基于称量反馈的设施番茄灌溉系统的构建与应用

为提高设施番茄灌溉的精准性,该研究设计了一种基于称量反馈的灌溉系统,该系统包括称量反馈模块、多源信息采集传输模块、灌溉决策模块与水肥执行模块。称量反馈灌溉决策首先利用卫星定位模组获取灌溉地经纬度信息自动计算当天的日出时刻、日落时刻、日中时刻,结合椰糠条吸水特性与番茄植株日需水量变化规律,把1 d自动划分为4个不同的动态灌溉阶段;根据温室内温湿度信息及排液电导率（electrical conductivity,EC）值反馈的番茄植株根部信息,制定了一般模式灌溉肥液或洗盐模式灌溉清水（或低浓度营养液）。设计试验以基于辐射累积控制灌溉、定时灌溉作为对照,分别从栽培效果、灌溉效果、应用效益方面验证该灌溉系统的应用效果。结果显示使用该称量反馈灌溉系统比基于辐射累积控制灌溉系统灌溉量增加1.8%,用肥量减少7.3%,排液比降低7.9%,排液EC值降低9.3%;与定时灌溉方式相比灌溉量减少11.3%,用肥量减少20.0%,排液比降低17.9%,排液EC值降低4.9%。栽培效果显示,使用该称量反馈灌溉系统的椰糠条栽培番茄在茎粗、叶片叶绿素相对含量、糖度值、单穗质量和基于辐射累积的控制灌溉相比无显著性差异（P>0.05）,但株高增加4.8%;与定时灌溉相比在株高、茎粗、叶片叶绿素相对含量、糖度值、单穗质量均无显著性差异（P>0.05）。预计使用该称量反馈灌溉系统,园区15栋日光温室（1.22 hm²）相比基于辐射累积控制灌溉,应用效益月节约0.276万元,与定时灌溉方式相比,园区月节约2.247万元。该系统简化了番茄植株需水量的计算过程,实现了番茄栽培水分的精准感知与按需精量灌溉。     

基于复杂种植结构多情景分析的灌区多目标多水源优化配置

为改善多水源灌区农业用水供需矛盾,通过合理调整种植结构,优化灌区水资源配置,该研究以河北省邯郸市漳滏河灌区为研究对象,将农业灌溉缺水量最小和农作物经济效益最大作为目标函数,兼顾灌区生态安全约束,构建了基于种植结构优化的多目标多水源优化配置模型,针对作物熟制、作物种类、种植制度以及灌溉方式设置了8种不同的种植结构优化情景,通过自主改进的基于精英策略并协遗传算法（NSGAⅡ-S）对模型求解,获得不同情景下的水资源优化配置方案。结果表明：应用模型进行水资源配置后,各情景配水总量均有所减少,其中水库配水量高于其他水源的配水量,水库水、引黄水和引江水均达到用水总量控制目标,民有分区的各计算单元间的配水量变化明显,总配水量高于滏阳河分区;适当压减主要依靠抽取地下水灌溉的冬小麦的播种面积,变灌溉农业为旱作雨养农业,可以极大地减少地下水用量,增加灌区经济效益;最佳的种植结构优化方案为CS₄（削减冬小麦的种植面积,种植苜蓿,灌溉方式采取管灌或喷灌）,该方案冬小麦播种面积压减17.10%,地下水开采量减少了16.42%,灌区的经济效益增加了26.41%,在保证配水总量最小的同时,具有更高的经济效益。该研究所构建的多目标多水源优化配置模型和作物配水结果可为类似地区的水资源配置提供参考。     

遥感降水数据空间降尺度及干旱时空监测

在全球气候变暖的背景下,干旱灾害日趋频发。为全面精细研究华中地区降水的时空变化,结合水汽(PWV)、增强型植被指数(EVI)等数据,基于地理加权回归模型,结合克里金插值分别对2010—2019年的GPM IMERG和TRMM 3B43数据进行空间降尺度,并利用区域内53个气象站数据进行精度评价。对优选的降尺度数据采用变异系数法、Theil-Sen Median趋势分析耦合Mann-Kendall显著性检验方法及Hurst指数法,分析了华中地区的降水时空变化特征及其可持续性特征,并对未来降水趋势进行预测,最后构建归一化降水距平百分率(NPA)、标准化降水蒸散指数(SPEI₁₂)来实现研究区的干旱时空监测。结果表明:降尺度处理后降水细节增强,能有效改善原始数据的高估现象,GPM数据降尺度数据比TRMM降尺度数据更接近实测数据;近10年华中地区降水时空分布差异较大,降水较高波动变化和高波动变化共占全区69.21%;10年间降水变化以非显著变化为主,其中,轻微增加地区占全区54.88%,轻微减小地区占全区40.41%;10年间降水变化趋势以弱(27.33%)、中(34.9...     

黄土丘陵区撂荒草地不同生态位物种非结构性碳水化合物对氮添加的响应

为研究氮添加对不同生态位物种非结构性碳水化合物的影响。通过对黄土丘陵区典型撂荒草地进行3年的氮添加试验N0(0 g/(N·m²·a))、N3(3 g/(N·m²·a))、N6(6 g/(N·m²·a))和N9(9 g/(N·m²·a)),分析了不同生态位物种可溶性糖、淀粉和非结构性碳含量。结果表明：氮添加主要影响占据较高生态位的白羊草(Bothriochloa ischaemum)和长芒草(Stipa bungeana)的非结构性碳水化合物的储存,而对铁杆蒿(Artemisia sacrorum)和杂草影响较小。N6和N9处理对白羊草和长芒草非结构性碳、可溶性糖和淀粉的储存表现出明显的促进作用,这种作用在地上部分表现尤为明显。同时,植物相对重要值与植物地下非结构性碳和淀粉含量显著正相关,而与地上可溶性糖含量和可溶性糖/淀粉显著负相关。研究结果有利于加强对氮沉降背景下不同生态位物种碳储存及分配特征的认识。     

大麦穗和茎秆生长的动态模拟

为了系统构建大麦形态发生模型,以生理发育时间为基础,用Richards方程模拟了大麦穗伸长、节间伸长和增粗的动态过程,并在不同品种不同播期大麦间进行了检验.结果表明,不同穗型大麦穗长预测值的绝对误差范围为0.05～1.66 cm,RMSE为0.33 ～0.75 cm.不同株型大麦各节间长度观测值与模拟值的绝对误差为0.04～6.08 cm, RMSE范围为0.43～4.43 cm;各节间粗度观测值与模拟值的绝对误差0.002～0.112 cm, RMSE范围为0.017～0.048 cm.模型表现出较好的预测性和一定的机理性.     

不同类型小麦品种大、小淀粉粒的分离和特性

为给小麦品质育种提供依据,以3个不同类型的小麦品种(济南17号、扬麦12号和扬麦9号)为材料,分离了大、小淀粉粒,并对它们的特性(形状、大小、膨胀势、晶体特性、糊化特性等)进行了测定和分析.结果表明,大、小淀粉粒形状为椭球形或球形,品种间无差别,但其大小和含量在品种间存在很大差异;大淀粉粒的膨胀势大于小淀粉粒.大、小淀粉粒都为A型淀粉晶体,大淀粉粒的相对结晶度差别不大,但小淀粉粒的相对结晶度差别较大,表现为济南17号＜扬麦12号＜扬麦9号.品种内大淀粉粒的起始温度To、峰值温度Tp值和吸收热焓△H高于小淀粉粒,终止温度Tc值却比小淀粉粒低.     

两个EoNPV毒株对茶尺蠖和灰茶尺蠖的毒力差异

通过确定不同茶尺蠖核型多角体病毒(Ectropis obliqua nucleopolyhedrovirus,EoNPV)毒株对茶尺蠖(Ectropis obliqua)和灰茶尺蠖(Ectropis grisescens)毒力水平的差异,为有效提高茶尺蠖病毒的防效提供理论基础.采用浸渍法,测定EoNPV浙江毒株(EoN...     

小麦高分子量谷蛋白亚基1Dx5基因在大肠杆菌中的表达

为了给小麦优质亚基研究奠定基础,将高分子量谷蛋白亚基1Dx5基因的核苷酸序列与载体pRSET A重组,将构建好的质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)pLysS菌株,通过IPTG使其得到了成功表达.大肠杆菌中表达的1Dx5亚基在SDS-PAGE上与小麦品种钱尼中的1Dx5亚基具有相似的迁移率.用Western blot技术成功检测到了目的基因产物.通过改变IPTG浓度、诱导时间、培养基成分及初始菌液浓度研究了最适表达条件.结果表明,最适表达条件为:LB培养基,菌液初始浓度(OD600)0.4～0.6,IPTG浓度0.4mmol/L,诱导时间为3～5 h.     

长白山杜鹃花基因组DNA提取及RAPD体系的建立

采用改良的CTAB法提取杜鹃花的基因组DNA,所得的DNA纯度高、质量好,可用于RAPD分析.筛选出的杜鹃花RAPD反应的最佳体系为25μL反应体系中包括模板DNA20～200ng.引物10pmol,dNTPs100μmol·L-1,TaqDNA聚合酶0.5U,Mg2 2.5 mmol·L-1,10xbuffer缓冲液2.5 mmol·-1,其余部分用无茵超纯水补充.PCR扩增程序为94℃预变性5 min;94℃变性1 min,37℃退火1min,72℃延伸2min,40次循环;72℃最终延伸7min.应用优化后的反应体系PCR扩增获得的RAPD指纹图谱带型清晰,重复性好,为长白山杜鹃花品种鉴定、分类的研究提供了一定基础.     

不同野生稻居群DREB1B启动子的克隆与进化分析

根据Genbank所公布OsDREBIB的启动子序列设计引物,从12个不同普通野生稻居群和2个主要栽培稻亚种(籼、粳)克隆DREBIB启动子序列.结果表明,该启动子绝大部分区域都非常保守,存在1个AGC重复序列,若含有5个AGC重复,重复序列后第16个碱基为A,若含有6个或7个AGC重复,此位点碱基为T,并且在启动子中发现几个逆境相关的顺式作用元件.进化树分析表明,同一地域分布的居群存在相近的进化关系,但也受海拔等因素的影响.