科研产出
秸秆还田方式对土壤理化性质和玉米产量的影响
《中国生态农业学报(中英文) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：高强度集约化农业生产导致耕地质量下降、农田土壤退化,而秸秆还田是改善土壤环境、提高土壤有机质的重要途径。目前的秸秆还田方式主要针对表层土壤,忽略了对底土质量的改善效果。本研究设置了秸秆富集深层还田、秸秆覆盖还田、秸秆浅旋还田、秸秆深翻还田、秸秆不还田5种秸秆还田方式,以探究不同秸秆还田方式对不同土层土壤理化性质和玉米产量的影响,为高效利用秸秆资源、提高土壤质量和作物产量提供科学依据。本研究结果表明:秸秆覆盖还田提高了0～20 cm土层土壤含水量、有机碳含量、氮循环酶活性;深翻还田提高了表层土壤水分含量与磷循环酶活性;秸秆富集深层还田显著降低了20～40 cm土层土壤容重、增加了土壤含水量、有机碳含量、全氮含量、矿质氮含量以及胞外酶活性。与不还田相比,秸秆还田处理下玉米产量显著提高13.4%～21.0%。因此,秸秆还田是秸秆资源有效利用的重要方式,有利于改善农田土壤环境,提高土壤养分含量,减少化肥使用,促进作物增产,对农业可持续发展具有重要意义。秸秆富集深层还田对于改善底土质量,扩大土壤碳库,提高耕地质量和土地生产力具有重要作用,可以作为构建深厚肥沃耕层的有效措施。
关键词： 秸秆还田 土壤理化性质 玉米产量 土壤酶 秸秆富集深层还田
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抗(感)赤霉病谷子品种内生菌多样性分析
《华北农学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：旨为揭示不同品种以及不同器官中内生菌的多样性特征,初步明确内生菌群落结构与宿主品种、器官类型及病害抗感特性的相关性.选取抗赤霉病的冀谷22、红谷、陇谷11号和感赤霉病的小青谷、石榴子、嫩选16号共6个谷子品种,取其根、茎、叶片、叶鞘、成熟谷穗,提取DNA,针对16S rDNA V3-V4区域,进行PCR扩增,基于Miseq高通量测序平台,对样本进行微生物多样性分析.感病品种与抗病品种内生菌物种组成具有明显差异.供试样本在门水平上的优势种群为变形菌门和放线菌门,其次是拟杆菌门和厚壁菌门,粘菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门和梭杆菌门相对丰度较低.Alpha多样性分析表明,抗病品种的叶片、成熟谷穗群落丰富度较高,叶片、根、成熟谷穗多样性较高;而感病品种则是根和茎群落丰富度较高,茎和叶鞘多样性相对较高;PCoA分析则表明,器官类型比品种对内生菌群落结构影响更大.物种组成分析表明,谷子内生菌群的多样性受到不同品种及不同器官的影响,不同器官所含内生菌种类相差较大.感病品种小青谷、石榴子和嫩选16与抗病品种冀谷22、红谷和陇谷11的内生菌群多样性差异较大,抗病品种在叶鞘时期都具有NB1-j菌门,成熟谷穗都具有酸杆菌门.明确了不同品种、不同器官对谷子内生菌的多样性及群落结构的影响,器官类型比品种对内生菌群落结构的影响更大.
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近红外光谱法快速检测花生籽仁主要品质指标定量模型的研究
《河北农业大学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：建立花生籽仁粗蛋白、粗脂肪、油酸、亚油酸含量的近红外光谱快速测定方法。利用波通DA7200型近红外分析仪采集近红外光谱，采用凯氏定氮法、索氏提取法分别测定粗蛋白、粗脂肪的含量，采用气相色谱法测定油酸、亚油酸的相对含量，采用偏最小二乘法，构建花生籽仁主要品质指标含量的近红外预测模型。结果表明，模型对花生籽仁粗蛋白、粗脂肪、油酸、亚油酸含量的决定系数分为0.9270、0.9647、0.9915、0.9915，均方根误差分别为0.8702、0.5631、1.6671、1.4040。经外部验证，独立测试集决定系数分别为0.960 8、0.946 0、0.9605、0.9492。该模型对花生籽仁粗蛋白、粗脂肪、油酸、亚油酸含量的预测准确，可实现花生籽仁主要品质指标的快速、无损测定，提升高品质花生新品种的育种效率。
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不同钾肥水平对设施桃品质、养分积累及产量的影响
《中国农业大学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究钾肥对设施桃品质、养分积累及产量的综合调控作用,以设施桃优系'C26-7-17'为试材,在氮磷肥比例为1∶0.5的基础上,按照0、0.5、1、1.5和2的质量比例设置5个硫酸钾水平,在果实成熟后测定果实品质、产量以及果实、枝条和叶片中矿质元素含量,对产量和不同部位的矿质元素含量进行相关性分析,并运用主成分分析法对果实品质进行综合评价,确定最适宜的钾肥用量.结果表明:氮磷肥混施条件下,增施钾肥显著提高了设施桃单果重、可溶性固形物、蔗糖、果糖和葡萄糖含量,改善了果实着色,降低了可滴定酸、苹果酸、酒石酸和柠檬酸含量,显著提高了设施桃产量.增施钾肥增加了果实、枝条、叶片中K元素含量和枝条中的大部分矿质元素含量,但果实中除K元素外,大部分矿质元素含量降低.产量与叶片中磷、钾元素,与枝条中镁、磷元素含量显著正相关,与叶片氮、锰元素含量显著负相关;果实中各元素含量间显著正相关.对品质和产量指标进行综合评价得出NPK4处理(氮肥152 g/株、磷肥292 g/株、钾肥269 g/株)是本试验条件下最佳钾肥用量.
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4种小米糠组分的理化性质和风味成分分析
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：以不同碾磨程度的小米糠为原料，通过测定小米糠中营养成分、水分分布、水合特性、色度、糊化特性和挥发性成分，探究不同小米糠组分营养成分、理化性质和挥发性成分的差异。结果显示，4种小米糠（S1～S4）的脂肪、蛋白质、灰分、淀粉和水分质量分数均存在显著差异。其中S3米糠含有10.96%蛋白质和26.05%脂肪，营养价值最高。同时，S3米糠具有流动性强，起泡能力强（5.54%）且稳定性高（82.86%）等优良特性，但高含水量、含油量不利于S3米糠贮藏。相关性分析显示淀粉、蛋白质营养成分会直接影响小米糠加工性质（水合特性、起泡性等）。此外，S1～S4米糠中分别检测出72、47、70、51种挥发性物质。4种小米糠中存在10种差异性挥发性物质，己酸甲酯、己醛、棕榈酸甲酯等6种化合物在S1米糠中含量最高，十二烷、正己醇等4种化合物在S2米糠中含量最高。4种小米糠中壬醛的香气活性值分别为702、444、110、51，可以有效区别4种小米糠。本研究有利于精准化分离工艺和选择性使用，可以实现资源利用的最大化。
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基于无人机高光谱遥感与机器学习的小麦品系产量估测研究
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为快速、准确地估测小麦产量，有效提高育种工作效率，本文以小麦品系为研究对象，收集小麦灌浆期无人机高光谱数据和产量数据。首先基于递归特征消除法筛选出特征波长作为模型输入变量，然后利用岭回归（Ridge regression, RR）、偏最小二乘回归（Partial least squares regression, PLS）、多元线性回归（Multiple linear regression, MLR）3种线性算法和随机森林（Random forest, RF）、梯度提升回归（Gradient boosting regression, GBR）、极限梯度提升（eXtreme gradient boosting, XGB）、高斯过程回归（Gaussian process regression, GPR）、支持向量回归（Support vector regression, SVR）、K最邻近算法（K-nearest neighbor, KNN）6种非线性算法构建单一算法产量估测模型并进行精度比较，最后基于Stacking算法构建多模型集成组合，筛选最佳集成模型。结果表明，基于不同算法的产量估测模型精度差异显著，非线性模型优于线性模型，基于GBR的产量估测模型在单一模型中表现最优，训练集R2为0.72,RMSE为534.49 kg/hm2,NRMSE为11.10%,测试集R2为0.60,RMSE为628.73 kg/hm2,NRMSE为13.88%。基于Stacking算法构建的集成模型性能与初级模型和次级模型的选择密切相关，以KNN、RR、SVR为初级模型组合，GBR为次级模型的集成模型有效提高了估测精度，相比单一模型GBR,训练集R2提高1.39%,测试集R2提高3.33%。本研究可为基于高光谱技术的小麦品系产量估测提供应用参考。
关键词： 小麦品系 产量估测 无人机高光谱 遥感 机器学习 Stacking算法
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设施蔬菜土壤丛枝菌根真菌多样性及群落构建的季相变化
《土壤学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为研究设施生态系统丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌群落变化的关键驱动过程,采集设施番茄不同生长季(休耕、花期、果期)土壤样品,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析AM真菌物种和谱系多样性及群落结构变化特征,并结合群落谱系分析方法探讨不同生长季随机性过程和确定性过程之间的相对贡献.结果表明,不同生长季 AM 真菌的物种多样性和谱系多样性均发生显著改变:相比于休耕期,番茄生育期(花期、果期)土壤中AM真菌丰富度、Shannon多样性、Pielou均匀度、谱系多样性(PD)和平均成对谱系距离(MPD)分别显著下降了42.82%~59.18%、43.25%~48.31%、17.46%~25.40%、57.14%~67.86%和50.00%;除球囊霉属相对多度显著增加,近明球囊霉属和类球囊霉属相对多度均显著下降,原囊霉属相对多度先增加后降低.置换多元方差分析(PERMANOVA)和非度量多维度分析(NMDS)结果表明休耕期基于物种组成和谱系组成的 AM 真菌群落结构显著差别于番茄生育期,但花期和果期之间差异不显著.谱系分析结果显示,休耕期净亲缘关系指数NRI = 0,表明AM真菌在谱系结构上是随机的,花期和果期NRI>0,表明谱系聚集,暗示了AM真菌群落构建由随机性过程主导向确定性过程主导的转变,中性群落模型(NCM)结果也支持该推断.Mantel检验结果显示,土壤 pH、养分(有机碳、全量氮磷钾和有效磷)、盐分含量以及土壤温湿度作为确定性因素显著影响 AM 真菌群落的季相变化.综上所述,设施生态系统高集约化生产方式促进了 AM 真菌群落构建从随机性过程主导向确定性过程主导转变,导致多样性降低和群落结构变化,研究结果对揭示设施蔬菜栽培条件引起的土壤质量退化及其过程中的微生物组演变规律具有重要意义.
关键词： 丛枝菌根真菌 谱系结构 随机性过程 确定性过程 群落构建
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基于单作物系数法的温室秋季生菜蒸散量估算及验证
《灌溉排水学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]基于单作物系数法估算温室秋季生菜蒸散量.[方法]通过 2021-2022年温室秋季生菜试验,根据各生育期影响因素修正 FAO-56 推荐作物系数值,即生育前期根据 ET0 值和灌溉频率修正,生育中期和生育后期根据气象因素和株高修正,并采用单作物系数法对温室生菜蒸散量进行估算,以称重式蒸渗仪实测蒸散量 ETcm为标准值对蒸散量估算值 ETcs进行验证.[结果]不同试验年度逐日 ET0均呈逐渐降低变化趋势,介于 1.18~2.44 mm/d.温室生菜作物系数修正值(Kc adj)和实测值(Kc loc)均在生育前期最高,2 a均值分别为 0.74±0.13和 0.76±0.13;进入快速发育期后二者均呈降低趋势,并在生育中后期逐渐稳定在 0.5~0.6.各生育阶段的 Kc adj较 FAO 推荐值(Kc FAO)更接近实测值(Kc loc),Kc adj和 Kc loc相对误差介于-6.7%~5.4%.应用修正单作物系数法估算温室秋季生菜ETcs与实测ETcm的日均值分别为 1.310 mm/d和1.283 mm/d,决定系数(R2)、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、一致性指数(d)分别为 0.975、0.176 mm/d、0.222 mm/d、0.955.[结论]修正单作物系数法能够较为准确的估算温室秋季生菜蒸散量.
关键词： 温室生菜 单作物系数 蒸散量 参考作物蒸散量 称重式蒸渗仪
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板栗全生长季树干液流及蒸腾耗水特征
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】明确板栗（Castanea mollissima Bl.）蒸腾耗水特征，为板栗园制定科学合理的水分管理措施提供理论参考。【方法】采用热扩散探针法，对‘大板红’板栗植株全生长季树干液流速率进行连续监测，并同步观测7个相关环境因子：太阳辐射（solar radiation,SR）、水汽压亏缺（vapor pressure deficit,VPD）、空气温度（air temperature,AT）、空气相对湿度（air relative humidity,ARH）、风速（wind speed,WS）、土壤温度（soil temperature,ST）和土壤湿度（soil relative humidity,SRH），解析板栗树干液流规律和耗水特征及其与环境因子间的关联性。【结果】板栗树干明显液流启动于5月3日，结束于10月26日，前后历时176 d。板栗全生长季晴天树干液流速率日变化呈单峰“几”字形曲线，其在6、7、8月每日启动到达峰值时间早于5、9、10月，而下降时间晚于5、9、10月，致6、7、8月份液流速率峰值持续时间长于5、9、10月。板栗全生长季液流速率日均值、日均耗水量和月耗水量由高到低排序均为8月＞7月＞6月＞9月＞5月＞10月，其中显著性检验表明7月和8月之间无显著差异，但显著高于其他月份。夜间液流量占比由高到低排序为10月＞9月＞5月＞6月＞7月＞8月，其中显著性检验表明10月、9月和5月显著高于6月、7月和8月。板栗全生长季树干液流速率与太阳辐射、水汽压亏缺、空气温度和风速均呈极显著正相关，而与空气相对湿度均呈极显著负相关。分别建立了5—10月板栗树干液流速率与7个环境因子的6个回归模型。【结论】板栗树干有明显液流始于5月初、终于10月末；7—8月是板栗的关键需水期；建立的板栗植株液流速率与环境因子的回归模型，可用于通过环境因子估测不同月份及整个生长季的植株耗水量。
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