减氮下不同肥料配施对麦玉复种体系作物氮素积累分配及产量的影响

为探索陕西关中地区冬小麦-夏玉米复种体系氮肥减量增效潜力,构建适宜的作物养分管理体系,于2018-2019年采用田间试验研究了减氮并配施不同肥料对麦玉复种体系作物生长状况、植株氮素积累分配、作物产量以氮素利用效率的影响。试验设置5个处理：常规施氮（225 kg·hm^-2,N₁₀₀）;减氮20%（180 kg·hm^-2 ,N₈₀）;减氮配施生物炭（180 kg·hm^-2,生物炭22 500 kg·hm^-2,N₈₀+BC）;减氮配施缓释肥（180 kg·hm^-2,尿素∶缓释肥=1∶1,N₈₀+S）;减氮配施微生物菌肥（180 kg·hm^-2,微生物菌肥3 600 kg·hm^-2 ,N₈₀+BF）。结果表明：减氮及其配施不同肥料对夏玉米大喇叭口期后株高、干物质和氮素积累没有显著影响;而N₈₀+BF促进了夏玉米氮素向籽粒中的分配;N₈₀+BC提高了夏玉米产量和收获指数,且较N₈₀处理分别显著提高8.3%和20.1%;减氮下三种配施处理均能提高夏玉米氮农学利用率和氮肥偏生产力,且以N₈₀+BC处理表现最佳,较N₁₀₀分别显著提高43.3%和29.0%,较N₈₀分别显著提高45.8%和8.3% ;N₈₀+BC和N₈₀+BF还能显著提高夏玉米氮肥表观表观回收率,二者较N₁₀₀显著增加18.1%和10.7% ,较N₈₀处理显著增加26.9%和19.0%。与N₈₀相比,N₈₀+BF有效提高了冬小麦扬花期和成熟期分蘖数、茎蘖成穗率以及成熟期干物质和氮素积累量,并能显著提高冬小麦穗数和产量,增幅分别为13.7%和16.2%。减氮下3种配施处理均能提高冬小麦氮农学利用率、氮肥偏生产力和氮素利用率,其中氮农学利用率和氮肥偏生产力在N₈₀+BF处理表现最佳,较N₁₀₀分别显著提高了31.2%和28.4%,较N₈₀分别显著提高了33.7%和16.2%,氮素利用率在N₈₀+S处理表现最佳。综上所述,减氮及其配施处理中,180 kg·hm^-2配施生物炭（22 500 kg·hm^-2）和180 kg·hm^-2配施微生物菌肥(3 600 kg·hm^-2)更有利于作物生长,促进氮素积累与分配,提高作物产量和氮素利用效率,实现关中地区麦玉复种体系氮肥管理的“减量增效”。     

基于表型和基因型的藜麦种质资源遗传多样性分析

为了解和掌握青海省引进和收集藜麦种质资源的遗传背景和多样性,本研究选择11个表型性状和221对SSR引物对114份藜麦种质资源进行遗传多样性分析。结果表明,114份藜麦种质资源的11个表型性状差异极显著（P＜0.01）,变异系数范围为4.57%~87.79%,主穗直径的变异最大（87.79%）,籽粒直径的变异最小（4.57%）;遗传多样性指数范围为0.47~2.29,单株产量的遗传多样性指数最大（2.29）,茎秆长最小（0.47）。46对多态性较好的SSR引物扩增出165条多态性条带,每对引物的平均等位变异数为3.59,观测等位基因（Na）平均值为1.65,有效等位基因（Ne）平均值为1.50,Shannon’s信息指数（I）和Nei’s基因多样性指数（He）平均值分别为0.39和0.27,平均多态性比率为64.35%。通过聚类分析发现,114份藜麦种质基于表型性状和SSR分子标记的聚类结果存在一定的相似和差异,来源地相同的种质被分到了不同的类群,来源地不同的种质被分到了同一类或单独聚成一类,说明参试藜麦种质资源的表型性状和分子遗传信息多样性较丰富。     

硅对盐胁迫下黄瓜幼苗根系质膜、液泡膜酶活性的影响

研究硅对盐胁迫下黄瓜幼苗生长及根细胞质膜H^＋-ATPase、液泡膜H^＋-ATPase、H^＋-PPase和Ca^2＋-ATPase活性的影响。结果表明：盐胁迫严重抑制黄瓜幼苗生长,根细胞质膜H^＋-ATPase、液泡膜H^＋-ATPase、H^＋-PPase和Ca^2＋-ATPase活性明显降低。硅处理明显提高盐胁迫黄瓜根液泡膜H^＋-ATPase、H^＋-PPase、Ca^2＋-ATPase活性,一定程度上维持了液泡膜质子泵活性,有效地防御了细胞质酸化,这可能是硅提高黄瓜耐盐性的一个重要因素。     

苜蓿生物活性物质在动物上的应用

苜蓿中含有许多生物活性物质,能够显著影响动物的生长性能、繁殖机能和免疫功能,有些活性物质还可以作为人的保健品使用。本文主要介绍苜蓿皂苷、苜蓿多糖、苜蓿黄酮的生物学功能以及国内外学者对苜蓿中活性成分研究的最新成果。苜蓿中活性物质可以作为动物的饲料添加剂使用,一定剂量的苜蓿活性物质可以提高动物体内的淋巴细胞水平,增加免疫力;提高谷胱甘肽过氧化物酶的活性,抑制丙二醛的水平,具有抗氧化功能;增加动物的生产性能和繁殖性能。     

3年生赤皮青冈家系生长和形质性状变异与选择

目的 研究3年生赤皮青冈不同家系幼林生长和形质性状遗传变异规律,初选适宜不同区域和立地条件的速生优质和遗传稳定的家系。 方法 对2019年在浙江建德、江西分宜和安远采用42个赤皮青冈优树家系营建的遗传测定林进行全林调查,采用SAS软件分析家系性状、遗传力和遗传相关差异及家系与地点的互作,利用主成分分析方法和BLUP方法开展优良家系初选。 结果 3年生赤皮青冈平均树高和地径分别为2.04 m和3.15 cm,不同家系间生长和形质性状差异均达到极显著水平,树高、地径、冠幅和最长侧枝长度等性状家系遗传力较高（0.393～0.753）,单株遗传力相对较低。不同家系各性状间相关性较高,树高和地径表现优异的家系,林木较通直,分叉干少但分枝多、枝长且粗。赤皮青冈家系 × 地点互作效应明显,立地对其生长影响较大。3个试验点以建德点生长表现最好,其次为安远和分宜,以生长和形质性状进行综合排序,HNCB8和 HNHT5在3个试验点排序均靠前,整体表现较好。以树高和地径BLUP值排名前20%进行选择,3个试验点共初选出10个优良家系,HNCB8为3个试验点均入选家系。 结论 3年生赤皮青冈家系生长与形质性状遗传差异丰富,家系遗传力普遍较高,受较强遗传控制。种植生境的改变对赤皮青冈家系影响较大,以HNCB8和HNHT5在3个试验点的综合表现较好,具有推广潜力。     

基于改进YOLOv4-tiny的茶叶嫩芽检测模型

精准检测茶叶嫩芽是茶叶机械智能采摘的重要前提。针对茶叶大小不一、遮挡造成的小尺度嫩芽特征显著性弱、漏检率高等问题,提出一种基于改进YOLOv4-tiny的茶叶嫩芽检测模型。该模型在颈部网络添加52×52的浅层特征层以提高YOLOv4-tiny网络对小目标嫩芽的关注度,通过引入卷积块注意力机制（Convolutional block attention module,CBAM）以抑制背景噪声,提高嫩芽特征的显著性,采用双向特征金字塔网络（Bidirectional feature pyramid network,BiFPN）以融合不同尺度的特征信息,从而提出一个高性能轻量化的茶叶嫩芽检测模型YOLOv4-tiny-Tea。对同一训练集与测试集进行模型训练与性能测试,结果表明YOLOv4-tiny-Tea模型检测精确率和召回率分别为97.77%和95.23%,相比改进之前分别提高了5.58个百分点和23.14个百分点。消融试验验证了网络结构改进对不同尺度嫩芽检测的有效性,并将改进后的YOLOv4-tiny-Tea模型与3种YOLO系列算法进行对比,发现改进后的YOLOv4-tiny-Tea模型F1值比YOLOv3、YOLOv4、YOLOv5l模型分别提高了12.11、11.66和6.76个百分点,参数量仅为3种网络模型的13.57%、13.06%和35.05%。试验结果表明,YOLOv4-tiny-Tea模型能有效提高不同尺度下嫩芽检测的精确率,大幅度减少小尺寸或遮挡嫩芽的漏检情况,在保持轻量化计算成本的基础上获得较为明显的检测精度,能够满足农业机器人的实时检测和嵌入式开发的需求,可以为茶叶嫩芽智能采摘方法提供参考。     

免耕播种机旋耕刀耕作性能分析与结构优化

为预测和评估免耕播种机触土部件的作业性能,有必要建立机具-土壤耦合系统的互作模型。传统模型将散落土表的秸秆视为刚体,无法模拟真实条件下秸秆的破裂与变形,导致模型的预测精度下降。为克服上述模型不足,该研究建立一种柔性秸秆模型,构建刀具-秸秆-土壤耦合系统的离散元模型,并通过土槽试验进行模型验证。同时,为解决标准旋耕刀片的缠绕和壅堵问题,提出一种梯形直刀结构,对比分析了旋耕作业工况下标准刀和梯形直刀作用后秸秆位移、刀轴扭矩、刀具碎茬与埋茬性能。仿真结果表明,梯形直刀的碎茬和秸秆掩埋性能均优于标准刀,标准刀和梯形直刀作业后开沟截面形状分别为梯形和三角形,刀轴扭矩呈现三角形冲击峰的形式,梯形直刀的刀轴扭矩大于标准刀情形,而标准刀的碎土性能优于梯形直刀。在此基础上,以弯折角、侧面角以及刀片高度为设计变量,采用响应面法构建旋耕扭矩和碎土率的回归方程。基于NSGA-II算法对梯形直刀结构进行优化,最佳的结构参数为：弯折角150°、侧面角60°、刀片高度88 mm。田间试验结果表明,优化后刀轴的平均扭矩较优化前减少11.70%,峰值扭矩减少6.28%,碎土率从82.53%提高至89.22%。     

膳食纤维定义与来源科学共识(2021)

由于环境保护和成本控制的需要,植物性饲料原料在水产配合饲料中的用量越来越高。植物性原料中含有丰富的膳食纤维 (DFs),使许多商品饲料中的DFs达30%以上,但由此带来的对水产动物的生理影响仍鲜受关注。本文介绍了DFs的定义、分类、理化特性、可发酵性及常见植物性饲料原料中DFs的含量,重点介绍了作者及团队在鱼类DFs营养生理方面的研究发现。研究表明,黄颡鱼摄食含20%~30% DFs的饲料后会出现出血、白便、肠炎、腐皮、烂鳃、肝脂肪变性和纤维化、绿肝、白肝、胆囊肿大等症状及暴发性死亡。大口黑鲈和草鱼摄食高DFs饲料后也有相似症状。DFs的致病作用不仅与饲料中DFs含量有关,还与DFs种类有关,果胶对黄颡鱼的致病性比纤维素强得多。DFs的致病机制与其对胆汁酸 (BAs)稳态和肠道微生物稳态的干扰有关。因DFs具有结合BAs的特性,这会阻碍BAs对法尼醇X受体 (FXR)等BAs受体的激活,而FXR负反馈调控BAs的合成并抑制炎症反应,因此,大量DFs进入肠道后就会引起BAs合成亢进,提高组织中BAs水平及其疏水性并干扰BAs循环节律,再由BAs的细胞毒性引起炎症反应和组织坏死。DFs还具有可发酵性,引起肠道微生物结构改变,或由BAs的抗菌作用引起肠道微生物结构改变,进而加剧包括BAs在内的代谢紊乱。DFs的致病性与其他胁迫作用具有叠加效应,加重疾病症状和进展。从DFs的致病机制出发,通过控制DFs摄入种类和摄入量、向饲料中添加BAs及牛磺酸、防止DFs与其他胁迫因子的叠加效应等方式可防控DFs诱导的疾病。本研究首次阐述了DFs过量摄入对鱼类的致病性及其潜在机制,为植物性饲料原料的高值化利用及饲料配制技术优化提供了新视角,为鱼类病害防控提供了新途径。研究结果也提示未来应进一步阐明不同植物性原料中DFs的种类、含量和特性以及水产动物对DFs的耐受范围。

     

高寒草原取土场自然恢复过程中植物群落的特征和恢复力

本研究以三江源区同德县不同年代修建公路产生的取土场高寒草原植物群落为研究对象, 通过野外群落调查和室内土壤样品分析, 探讨自然恢复过程中植物群落的生产力、物种多样性、综合恢复能力和稳定性动态以及土壤养分变化等。结果表明, 1)植物群落的地上总生物量随恢复年限的增加呈递增趋势。但恢复年限为30年时, 取土场植物群落的地上总生物量与对照间并无显著差异(P0.05)。地下总生物量在5～30年间波动变化。并且经过30年的恢复后, 地下总生物量仍显著低于对照(P0.05)。2)恢复年限在5～30年期间, 植物群落物种多样性明显增加。植物群落的综合恢复力指数随恢复年限的增加而降低;植物群落的稳定性随恢复年限的增加而增加, 并且以经过30年自然恢复后的植物群落相对最为稳定。3)土壤养分的变化, 特别是有机质、速效磷的变化对植物群落的生产力、物种多样性以及综合恢复能力产生显著影响。     

内蒙古达里湖及岗更湖东北雅罗鱼D-loop基因序列及多样性研究

文章对内蒙古达里湖和岗更湖东北雅罗鱼（Leuciscus waleckii Dybowski）的mtDNA D-loop 序列进行扩增,获得了896 bp的同源基因序列,得到的同源基因片段中A、T、C和G碱基的平均含量,达里湖群体为 32.0%、32.2%、21.3%和14.5%;岗更湖群体为32.0%、32.2%、21.4%和14.5%;达里湖和岗更湖鱼群D-loop基因CG含量相当,未见明显差异。2个群体内和群体间都存在丰富的序列多态性,两湖群体的D-loop基因896个位点中存在可变位点33个,其余位点较为保守;达里湖30尾鱼D-loop基因含有多态性位点/突变位点21个,11个单倍型;岗更湖30尾鱼D-loop基因含有多态性位点/突变体位点31个,17个单倍型;岗更湖鱼群D-loop基因多样性高于达里湖。遗传距离计算显示,岗更湖和达里湖鱼群之间的平均遗传距离为0.007 0。达里湖鱼群之间的平均遗传距离为0.003 6;岗更湖鱼群之间的平均遗传距离为0.007 4。岗更湖鱼群D-loop基因的平均遗传距离大于达里湖鱼,前者群体D-loop基因进化速度大于后者。