摘要：针对玉米追施肥机械田间作业通过性及施肥量精确控制问题,设计了一种三轮高架作业车变量施肥系统,该系统由机械排肥系统、液压传动系统和电控调速系统3部分组成。电控调速系统采用闭环控制,以STM32F103R8T6微处理器为控制核心,结合设置的施肥参数和检测到的速度信号,采用增量式PID算法控制施压系统中的电液比例流量阀来调节排肥轴的转速,实现对施肥量的控制,并显示施肥参数、作业车前进速度和排肥轴转速。室内试验表明,排肥槽工作长度为30 mm,排肥量平均变异系数最小,确定了该工作长度下排肥量和排肥轴转速的拟合方程;整定PID控制参数,确定了Kp为1.2,Ki为0.02,Kd为0.4。田间试验表明,施肥量平均偏差为0.84%,平均变异系数为1.852%,实现了对玉米机械化精确追肥。

摘要：针对玉米、烟草等高秆作物中耕管理作业需求,设计了一种液压驱动的小型遥控高地隙履带作业车。作业车采用龙门架式车架结构,可以在田间实现跨行行走和原地转向,液压系统中采用分流集流阀以提高作业车行走的直线性。为研究重心偏移和分流集流阀对作业车直线行驶稳定性的影响,在作业车左侧车架上添加不同配重,使用Solid Works软件对作业车重心偏移量进行精确评估,选取空载、添加2块和4块配重3种典型负载工况,对含有和去除分流集流阀的作业车行驶直线性进行仿真和样机试验。使用AMEsim软件对液压系统进行仿真表明:有、无分流集流阀时两侧马达稳定工作时转速差相对于总转速偏差分别小于1%和大于38%。样机试验表明,含有分流集流阀时偏驶率分别为4.12%、4.28%、4.62%;无分流集流阀时偏驶率为5.08%、6.54%、9.43%。仿真和试验结果表明,采用分流集流阀提高行驶直线性的液压方案可行,作业车直线行驶稳定性满足国家标准要求。

摘要：为明确小麦根系时空分布及其与土壤有效养分含量之间的相互关系,于2020—2021年进行大田试验,采用裂区设计,主处理为品种,分别选用大穗品种周麦30和多穗品种周麦32,副处理为种植密度,设置1.2×10^(6)、2.4×10^(6)、3.6×10^(6)苗·hm^(-2)3个密度。使用长方体铁盒(20 cm×5 cm×20 cm)在麦行上、行距1/4处、行距1/2处分别取0~20 cm和20~40 cm土层的样品。分析冬前期、返青期、拔节期、开花期、灌浆期、成熟期不同位点小麦根系形态数量性状(根长密度、平均根直径、根体积、根总表面积)及土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量。结果表明,随着生育时期的推进,根总表面积、根长密度、根体积表现为先升高后降低的单峰曲线变化趋势;0~20 cm土层平均根直径呈“W”形曲线变化趋势,20~40 cm土层平均根直径呈“V”形曲线变化趋势。小麦根系垂直分布状况表现为:0~20 cm土层中根总表面积、根长密度、根体积均显著高于20~40 cm土层;20~40 cm土层平均根直径高于0~20 cm土层。小麦根系水平分布状况表现为0~20 cm土层的小麦根总表面积、根体积、根长密度大小均为行上>行距1/4处>行距1/2处,平均根直径在行上最大;20~40 cm土层的小麦根总表面积、根长密度、根体积水平分布较为均匀,在行距1/4处略大。0~20 cm土层,中种植密度下周麦32的根总表面积、根长密度、根体积最大,低种植密度下周麦30的平均根直径最大;随着种植密度的增加,根总表面积、根长密度、根体积在行距1/4处和行距1/2处的占比逐渐增加,其中周麦32表现更为明显。整个生育时期内,0~20 cm和20~40 cm土层的根长密度、根总表面积与土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量均呈极显著负相关关系;平均根直径与土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量均呈显著正相关关系,此外,在0~20 cm土层,根体积与土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量呈负相关关系,在20~40 cm土层,根体积与土壤有效磷含量呈极显著负相关关系。综上所述,上层(0~20 cm)麦田根系的水平分布表现为距麦行越远根系越少;而土壤有效养分含量则表现为距麦行越远养分含量越高。周麦32种植密度为2.4×10^(6)苗·hm^(-2)时根量最大;随着种植密度的增加,距麦行越远处的根量占比越大,周麦32表现尤为明显。本研究结果可为协调土壤养分供应与小麦养分需求之间的时空差异,提高土壤养分吸收利用效率提供理论依据。

摘要：对玉米脱粒过程的研究,理论分析与数学建模存在着理想假设的局限性,整机田间试验受制于系统结构、环境条件而不能深入测试分析。为便于室内研究玉米脱粒过程,以4YL-4/5型收获机脱粒系统为参照,设计了切流-横轴流脱粒试验系统,结构设计模块化,可根据需要更换脱粒滚筒等关键零部件或调整技术参数,以便兼顾开展多种谷物脱粒试验研究。工作参数标定表明,试验台架可满足最高37 k W的工作负载,满足滚筒线速度为0~29.06 m/s、喂入量为0~8.08kg/s的谷物脱粒试验。在入口脱粒间隙为36 mm,出口间隙为12 mm,喂入量为2.6 kg/s的条件下,切流滚筒采用螺旋柱齿结构、横轴流滚筒采用柱齿-板齿结构形式,以不同的横轴流滚筒线速度为测试速度,对含水率在22%~32%的玉米果穗进行脱粒试验,试验表明:切流滚筒的脱粒物质量占比随着含水率的增加而减弱,当含水率在28%以下,切流滚筒与横轴流滚筒脱粒筛分段的脱粒能力几乎相当,当含水率高于28%,切流滚筒的脱粒物质量占比下降明显。脱粒系统在线速度15.84~18.72 m/s和含水率为22%~26%的条件下,籽粒破碎率指标满足国标规定值≤5%。在滚筒线速度为17.28 m/s、含水率为24%~26%区间内,脱粒系统的籽粒破碎率最低,平均值为1.7%。通过脱粒试验台,将玉米脱粒过程的试验研究与田间测试有效结合,可为玉米籽粒收获机脱粒系统的设计提供科学依据。

摘要：菲利普孢囊线虫(Heterodera filipjevi)是在我国黄淮麦区新发现的小麦病原线虫,其致病力更强,危害更严重,对小麦产量和质量造成潜在威胁。病原致病型鉴定对抗病品种的筛选和培育十分重要。为了建立一套简便、快速、准确的SCAR标记检测体系,以黄淮麦区5个重要禾谷孢囊线虫致病型共9个群体为材料,首先对其进行RAPD分析,然后在RAPD分析的基础上对其进行SCAR分析。结果表明,通过筛选97条随机引物,获得2个菲利普孢囊线虫淮阳和博爱致病型群体特异的RAPD标记,其中,引物S232扩增出的多态性条带大小为550bp,引物S278扩增出的多态性条带大小为1 700bp。其后将引物S232扩增的条带进行回收、克隆及测序,根据测序结果设计的特异性引物F232-8-1/R232-8-1仅在菲利普孢囊线虫淮阳和博爱致病型群体中扩增出大小为517bp的特异性条带,而在小麦孢囊线虫其他致病型群体中没有扩增出该条带,说明菲利普孢囊线虫淮阳和博爱致病型群体SCAR标记成功建立,并将其命名为SC-S232。

摘要：以水稻OsbHLH116基因为编辑对象,根据基因编码区序列(CDS)在第一外显子区域设计长度为19bp的sgRNA,化学合成sgRNA的寡核苷酸序列,然后与CRISPR/Cas9系统表达载体pBUN411连接,再用农杆菌介导法获得水稻转基因株系,最后利用酶切和测序相结合的方法对OsbHLH116突变体进行了筛选鉴定和脱靶效应分析。结果表明,所构建的pBUN411-gRNA载体成功实现了对基因OsbHLH116的定向编辑。酶切分析表明在选取的10株T0代转基因苗中得到了6个OsbHLH116突变单株。对6个突变单株进行了TA克隆测序分析,发现了纯合突变、双等位突变和杂合突变3种类型。酶切分析表明2个潜在脱靶位点均未发生脱靶效应。

摘要：OsbHLH120是一个参与非生物胁迫响应基因,与水稻的抗旱性密切相关。本研究根据RNAi表达载体设计原则,从水稻日本晴基因组DNA扩增OsbHLH120基因片段,将长度400 bp干扰目的片段通过正反两个方向与载体p TCK303连接。从pTCK303载体的启动子、终止子和Rice Itron结构中设计两对检测引物,直接将检测引物的PCR产物测序验证载体是否构建成功。通过农杆菌介导法将构建的OsbHLH120RNAi干扰表达载体导入水稻品种日本晴,获得18株转基因阳性苗。本研究结果将有利于进一步研究OsbHLH120在水稻抗旱过程中的作用。

摘要：针对高秆作物生长中后期无人化田间机械作业需求,在遥控式小型全液压驱动高地隙履带车的基础上,设计了履带车自动行走控制系统。该系统以STM32控制器为控制核心,通过搭载测距、触杆、角速度等传感器得到有效信号,精确控制液压电磁阀开闭时间,使履带车旋转对应的角度,进而使履带车在田间可根据作物生长情况对行行走。为得到履带车在不同偏移状态下的转角,建立了该履带车转向运动模型以及标准田间偏移模型,推导出了履带车在不同对应状态下理论转角的表达式。考虑到履带车转向时存在滑移、滑转的现象,对履带车在不同行驶速度下的转向角速度进行了标定,试验得出实际转向角速度在理论转向角速度的63%~67%之间。为验证液压车自动行走系统的行走效果,在硬质水泥路面进行了两种作业模式的履带车通过性试验,使用集思宝G970高精度GNSS设备精确测定了履带车转向轨迹,数据结果显示,两种行走模式下逆时针行走时,接收机相位中心转向轨迹半径分别为5. 573、5. 572 m,顺时针分别为4. 704、4. 645 m,两种模式下接收机相位中心偏移量在0. 163~0. 285 m之间,车架几何中心转向轨迹半径与实际半径相对误差在0. 92%~2. 14%之间,履带车对行行走通过效果良好,可为田间自走式履带车辆自动行走控制系统的设计研究提供参考。

摘要：粒重是小麦产量构成三要素之一,而粒重与籽粒大小高度相关。因此,开展籽粒大小相关的研究对小麦高产育种具有重要意义。小麦TaGS2基因正调控籽粒大小和粒重。为进一步探索该基因等位变异情况,本研究利用黄淮海麦区268个小麦品种,根据TaGS2三个同源基因的基因组DNA序列设计特异引物,利用PCR扩增技术对其进行了鉴定。结果发现在部分品种中TaGS2-2B基因组序列第4外显子3002 bp位有“CTT”3个碱基的缺失,导致其编码蛋白第306位苯丙氨酸(F)缺失。分别将TaGS2-2B基因无和有“CTT”缺失的变异类型命名为TaGS2-2B-a和TaGS2-2B-b。不同基因型小麦品种的籽粒性状比较分析发现,TaGS2-2B-a基因型品种的千粒重、粒长、粒宽、籽粒面积和籽粒周长均显著高于TaGS2-2B-b基因型品种。本研究结果为小麦品种千粒重的提高提供了一种优良基因型信息。

摘要：为探索高效的灌溉策略以减少灌水量并提高作物水分利用效率以缓解黄淮海冬麦区水资源短缺。采用田间裂区试验设计,探究地表滴灌(DI)和地下滴灌(SDI)条件下不同土壤水分状况(分别为田间持水量的50%~60%,60%~70%,70%~80%,记为W_(50)、W_(60)和W_(70))对冬小麦产量、土壤水提取量、蒸散量和水分利用效率的影响。结果表明,对于整个生长季,与DI处理相比,SDI处理降低0~0.8 m土层土壤水提取比降低11.8%~21.8%,但SDI处理0.8~1.6 m土层土壤水提取量增加28.4%~29.8%。SDI处理的平均土面蒸发量和灌溉量分别比DI处理减少23.1%,8.9%。虽然花后SDI和DI处理间蒸腾速率的差异不显著,但在W_(50)和W_(60)条件下(亏缺灌溉),SDI处理的净光合速率和叶面积指数均高于DI处理。与DI处理相比,在亏缺灌溉条件下,SDI处理的产量增加14.5%~29.3%,水分利用效率增加13.9%~25.9%。与DI处理相比,在W_(70)条件下,SDI处理更多灌溉水下渗到0.8 m以下土层,从而显著降低上层土壤的土壤水提取量及叶片的净光合速率,导致产量降低4.1%~8.9%。SDI处理在W_(60)条件下能够从深层土壤提取更多水分,并调控冬小麦的光合特性,从而提高冬小麦的产量和水分利用效率。