基于二次正交旋转组合设计的西葫芦果实 贮前热处理条件的优化

为明确热水处理减轻西葫芦果实冷害的最佳处理条件,以“绿丰”西葫芦为材料,电解质外渗率y为冷害的表征指标,在单因素试验基础上,采用二次正交旋转组合试验设计,研究热处理温度x₁、热处理时间x₂对西葫芦果实表征函数影响,并经统计分析,建立数学模型。 结果表明,所得回归方程为y= 142.608 647-0.690 821x₂ + 0.051 444 x₁² + 0.007 499 x₂²,达到极显著水平,且无失拟因素存在;在热处理（43.3℃、28.4 min）的最佳工艺条件下,于（4±0.5）℃低温下胁迫10 d后西葫芦果实电解质外渗率实测值为33.41%,与理论值相对误差为0.95%,较未处理组降低了27.26%。该试验优化西葫芦果实冷害减轻的热处理工艺参数准确可靠、稳定、可行,为西葫芦采后贮藏技术与果蔬冷害防治的进一步研究提供了一定的技术依据。     

鱼蟹稻田飞虫捕食装置风光互补供能系统的研究

针对鱼蟹稻田飞虫捕食装置的离网型户外供能需求的问题,着重研究该装置的供能系统方案。基于户外供能合理性要求,采用小型风力发电机和太阳能电池板自主互补发电来进行能源供应;对小型风力发电机和太阳能电池板分别进行Matlab/Simulink建模,着重对叶轮的风能利用系数、叶尖速比和桨距角的相关性进行量化分析,利用单因素分析法对太阳能电池板进行分析;在桨距角确定的条件下,适当取值叶尖速比,能够获得最大风能利用系数。同时,在不同温度和辐射的条件下,太阳能电池板能够取得功率曲线的峰值,为风光互补的最大功率获取提供理论上的支持。针对离网型风光互补系统能源的合理化利用,提出混合供能的能量管理策略,符合该装置的供能需求,对户外同类型装置供能设计提供一定的参考。     

宛氏拟青霉提取物对盐胁迫下水稻幼苗的生理适应性

为探讨沙棘内生菌提取物作为生物刺激素对盐胁迫下水稻幼苗生长的影响,于沙棘内生菌宛氏拟青霉（Paecilomyces variotii）中提取了生物刺激素PVE（Paecilomyces variotii extracts）,并经液相色谱对PVE的活性物质进行了富集纯化。通过水稻液培试验,设无盐（CK）、添加NaCl（NS）、添加PVE和NaCl（PN1）、添加PVE纯化物和NaCl（PN2）4个处理,研究生物刺激素对水稻的耐盐效应。结果表明,施用生物刺激素能够缓解盐胁迫对水稻生长造成的严重抑制。PN1、PN2处理较NS处理提高了叶片与根系的干质量,减少了植株体内的水分流失,增加了根系的直径和吸收面积,但根长相较于CK处理无显著差异;PN2处理叶片鲜质量、叶片含水量、根系含水量较PN1处理分别增加了12.44%、1.13%和0.42%。与NS处理相比,PN1和PN2处理叶片光合速率分别提高了34.08%和40.82%,蒸腾速率分别提高了23.90%和18.86%,PN1和PN2处理还显著提高了叶片中的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,使丙二醛（MDA）含量分别降低了28.36%和20.97%。PN2处理叶片和根系中的Na⁺含量较NS处理分别降低了36.31%和10.85%,从而降低了Na⁺/K⁺,保证了植株体内的离子平衡。研究表明,PVE及PVE纯化物在极低的浓度下具有较高的生理活性,并通过减少水分流失、促进根系生长、提高光合速率来减轻氧化损伤,同时以降低Na⁺流入的方式缓解盐胁迫对水稻幼苗的影响。     

氮肥施用对直播冬油菜产量及氮肥利用率的影响

为探明安徽省直播冬油菜种植中适宜的氮肥用量、氮肥种类和施氮方式,通过田间小区试验,研究尿素不同用量及等氮量尿素和控释尿素不同施用方式对直播冬油菜产量、氮肥累积量及氮肥利用率的影响。结果表明：施氮水平和施氮方式对直播冬油菜产量具有显著影响,成株率与产量之间呈显著正相关,施氮量180 kg N·hm^-2条件下,尿素分次施用处理（N180）和控释尿素一次性施用处理（CRU180）在生育中后期能有效提高直播冬油菜密度。施氮量240 kg N·hm^-2、尿素分次施用处理（N240）角壳和茎秆氮素累积量分配比例增加,籽粒分配比例减少,氮肥表观利用率、氮肥农学效率、氮肥生理效率和氮肥偏生产力显著降低,籽粒产量不增反降,较CRU180和N180分别降低2.87%和9.67%。各施氮处理中,N180处理产量最高,较其他施氮处理显著增产7.53%~82.15%。施氮量180 kg N·hm^-2条件下,相比尿素一次性施用处理（U180）,CRU180和N180显著增产8.53%和16.69%,籽粒氮素累积量显著增加8.80%和16.02%,氮肥表观利用率显著增加11.68%和14.30%,氮素农学效率显著增加12.53%和24.46%,氮素生理效率增加0.74%和9.13%,氮肥偏生产力显著增加8.59%和16.76%。综合本试验直播冬油菜产量、氮素累积量和氮肥利用率结果来看,合理的氮肥用量和氮肥品种可以有效增加直播冬油菜的成株率和氮素累积量,进而增加产量、提高氮肥利用率。安徽省直播冬油菜施氮量180 kg N·hm^-2,尿素分次施用和控释尿素一次性施用,均能达到产量和氮肥利用率的双向提升。考虑到直播冬油菜轻简化发展大趋势,建议采用控释尿素一次性基施。     

富里酸对土壤中DnBP的降解及微生物活性的影响

为探究富里酸对有机污染物DnBP的降解和土壤微生物活性的作用,采用土壤培养试验,研究了FA对土壤中DnBP的降解动力学过程及土壤微生物活性的影响规律。结果表明,FA的添加缩短了DnBP的降解半衰期,FA各处理组的半衰期为对照处理的48.1%~67.7%;FA促进了土壤的基础呼吸,40mg g-1处理组促进作用最强,最大CO2释放量为空白对照组的40.87倍;而过氧化氢酶活性则表现出了低浓度FA(10~20mg g-1)促进,高浓度FA(40~160mg g-1)抑制的变化趋势;FA对土壤脱氢酶活性主要表现为促进作用,40~160mg g-1FA对脱氢酶活性促进作用显著。相关分析结果表明FA用量与土壤中DnBP降解率呈正相关,与过氧化氢酶活性呈极显著负相关,与土壤呼吸强度、脱氢酶活性呈极显著正相关。通径分析结果表明FA用量与土壤中DnBP降解率之间有较强的直接效应,还与土壤呼吸强度、土壤酶之间存在间接效应,从而影响DnBP的降解。     

[CO2]升高对粮食作物影响的研究进展

自工业革命以来,由人类活动引起的大气CO_2浓度([CO_2])不断攀升,正驱动着全球气候变化,对全球农业产生重大影响。本文归纳总结了目前作物对高[CO_2]响应的主要研究技术手段,以及作物对高[CO_2]响应的机理研究,并进一步梳理了当前全球关于[CO_2]升高对作物产量和营养品质影响的研究。结果表明:相比封闭式或半封闭式环境控制试验系统,开放式试验系统(如开放式CO_2控制系统FACE)由于其能更加真实地模拟自然条件下作物对未来高[CO_2]的响应和适应情况,被公认为是目前研究作物对高[CO_2]响应的最理想手段。[CO_2]增高会增加C3作物光合速率、生物量和产量,在一定程度上缓解气候变化对农作物产生的负面影响,但是作物对大气[CO_2]的升高存在光合适应现象,当作物长期暴露在高[CO_2]条件下时,高[CO_2]对作物的促进作用会逐渐减缓。近10年的FACE试验发现,对高[CO_2]出现高应答的水稻品种,其光合速率和产量在高[CO_2]下的增加幅度比早期的主要粮食作物FACE试验结果平均高出两倍。此外,高[CO_2]会明显降低大部分非豆科C3作物中蛋白质和矿物质(如锌、铁)以及部分维生素的含量,加剧目前全球约2亿人由于维生素和矿物质元素等营养缺乏导致的健康问题。如何充分利用未来高[CO_2]实现高增产的同时,减缓粮食养分下降的负面影响,是迫切需要解决的科学问题。     

反刍家畜胃肠道甲烷排放与减排策略

反刍家畜胃肠道甲烷排放是重要的温室气体排放源,减少反刍家畜胃肠道甲烷排放有助于缓解全球温室效应和提高家畜饲养效率。本论文从中国反刍家畜胃肠道甲烷排放现状、瘤胃甲烷生成机制、甲烷生成的日粮营养影响因子和甲烷减排策略与潜力4个方面系统综述反刍家畜胃肠道甲烷排放的研究进展。目前,中国反刍家畜甲烷总排放量超过10 Tg,占全球胃肠道甲烷排放的比例超过15%。反刍家畜胃肠道甲烷排放主要来自瘤胃和后肠道,其中瘤胃甲烷占胃肠道甲烷生成总量的80%以上。二氧化碳还原路径利用瘤胃内的氢和二氧化碳合成甲烷,是瘤胃内生成甲烷的主要路径。瘤胃内的氢还可被相关微生物利用,合成挥发性脂肪酸和微生物蛋白等代谢产物,进而被机体利用。减少反刍家畜胃肠道甲烷排放的关键在于促进瘤胃内氢的利用,以及阻断瘤胃内的氢被甲烷菌利用合成甲烷。甲烷减排的日粮营养调控策略包括优化日粮组成、改善饲料品质、提高瘤胃流通速率、添加氢池和甲烷抑制剂等。大多数营养调控策略的甲烷减排效果小于40%,最新研制的3-NOP抑制剂的甲烷减排效果最高可达80%。但是,一些减排策略的产业化应用还受添加剂残留、抗生素禁用、食品安全、产品价格和消费者喜好等因素影响。牧场管理和遗传选育也是降低甲烷排放量的重要手段,过去100年来已实现每千克标准乳的甲烷排放量减排效果为57%。未来反刍家畜胃肠道甲烷研究将主要集中在低排放品种的遗传选育、不同营养调控策略间的组合效果、甲烷减排的经济效益和可持续性、家畜生长性能与健康、食品安全、消费者喜好等方面。     

环境因子对中肋骨条藻生长及叶绿素荧光特性的影响

为了解温度、光照和磷酸盐及其交互作用对中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长及叶绿素荧光特性的影响,每个环境因子设置3个水平[温度:17、23、29℃;光照:80、120、160μmol photons/(m~2·s);磷酸盐:0.1、1、10μmol/L],考虑环境因子间的两两交互作用,采用L18(3~7)正交实验表安排室内培养实验,研究中肋骨条藻叶绿素a浓度和光合活性的变化。结果表明,3因素3水平的实验中,中肋骨条藻在10μmol/L磷酸盐浓度下叶绿素a峰值能达到较高水平,其中最优环境因子水平组合为23℃、120μmol photons/(m~2·s)、10μmol/L。在培养期间,磷酸盐浓度对中肋骨条藻叶绿素a峰值造成极其显著的影响(P0.01),温度、光照及两两间的交互作用未对叶绿素a峰值造成显著影响(P0.05)。中肋骨条藻在10μmol/L磷酸盐浓度下光合活性更高,但光能利用效率α并未随磷酸盐浓度表现出明显差异。当中肋骨条藻处于10μmol/L和1μmol/L磷酸盐浓度时,光照对最大量子产量F_v/F_m造成显著影响(P0.05);10μmol/L磷酸盐浓度下,F_v/F_m在80和120μmol photons/(m~2·s)光强下较高;在1μmol/L磷酸盐浓度下,F_v/F_m在120μmol photons/(m~2·s)光强下最低。     

长江安庆段一头死亡长江江豚元素含量分析

针对2017年9月12日发现于长江安庆段的1头野外死亡长江江豚样本(AQJT20170912),采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定其脑、心脏、肝脏、肺、肾、胃、肠、睾丸、肌肉、皮肤10种组织器官中钾(K)、钙(Ca)、钠(Na)、镁(Mg)、钴(Co)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)共12种元素的含量,以期探究各元素在其组织器官中的累积特征。结果显示,该样本Fe、Cu、Zn、Pb、Cd、Hg在不同组织器官中表现出差异性累积特征,这与水生哺乳动物组织器官元素累积特征相似,在一定程度上反映出各元素在不同组织器官中特有的生理功能。对比分析发现,鲸类动物组织器官常量元素与微量元素的累积特征有一定规律,并不因环境条件的改变而呈显著差别,总体表现为NaKCaFeMgZnCuCo。此外,AQJT20170912各个组织器官中毒性元素Pb、As的含量均较高,这应与其栖息环境的元素背景有关,应予以关注。     

一种改进深度卷积神经网络的海岛识别方法

受不规律潮汐的影响,现有的海岛地物类别自动识别方法存在精度低和时效性差等问题,通过改进深度卷积神经网络提出了一种基于遥感影像的海岛快速识别方法:(1)在深度卷积神经网络的卷积层中增设1×1的卷积核作为瓶颈单元,对多波段的遥感影像进行降维;(2)在池化层引入了重采样方法,基于灰度值对海量的遥感影像进行特征压缩。以300景Landsat-8遥感影像为源数据,分别采用CNN、RCNN和本文改进的深度卷积神经网络对遥感影像中的海岛进行识别,实验结果表明:(1)改进的深度卷积神经网络降低了海岛识别的计算耗时,其计算耗时仅为CNN的4.56%和RCNN的5.60%;(2)改进的深度卷积神经网络较CNN和RCNN提高了海岛识别的精度,识别精度分别为96.0%、93.3%和95.0%。结果说明,改进的深度卷积神经网络适用于面向遥感影像的海岛自动识别。