格点天气预报数据与机理模型耦合的冬小麦干旱预警方法

为了开展大范围的冬小麦干旱预警,以中国北方冬小麦区为实例,构建了土壤水分动态预报模型,结合未来10 d高精度天气要素预报、土壤自动水分观测和冬小麦发育期观测数据,建立了北方冬小麦区干旱预警系统。利用该系统对2018年4—5月进行逐日的冬小麦干旱预警,对干旱预警产品的分析表明:系统对未来10 d土壤相对湿度预报的决定系数在0. 63～0. 91之间,均方根误差在5. 6%～18. 2%之间,预报时效越近,准确率越高。从不同的干旱等级预测准确率看,对于干旱等级较高的重旱和特旱预报准确率较高,轻旱和中旱的预报准确率略低。该系统基本满足冬小麦干旱预警需求,对国家级农业气象部门大范围农业干旱监测和预警业务是有益的补充。     

基于K-OPLS的无线传感网络室内定位跟踪算法

针对基于指纹的无线传感网络室内定位,提出了一种基于核隐变量正交投影(Kernel-based orthogonal projection to latent structures,K-OPLS)的定位算法。在O-PLS的模型框架下,K-OPLS算法应用"核技巧"将描述变量映射至高维特征空间,给出了描述变量和响应变量之间的非线性关系,以实现对模型的预测成分及与响应-正交成分的计算。K-OPLS算法集核偏最小二乘建模和正交信号校正预处理方法于一体,在一定程度上有效地改进了模型性能,增强了模型解释性。基于RSSI指纹信息,构建锚节点与处于参考位置的非锚节点之间的非线性映射关系,K-OPLS算法可以实现WSN的室内定位跟踪。将所提出的算法应用于仿真与物理环境下的不同实例中,在同等条件下,还与核岭回归(KRR)、核极限学习机(KELM)、核信噪比(KSNR)、核偏最小二乘(KPLS)、核自适应滤波等其他核学习算法进行比较。仿真实验中,基于小波核的WK-OPLS算法在无噪声和有噪声环境下的跟踪估计误差分别为0. 232 6、1. 320 5 m。物理实验中,基于小波核的该算法跟踪估计误差为0. 249 3 m。实验结果表明,所提算法有效提高了定位精度,而且具有一定的除噪能力。     

生物炭对北方寒区农田土壤热性能参数的影响

为揭示生物炭对土壤热特性参数的影响规律,以施加不同生物炭的北方寒区农田土壤为研究对象,设置土壤含水率水平分别为0%、8%、16%、24%、32%、40%,利用ISOMET2114型热性能分析仪,测定土壤在15～-15℃温度范围内导热率、热扩散率和体积热容量的变异特征,探究生物炭调控作用下土壤热特性参数对水热环境的响应机理。研究结果表明:在冻结与非冻结状态下,随土壤含水率增加,土壤导热率、体积热容量和热扩散率均表现出增大趋势,在3℃条件下,生物炭含量为0 t/hm2、含水率为24%和32%时,土壤导热率相对于含水率为16%时分别增加0. 141 4、0. 580 5 W/(m·K)。随生物炭含量增加,土壤导热率和热扩散率呈降低趋势,体积热容量在非冻结情况下呈降低趋势,在冻结情况下则呈增大趋势,在-3℃条件下,含水率为32%、生物炭含量为4 t/hm2和6 t/hm2时,土壤体积热容量相对于0 t/hm2水平分别增加0. 16、0. 20 J/(cm3·K)。土壤导热率与含水率呈对数函数关系,土壤体积热容量与含水率呈线性函数关系,土壤热扩散率与含水率呈二次函数关系。本研究结果可为准确描述北方寒区农田土壤热性能和生物炭改良土壤技术提供理论依据。     

酸、Cd胁迫对宽叶雀稗种子萌发、幼苗生长及亚细胞结构的影响

为研究宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii)对酸和Cd胁迫可能存在的特殊响应策略,以宽叶雀稗种子为试验材料,采用培养皿滤纸法,设置不同酸(pH为5.5、4.5、3.5)和Cd(5、10、20 mg·L-1)胁迫浓度,测定不同胁迫条件下宽叶雀稗种子萌发、幼苗生长及亚细胞结构等指标。结果表明:酸胁迫对宽叶雀稗种子发芽率具有促进作用,其中pH 4.5具有显著促进作用;pH 3.5处理对宽叶雀稗种子的发芽势、发芽指数、活力指数、根长、芽长和生物量等指标具有抑制作用,其他酸胁迫处理则与对照(纯水处理)无显著差异(P0.05);Cd胁迫条件下宽叶雀稗的发芽率、发芽势和发芽指数均与对照无显著差异(P0.05),活力指数、芽长、根长和生物量均随Cd胁迫浓度的增加呈显著降低趋势(P0.05);pH 3.5和10 mg·L-1Cd胁迫均会对根尖质膜和芽的亚细胞结构造成严重损伤,出现淀粉粒肿胀、断裂,细胞器解体和细胞空泡化等现象。研究表明,宽叶雀稗种子对酸和Cd胁迫有一定的耐性,轻度胁迫会促进种子萌发和幼苗生长。     

草鱼幼鱼肝胰脏抗氧化系统对MC-LR胁迫的响应

为了研究微囊藻毒素(MC-LR)对草鱼(Ctenopharygodon idella)幼鱼肝胰脏抗氧化防御系统的影响,本研究通过腹腔注射的方法(剂量为25、100μg MC-LR·kg-1,分别称为低剂量和高剂量),对草鱼幼鱼进行染毒,于胁迫24、48 h和72 h后分离其肝胰脏,随后采用分光光度法检测了草鱼幼鱼肝胰脏中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性;同时采用荧光定量PCR方法分析了SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和谷胱甘肽还原酶(GR)基因相对表达量的变化。结果显示:高剂量MC-LR诱导24 h和48 h后,草鱼幼鱼肝胰脏SOD活性显著增加(P0.05),而SOD在低剂量组中活性没有显著变化(P0.05);低剂量MC-LR对CAT活性没有显著影响(P0.05),而高剂量MC-LR诱导24 h后可使草鱼幼鱼肝胰脏CAT活性显著增加(P0.05),随后其活性又下降,但差异不显著(P0.05)。在MC-LR胁迫过程中,SOD、CAT、GPx基因表达在两个剂量组中均显著低于对照组(P0.05),而GR基因在低剂量MC-LR胁迫24 h后相对表达量显著上调(P0.05),尽管在72 h相对表达量上调,但差异不显著(P0.05),而高剂量组中GR基因在胁迫24 h和48 h后,其表达量被抑制,但不存在显著差异(P0.05)。进行抗氧化酶活性和基因表达相关性分析发现,SOD和CAT酶活性与SOD和CAT基因表达不相关。上述研究表明MC-LR对草鱼幼鱼肝胰脏抗氧化系统产生了明显的胁迫效应,但MC-LR对机体抗氧化酶活性与基因编码调控之间的相互作用机制还有待更深入的研究。     

安徽池州市茶轮斑病病原鉴定及4种杀菌剂对其抑制性

茶轮斑病是安徽产茶区近年来发生的重要病害,可导致叶片脱落甚至植株死亡,严重影响其经济价值。为明确茶树轮斑病病原菌种类和对杀菌剂敏感性,采用组织分离法获得病原菌,并通过柯赫氏法则验证,之后采用形态特征结合分子生物学方法鉴定病原菌的分类地位;应用生长速率法测定了4种常见杀菌剂对该病原菌生长的抑制效果。结果表明,茶树轮斑病的病原菌为茶拟盘多毛孢Pestalotiopsis theae;50％多菌灵可湿性粉剂对病原菌菌丝生长的抑制效果最好,其致死中浓度（EC₅₀）最小,为0.03 μg·mL^-1。     

聚苯乙烯（EPS）颗粒混合轻量土的动强度参数研究

【目的】探讨水泥用量、聚苯乙烯(Expanded Polystyrene,EPS)颗粒用量和振动次数对EPS颗粒混合轻量土动强度参数的影响,分析EPS颗粒混合轻量土的动强度参数特性,为EPS颗粒混合轻量土的推广使用提供参考。【方法】通过室内动三轴试验,以黄土作为原料土,在EPS颗粒用量为1.4,3.1,5.4,8.6,13.1,20.1 g/kg,水泥用量为100,150,200 g/kg的条件下制备不同原料用量EPS颗粒混合轻量土,设定固结应力为50,100,150和200 kPa,固结应力比K_c=1.0,振动次数为10,20,30,40,50,60,70,80,90和100,通过莫尔应力圆计算土体的总应力参数,采用5.0%压应变作为破坏标准选取相应的动强度,并分析水泥用量、EPS颗粒用量及振动次数对EPS颗粒混合轻量土动强度参数的影响。【结果】当固结应力比K_c=1.0时,不同原料用量EPS颗粒混合轻量土的动强度包络线均不经过原点,且在剪应力轴存在一定的截距。当水泥用量一定时,随着EPS颗粒用量的增大,EPS颗粒混合轻量土的动黏聚力和动内摩擦角均有所减小,其中当振动次数为20,EPS颗粒含量由1.4 g/kg增大到20.1 g/kg时,动黏聚力减少43.39%,动内摩擦角减少并趋于0。当EPS颗粒用量一定时,随着水泥用量的增大,EPS颗粒混合轻量土的动黏聚力和动内摩擦角均呈增大趋势,其中当振动次数为20,水泥用量由100 g/kg增大到200 g/kg时,动黏聚力增大了54.07%,动内摩擦角增大了140.95%。【结论】水泥用量和EPS颗粒用量对EPS颗粒混合轻量土的动强度参数均有较大的影响,振动次数对动黏聚力影响较大而对动内摩擦角影响甚微,在分析土体稳定性时应充分考虑以上因素的影响。     

油菜专用长效配方肥对新疆春油菜产量及肥料利用效率的影响

【目的】研究新疆春油菜区,施用油菜专用长效配方肥对其产量、肥料利用效率的影响,筛选出最佳施肥量。【方法】以不施肥、习惯用肥为对照处理,以专用长效配方肥不同NPK比例为试验处理,在成熟期对地上部生物产量、各部位养分积累量、产量进行测定,计算分析表征肥料利用效率。【结果】随着油菜专用肥使用量的增加,成熟期有效株数、每株荚角数、每荚粒数、籽粒产量、肥料增产率均呈现先增加,后降低的趋势,处理5增产率最大(55.64%),其次是处理2(51.79%),处理5的籽粒产量、茎秆产量最高,分别为3 799.92、7 579.95 kg/hm²;不同处理地上部养分投入产出差异显著,处理3、4、5 N产出量均大于投入量;表征肥料利用效率计算分析发现处理3肥料中N的养分利率最高(89.8%),处理5肥料中P₂O₅的养分利率最高(46.9%);肥料表观利用率最高的是处理3(86.84%),其次是处理5(85.27%),且处理5肥料农学利用率最大(4.837 0),较习惯用肥(处理2)高出2.037。【结论】在新疆春油菜区施用专用肥600 kg/hm²(处理5),N、P₂O₅、K₂O分别为10.0、4.8和3.6 kg/hm²,肥料增产率最高(54.16%),籽粒产量3 799.92 kg/hm²,与对照、习惯用肥达到显著差异,且实现油菜高产目标同时更需要关注地力培肥和平衡施肥。     

叶面喷施硅素对玫瑰香果实风味物质的影响

【目的】研究叶面喷施不同剂量硅素对玫瑰香果实风味物质及常规品质指标的定向调控效果,为玫瑰香葡萄生产中合理叶面喷布硅肥、品质定向调控提供科学依据。【方法】采用气相离子迁移谱技术(GC-IMS),检测分析玫瑰香果实风味物质等指标。【结果】在叶面喷施硅素处理的玫瑰香果实中检测出挥发性有机物47种,其中定性了32种,主要包括酯类、醛类、醇类和酮类。与CK相比,硅素浓度为200X时,乙酸丁酯的峰体积增大56.28%;硅素浓度400X时,苯甲酸甲酯的峰体积增大176.45%;600X时,乙酸丁酯的峰体积增大42.52%。对比发现,2-戊基呋喃、正己醇(二聚体)、正己醇、3-甲基-3-丁烯-1-醇、乙酸乙酯、丙酸乙酯(二聚体)、3-甲基丁醛等物质随叶喷硅素浓度升高,体积逐渐减小甚至消失。【结论】600X与CK相似,200X与400X相似。400X时,玫瑰香葡萄糖含量最高,为17.04%;总酸含量最少,为0.35%。     

不同氮肥处理对荞麦干物质积累、农艺性状及产量的影响

为探索陕甘宁黄土高原地区栽培荞麦高产最适施氮量,以甜荞品种——西农9976为试验材料,设置4个氮肥水平,2016年施肥水平为:0 (N0)、45 (N45)、135 (N135)和225kg/hm2(N225);2017年施肥水平为:0(N0)、90(N90)、180(N180)和270kg/hm2(N270),比较不同施氮量下荞麦产量和主要农艺性状,分析叶绿素含量和各器官干物质积累的动态变化规律。试验结果表明,不同氮肥处理均能提高荞麦的株高、一级分枝数、二级分枝数、单株花簇数、千粒重和单株粒数,使其产量显著上升;荞麦主茎叶片的叶绿素含量(SPAD)随施氮量增加先上升后降低;荞麦各器官干物质积累量与施氮量呈正相关,但在苗期和初花期,荞麦各器官干物质积累量随施氮量增加呈抛物线。因此,生产上建议陕甘宁黄土高原地区荞麦生长过程中投入180kg/hm2的氮肥,且注重施氮比例及时期,以此达到最佳的生产效益。