华北平原农田生态系统碳过程与环境效应研究

本文总结了25年来针对华北平原小麦-玉米两熟系统,农田的碳循环对气候变化(温度升高)和管理措施(氮肥施入、秸秆还田和耕作方式等)响应机制的研究成果。自2001年起我们在中国科学院栾城农业生态系统试验站建立了3个长期定位碳循环试验:耕作试验、有机循环试验和增温试验,并完善了4种农田碳过程监测方法体系:隔离罐-碱液吸收CO_2法、静态箱-气相色谱法、涡度相关技术和浓度梯度法。量化了华北平原小麦-玉米两熟系统碳输入-输出的平衡,并对华北平原施氮农田土壤碳截留进行了再评价,指出秸秆还田下高水高肥的精细管理农田正在以77 g(C)·m~(-2)·a~(-1)的速度丢失碳;此外长期氮施入虽然显著增加0~100 cm土体的土壤有机碳含量,但同时会造成0~60 cm土体土壤无机碳含量显著降低。我们在对碳过程环境效应的研究中进一步指出:增温和施氮均会降低CH4汇强度,但对土壤呼吸无显著影响,这可能主要是由于试验增温诱发的土壤干旱抵消了土壤温度的部分影响和土壤呼吸对土壤温度升高的适应性造成的。我们对剖面土壤气体的研究表明施氮对剖面CH4和CO_2均无显著影响。进一步将静态箱法和浓度梯度法相结合的研究结果表明0~40cm土层是北方旱地无氮农田土壤CO_2产生和CH4吸收的主要发生层。     

基于染色体单片段代换系的水稻粒形QTL定位

水稻的粒形是影响水稻产量和品质的重要因子之一, 是由多基因控制的数量性状。染色体单片段代换系由于减少了个体间遗传背景的干扰, 已经成为鉴定复杂性状QTL的新型遗传材料。本研究以广陆矮4号为受体,日本晴为供体的119个染色体单片段代换系群体为试验材料,通过单因素方差分析和Dunnett’s多重比较,测验单片段代换系与受体亲本之间粒形的差异,鉴定了代换片段上粒形相关的QTL。以P≤0.001为阈值, 共检测到39个粒形相关的QTL。其中,粒长相关的19个,其加性效应值为0.18~1.06 mm,加性效应百分率为2.40%~14.13%;粒宽相关的14个,其加性效应值为0.09~0.31 mm,加性效应百分率为2.71%~9.15%;粒厚相关的6个,其加性效应值为0.05~0.10 mm,加性效应百分率为2.14%~4.46%。这些QTL的鉴定,为进一步精细定位并克隆相应QTL和高产、优质水稻新品种的分子标记辅助选择奠定了基础。     

甘薯近缘野生种Ipomoea trifida(4x) GISH分析

以甘薯近缘野生种I. trifida (2x)为探针, 与I. trifida (4x) 2个株系“695104”和“697288”的体细胞染色体进行基因组荧光原位杂交, 结果显示, 2株系都与I. trifida (2x)有很近的亲缘关系, 但2株系的信号存在差异。“695104”几乎所有染色体整条都有均匀明亮的信号, 应为I. trifida (2x)基因组直接加倍而来;而 “697288”与“695104”不同, 虽然各条染色体也均有杂交信号, 但信号的区域与亮度有差异, 较为复杂, 可分为三种情况。第1种是整条染色体有均匀明亮的信号, 亮度与分布区域同“695104” , 有41条;第2种是几乎整条染色体有信号, 但亮度较第一种暗, 有14条;第3种为染色体部分区域有信号, 亮度较前二者更暗, 有5条。推测 “697288”是在加倍同时或之后又发生了基因组重组与部分变异。     

不同硬脂酸添加量下大豆分离蛋白/海藻酸钠膜特性研究

为改善大豆分离蛋白/海藻酸钠复合膜的耐水性,通过添加不同添加量（0、2%、4%、6%、8%、10%）硬脂酸制备大豆分离蛋白/海藻酸钠/硬脂酸三元复合膜,探究硬脂酸对大豆分离蛋白/海藻酸钠复合膜的机械性能、阻水性能和微观结构的影响,最终明确不同硬脂酸添加量对耐水性变化的影响规律。结果表明：与大豆分离蛋白/海藻酸钠二元复合膜相比,添加6%和8%硬脂酸后,复合膜的断裂伸长率、水蒸气透过率显著下降,并且对其含水率及水溶性也有显著影响。当硬脂酸添加量为8%时,三元复合膜的水蒸气渗透性最低,水蒸气透过系数为（2.95±0.49） g·mm/（m²·h·kPa）,接触角最大,为91.68°±9.02°。通过傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜分析可知,大豆分离蛋白和海藻酸钠通过共价交联形成网络结构,加入的硬脂酸则分布在网络结构的缝隙中,当硬脂酸添加量为8%时,膜的表面较为光滑平整,内部结构致密,能够形成良好的网络结构,键与键之间结合较强,能有效提高复合膜的阻水性能。     

马铃薯通风储藏库加湿系统设计与试验

为解决现有马铃薯通风储藏库加湿系统选型参数标准模糊和加湿方式无法随库内环境参数变化进行自动调节等问题,设计了一套马铃薯通风储藏库自动加湿系统。在现有马铃薯储藏库基础上,考虑马铃薯生理特性,该加湿系统选择PLC S7-200为主控制器,并运用控制变量法进行试验设计,采用Origin数据分析软件对各影响因素与入口风速和相对湿度之间的关系进行单因素试验分析,研究加湿帘厚度、加湿泵功率和风机风速对储藏库加湿效果的影响。硬件选型试验表明,该储藏库的最佳参数组合为湿帘厚度45cm、加湿泵功率70W、风机风速16m/s,当风速达到16m/s时能够达到完全穿透效果。加湿系统应用试验证明,系统能够正常工作,并且将库内相对湿度维持在95%左右,储藏后马铃薯平均失重率为3.70%,满足马铃薯储藏的加湿需求,且系统可根据库内环境参数的变化进行相应调整,使马铃薯保持较充足的水分和较低的失重率,从而保证储藏库内环境适合马铃薯储藏。     

基于改进YOLO v4模型的马铃薯中土块石块检测方法

为实现收获后含杂马铃薯中土块石块的快速检测和剔除,提出了一种基于改进YOLO v4模型的马铃薯中土块石块检测方法。YOLO v4模型以CSPDarknet53为主干特征提取网络,在保证检测准确率的前提下,利用通道剪枝算法对模型进行剪枝处理,以简化模型结构、降低运算量。采用Mosaic数据增强方法扩充图像数据集(8621幅图像),对模型进行微调,实现了马铃薯中土块石块的检测。测试表明,剪枝后模型总参数量减少了94.37%,模型存储空间下降了187.35 MB,前向运算时间缩短了0.02 s,平均精度均值(Mean average precision, mAP)下降了2.1个百分点,说明剪枝处理可提升模型性能。为验证模型的有效性,将本文模型与5种深度学习算法进行比较,结果表明,本文算法mAP为96.42%,比Faster R-CNN、Tiny-YOLO v2、YOLO v3、SSD分别提高了11.2、11.5、5.65、10.78个百分点,比YOLO v4算法降低了0.04个百分点,模型存储空间为20.75 MB,检测速度为78.49 f/s,满足实际生产需要。     

TDZ诱导中间锦鸡儿植株再生

以中间锦鸡儿种子无菌萌发得茎段为外植体,不同激素组合诱导丛生芽,得出最佳丛生芽诱导培养基为MS+TDZ 0.1 mg/L+NAA 0.02 mg/L+糖30.0 g/L+琼脂9 g/L,芽诱导率达220%。诱导得到的丛生芽直接生根困难,需过渡培养。在培养基MS+BA 0.2 mg/L+NAA 0.4 mg/L+糖30.0 g/L+琼脂9 g/L上过渡培养三代以上后转入生根培养基1/2MS+IAA 0.5 mg/L+糖30.0 g/L+琼脂9 g/L生根,长出的根粗壮,且须根数多,生根率在85%以上。生根培养后在草炭土∶珍珠岩=4∶1的基质上移栽成活率达到80%。     

黑琥珀李在福建引种十年的观察

通过对黑琥珀李在福建引种十年的观察、调查和研究,明确了入冬时期的极端低温,品种的需冷量和花期冻害构成了不同区域引种的限制因子,从而提出适宜栽培的不同区域.     

菜豆品种“九架豆17号”选育报告

九架豆17号是以9909为母本,以9904为父本人工杂交后系统选育而成.属中熟品种,从出苗到商品荚始收60～65天,嫩荚绿色,直条形,荚面平滑,荚长18厘米左右,平均单荚重19克左右,每荚含种子5～7粒适宜于吉林省各地种植.     

新疆、甘肃和河南部分地区甜瓜瓜类蚜传黄化病毒分子变异初步分析

从新疆鄯善县、甘肃瓜州县和河南通许县采集表现瓜类蚜传黄化病毒(Cucurbit aphid-borne yellows virus,CABYV)症状的甜瓜叶片样品63份,利用反转录PCR(RT-PCR)检测,从阳性样品中选取25个分离物扩增出1.4 kb的片段,并对其序列进行分析。结果表明:63份样品中,36份为CABYV阳性;获得的序列包括部分3′端的依赖RNA的RNA聚合酶(RdRp)基因、非编码区(NCR)和全长外壳蛋白(CP)基因。随机选取25个分离物的CP基因与GenBank中的序列进行比对,其序列相似性为93.2%~100%。通许分离物间序列相似性为98.8%~99.8%,瓜州分离物间序列相似性为98.2%~100%,鄯善分离物间序列相似性为99.2%~100%,组内表现出极高的同源性。基于其部分RdRp基因、NCR及CP基因序列构建的系统进化树表明:25个CABYV分离物与中国及周边地区(泰国、韩国等)的分离物聚为一簇,而与欧洲地区分离物距离较远,说明了该病毒分子变异与分离物的地理分布有关。