科研产出
辣椒泛素结合酶变体类似蛋白基因克隆及其与氮吸收利用的相关性分析
《核农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：UEVs蛋白是泛素结合酶E2的变体，可通过与E2形成复合物催化底物泛素化。为探究UEVs蛋白在氮吸收利用中的作用，本研究参考辣椒低氮胁迫相关转录组数据，利用反转录PCR方法从辣椒叶片中克隆了泛素结合酶变体类似蛋白基因，命名为CaUev1D-L，对其进行生物信息和系统进化分析，并对转CaUev1D-L基因烟草进行低氮胁迫后的表型和生理特性分析。结果表明，CaUev1D-L开放阅读框长402 bp，编码133个氨基酸，具有E2结合酶UBC结构域，比辣椒、烟草、番茄和马铃薯等茄科作物的Uev1D蛋白氨基酸序列末端少14个氨基酸，与Uev1D蛋白的UBC结构域存在6个氨基酸的差异，与辣椒等作物的Uev1D蛋白不在同一进化分支。将CaUev1D-L转入烟草，在正常氮素水平下，转基因植株的茎叶干重显著小于野生型植株；在低氮水平下，转基因烟草植株的茎叶干重和根干重均显著大于野生型植株。本研究结果为氮吸收利用分子机制研究和相关基因的发掘利用提供了参考。
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垄作直播控制灌溉对水稻产量和温室气体排放的影响
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】稻田是温室气体的重要排放源之一，耕作方式和水分管理措施均能在一定程度上减少稻田温室气体排放。垄作直播方式是一种新型节本增效的水稻种植方式，探索稻田垄作直播下垄沟水分管理对水稻产量和温室气体排放的影响，为丰产减排稻作模式的创新提供理论依据和技术途径。【方法】以2019—2021年垄作直播方式下的水稻-萝卜轮作系统为研究对象，通过设置传统淹水沟灌（TFI：水分高于垄面约5 cm）、控制沟灌1（CFI1：水分低于垄面约5 cm）、控制沟灌2（CFI2：水分低于垄面约10 cm）、控制沟灌3（CFI3：水分低于垄面约15 cm）4个处理，采取密闭静态箱-气相色谱法研究水稻-萝卜生长季温室气体排放及其全球增温潜势，同时测定水稻产量、土壤还原性物质、铵态氮和硝态氮等指标，明确既能减少全球增温潜势（GWP）又能增加作物产量的最佳灌水模式。【结果】综合3年试验结果，与TFI处理相比，控制灌溉能显著降低水稻季CH4累积排放量22.81%—78.47%，其中CFI3效果最显著；CFI2处理显著增加水稻季N2O累积排放量20.45%—59.90%,CFI3显著降低水稻季N2O累积排放量12.08%—68.64%,CFI1对N2O排放量无显著影响。对于萝卜季而言，与TFI处理相比，控制灌溉能显著降低CH4累积排放量34.87%—53.31%，其中CFI2和CFI3效果最显著；CFI1、CFI2和CFI3处理能显著增加N2O累积排放量35.00%—120.00%。双因素方差分析结果表明，控制灌溉和控制灌溉×试验年份的交互作用对CH4累积排放量具有极显著影响（P＜0.01），控制灌溉、试验年份及控制灌溉×试验年份的交互作用对N2O累积排放量具有极显著影响（P＜0.01）。与TFI相比，控制灌溉处理能显著降低水稻季GWP 20.24%—74.87%;CFI1和CFI2处理显著增加水稻产量12.34%—33.97%,CFI3对水稻产量无显著影响；控制灌溉显著降低温室气体排放强度（GHGI）29.37%—75.92%。控制灌溉分别降低还原物质总量、活性还原物质和还原性铁含量15.00%—30.84%、53.45%—71.65%和60.47%，影响CH4排放；同时降低铵态氮7.51%—9.87%，增加硝态氮5.81%—8.55%，影响N2O排放。【结论】控制灌溉通过硝态氮、铵态氮以及还原性物质等土壤性质影响温室气体排放。综合温室气体减排效应和作物增产两方面，CFI1和CFI2处理效果最好。在稻田垄作直播条件下，灌水深度为传统沟灌淹水深度的2/3或者1/2是降低温室气体排放并增加水稻产量的最佳水分管理方式。
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重庆稻田土壤重金属污染特征分析及风险评价
《西南农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究重庆稻田土壤重金属元素的含量特征并对其进行风险评价，为土壤重金属污染防控及耕地土壤保护提供参考依据。【方法】采集重庆市7个典型水稻主产区的稻田土壤样品230个，分析测定土壤样品的pH及Cd、Hg、As、Pb、Cr等5种重金属元素含量，利用内梅罗污染指数评价法与地累积指数评价法进行污染程度分析，并与重庆土壤重金属背景值和农用地土壤风险筛选值进行比对，分析评估重庆稻田土壤重金属污染特征，再通过皮尔逊相关性分析和聚类分析探究土壤重金属污染可能来源。【结果】研究区土壤中Pb、Cd、Cr、As、Hg等5种重金属元素的平均含量分别为25.4、0.312、66.8、4.71、0.0827 mg/kg。通过单因子污染指数与内梅罗污染指数评价法分析，研究区稻田土壤有19.57%的点位处于Cd元素轻污染状态，0.43%的点位处于Hg元素中污染状态，其余点位处于无污染状态。地累积指数分析发现，稻田土壤中Cd处于轻污染水平，其余重金属元素属于无污染水平，但存在极少部分土壤的Hg元素地累积指数极高（4.03,属于强-极强污染等级）。与重庆市土壤背景值比对发现，Cd、Hg元素含量均超过了重庆土壤背景值，分别是背景值的2.84倍、1.38倍，有累积效应；Pb、Cr、As元素含量略低于重庆土壤背景值，基本无富集。通过与农用地土壤风险筛选值比对，所调查的稻田土壤重金属含量均值均小于对应的农用地土壤风险筛选值。相关性及聚类分析发现，重金属污染主要源于成土过程及人为因素。【结论】重庆稻田土壤总体处于清洁状态，但存在Cd、Hg元素的污染风险。
关键词： 稻田 重金属污染 土壤环境质量 内梅罗污染指数 地累积指数
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小麦秸秆覆盖量对坡面流水动力学特性影响
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为系统研究小麦秸秆覆盖量对坡面流水动力学特性的影响，采用室内定床模拟试验，探究在不同流量（3.0、4.5、6.0、7.5、9.0 L/min）和坡度（3°、5°、10°、15°）下，坡面流水动力参数随秸秆覆盖量（0、1.5、2.5、3.5、4.5 t/hm~2）的变化特征。结果表明：1)秸秆覆盖显著影响坡面流流型，在不同流量和坡度下，无秸秆覆盖时坡面流型均为急流，而在秸秆覆盖条件下，坡面流型均变为缓流。当流量≤7.5 L/min时，流态均为层流，当流量＞7.5 L/min时，流态均为过渡流。2)随着秸秆覆盖量的增加，坡面流流速分别较裸坡降低了47.85%、53.86%、57.69%、60.11%。3)不同覆盖量下，坡面流流态指数随坡度的变化规律不一致。覆盖量≤2.5t/hm~2时，随坡度的增加，流态指数呈先增后减的变化趋势，覆盖量＞2.5 t/hm~2时，流态指数随坡度的增加而逐渐减小。4)不同覆盖量下，坡面流阻力系数随坡度的变化规律不一致。秸秆覆盖坡面阻力系数是裸坡的9.36～19.68倍。低覆盖量下（≤2.5t/hm~2）阻力系数在10°坡度达最大值，高覆盖量下（≥3.5 t/hm~2），阻力系数整体上随坡度的增加而增加。该研究可为不同秸秆覆盖量下坡面水蚀过程的动力学机制提供科学依据。
关键词： 土壤 侵蚀 水动力参数 坡面流 秸秆覆盖量 定床试验 黄土高原坡耕地
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川渝李果斑病病原菌的鉴定及药剂筛选
《中国南方果树 》 2023 北大核心
摘要：2020年春川渝地区李种植基地的青脆李出现大量果斑病，通过对感病样品进行组织分离，利用形态学和多基因联合序列（ITS、RPB2和G3PDH）分析进行病原鉴定，明确引起川渝地区青脆李果斑病的主要病原真菌LY1为灰葡萄孢（Botrytis cinerea）。对青脆李、脆红李、金脆李、青萘和半边红进行致病力测试，结果表明，该病菌对青脆李、脆红李等5个李品种的枝条、叶片和果实均有致病性。运用菌丝生长速率法进行室内药剂筛选，结果表明，供试的17种杀菌剂中，7种药剂具有明显的抑菌效果，其中病原菌对75%肟菌·戊唑醇最敏感，EC50值为0.118 3μg·mL-1。
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除草机器人自适应快速积分终端滑模跟踪控制技术
《农业机械学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：智能除草机器人在草坪作业时，易受到外界扰动以及系统不确定性的影响，从而导致轨迹跟踪收敛时间长以及跟踪效果差等问题。因此，设计一种面向轨迹跟踪的自适应快速积分终端滑模控制算法。首先，考虑驱动轮动力学特性以及未建模误差、外界干扰、动静摩擦等不确定性因素，建立除草机器人的动力学模型。然后基于所建立的动力学模型，设计自适应快速积分终端滑模控制器。所提出的控制器结合了快速终端滑模、积分滑模和自适应估计技术的优点，能够实现期望的跟踪性能并抑制控制信号抖动。同时，在不需要明确系统不确定性和外界干扰上界的情况下，可以通过所设计自适应估计项进行实时补偿，提高系统的鲁棒性。最后，通过仿真和试验验证了该方法的有效性。试验结果表明，所设计的控制器能够使跟踪误差在有限时间内快速收敛，并且横向误差绝对值不超过0.097 9 m,纵向误差绝对值不超过0.102 6 m,航向角误差绝对值不超过0.057 8 rad,保证除草机器人准确跟踪作业路径，同时具有较强的鲁棒性。
关键词： 除草机器人 轨迹跟踪 动力学模型 自适应估计 快速积分终端滑模
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稻菜轮作下不同施氮处理对土壤微生物多样性的影响
《西南农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析稻菜轮作模式下不同施氮处理对土壤微生物多样性的影响，为氮肥减量施用提供理论支撑。【方法】设置氮肥全量施用（T1）、氮肥减施（T2）、氮肥配施有机肥（T3）、不施氮肥（CK）4个处理，利用高通量测序技术和生物信息学手段，研究其对土壤真菌和细菌群落结构和多样性的影响。【结果】土壤细菌和真菌群落Alpha多样性分析表明，T1处理的细菌群落Chao1指数和Observed指数低于CK处理，T2、T3处理高于CK,但处理间差异不显著；T1、T2、T3处理的细菌Shannon指数和Simpson指数均高于CK处理，差异不显著。T1、T2、T3处理的真菌Chao1指数和Observed指数均高于CK处理，而Shannon指数和Simpson指数均低于CK处理，差异不显著。微生物群落Beta多样性分析表明4个处理的土壤细菌群落组成基本相似，处理间差异不显著；T3处理的真菌群落组成与CK、T1、T2处理有一定的差异。土壤细菌群落组成基本相似，4个处理的细菌优势菌群均为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloronexi）和酸杆菌门（Acidobacteria）,T2处理的绿弯菌门相对丰度最高，T3处理的变形菌门相对丰度最高，施氮处理均降低了酸杆菌门、放线菌门和硝化螺旋菌门相对丰度。真菌群落组成有一定的差异性，真菌优势菌群均为子囊菌门（Ascomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）和担子菌门（Basidiomycota）,T1处理增加担子菌门的相对丰度，T2处理增加被孢霉门的相对丰度，T3处理子囊菌门相对丰度最高。T2处理显著降低了大理石雕菌属（Marmoricola）相对丰度，T3处理显著增加腐质霉属（Humicola）和青霉菌属（Penicillium）相对丰度，施氮处理均显著降低链格孢属（Alternaria）相对丰度。【结论】在水稻-茎瘤芥轮作模式下，与氮肥全量施用相比，减氮施肥和氮肥配施有机肥均提高了土壤细菌群落的丰富度，降低了真菌群落的丰富度。处理间土壤微生物的群落结构差异不明显，其微生物群落多样性的差异主要体现在大理石雕菌属、腐质霉属、青霉菌属和链格孢属相对丰度的显著变化。
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马铃薯播种机漏播监测与补种系统设计研究
《农机化研究 》 2023 北大核心
摘要：针对现有马铃薯播种机存在的适应性差、株距变异大、漏播率及伤薯率高的问题，设计了以AT89S51为控制核心的马铃薯播种机漏播监测系统。系统由触发和红外监测模块组成，触发模块由小磁钢和霍尔传感器组成，当小磁钢靠近霍尔传感器时，系统就会触发启动由红外发射和接收模块组成的马铃薯漏播监测系统。系统安装在主播种勺链和补薯勺链监测点上，如果红外线监测系统发现主勺链和补薯勺链任意一个未有种薯时，便会立即驱动步进电机实现快速补薯。补薯机构由单行双链的勺链式取种机构组成，取种勺链分为主播种勺链和补薯勺链，主播种勺链用地轮驱动，补薯勺链用步进电机驱动，两个播种链共用一个下薯口，以保证播种的株距一致；当漏播监测系统监测主播种勺链没有种薯时，便立即驱动步进电机带动补薯勺链作业，实现精准补薯。试验结果表明：勺链的工作线速度在0.4～0.7m/s时，补薯成功率为85%～87%,总播种成功率为99%,提高了马铃薯播种机的作业性能，且此勺链式取种机构工作线速度较前人研究的勺链工作线速度有所提高。
关键词： 马铃薯播种机 漏播监测 自动补薯装置 勺链式取种器
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