关于中国农业工程类专业建设和人才培养的若干思考

新时代全面推进乡村振兴和加快农业农村现代化赋予了农业工程新的职责和使命,提供了更加广阔的天地和发展机遇。大学面临着科技发展的新挑战、社会发展的新要求和人才需求的新变化,未来的教育将更加开放、适合、人本、平等、可持续。农业工程教育面临前所未有的挑战和机遇,迫切需要我们思考应如何培养高度智能化的未来农业的创造者、引领者和支撑者;思考如何聚焦本学科专业,坚守农业工程主体地位,使学科专业形成螺旋式上升的良性循环。该文分析了国际农业工程学科专业的发展,表明国际农业工程人才培养已凸显农业、工程、生物、信息的交叉,交叉融合的核心课程体系已成为专业学生不可替代性的标签。该文认为,强化本专业学生的不可替代性是强化学科专业主体地位和推动学科专业声誉形成螺旋式上升良性循环的关键所在,建议通过4个转变(从注重知识本位向提升素养本位转变,从专业教育向专业+通识教育并重转变,从高度专业化培养向宽专交融合转变和从偏重职业技能向注重全面成长转变),推动"新农业工程"的建设。     

低温等离子体耦合Fe2O3催化剂去除粮食仓储环境中磷化氢

为了探究低温等离子体（Non-Thermal Plasma,NTP）耦合催化剂对粮仓中磷化氢（PH3）的去除效果,该文采用介质阻挡放电低温等离子体与催化剂耦合的反应装置,研究了NTP与Fe2O3催化剂耦合对PH3去除率的影响,并对耦合反应后的催化剂进行表征,分析产物及反应机理。结果表明,载体和催化剂与NTP耦合改变了NTP的放电状态,提高了PH3去除率;不同载体负载Fe2O3后,在输入功率超过53 W时,NTP与Fe2O3催化剂耦合对PH3去除率均高于无填充,Fe2O3/Al2O3与NTP耦合效果最好,去除效率达到了100%。耦合前后催化剂的表征结果表明,耦合反应之后,Fe2O3/Al2O3催化剂的比表面积降低了11.23%,Fe3+/(Fe2++Fe3+)含量提高了21.06%,Osur/(Olatt+Osur+Oads)含量减少了2.24%,Fe含量降低了4.69%,P含量增加了4.34倍。产物分析表明耦合后生成的主要产物为磷酸。研究结果表明NTP耦合Fe2O3/Al2O3催化剂具有很好的PH3去除效果,为粮食仓储行业去除磷化氢提供理论依据。     

采摘花芽对春茶产量与品质的影响

茶树是以收获叶片为主的经济作物。生产上,茶树旺盛的生殖生长会消耗大量营养,影响茶叶的产量和品质。通过比较有无花芽和采摘花芽对春茶产量和品质的影响,为茶园管理提供理论依据和指导。以中茶108为材料,试验设3个处理：T1为有花芽未采摘,T2为采摘花芽,T3为无花芽。在春茶期,分别于3月15日、3月18日、3月22日和3月25日进行采样,测定产量和品质。结果表明,开花会显著降低春茶产量,与有花芽的T1相比,T3处理前3次采摘分别增加了114.3%、55.1%和76.5%。可采摘芽头数量也呈现相同的趋势,与T1相比,T3处理各个时期鲜叶芽头数分别增加了100%、55%、31.6%和9.9%。T2摘花处理也能够显著提高可采摘芽头数量。茶树开花与采摘花芽处理对春茶期间茶叶百芽重的影响主要表现在第1次采摘时,T1处理百芽重最低,T3处理的百芽重最高,达到3.1 g。对茶叶品质成分进行研究发现,无花芽的T3处理鲜叶氨基酸和茶多酚含量均显著高于有花芽的T1处理;与T1处理相比,摘去花芽后T2处理的鲜叶氨基酸和茶多酚含量均有不同程度增加。不同处理间鲜叶养分含量存在一定的差异,并且主要体现在磷(P)、钾(K...     

黄土高原水蚀风蚀交错带小流域土壤水分季节变化特征与主控因素

土壤水分是黄土高原水蚀风蚀交错带生态环境恢复的关键因子,具有明显的时空异质性。以水蚀风蚀交错带的代表性流域—老爷满渠小流域为对象,采用网格法(50 m×50 m)共布设了73个样点,原位观测0—5 m土壤含水率,共测定23次(2013年6月至2019年10月),通过获取每个样点的环境因子,结合经典统计、地统计、随机森林等方法,分析了小流域尺度不同土层深度(每层1 m,共5层)土壤含水率的季节变化特征与影响因素。结果表明:不同土层土壤含水率的空间分布特征和季节性变化规律不同;对于0—1 m土层,土壤含水率在夏季和冬季之间存在显著性差异(p0.05),而对于1 m以下土层,春季平均土壤含水率高于其他季节,但不显著;无论在何种季节,不同土地利用方式、壤土与砂土间的土壤含水率在3 m以上土层均存在显著差异(p0.05),而阴、阳坡的土壤含水率在所有土层均存在显著差异(p0.05);在不同季节,土壤含水率与容重和砂粒呈负相关,与其他环境因子(有机碳含量、黏粒、粉粒、有机碳密度、土地利用、坡向、土壤质地和pH)呈正相关;除有机碳密度和黏粒较为稳定外,土壤含水率与环境因子的相关性均随土层深度增加呈减少趋势;环境因子对土壤含水率空间变异的整体相对贡献表现为土壤性质地形土地利用。研究结果可为研究区深层土壤水资源管理、土壤水文观测与模拟、植被优化布局等提供参考。     

磷酸盐氧同位素技术在土壤磷循环中的应用

磷是土壤生态系统中的重要组成元素,开展土壤磷循环研究对提高磷肥利用效率和降低磷的生态环境风险具有重要意义。磷酸盐氧同位素技术已经被证明是一种示踪环境中磷生物地球化学行为的有效方法。本文系统综述了磷酸盐氧同位素技术的研究进展和未来发展方向。详细介绍了磷酸盐氧同位素的技术原理、样品处理和测定方法;阐述了无机磷和有机磷的氧同位素特征及时空分布特征;从评估土壤磷微生物利用状况和示踪土壤磷循环两个方面探讨了磷酸盐氧同位素技术在土壤磷循环研究中的应用前景,分析了磷来源、环境条件、生物活动和样品前处理过程对土壤磷酸盐氧同位素特征的影响,最后展望了该技术未来的研究方向。以期为磷酸盐氧同位素技术在土壤学和环境科学领域的发展和应用提供新的视角和科学指导。     

黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤养分及生态化学计量特征

[目的]探究黄土丘陵区土地利用方式变化前后土壤养分及生态化学计量比的变化特征,为该区农业生产以及生态恢复工作提供科学依据。[方法]选取山西省永和县岔口小流域因生态工程的实施而改变土地利用方式的坡改梯地(梯田)、退耕还林地(林地)、地埂核桃园地(园地)3种样地为研究对象,以现有坡耕地为对照,利用时空互代法,比较不同土地利用方式变化前后0—20 cm,20—40 cm土壤C,N,P,K含量以及生态化学计量比的差异。[结果]①流域各种生态恢复措施实施后,土壤C,N元素含量明显增加,梯田、林地、园地0—40 cm土壤有机C含量分别是坡耕地的1.38,2.44和1.09倍,全N含量分别是坡耕地的1.76,2.66,1.68倍。P,K元素增加量不明显,林地相比其他2种土地利用方式对C,N元素的固持更加明显;②通过分析土壤养分化学计量比的关系,发现流域土壤的限制性元素为C,N元素;③流域土壤养分及计量比之间存在着稳定的耦合关系,C-N之间的耦合关系最为显著且在各元素和生态化学计量比稳定方面发挥着重要作用。[结论]流域3种土地利用方式有效地改变了土壤全量养分含量和元素的生态化学计量比,有利于流域的生态保护和植被修复。     

电动多旋翼植保无人机升力特性综合测评方法

升力特性是电动多旋翼植保无人机性能测试的重要参数之一。为了实现对电动多旋翼植保无人机升力特性的性能检测,针对不同型号、不同规格的电动多旋翼植保无人机在评价过程中存在无统一的评价指标问题,该文提出了一种半系留式电动多旋翼植保无人机升力特性的测试与评价方法,包括性能检测平台、升力特性测试方法及指标、升力特性的评价方法。为了验证方法的可行性,对3种不同机型(分别为四旋翼机型Ⅰ、六旋翼机型Ⅱ、八旋翼机型Ⅲ)进行了升力特性指标的性能测试试验。试验结果表明:3种机型在功率载荷、重量效率、热效比等方面有较大差异,功率载荷最好的机型Ⅲ比最差的机型Ⅰ大7.6 m N/W,重量效率最好的机型Ⅰ比最差的机型Ⅱ大0.33,热效比最好的机型Ⅲ比最差的机型Ⅱ大10.5 N/℃,反映出3种机型在设计过程中整个动力系统效率、机型整体结构和材料选择上的差异,从而在整机作业性能上表现出差异。在上述指标测试的基础上,结合无人机动力系统数学模型,提出了运用功率载荷、重量效率和热效比进行电动多旋翼植保无人机升力特性综合评价的评分方法,对上述3种机型进行综合评分的结果为:机型Ⅲ机型Ⅰ机型Ⅱ,该结果表明所提出的评价方法能有效对不同类型电动多旋翼植保无人机的升力特性进行综合评判。该文所给出的测试与评价方法,不仅能用于电动多旋翼植保无人机性能的评测,还能为机型性能的进一步改进提供参考。     

基于水土流失敏感性的岩溶地区景观生态风险评价——以黔南州为例

为揭示岩溶地区水土流失与生态格局的相关性,分析水土流失敏感性背景下景观生态风险的空间特征。以黔南州为研究对象,融合RUSLE模型和ERI评价方法,在分析水土流失敏感性的基础上,对县域尺度的景观生态风险进行了定量化评价。结果表明:（1） 黔南州水土流失敏感性以中度、轻度和低敏感区为主,其总面积为22 974.42 km²,比重达88.86%,但重度、极度敏感区面积仅占11.14%,且降水侵蚀力、地表起伏度和石漠化等级的空间相关性高。（2） 低生态风险区主要由水土流失轻度、不敏感区构成,耕地面积比重大（72.07%）,高生态风险区则以中度、重度敏感区为主,且建设用地面积比重大,说明水土流失敏感性就越高,则区域生态风险越高。上述研究表明,从水土流失敏感性的角度评价景观生态风险,融合了景观格局和水土流失状况等信息,不仅丰富了区域生态风险评价方法,也为区域生态保护与修复提供了决策依据。     

Novel royal jelly proteins identified by gel-based and gel-free proteomics

Royal jelly (RJ) plays an important role in caste determination of the honeybee; the genetically same female egg develops into either a queen or worker bee depending on the time and amount of RJ fed to the larvae. RJ also has numerous health-promoting properties for humans. Gel-based and gel-free proteomics approaches and high-performance liquid chromatography-chip quadruple time-of-flight tandem mass spectrometry were applied to comprehensively investigate the protein components of RJ. Overall, 37 and 22 nonredundant proteins were identified by one-dimensional gel electrophoresis and gel-free analysis, respectively, and 19 new proteins were found by these two proteomics approaches. Major royal jelly proteins (MRJPs) were identified as the principal protein components of RJ, and proteins related to carbohydrate metabolism such as glucose oxidase, α-glucosidase precursor, and glucose dehydrogenase were also successfully identified. Importantly, the 19 newly identified proteins were mainly classified into three functional categories: oxidation-reduction (ergic53 CG6822-PA isoform A isoform 1, Sec61 CG9539-PA, and ADP/ATP translocase), protein binding (regucalcin and translationally controlled tumor protein CG4800-PA isoform 1), and lipid transport (apolipophorin-III-like protein). These new findings not only significantly increase the RJ proteome coverage but also help to provide new knowledge of RJ for honeybee biology and potential use for human health promotion.     

不同中微量及有益元素对小麦吸收镉的影响

采用盆栽试验,研究了不同中微量元素及有益元素对小麦生长和吸收Cd的影响。结果表明,与对照相比,硫酸钙、硫酸锰和氯化铜处理提高了小麦籽粒产量,而氯化镁、硫磺粉、硫酸铜、硫酸亚铁和硼酸处理却显著降低了小麦籽粒产量。在受Cd污染的土壤上施用不同中微量及有益元素肥料对土壤Cd的有效性具有一定的调节作用。镁、锰、铁、硼砂、硅酸钠和亚硒酸钠处理降低小麦对Cd的吸收;而钙、铜、锌和硼酸处理增加了小麦对Cd的吸收,特别是氯化钙。中量及微量元素的盐酸盐比硫酸盐处理促进小麦对Cd的吸收;小麦秸秆中Cd的积累量远远大于籽粒。因此,建议在Cd污染的旱作土壤上要避免施用硫磺粉、硼酸、氯化钙、锌肥和铜肥;施用铁、锰、镁肥及硼砂、硅酸钠和亚硒酸钠对降低土壤Cd的活性有明显效果,能在一定程度上降低小麦对Cd的吸收。