科研产出
基于模糊PID的有机肥变量施用控制系统研究
《中国农机化学报 》 2025 北大核心
摘要：针对大田有机肥撒肥机控制能力弱和施肥精度低的问题，基于模糊PID控制算法设计一种有机肥变量施用精准控制系统。施肥作业时，用户根据不同地块所需的肥料量设置目标施肥量，控制器输出电信号调节施肥驱动液压马达转速，通过实时监测车载终端的撒肥机工况参数，实现对施肥驱动液压马达转速的闭环反馈控制。仿真试验结果显示，对液压马达转速控制采用模糊PID算法比PID算法的最大超调量减少0.07,调节时间缩短3.45 s,提高系统响应的快速性和稳定性。大田试验结果表明，系统对液压马达转速控制的平均相对误差值为4.06%,单位面积施肥量平均相对误差为5.34%。
关键词： 模糊PID 变量施肥 有机肥 控制系统 CAN总线
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基于HRM技术开发水稻抗条纹叶枯病基因STV11功能标记
《作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：水稻条纹叶枯病是一种由灰飞虱传播的重要病害,对水稻(Oryza sativa L.)生产造成威胁,其病原为水稻条纹叶枯病毒(rice stripe virus,RSV).为了加快水稻条纹叶枯病抗性品种选育进程,本研究旨在开发可以快速准确鉴定水稻条纹叶枯病抗性基因的功能标记,有助于提高水稻种质改良的效率.STV11 是从籼稻 Kasalath 中鉴定的条纹叶枯病抗性基因.根据Kasalath型条纹叶枯病基因STV11KAS的 6 个碱基缺失的功能性多态性序列差异,通过NCBI查找克隆序列(登录号:LOC_Os11g30910),针对其第773~779位核苷酸在抗感品种上的差异序列,设计基于高分辨率熔解曲线(high-resolution melting curve,HRM)的功能性分子标记stvHRM-3.进一步,对所检测品种的目标片段的PCR产物进行测序分析以验证鉴定结果,并对部分江苏省试验品种进行抗条纹叶枯病表型和基因型的分析.通过HRM-PCR检测结合测序分析,筛选了STV11 基因 1 个功能区域的功能标记stvHRM-3.利用stvHRM-3 对包括江苏省晚粳组区试、迟熟中粳预试材料以及育种中间材料、部分品种资源等在内的 520 份粳稻材料的STV11 基因型进行检测.结果发现,217 份水稻材料为抗病基因型;294 份材料为感病基因型;9 份材料为抗感杂合基因型.基于功能标记鉴定为抗病基因型的材料均表现出高抗或抗病表型特征.基于 HRM-PCR 技术开发的基因功能标记 stvHRM-3 可以快速高通量鉴定水稻STV11 不同基因型,具有潜在的育种应用价值.
关键词： 水稻 条纹叶枯病 STV11基因 功能标记 HRM-PCR技术
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外源多巴胺处理对采后上海青黄化及抗氧化性的影响
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为深入探究外源多巴胺对采后上海青（Brassica rapa subsp. chinensis）品质的调控作用，本研究采用不同浓度的盐酸多巴胺溶液处理采后上海青，于（20±1）℃、相对湿度80%～90%、黑暗条件下贮存，并测定色差、叶绿素含量、叶绿素代谢相关基因的表达量、抗氧化物质含量、抗氧化酶活性及其相关基因的表达量。结果显示，600μmol/L的多巴胺处理能够降低叶绿素代谢相关基因（BrNYC1、BrNOL、BrSGR1/2、BrPAO和BrRCCR）的表达并抑制采后上海青叶绿素的降解；能不同程度下调NADPH氧化酶相关基因（BrRbohC、BrRbohD、BrRbohE和BrRbohG）的表达量，从而有效减少丙二醛（18.6%）和超氧阴离子自由基（50.7%）的积累，显著提高1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基的清除率（64.0%）；能不同程度提高抗氧化酶相关基因（BrPOD、BrSOD和BrCAT）的表达水平以增加超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性。此外，多巴胺处理还提高了抗坏血酸（7.4%）和总酚（27.1%）含量，进而延缓采后上海青的衰老进程。本研究结果揭示了多巴胺通过调控叶绿素代谢、活性氧平衡及抗氧化系统维持上海青采后品质的作用机制，可为提升采后叶类蔬菜品质、延长其货架期提供新的策略与思路。
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生态功能区横向生态补偿标准测度研究
《生态学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：横向生态补偿是破解纵向生态补偿效率偏低困境的现实需求,有利于促进地区发展权公平化和环境利益分配均衡化.补偿标准测算作为横向生态补偿机制建构的重要环节,可为调剂生态功能区与重点开发区之间的生态责任关系提供参考.以北京生态涵养区为研究对象,运用市场比较法核算机会成本损失作为补偿标准下限,引入当量因子法和生态区位商测度外溢生态服务价值作为补偿标准上限,并通过鲁宾斯坦议价博弈缩小补偿区间,制定具体的补偿标准.测算可得2022年全区补偿标准范围在24.55-50.12亿元之间,通过博弈最终确定的受偿额度为36.66亿元.与现有支持水平相比,仍需进一步加大对生态涵养区的资金投入力度.建议探索制定补偿标准量化技术规范,结合实际促进补偿标准动态优化,完善补偿政策支持与保障体系.
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生态沟渠对太湖流域稻田径流的净化效能及其配置规模
《农业环境科学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为解析生态沟渠与农田面积的适配规模，基于太湖流域生态沟渠净化稻田径流的现场运行试验，选择常州武进水稻耕作区内3条自然排水沟渠进行生态化改造，通过在沟渠中增设水生植物、拦截透水坝（填充环保基质），构建梯级净化系统。根据沟渠长度设置不同处理：1号沟渠（ED1）长77 m，布设2组强化净化措施（每组含30 m植物带+1座透水坝）；2号沟渠（ED2）长186m，布设5组强化净化措施形成强化处理系统；3号沟渠（ED3）长193 m作为对照，不进行处理。通过对比不同处理级生态沟渠对稻田径流中主要污染物的拦截效果，分析生态沟渠建设规模与净化效能的关系，并探究与农田面积匹配的适宜配置规模。结果表明：设置强化净化措施的生态沟渠在净化稻田径流主要污染物方面显著优于未设置该措施的生态沟渠（P<0.05），其中设置5组强化净化措施的ED2净化效果最优，其对水体总氮（TN）、NO-3-N、NH+4-N、总磷（TP）、化学需氧量（COD）和悬浮物（SS）的平均削减率分别为41.54%、37.32%、26.72%、31.19%、54.67%和63.56%，对TN、TP污染通量的平均削减量分别为652.62、28.19 g·d-1。水生植物黄菖蒲和梭鱼草的生长表现均优于苦草，且在稻田退水的氮、磷污染净化方面贡献更为显著。在自然降雨条件下，为确保沟渠出水中TN和TP达到地表水Ⅴ类标准，3条沟渠中ED2所需的长度最短，分别为9.79 m和11.51 m。667 m2稻田的退水平均流量约为7.93 m3·d-1，农田退水中TN和TP的平均浓度分别为6.33 mg·L-1和0.62 mg·L-1。为了达到地表水Ⅴ类标准，依据ED2沟渠的配置规模，1 m2生态沟渠可处理约39 m2的农田退水，相当于1 m3生态沟渠可处理约12 m3的农田退水。因此，后续研究应重点围绕区域特征合理设定生态沟渠配置规模，构建适配参数的动态量化模型，并协同优化“田-沟-塘”系统的规模配比。
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原卟啉原Ⅸ氧化酶基因PPO2过表达赋予水稻对丙炔氟草胺除草剂的耐受性
《江苏农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：近年来,稻田抗性杂草的发生日益加剧,培育抗除草剂水稻新品种,是高效解决抗性杂草问题的措施之一.原卟啉原Ⅸ氧化酶(PPO)是植物生长过程中叶绿素和血红素合成的关键酶之一.据报道,植物中PPO存在 2 种异构体,即质体靶向(PPO1)和线粒体靶向(PPO2).本研究以PPO2 基因为研究对象,通过构建表达载体pCAMBIA1309-OsPPO2,利用农杆菌介导法将来自镇稻 18 的PPO2 基因导入秀水 134(作为野生型,即WT)中.通过筛选和鉴定,成功获得了过表达OsPPO2 的转基因株系OsPPO2-OE.通过除草剂封闭喷施和茎叶喷雾处理,检测WT和OsPPO2-OE对丙炔氟草胺的抗性.封闭喷施处理结果表明,过表达OsPPO2 的水稻株系比WT对丙炔氟草胺有更好的耐受性,约为WT的 2 倍.茎叶喷雾处理结果显示,在低浓度除草剂条件下,WT生长受到了明显抑制,植株矮化,而过表达OsPPO2 株系表现出更好的耐受性.双逻辑非线性回归模型分析结果表明,在丙炔氟草胺处理下,WT和过表达OsPPO2-OE株系的鲜重抑制中量(GR50)分别为43.17 g/hm2,a.i.和88.25 g/hm2,a.i.,抗性指数(RI)均为 2.04.此外,叶绿素含量测定结果显示,转基因株系与WT相比没有显著差异.本研究结果证明了水稻内源基因OsPPO2 在提高水稻耐PPO类除草剂方面的可行性,并为未来培育耐除草剂水稻新品种提供了重要的理论依据和实践参考.
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基于保护性耕作模式的直播水稻增效减排效应研究
《江苏农业科学 》 2025 北大核心
摘要：为建立基于保护性耕作的直播水稻增效减排集成模式，以迟熟中粳稻南粳9108为材料，选用控释期4个月的缓混肥，设置对照CK（移栽，秸秆全量旋耕还田，常规氮肥运筹）、T1（等行距条直播，秸秆全量旋耕还田，常规氮肥运筹）、T2（宽窄行条直播，秸秆少免耕集覆还田，常规氮肥运筹，基肥侧深混施）、T3（宽窄行条直播，秸秆少免耕集覆还田，缓混肥减氮15%,一基一穗，基肥侧深混施）、T4（宽窄行穴直播，其余措施同T3）5个处理，研究不同耕作方式下水稻产量效益变化、氮肥利用效率和温室气体排放规律。结果表明：相比CK,T2、T3、T4处理高峰苗和有效穗数显著增加，T3、T4处理表现为增产，增幅分别为6.40%、3.66%,主要得益于有效穗数和结实率的显著增加；T2、T3、T4处理增效显著，并以T3最明显，其产值、纯收入和产/投比相较CK增幅分别为6.38%、82.04%、24.22%,投入相较CK则降低14.46%。T3处理成熟期氮素积累量最高，T4其次，两者氮肥偏生产力显著高于其他处理，其中相较CK分别增加25.15%、21.93%。T2、T3、T4处理CH4累计排放量相比CK分别显著降低15.60%、28.65%、41.05%。与CK相比，T1、T2、T3、T4的GWP分别降低了4.81%、12.62%、25.92%、38.29%;GHGI仅T2、T3、T4处理表现为减排，其GHGIY和GHGII的降幅分别为6.56%、30.60%、40.44%和35.89%、59.51%、63.50%。综上，本文探索出一套适配迟熟中粳水稻丰产增效和绿色低碳的直播栽培方式，重点发现“减排+丰产+增效”型保护性耕作模式T3和T4。
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沙门氏菌噬菌体多克隆抗体制备及其检测方法
《江苏农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：噬菌体主要由蛋白质和核酸组成，进入动物体后可能会被机体认为是抗原，进而激发机体产生抗体。为深入研究噬菌体进入动物体内后抗体产生情况，本研究采用纯化后的广谱裂解性沙门氏菌噬菌体SCBS作为抗原，用新西兰大白兔开展多克隆抗体制备，最后成功获得了该噬菌体的多克隆抗体，并建立了SCBS噬菌体血清抗体的间接ELISA检测方法。抗原包被含量为1×10～9 PFU/mL,用2%牛血清白蛋白（BSA）封闭3 h,血清稀释度1∶500,血清反应时间60 min,酶标二抗稀释至1∶12 000后作用45 min, TMB显色液反应15 min后测定吸光度(OD450)。该检测方法特异性良好，阳性临界值为0.372,阴性临界值为0.310;批内变异系数为2.30%～7.11%,批间变系数为1.37%～9.25%。
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水稻根系与土壤特性对稻田甲烷排放影响的研究进展
《江苏农业科学 》 2025 北大核心
摘要：甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体，稻田是甲烷排放的主要来源之一。因此，稻田甲烷排放对全球气候变暖具有重要影响。水稻植株及稻田环境都会影响甲烷的排放，关于水稻根系与土壤特性影响稻田甲烷排放已有大量研究，但缺乏系统性总结。本文主要梳理和总结了水稻根系特征与稻田土壤特性对甲烷排放的影响及内在机制。水稻根系的形态特征(根表面积、长度、根条数等)和生理特征(根系分泌物、泌氧能力、通气组织等)直接影响着根系与根际土壤环境的相互作用，进而调控甲烷的产生和排放；同时，稻田土壤特性(微生物菌群、有机质含量、氧化还原电位、水分状况、温度、pH值及酶活性等)也在甲烷的产生和排放过程中起关键作用，稻田土壤条件不仅影响根系的生长和功能，还直接调控土壤甲烷功能微生物群落的结构和功能，从而影响甲烷的生物化学循环。通过对已有研究的系统总结，本文对未来的研究方向提出了展望，以期为稻田甲烷减排研究提供相应的参考。
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86份大豆种质成熟期耐盐性评价
《江苏农业科学 》 2025 北大核心
摘要：为研究盐胁迫对大豆成熟期的影响，明确不同大豆种质成熟期耐盐性差异，筛选出耐盐大豆品种，为大豆耐盐品种选育提供理论依据，在江苏南通以86份大豆种质为试验材料，分别测定在中盐度(盐分3.8‰～4.1‰)和低盐度(盐分<1‰)2个不同生长条件下大豆成熟后株高、底荚高、主茎节数、有效分枝、单株有效荚数和产量等6个性状指标，基于相关性、主成分、隶属函数、聚类等分析综合评价大豆耐盐性，筛选耐盐材料。结果表明，盐胁迫显著影响成熟期大豆的株高、底荚高、主茎节数、有效分枝数、单株有效荚数和产量，不同性状指标间存在相关性。主成分分析结果显示，6个性状指标转化成3个主成分因子，累计贡献率达82.60%,主茎节数、有效分枝数、产量可作为大豆成熟期耐盐性主要评价指标。隶属函数耐盐性综合评估结果显示，明天1299、南752-11、通豆17-211、通豆15-02等为参试种质材料中耐盐性较强种质。聚类分析将86份大豆分为5类，其中高度耐盐材料2份，耐盐材料18份，中等耐盐材料40份，盐敏感材料24份，高度敏感材料2份。
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