中国农业科技导报

中国水稻生产环境与条件因子对产量的影响研究——湖南、浙江、黑龙江三省1 540农户实证调查

陈庆根,王磊,程式华*

2017, 19(8): 1-8. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0054

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中国水稻生产地域分布广，生产环境与条件因素差异大，农户年度水稻生产规模、生产投入、生产环境与条件及国家的水稻政策也发生着不同的变化。 2015年，对湖南、浙江、黑龙江三省的1 540农户进行了调研，比较了不同年度间各生产因素的变动差异，研究水稻生产环境与条件因子对水稻产量的影响，更好地发现水稻生产内在的影响性质与影响程度。通过比较发现：水稻生产的主要因素呈现出不同程度的变动特征；水稻产量与是否种植超级稻品种、水稻生产环境、水稻生产条件等各因素存在着显著的相关关系，在影响水稻产量因素中，在P<0.01水平下，稻农对水稻品种的满意度、农民是否种植超级稻品种、农民对水稻政策与措施的满意度3因素与水稻产量呈现显著的相关关系，在P<0.05水平下，除上述三因素外，水稻种植规模、稻田土壤肥力水平、农田水利基本条件、稻田用水保障、机械化程度5因素与产量存在着显著关系；在分析与研究的基础上提出改良水稻品种、大力发展超级稻、改善生产条件、保持政策与措施持续性的结论与建议。

棉花WRKY转录因子家族成员的鉴定和生物信息学分析

张书玲1§,刘莹2§,张惠敏1,刘浩然1,董丽君1,刘紫欣1,刘建凤1*

2017, 19(8): 9-15. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.668

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RKY转录因子家族在植物抵御各种生物、非生物胁迫反应和生长发育调控中扮演着重要角色。利用生物信息学方法鉴定和分析棉花A基因组WRKY转录因子，共鉴定得到109个候选WRKY基因，编码区全长474~3 528 bp，基因分布在棉花13 条染色体上。依据WRKY家族基因的保守结构域和系统进化关系，将其划分为3个大组：G1组、G2组和G3组。G1组WRKY基因包括21个成员，其中18个含有两个WRKY域；G2组有73个成员，可进一步分为G2-a、G2-b、G2-c、G2-d和G2-e五个亚类； G3组WRKY基因包括15个成员。同组的WRKY成员保守域的氨基酸构成大体相似，但也存在WRKYGQK多肽和锌指结构的变异，不同组成员的氨基酸保守域组成特异。拟南芥和棉花WRKY基因的系统进化树表明，功能相似的基因聚在一起，暗示和拟南芥抗逆功能基因聚类在一起GaWRKY可能参与棉花抵御逆境胁迫反应，为进一步发现和挖掘棉花WRKY基因的功能奠定理论基础。

海岛棉纤维品质性状关联分析

范李萍§,朱亚夫§,吴鹏昊,王莉萍,王欣怡,陈全家,曲延英*

2017, 19(8): 16-24. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0104

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海岛棉纤维具有长、强、细等优点，利用纤维品质各性状进行关联分析研究，可以为今后分子标记辅助选择育种（molecular marker-assisted selection,MAS）提供理论指导。利用194个SSR(simple sequence repeats)标记，对214份海岛棉材料的基因组进行扫描，分析其群体结构，并利用TASSEL软件的MLM（mix liner model）模型对8个纤维品质性状进行关联分析。结果显示：①利用STRUCTURE群体结构软件分析，将214份海岛棉材料划分为4个亚群，主要分布于中国、美国及前苏联，说明其亚群的划分与来源地有一定的相关性。②利用MLM模型进行关联分析，结果显示检测到13个标记与8个纤维品质性状相关联，且在第13和17号染色体上标记较集中；其中部分标记同时与2个或多个性状相关，可能是性状相关或“一因多效”的遗传基础。

盐胁迫下不同抗性野生大豆（Glycine soja）生理生化性状比较分析

孟强1§,姜奇彦2§,牛风娟2,孙现军2,胡正2,张辉2*

2017, 19(8): 25-32. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0094

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盐胁迫严重影响植物的生长发育，野生大豆与栽培大豆相比具有更广泛的区域多样性、遗传多样性、环境适应性等优异特征，可能蕴藏着丰富的耐盐基因。以高度耐盐野生大豆资源ST-335和盐敏感资源SS-736为材料，比较了二者在盐胁迫下的生理生化特性；并通过在大豆发状根中过表达离子转运相关基因，分析了这些基因对大豆复合体耐盐性的影响。结果表明：盐胁迫条件下，与盐敏感品种SS-736相比，耐盐品种ST-335的可溶性糖含量高；SOD、POD和CAT活性高；Na+/K+低；且KOR、NHX和NSCC基因表达量低，而SKOR和SOS1基因表达量高。在大豆发状根中过表达SKOR和SOS1基因，提高了大豆复合体的耐盐能力；而过表达NSCC基因，提高了大豆复合体对高盐胁迫的敏感性。说明ST-335与SS-736相比具有较高的抗氧化能力并能较好的维持植物体内Na+、K+的平衡，综合解析了不同抗性野生大豆资源应对高盐胁迫的机理，为野生大豆耐盐资源筛选及耐盐机理解析提供了理论基础。

4个新疆野苹果优系果实品质比较

于立洋1,左力辉1,李秀平2,李顺华3,王宇攀1,张军1,杨敏生1*

2017, 19(8): 33-40. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0018

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以4个新疆野苹果优系的成熟果实为材料，研究其果实品质指标(单果质量、果实纵径、果实横径、果形指数、果柄长度、果柄粗度、果实硬度、可溶性固形物、酸度、可溶性糖、果皮色泽、果肉色泽、香气成分)的差异，旨在为新疆野苹果资源的合理利用提供资料。结果表明：4个优系之间在单果质量、可溶性固形物等部分品质指标上存在极显著（P<0.01）或显著（P<0.05）差异，果形指数等部分品质指标差异不显著；4个新疆野苹果优系果实含(E)-2-己烯醛、1-己醇等匹配度≥80%（NIST14谱库检索）的51种香气成分，其中(E)-2-己烯醛、1-己醇、(E)-2-己烯-2-醇乙酸酯等成分均在0.5%以上，总含量占测定香气物质总量的97.66%，为参试新疆野苹果的主要香气成分；4个新疆野苹果优系之间果实香气成分种类和含量均存在差异，且均含有独有的香气成分\[优系M-1含有（E）-3-己烯醛、（E）-2-己烯-2-醇乙酸酯等，M-2含有2-己烯-1-醇乙酸酯、（Z，Z）-9,12-十八碳二烯酸等，M-3含有壬醛、癸醛等，M-4含有（Z）-2-己烯-1-醇、（E）-丁酸2-己烯基酯等\]，是新疆野苹果选育的一个重要评价指标。4个新疆野苹果优系的果实品质指标遗传差异较大，均有各自的特点，具有良好的选择潜力。

越冬期间桂花光系统Ⅱ行为特征分析

时朝1,胡艳霞2*,秦向阳1,郑彩霞3

2017, 19(8): 41-46. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0273

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为探究桂花在越冬期间遭受寒害时的光合机理，运用叶绿素荧光动力学手段，监测桂花叶片在北京地区越冬过程中光系统Ⅱ（PSⅡ）行为特征的变化。结果表明：随着越冬过程的推进，初始荧光(F0)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效量子产额(yield)和PSⅡ电子传递速率(ETR)均随温度下降出现同步降低，并表明越冬过程中桂花叶片的捕光天线系统遭受破坏，从而抑制了光合作用的原初反应，桂花叶片通过减小天线系统捕获的光能来降低对PSⅡ反应中心的激发压。另外，桂花叶片的光化学猝灭系数（qP）始终较高，说明PSⅡ反应中心能够在越冬期间保持较高的开放程度，进而减少激发能在PSⅡ供体侧积累对PSⅡ反应中心的伤害；而非光化学猝灭系数（NPQ）伴随温度下降而明显降低，由此可以推断，桂花主要通过天线系统以外的热耗散途径来抵御冬季低温胁迫。

基于知识工程的智能灌溉决策支持技术研究

张育斌1,2,魏正英1*,张帅1,徐璟2

2017, 19(8): 47-54. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.656

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随着现代科学技术的发展和农业节水理论的研究的深入，水肥灌溉正朝向精量化、智能化不断发展。提出了基于知识工程的（KBE）智能灌溉系统概念，并开发决策支持系统，利用知识工程的技术和方法，结合计算机网络、智能推理和人工智能等现代高新技术，将多年来的水肥灌溉的研究成果和专家知识进行系统集成。系统包括数据库、模型库，知识库、智能决策、可视化查询等模块，通过计算机程序把专家经验和大量知识结合起来，运用推理和解释机制模仿农业专家进行分析，借助数据挖掘技术、机器学习技术、人工智能技术实现灌水量精准决策，提高灌溉用水的灵活性、准确性、实用性。

振动挖掘式马铃薯收获机设计与试验

杨红光1,2,杨然兵1,2*,尚书旗1,2,刘志深1,倪志伟1

2017, 19(8): 55-62. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0058

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为进一步解决我国丘陵山区马铃薯机械化收获问题，依据振动减阻收获机理，设计了一种与手扶拖拉机配套使用的振动挖掘式马铃薯收获机。对该收获机振动挖掘装置作业机理和振动铲运动学、动力学特性进行了研究分析，并确定了振动铲相关结构和工作参数。以机组前进速度、振动铲振频、振动铲振幅为试验因素，伤薯率和明薯率为试验指标进行了三元二次正交旋转组合试验。运用数据处理软件对回归方程进行了显著性分析，并建立了各试验因素与指标之间的数学模型。优化得出最佳因素组合为：机组前进速度085 m/s、振动铲振频12 Hz、振动铲振幅14.5 mm、伤薯率1.21% 、明薯率98.51%。最佳参数组合下的验证试验结果表明：平均伤薯率1.28%、平均明薯率98.48%，作业性能符合马铃薯收获要求。

马铃薯收获与清选分级机械化伤薯因素分析

魏忠彩1,2,李学强2,3,孙传祝2,4*,刘文政1,2,张宇帆1,2

2017, 19(8): 63-70. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0036

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针对马铃薯收获与清选分级入库机械化过程中伤薯问题，对机械工作部件、农田土壤条件、薯农种植习惯等多种伤薯因素进行了总结与分析，指出了需要解决的问题，认为应尝试将新型防损材料、高频低幅振动分离等技术应用于马铃薯收获装备，探讨切土、压土理论，优化与增设马铃薯收获机械减损机构，并结合弹塑性理论和接触力学模型等来分析收获过程中的马铃薯力学特性，对于研制与改进马铃薯收获、清选分级及入库装备具有重要的意义。在此基础上，提出了进一步增强各生产环节损伤模拟与检测的可控性等建议和措施，以期实现马铃薯机械化生产中破皮与机械损伤的综合控制，进而为实现高效低损收获、精细化清选分级提供有用参考。

风光互补发电系统在转地饲养蜂场中的应用研究

杨鹏,耿正龙,张永磊,党鸿,吴庆干,郑永春*

2017, 19(8): 71-76. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.728

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在蜂群转地饲养中，由于场地条件的限制，蜂农的生产、生活难以获取现有交流市电的支持，经过实地蜂场调研，目前蜂农多数使用光伏组件收集太阳能作为能提供源。蜂农在户外难免遇到连续阴雨或者多云天气，无法为蓄电池充电，现有装置就无法满足蜂农的要求。针对这种现状，以风光互补发电系统作为切入点，针对转地饲养蜂农供电问题进行研究，将风力发电与太阳能发电结合起来，弥补连续阴雨天供电不可靠的缺陷，同时能够保证用户均衡充足的用电需求，为蜂农野外养蜂作业提供新的技术理论参考。

流化床生物质快速热解气组成及冷凝技术的研究进展

白勇,司慧*,王霄,吴煜

2017, 19(8): 77-83. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0173

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流化床生物质快速热解是最具有发展潜力的生物质能源转化技术之一，可将低品位的生物质转换为高品质、易运输的热解油产物，以制取燃料或化工产品。快速热解气的冷凝环节是该技术的重要步骤之一，对应的冷凝技术备受学者关注。在介绍了热解气组成成分的基础上，着重探析了其冷凝过程的传热机理，归纳了三类典型的冷凝方式，指出了生物质快速热解气冷凝技术的发展方向。

不同品种小米矿质元素含量差异分析

崔纪菡1,2,赵宇1,刘猛1,宋世佳1,南春梅1,刘斐1,

2017, 19(8): 84-91. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0070

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矿质营养是构成机体和维系生命不可或缺的成分。为了明确不同品种小米矿质元素含量的差异，测定了三个地点8个品种小米中磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、钠（Na）、铬（Cr）、铜（Cu）、碘（I）、锰（Mn）、锌（Zn）和硒（Se）11种矿质元素的含量，采用主成分分析方法进行矿质元素含量综合评价。结果表明，小米中不同矿质元素含量的变异性存在差异，小米Na、I、Cr和Se元素含量的变异系数较大，超过5%；除K和Se以外的其他9种矿质元素含量受品种影响差异显著，除Cu以外的其他10种矿质元素含量受地区影响差异显著；利用主成分分析方法矿质元素综合表现的排序，按照品种从高到低排序为冀谷18>冀谷31>冀谷38>冀谷39>豫谷19>冀谷19>12H402>豫谷18，按照地区从高到低排序为藁城、井陉和博山。该结果对于明确谷子矿质营养价值具有重要意义，对于了解品种间和不同地点的小米矿质营养成分差异也具有较好的实用价值。

红葡萄酒中花色苷辅色化反应研究进展

张波,祝霞,盛文军,马腾臻,韩舜愈*

2017, 19(8): 92-104. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.640

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花色苷类化合物是红葡萄酒中主要的颜色物质，其种类、状态和含量决定了酒体的色泽特征和陈酿潜能。但花色苷化学性质不稳定，易受外界环境影响而降解，使得红葡萄酒出现色度变浅、颜色稳定性不佳等问题。通过花色苷与辅色素类物质的相互作用（即辅色化作用），可以达到增强葡萄酒色泽、提高颜色稳定性的效果，是一种天然有效提升红葡萄酒色泽的方法。系统介绍了红葡萄酒中花色苷辅色化反应的作用类型、辅色化反应机制、辅色化现象的测定和表征、红葡萄酒中主要的辅色素因子以及辅色化反应的影响因素等问题，并对未来可能的发展方向进行了展望，以期为进一步开展花色苷结构稳定性研究及其在葡萄酒生产中的应用提供有益参考。

不同熟期玉米品种的籽粒灌浆特性及其与温度关系研究

钱春荣1,2§,王荣焕1§,赵久然1*,于洋2,郝玉波2,

2017, 19(8): 105-114. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.766

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玉米籽粒成熟度与吐丝至成熟阶段热量条件显著相关，明确不同熟期玉米品种籽粒灌浆特性及其与灌浆阶段温度的关系，可为玉米籽粒发育调控和熟期选择提供理论依据。研究以极早熟、中早熟和中晚熟3种熟期类型的9个玉米品种为试验材料，于2014年和2015年在哈尔滨实施田间试验，研究不同熟期玉米品种的籽粒灌浆特性及其与温度的关系。结果表明：3种熟期类型品种相比，中早熟品种的最大灌浆速率（Gmax）、达到最大灌浆速率时的生长量（Wmax）和平均灌浆速率（Gmean）最大，极早熟品种次之，中晚熟品种最小；灌浆活跃期（P）和有效灌浆时间（t3）随品种熟期延长而增加，增加部分主要在灌浆缓增期。活跃灌浆期、有效灌浆期与快增期≥10℃有效积温显著正相关，与灌浆期日平均气温显著负相关；最大灌浆速率和平均灌浆速率与渐增期≥10℃有效积温、灌浆期日平均气温显著正相关，与快增期≥10℃有效积温和渐增期日平均气温显著负相关。在热量资源有限的生态区，中晚熟品种进入灌浆缓增期后日平均气温较低，不利于籽粒灌浆，导致中晚熟品种粒重低于中早熟和极早熟品种；因此，在热量资源有限生态区，一味地延长熟期并不利于粒重增加，中早熟品种具有明显的灌浆优势，从而获得较高的产量。

施肥水平和种植密度对河北山区夏播大豆产量及品质影响

刘渊1,李文龙1,李喜焕1,王瑞霞2,常文锁1,张彩英1,3*

2017, 19(8): 115-123. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.658

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山区特殊的气候条件决定了其与平原不同的大豆栽培技术。在河北省山区不同种植区内进行施肥和种植密度试验，研究其对夏大豆产量及构成和品质的影响。结果表明，同一种植区内，不同试验地点间的产量及构成成分、蛋白质含量、脂肪含量差异达到极显著水平。其中，中北部夏大豆种植区的环境与肥力间互作对植株高度、主茎节数和单株有效荚数均有极显著影响（P<0.01），然而南部不同的种植密度对其产量及构成成分影响极显著（磁县、内丘、武安适宜的种植密度为225 000株/hm 2 、225 000株/hm2 和 285 000株/hm2 时产量最高）。不同施肥水平和种植密度对夏播大豆蛋白质含量和脂肪含量均有较大影响，种植密度与大豆蛋白质含量可能存在正相关。不同种植区配套栽培技术将对河北山区夏播大豆的产量提高和品质优化提供关键指导。

烟草品种对南方根结线虫抗性鉴定及抗性指标筛选

王袁,邢雪霞,李晓辉,张铭真,刘冰洋,徐世晓,杨铁钊*

2017, 19(8): 124-131. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.633

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为了综合评价烟草抗南方根结线虫的能力，筛选出抗病指标,以20份烟草品种为试验材料，采用盆栽培育烟草幼苗人工接种南方根结线虫的方法，测量供试烟草品种在接种60 d后相对生长量和有关抗性指标，利用隶属函数和聚类分析相结合的方法对试验数据进行分析。结果表明，20个烟草品种受到南方根结线虫侵染后各器官的相对生长量、有关抗性指标均有差异。相对于其他指标，根结指数、抗性综合指标的聚类结果最相似，与相对生长量综合指标的聚类结果差异性也较小；通过隶属函数和聚类分析相结合的方法对烟草品种进行综合鉴定的结果与其他研究结果相符。综合表明，根结指数可基本反映烟草品种抗南方根结线虫的水平。

土壤质地和树龄对早实核桃园土壤交换性钙镁的影响

黄闽敏,张强*,王国安,宁万军

2017, 19(8): 132-137. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2016.711

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为了解不同土壤质地和树龄条件下土壤中交换性Ca、Mg含量的变化规律，选择砂土、壤土两个类型的初果期、盛果期两种树龄核桃园，测定土壤交换性Ca、Mg含量。结果表明，不同土质中交换性Ca、Mg含量差异较大，壤土相对来说吸附、固持Ca2+能力比较强，含量较高，与砂土质地土壤中交换性Ca、Mg含量的差异均达到显著水平（P＜0.05）。壤土条件下不同树龄之间土壤交换性Ca、Mg含量也有较大的差异。土壤类型对土壤交换性Ca/Mg大小的变化有一定的影响。壤土与砂土之间Ca、Mg均呈现显著负相关，而同一土壤条件下Ca、Mg之间呈显著正相关。交换性Ca/Mg与交换性Mg含量呈显著负相关。

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