基于知识模型的作物适应性评价专家系统设计

系统引入了知识模型概念,建立了以知识模型为特征的知识系统,将知识工程、数据库有机结合,采用正向与反向相结合的推理控制策略,建立了基于知识模型的作物适应性评价专家系统,实现了作物适应性评价的计算机辅助决策,具有较强的跟踪解释能力。用本系统对江苏省地区小麦适应性还进行了实例分析。     

初花后土壤碱解氮浓度对棉花生物量和氮素累积特征的影响

试验于2009-2010年分别在江苏省棉花科技示范基地东台市(120°19' E, 32°52' N)和大丰市(120°28' E,33°12' N)进行。设置6个水平(0、150、300、375、450和600 kg hm^–2)施氮量,研究土壤碱解氮浓度变化特征及对棉花生物量和氮素累积特征的影响。结果表明,棉花初花后土壤碱解氮浓度的动态变化可用三次函数方程模拟,棉花生物量、氮素累积动态可用Logistic方程拟合;土壤碱解氮浓度快速下降期的平均速率、持续时间分别与棉株生物量、氮素快速累积期的最大相对累积速率、持续时间有较高的相关性;在375 kg hm^–2施氮量下,土壤碱解氮浓度快速下降期具最佳平均速率和持续时间,棉株生物量和氮素快速累积期有最优的累积特征值,棉花具有最优的生物量、氮素累积特征值,棉花产量最高、综合品质最优。高施氮量和低施氮量皆不利于棉花生物量和氮素的累积。因此,适宜的施氮量及施氮运筹可调节棉花初花后土壤碱解氮浓度的动态变化,优化棉花生物量和氮素的累积以及产量和品质。     

棉麦两熟棉铃主要品质性状的温光水模式

选择黄河中下游地区棉麦两熟类型,建立棉铃主要品质性状与铃期温光水因子的输入、输出模型,并分别建立棉株各部位内围（１、２果节）棉铃主要品质性状的温光水模式（日均温、日照时数、相对湿度）：两熟春棉下、中、上部和整株铃分别为≥２４℃、≥４ｈ、８５％左右,≥２４℃、≥４ｈ、８３％左右,≥２１℃、≥４ｈ、８３％左右和≥２２℃、≥４ｈ、８５％左右;两熟短季棉下、中部和整株铃分别为≥２１℃、≥４ｈ、８８％左右,     

小麦秸秆还田和施钾对棉花产量与养分吸收的效应

在长江流域麦棉两熟制条件下,以Bt转基因抗虫棉为材料,设置不同秸秆还田量(4500 kg hm^–2和9000 kg hm^–2,即半量还田和全量还田)与施钾量(K₂O,150 kg hm^-2和300 kg hm^-2)田间定位试验,研究小麦秸秆还田对棉花产量和主要养分吸收累积的影响及其与化肥钾的差异。结果表明,在施用氮磷肥的基础上,与对照相比,秸秆全量还田处理显著提高了铃数、铃重和皮棉产量,还田第2年和第3年产量增长率分别达143.5%和93.7%;显著提高了各生育时期尤其是吐絮期生物量和氮磷钾养分吸收量,延缓了棉花衰老。秸秆还田对钾吸收的促进效应大于氮磷,还田第3年棉株钾累积总量较对照增加335.1%,每生产100 kg皮棉钾吸收比例增大112.1%。秸秆全量还田处理(K₂O,约折合150 kg hm^–2)促进养分吸收、防止早衰及增产效应均显著大于秸秆半量还田处理,但显著低于施钾量300 kg K₂O hm^–2处理,与施钾量150 kg K₂O hm^–2处理的增产效果相当,但养分吸收量较150 kg K₂O hm^–2处理下降。     

低温条件下相关关键酶活性对棉纤维比强度形成的影响

【目的】研究低温对纤维比强度形成的影响。【方法】通过设置大田分期播种试验,使相同果枝部位棉铃可以处于不同的温度条件下发育,研究低温对棉纤维发育关键酶活性及相关基因表达的影响。【结果】低温影响纤维素的累积速率并最终影响纤维比强度的形成,其原因是在不同水平上影响了纤维发育关键酶的活性。在生化水平上,低温（铃龄0～50 d日均温<23.0℃,铃龄25～50 d日均温<21.0℃）提高了纤维中β-1,3-葡聚糖酶的活性、降低了蔗糖合成酶的活性,且前者对温度更为敏感。在基因表达水平上,低温使Expansin、蔗糖合成酶基因的表达量增加,β-1,3-葡聚糖酶基因的表达与此相反,低温下Expansin到达表达峰值时间推后且维持高表达的时间延长,低温可导致15 d铃龄纤维β-1,3-葡聚糖酶基因表达量显著降低,而蔗糖合成酶基因表达量显著升高。【结论】在纤维品质形成上,低温导致棉纤维伸长期及伸长高峰推后,低温下纤维素累积量、纤维比强度的变化特征与纤维蔗糖合成酶活性及β-1,3-葡聚糖酶基因表达的变化特征高度一致,与β-1,3-葡聚糖酶活性及蔗糖合成酶基因表达受低温影响的规律相反。     

萝卜离体花粉萌发与花粉管生长影响因子研究

以萝卜晚抽薹品种“xxxs-04”新鲜花粉为试材,研究了其花粉在不同蔗糖浓度、不同硼酸浓度、不同pH值条件下萌发和花粉管生长特性。结果表明,萝卜花粉萌发及花粉管生长最适宜的液体培养基为:20%蔗糖、0.01%硼酸,最适pH值为7.0;在该培养基上萝卜花粉萌发率为94.7%,24℃培养24 h后花粉管生长长度可达63μm。     

棉籽吸水速度的研究

棉籽在不同的温、湿度条件下吸水,都有三个快速吸水阶段,随温、湿度提高吸水速度加快。经硫酸脱绒的棉籽和温汤浸种后又晾干的棉籽.在28～30℃、4～5℃温度条件下吸水,其吸水速度都快于干籽,吸胀过程快速完成,没有明显的快速吸水阶段。田间插种条件下,5厘米地温低于8～10℃,棉籽需5天吸水达萌动饱和含水量(75%～80%);温度高于12～14℃,2～3天即可达到。     

麦棉两熟种植模式对棉仁脂肪及蛋白质代谢的影响

研究麦棉两熟种植模式影响棉仁脂肪及蛋白质代谢机制,可为我国麦棉两熟棉区在稳定棉花产量和品质的基础上提高棉籽品质提供理论依据。试验于2012年和2013年在江苏省大丰市稻麦原种场进行,以泗杂3号(中晚熟品种)和中棉所50(早熟品种)棉花品种为材料,以单作棉为对照(CK),设置棉花生产上常用的麦套移栽棉(IC)、麦后移栽棉(TC)和麦后直播棉(DC)麦棉种植模式,研究麦棉两熟不同种植模式对棉仁脂肪和蛋白质的累积动态、关键酶活性及其相互关系的影响。结果表明:(1)两熟棉棉仁脂肪含量皆较CK低,IC、TC和DC呈依次下降的趋势;IC和TC棉仁蛋白质含量皆高于CK,DC低于CK;中棉所50棉仁脂肪和蛋白质含量均略高于泗杂3号。(2)两熟棉棉仁磷脂酸磷酸酯酶(PPase)和6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)活性低于CK,丙酮酸羧化酶(PEPC)活性高于CK;IC、TC棉仁谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合酶(GOGAT)活性高于CK,DC低于CK;中棉所50棉仁具有较高的PPase、G6PDH、GS和GOGAT活性,PEPC活性稍低于泗杂3号。(3)棉仁最终脂肪含量与棉仁代谢过程中PPase、G6PDH活性呈极显著正相关,与PEPC活性呈极显著负相关;棉仁最终蛋白质含量与G6PDH活性及GS、GOGAT活性分别呈显著和极显著正相关。总之,在我国麦棉两熟棉区选择应用中熟棉花品种、麦套移栽方式可以在稳定棉花产量和品质的基础上提高棉籽品质。     

区域棉花生产系统变化趋势分析与预测

利用棉花生产系统时间序列数据,分析江苏省区域棉花单产、种植面积和总产等生产指标的变化特征及趋势,结果表明除苏南外,棉花单产呈增加趋势,苏中棉花单产减少的可能性大于苏北;种植面积呈明显减少趋势;总产变化区域间差异较大,全省棉花总产呈现减少趋势,苏南、苏中为明显减少趋势,苏北表现为增长趋势。利用综合增长率或减少率法,分别建立悲观、一般、乐观条件下的棉花生产系统预测方案,并以实际生产指标值为基数,预测未来棉花的单产、种植面积和总产。     

开花期和果枝部位对短季棉纤维品质及超分子结构的影响

 利用中棉所 16研究了开花期和果枝部位对棉纤维品质与棉纤维超分子结构各项参数动态变化的影响。研究表明 ,棉纤维长度、细度、成熟度及棉纤维强度等品质性状均随开花期推迟温度降低逐渐变差 ,相同开花期条件下果枝部位对棉纤维品质性状有一定影响 ,呈现出下部棉纤维品质略高于上部的趋势 ,但不显著。前期开花较早温度较高时下部果枝的超分子结构参数呈现出优于上部的趋势 ,与下部果枝的棉纤维品质略高于上部相一致 ,但果枝部位的影响并不能改变由于开花期推迟温度降低而对棉纤维超分子结构所产生的影响。