科研产出
磷肥-种子相对位置对花生生长发育及磷肥利用率的影响
《中国土壤与肥料 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：采用盆栽试验,通过不施磷,0～10 cm土壤混匀施磷,花生种下5 cm施磷,花生种子一侧5 cm及深5 cm施磷,花生种子两侧5 cm及深5 cm施磷,研究了磷肥-种子相对位置对花生生长发育及磷肥利用效率的影响,为花生机械化种肥同播精准施肥提供技术依据。研究结果表明,种下5 cm施磷的花生主茎高、侧枝长、分枝数、饱果数、饱果重、百果重、出仁率、单株生产力等农艺性状和产量性状最优,不同器官的干物重、磷含量、磷积累量和磷肥利用率最大,其次是花生种子一侧5 cm及深5 cm施磷,再次是花生种子两侧5 cm及深5 cm施磷,0～10 cm土壤混匀施磷的最小。本试验条件下,集中施用磷肥,能促进花生的生长发育、提高磷肥的利用率,其中,花生种下5 cm施磷,单株生产力最大,为32.4 g/株,磷肥利用率最高,为27.1%。
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土壤微生物量氮对小麦各生育期氮素形态的调控
《植物营养与肥料学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】土壤中氮素的有效性很大程度上影响着作物对氮的吸收。明确各形态氮素对作物吸氮量的贡献,研究调控土壤氮素形态的因素,为培育氮素高效和作物高产的土壤提供理论依据。【方法】试验基于河南新乡的"国家潮土土壤肥力与肥料效益监测基地"长期定位试验,以不施肥（CK）、施NPK化肥（NPK）和1.5倍NPK化肥并配施有机肥（1.5MNPK） 3个处理的土壤作为低肥力（F1）、中肥力（F2）和高肥力（F3）土壤进行小麦盆栽试验。3个肥力土壤处理施肥方法相同,盆钵埋于土壤内,盆钵顶部露出地面5 cm。分别在小麦拔节期、孕穗期和成熟期采集土壤和植株样品,测定小麦产量、各生育期吸氮量,分析土壤有机氮、矿质氮（铵态氮和硝态氮）、固持氮库（微生物量氮和固定态铵）含量差异,并通过结构方程模型（SEM）建立各形态氮素与小麦吸氮量的相关关系。【结果】3个肥力水平土壤矿质氮含量在小麦生长期内总体呈下降趋势,收获期土壤矿质氮含量在F1、F2、F3中分别比播种前显著下降了2.9、1.8和6.8 mg/kg。从拔节期到收获期,土壤微生物量氮在F1先增加后降低,在F3中持续增加,在F2中先降低后增加。土壤固定态铵含量在拔节期前和孕穗期后均无显著变化,但从拔节期到孕穗期,3个肥力土壤中固定态铵含量均显著提高。而固持氮库在不同肥力土壤间差异明显,其从播种前到拔节期在F1中增加了10.6 mg/kg,而在F2和F3中分别降低了14.3和32.2 mg/kg;从拔节期到孕穗期都显著增加;从孕穗期到收获期在F1中降低了2.4 mg/kg,而在F2和F3中分别增加8.2和8.7 mg/kg。小麦的产量和吸氮量均在F3中最高,F1中最低;氮素表观平衡在F1中最高,F3中最低。SEM分析结果表明,固持氮库可直接正向调控小麦吸氮量,有机氮库通过固持氮库和矿质氮库之间的变化而间接调控小麦吸氮量。【结论】包含微生物量氮和固定态铵的固持氮库可直接正向调控小麦吸氮量,有机氮库通过影响固持氮库和矿质氮库间接调控小麦吸氮量。由于固定态铵在拔节前和孕穗期后含量较为稳定,在高肥力土壤上微生物量氮随着小麦生育期的推进显著增加,可促进小麦的生长和氮素吸收,减少肥料氮的残留量,较高的微生物量氮又可作为氮库来固存易损失的矿质氮和肥料氮。
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基于ARM和电力线载波的智能灌溉控制系统研究
《节水灌溉 》 2021 北大核心
摘要：针对当前灌溉设备控制系统智能化水平低等问题,设计了一种基于ARM嵌入式系统和电力线载波的智能灌溉控制系统。该系统由5个模块组成:数据处理控制模块、数据通讯模块、数据采集模块、控制驱动模块和人机交互模块。数据处理控制模块的中央处理器采用基于ARM Cortex-M3架构的32位微处理器STM32F103CBT6。数据通讯模块的电力线载波采用总线主站控制器PB620芯片搭建。软件采用实时操作系统μC/OS-II,内核版本V2.91。基于土壤实时墒情数据、短期气象预报等多源数据,构建土壤水分盈亏量预测模型和灌溉量估算模型,分别用于估算土壤墒情和作物适宜灌溉量。结果表明,该系统实现了土壤墒情监测、灌溉量智能计算和自动轮灌等功能。电力线载波实现了土壤墒情传感器、电磁阀供电和通讯功能,并节省了通信电缆。网络通信丢包率均值为0.09%,电力线载波误码率小于0.01%,电磁阀响应时间均值为0.497 s。在籽粒产量不降低情况下,模型生成方案比传统灌溉方案节水31.37%。相比设置灌溉上下限参数的自动化灌溉控制系统,该系统具有设备操作简单,安装成本低,运行可靠稳定,灌溉量自动估算和调节等特点,有效提高了大田灌溉效率和用水效率,具有良好的应用前景。
关键词： 灌溉控制系统 智能灌溉 灌溉策略 物联网 电力线载波 ARM嵌入式系统
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不同时期叶面喷施多效唑对紫云英结实性的影响
《植物营养与肥料学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探讨多效唑喷施时期对紫云英结实特性的影响,明确紫云英结实性最佳化控时期,以期为提高紫云英种子产量提供参考。【方法】以‘信紫1号’为供试材料,分别于越冬后期（T1）、返青期（T2）、现蕾期（T3）、初花期（T4）和花后5天（T5）进行叶面喷施处理,以喷施清水为对照。在盛花期,观察记载主茎不同花序位花荚发育的形态及数量特征。在成熟期,按常规考种法调查了产量和产量构成因素。【结果】除T3处理外,其他4个处理的紫云英花数、结荚数、籽粒数、结荚率和荚果结实率在不同层花序上与对照差异均不明显,不同层花序的粒重也没有显著差异。T3处理其花数、结荚数、籽粒数、结荚率和荚果结实率在基部花序位较对照分别提高20.4%、31.4%、23.9%和5.25、2.38个百分点,在中部花序位分别提高12.3%、32.9%、22.8%和7.42、2.08个百分点,在顶部花序位分别提高18.4%、54.8%、70.9%和2.56、3.78个百分点。T3处理种子产量最高达到1120.66 kg/hm2,较对照增产32.3%。【结论】在现蕾期叶面喷施多效唑,可促进紫云英花期不同花序位,特别是中部和基部花荚的发育,减少花荚脱落,促进结实成粒,最终获得较高的种子产量。过早和过晚喷施多效唑对紫云英开花和籽粒产量均没有显著影响。
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基于RNA-seq的谷子萌芽期抗旱相关基因挖掘与分析
《核农学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了明确响应干旱胁迫的关键基因,解析谷子抗旱机制,本研究以谷子抗旱品种山西2010和干旱敏感品种K359*M4-1为材料,应用RNA-seq技术对两个品种干旱胁迫前后萌发期种子进行转录组测定。结果表明,在山西2010和K359*M4-1中分别鉴定出2 300个和3 652个差异表达基因（DEG）,包括编码类锌诱导的促进因子、类萌发素蛋白、蛋白磷酸化酶、转运蛋白、胚胎发育晚期丰富蛋白（LEA）、转录因子、过氧化物酶等基因。通过对鉴定到的DEG进行GO和KEGG代谢途径富集分析,发现山西2010和K359*M4-1中的DEG分别富集在52个和21个生物学过程。KEGG富集分析发现,DEG主要富集在淀粉和蔗糖代谢,植物激素信号转导,光合作用-天线蛋白,苯丙素生物合成,角质、亚氨酸和蜡生物合成,次生代谢物生物合成等途径。本研究结果为挖掘谷子抗旱关键基因、解析谷子抗旱机制奠定了基础。
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施氮量对砂姜黑土小麦-玉米轮作体系N2O排放的影响
《中国生态农业学报(中英文) 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：砂姜黑土是黄淮海平原重要的中低产土壤,由于其剖面含有砂姜层,易产生裂隙,影响了氮素在土壤剖面的迁移分布,可能导致砂姜黑土的N2O排放存在一定的独特性。基于此,本研究以砂姜黑土小麦-玉米轮作体系为研究对象,设置4个处理,分别为不施肥（CK）、传统施肥（TR）、优化施肥（OPT）和再优化施肥（ZOPT）,通过静态箱-气相色谱法结合常规土壤参数的监测与分析,探究砂姜黑土不同施氮条件下N2O排放特征、累积排放量及关键驱动因素。结果显示,砂姜黑土小麦季的N2O平均排放通量为14.2～21.6μg·m-2·h-1,累积排放量为0.82～1.24kg（N）·hm-2;玉米季的N2O平均排放通量为14.4～24.5μg·m-2·h-1,累积排放量为0.42～0.71 kg（N）·hm-2;不同处理小麦季的N2O累积排放量均高于玉米季。小麦季追肥期与基肥期的N2O累积排放量分别为0.27～0.41 kg（N）·hm-2和0.55～0.83 kg（N）·hm-2,玉米季分别为0.18～0.30 kg（N）·hm-2和0.24～0.41 kg（N）·hm-2,追肥期N2O累积排放量均高于基肥期。相关性分析结果显示, CK处理的N2O排放量与土壤温度、含水量和硝酸盐含量均表现出明显的多元线性相关（P<0.05）, TR、OPT和ZOPT仅与土壤硝酸盐含量呈极显著多元线性相关（P<0.01）,而与土壤温度和土壤含水量未表现明显的相关性,说明施肥条件下,土壤硝酸盐含量的高低成为影响砂姜黑土农田土壤N2O排放最关键的影响因素。除此之外,不同施氮量的N2O累积排放量差别明显（P<0.05）, TR处理的N2O排放量最高,小麦玉米季分别为1.24 kg（N）·hm-2和0.71 kg（N）·hm-2,显著高于OPT处理[0.99 kg（N）·hm-2和0.51 kg（N）·hm-2]和ZOPT处理[0.82kg（N）·hm-2和0.42 kg（N）·hm-2]。无论小麦季还是玉米季N2O的累积排放量均随施氮量的增加而呈指数增加趋势,相关性系数分别达0.997和0.977 （P<0.05）,说明砂姜黑土传统施氮N2O存在过量排放问题。总而言之,尽管与其他土壤相比,砂姜黑土不属于N2O高排土壤,但传统施氮量导致的N2O排放量仍不可忽视。
关键词： 砂姜黑土 N2O排放 施氮量 土壤硝酸盐含量 静态箱-气相色谱法 小麦-玉米轮作
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9个梨品种综合品质评价分析
《食品研究与开发 》 2021 北大核心
摘要：采用主成分分析法和逐步线性回归对9个优良梨品种果实的主要性状[单果质量、果肉硬度、果形指数、可溶性固形物（total soluble solids,TSS）含量、可滴定酸（titratable acid content,TA）含量、石细胞含量、维生素C（vitamin C,VC）含量、糖酸比等29个指标]进行分析评价。结果表明:9个梨品种进行主成分分析,提取出7个主成分,累计方差贡献率为97.86%,可以在一定程度上概括这些性状的总体信息量;通过因子分析与逐步回归建立梨综合品质预测模型;依据不同主成分得分,筛选出单果质量、香气、硬度、果心横径/果实横径、固酸比、好果率1、L值和b*值7个果实综合评价简化指标,可为科学地评价不同品种梨的综合品质、生产推广和果实远销贮运提供理论参考。
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基于Sentinel-2与GF-6 WFV数据的花生种植面积提取差异分析
《河南农业科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为比较基于Sentinel-2与GF-6 WFV数据对花生种植面积提取的差异,以许昌市榆林乡为研究区域,选取Sentinel-2和GF-6 WFV遥感数据相同波段,采用K邻近法和最大似然法提取花生种植面积,基于样本点构建混淆矩阵进行精度验证,并结合地面样方实测数据,比较对花生种植面积提取的相对误差。结果表明,2种分类方法对2种数据源的花生种植面积提取效果均可满足实际需要,制图精度均大于85%,用户精度均大于80%,相对误差均小于10%。提取结果显示,花生种植面积空间分布主要集中于西北部和东南部,东北部和西南部面积较少且分布零星。通过对比发现,采用面向对象的K邻近法能更好地避免复杂地物类型区像元错分及漏分问题,其总体精度、Kappa系数以及花生种植面积的制图精度、用户精度和面积相对误差等参数均优于传统基于像元的最大似然法。在同数据源不同分类方法时,2种数据源利用K邻近法的分类精度均高于最大似然法。说明面向对象的K邻近法可充分利用地物光谱特征及纹理特征,比基于像元的最大似然法取得更高精度的提取结果。在同方法不同数据源时,利用最大似然法对Sentinel-2花生种植面积的提取精度低于GF-6 WFV,利用K邻近法对Sentinel-2花生种植面积的提取精度高于GF-6 WFV。综上,由于Sentinel-2 10 m融合数据的空间分辨率高于16 m的GF-6 WFV,对细节的表达效果更佳,更适合用于提取种植结构复杂的小尺度区域。
关键词： Sentinel-2 GF-6 WFV 最大似然法 K邻近法 花生 面积提取 差异分析
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2株伪狂犬病毒变异株全基因组测序及主要保护性抗原氨基酸变异分析
《河南农业科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了解我国伪狂犬病毒(Pseudorabies virus,PRV)流行毒株遗传变异情况,对分离的2株PRV(HeNLH/2017和HeNZM/2017)全基因组序列进行测定,并利用生物信息学方法进一步分析其遗传进化特征和主要保护性抗原的遗传变异情况.基因组测序结果显示,分离的2株PRV基因组全长约为143 kb,GC含量约为73.8%.遗传进化分析显示,2株PRV毒株与Bartha株、我国早期流行毒株Ea和Fa株以及2011年以来流行的变异毒株(HeN1和HN1201)核苷酸同源性分别为95.28%~95.37%、98.70%~98.80%和98.90%~99.42%.系统进化树显示,2株PRV分离株均属于基因2.2亚型(Genotype 2.2),且与变异毒株遗传关系更近.PRV主要抗原gB、gC和gD蛋白的氨基酸变异分析显示,与Bartha株相比,2株PRV分离株以及我国其他PRV流行毒株均发生了广泛的氨基酸变异,且有gB 75SPG77的缺失、gC 63AAASTPA69和gD 278S/RPRP281的插入;与我国早期流行毒株Ea和Fa相比,2株PRV分离株以及我国2011年以来流行的变异毒株的gB、gC和gD蛋白氨基酸序列同源性很高,仅在个别位点发生了突变.
关键词： 伪狂犬病毒;基因组测序;同源性分析;遗传进化;氨基酸变异
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