小型农田原状土样采集机器人系统研发与测试

农业机器人是农业机械领域的研究热点之一。国内外对温室/农田/果园作业(除草、施肥、喷药、采摘等)机器人移动平台的研究已取得初步成果,但对农田土样采集机器人移动平台的研究鲜有出现。在土壤的物理力学特性研究过程中,原状土壤样品的采集是一个重要前提。如果土样的原状度无法保障,后期实验室物理力学测试分析难以得出准确的研究结果。本研究针对这一问题,研发了一台结构紧凑、通过性强、取土质量好、取土效率高的农田土壤采集机器人移动平台,给出了机械系统、控制系统设计方案,并开展了初步的田间试验研究。本研究的主要内容如下:(1)机器人移动平台本体设计方面,确定了差速转向的转向方式;进行了机械系统设计,完成了相关硬件选型分析和控制系统设计以及软件编写。移动平台轴距为960 mm、轮距为600 mm,轮毂电机功率1000 W,实现了基于调速转把和遥控手柄的移动平台协调运动控制,满足试验要求。(2)土样采集装置方面,对分段原状取土装置进行了设计。通过对比分析选用液压传动作为动力源和直压旋入式入土方式。通过理论分析确定了取土器主要技术参数,并对其入土关键部件进行有限元分析,验证了其结构参数设计的合理性。(3)通过田间试验,考察整机的移动性能和取土质量。移动性能测试试验结果表明:最大垂直越障高度80 mm,最大爬坡坡度35°。土样抗剪强度检测试验结果表明:在获取0~200 mm深度土样时,环刀法和新系统所取土样的内摩擦角方差在0.05的置信水平下,P值等于0.866;在获取0~100 mm和100~200 mm深度土样时,环刀法和取土装置所取土样的凝聚力方差在0.05的置信水平下,P值分别为0.145和0.717。取土效率对比试验结果表明:该取土装置完成一次取土仅需3~5 min。

西宁南山4种灌木根际和非根际土壤微生物、酶活性和养分特征

西宁南山区植被退化情况严重,人工造林植被恢复被看作是最有效的恢复手段,其中选择合适造林树种尤为关键。选择人工种植的唐古特白刺Nitraria tangutorum、柠条Caragana korshinskii、西北小蘗Berberis vernae和短叶锦鸡儿Caragana brevifolia共4种灌木树种造林试验区为研究对象,通过测定根际和非根际土壤微生物数量、酶活性及养分含量,综合比较种植4种灌木树种根际和非根际土壤肥力差异,科学评价其对土壤的改善效果。研究表明:(1)土壤微生物数量和酶活性总体呈现出根际高于非根际的规律,仅放线菌数量和脲酶活性出现了根际低于非根际现象。(2)土壤养分方面,4种灌木根际土壤和非根际土壤p H值、全N、全P、全K含量差异不显著,有机质、有效P、速效K含量均呈现出根际>非根际,而碱解N则是根际<非根际。(3)土壤酶活性与土壤微生物数量相关性不显著,土壤有机质含量与土壤细菌、真菌数量呈极显著正相关,有效P含量与土壤细菌、真菌和放线菌数量呈极显著正相关,速效K含量与过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性呈显著正相关,全N、碱解N含量均与脲酶活性呈显著正相关。(4)从土壤肥力综合水平来看,根际>非根际,其中根际土壤中西北小蘗>柠条>短叶锦鸡儿>唐古特白刺,研究结果表明西北小蘗和柠条能大幅提高土壤肥力,改良土壤效果较好。

速生树种尾巨桉和竹柳幼苗耗水特性和水分利用效率

速生树种尾巨桉和竹柳因其水分消耗和利用问题引起了一些争议,因而受到了广泛的关注,由于尚缺乏科学的观测数据,而其中许多指责或支持也尚无定论,因此必须深入研究此2种树种耗水性能和水分利用效率,以期科学评价其水分消耗和利用性能。采用盆栽苗木称重法和Li-6400光合系统测定方法分别测定尾巨桉(Eucalyptus urophylla×Eucalyptus grandis)和竹柳(Salix sp.)苗木在不同土壤水分条件下耗水量、耗水速率和苗木不同生长期叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE),研究表明:(1)正常水分条件下,尾巨桉和竹柳日总耗水量和最大耗水速率分别为(182.05±12.74)g/d、(100.48±10.95)g/d和(66.31±9.91)g·m-2·h-1、(89.50±13.54)g·m-2·h-1,土壤水分条件下降时,2种苗木耗水量和耗水速率均呈显著下降趋势,严重干旱胁迫时尾巨桉降幅更大。(2)正常水分条件和轻度水分胁迫下2种苗木耗水速率日变化趋势均为明显"单峰"曲线,且峰值均出现在12:00—14:00,中度干旱胁迫时则其变化趋势呈"双峰"曲线,峰值分别在10:00—12:00和14:00—16:00出现,严重干旱胁迫时日变化规律不明显。(3)正常水分条件和轻度水分胁迫下2种苗木耗水速率与环境温度显著正相关,与相对湿度显著负相关,随着干旱胁迫的发展,环境因子对耗水速率的影响有所减弱。(4)叶片水平来看,与尾巨桉相比,竹柳具有高光合、低蒸腾、高水分利用效率的特点,2种苗木由生长初期进入生长旺期时,净光合速率和蒸腾速率均发生相同幅度增加,而水分利用效率基本保持不变。(5)从单株耗水量和耗水速率以及叶片水分利用效率综合来看,竹柳属节水性能较好速生树种,而尾巨桉虽然存在叶片水平高蒸腾和低水分利用效率的情况,但从单株苗木水平上来讲,其耗水速率甚至低于竹柳,特别在土壤水分严重亏缺情况下其白天平均耗水速率仅为(4.02±0.60)g·m-2·h-1,也表现出了一定的抗旱节水能力。

水肥耦合效应对楸树苗期叶片净光合速率和SPAD值的影响

以楸树无性系004-1苗木为研究对象,采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计,通过盆栽试验测定不同处理下楸树苗木叶片净光合速率(Pn)和SPAD值,并建立其与土壤水分(W)、施氮量(N)和施磷量(P)回归模型,分析土壤水分、施氮量和施磷量的主因子、单因素及耦合效应对楸树苗木叶片Pn和SPAD值的影响。研究结果表明:(1)W和N对楸树苗木叶片Pn和SPAD均有显著正效应,并且N主效应大于W,而施磷量主效应不显著;(2)单因素效应分析结果表明,楸树苗木叶片Pn和SPAD值随着N的增加均呈现出先增大后减小的变化趋势,与N类似,叶片Pn和SPAD值对W的响应曲线也呈现出类似的"抛物线式"变化趋势;(3)W×N对楸树苗木Pn和SPAD值均存在显著耦合正效应,但Pn和SPAD值与W×N的响应曲面关系图有所不同:随着土壤水分和施氮量的同时增加,叶片Pn逐渐增加,而叶片SPAD值呈现出先增加后减小的变化趋势;(4)楸树苗木叶片Pn与SPAD值呈现出极显著正相关关系(P<0.0001)。总体而言,与土壤水分和施磷量相比,楸树生长更容易受土壤施氮量限制,此外,通过合理水肥配施措施,能一定程度提高楸树苗木的光合生产力和叶片SPAD值。

华南地区3种苗木生长旺盛时期光合特性及蒸腾耗水日变化规律的比较

采用Li-6400光合系统测定方法和盆栽苗木称重法,分别对华南石灰岩地区特有树种任豆Zenia insignis以及2种石灰岩地区造林供选树种石斑木Rhaphiolepis indica和楝叶吴茱萸Evodia glabrifolia光合特性和蒸腾耗水日变化规律进行比较.结果表明:在苗木生长旺盛时期,与任豆相比,石斑木和楝叶吴茱萸具有相近甚至更佳的光合生长能力和节水性能;光合特性方面,正常条件下3种苗木净光合速率日变化曲线均呈"双峰型",1 d中最高净光合速率石斑木最高,达到(11.709±0.392)μmol.m-2.s-1,楝叶吴茱萸次之,任豆最低;光响应曲线特征参数值显示石斑木光合生长能力最强,任豆和楝叶吴茱萸相近;耗水特性方面,任豆昼夜耗水量显著高于石斑木和楝叶吴茱萸,白天耗水量约占全天耗水量的90%,3种苗木的最大耗水速率相对较小,介于2.91×10-4～4.28×10-4mol.m-2.s-1,其中楝叶吴茱萸的最大耗水速率低于任豆,而石斑木略高于任豆,并且3种苗木最大耗水速率与白天平均耗水速率的平均比值约为1.6.

干旱胁迫下青藏高原4种灌木生物量和根系变化特征及抗旱性

以江孜沙棘(Hippophae gyantsensis)、锦鸡儿(Caragana sinica)、砂生槐(Sophoramoorcroftiana)、唐古特莸(Caryopteris tangutica)4种青藏高原灌木树种为试材进行干旱胁迫模拟盆栽试验,通过对比干旱胁迫后4种灌木生物量和根系特征值的数量变化差异,对供选树种进行抗旱性能分析与评价。结果表明,锦鸡儿根冠比增加最多(233.43%),而砂生槐则基本保持稳定,江孜沙棘和唐古特莸则呈现不同程度的增加。干旱胁迫后4种灌木微细根根长、表面积、根尖数均呈现不同程度的增加,其中唐古特莸根长增加最大,达112.11%,江孜沙棘次之,锦鸡儿和砂生槐分别增加了38.84%和24.55%;根表面积方面,干旱条件下的苗木比对照增加幅度的大小为:唐古特莸>江孜沙棘>砂生槐>锦鸡儿;根尖数增幅介于45.89%～57.29%之间。干旱胁迫后锦鸡儿微细根表面积、根尖数占全根比例下降,而其他3种灌木根系特征值占全根比例均呈上升趋势。隶属函数值综合评价表明,抗旱性强弱顺序为:唐古特莸>锦鸡儿>江孜沙棘>砂生槐。

速生树种尾巨桉和竹柳幼苗的光合特性和根系特征比较

选择华南地区两种速生树种尾巨桉Eucalyptus urophylla×Eucalyptus grandis和竹柳Salix spp.幼苗,通过测定其各自光响应曲线特征、光合生理指标(净光合速率P n、气孔导度G s、胞间CO2浓度C i、蒸腾速率T r和水分利用效率WUE)日变化规律以及根系特征指标(根长、表面积、体积和根尖数),对比此两种树种光合生长能力、水分利用和消耗能力以及根系吸收水分和养分能力的差异。结果表明:(1)净光合速率、蒸腾速率日变化规律呈明显的"双峰"曲线,峰值均出现在10:00和16:00,而水分利用效率日变化规律不明显,尾巨桉和竹柳白天瞬时WUE变化范围分别介于1.863~3.941μmol/mmol和2.645~3.894μmol/mmol之间。(2)P n与温度和光照强度呈显著正相关,G s与空气相对湿度呈显著正相关,T r与温度和空气相对湿度均呈显著正相关,而C i和WUE与环境因子相关性均不显著。(3)竹柳潜在最大净光合速率以及白天不同时间瞬时净光合速率均高于尾巨桉,显示出了更优的潜在和实际光合生长能力,而尾巨桉全根系和细根(直径≤2 mm)的长度、表面积、体积和根尖数均高于竹柳,表明尾巨桉具有更强的吸水和吸肥能力。(4)综合来看,竹柳光合生长能力强,水分利用效率高,但叶片水分消耗较大,而尾巨桉节水性好,吸水吸肥能力更强,两个速生树种各有优劣。

青藏高原20种灌木幼苗生物量分配、水分利用效率及叶片δ^(13)C比较

以青藏高原地区各地分布的柠条(Caragana korshinskii)等20种灌木树种为试验材料在苗圃培育,通过测定其生物量、根冠比、叶片瞬时净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率及碳同位素组成δ13C,对比灌木树种间生物量分配和水分利用效率的差异,并综合评价灌木树种抗旱性。结果表明,灌木树种间各指标均有显著性差异(p<0.05),取值范围分别为根冠比0.11~0.80、叶片蒸腾速率3.24~6.61 mmol·m-2·s-1、水分利用效率1.85~4.43μmol·mmol-1和δ13 C-26.09‰^-30.22‰。植物的抗旱适应机制主要包括叶片旱生形态型、节水型、高根冠比型和高水分利用效率型,不同属植物和同属不同种植物之间抗旱性均有明显差异,其中沙棘属植物总体抗旱性较差。此外,灌木抗旱性与原产地有一定的联系,其中青海地区灌木总体抗旱性优于西藏和甘肃地区。综合分析抗旱性生理指标发现,金露梅、蔷薇、尼泊尔锦鸡儿、三颗针和胡颓子抗旱性能较好,总体上属于低耗水、高生产效率、抗旱性强树种,在干旱地区造林时可以优先考虑。

水肥耦合效应对楸树苗木叶片δ^(13)C的影响

以楸树(Catalpa bungei)无性系004-1苗木为研究对象,采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计进行盆栽试验,通过测定6、7和8月份20个处理楸树苗木叶片碳同位素组成δ^(13)C、总氮含量和总磷含量,建立数学模型,分析土壤水分、施氮量和施磷量的主因子效应、单因素效应及其耦合效应对叶片δ^(13)C的影响,以及叶片碳同位素组成δ^(13)C与其总氮含量和总磷含量的关系。结果表明:(1)楸树苗木叶片δ^(13)C存在明显的月动态变化特征,总体上呈现出6月份高于7、8月份的趋势,20个处理苗木叶片δ^(13)C平均值(6~8月)变化范围介于-29.12‰^-26.60‰之间;(2)土壤水分对叶片δ^(13)C有显著负效应,施氮量对叶片δ^(13)C有显著正效应,并且施氮量主效应大于土壤水分主效应,但施磷量对叶片δ^(13)C无显著主效应;单因素效应分析表明,楸树苗木叶片δ^(13)C随土壤水分或施氮量的增加均呈先增加后减小的"抛物线型"关系;土壤水分×施N量对楸树苗木叶片δ^(13)C有显著耦合负效应,土壤水分和施氮量耦合效应图表明,叶片δ^(13)C随土壤水分降低、施氮量增加而逐渐增加;(3)6月、7月和8月份楸树苗木叶片δ^(13)C与其叶片总氮含量均呈显著正相关关系(P<0.05;n=100),但叶片δ^(13)C与总磷含量无显著相关关系(P>0.05;n=100)。研究认为,楸树苗木叶片碳同位素组成δ^(13)C随生长期表现出动态变化特征,它受到土壤水分、水氮耦合的显著负向影响,以及施氮量的显著正向影响,可以通过合理水肥配施措施大幅提高楸树苗木δ^(13)C。

PI3K/Akt/FoxO3a信号通路对人鼻咽癌CNE-1、CNE-2细胞增殖及凋亡的影响

目的探讨FoxO3a对体外培养的人鼻咽癌CNE-1、CNE-2细胞增殖及凋亡的影响是否是通过PI3K/Akt信号通路。方法通过使用LY294002特异性抑制PI3K的活性,免疫印迹法检测FoxO3a及p-Akt蛋白在人鼻咽癌CNE-1、CNE-2细胞的表达,免疫荧光化学检测FoxO3a在鼻咽癌细胞中的亚细胞定位,实时荧光定量PCR检测FoxO3a的mRNA表达水平,MTT法检测鼻咽癌细胞的增殖抑制率,流式细胞术检测鼻咽癌细胞的凋亡率。结果通过使用PI3K特异性抑制剂LY294002,FoxO3a在实验组人鼻咽癌CNE-1、CNE-2细胞中的蛋白和mRNA表达水平均高于对照组(P<0.05),且在CNE-1(P=0.004)、CNE-2(P=0.001)细胞核内的表达量高于对照组,FoxO3a的上调可抑制人鼻咽癌CNE-1、CNE-2细胞的增殖(P<0.05),促进其凋亡(P<0.01)。结论通过抑制PI3K/Akt信号通路的活性可上调人鼻咽癌CNE-1、CNE-2细胞FoxO3a基因的表达,抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡,其机制可能与其对FoxO3a的调控有关。

青藏高原20种灌木生长时期根系特征及抗旱性初探

以青藏高原地区各地的柠条Caragana korshinskii等20种灌木树种为试材,通过田间试验测定此20种灌木在生长初期(5月)和生长旺期(7月)的全根系特征值(长度、表面积、体积、根尖数、分叉数)和微细根(直径≤2 mm)特征值(长度、表面积、体积、根尖数),研究灌木在生长初期和旺期根系特征,并根据根系特征进行聚类分析。研究结果表明:(1)5月和7月灌木树种之间全根系和微细根系特征值指标均存在显著性差异,同一时期灌木树种各根系特征值大小顺序有所不同,并且7月灌木树种根系特征值大小顺序规律与5月不一致。(2)与5月相比,灌木7月全根系和微细根特征值均呈不同幅度增加,其中全根系和微细根特征值中增幅最大的分别是全根体积(175.14%)和微细根根尖数(74.56%)。(3)全根系特征值4个指标之间和微细根系特征值5个指标之间均呈显著正相关,而全根系特征值和微细根特征值之间总体呈显著正相关,仅5月全根体积与各微细根特征值相关性不显著。(4)主成分分析结果表明,7月各项指标载荷均比5月份对应指标高,并且7月微细根特征值指标载荷相对高于对应全根系指标,测定灌木7月的微细根系特征值,能更好地反映灌木根系特征。(5)从根系特征角度综合评价,20种灌木大致可以分为5种类型(抗旱能力依次减弱):金露梅Potentilla fruticosa为第1类,抗旱性最强;三颗针Berberis julianae、树锦鸡儿Caragana arborescens为第2类;柠条Caragana korshinskii、胡颓子Elaeagnus pungens、蔷薇Rosa multifl ora和绣线菊Spiraea salicifolia为第3类;唐古特莸Caryopteris tangutica和珍珠梅Sorbaria kirilowii为第4类;其余11种灌木为第5类。

柴达木盆地白刺叶片δ^(13)C与叶片和土壤养分指标的关系

在青海省柴达木盆地选择6个重要的唐古特白刺分布区域,通过测定不同白刺居群的叶片营养元素、土壤养分含量和叶片碳同位素组成δ13 C,对比不同白刺居群间的叶片δ13 C特征差异,并分析白刺叶片δ13 C与地理位置信息及叶片营养和土壤养分含量指标的关系。结果显示:(1)白刺居群间叶片δ13 C存在显著空间变异性,其叶片δ13 C变化范围在-25.47‰^-27.66‰之间,平均为-26.66‰。(2)纬度、经度和海拔是白刺叶片δ13 C重要影响因子,白刺叶片δ13 C与纬度、经度和海拔分别呈极显著负相关,正相关和正相关关系(n=10)。(3)白刺叶片δ13 C与叶片有机C含量、N、P、K含量总体均呈负相关关系,但仅叶片有机C含量达到极显著水平(n=30),其余均未达到显著性水平(n=30)。(4)叶片δ13 C与表层土壤(0~15cm)有机质、全N、速效K含量呈极显著负相关关系(n=30),与全P、碱解N和有效P含量呈显著负相关关系(n=30),并与15~30cm土壤有机质和全N含量显著负相关(n=30),但叶片δ13 C与30~45cm土壤各化学指标相关性均不显著(n=30)。研究表明,环境因子纬度、经度、海拔,叶片有机C含量,以及立地土壤全N、全P、碱解N、有效P、速效K含量的变化均显著影响柴达木盆地唐古特白刺居群叶片δ13 C值。

柴达木盆地不同居群白刺叶片营养与土壤养分的回归分析

【目的】研究柴达木盆地白刺群落叶片的养分特征,分析土壤养分对叶片营养的影响规律,为白刺退化居群的保护提供依据。【方法】在青海柴达木盆地选择6个重要的唐古特白刺(Nitraria tangutorum)分布区域,采集区域中白刺叶片和0~15,15~30,30~45cm土层土壤样品,测定白刺叶片营养元素和土壤养分含量,分析不同白刺居群间的叶片养分特征,并建立叶片养分与土壤养分含量的回归模型。【结果】6个区域白刺居群间叶片营养含量存在显著的空间变异性,其中叶片有机碳(C)、氮(N)、磷(P)和钾(K)含量分别为357.43~415.63,26.12~52.65,1.60~4.23和8.03~17.32g/kg;C/N、C/P和N/P分别为7.68~13.49,95.33~218.98和12.44~17.84。叶片有机碳(C)含量与叶片N、P、K含量相关性均不显著,而叶片P、K含量与叶片N含量呈极显著正相关。叶片养分含量与纬度、经度和海拔相关性不显著。回归分析结果表明,白刺叶片养分含量与表层(0~15cm)土壤养分含量相关性达显著水平,其中叶片N含量与表层土壤碱解N含量呈显著正相关,叶片P含量与表层土壤全P含量呈显著负相关,叶片K含量分别与表层土壤全K、碱解N和土壤有效P含量显著相关。15~30cm土层土壤全N、全P、碱解N和速效K含量仅对叶片P含量有显著影响。白刺叶片N、P、K含量与30~45cm土层土壤养分含量无关。【结论】白刺居群中叶片N和P含量相对充足,K相对不足;表层土壤(0~15cm)养分含量对白刺叶片养分含量有显著影响。

柴达木盆地不同居群白刺土壤养分空间变异性

在青海柴达木盆地选择6个重要的唐古特白刺（Nitraria tangutorum）分布区域,通过测定不同白刺居群的土壤pH、有机质（OM）、全氮（N）、全磷（P）、全钾（K）、碱解N、有效P和速效K含量,对比不同白刺居群间的土壤养分差异,分析其空间变异性以及与地理位置的相关关系。结果表明：1）土壤养分含量存在显著空间变异性,土层深度对土壤养分含量有显著影响,但各养分指标含量随土层深度变化规律不明显。2）3个土层深度（0-15cm,15-30cm,30-45cm）土壤pH、OM、全N、全P、全K、碱解N、有效P、速效K含量平均值变化范围分别是：8.37-9.21、3.34-20.68、0.18-1.21、0.35-0.75、16.12-22.04、5.13-553.28、1.10-52.54g·kg-1和103.83-562.28mg·kg-1。3）3个土层深度的各土壤养分含量平均值之间相关性分析结果表明,土壤养分含量之间存在不同程度的相关性。4）3个土层的土壤OM和全N含量纬度、经度和海拔分别呈显著正相关、负相关和负相关,表层土壤（0-15cm）有效P和速效K含量与纬度、经度和海拔分别呈显著正相关、负相关和负相关,经度和海拔还显著影响30-45cm深土壤速效K含量。此外,综合分析各养分含量发现怀头他拉镇白刺居群土壤肥力最高,而茶卡镇和乌兰柯柯镇肥力相对较低。

三峡库区小江流域消落区土壤微生物多样性

采用平板稀释分离培养法和BIOLOG-ECO微平板法对三峡库区小江流域消落区的土壤微生物数量和代谢多样性进行了研究。结果表明:可培养微生物数量随沿程变化较为明显,同时受到时间变化影响;5个采样点微生物利用单一碳源的能力随时间的变化逐渐增大;大多数采样点微生物群落的丰富度和优势度不随时间变化且采样点之间的丰富度和优势度差异不明显,随时间的变化个别采样点微生物群落的均匀度受到了影响且不同采样点之间差异较明显;主成分分析结果显示5个采样点土壤微生物在利用碳源方式上有差异。

干旱胁迫对华南地区三种苗木蒸腾耗水的影响

石灰岩裸露地区土壤普遍具有土层浅薄、保水性差的特征,因此石灰岩地区植物会经常面临干旱胁迫逆境。该研究选择华南石灰岩地区常见的任豆,以及两种石灰岩地区造林供选树种楝叶吴茱萸、车轮梅,通过比较分析这三种植物的盆栽苗木在不同的干旱胁迫程度下的叶片水势、耗水量以及耗水速率,揭示蒸腾耗水规律,为评价植物抗旱性能提供参考依据,同时为在水分亏缺条件下进行造林或者植被恢复提供理论指导。实验结果表明,三种苗木以白天的耗水为主;在不同水分条件下,日总耗水量的大小顺序均为:任豆>车轮梅>楝叶吴茱萸。正常水分条件下三种苗木的耗水速率日变化趋势呈"单峰"曲线,轻度干旱胁迫时,楝叶吴茱萸和车轮梅的耗水速率日变化趋势则呈"双峰"曲线,其中值得注意的是在干旱胁迫较为严重时,三种苗木的耗水速率受环境温、湿度的影响比较小,在7.9～114.3μmol.m-2.s-1之间。综合实际耗水速率的降幅以及重度干旱胁迫下的耗水速率来看,抗旱节水性能大小为:任豆>车轮梅>楝叶吴茱萸。

基于异构无人系统的水渠网络自主巡检路径规划

引入无人自主系统实现水渠网络智能化巡检对水利工程的建设、监控与维护具有重要意义。采用无人机、无人车协作执行水渠巡检任务时,无人机在水渠上空完成巡检工作,无人车可作为无人机的运载平台和能量补给站,有助于实现大规模水渠网络的快速自主巡检。但是,受到水渠网络、道路网络的双重约束,无人系统的路径规划面临较大困难。针对上述问题,本文以最小化完成整个巡检任务时间为目标,首先基于度约束提出了水渠网络分割方法,将巡检任务分配给无人机,使无人机在巡检各子区域时不需要起飞或降落进行充电。然后基于遗传算法为无人机和无人车计算最优运动路径。最后,通过实例验证,当无人机以速度60 km/h、无人车以速度40 km/h匀速工作时,按人工步行巡检速度2 km/h计算,无人系统的巡检速度为人工巡检的8.4~9.8倍。

干旱胁迫对青藏高原6种植物生理指标的影响

以青藏高原6种植物:红花岩黄芪(Hedysarum multijugum Maxim.)、西北沼委陵菜(Comarum salesovianum(Steph.)Asch.et Graebn.)、鲜黄小檗(Berberis diaphana Maxim.)、鲜卑花(Sibiraea laevigata(Linn.)Maxim.)、树锦鸡儿(Caragana arborescens(Amm.)Lam.)、砂生槐(Sophora moorcroftiana(Benth.)Baker)为试材进行干旱胁迫模拟盆栽试验,通过对比6种植物叶片中丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性蛋白质、叶绿素、可溶性糖、淀粉含量的变化,对供选植物进行抗旱性能分析与评价,为在青藏高原地区筛选优良耐旱植物提供参考依据。设置土壤含水量占田间持水量80%以上为正常水平,50%—70%为轻度干旱,30%—50%为中度干旱,低于30%为重度干旱。研究表明,6种供试植物叶片MDA含量逐渐升高,当土壤含水量占田间持水量12%左右时达到最大值,树锦鸡儿的增幅较另5种苗木最小,而峰值最大。脯氨酸含量都呈增加趋势,其中砂生槐最高,为9981.67mg/g,峰值与对照值相比,砂生槐增加最多为37.43倍,鲜卑花最小为0.49倍。苗木叶片中可溶性蛋白质含量总体表现出现增大后减小的规律,且所有测定值都高于正常水分条件下的含量。6种苗木的叶绿素含量在干旱胁迫下总体呈现先降低再升高最后再降低的趋势,24 d时均低于对照值,下降最多的为西北沼委陵菜(15.43 mg/g)。由于干旱下苗木的光合产物转化受抑,以淀粉形式的累积量减少,所以6种苗木的可溶性糖含量呈上升趋势,而淀粉含量呈下降趋势,通过积累可溶性糖以提高细胞的渗透调节能力。砂生槐、树锦鸡儿的可溶性糖含量增幅与淀粉含量的减少明显高于其余苗木,使其在较低叶水势下仍保持较高的细胞膨压,以减缓水分胁迫的不利影响。主成分分析表明,6种苗木抗旱性由强到弱依次为:树锦鸡儿、红花岩黄芪、砂生槐、鲜黄小檗、鲜卑花、西北沼委陵菜。

基于叶片解剖结构对青藏高原25种灌木的抗旱性评价

【目的】研究青藏高原25种灌木叶片解剖结构和气孔特征,了解其水分适应机制,为青藏高原地区造林筛选优良耐旱植物提供参考依据.【方法】通过常规石蜡切片技术,对比叶片角质层、上下表皮、栅栏组织、海绵组织和叶片厚度等12项指标,运用主成分分析和隶属函数法对供试植物进行抗旱性能分析与评价.【结果和结论】25种植物叶片具有典型的旱生结构,叶片厚度最高为323.00μm、平均为186.25μm,上表皮角质层厚度最高为4.83μm、平均为1.71μm,上表皮平均比下表皮厚30.00%,气孔小而密集,这是植物长期适应高原干旱环境的进化结果,12项指标的种间差异极显著.通过主成分分析法结合各指标的变异系数筛选出5项具有代表性的抗旱指标:气孔密度、叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和角质层厚度,运用隶属函数值法对各树种的抗旱性能评分排序,将25种植物分为抗旱性极强树种、抗旱性较强树种、抗旱性一般树种和抗旱性较弱树种.

干旱胁迫下华南地区3种苗木渗透调节物质的动态变化

采用盆栽法,在干旱胁迫条件下,对华南地区常见树种楝叶吴茱萸Evodia meliaefolia、石斑木Rhaphiolepis in-dica和任豆Zenia insignis叶片中的渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质)进行了研究.以探明供试树种通过渗透调节来适应干旱胁迫的途径与机理,为华南石漠化干旱区的树种选择提供科学依据.结果表明:在干旱胁迫下,3个树种的脯氨酸和可溶性糖质量比均表现出逐渐增加的趋势,在重度干旱时达到最大值,其中石斑木的质量比最高(脯氨酸为490.86μg/g,可溶性糖为38.13 mg/g),楝叶吴茱萸最低(脯氨酸为278.33μg/g,可溶性糖为27.74 mg/g).而可溶性蛋白质质量比则表现出先增大后减小的规律,其中楝叶吴茱萸和任豆在轻度干旱时先达到最大值,分别为5.97和6.84 mg/g,而石斑木在中度干旱时才达到最大值(7.44 mg/g),重度干旱时,只有石斑木的可溶性蛋白质质量比高出正常水分条件53.64%,表现出很强的渗透调节能力.综上可知:在3个供试树种中,石斑木具有很强的渗透调节能力,对干旱胁迫有较强的适应性,任豆次之,楝叶吴茱萸渗透调节能力最弱,抗旱适应性较差.