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基于离散元的棉田仿生减阻犁体设计与试验

中国农机化学报 2024年第2期45卷 13-19页

作者：刘进宝郑炫杨怀君李帆王子龙张鲁云新疆农垦科学院机械装备研究所新疆石河子832000

针对当前铧式犁在棉田土壤犁耕作业过程中易黏附、阻力大、能耗高等问题,立足两种典型棉田土壤,以犁体、棉田土壤和两者之间的相互作用为研究对象,提出犁体曲面模型优化和表面结构仿生相结合的方法。以穿山甲体表的鳞片三角圆弧状结构... 详细信息

针对当前铧式犁在棉田土壤犁耕作业过程中易黏附、阻力大、能耗高等问题,立足两种典型棉田土壤,以犁体、棉田土壤和两者之间的相互作用为研究对象,提出犁体曲面模型优化和表面结构仿生相结合的方法。以穿山甲体表的鳞片三角圆弧状结构和蜣螂体表的凸包结构相结合作为仿生原型,研制一种棉田仿生脱附减阻犁体,分别对两种棉田土壤的物理和化学特性进行试验测定并建立离散元模型。进行传统犁体与仿生犁体的耕作过程仿真与试验,在1号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻5.4%,土壤减粘性能提升44.15%;在2号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻7.8%,土壤减粘性能提升45.49%,研究结果表明仿生犁体对棉田土壤减粘降阻效果明显。

关键词：农业机械棉田土壤仿生犁体离散元抗黏减阻

陆地棉主要株型性状关联分析及优异等位基因挖掘

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生物技术通报 2024年第3期40卷 146-154页

作者：王娟王新田琴马晓梅周小凤李保成董承光新疆农垦科学院棉花研究所石河子832000

【目的】株型是影响棉花机械化和产量的关键因素,开展陆地棉主要株型性状的关联分析研究,可为棉花株型分子育种提供标记及材料来源。【方法】以403份陆地棉种质资源为材料,利用覆盖全基因组的201对多态性SSR标记,对6个环境4个株型性状... 详细信息

【目的】株型是影响棉花机械化和产量的关键因素,开展陆地棉主要株型性状的关联分析研究,可为棉花株型分子育种提供标记及材料来源。【方法】以403份陆地棉种质资源为材料,利用覆盖全基因组的201对多态性SSR标记,对6个环境4个株型性状进行了关联分析,挖掘株型性状优异等位基因。【结果】6个环境中株高、果枝始节高、果枝始节位和果枝数的平均变异系数分别为13.70%、21.51%、14.18%和11.51%,广义遗传率为46.24%-74.15%;201对标记共产生394个多态性等位变异位点;能同时在最佳线性无偏预测值(best linear unbiased prediction, BLUP)(P<0.01)和2个以上环境中检测到显著(P<0.05)关联的位点共38个,包括与株高关联的位点16个、与果枝始节高关联的位点6个、与果枝始节位关联的位点11个、与果枝数关联的位点5个,5个位点同时与多个性状关联;鉴定到含有目标性状优异等位基因的材料31份,其中6份材料同时携带多个优异等位基因。【结论】在403份陆地棉自然群体中,鉴定到38个与4个株型性状关联的标记位点,发掘出31份含有优异等位基因的典型材料。

关键词：陆地棉株型性状关联分析优异等位基因

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干旱区骏枣根系分布和土壤养分关系分析

新疆农业科学 2024年第1期61卷 156-164页

作者：邓永辉郑强卿兖攀王文军陈奇凌王晶晶张锦强王振东新疆农垦科学院林园研究所新疆石河子832000

【目的】研究干旱区骏枣吸收根和输导根分布特征及其与土壤养分的关系。【方法】以阿拉尔垦区6年生骏枣为试材,采用剖面挖掘和分层取样法,使用WinRHIZO根系分析系统测定骏枣不同直径的根系根长、根表面积和根体积指标,并测定不同生长期(... 详细信息

【目的】研究干旱区骏枣吸收根和输导根分布特征及其与土壤养分的关系。【方法】以阿拉尔垦区6年生骏枣为试材,采用剖面挖掘和分层取样法,使用WinRHIZO根系分析系统测定骏枣不同直径的根系根长、根表面积和根体积指标,并测定不同生长期(0~60 cm深度)土壤的碱解氮、速效磷、速效钾含量,分析根系分布与土壤养分的相关性。【结果】各土壤空间,吸收根根长密度始终高于输导根,根体积则相反。垂直方向上,吸收根和输导根根长密度和根表面积密度均随土层加深而下降,0~20 cm土层根系最密集,吸收根根长密度和根表面积密度占比分别为77.1%、76.5%,输导根占比为76.0%、74.6%。水平方向上,吸收根在0~20 cm和20~40 cm水平距离土壤密集分布,根长密度占比为20.0%~20.7%,根表面积密度占比20.0%~22.2%,输导根占比分别为21.8%~22.1%,18.4%~23.8%;40~140 cm水平距离土壤吸收根根长密度和根表面积密度占比8.8%~14.4%,输导根为8.7%~14.5%,吸收根根长密度和根表面积密度均随水平距离增加缓慢下降,输导根表现为上升下降往复变化,存在差异性。吸收根和输导根根长密度和根表面积密度与展叶期土壤碱解氮、幼果期碱解氮和速效磷相关系数大于0.820,吸收根根长密度和根表面积密度与展叶期土壤速效磷相关系数大于0.809,均表现极显著正相关性,根长密度和根表面积密度与速效钾成负相关关系,相关性不显著。【结论】骏枣根系分布较浅,0~20 cm深度、0~40 cm水平距离的土壤根系分布较为密集,是水分和养分利用的重要区域,根系在垂直方向分布与展叶期和幼果期土壤中的碱解氮和速效磷含量密切相关。

关键词：骏枣根系分布土壤养分吸收根输导根

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向日葵除草剂抗性机制及育种研究应用进展

作物杂志 2024年第1期 16-22页

作者：吕增帅董红业王鹏段维刘胜利柳延涛新疆农垦科学院作物研究所新疆石河子832000

向日葵作为我国重要的特色经济作物,杂草危害严重制约其产业发展,除草剂作为简便高效的化学防治手段,在生产中得到广泛应用。本文综合国内外向日葵的研究现状,介绍了其除草剂抗性形成的靶向及非靶向抗除草剂机制,总结了国内外在靶向及... 详细信息

向日葵作为我国重要的特色经济作物,杂草危害严重制约其产业发展,除草剂作为简便高效的化学防治手段,在生产中得到广泛应用。本文综合国内外向日葵的研究现状,介绍了其除草剂抗性形成的靶向及非靶向抗除草剂机制,总结了国内外在靶向及非靶向除草剂抗性育种的研究进展,以及除草剂抗性在杂交种工程化制种中的应用,以期为向日葵除草剂抗性育种研究及应用提供理论指导,促进向日葵产业朝着绿色高质量的方向发展。

关键词：向日葵除草剂抗性机制育种进展

基于矿物元素指纹图谱对新疆皮山红羊真实性鉴别

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食品科学 2024年第4期45卷 300-306页

作者：赵莱昱张鸿儒王晶张春晖中国农业科学院农产品加工研究所北京100193 新疆畜牧科学院新疆乌鲁木齐830000

利用矿物元素与多元统计分析相结合的方法,对新疆皮山红羊进行真实性鉴别。以36只新疆皮山红羊与36只湖羊作为实验对象,利用电感耦合等离子质谱仪测定其背最长肌及半腱肌中51种矿物元素。结果表明,皮山红羊肌肉中矿物元素表现出明显的... 详细信息

利用矿物元素与多元统计分析相结合的方法,对新疆皮山红羊进行真实性鉴别。以36只新疆皮山红羊与36只湖羊作为实验对象,利用电感耦合等离子质谱仪测定其背最长肌及半腱肌中51种矿物元素。结果表明,皮山红羊肌肉中矿物元素表现出明显的指纹特征,以稀有元素为主。以矿物元素为基础构建了线性判别分析模型,结果显示,矿物元素对皮山红羊的判别效果较好,且在背最长肌中的判别效果更显著,品种和肌肉部位判别模型准确率分别为100%和99.29%。La、Zn、Cs、Sn、Ho、Fe、Rh、Co、Se、Te、Mo、Al、Sb 13种矿物元素可作为鉴别皮山红羊的主要矿物元素,其中,Rh、Te、Ho元素对皮山红羊的鉴别贡献度最高,且这3种元素仅在红羊肌肉中检出,因此可作为鉴别皮山红羊的关键矿物标志物。特征元素的累积与地域特征有关。

关键词：皮山红羊矿物元素判别分析真实性

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农用无人机施药技术应用研究现状

中国农机化学报 2024年第9期45卷 54-61页

作者：白志坤陈兵高山刘太杰陈子杰新疆农垦科学院棉花研究所新疆石河子832003 塔里木大学农学院新疆阿拉尔843300

无人机施药作为一种新型施药技术,与传统施药相比作业效率高、环保、时效性强、成本低,且不会对作物和土壤造成物理损害,已广泛应用于大田作物。综述国内外农用无人机发展现状及其快速发展的原因,阐述农用无人机在玉米、水稻、小麦、棉... 详细信息

无人机施药作为一种新型施药技术,与传统施药相比作业效率高、环保、时效性强、成本低,且不会对作物和土壤造成物理损害,已广泛应用于大田作物。综述国内外农用无人机发展现状及其快速发展的原因,阐述农用无人机在玉米、水稻、小麦、棉花上的应用。分析农用无人机施药技术面临的主要问题:质量参差不齐,相关政策法规不健全;飞防专用药剂选择无标准、安全风险大;电池容量较小,电池续航能力弱;售后服务体系不完善、专业飞手培训局限等。展望农用无人机施药作业实时监测、一机多能或多机合作、生物防治、喷药方式革新等未来发展方向,以期为农用无人机施药技术的发展提供借鉴与参考。

关键词：无人机施药技术农艺措施玉米水稻小麦

基于非靶向代谢组学解析猬木霉挥发性物质对香梨采后链格孢的抑制作用

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食品科学 2024年第11期45卷 110-117页

作者：黄伟王宁刘峰娟宋博热依拉·库尔班王苏玲古丽米热·努热秦新政唐琦勇张丽娟王玮新疆农业科学院微生物应用研究所新疆特殊环境微生物实验室新疆乌鲁木齐830091 新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所新疆乌鲁木齐830091 新疆农业科学院植物保护研究所新疆乌鲁木齐830091

本研究探讨猬木霉M6-5挥发性物质对香梨采后黑斑病菌链格孢(Alternaria alternata)代谢物质、呼吸和能量代谢的影响。基于非靶向代谢组学技术通过液相色谱-质谱联用仪测定链格孢受M6-5挥发性物质处理后体内代谢物质的变化;测定M6-5挥发... 详细信息

本研究探讨猬木霉M6-5挥发性物质对香梨采后黑斑病菌链格孢(Alternaria alternata)代谢物质、呼吸和能量代谢的影响。基于非靶向代谢组学技术通过液相色谱-质谱联用仪测定链格孢受M6-5挥发性物质处理后体内代谢物质的变化;测定M6-5挥发性物质熏蒸处理后0、3、5、7d的链格孢呼吸速率,计算呼吸抑制率;采用液相色谱仪测定不同培养时间处理组和对照组链格孢ATP、ADP、AMP和能荷的影响。结果表明:M6-5挥发性物质处理后链格孢菌丝体上调的差异代谢物有6-戊基-2H-吡喃-2-酮、4-乙基苯甲醛、3,4-二甲基苯甲酸、4-苯基丁酸、2-甲氧基间苯二酚等,下调的差异代谢物有6-氨基烟酰胺、11-酮基乙酰胆甾醇、3-羟基康力龙、茉莉酸、苯甲酰芽子碱等。利用京都基因与基因组百科全书通路分析发现差异显著的通路为次生代谢物的生物合成。在培养时间结束(7d)时,M6-5挥发性物质对链格孢的呼吸抑制率为(49.64±2.04)%;与对照组相比,M6-5挥发性物质处理显著降低了链格孢ATP、ADP、AMP的含量和能荷水平,说明M6-5挥发性物质处理使链格孢胞内维持在更低的能荷水平,能量代谢失衡,呼吸速率受抑制,进而影响了代谢物质的变化。

关键词：非靶向代谢组猬木霉挥发性物质链格孢抑制作用

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库尔勒香梨的光能截获率及冠层结构优化

中国农业科学 2024年第5期57卷 965-979页

作者：兖攀王振东邓永辉陈奇凌郑强卿新疆农垦科学院林园研究所/库尔勒香梨种质创新与提质增效兵团重点实验室

【目的】调查库尔勒香梨5种树形的冠层结构，分析不同树形冠层内的光照分布差异，建立光截获量日变化模型，计算光能截获率，明确库尔勒香梨冠层结构的调控方法和目标参数，为高光效树形培育提供参考依据。【方法】以不同树形的库尔勒... 详细信息

【目的】调查库尔勒香梨5种树形的冠层结构，分析不同树形冠层内的光照分布差异，建立光截获量日变化模型，计算光能截获率，明确库尔勒香梨冠层结构的调控方法和目标参数，为高光效树形培育提供参考依据。【方法】以不同树形的库尔勒香梨为试材，测定冠层结构参数和不同部位的光合有效辐射(photosynthetic effective radiation,PAR)，基于象限思维构建三维空间，绘制光分布图，建立光能截获评价指标体系，计算光截获量和光能截获率，通过相关性分析和主成分分析，明确影响光能截获的主要冠层结构和调控方法。【结果】(1)大圆柱形的地径、平均枝粗较大，存在枝干比失调的主枝。圆柱形冠层上下的分枝数和枝粗更加均匀。窄圆柱形的分枝数、枝总长、平均枝长显著低于圆柱形。矮圆柱形的树高显著降低，其余参数与窄圆柱形相似。细长纺锤形的地径、平均枝长、平均枝粗、平均枝角、平均枝间距显著低于圆柱形，但短枝占比显著增加。(2)离主干距离和高度是影响冠层光截获量(light interception,LI)的主要因素，离主干100 cm处的平均光截获量(average light interception,ALI)显著提高，达到572μmol·m-2·s-1，约为内膛的2倍，220 cm以下的光照条件均较差。南、北、东南、西南侧为高光区，西、东、东北、西北侧为低光区，ALI日变化可以大致分为5个时段。(3)树形变窄、变矮，可显著增加内膛ALI，显著增加各层或部分层次的ALI，显著增加所有或部分方位的ALI，显著增加部分时段的ALI。(4)细长纺锤形的单日累积光截获量(cumulative light interception,CLI)为22.2 mol·m-2，群体CLI为3 712 mol/667 m2，光能截获率(light interception rate,LIR)为35.6%，显著高于其他树形，其低光区占比(proportion of low light area,PLL)为50.9%，显著低于其他树形。(5)与光能截获率显著正相关的冠层结构参数有5个，显著负相关的冠层结构参数有15个。【结论】短枝占比是影响库尔勒香梨光能截获率的最主要参数，枝长是影响低光区占比的最主要参数。控制树高和冠幅可以提高光能截获率和光照分布的均匀度。细长纺锤形的冠层光分布更加均匀，光能截获率最高，可保持较多的分枝数和较大的短枝占比，降低平均枝长，改善冠层光照水平。

关键词：库尔勒香梨树形光分布光截获低光区占比

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轴流弓齿式食葵脱粒装置设计与试验

干旱地区农业研究 2024年第3期42卷 287-298页

作者：杨星宇李斌王士国刘洋董云成刘向新新疆农垦科学院机械装备研究所新疆石河子832000 石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000

针对现今食葵脱粒过程中普遍存在的脱粒不完全和籽粒易受损等问题,设计一种针对食葵收获机脱粒的轴流弓齿式食葵脱粒装置,并对葵盘在脱粒装置中的受力情况进行分析。借助离散元仿真软件EDEM对食葵盘在滚筒内部的轴向速度、轴向位移以及... 详细信息

针对现今食葵脱粒过程中普遍存在的脱粒不完全和籽粒易受损等问题,设计一种针对食葵收获机脱粒的轴流弓齿式食葵脱粒装置,并对葵盘在脱粒装置中的受力情况进行分析。借助离散元仿真软件EDEM对食葵盘在滚筒内部的轴向速度、轴向位移以及运动路径进行分析。通过单因素试验获得了含水率、滚筒转速以及喂入量等因素对籽粒破损率及未脱净率的影响规律。根据单因素试验结果,以含水率、滚筒转速以及喂入量作为试验因素,以食葵未脱净率和破损率作为评价指标进行正交试验,利用Design expert对试验结果进行了方差分析,建立了影响因素与评价指标的回归模型,明确了各因素对滚筒实际工作效果的影响程度。基于响应曲面法,以低破损率和未脱净率为目标,对含水率、滚筒转速以及喂入量进行多目标寻优求解,得到最佳作业参数组合,即含水率22%、喂入量1.45 kg·s^(-1)、滚筒转速318 r·min^(-1)。为了确保参数组合的可靠性,对最佳参数组合进行验证试验,结果显示,籽粒未脱净率0.51%、破损率0.67%,满足我国机械行业标准。

关键词：食葵脱粒滚筒弓齿参数优化

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