Selection of soybean elite cultivars based on phenotypic and genomic characters related to lodging tolerance

Soybean lodging can result in serious yield reduction. Detecting the quantitative trait loci (QTL) associated with lodging tolerance for their further application in marker‐assisted selection (MAS) has the potential to enhance soybean breeding efficiency. In this study, a genome‐wide association analysis (GWAS) was performed to identify soybean accessions that could potentially be used to produce lodging‐tolerant varieties, based on the comprehensive evaluation of lodging scores (LS) obtained for the parental cultivar “Tokachi nagaha” and its 137 derived cultivars. Results showed that genotype, environment and genotype × environment interaction significantly influenced LS. Of the 31 significant SNPs identified, 22 were consistently detected in two or more environments and 27 SNPs were located in or close to agronomically important QTL mapped by linkage analysis. Best linear unbiased predictors (BLUPs) of LS tend to decrease with the elite alleles contained by accessions increasing. Some excellent accessions, with lower BLUPs and D_i (stability coefficients) values and more elite alleles, were selected. This study contributed to understand the genetic mechanism of lodging, providing genetic and phenotypic information for MAS.     

河道淤泥气泡混合轻质土剪切流变特性及模型

利用剪切流变试验对以水泥为固化剂的河道淤泥气泡混合轻质土的流变特性进行了试验研究。试验结果表明,经固化处理的河道淤泥气泡混合轻质土在荷载作用下具有类似于硬粘性土的流变特征。剪切流变可以分为3个阶段：在剪应力水平较低时,剪切流变曲线呈衰减稳定型;随着剪应力水平的提高,剪切流变曲线呈非稳定的等速型;当剪应力水平增大到一定程度时,剪切流变曲线呈加速型。河道淤泥气泡混合轻质土的流变性随着混合轻质土强度的提高而降低。根据试验所呈现的剪切流变规律,可以发现河道淤泥气泡混合轻质土的剪切流变符合七元件黏弹塑性剪切流变模型,模型能够比较好地描述河道淤泥混合轻质土在各种剪应力水平下的衰减、等速以及加速流变过程。     

基于内聚力模型的锈蚀砼梁抗弯刚度

粘结性能退化是导致锈蚀钢筋混凝土构件力学性能下降的主要因素之一,基于锈蚀构件粘结性能实验研究成果与内聚力模型,建立了有厚度的双线性内聚力单元与分离式钢筋混凝土梁分析模型,引入粘结界面层,研究了粘结性能退化对锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度的影响。结果表明,双线性内聚力单元可以有效模拟钢筋与混凝土之间的粘结机制,而根据锈蚀深度确定的有厚度的粘结单元能合理描述锈蚀程度对粘结性能的影响。数值分析结果与实验及经验公式对比,表明了文中方法的有效性和合理性。     

基于CA-Markov模型的甘州区土地利用变化预测分析

研究以张掖市甘州区为例,以黑河流域2000年和张掖市2007年土地利用/土地覆盖(LUCC)数据集的矢量数据、2014年Landsat 8 OLI_TIRS 8月份遥感影像和Google Earth影像为数据源,以Arc GIS10.1、ENVI 4.8和IDRISI 17.00为计算平台,利用CA-Markov模型对2014年土地利用变化进行模拟和预测,并将预测结果与2014年甘州区LUCC解译数据作对比分析,其Kappa系数为87.87%,表明预测与现实一致性较佳。最后对2021年甘州区土地利用分类进行模拟和预测。从预测结果可以看出:2000—2021年间甘州区耕地面积和建设用地面积呈现较快的增长趋势,未利用地面积呈现较快的减少趋势;林地和水域呈现缓慢地增长趋势;草地面积变化较小。简要分析了其变化原因主要归因于政策、社会经济、人口和科学技术几方面。对2021年甘州区土地利用变化的预测研究结果可为该区土地利用合理规划管理及经济发展政策的制定提供科学的决策依据。     

吉林省主要粮食作物生产风险评价

充分认识吉林省主要粮食作物生产面临的风险,为稳定粮食产量和保障国家粮食安全提供参考。以县级行政单元为研究对象,在运用直线滑动平均法对作物单产进行趋势模拟的基础上,运用非参数信息扩散模型对吉林省玉米、水稻和大豆3种主要粮食作物的生产风险进行了评估。结果表明:不同类型作物生产所面临的风险大小不同,单产损失风险从大到小依次为大豆、玉米、水稻;西北部地区县域的风险普遍较大,其次是东南角地区,而中部地区县域的风险相对较小;吉林省玉米、水稻和大豆3种作物单产损失率30%以上的概率较小。     

基于生态文明的半干旱区土地资源综合承载力评价研究

土地资源面积的有限性,位置固定性和区域差异性,造成了其供给稀缺性;而土地资源具有养育、支撑、资源和资产等功能,其需求旺盛;土地资源供给的稀缺性与社会需求的无限性之间存在矛盾。笔者运用经济学的总需求-总供给模型(AD-AS模型),立足生态文明角度,从供求方面对区域土地资源承载力进行探讨,以山西省大同市为案例区。研究结果表明:(1)由耕地需求量、建设用地需求量和生态用地需求量构成的土地资源综合承载力总需求,2011—2015年大同市土地综合承载力总需求分别为0.5309、0.5542、0.5770、0.5797和0.6030;其总体趋势增加;(2)由耕地支撑能力、建设用地支撑能力和生态支撑能力构成的土地综合承载力总供给,2011—2015年大同市土地综合承载力总供给分别为1.423、1.466、2.104、1.531和1.509;(3)2011—2015年大同市土地综合承载力处于超载,2013年超载最大,2015年超载最小,说明大同市的土地资源承载力超载现象在改善。运用此方法进行土地资源综合承载力评价,在土地资源承载力研究中更为科学和合理,使得人们更为关注生态文明,为建立社会、经济、生态和谐的人地关系提供了新的依据。     

三江平原水稻潜叶蝇发生规律及预测预报研究

研究旨在明确黑龙江省水稻主产区(三江平原)的水稻潜叶蝇的发生规律及影响水稻潜叶蝇发生的主要气象因子。试验从2006年开始连续10年在黑龙江省三江平原对水稻潜叶蝇的发生情况进行定点调查,收集水稻潜叶蝇发生时期的气象因子及第一代的虫口基数,采用通径分析及逐步回归的方法对6月末水稻潜叶蝇百株虫口数、气象因子及第一代虫口基数进行了研究,研究结果明确了第一代虫口基数及5月中旬的平均气温为影响水稻潜叶蝇的主要直接因子,而5月上旬的平均温度和5月下旬的平均温度是通过影响第一代虫口基数而间接影响了6月末的百株虫口数。通过逐步回归建立的短期预测模型Y=-150.012-1.432X_1+7.79X_4+0.17X_6+5.96X_7-0.121X_9-0.14X_(12)-0.09X_(15)+1.43X_(19)回归拟合效果好。可对黑龙江省三江平原水稻潜叶蝇的发生进行中短期预测。     

Rhynchosporium leaf scald disease incidence: seed source and spatial pattern

A programme of field trials for the study of the winter barley–Rhynchosporium commune pathosystem is reported. The associated seedborne disease rhynchosporium leaf scald is regarded as having an important impact on barley yields. The analysis in this study relates to the impact of the seed source (commercial or farm-saved seed) on disease incidence and to the spatial pattern of rhynchosporium leaf scald disease incidence. Disease incidence data were calculated from field data recorded as disease severity. Mean disease incidence was higher in the crops grown from farm-saved seed than in those grown from commercial seed, although great agronomic significance cannot be attached to this result. The spatial pattern of rhynchosporium leaf scald disease incidence was characterized in terms of the binary power law (BPL) and was indicative of an aggregated pattern. Programme-wide BPL results were described using a novel phytopathological application of a random coefficients model. These results have application in field sampling for rhynchosporium leaf scald disease.     

基于光合有效辐射瞬时值估算日均值的方法

光合有效辐射是太阳辐射的一部分,是植被进行光合作用和陆地生态系统碳循环的核心因素,对估算植被生产力具有重要影响。本文基于SURFRAD多年观测数据,建立了一个线性回归模型,由上午、下午瞬时光合有效辐射值估算日均值。该模型模拟效果较好,单个观测站的均方误差低于9 W·m^-2,判定系数不低于0.96,并适用于不同经纬度、气候条件和海拔高度下的区域,总的均方误差为8.863 1 W·m^-2,判定系数R2为0.977,表明该模型和方法有较好的可行性和可靠性。     

鄂北地区水稻适宜灌溉模式研究

针对鄂北地区干旱现状,采用长渠灌溉试验站水稻试验成果,对ORYZA模型进行了率定与验证。利用ORYZA模型模拟评价了中蓄、浅灌和湿润3种现行灌溉模式。针对现行灌溉模式存在问题,根据不同灌溉下限和灌水定额设置了不同方案,采用模型对不同方案进行了优化分析,提出了鄂北地区水稻适宜的灌溉模式:蓄水深度为60 mm;返青期和抽穗开花期灌溉下限为0,黄熟期自然落干,其他生育阶段灌溉下限设定为耕作层土壤饱和含水率的80%;灌水定额为30~40 mm/次。