基于镧系金属有机框架材料检测水体中酰胺类除草剂残留的可视化技术研究

研发水体中酰胺类农药残留简便快捷的检测技术,对评估农药造成的水体污染和提出相应的治理对策具有重要意义。以共掺杂镧系金属离子 (Eu3+ 和Tb3+) 作为配位金属离子,分别利用水热法和微波法制备了镧系金属有机框架材料 (lanthanide metal-organic frameworks, Ln-MOF),对其结构和性质进行了表征,并采用所制备的Ln-MOF对水体中残留的5种常见酰胺类除草剂 (乙草胺、异丙草胺、丙草胺、敌草胺和异丙甲草胺) 进行了定性和定量分析。结果表明:与水热法相比,采用微波法制备的Ln-MOF样品呈蓬松的簇状、结晶度好,且具有更高的发光效率,故选择微波法制备Ln-MOF。农药残留检测试验结果表明,不同除草剂对Tb3+和Eu3+的发光会产生差别性猝灭,并使整体发射光发生变化,进而实现水体中农药的可视化检测。进一步研究发现,荧光强度比值I (Tb3+)/I (Eu3+) 与丙草胺浓度在0.1~1 mmoL/L范围时呈线性相关,线性相关系数R2 = 0.998,检测限 (LOD) 为0.08 mmoL/L。另外,该材料对于用湖水配制的除草剂溶液也具有一定的定性检测能力。本研究结果展现了Ln-MOF用于水体中酰胺类除草剂的定性、定量分析具有良好应用前景。     

基于NIR定量模型快速预测发酵麸皮中还原糖和可溶性蛋白成分的含量

为建立一种能快速预测发酵麦麸还原性糖和可溶性蛋白含量的定量分析模型,本研究以发酵麦麸为样本,采用3,5-二硝基水杨酸比色法（3,5-dinitrosalicylic acid, DNS）和BCA蛋白浓度测定法分别测定样品的还原性糖和可溶性蛋白含量;利用近红外光谱技术（Near infrared spectrum instrument, NIR）结合偏最小二乘法（Partial least squares regression, PLS）,比较预处理方法、最佳波长及主成分因子的决定系数R²,建立发酵麦麸还原性糖和可溶性蛋白含量的NIR快速检测定量模型。结果表明：1）发酵麦麸还原性糖定量模型的预处理方法使用一阶导数 （First derivative, FD）+二阶导数 （Second derivative, SD）+标准正态变换 （Standard normal variate, SNV）,光谱范围为908~1 670 nm ,主因子数为7时,模型效果最优,其决定系数Rc²为0.904 8,校正均方根误差（Square error corrected, SEC）为1.576 1,相对分析误差（Relative percentage difference, RPD）为3.240 8;外部验证集决定系数Rp²为0.954 9且还原糖活性成分的验证集样本的测定值与NIR光谱预测值的P值为0.959 5>0.05。2）发酵麦麸可溶性蛋白定量模型的预处理方法使用一阶导数 （First derivative, FD）+二阶导数 （Second derivative, SD）+标准正态变换 （Standard normal variate, SNV）,光谱范围为908~1 670 nm ,主因子数为10时,模型效果最优,其决定系数Rc²为0.938 2,校正均方根误差（Square error corrected, SEC）为2.003,相对分析误差（Relative percentage difference, RPD）为4.021 9;外部验证集决定系数Rp²为0.994 4,且可溶性蛋白活性成分的验证集样本测定值与NIR光谱预测值的P值为0.901 9>0.05。综上,建立的NIR光谱定量模型稳定性和准确性较好,且预测准确度良好,可用于快速预测发酵麦麸样品的还原性糖和可溶性蛋白含量。     

春甘蓝田小菜蛾种群动态研究

在田间系统调查的基础上,采用模糊聚类分析和时间动态空间生态位宽度与种群密度关系分析方法,研究了合肥地区春甘蓝田小菜蛾的种群动态,旨在为小菜蛾的科学治理提供依据。研究结果表明,春甘蓝田小菜蛾种群动态可分为3 个发展阶段——点片发生阶段（低密度、高聚块）、扩张发生阶段（中密度、低聚块）和猖獗发生阶段（高密度、低聚块）。小菜蛾对春甘蓝的为害情况比较复杂,种群密度较低时主要为害甘蓝心叶;随着甘蓝的生长和小菜蛾种群密度的上升逐渐向内层叶和外层叶扩展,最终导致甘蓝全株受害。小菜蛾种群处于点片发生阶段时是春甘蓝田小菜蛾防治的关键时期。     

不同生长阶段尼罗罗非鱼IGF1基因表达分析

为阐明IGF1基因在罗非鱼生长过程中的表达规律,为罗非鱼的分子选育等工作奠定了理论基础,本实验利用实时荧光定量PCR技术跟踪尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)在不同生长阶段（0、20、40、60、80、125、145、165、185、205天）肝脏和肌肉胰岛素样生长因子1(IGF1)基因表达的发育性变化。结果表明：实验鱼的体重增长过程可以分为快速生长期和平稳期。在快速生长期时,肝脏IGF1基因表达水平较高,平稳期时较低,肝脏中IGF1基因表达情况与体重增长趋势基本吻合。肌肉中IGF1基因mRNA含量要低得多,而且表达模式与肝脏IGF1基因不相同。研究结果提示：IGF1 mRNA的表达具有明显的时空变化和组织特异性。肝脏中IGF1基因的表达量变化与罗非鱼体重增长趋势一致。肌肉中IGF1表达模式与肝脏中不同,提示肌肉中IGF1的分泌和作用有其自身的特异性。     

粘虫EF-1a和AK基因的克隆及real time RT-PCR方法建立

为今后利用SYBR GreenⅠ荧光定量法研究粘虫EF-1a和AK基因的表达情况,设计合成用于PCR扩增的引物,运用RT-PCR方法克隆EF-1a和AK基因片段,并进行序列同源性分析;然后采用SYBR Green Ⅰ荧光定量法设计特异性引物进行RT-PCR扩增,通过熔解曲线和标准曲线分析等建立实时RT-PCR方法。结果表明,从粘虫中克隆获得EF-1a和AK基因片段长度分别为622 bp和1020 bp,分别编码207个氨基酸和339个氨基酸;序列同源性分析结果表明,粘虫EF-1a与鳞翅目昆虫家蚕、桦尺蠖和柑桔凤蝶的EF-1a氨基酸序列同源性为95%以上;AK与鳞翅目昆虫草地贪夜蛾、烟蚜夜蛾、棉铃虫、斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的AK氨基酸序列同源性为98%以上。熔解曲线和标准曲线结果显示,设计的EF-1a和AK基因引物均可应用于实时RT-PCR扩增。     

黄瓜数量性状遗传距离与杂种优势关系的研究

探讨数量性状遗传距离与杂种优势的关系,为黄瓜新品种的选育提供理论依据。选择5份黄瓜自交系材料作为母本,6份黄瓜自交系材料作为父本,按半双列杂交法配制出29个杂交组合,对11份黄瓜自交系材料的7个数量性状进行杂种优势分析和聚类分析,并研究数量性状遗传距离与杂种优势的关系。研究结果表明,各数量性状均有不同程度的正向杂种优势,其中株高、结瓜数和单株产量的杂种优势最为明显,而单果重、主蔓20节内雌花数、果实长和果实粗的杂种优势比较微弱。11份黄瓜自交系被分为3大类群,地理远近与遗传距离之间并不存在必然的联系。结瓜数的中亲优势指数和杂种优势指数、果实长和果实粗的中亲优势指数及单株产量的超亲优势指数与亲本遗传距离之间存在显著的相关关系,而株高、单株产量的中亲优势指数和杂种优势指数与亲本遗传距离之间存在极显著的相关关系,大部分数量性状的杂种优势都随着遗传距离的增大而增大。在进行黄瓜种质资源评价时,不能以地理关系作为唯一标准;在进行黄瓜杂交育种时,可根据育种目标,适当选择较大的遗传距离来获得杂种优势。     

基于多指标评价和分形维数的坡耕地优先流定量分析

以重庆紫色砂岩区坡耕地田间染色示踪试验为基础,采用形态学和统计学方法,对3种坡耕地土壤剖面染色图像进行指标提取,运用多指标评价法确定了优先流指数PFI,并结合几何学中的分形理论,定量评价了土壤优先流的发育程度。结果表明:6个优先流特征指标(优先流区染色面积比、基质入渗深度、优先流分数、长度指数、峰值指数和变异系数)均表现出南瓜地和柑橘地的优先流程度高于玉米地;优先流指数PFI由大到小为南瓜地(0.88)、柑橘地(0.77)、玉米地(0);通过Fractal Fox 2.0软件计算得到的优先流湿润峰迹线分形维数由大到小为南瓜地、柑橘地、玉米地。与土壤优先流指数PFI进行比较,所得结果基本一致,说明利用分形维数来评价土壤优先流发育程度是准确可行的。     

长期定量施肥对黑土呼吸的影响

通过盆栽模拟试验,用静态箱法采样,气相色谱测定样品CO2浓度,研究大豆出苗到开花期长期定量施肥土壤CO2排放速率的变化规律。结果表明,长期定量施肥大豆生长对土壤呼吸影响有明显的规律性,NPK+OM>NPK>NP>NK>CK;长期定量施肥对裸土呼吸速率影响较小,NPK+OM呼吸速率较大为53.8mgCm-2h-1,NP次之为50.7mgCm-2h-1,其它施肥影响不大,气温对裸土呼吸影响较大,而对种植大豆的土壤呼吸前期(出苗后9天)影响较大,生长后期(出苗9天以后)影响较小。裸土呼吸速率变化与气温变化趋势相似,种植大豆促进土壤呼吸增大。如果忽略大豆生长对土壤有机质分解的激发效应,大豆根际呼吸占总土壤呼吸的23%～56%。     

油菜直播机四头螺旋双行排肥器设计与试验

针对油菜直播机常用外槽轮排肥器排肥稳定性和均匀性不足及各行一致性低等问题,设计了一种四头螺旋双行排肥器。分析了肥料颗粒在螺旋排肥中的运动特性,确定了排肥螺旋螺距范围和临界转速,运用EDEM仿真分析得出排肥螺旋头数为四头和螺距为24mm时,排肥器具有最佳的排肥性能;开展了排肥螺旋转速对排肥器排肥性能影响和不同肥料适应性的台架试验,试验结果表明,排肥速率随排肥螺旋转速增大而增加,单行排肥速率为461.19~1328.57g/min,排肥均匀性变异系数随排肥螺旋转速增大而变小,在转速大于30r/min时,排肥均匀性变异系数小于6.5%,总排肥量稳定性变异系数和双行排肥量一致性变异系数均小于2.2%;同时研究表明一器双行四头螺旋排肥器能适应广泛应用的不同类型油菜直播常用复合肥,3种试验肥料排肥均匀性变异系数均满足施肥标准,总排肥量稳定性变异系数和双行排肥量一致性变异系数均低于3.3%。田间试验结果表明,理论施肥量为28.87kg时,一器双行螺旋排肥器实际施用量与理论施用量相对误差为2.33%,排肥均匀性变异系数为6.73%,双行排肥量一致性变异系数为1.98%。试验结果满足油菜直播生产施肥要求,可为油菜直播排肥器的结构改进和优化提供参考。     

秭归县退耕还林水源涵养效益计量

林地是森林水源涵养效益的主体,通过对秭归县10种退耕还林模式的土壤物理性状和林地水源涵养效益的研究,结果表明:(1)退耕还林后土壤总孔隙度增加4·3%~20·2%,除柏木林外,非毛管孔隙度增加6·8%~494·2%;(2)退耕还林后土壤饱和蓄水量增加5·7%~118·8%,非毛管蓄水量为坡耕地的2·58~19·13倍;(3)秭归县退耕还林森林土壤的蓄水量为171·6万m3/a,是相似立地条件下农耕地的3·21倍。