我国化学肥料和农药减施增效综合技术研发顶层布局与实施进展

化学肥料和农药是保障国家粮食安全和主要农产品有效供给不可替代的投入品,2015年我国以占世界7%的耕地面积,投入了超过世界总量33%的化肥农药。因此,围绕解决我国化肥农药过量施用带来的生态环境污染、农产品质量安全、耕地质量下降、生物多样性破坏、农产品生产成本持续升高等问题已成为关注重点。2016年至今,\"化学肥料和农药减施增效综合技术研发\"试点专项以突破减施途径和创新减施产品与技术装备为抓手,聚焦粮食作物、经济作物、蔬菜、果树等重要农产品,依托农业产业政策进行了一体化实施。本文综述了此专项的整体布局、实施效果、科技产出、推广成效和管理经验,统计分析了研发、试验、转化、推广过程中的年度任务部署、中央财政资金分布、主持单位及课题单位分布、参与人员结构层次等相关数据,并总结了基础理论研究、共性关键技术、集成示范推广3个研究领域的阶段性成效,以期为减肥减药领域相关科研人员、推广机构、管理部门、技术用户、经营主体等提供参考。     

鼠曲草果蔬复合保健饮料的研制

以鼠曲草、胡萝卜和苹果为主要原料研制保健饮料。通过正交试验优化超声波辅助水提法提取鼠曲草中有效成分的工艺条件以及复合饮料配方。结果表明,鼠曲草有效成分的最佳浸提工艺参数为:料液比1∶100(g/m L),超声功率160 W,提取温度80℃,提取时间20 min,此时黄酮得率为2.82 mg/g;鼠曲草苹果胡萝卜复合饮料的最佳配方为:苹果汁与胡萝汁比1∶1(m∶m),鼠曲草浸提液添加量10%,蔗糖添加量8%,柠檬酸添加量0.20%。按此工艺制得的饮料为均匀的橙红色,组织细腻,滋味柔和,酸甜可口,具有苹果、胡萝卜和鼠曲草的清香。     

基于计算机模拟模型的林木冠层太阳短波辐射定量分析方法

目的: 定量模拟和刻画林木冠层太阳短波辐射的分布和截获情况,于时空变换下反演太阳短波辐射在不同林木冠层内的辐射通量变化,为林木培育经营和提质增效提供理论依据。方法: 首先,以公共数据集和真实扫描的校园内林木激光点云数据为例,结合设计的机器视觉算法,对林木激光点云进行枝叶分离和单叶分割,并用合适大小的椭圆形和圆柱体几何单元分别拟合每片叶片和骨架,开展林木真实模型重建; 其次,运用计算机图形学方法,结合研究地点的经纬度和时刻,模拟太阳入射光线,并引入物理学的双向反射和透射分布函数及蒙特卡洛光线追踪算法,开展反射和透射光线与冠层内叶片的碰撞模拟;最后,根据仪器测量得到的不同树种叶片平均粗糙度和折射率,结合光线追踪算法,实现林木冠层内短波辐射分布计算和木林冠层光截获效率评估。结果: 利用本研究方法计算时空变换下不同树种（芒果、橡胶、紫薇、樱花）4株树冠及一片香樟树林的直射、反射和透射太阳辐射通量,其中直射辐射通量占比约86%、反射辐射通量占比约5%、透射辐射通量占比约9%。叶面积指数高的树冠会拦截更多直射和透射光线;在太阳高度角较小时刻（上午或下午）,斜射的太阳光线反射后易与树冠中其他叶片发生二次求交,产生较多反射辐射通量。同时,由于林木的趋光性,中午树冠光线拦截率高于上午和下午10%左右。比对采用本研究方法计算的树冠辐射通量拦截比值和样地手持光电仪器实测结果,绝对误差小于6%。结论: 在测绘科学、计算机图形学及林学多学科视角融合下,本研究基于激光点云重建树木真实表观形态结构,并将蒙特卡洛光线追踪算法与物理学的双向反射和透射分布函数相融合,真实模拟光线在树冠中的传播过程,可准确获取林木冠层内太阳短波辐射分布与树冠辐射通量拦截值,对研究时空变换下林木太阳辐射吸收、光强与树冠形态结构的耦合关联及不同表型参数的林冠辐射传输模型均有重要启示意义。     

小麦-簇毛麦易位系中贮藏蛋白的鉴定及分析

为探讨簇毛麦染色体对小麦品质的影响,利用A-PAGE、SDS-PAGE和高效毛细管电泳(High-performance capillary electrophoresis,HPCE)技术对12个易位系及7个附加系的贮藏蛋白进行鉴定。将簇毛麦的一条ω-醇溶蛋白基因定位于1VL。结果表明:易位系T1DL·1VS可用来改良小麦品质;定位于簇毛麦1VS染色体上的高分子谷蛋白在小麦中表达不稳定;其他材料醇溶蛋白组成发生改变较小,可能对面筋相关品质影响不大,在育种工作中不会引起面筋相关品质下降;易位系材料中的小麦醇溶蛋白的质量分数有所增加。     

木塑复合3D打印耗材制备研究进展

3D 打印 (3D printing, 3DP) 起源于 20 世纪 80 年代,是一种节材、节能的新兴增材制造技术,其原理是分层制造、逐层叠加,近年来受到社会的广泛关注。文章简要介绍了 3D 打印技术的分类和常用3D 打印材料种类,重点综述了近年来专用于 3D 打印的木塑复合材料的研究现状,指出了目前 3D 打印用木塑复合材料存在的主要缺陷。     

用于水肥系统的养分离子快检装置研制与试验

针对农业生产中难以现场、精准、快速获取水肥系统中养分离子含量的问题,该研究设计了一套针对水肥溶液与浇灌尾水中K+、NO3-、NH4+、PO43-4种养分离子的快检装置。该装置结合了毛细管电泳（Capillary Electrophoresis,CE）技术和电容耦合非接触电导检测（Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection,C4D）技术,首先使用CE的方式实现养分离子快速分离,再利用C4D原理进行精准测量,在10 min内即可完成单个指标检测。装置由高压系统、C4D检测器、毛细管通道、数据采集卡和上位机组成,采用触摸屏控制,操作简便。为了提升检测效果,在C4D检测器的电路设计上引入了锁相放大技术,测试了其在不同幅值Vp和工作频率f下的输出特性曲线,确定了最优参数为f =490 kHz,Vp=75 V（阳离子）,Vp=60 V（阴离子）。使用装置对K+、NO3-、NH4+、PO43-这4种离子的标准溶液进行检测分析,检测限均可达到1 μg/L。最后,为了验证装置的有效性和现场适应能力,在安装了水肥系统的草莓种植温室中对水肥溶液与浇灌尾水样品进行了现场测试,仅需少量样品和简单操作即可快速得出结果,4种养分离子的检测结果相对标准偏差均小于7%,表明该研究提出的装置可以有效地实现配比后的水肥溶液与浇灌尾水的现场快速检测。研究结果为水肥系统的养分离子检测提供了一种可靠的方法与装置,可为设施农业的高效肥料管理提供数据支持。     

辐射松、油松幼苗抗旱性能比较

采用盆栽控水法和单因素试验设计,对两种针叶树种辐射松(Pinus radiata D.Don)、油松(Pinus tabulaeform is Carr.)幼苗在连续干旱胁迫下分别测定其植株的叶片相对含水量、质膜相对透性、脯氨酸含量和脱落酸含量等4项抗旱生理指标,以评定两种树种的抗旱性能。研究结果表明,在连续干旱胁迫下,两树种叶片相对含水量均呈下降趋势,但辐射松的降幅较大,两树种的质膜相对透性、脯氨酸含量和脱落酸含量均有所增加,但辐射松的增幅较小,因此,辐射松的抗旱性能次于油松。