2022, 43(4):1-9. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202202030
摘要:生态农业在我国正值大发展之际,针对目前生态农业一些模糊认识和畏难情绪,文章回顾了生态农业产生的历史轨迹和现实缘由,追溯了国内外对农业可持续发展道路的各类探索,概括了生态农业概念的内涵和理论基础,总结了践行生态农业的多种切入途径。对生态农业成为主流农业方式需要解决的效应判断、潜力挖掘、市场创新、政策支撑和民间参与等进行了讨论,并对生态农业今后蓬勃发展的机遇与态势进行了展望。
2022, 43(4):10-15. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202110032
摘要:目的 利用猪50K SNP(Single nucleotide polymorphisms)芯片开展基因组育种已经得到了广泛的应用与认可。基因型填充可在不增加基因型检测成本的前提下大幅提高基因型数据量,有利于开展复杂性状的遗传解析与遗传评估。本研究旨在评估3款猪SNP芯片基因型填充至序列数据的填充效果。方法 选用3款芯片共同检测的48头杜洛克猪群体作为填充的目标群体,260头猪的全基因组测序数据作为参考群体,使用Beagle5.1软件进行基因型填充,对比3款不同猪SNP芯片纽勤50K、中芯一号50K和液相50K基因型填充至序列数据的填充效果。结果 3款芯片原始的SNP数分别为
2022, 43(4):16-28. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202106034
摘要:目的 考察黄芪提取物黄芪甲苷(Astragalus IV,AS-Ⅳ)及黄芪多糖(Astragalus polysaccharides,APS)干预对脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)诱导奶牛乳腺上皮细胞(Bovine mammary epithelial cells,BMECs)炎症的作用及对炎症细胞中β–酪蛋白表达的影响。方法 使用APS、AS-Ⅳ干预LPS诱导的BMECs,检测细胞炎症因子、氧化因子、凋亡因子、β–酪蛋白的变化。结果 CCK-8筛选发现,1 g/L APS及50、75、100 mg/L AS-Ⅳ为刺激BMECs的最适质量浓度,0.5 mg/L LPS刺激BMECs 24 h后成功建立炎症细胞模型。AS-Ⅳ、APS可显著抑制炎症细胞中乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)的表达,缓解炎症状态下细胞膜的持续损伤;显著抑制炎症细胞中丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的表达,缓解细胞的氧化损伤;显著抑制炎症细胞中IL-6、IL-8和TNF-α炎症因子的表达,降低细胞的炎症反应;显著抑制炎症细胞中凋亡蛋白的表达,抑制细胞凋亡;显著激活BMECs炎症细胞及正常细胞中β–酪蛋白,显著抑制TGF-β和ERK1/2的表达。结论 使用最适浓度的AS-Ⅳ、APS可抑制LPS诱导的BMECs炎症反应,激活炎症细胞中β–酪蛋白的表达。
2022, 43(4):29-37. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202107028
摘要:目的 寻求不同堆沤方式和秸秆还田密度结合下较为有效的径流泥沙与磷素减排农艺措施。方法 在自然降水条件下,研究不同秸秆还田密度(0.75、1.5 kg·m-2)、不同秸秆粉碎粒度(1、5 cm)、加水或尿素堆沤对滇中二龙潭小流域烟草坡耕地产流产沙量及磷素流失量的影响。结果 1.5 kg·m-2秸秆密度、5 cm秸秆粒度、加水堆沤均可有效降低烟草坡耕地产流产沙量,降低幅度分别为18.59%~38.60%、12.50%~38.60%、10.06%~38.60%;0.75 kg·m-2秸秆密度、5 cm秸秆粒度、加水堆沤较1.5 kg·m-2秸秆密度、1 cm秸秆粒度、加水与尿素堆沤的处理,径流泥沙总磷与径流PO4--P浓度分别降低2.82%~66.67%、0.38%~57.53%和1.97%~64.73%;径流中PO4--P占总磷浓度的35.30%~77.59%;0.75 kg·m-2秸秆密度、5 cm秸秆粒度及加水堆沤可有效减少坡耕地磷素流失风险,径流和泥沙总磷流失量分别最高降低63.64%和64.74%、63.89%和57.87%、63.89%和64.74%。结论 采用0.75 kg·m−2秸秆密度、5 cm秸秆粒度以及加水堆沤处理还田可控制滇中地区磷素流失,降低坡耕地径流泥沙及磷素流失风险。
2022, 43(4):38-46. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202109031
摘要:目的 针对猪粪水贮存过程中氮素大量损失的问题,比较秋季和冬季条件下敞口和密封贮存对猪粪水贮存过程中理化特性的影响,以便为猪粪水贮存还田提供理论参考。方法 在实验室条件下,比较了秋季和冬季敞口与密封贮存对猪粪水贮存过程中物质转化、氮素损失及无害化的影响,分析了猪粪水pH、电导率(Electrical conductivity,κ)、化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)、种子发芽率及NH4+-N、NO3--N、总氮(Total nitrogen,TN)和重金属(As、Zn、Cu、Pb和Cd)含量的变化。结果 猪粪水贮存过程中,pH先增加后保持相对稳定,κ、COD及TN、NO3--N和重金属含量均逐渐降低,NH4+-N含量先增加后降低,种子发芽率逐渐增加;贮存后猪粪水中无机氮占比明显增加(冬季敞口贮存除外),除Cu和Zn含量未达到《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2021)要求外,As、Pb和Cd含量均达到无害化和稳定化要求;贮存造成氮素损失严重,秋季和冬季敞口贮存猪粪水的氮素损失率分别为79.44%和52.60%。与敞口相比,密封贮存降低了猪粪水pH,显著减少了贮存过程中氮素损失,降低了Zn含量,特别是显著减少了NH4+-N损失,秋季和冬季贮存后猪粪水氮素损失率较敞口贮存分别减少36.14和21.30个百分点;贮存后猪粪水κ显著高于敞口贮存,种子发芽率略低,对其他重金属(As、Cu、Pb和Cd)含量无显著影响。结论 尽管敞口贮存简单方便,但氮素损失严重,降低了贮存后猪粪水的肥料价值,故在有条件的地区应鼓励养殖场进行猪粪水密封贮存。
2022, 43(4):47-57. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202108021
摘要:目的 分析污泥施用下园林植物单种和混种的生长适应性以及对重金属的吸收积累,为污泥资源化利用和重金属修复的园林植物组合筛选提供理论依据。方法 以园林树木秋枫Bischofia javanica、园林地被植物山菅兰Dianella ensifolia、合果芋Syngonium podophyllum和鹅掌柴Schefflera odorata为供试植物,以不种植物为对照,设置4种植物单种、秋枫分别与3种地被植物混种共7个处理,开展6个月的污泥添加盆栽试验,分析植物干生物量、根系活力、根系抗氧化酶活性、根系形态、植物重金属积累量和土壤重金属形态变化。结果 与秋枫单种相比,混种合果芋显著降低了秋枫干生物量、根系超氧化物歧化酶(Superoxidase dismutase,SOD)活性和根系活力;与鹅掌柴混种则显著提高了秋枫根系总根长、总表面积、根体积、比根长以及根系过氧化物酶(Peroxidase,POD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性。与秋枫混种的合果芋干生物量、根体积和根系CAT活性显著高于合果芋单种。与秋枫单种相比,混种山菅兰的秋枫Cd积累量提高了238.73%,混种鹅掌柴的秋枫Cd、Cu和Ni积累量分别提高了278.76%、53.68%和71.44%。与秋枫混种的合果芋Cd、Cu、Zn和Ni积累量分别提高了161.61%、139.77%、78.37%和65.70%。秋枫和合果芋混种显著降低了土壤水溶态+交换态和铁锰氧化态Cd比例,并增加了土壤残渣态Cd、Cu和Ni的比例。结论 在污泥施用条件下,秋枫与合果芋混种、秋枫与鹅掌柴混种可提高对重金属的吸收积累。
2022, 43(4):58-66. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202109030
摘要:目的 研究木薯种茎在不同温度贮藏不同时间后的失水状况、可溶性糖含量以及相关糖代谢信号通路中有关酶基因表达量的变化,分析不同温度下海藻糖含量与种茎失水率的相关性。方法 以‘木薯60444’种茎为试验材料,采后分别贮藏于低温(20±2)℃、常温(36±2)℃ 0~30 d,测定种茎失水率、相关可溶性糖含量,运用实时荧光定量PCR分析种茎糖代谢相关基因的表达,木薯种茎海藻糖含量和失水率的相关性分析采用Pearson法。结果 低温贮藏组种茎失水率在10、20、30 d显著低于常温贮藏组(P<0.01)。低温与常温贮藏种茎海藻糖含量随贮藏时间的延长整体呈不同程度地提升,且低温贮藏组在10、20、30 d显著低于常温贮藏组(P<0.05);蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖含量均随贮藏时间的延长整体呈下降趋势。相关性分析表明,低温贮藏组与常温贮藏组种茎海藻糖含量与种茎失水率呈强线性相关,且2个贮藏组回归方程存在显著差异,低温贮藏组相关系数低于常温贮藏组。实时荧光定量PCR分析表明,低温贮藏不同程度地降低了糖酵解相关基因表达,低温贮藏组海藻糖–6–磷酸合成酶基因(MeTPS-1)的表达量在贮藏10、20、30 d显著低于常温贮藏组(P<0.05)。结论 低温贮藏有助于木薯种茎保水,减缓糖酵解速度,延长贮藏时间。海藻糖与木薯种茎失水胁迫呈强相关性,海藻糖含量上升有助于提升木薯种茎的保水能力。
2022, 43(4):67-76. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202111011
摘要:目的 探究草甘膦与H2O2复合污染条件下草甘膦对福寿螺Pomacea canaliculata的急性毒性效应。方法 采用静水式生物测试法,采集田间生长均匀一致的成年福寿螺,使其暴露于不同浓度草甘膦和近似广州地区降水H2O2浓度(50 μmol·L-1)的水体中。研究氧化沉降条件下草甘膦对福寿螺生境的水质部分指标和急性毒性效应的影响。结果 水体水质指标中,氧化还原电位(Oxidation-reduction potential,ORP)随暴露时间增加而上升,由330 mV上升至540 mV左右;pH随暴露时间增加,不同处理有上升也有下降的趋势,最终都维持在7.0~8.5;溶解氧(Dissolved oxygen,DO)在8.5~16.0 mg·L-1之间,无固定变化规律;这3个指标都维持在福寿螺生长能适应的范围内。急性毒性试验表明,草甘膦对福寿螺为低毒,在有或无H2O2添加时其48 h的半致死浓度(LC50)均为133.479 mg·L-1。在高浓度草甘膦作用下,福寿螺抗氧化胁迫酶[超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)]以及能量代谢相关酶[淀粉酶(AMS)和脂肪酶(LPS)]活性呈先诱导上调、后被抑制、而后又适应上调的趋势,说明在染毒过程中福寿螺能慢慢适应所处胁迫环境并不断提高抗逆性,在逆境中正常生存。结论 氧化沉降条件下,草甘膦对福寿螺急性毒性效应为低毒,4种典型酶的酶活性总体呈上调升高的趋势,试图通过草甘膦除草的同时又抑制福寿螺是无效和不现实的。
冯楠楠,李青青,沐琦,林珊愉,刘圣权,李浩君,李春远,熊亚红
2022, 43(4):77-81. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202112017
摘要:目的 研究红树内生真菌高粱附球菌Epicoccum sorghinum L28的代谢产物及其抗真菌活性。方法 柱层析分离纯化代谢产物,波谱技术鉴定结构;二倍稀释法测试代谢产物对小麦赤霉菌Fusarium graminearum和番茄枯萎菌F. oxysporum的最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC)。结果 分离鉴定出7-羟基-2,5-二甲基色原酮(化合物1)、Livistone A(化合物2)、Barceloneic acid A(化合物3)、Barceloneic lactone(化合物4)、2'-O-methylbarceloneate(化合物5)、Spirostaphylotrichin R(化合物6)、 Spirostaphylotrichin U(化合物7)、β-谷甾醇(化合物8)、β-胡萝卜苷(化合物9)和β-腺苷(化合物10)。化合物1能强烈抑制小麦赤霉菌和番茄枯萎菌的生长,MIC均为100 μg/mL;化合物5对番茄枯萎菌的生长具有中等抑制作用,MIC为200 μg/mL。结论 化合物1和化合物5可作为相应抗菌农药先导化合物开展研究。
李庆荣,邢东旭,肖阳,廖森泰,邹宇晓,刘凡,黎尔纳,周东来,杨琼
2022, 43(4):82-88. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202107008
摘要:目的 研究枯草芽孢杆菌生防菌株SEM-9在作物根际的定植规律及对根际土壤微生物多样性的影响。方法 通过自然转化法对SEM-9菌株进行绿色荧光蛋白标记,利用倒置荧光显微镜观察该菌株在作物根际土壤、根表面及根系内组织的定植情况;并以土传病害土壤为试验对象,通过高通量测序初步分析SEM-9菌株处理后根际土壤中微生物多样性的变化。结果 构建了稳定表达绿色荧光蛋白的重组菌株SEM-9-pGFP22。荧光显微镜观察结果表明,SEM-9-pGFP22重组菌株可以在根际土壤和根表面定植,但是无法在根内组织或细胞内定植。SEM-9菌液处理显著降低了黄瓜土传病害的发病率,提高了根际土壤真菌微生物的多样性。结论 成功建立了SEM-9菌株的GFP标记方法,明确了该菌株的根际定植规律及对黄瓜土传病害的防治效果,为后期开发替代型微生物肥料奠定了基础。
2022, 43(4):89-98. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202203030
摘要:目的 桑树青枯病是由茄科雷尔氏菌Ralstonia solanacearum引起的一种危害严重的细菌性病害,建立一种快速、灵敏的茄科雷尔氏菌检测方法,对桑树青枯病的有效控制有重要意义。方法 本研究以茄科雷尔氏菌果胶裂解酶基因(Pectate lyase gene)为靶标,基于等温多自配引发扩增技术(Isothermal multiple self-matching-initiated amplification,IMSA)的引物设计原理,结合环介导等温扩增技术(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)的反应体系,建立一种快速有效检测茄科雷尔氏菌的IMSA-LAMP法,并对该方法的最佳反应参数进行了筛选。结果 基于果胶裂解酶基因建立的IMSA-LAMP检测方法在64.5 ℃条件下,45 min内可完成对阳性样品的特异检测,对茄科雷尔氏菌的模板DNA检测灵敏度达200 fg/μL (对应菌为1×102 CFU/mL);对生产上收集的疑似桑树青枯病病样的检出率为87.5%。结论 IMSA-LAMP检测方法具有良好的实用性,可为桑树青枯病的快速检测、诊断与防疫提供新的技术支持。
倪春辉,李惠霞,刘永刚,韩变,石明明,魏雪娟,李文豪,徐雪芬
2022, 43(4):99-105. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202111034
摘要:目的 明确甘肃省渭源县党参Codonopsis pilosula病样中的茎线虫种类。方法 采用形态学特征、ITS-rDNA与28S-rDNA序列系统发育分析、特异性引物PCR扩增、PCR-ITS-RFLP相结合的方法进行种类鉴定。结果 甘肃省党参茎线虫群体形态特征与花生茎线虫Ditylenchus arachis相似,形态测量均值虽存在差异,但是范围值基本一致;系统发育分析显示,该线虫与花生茎线虫聚为一支,特异性引物PCR扩增片段、PCR-ITS-RFLP图谱均与花生茎线虫相同。结论 结合形态特征与分子特征分析,将甘肃党参茎线虫群体鉴定为花生茎线虫,表明该线虫已在甘肃发生分布。
2022, 43(4):106-112. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202110037
摘要:目的 为解决柑橘病虫害防治工作中植物保护主业知识普及不足、高效病虫害诊断手段缺乏的问题,研制一种基于故障树分析法的柑橘病虫害诊断专家系统。方法 首先,利用故障树分析法计算病虫害发生的概率、建立病虫害知识库;其次,根据知识库以及正向推理策略设计实现专家系统的推理机;最后,利用微信开发者工具在微信小程序内搭建故障树分析法的计算规则、专家系统的推理机,构建基于故障树分析法的专家系统。结果 建立了一种包含病虫害模块、最新资讯模块、知识库查询模块、病虫害诊断模块、用户中心模块5大功能模块的柑橘病虫害诊断专家系统。经测试,系统可以在不同型号的手机中平稳运行,占用内存的平均大小为175 MB,系统启动的平均耗时为1.0984 s,页面切换的平均耗时为0.0495 s;连续运行系统1 h,手机与服务器的连接均未出现异常。结论 本系统运行稳定可靠、页面样式显示正常。用户通过此系统能够诊断病虫害并获得具体的防治技术,同时也能够了解专业的植物保护知识。
2022, 43(4):113-124. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202111010
摘要:目的 深入研究果枝修剪过程特性及切割机理,为优化修剪机具核心剪切部件、提高电动修剪机切割性能提供参考。方法 以‘石硖’品种龙眼树枝为试验对象,采用ANSYS/LS-DYNA对树枝切割过程进行有限元仿真,搭建树枝切割试验平台进行切割试验,验证仿真模型的准确性,使用高速摄像机观察树枝切割过程,分析动刀片、树枝、定刀在切割过程中的应力分布及切割机理,确定最大等效应力出现的区域。结果 实际试验与仿真试验的切割过程都可分为5个阶段:挤压阶段、切入剪切阶段、稳定剪切阶段、剪断阶段、树枝振动阶段,实际切割力略大于仿真值,切割10、15和20 mm直径树枝刀具峰值切割力实际值与仿真值最大相对误差为7.8%,平均相对误差为7.0%,试验和仿真切割力曲线趋势大致相同。切割过程中动刀片、树枝和定刀最大等效应力出现在刀刃、树枝和定刀切口附近,动刀片、定刀最大等效应力均小于刀具材料屈服极限,刀具不会发生失效。结论 该有限元模型与实际情况基本符合,对修剪机具的设计和改进具有一定的参考价值。
2022, 43(4):125-132. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202111007
摘要:目的 为满足无人机田间作业既具有旋翼机灵活起降的功能又具备固定翼长航时的特征,设计了一种X 字布局的旋翼、固定翼混合结构且具有倾转功能的新型农用植保无人机。方法 根据农田喷施作业的负载动力要求对无人机的增升装置进行了翼型和参数的设计。利用SolidWorks软件搭建了植保无人机的机体结构,使用Fluent 软件结合Spalart-Allmaras 湍流模型,对植保无人机增升增速参数进行了气动仿真分析。结果 仿真试验发现,升力系数与迎角和空速呈正相关,其中,迎角从4°至6°变化时的影响较为强烈;迎角对应5°~30°前倾角时,升力系数达到0.81。在5 m/s的空速下,迎角和前倾角的关系几乎呈线性分布,机头前倾即可增大升力系数,进而增加有效负载,使得整体植保无人机的作业效率得到提升。结论 本文为设计倾转翼植保无人机提供了理论依据,也为植保无人机延长续航时间、提升作业效率打开了新思路。
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