利用太阳能和风能的山地作物灌溉系统及其应用分析

首先对利用太阳能和风能的山地作物灌溉系统的构造和运行情况进行分析,然后研究其在山地茶园的应用效果.结果表明:在平均风速为4 m·s-1时,1级风力提水机结合太阳能节水灌溉控制系统,可管理4.3 hm2铁观音茶园的调亏灌溉,平均每天节省近10 k Wh电能;铁观音茶树叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均显著高于无灌溉系统的茶树,但水分利用率显著低于无灌溉系统的茶树.     

大豆GmHAT5的克隆及其转基因百脉根的抗盐分析

【目的】从大豆盐胁迫基因表达谱中筛选并克隆得到同源异型域亮氨酸拉链蛋白(HD-Zip)家族基因GmHAT5,将其转化豆科模式植物百脉根并进一步探究其抗盐调控机制。【方法】使用多种生物信息学软件对GmHAT5的开放读码框(ORF)、编码蛋白的分子量、等电点、序列结构和蛋白定位等进行预测,同时将大豆GmHAT5蛋白与其他10个物种的同源蛋白进行比对分析,并对GmHAT5在大豆不同器官及盐胁迫下的表达特性进行分析。此外,构建GmHAT5的植物超表达载体,通过对发根农杆菌LBA1334的转化,得到"复合体"百脉根植株,并在盐胁迫条件下对其进行抗盐表型分析;通过对根癌农杆菌EHA105的转化,获得百脉根的稳定转化株系,并对其进行抗盐表型分析及相关生理指标检测。【结果】多种生物信息学软件分析表明,该片段包含1个1 038 bp的ORF,编码345个氨基酸。GmHAT5的理论分子量和等电点分别为39.17 k D和4.63。GmHAT5蛋白定位于细胞核,与其他HD-Zip家族蛋白一样,属于典型的核蛋白。序列分析表明,GmHAT5包含一个同源异型结构域和一个亮氨酸拉链结构域,属于第I类同源异型域亮氨酸拉链蛋白。同源蛋白比对表明其与野生大豆GsHAT5同源性最高。基因表达特性分析表明,GmHAT5在大豆植株的各个不同器官中均有表达,是一个受盐诱导上调表达的HD-Zip类转录因子。发状根转化的结果表明,使用200 mmol·L~(-1) NaCl处理植株7 d后,"复合体"植株生长状态良好,对照组植株叶片明显萎蔫、失绿;不同NaCl浓度处理离体转基因发状根14 d后,对照组较试验组发状根明显干枯、生长受到抑制。稳定转化结果显示,不同盐浓度处理14 d后,转GmHAT5百脉根与两组对照植株相比生长状态更好。相关生理指标检测结果显示,与两组对照相比,转基因百脉根植株中丙二醛含量和相对质膜透性明显降低(P0.05),而叶绿素含量和根系活力则显著升高(P0.05)。测定不同植株阳离子含量的结果表明,转基因百脉根株系与两组对照相比,Na~+在叶片和根中含量显著下降,K~+和Ca~(2+)在叶片和根中含量显著升高。【结论】从大豆中克隆得到一个编码HD-ZipⅠ类同源异型域亮氨酸拉链蛋白基因GmHAT5,该基因在大豆中受盐胁迫诱导表达量显著升高。超量表达GmHAT5显著增强百脉根的耐盐能力,发状根转化法可以作为一种快速有效筛选抗盐候选基因的手段。推测GmHAT5在大豆盐胁迫应激调控中扮演重要角色。     

日光温室主动蓄放热冠层增温系统性能研究

【目的】设计日光温室主动蓄放热冠层增温系统(Active heat storage-release system for canopy warming,AHSCW)并进行实地试验,分析该系统对番茄冠层的增温效果,为进一步探讨主动蓄放热热能的高效应用方式和作物局部增温系统的设计提供参考。【方法】在第六代主动蓄放热系统基础上设计AHSCW,以太阳能为热源,白天通过水循环将太阳能以热能的形式收集于蓄热水池内,夜间通过冠层增温管道释放热量,对番茄冠层进行局部增温。以使用AHSCW的日光温室为试验温室,未加温的日光温室为对照温室,通过测定太阳辐射强度、番茄冠层空气温度、水温及水泵耗电量参数及不同时期番茄的株高、茎粗和产量,对系统的增温效果进行测试与分析。【结果】白天AHSCW的蓄热量为166～194 MJ,夜间放热量为129～142 MJ,能量利用效率为67%～86%;该系统能够提高番茄冠层区域气温1.4～3.0℃;AHSCW温室果实产量为1.14 kg/m~2,是对照温室(0.64 kg/m~2)的1.77倍。【结论】AHSCW可以明显提高番茄冠层气温,保证番茄的越冬生产,促进番茄生长,增加其产量并可使果实提前成熟上市。     

直膨式太阳能热泵用于温室番茄根际-空气加温的试验研究

针对直膨式太阳能热泵所集热能利用率低,温室加温不足的问题,采用直膨式太阳能热泵为集热系统,根际-空气加温为放热系统,对大跨度主动蓄能型温室在不同天气仅根际加温和根际与空气同时加温的加温效果,集、放热系统运行性能,集热效率,热能利用率,节能率和集热系统的优化运行模式进行研究。结果表明:1)连续阴天和连续晴天,放热系统的热能利用率分别高于97.2%和92.7%;2)不同天气试验区的根际温度在17.9℃以上,比对照区高1.5℃,空气温度在11.6℃以上,比对照区高3.6℃,相对湿度在90.8%以下,比对照区低3.2%;3)不同天气整套系统的节能率R在47.2%以上,性能系数在1.9以上;4)不同天气集热系统均能在设定时间内达到设定集热温度目标,且其集热性能系数COPc在2.3以上,其集热效率在149.6%以上;5)9:30—11:30集热系统COPc随太阳辐射强度的增大,从1.4增大至3.0,11:30—14:50集热系统的集热性能系数均高于3.8,15:10以后,蓄热水池水温高于47℃时,集热性能系数由3.2最终降至0.8。该研究表明根际与空气结合的加温方式不仅提高了温室加温效果,还提高了热能利用率和直膨式太阳能热泵的集热性能。此外,根据集热条件调节集热系统的运行模式,可提高集热性能,达到温室加温节能的目的。     

湛江市郊蔬菜地土壤重金属空间分布特征及来源分析

[目的]探究湛江市郊蔬菜地土壤重金属污染现状及来源,为农产品安全生产提供参考依据.[方法]测定广东省湛江市郊麻章区、赤砍区和霞山区蔬菜地29个土壤样品的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Ni和Zn 8种重金属含量,并分析其空间分布特征,对研究区污染情况进行单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数法综合评价,结合相关性分析和主成分分析探讨其重金属来源.[结果]湛江市郊蔬菜地8种重金属元素含量平均值均未超过国家土壤环境质量二级标准限值,但个别样点的Cd、Hg、Cu和Zn等元素含量超标;除As外,其余重金属元素含量平均值均超过广东省砖红壤背景值;且含量空间差异较明显,高值区多出现在霞山区.研究区蔬菜地土壤重金属综合污染指数为安全等级,但逼近警戒值0.7;土壤重金属为强潜在生态风险.土壤中Pb、Cu、Cr、Ni、Cd和Zn间具有强相关性,主成分累积贡献率达60.045%,反映这些重金属元素可能具有相近或相同的污染来源;As与Hg间相关性极显著(P<0.01),但与其他元素相关性不明显,主成分方差贡献率为22.064%,说明这两种重金属元素具有同源性.[结论]湛江市郊蔬菜地重金属污染属于安全范围,但存在强潜在生态风险,主要受工业生产、农药化肥和生活排污的影响.     

不同类型玉米自交系数量性状配合力及聚类分析

以13个不同类型的玉米自交系为材料,按格林芬方法Ⅱ遗传交配设计,分析了数量性状的遗传效应;采用SSR标记对这13个自交系及5个对照自交系进行了聚类分析。结果表明:自交系CML162、S181、HN06-10、S147、掖478综合性状配合力表现优良;控制轴粗、穗行数、单粒厚度、百粒重、出籽率和秃尖6个性状的遗传以基因加性效应为主;控制株高、穗位高、穗长、穗粗、行粒数、粒长、单穗粒重7个性状的遗传以基因非加性效应为主。根据品种间的分子遗传多态性,将18个自交系划分成7个类群:丹340、渝5、HN06-10为一类;B73、掖478、京甜、CML162为一类;MO17、太191o2、青贮、S147为一类;HZ4(黄早四)单独为一类;齐319、S181、郑爆裂为一类;GY302、GY923为一类;泰甜独立成一类。     

文心兰新品种选育及比较试验

以文心兰南茜品种为原材料,筛选出自然变异优良单株博大1号,经组培扩繁获得新种苗,通过品种对比试验,对选育的新品种进行性状鉴定;再以引进的其他6个不同来源(品种)的文心兰产品为对照,在大田生产统一管理下,对植株生长、开花特性、切花等级、病虫害等进行比较。结果表明:7种材料中,博大1号整体综合性状优良,植株长势较为粗壮,全年感病率最低,仅3.4%,当年开花率最高,达81.96%,且具有较高的切花等级;切花后从新芽露出到花朵开放需要时间最短,仅175.1 d,切花株抽芽数最多,双芽以上株比例达92.5%,具有最高产的潜力。     

药隔期低温胁迫对小麦干物质积累、转运和分配及产量的影响

为探明药隔期低温胁迫对小麦产量的影响,以烟农19、新麦26为供试材料,在小麦药隔期进行不同程度(T1:2℃/4h、T2:0℃/4h、T3:-2℃/4h)的低温处理,研究药隔期低温胁迫对小麦干物质积累、转运和分配及产量的影响.结果 表明:药隔期低温胁迫显著降低小麦干物质积累量,不同抗倒春寒性小麦品种间干物质积累量存在差异,抗倒春寒性弱的小麦品种降幅更大.其中烟农19的T1、T2、T3处理分别降低33.4％、46.2％和54.7％,而新麦26则分别降低了50.1％、59.3％和72.4％.不同处理小麦籽粒、穗轴+颖壳、茎鞘+叶的干物质积累量均低于CK,且随着低温胁迫程度的加重呈明显降低趋势.小麦花前干物质的转运量、转运效率以及花前贮藏干物质对籽粒的贡献率均随着低温胁迫程度加重呈降低趋势.同时低温胁迫显著降低小麦籽粒和穗轴+颖壳的干物质分配比例,增加茎鞘+叶的分配比例.T1、T2和T3处理显著降低了小麦的穗粒数和千粒重及籽粒产量,烟农19的T1、T2和T3处理分别减产56.06％、86.36％和98.10％;新麦26的T1、T2和T3处理分别减产96.15％、98.07％和98.46％.药隔期低温胁迫显著降低小麦干物质的积累量、花前干物质的转运量、转运效率以及花前贮藏干物质对籽粒的贡献率和籽粒干物质分配比例,严重减少光合同化物向穗部的转运和分配,影响穗部小花的正常发育,从而导致穗粒数的减少,这是造成小麦减产的主要原因.     

基于灰水足迹的长江经济带耕地利用生态效率时空分异特征

长江经济带面临水生态环境污染制约下的农业发展困境,水环境约束下耕地利用生态效率的提升成为平衡耕地利用中经济效益与生态效益的关键手段,对于探索生态可持续的耕地利用模式、实现农业绿色发展具有重要意义。该研究以灰水足迹为视角,基于SBM-Undesirable模型、空间自相关分析及马尔可夫链模型探明2000—2020年长江经济带耕地利用生态效率时空格局及演变趋势。研究表明：1）长江经济带2000—2020年平均灰水足迹值呈现先增后减趋势,2015年后下降态势更为明显。在空间上呈现为“东西高,中部低”的空间分布特征,灰水足迹高值区域主要集中在粮食主产区省份。2）2000—2020年长江经济带耕地利用生态效率持续下降,效率均值处于0.5～0.8之间,存在较大提升空间。在空间上呈现高值区域多沿水系分布的特点。3）长江经济带市域耕地利用生态效率存在显著空间正相关性,以研究时段演变趋势来看,耕地利用生态效率的演进存在路径依赖,难以实现“跨越式”提升。因受到邻域背景影响,在空间上易显现出“俱乐部收敛”现象,“高-高集聚”与“低-低集聚”分布更为常见。可在农业生产重点区域采用差异化精准农业模式,需重视区域间动态协同发展,完善联防联治的面源污染防控机制,积极引导耕地利用生态效率高值区域逐步形成集中连片,同时对于耕地利用生态效率低效区提供财政与政策支持。研究结果可为各地区探索耕地利用可持续发展模式与农业生产活动中水生态环境保护提供参考依据。     

基于隧道式发酵金针菇菌渣的双孢蘑菇培养料制备分析

采用隧道发酵技术,以金针菇(Flammulina filiformis)菌渣为原材料,进行双孢蘑菇培养料的制备.通过一次及二次隧道发酵的工艺控制,检测堆制过程中温度、含水量、pH及电导率等理化成分的变化,并结合出菇结果评价金针菇菌渣培养料的使用情况.结果表明,金针菇菌渣在隧道一次发酵过程中最高温可达74℃以上,整个发酵...