中国农业科技导报

王琦琪,陈印军*

2018, 20(3): 1-9. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0331

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近年来玉米高价格、高产量、高库存现象十分突出，有观点认为我国玉米生产已不具优势，呼吁大幅减少玉米种植，降低玉米自给率。然而从经济、生态角度来看，我国玉米生产仍然有很强的优势。通过对玉米与其他作物、我国玉米与其他国家玉米进行比较，从种植范围、增产潜力、成本效益、市场需求前景和灌溉需水量5个方面对玉米种植优势进行分析。结果表明，我国玉米种植区域广泛，单产潜力较大；种植效益相对其他旱田粮食作物好，且和发达国家相比成本有很大的降低空间；市场需求广泛，饲用玉米将成为未来主要需求；灌溉需水较少且水资源利用效率高，有助于区域水资源节约。我国应发挥上述玉米优势，从长远看，不应放松玉米生产。

不同砧木嫁接对‘桂栗一号’大果锥栗苗木生长及光合特性的影响

张俊杰1,2,陈宗游1*,韩愈1,3,王满莲1,唐辉1

2018, 20(3): 10-19. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0448

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为了筛选‘桂栗一号’大果锥栗优良砧木及为探讨砧穗互作机制提供理论支持，以‘桂栗一号’大果锥栗为接穗，以板栗和普通锥栗作砧木进行嫁接，观察其成活率；以板栗和普通锥栗实生苗为对照，测定其苗木生长量、光响应曲线和光合日变化等。结果表明，以普通锥栗为砧木的嫁接成活率远高于以板栗为砧木的嫁接成活率，两种砧木的‘桂栗一号’嫁接苗的长势均弱于其对照。不同砧木对‘桂栗一号’苗木的最大净光合速率（Pmax）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、表观量子效率（AQY）和暗呼吸速率（Rd）等光响应参数的影响并不显著。4种苗木对光强的适应范围：板栗＝板栗/桂栗一（以板栗为砧木的‘桂栗一号’嫁接苗）＞锥栗/桂栗一（以锥栗为砧木的‘桂栗一号’嫁接苗）＞普通锥栗。4种苗木的Pn（净光合速率）日变化均呈“双峰曲线”，全天Pn的最高峰出现在8:40~10:00，14:00时均有光合“午休”，而普通锥栗和锥栗/桂栗一的“午休”幅度比板栗和板栗/桂栗一大。对于全天的Pn、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、气孔限制值（Ls）和水分利用效率（WUE）等光合参数变化，板栗与板栗/桂栗一、普通锥栗与锥栗/桂栗一走势分别相类似。普通锥栗和锥栗/桂栗一比板栗和板栗/桂栗一受炎热和强光等环境因素影响较为严重。以板栗或普通锥栗作砧木，在全天有机物的积累上差异小。影响嫁接苗全天Pn的主要生理生态因子为光合有效辐射（PAR）、Gs、Tr、Ci和Ls。单从亲和力上考虑，选用普通锥栗作为砧木嫁接‘桂栗一号’为佳，但在高海拔或日照强的地区建议使用板栗作为砧木。

‘北陆’蓝莓叶片变色过程中类黄酮和糖的变化特性

李彬彬,侯智霞*,杨俊枫,陈露,万如萌

2018, 20(3): 20-29. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0210

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以4年生‘北陆’蓝莓(V. corymbosum L. × V. angustifolium Aiton)为试材，对秋季叶色变化期间可溶性糖和类黄酮物质的变化规律及其相关关系，尤其是3种类黄酮代谢途径终产物的组成和含量进行了研究，阐明了秋季蓝莓叶色变化过程中不同状态叶片的可溶性糖和类黄酮物质特性，分析了这两类物质及其与温度之间的关系。结果表明：绿色叶片中原花青素含量较高，红色叶片中花青苷含量相对较高；随着叶色变化，花青苷总量和主要的花青苷组分持续升高，且越到后期增幅越大；原花青素总量总体下降，且初期变化幅度大，黄酮醇持续升高，但增幅较小；可溶性原花青素与不可溶性原花青素变化规律不一致，可溶性原花青素中期有所升高，不可溶性原花青素始终降低；可溶性糖含量随叶色变化总体升高，其中蔗糖所占比例最高，主导糖的变化规律，果糖和葡萄糖与蔗糖变化规律不一致，但均总体升高；温度与可溶性糖总量变化显著负相关；果糖与类黄酮总量和花青苷显著正相关，蔗糖与原花青素显著负相关。综合分析认为，蓝莓叶色变化过程中不同状态叶片中类黄酮和可溶性糖物质有所差异，绿色叶片中原花青素含量较高，红色叶片中可溶性糖和花青苷含量较高；随叶色变化，花青苷和黄酮醇含量升高，而原花青素含量降低；低温有利于可溶性糖的合成积累；类黄酮物质，尤其是花青苷的积累伴随着可溶性糖的分解和消耗。该结果有助于更好地挖掘叶片多功能保健作用和产品研发价值，并为类黄酮物质与可溶性糖之间关系的研究垫定一定的理论基础。

采后烟叶软化与淀粉、糖代谢及相关基因表达的研究

蒋博文1,魏硕1,王涛2,贾宏昉1,高华锋2,解燕2,贺帆1,宋朝鹏1*

2018, 20(3): 30-38. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0412

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为探究采后离体烟叶内淀粉和糖代谢变化规律，及其与采后烟叶软化的关系，以烤烟品种豫烟12号为材料，测定采后烟叶硬度、呼吸强度、总糖、还原糖和淀粉含量变化，并对淀粉和糖代谢相关基因的表达水平进行分析。结果表明：采后烟叶硬度逐渐下降，且与淀粉含量变化呈显著正相关（r=0.827*），与总糖和还原糖含量变化呈极显著负相关（r=-0.964**、-0.958**）。离体烟叶内淀粉合成代谢相关酶基因NtAGPS、NtGBSS、NtSS、NtSBE和NtISO的表达量呈下降趋势，其中烟叶支链淀粉合成酶基因NtSS、NtSBE和NtISO表达量在烟叶离体18 h内仍维持较高水平，24 h后急速下降；淀粉水解酶基因Ntα-amylase和Ntβ-amylase，以及糖代谢相关酶基因NtSPS、NtSuS和NtVIN表达量呈先上调后下降趋势；即采后烟叶淀粉合成代谢减弱，分解代谢加强，同时糖代谢逐渐旺盛，当糖代谢底物消耗殆尽或叶片衰老至一定程度，糖代谢又减弱。

利用VIGS技术研究广藿香醇合酶基因PatPTS的功能

靳巧春1,于放2,于宗霞1*,冯宝民1*

2018, 20(3): 39-45. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0306

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广藿香精油主要存贮在植物地上组织的盾状腺毛中。提取广藿香（马来西亚品系）叶片的总RNA后，通过PCR技术扩增得到广藿香醇合酶基因（PatPTS）的全长cDNA序列，共编码552个氨基酸，与GenBank中已报道的印度广藿香中广藿香醇合酶的氨基酸序列存在3.6%的差异。使用烟草脆裂病毒（tobacco rattle virus，TRV），选取PatPTS作为沉默目的基因，在广藿香中构建病毒诱导基因沉默（VIGS）体系，进一步利用该体系在广藿香中鉴定PatPTS基因的功能。病毒侵染广藿香叶片后，分别选取不同的时间点，使用GS-MS与qRT-PCR检测PatPTS催化产物和转录水平的变化，结果发现：β-广藿香烯、β-榄香烯、石竹烯、广藿香醇等倍半萜成分的含量在VIGS侵染后第2周明显下降，1周和3周效果不明显；PatPTS转录本下降趋势与其调控的倍半萜含量变化趋势类似；表明PatPTS基因负责了广藿香精油主要倍半萜成分的合成。说明广藿香中VIGS体系已初步建立，并在侵染植物2周后诱导基因沉默和干扰次生代谢产物合成的效果最好，为在广藿香中快速研究基因功能打下基础。

植物角质层结构组成、生物学功能及分离方法研究进展

高森,王亚虹,邵惠芳,许自成,牛路路,陈征,张海枞,黄五星*

2018, 20(3): 46-54. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0209

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角质层包括角质和蜡质，是覆盖在花、叶和非木质茎等植物地上部分器官的一层疏水性脂类物质，具有限制植物体内水分过度散失、抵御紫外辐射、防止病虫害入侵等功能，在植物生长发育和适应生物与非生物逆境过程中起到重要保护作用。角质层结构以及化学组成是影响其生物学功能的主要原因，具有十分重要的研究价值。综述了植物角质层的结构组成、生物学功能及其常用分离方法，并对已有研究中存在的问题进行了探讨，以期为今后角质层生理作用及其生物学功能方面研究提供理论参考。

基于Landsat影像的崇明岛东滩土壤盐分遥感反演技术

王多多1,贾文晓2,王志保1,张瑞峰1,陈美田1,蔡永立1*

2018, 20(3): 55-63. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0302

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目前我国土地资源面临着严重的盐碱退化问题。以上海市崇明岛东滩盐碱土为研究对象，基于野外实地调查土壤盐分数据以及Landsat遥感影像数据计算获取的各波段反射率、盐分指数（salinity index, SI)、盐分指数1（salinity index 1, SI1）、归一化差分植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）、冠层盐分响应指数（canopy response salinity index, CRSI）和陆地表面水分指数（land surface water index, LSWI），采用多元样条自回归模型（multivariate adaptive regression splines, MARS）与偏最小二乘回归方法（partial least squares regression, PLSR）分别建立土壤盐分的回归模型，并对区域盐碱土的空间格局进行探究。结果表明:①滨海土壤盐分在近红外波段有明显的吸收作用，与近红外波段、短波红外波段和NDVI相关系数较高；②MARS模型较PLSR模型对于样点土壤盐分反演有更好的效果（R2分别为0.74和0.70）；③崇明东滩滨海土壤盐分在空间上具有较高的异质性，水体附近和滩涂土壤盐分较高，林地和农田土壤盐分较低。该结果为滨海地区区域尺度上的土壤盐碱化监测提供范例，为滨海土壤盐渍化的治理及岛屿的生态建设提供参考依据。

基于EDEM的水稻槽轮排种器排种仿真与试验研究

徐浩1,陶栋材1*,陶韵晖2,肖博文1

2018, 20(3): 64-70. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0616

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为适应水稻穴直播的种植要求，设计了4种不同结构槽轮排种器。借助离散元分析软件EDEM对4种不同结构的槽轮排种器进行仿真分析，并进行试验验证。台架试验结果表明：当排种轮槽孔形状为钩勺型槽孔、槽孔螺旋角为14.01°、排种轮工作转速为21.09 r/min时，得到最佳穴径合格率和穴粒数合格率分别为96.42%、95.23%。用EDEM仿真与台架试验结果基本相同，表明用离散元法对槽轮排种器进行仿真分析具有可行性。

基于变论域模糊理论的温室番茄智能控温策略

王健,谢南

2018, 20(3): 71-79. DOI: 番茄种植；昼夜温差；温度积分；变论域模糊控制；控制算法

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为了对北方温室番茄种植进行精准的温度控制，根据番茄各生长时期的温度特性，运用温度积温理论以及变论域模糊控制理论提出了符合北方温室番茄种植的智能温度控制策略。利用温度积温法对温度阈值进行计算使其可以适应外界环境的动态变化，通过变论域模糊控制理论解决传统模糊控制方式因结构参数相对固定而不适用于高精度控制的难题，提升了稳定性以及系统的响应时间，降低了控制误差。仿真实验表明，该温度控制策略相比PID控制，在响应时间及超调量方面有54.17%和75%的提升；相比传统模糊控制，在响应时间及超调量方面有35.29%和55.56%的提升。温室实验表明，与原有控制策略相比，在日间与夜间控制方面，使用该控制策略的室内平均温度均更接近于期望温度值，同时节约近10%的能量消耗，有效提高能源利用率。

基于机器视觉的苹果品质在线分级检测

石瑞瑶,田有文*,赖兴涛,古文君

2018, 20(3): 80-86. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0580

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目前苹果分级自动化程度较低，为了实现苹果品质自动、快速、准确分级设计了一套苹果智能在线检测分级系统。以寒富苹果为测试对象，采用机器视觉技术对苹果分级进行研究。采用阈值分割的方法分割苹果正面图像，逐像素遍历法提取苹果外部轮廓，通过计算其各点到重心的距离提取苹果大小特征，同时计算苹果横径与纵径比提取果形特征。采用支持向量机方法分割侧面苹果图像，计算苹果红色像素占苹果像素的比例提取颜色特征，利用Fisher统计识别的方法提取苹果缺陷。实现了整个分级系统的硬件搭建以及软件的功能，利用该系统对400个苹果样本进行了分级试验,结果表明该系统分级的苹果总体正确率达到95%。设计的基于机器视觉的苹果智能在线检测分级系统克服了传统分级方法的不足，加快了苹果品质分级自动化速度，对水果品质分级等领域有重要研究意义。

3D打印技术在食品中的应用进展

杜姗姗1,2,周爱军1*,陈洪2*,董绪燕2,魏芳2,吕昕2

2018, 20(3): 87-93. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0214

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3D打印作为一种新型的成型技术，利用“分层制造、逐层叠加”的制备原理，具有方便、灵活、适用范围广的特点。食品3D打印技术催生了健康饮食的新理念，它可以根据个体对营养的需求快速制备独特的营养餐，近年来在食品加工应用中得到迅速发展，尤其在当今社会对健康饮食的追求下，更是表现出其个性化打印的优势。介绍了3D打印技术在食品加工中的发展现状，归纳了可用于3D打印的食材及现有的打印技术，总结了可应用于食品制造的3D打印机及其在食品加工中的应用，以期为3D打印技术在食品中的应用提供技术指导。

国内外转基因农产品食用安全性研究进展与生产现状

王立平1,王东2,龚熠欣3,徐莹4,宋玉晶1

2018, 20(3): 94-103. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0515

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转基因作物自大规模商业化生产以来，为人类社会带来了巨大的经济效益，但转基因技术的风险性和安全性一直存在争议。因此，有必要加强转基因食品的安全性评价研究。介绍了国内外转基因农产品食用安全性研究的现状，并阐述了部分国家和地区（如美国、欧盟、日本、巴西）转基因农产品的种植状况、法律法规、管理体系和公众态度。同时结合我国国情，针对我国转基因领域法律法规不完善，公众对转基因安全性了解不足以及转基因食品的安全监管困难等主要问题，提出了完善我国相关法律法规、保障消费者知情权，建立合理且切实可行的从中央到地方的监管体系和专业知识训练，增大执行力度，建立全国转基因生物科普宣传平台，加强公平且理性的对话等政策建议。

DPC与DTA-6复配对棉叶衰老的生理特性、产量与品质的影响

段鹏飞1,赵地2*

2018, 20(3): 104-114. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0215

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为探讨植物生长调节剂延缓棉花打顶后主茎叶衰老的生理机制及对产量与品质的影响，2010-2011年采用大田试验，研究了调节剂与对照对常规棉国欣3号与杂交棉国欣8号打顶后棉花主茎倒2叶衰老生理特性、产量与品质的影响。调节剂（棉太金、DPC片剂、DPC粉剂）处理较对照增加了2品种打顶后至吐絮中期主茎叶叶绿素a及总叶绿素含量，提高了2品种盛花期至初絮期单株棉花光合速率，尤其在盛花期较为明显；显著提高了2品种的打顶后至吐絮中期主茎叶的POD活性，提高了国欣3号吐絮前与国欣8号吐絮后主茎叶SOD活性，而对CAT活性影响不明显；2品种主茎叶类胡萝卜素含量分别在吐絮前有所提高及在吐絮后明显提高，明显降低了2品种初絮期的活性氧最高峰值与MDA含量，提高了吐絮中后期单株绿叶数；增加了2年2品种的籽棉总产量，显著提高了2010年国欣3号与2年内国欣8号上半部平均长度、断裂比强度、整齐度，提高了2年国欣3号马克隆值；增加了2品种打顶后至吐絮中期主茎叶叶绿素a及总叶绿素含量，提高了此时期的单株光合速率，增加了吐絮中后期单株绿叶数，延长了后期光合时间，增加了霜前花率、平均铃重及籽棉总产量，且优化了部分籽棉品质。

河南烤烟多酚类指纹图谱地理标识的建立

郑亚楠,赵铭钦*

2018, 20(3): 115-123. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0269

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为研究多酚类HPLC指纹图谱在产区识别中的应用，通过提取条件的优化对河南24份烟叶样品的多酚类物质进行HPLC指纹图谱构建，建立了反映河南烟叶特征的多酚类物质地理标识。选取河南、湖南、陕西和云南4个省份得24份样品对建立的地理标识进行验证。结果表明：河南产区样品地理标识相似度较高，而其他产区样品与河南地理标识的相似度较低，从而将河南烟叶准确快速的鉴别出来;将4个产区样品进行聚类分析，河南产区烟叶与其他产区得到有效分离，分析结果与相似度计算软件中的基本一致，表明河南烤烟多酚类HPLC地理标识的建立对样品进行产区判别的可行性和准确性，对烟叶的客观评价和企业采购有重要的指导意义。

准格尔旗砒砂岩区三种典型造林树种蒸腾耗水研究

刘龙1,姚云峰1,郭月峰1*,祁伟1,2,温健1,高玉寒1,尉迟文思1,韩兆敏1

2018, 20(3): 124-131. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0301

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以内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗砒砂岩区三种典型造林树种为研究对象，采用SF60茎流计对沙棘（Hippophae rhamnoides Linn.）、柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii Kom.）和油松（Pinus tabuliformis）的蒸腾速率进行比较研究。结果表明：①三种树种均出现了明显的昼夜变化规律，白天的蒸腾速率远高于夜间，夜晚有微弱的稳定的树干液流存在，单、双峰规律明显。②在典型天气中，晴天三种树种树干液流速率曲线变化较平缓且峰值范围较宽，液流启动较早，停止较晚；在雨天，峰值较陡且范围较窄，液流启动较晚，停止较早；阴天居中。③三种树种的蒸腾速率与土壤含水率均呈显著相关，相关系数均在0.985以上。研究结果旨在为干旱区人工林的栽植管理及水资源合理利用提供理论依据。

生物质活性炭理化特性对挥发性有机物吸附性能影响的研究进展

湛世界1,2,孟海波1*,程红胜1,沈玉君1

2018, 20(3): 132-138. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0267

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挥发性有机物（volatile organic compounds，VOCs）是一种重要的大气污染物，吸附法是控制挥发性有机物对环境造成污染的有效手段，研究吸附剂性质对吸附性能的影响对于吸附技术的发展具有重要意义。综述了生物质活性炭理化特性对VOCs吸附性能影响的国内外研究现状，现有研究结果认为比表面积、孔容积及结构等是影响生物质活性炭吸附性能的主要因素，但对多种组分VOCs共同存在时生物活性炭的吸附性能及影响因素研究较少，今后的研究中应加强该方面的相关研究。

多种高分子材料制备氟苯尼考固体分散体及其对比分析

李胜利1,2,刘保光1,赵晓宁1,苑丽1,刘建华1,潘玉善1,吴华1*

2018, 20(3): 139-144. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0232

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利用高分子材料制备固体分散体是当前最有效最便捷的改变非水溶性药物的水溶解度和生物利用度的方法之一。为探究临床常见药用高分子材料载体的优越性和差异性，利用聚乙二醇(PEG)6000、PEG4000、聚维酮(PVP)k30、PVPk15、泊洛沙姆188等高分子材料为载体，采用熔融法、溶剂法和溶剂熔融法制备氟苯尼考固体分散体，溶出速率法验证固体分散体，比较氟为尼考原料、物理混合物及固体分散体的溶解度和累积溶出率。结果表明：几种固体分散体均可提高氟苯尼考药物的溶解度和体外溶出速率，其增溶效果为PEG6000>PEG4000>PVPk30>PVPk15>188，氟苯尼考与PEG6000配比在1∶4时溶解度和体外溶出速率均最优，是最佳配比。5种不同高分子材料制备氟苯尼考固体分散体，制备方法简便易操作、质量可控，能提高药物的溶解度，其中PEG6000增溶效果最优，可广泛应用。

基于改进灰色关联度和TOPSIS的作物育种材料评价方法

潘守慧1,2,王开义1,2*,王志彬1,2,刘忠强1,赵向宇1,刘超1

2018, 20(3): 145-154. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2017.0613

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传统基于经验的作物育种材料评价方法，难以适应大规模、程序化、数据化的商业化育种需求，迫切需要一种科学、快速、高效的育种材料评价方法。提出了一种灰色关联度与TOPSIS相结合的作物育种材料评价方法，可根据育种材料的性状表现快速作出综合评价。首先，通过对作物性状进行灰色关联度分析，筛选出与育种目标关联度较大的性状，以此构建综合评价指标体系；然后，组合运用熵权法与专家打分法确定指标权重；最后，基于TOPSIS方法计算每个材料的综合评分，并按评分高低对材料进行排序。选取2015年国家水稻品种区域试验黄淮粳稻A组试验数据进行模型验证，结果表明：所提方法的评价结果与品种区域试验年会审议意见趋于一致，表明所提方法能有效识别出优良品种。该方法已集成到大型商业化育种软件“金种子育种平台”，并在国内两家大型种业企业成功实施应用。

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