小;秸秆混合还田增加了相应土层土壤有机质含量,与D15S处理相比,D20S、D35S和D50S处理土壤有机质增加量分别降低了27.3%,48.4%和67.8%,但是秸秆的有机质转化率在D35S处理达到了最大值,与D15S、D20S和D50S相比分别增加了28.6%,32.6%和17.5%,不同处理土壤有机质增加的总量表现为D35S>D50S>D15S>D20S,土壤轻组有机碳总量表现出相似的趋势;等量秸秆混入不同深度土层没有显著增加相应土层全量养分的含量,但是显著增加了速效养分含量(P<0.05),与初始值相比,D15S、D20S、D35S和D50S处理土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量分别提高了7.17%~20.6%、9.16%~38.2%和12.6%~43.7%,其中土壤速效养分增加率在D35S处理达到了最大值,说明秸秆深混还田能够促进养分在土壤深层的积累,增加全层土壤养分的供给能力。因此,建议研究区域秸秆混合还田的深度为0~35 cm,提高秸秆混合还田对土壤肥力的贡献,实现黑土地保护。     

薏苡分子生物学研究进展

目前关于薏苡分子生物学方面的研究虽然相对其他作物起步较晚,但也取得了一些重要进展。从分子标记、功能基因和基因组测序3个方面综述了国内外关于薏苡的分子生物学研究,讨论了薏苡分子水平研究的现状和发展方向,为其分子生物学进一步研究提供参考。     

耕作方式和有机肥对风沙土区玉米产量的影响

[目的]研究耕作方式、施用有机肥对玉米产量的影响。[方法]以黑龙江省大庆市杜尔伯特蒙古族自治县农业科技园区为平台,设置5种耕作方式(免耕、常规翻耕、深翻打破犁底层、深翻和超深翻)和3种施肥方式(化肥、化肥配施秸秆还田和化肥配施有机肥),测定玉米产量、土壤贯穿阻力、土壤容重、土壤三相结构距离R值和渗透速率。[结果]仅依靠改变耕作方式来调整土壤的物理性状,对提高玉米产量的贡献不大。在相同耕作方式下,与化肥处理相比,化肥配施有机肥可使玉米增产19.2%~32.9%;且比秸秆还田处理增加7.4%~189.0%。总之,在东北风沙土区,施用有机肥是提高玉米产量最有效的方法之一,而秸秆直接还田效果不理想;从耕作方式来看,常规翻耕20 cm是最优耕作方式。[结论]东北风沙土玉米产区最适合在施用有机肥条件下,进行20 cm翻耕作业。     

铜对平菇生长发育、品质和铜含量的影响

为了探明平菇对Cu胁迫的响应机制,研究了培养料中添加不同质量浓度Cu对平菇菌丝生长、原基诱导时间、产量、子实体品质和Cu含量的影响。结果表明,Cu对平菇菌丝生长、原基诱导时间、产量、子实体氨基酸、蛋白质、粗脂肪含量的影响具有显著的浓度效应。Cu质量浓度为1 500 mg/kg时,平菇菌丝生长速度最快,且原基比对照早2 d出现;Cu质量浓度为500 mg/kg时,平菇产量(干质量)最高;Cu质量浓度为1 000 mg/kg时,子实体氨基酸、蛋白质、粗脂肪含量均最高,分别为16.00%、24.88%、2.34%。而子实体菌柄和菌盖中Cu含量随着培养料中Cu质量浓度(0~3 000 mg/kg)的升高而增加。     

3MDZJ-1型棉花智能精准打顶机的试验研究

针对现有棉花打顶机械作业过程中存在棉花高度仿形效果差,漏打顶、过打顶严重,智能化水平低等问题,提出了检测装置与打顶装置分开、升降动力与切割动力分开的方案,研制了一种基于FPGA控制系统的3MDZJ-1型棉花智能精准打顶机。作业过程中,检测装置对棉花高度进行检测,控制系统依据作业速度控制打顶装置的响应升降时间,实现定量升降;触屏控制系统能够实时显示作业速度、作业面积及监控棉花打顶过程。田间试验表明:整机结构稳定,机具作业速度在3.24 km·h-1内时,打顶率在88%以上,打顶量接近设定值7 cm,符合设计要求,为棉花打顶机械化及智能化提供了技术支持。     

基于高密度遗传图谱的玉米籽粒灌浆特性遗传解析

【目的】灌浆是玉米籽粒形成的重要生理过程,直接决定了籽粒的最终产量。了解玉米籽粒灌浆特性相关性状对粒重形成的作用,解析灌浆特性的遗传基础,为玉米高产育种实践提供指导。【方法】以中国玉米骨干自交系黄早四(HZS)、旅28(Lv28)为亲本构建的包含172个家系的重组自交系(recombination inbred line,RIL)群体为试验材料。首先,利用Logistic模型与Richards模型,进行玉米籽粒灌浆过程拟合度的比较分析。其次,利用方差分析、相关性分析及回归分析分别比较亲本籽粒灌浆特性的差异,研究群体中不同灌浆特性相关性状的关系及其对百粒重的贡献。然后,利用GBS方法,对群体进行基因型分型,选择亲本间多态性标记,构建遗传图谱。最后,利用完备区间作图法(inclusive composite interval mapping,ICIM)进行灌浆特性与生育期相关性状的QTL分析。【结果】籽粒灌浆一般呈现慢-快-慢的变化趋势,可分为缓增期、快增期以及减缓期3个阶段。通过比较不同灌浆模型的拟合度发现,基于Richards模型的预测值与表型值间的决定系数显著高于Logistic模型。比较亲本间灌浆特性的差异发现,黄早四的平均灌浆速率为旅28的1.28倍,但旅28的灌浆持续时间为黄早四的1.07倍,亲本之间在灌浆特性方面差异明显。群体表型相关性分析发现,除缓增期灌浆持续时间(T1)外,其他灌浆特性相关性状均与百粒重(HKW)存在显著的正相关关系。回归分析发现,快增期灌浆持续时间(T2)与灌浆速率(G2)可分别解释百粒重表型变异的57.50%和30.00%。利用多态性SNP标记构建了全长为1 471 c M,标记间平均遗传图距为1 c M的遗传图谱。多个环境下共检测到26个灌浆特性相关QTL、3个百粒重相关QTL及14个生育期相关的QTL,分布在玉米除第7染色体外的其他染色体上,LOD值介于3.27—9.05,单个QTL贡献率为5.97%—21.16%。同时,利用联合环境分析发现,控制不同性状的QTL定位在染色体相同或相近的位置,形成了多个分布于玉米基因组bin 1.05、bin 2.03、bin 4.05、bin 4.06、bin 7.04、bin 9.04的QTL富集区域。其中,在位于bin 4.05(48.24 Mb—135.73 Mb)和bin 9.04(110.40 Mb—114.73 Mb)的区间之内,共定位到多个仅与灌浆速率相关的主效QTL。【结论】Richards模型能够更好地模拟玉米籽粒的灌浆过程。在灌浆特性相关性状中,快增期灌浆速率与灌浆持续时间对于玉米粒重的增加具有重要作用。单环境检测发现,灌浆持续时间相关位点仅能在单环境中得以检测,表现为环境敏感类型。联合环境分析发现,在bin 4.05和bin 9.04区间内分别检测到仅与灌浆速率相关的主效QTL,可作为玉米籽粒灌浆研究的重点区域。     

闽楠幼苗对光照的生态适应性

为了探明闽楠幼苗对光照的生态适应性,寻找最适宜闽楠幼苗生长的光照环境。以一年生闽楠幼苗为材料进行盆栽试验,分析不同光照环境(全光照以及全光照的85%、70%、55%、40%和25%)处理3个月后其生长及生理生化指标变化。结果表明:强光对闽楠幼苗生长产生胁迫,全光照(100%)条件下,幼苗生长及生理生化均受到明显抑制,丙二醛、脯氨酸含量以及质膜相对透性最大,而超氧化物歧化酶(SOD)活性最小;低光环境对于闽楠幼苗有机物质累积和光合、蒸腾等生理过程短时间内表现促进作用,但其生化指标对极弱光照响应很快,25%极弱光照强度下,其生长、生物量积累和光合、蒸腾生理指标均最大,丙二醛含量、质膜透性仅次于100%光强。综合苗木生长及生理指标考虑,闽楠苗期适宜的光照环境为全光照的40%~55%。