科研产出
蚯蚓-蚯蚓粪分离-收获工艺与关键部件试验
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：蚯蚓堆肥是实现农业有机固体废弃物减量化、无害化、资源化和增值化的生物处理技术之一.蚯蚓堆肥结束后,如何将成熟活体蚯蚓从大量堆肥物料中快速分离收获,是目前规模化蚯蚓堆肥亟需解决的难题之一.为实现蚯蚓体快速、高效、稳定的分离和收获,该研究提出了蚯蚓堆肥产物3步分离收获工艺方法,并针对此工艺中的动态斜面分离收获关键部件和工艺参数开展了试验研究.在此基础上,结合力学分析、EDEM离散元仿真模拟揭示了蚯蚓分离关键过程中的动力学机制.结果表明:本研究所提出的分离工艺可较好实现蚯蚓、蚯蚓粪的分离和集中收获,动态斜面在蚯蚓-蚯蚓粪分离过程中起关键作用,利用了蚯蚓体表液膜接触粘附摩擦特性强,易粘附于斜面,而动态斜面作用下蚯蚓粪滚动摩擦力小的特性,蚯蚓与蚯蚓粪抛落于动态斜面后因受力差异导致两者呈相反方向运动,实现分离.蚯蚓-蚯蚓粪分离收获的最优参数组合为安装锥形分离器下,分离收获斜面速度50 mm/s、倾角为30°.基于此工艺方法处置蚯蚓粪-蚯蚓混合物料10 kg耗时55.36 s,在蚯蚓收获区的蚯蚓收获率为(81.50±5.55)%,蚯蚓粪含杂率接近于0,物料总收获率为(96.56±1.79)%.研究结果可提高蚯蚓堆肥产物分离收获的速度与效率,为规模化蚯蚓堆肥机械装备化、减少人工作业和降低成本提供借鉴与参考.
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几种热带植物纤维在复合材料领域的研究进展
《化工新型材料 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：我国热带地区的农作物丰富多样,热带作物的重要性也日趋显著,然而大量的热带农业生物质资源却被当作废料处理,忽视了重要的潜在应用价值.热带农作物含有丰富的天然纤维,如香蕉茎杆、甘蔗渣、木薯渣、菠萝叶、椰壳等.天然纤维在增强复合材料的综合性能中有着广泛的应用,阐述和分析了几种热带植物纤维的理化性质以及利用天然纤维增强复合材料的研究现状,为热带植物纤维的材料化利用提供参考.
关键词： 热带植物;天然纤维;聚合物;复合材料
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石斛兰新品种‘小桃红’
《园艺学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：'小桃红'石斛兰是从以'红珍珠'为母本,泼墨石斛为父本的人工杂交后代中选出的新品种.植株矮小,平均株高24.9 cm,平均每个花序花朵数15,花浅紫红,平均长4.3 cm,宽4.7 cm,单朵花期平均40 d,整株花期2~3个月.适合华南地区温室栽培.
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石斛兰新品种'小桃红'
《园艺学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：‘小桃红’石斛兰是从以‘红珍珠’为母本，泼墨石斛为父本的人工杂交后代中选出的新品种。植株矮小，平均株高24.9 cm，平均每个花序花朵数15，花浅紫红，平均长4.3 cm，宽4.7 cm，单朵花期平均40 d，整株花期2～3个月。适合华南地区温室栽培。
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加气灌溉下土壤呼吸与环境因子相关性研究
《农业机械学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探明加气灌溉技术对土壤呼吸速率的影响及调控机制，完善加气灌溉技术下土壤呼吸排放机理，以国家土壤质量湛江观测实验站为平台开展为期3年（2019—2021年）的定位试验，每年开展2次试验观测，研究加气灌溉（Aerated irrigation, AI）和不加气灌溉（CK）两种处理对土壤呼吸速率、土壤温度、含水率、含氧量、土壤细菌生物量及根系生物量的影响，采用偏最小二乘回归分析（Partial least square regression analysis, PLSR）方法建立两种处理下土壤呼吸速率与土壤温度、含水率、含氧量、土壤细菌生物量及根系生物量的回归方程，筛选出加气灌溉技术下影响土壤呼吸速率变化的主要土壤环境因子。研究结果表明，AI处理后土壤呼吸速率和土壤含氧量分别提高12.30%～20.54%和19.90%～25.70%,同时植株根系生物量和土壤细菌生物量分别提高15.30%～22.67%和35.10%～69.17%,土壤含水率降低3.36%～14.30%,不同处理对土壤温度影响不显著。回归拟合结果表明，两种处理下土壤呼吸速率与土壤温度、土壤含水率均呈二次多项式负相关关系，与土壤含氧量呈线性正相关，与根系生物量呈幂函数正相关，与土壤细菌生物量呈指数正相关。PLSR模型的变量重要性投影（Variable importance for projection, VIP）值表明土壤温度（VIP值为1.48）、土壤含氧量（VIP值为1.40）、根系生物量（VIP值为1.25）和细菌生物量（VIP值为1.09）是影响土壤呼吸速率变化的主要影响因子，加气灌溉技术可以通过改变土壤含氧量、根系生物量及细菌生物量对土壤呼吸速率产生驱动作用。研究结果可为完善加气灌溉下土壤呼吸速率变化响应机理、合理制定有效的土壤碳排放调控管理措施提供理论依据。
关键词： 加气灌溉 土壤呼吸速率 土壤环境 偏最小二乘回归 相关性
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椰子GA代谢途径相关基因的生物信息学分析
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：赤霉素(GAs)对植物生长发育具有重要的调控作用,本研究通过生物信息学方法对椰子GA代谢途径通路上有关基因的理化性质以及组织特异性表达进行分析,筛选出GA代谢相关基因45个,并对其结构、功能进行了预测.通过亚细胞定位分析发现,椰子GA代谢通路基因存在于细胞核、线粒体,且有功能蛋白翻译,这与GA代谢通路上相关蛋白的调控功能吻合.通过表达量数据分析发现在椰子不同组织中GA代谢相关基因的表达量存在差异,其中CnDELLA家族、CnGID1受体家族、CnFbox、CnSPY家族成员基因在胚、胚乳和胚愈伤组织中表达,表明其与幼苗期的生长发育有关,在椰子早期发育过程中可能存在DELLA蛋白的抑制作用.椰子GA代谢途径通路上相关基因研究对海南本地高、矮种育种的研究具有重要意义,通过对GA代谢途径通路上相关基因对比分析,为之后的研究提供理论支持.
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柱花草SgNramp1和SgNramp2基因克隆与表达分析
《草地学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为了探究植物天然抗性相关巨噬蛋白(Nramp)在金属元素吸收、转运和分配等方面的重要作用,本研究以柱花草(Stylosanthes guianensis)为材料,采用PCR方法克隆了柱花草SgNramp1/2基因,并分析了该基因的表达模式.结果表明:SgNramp1和SgNramp2基因全长分别为1654 bp和1716 bp,且均含有12个跨膜结构域.基因表达分析发现,SgNramp1在柱花草根部的表达高于叶部,而SgNramp2则在叶中特异性表达;金属元素缺乏和过量胁迫对SgNramp1/2基因表达的影响有所差异,缺锰(-Mn)处理抑制了SgNramp1/2基因在根和叶中的表达,而缺铁(-Fe)处理则增强了SgNramp2基因在叶中的表达,但抑制了其在根中的表达,SgNramp1/2基因在根和叶中的表达至少受到一种元素过量胁迫的影响.此外,金属镉(Cd)处理均增强了SgNramp1/2基因在柱花草根中的表达,而铝(Al)和镧(La)处理抑制了SgNramp1基因的表达,但增强了SgNramp2基因的表达.本研究结果表明SgNramp1/2基因可能参金属离子的转运.
关键词： 柱花草 Nramp 基因表达 金属转运蛋白 元素胁迫
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基于模糊控制的车速跟随变量喷雾系统设计与试验
《农业机械学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对目前大田宽幅机械变量喷雾精准化程度低、农机车速变化对喷雾效果影响考虑不充分的问题，为了提高精准施药、施肥能效，基于3WF-1000型喷杆式喷雾机，设计了一种自适应跟随车速的变量喷雾系统。该系统采用传感器实时采集农机行进速度、出水管流量与压力、药箱液位高度等信息，运用Bisector模糊控制算法优化控制策略，实现了比例阀阀门变化角度的动态控制，达到了对出水管流量精准调控的目标。为验证Bisector模糊控制算法应用于本系统的优越性，利用Matlab构建仿真模型，与PID算法、Centroid算法对比分析，Bisector模糊控制算法在调节时间、超调量、稳态误差方面均表现优越。田间试验过程中，进行了非行走设定车速、恒定车速跟随、动态车速跟随以及单位面积喷雾量试验，结果表明，3种车速运行状态，变量喷雾系统适应扰动达到稳定运行的调节耗时分别为13.4、27.6、17 s,单位面积喷雾量的最大绝对误差比率分别为1.20%、2.27%、2.87%,能够满足大田精准施药的精度要求。
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木薯转录因子MeERF117的克隆及表达分析
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：AP2/ERF(APETALA2/ethylene responsive factor)类转录因子是植物应答多种逆境胁迫机制中的关键组分,研究木薯AP2/ERF家族成员将有助于解析该家族在木薯抗逆胁迫中的功能.基于已有木薯基因组序列信息,以木薯块根cDNA为模板,克隆得到一段长度为927 bp的cDNA,命名为MeERF117,该基因编码308个氨基酸.MeERF117蛋白分子量为35.08 kD,且该蛋白仅含一个AP2/ERF结构域,属于ERF转录因子家族.在进化关系上,MeERF1 17蛋白与巴西橡胶树的ERF蛋白最相近.亚细胞定位观察到MeERF117蛋白分布于细胞质和核中.实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR)方法检测MeERF117基因在木薯块根采后生理性变质(Post-harvest physiological deterioration,PPD)过程中的相对表达量,发现PPD的发生可提高MeERF1 17因子的表达水平,在PPD后期(48 h)时MeERF1 17的相对表达量是未发生PPD(0 h)时的2倍,表明木薯块根PPD的发生可诱导MeERF117基因的表达.本研究为后续深入解析MeERF117在木薯PPD过程的具体功能奠定基础,为培育抗采后生理变质的木薯品种提供潜在的基因资源.
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菠萝蜜果实PG基因的克隆与表达分析
《热带作物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为明确PG基因在菠萝蜜果实后熟软化过程中的作用,本研究以'海大2号'菠萝蜜果实为材料,采用0.5 mg/L 1-MCP和1000 mg/L ETH处理,研究了室温(20℃)条件下果实成熟过程中硬度和果胶的动态变化,克隆获得4个PG基因,并对其进行了生物信息学和表达分析.结果表明:随着菠萝蜜果实的成熟,果肉硬度快速下降,可溶性果胶和离子型果胶不断增加,共价态果胶有所下降;ETH处理促进了果实WSP和ISP含量的上升,加速了软化进程,1-MCP处理抑制了贮藏前期果肉硬度的下降,推迟了软化进程,但明显提高了3种果胶的含量.AhePG1~AhePG4基因的开放阅读框(ORF)长度1221~1434 bp,编码406~477个氨基酸.AhePG1蛋白含有4个保守结构域(Ⅰ~Ⅳ),AhePG2和AhePG3只含结构域Ⅰ和Ⅱ,AhePG4缺失结构域Ⅲ;AhePG基因分别与桃(AF095577.1)、菜豆(XM_007162208.1)、葎草(MN971583.1)、菜豆(XM_007151391.1)PG基因编码的氨基酸序列的亲缘关系较近,相似度分别达75.63%、73.11%、79.71%、70.75%.qRT-PCR分析结果显示:AhePG1基因在果实成熟前期表达量低,在后期高表达,而AhePG2/3/4基因的表达量在果实成熟过程中总体较低.ETH处理抑制了AhePG1基因的表达量,而1-MCP处理延缓了4个AhePG基因表达量的增加,但增加了成熟后期AhePG2、AhePG3、AhePG4基因的表达.相关性分析发现,果肉硬度与水溶性果胶含量和AhePG1基因表达呈显著和极显著负相关,而水溶性果胶含量又与AhePG1基因表达呈显著正相关.本研究说明,菠萝蜜果实的软化与果胶降解有关,AhePG1可能是菠萝蜜果实果胶降解和果实软化的关键PG基因之一,控制着果实成熟后期的软化;1-MCP处理能延缓菠萝蜜果实的成熟,但并不影响果实后期成熟时的软化,AhePG1、AhePG2、AhePG3、AhePG4基因可能对其软化均有作用.
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