当期目录

2023年 第25卷 第8期    刊出日期：2023-08-20

上一期   

农业创新论坛

计算流体力学在农业工程中的应用现状与发展趋势

肖瑶, 吴明亮

2023, 25(8):  1-9.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0300

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计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）是基于计算机数值计算和图像显示进行系统分析的方法，常用于分析农业装备中的气固、气液两相流等流动机理，是农业装备数字化设计的新手段，在农业工程领域具有良好的应用前景。总结归纳了CFD在模拟农业物料时常用的计算模型及其在农业装备中的应用情况，结合CFD在农业工程领域应用实例，就如何适应农业工程未来发展需要，提出了CFD未来的发展趋势。分析表明，农业装备由于作业对象种类繁杂且易损伤，需充分考虑其作业对象的物理特性及各部件相互关系，多学科耦合分析、精细化建模和高保真仿真实时预测应当是CFD未来发展的趋势。

生物技术 生命科学

硫对植物吸收积累镉的影响及其作用机制研究进展

杨丽莹, 邰孟雅, 翟夜雨, 许自成, 黄五星

2023, 25(8):  10-21.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0580

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镉被联合国环境规划署列为具有全球意义的危害物质，土壤镉污染严重威胁植物生长并危害人体健康。外源硫影响植物对镉的吸收与积累，但不同形态和用量的硫对不同植物吸收积累镉的作用效果存在较大差异。综述了不同形态和用量硫对农作物（水稻、小麦、蔬菜、烟草）和镉富集植物（伴矿景天、龙葵）吸收积累镉的影响，从土壤镉的有效性（硫影响土壤pH和土壤对镉的吸附）、植物根系对镉的吸收（硫影响植物金属转运蛋白转录水平和根毛与铁膜的形成）和镉在植物内的分配积累（硫影响根细胞壁吸附和液泡区隔）3方面总结了其可能的作用机制，探讨了降低农作物和增加超富集植物镉吸收积累的施硫策略，以期为提高农作物安全性和修复土壤镉污染提供理论依据。

陆地棉棉籽主要品质性状与农艺性状的遗传变异分析

刘鹏飞, 陆小双, 迪力木拉提·热合曼, 唐努尔·斯拉依, 曲延英, 陈全家, 邓晓娟

2023, 25(8):  22-32.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2021.0966

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为通过农艺性状、纤维性状预测棉籽品质，以27份陆地棉为试验材料，对其10个农艺性状、3个种子品质性状和5个纤维品质性状连续2年进行鉴定，利用方差分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析对农艺性状、纤维性状与种子品质性状间的关系进行解析。结果表明，油分含量与衣分呈极显著负相关，与果枝数呈极显著正相关；棉酚含量与叶面积呈显著负相关。主成分分析提取出6个主成分，累计贡献率为78.755%，其中第3主成分和第5主成分为棉籽副产品因子，贡献率为20.470%。综合分析得出果枝数、衣分和叶面积与棉籽副产品关系密切。以上结果为深入研究农艺性状与棉籽油分、蛋白质和棉酚的内在关系奠定了基础，为选育特种棉提供了理论参考。

大豆SWEET 基因在荚粒发育过程中与逆境胁迫下的表达

柯博洋, 李文龙, 张彩英

2023, 25(8):  33-52.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.1087

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植物叶片光合作用产生的糖类物质需要经过糖转运蛋白运输到其他器官进而发挥其重要功能。SWEET（sugars will eventually be exported transporters）是一类可实现糖类物质运输的蛋白，对植物生长发育及抵御外界生物和非生物胁迫具有重要意义。为分析大豆SWEET基因在荚粒发育过程中以及逆境胁迫下的表达，利用栽培大豆和野生大豆最新公布基因组数据鉴定SWEET基因，然后利用转录组数据分析基因在荚粒发育和抵抗花叶病毒与低磷逆境中的表达。结果表明，栽培大豆Williams82最新版本基因组（Wm82a4v1）有48个SWEET基因，分布于15条染色体，编码蛋白长度为174~354个氨基酸；野生大豆W05基因组有51个SWEET基因，分布于16条染色体，编码蛋白长度为84~392个氨基酸；系统进化树分析显示，99个栽培大豆和野生大豆SWEET基因分为3个亚组。对不同大豆品种转录组数据分析发现，16个SWEET基因在豆荚表达，其中Glyma.06G122200、Glyma.14G159900和Glyma.14G160100等随不同品种豆荚发育进程表达量增加；12个SWEET基因在籽粒表达，其中Glyma.08G025100、Glyma.13G041300和Glyma.14G120300随不同品种籽粒发育进程表达量增加，表明其在豆荚和籽粒发育中具有重要作用。接种大豆花叶病毒后，不同抗性品种间SWEET基因的表达存在较大差别，其中Glyma.08G009900和Glyma.13G264400在抗病品种叶片接种后诱导表达，而在感病品种接种前后表达量没有变化，说明其可能参与大豆抗病反应。对SWEET基因在低磷胁迫前后的表达分析发现，Glyma.04G198400、Glyma.14G160100和Glyma.15G211800等在大豆根系受低磷胁迫诱导表达，可能参与大豆耐低磷反应。栽培大豆SWEET基因单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）等位变异分析发现，有43个SWEET基因含有220个非同义突变SNPs，其中103个位于编码蛋白的保守域，可能影响基因功能。研究结果为大豆豆荚和籽粒产量以及抗病耐逆分子育种提供了基因资源。

硼胁迫下烟草叶片转录组分析

王潇然, 李笑语, 孙慧, 于海东, 石永春

2023, 25(8):  53-64.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2021.0954

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为揭示硼胁迫抑制烟叶生长的分子机理，以8叶期栽培烟草‘K326’为实验材料，分别用含硼量为0、0.05、1.00、2.00、3.00 mmol·L^-1的Hoagland培养液浇灌处理4周，而后检测烟叶中的总糖、蛋白质、叶绿素、H₂O₂、硼含量及抗氧化酶活性等，并通过转录组测序技术分析硼胁迫下烟叶差异表达基因及显著富集的代谢通路。结果显示，硼含量越高，对烟株的生长抑制越显著。2.00 mmol·L^-1的硼处理即可显著抑制烟草根、茎和叶生长；并显著抑制叶片中糖类物质代谢，增加H₂O₂含量及增强氧化物酶（POD）活性。与常规Hoagland培养液（含硼量0.05 mmol·L^-1）浇灌的烟草相比，仅响应2.00 mmol·L^-1硼胁迫的389个差异表达基因富集于糖代谢、脂类代谢、激素信号及植物抗病信号途径。说明高浓度硼胁迫可能影响烟叶中的碳代谢和脂类代谢，并可能通过改变激素信号途径抑制烟草生长。从而为深入理解烟草对硼胁迫的响应机制提供更多依据。

12种蔷薇科植物叶绿体基因组密码子偏好性分析

张冬冬, 韩宏伟, 余镇藩, 曾斌, 杨佳惠, 高雯雯, 马昕彤

2023, 25(8):  65-75.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2021.0876

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为研究蔷薇科植物叶绿体基因组密码子偏好性，对12种蔷薇科植物进行叶绿体基因组密码子使用模式分析。结果表明，12种蔷薇科植物叶绿体基因组的GC含量为 36.54%~37.23%，密码子第3位碱基的平均GC含量为28.27%~28.61%，平均有效密码子数为47.87~49.17。筛选到32个高频密码子，主要以A/U结尾。中性绘图分析、ENC-plot分析、PR2-plot分析表明自然选择是蔷薇科植物密码子偏好性形成的主要因素。基于同义密码子相对使用度（relative synonymous codon usage，RSCU）构建的进化树与基于编码基因和叶绿体基因组构建的进化树聚类差异较大，说明基于密码子偏好特征的进化关系可能损失了一些信息。以上结果为深入探究蔷薇科植物进化规律奠定了理论基础。

不同砧木对吐鲁番地区‘克瑞森无核’葡萄生长特性及果实品质的影响

白世践, 户金鸽, 吴久赟, 张雯, 谢辉, 赵荣华, 陈光, 蔡军社

2023, 25(8):  76-87.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0016

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为筛选适宜吐鲁番地区‘克瑞森无核’葡萄砧化栽培的优良砧木，以7个砧木嫁接的‘克瑞森无核’（CS）葡萄及‘克瑞森无核’葡萄自根树为试验材料，测定并分析不同砧穗组合及自根树生长特性和果实品质相关生理指标差异，采用主成分分析法对产量、品质性状进行综合评价。结果表明，砧木嫁接均显著减小了‘克瑞森无核’葡萄单叶质量，5BB、110R显著增大了叶绿素含量，SO4、河岸7号显著减小了叶绿素含量；山河3号和贝达嫁接的‘克瑞森无核’葡萄叶片表现出较强的光能转化效率及耐弱光能力。7个砧木均有效抑制了‘克瑞森无核’葡萄生长势，SO4嫁接的‘克瑞森无核’葡萄新梢长度、夏季生长量相比自根树减幅高达54.60%和99.57%，生长势最弱。7个砧木均显著增大了‘克瑞森无核’葡萄果穗质量；山河3号、河岸7号、贝达、SO4、3309M和5BB显著增大了‘克瑞森无核’葡萄单株产量和果穗紧密度，以山河3号、河岸7号和贝达单株产量增幅最大，分别为618.49%、587.39%和534.45%；山河3号、河岸7号、贝达、SO4和5BB显著增大了‘克瑞森无核’葡萄果粒质量，降低了葡萄萎蔫率，果粒质量增幅17.58%~69.92%，萎蔫率降幅74.96%~92.63%。山河3号、河岸7号、贝达、SO4和5BB显著降低了‘克瑞森无核’葡萄可溶性固形物含量，河岸7号、贝达、SO4和110R显著降低了‘克瑞森无核’葡萄可滴定酸含量；砧木嫁接的‘克瑞森无核’红色葡萄颜色指数、总花色苷含量均显著减小。对产量、品质相关的12项指标进行主成分分析，综合排序为：CS/贝达>CS/SO4>CS/河岸7号>CS/山河3号>CS/5BB>CS/3309M>CS/110R>自根树。综合分析认为，河岸7号可作为吐鲁番产区‘克瑞森无核’葡萄的优选砧木。

不同种源栝楼种子性状分析

郑雷, 王化东, 崔丽, 梁雪兰

2023, 25(8):  88-95.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0091

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为了明确栝楼种子性状变异，为优良种质筛选提供依据，以12个种源栝楼种子为试验材料，测定并分析了栝楼种子性状。结果表明，栝楼种子11个性状在不同种源间存在极显著差异（P<0.01），其中种子千粒重变异系数（28.89%）最大，可作为优良种质资源筛选的重要指标。栝楼种子千粒重与种子宽、种仁宽呈极显著正相关，与种子厚和种仁厚呈显著正相关。聚类分析表明，12个种源栝楼可分为3个类群，其中类群Ⅲ种子千粒重最大，种子个体大，可作为优良种质筛选的群体。主成分分析及综合评价表明，栝楼种源3种子综合性状最优，可作为优良种质开展进一步选育。

大耳白兔骨髓间充质干细胞的分离培养与生物学鉴定

周世莹, 刘晏辰, 张洋, 杨雪松, 关伟军, 高扬

2023, 25(8):  96-105.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0411

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骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells， BMSCs） 来源于发育早期的中胚层和外胚层，作为干细胞中的种子细胞，具有强大的自我复制和更新能力，并对治疗、修复、补充受损或缺损的肝、肌肉等组织有修复和治疗作用。为了研究BMSCs的生物学特性和多化潜能，对日本大耳白兔BMSCs进行体外分离培养及生物学鉴定研究。取日本大耳白胎兔骨髓组织，采用全骨髓贴壁法分离纯化、体外培养，鉴定日本大耳白兔BMSCs生物学特性，并进行细胞形态学观察、生长动力学检测及其成骨、成软骨、成脂肪能力鉴定。结果表明，采用全骨髓贴壁法成功从日本大耳白胎兔骨髓中分离得到生长状态良好的大耳白兔BMSCs，细胞形态为长梭形，生长曲线呈典型“S”形；免疫荧光和RT-PCR结果显示，大耳白兔BMSCs表达CD29、CD44、CD73、CD105间充质干细胞表面标记物基因，但不表达原始造血祖细胞标志物CD45；经特异性染色和RT-PCR分析表明，分离的细胞是间充质干细胞；体外诱导大耳白兔BMSCs能够分化为骨骼细胞、软骨细胞、脂肪细胞。建立了大耳白兔BMSCs体外分离培养体系，为利用骨髓间充质干细胞进行组织与工程学研究和动物遗传资源保存研究奠定了一定的理论基础。

智慧农业 农机装备

水培环境下的作物养分吸收多参数检测系统研究

冯小鼎, 王成, 金晓彤, 董宏图, 罗斌, 王晓冬

2023, 25(8):  106-114.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0211

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在水培环境下对植物根系养分吸收的动力学主要利用耗竭曲线和系列含量法进行研究，而依靠人工间隔性的采样过程不但耗费人力而且影响效率。为解决这一问题，利用离子选择电极和图像传感器分别测定植物根系在水培环境下养分吸收时的离子含量和根系表面积，结合Michaelis-Menten方程获得植物动力学特征参数；系统硬件以STM32F407ZGT6微处理器作为主控单元，给出具有精密电化学传感器接口的信号调理与数据采集电路；在上位机系统中完成数据通讯、校准以及建模处理等。经测试表明，溶液校准后不同价态离子的能斯特斜率转换率分别在80%或90%以上；该系统与WinRHIZO获得的根系表面积相比，2组数据的线性相关性为0.97。该系统能够稳定的获取植株全根系的吸收临界浓度（C_min）、最大吸收速率（I_max）、米氏常数（K_m）等特征多参数，可为农作物营养的科学研究及水培环境下的养分吸收监测提供技术支撑。

基于三维点云的大豆植株器官分割及表型分析

肖奕同, 刘帅, 侯晨连, 刘琦, 李富忠, 张吴平

2023, 25(8):  115-125.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0861

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为了解决大豆等多分枝作物叶片成簇、叶片相互遮挡带来的高通量表型测量困难问题，提出了基于植株三维点云的器官分割及表型参数测量方法。以分枝期大豆植株为研究对象，采集植株多视角图像，利用三维重建技术得到植株稠密点云、过滤点云噪声并还原实际尺度；以法线微分差异算法、改进的区域生长算法以及点云曲率特征实现植株各器官的分割；最后采用有向包围盒、改进的三角剖分法以及最邻近算法提取植株叶面积、叶宽、叶长、叶倾角和茎粗等表型参数。试验结果表明，器官分割后冠层叶片点云平均分割率为84.24%，单叶点云分割率均高于95.29%，表型参数测量值与人工实测值具有较强相关性，叶面积、叶宽、叶长、叶倾角和茎粗测量值与人工实测值的决定系数分别为0.987 9、0.961 3、0.962 6、0.931 1和0.963 4，均方根误差分别为0.541 7 cm²、0.141 2 cm、0.175 5 cm、3.279 6°和0.047 5 cm。提出的方法对叶片相互粘连的植株具有较好的分割效果，为多分枝作物的器官分割及表型参数测量提供了有效的解决方案。

基于机器学习构建葡萄霜霉病预测模型及验证

边凤霞, 刘凯歌, 容新民

2023, 25(8):  126-137.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0866

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葡萄霜霉病是葡萄上的主要病害之一，该病从葡萄苗期到果实成熟期都可发生，多雨年份常造成毁灭性损失。为了准确预测葡萄霜霉病的发生，最大限度地降低霜霉病对葡萄的危害，基于2020年葡萄生长期间气象数据和病害发生数据，结合4种机器学习算法（二项逻辑斯蒂、支持向量机、决策树、K最近邻）构建了葡萄霜霉病发生预测模型，并用2021年数据进行验证。结果表明，决策树模型在病害发生预测模型构建中的评价指标最优，其准确率达94%，预测发生的精准率、召回率、F₁分值分别为91%、90%、91%。经验证，决策树模型对葡萄霜霉病发生的预测精度及性能均优于其他3个模型。因此，可利用此模型进一步开发葡萄霜霉病预警系统，为生产上葡萄霜霉病的防治提供技术支持和决策指导。

生物制造 资源生态

近30年黄淮海农作区冬小麦水足迹分布变化

赵明宇, 贾浩, 石晓宇, 潘义, 黄妤韵, 王凯澄, 褚庆全

2023, 25(8):  138-147.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0090

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为量化冬小麦生产对水资源的消耗，基于水足迹理论和方法，在县域尺度上，科学分析了1985—2015年黄淮海农作区冬小麦生产水足迹的时空分布和变化特征，并对水足迹冷热点分布趋势进行了探讨。结果表明，黄淮海农作区冬小麦水足迹总量为1 168.54×10⁸ m³，在空间上呈现南部区域高、北部区域低的特点。冬小麦蓝水足迹呈现北高南低的空间格局，而绿水和灰水足迹则表现为南高北低。1985—2015年，黄淮海农作区冬小麦水足迹增加了54.8%，其中蓝水足迹和绿水足迹变化较小，而灰水足迹的占比增加了29.1%；空间分布上蓝、绿、灰水足迹均呈现北部降低、南部升高的变化趋势。冬小麦水足迹总量的重心呈现向西南方向迁移的趋势，但整体变化幅度较小。近30年冬小麦水足迹在全局和局部均呈现空间集聚趋势，热点区域在2.5亚区扩大，冷点区域在2.2亚区扩大。以上研究结果为黄淮海农作区冬小麦布局优化和农业水资源高效利用与管理提供了科学依据。

施用有机肥对我国大豆产量及土壤养分的影响

张晨阳, 徐明岗, 王斐, 李然, 孙楠

2023, 25(8):  148-156.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0077

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施用有机肥有助于增加大豆产量和提升土壤肥力。然而受区域、施肥量、施肥类型等影响，全国大豆产量和土壤肥力差异均较明显，但造成这些差异的原因尚不清楚。为探明全国不同区域、管理措施条件下，施用有机肥对大豆产量和土壤肥力的影响以及影响增产效果的主要因素，在全国尺度上收集数据进行整合分析。按筛选标准，获得施有机肥对大豆产量影响的文献37篇，119组有效数据；对大豆土壤养分影响的文献11篇，148组有效数据。采用增强回归树（boosted regression tree，BRT）模型量化气候因素、土壤性状和施肥措施对大豆增产效果影响的重要程度。结果表明，不同区域施用有机肥后大豆平均增产12.9%，其中南方增产最高（18.7%），其次为华北（14.8%）、西北（13.6%）和东北（12.0%）。有机肥施用量>5 000 kg·hm^-2时，大豆可增产18.5%。施用牛粪后，大豆可增产24.9%，猪粪次之（17.6%），其次为商品有机肥（15.3%）、鸡粪（12.7%）和生物有机肥（8.8%）。不施肥时，大豆平均产量2 036 kg·hm^-2，单施有机肥后其平均产量增加至2 452 kg·hm^-2，增幅20.4%；单施化肥时，大豆平均产量2 410 kg·hm^-2，有机无机肥配施后其平均产量增加至2 630 kg·hm^-2，增幅9.1%。施用有机肥显著提升土壤速效磷（43.5%）、全磷（13.3%）和有机质含量（11.0%），对速效钾（9.4%）、碱解氮（3.4%）、pH（2.1%）及全钾含量（1.2%）提升则不显著。基于BRT结果表明，BRT模型解释了我国大豆产量差异的52.83%，其中有机肥施肥量对大豆产量影响最大，占变异的47.0%，其次是土壤性状（41.0%）和气候因素（12.0%）。总体来说，施用有机肥（包括单施有机肥和有机无机肥配施）可显著增加大豆产量，在南方增产率最高，以牛粪增产效益最为明显，并且大豆产量受有机肥施用量影响最大。此外，施用有机肥可显著提升大豆土壤速效磷、全磷及有机质含量。

不同成熟度鲜烟素质对烤后烟叶品质贡献度的研究

胡永涛, 汪代斌, 陈益银, 杨超, 郑林林, 史宏志, 王建安

2023, 25(8):  157-164.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0071

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为探究不同成熟度鲜烟叶素质指标对烤后烟叶品质的影响，以‘渝金香1号’为试验材料，对植株中部尚熟、适熟和过熟烟叶的色素含量、组织结构、生化成分等鲜烟素质指标进行测定，并通过偏最小二乘法—判别分析（partial least squares discriminant analysis，PLS-DA）研究鲜烟素质指标对烤后烟叶品质影响的贡献度。结果表明，不同成熟度鲜烟叶的色素含量、组织结构及生化成分含量等存在显著差异。鲜烟素质指标对烤后烟叶品质影响显著，其中，上表皮和下表皮厚度、栅栏组织厚度、组织比及类叶比对烤后烟叶品质影响较大。下表皮厚度、组织比与烤后烟叶外观质量和感官质量呈负相关；上表皮厚度、栅栏组织厚度与烤后烟叶外观质量和感官质量呈正相关；类叶比与外观质量呈正相关，与感官质量呈负相关。综上所述，不同成熟度鲜烟叶素质指标与烤后烟叶品质之间关系密切，为烟叶成熟度判断标准的选择和烤后烟叶品质的提升提供了理论依据。

连续两年沼液与化肥配施对桃生长及土壤理化性质的影响

杜彩艳, 鲁海燕, 熊艳竹, 孙曦, 孙秀梅, 普继雄, 张乃明

2023, 25(8):  165-175.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0022

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为研究不同比例沼液替代化肥对土壤性质和水蜜桃生长、产量、果实品质的影响，以6年生‘早香蜜桃’为试验材料，通过连续2年沼液（ZF）化肥（HF）配施的果园田间定位试验，以无肥处理（CK）为对照，复合肥（CF）研究等氮（N）量条件下0%（HF100%）、10%（HF90%+ZF10%）、20%（HF80%+ZF20%）、30%（HF70%+ZF30%）比例沼液氮替代化肥氮处理下土壤性质和水蜜桃生长、产量、果实品质的变化，结果表明，追施沼液2年后，不同施肥处理均能增加土壤有机质（soil organic matter，SOM）含量；且沼液与化肥配施处理均可提高土壤pH。不同施肥处理均可明显提高土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量，其中以HF70%+ZF30%处理的增幅最大，较CK分别显著提高44.31%、41.10%、75.14%。不同施肥处理均提高了土壤中交换性钙、交换性镁、有效锌、有效锰、有效铜和有效铁含量，其中HF70%+ZF30%处理的增加效果最明显，HF80%+ZF20%处理次之。与CK相比，不同施肥处理均能促进桃树生长，增加桃叶片氮、磷、钾和叶绿素含量及枝条充实，明显提高了果实产量，增产率0.80%～12.24%。不同施肥处理均提高了桃果实的果皮硬度及可溶性固形物、可溶性糖和Vc含量，降低了可滴定酸含量。综合比较发现，在本试验条件下以HF70%+ZF30%配施较适合桃的生长及其品质的提升，为沼液作肥料进行利用提供了科学依据。

金线莲杉木林下仿野生栽培的环境影响分析

黄小云, 黄秀声, 陈源泉, 林晓红, 韩海东, 冯德庆, 罗涛

2023, 25(8):  176-185.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0068

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为综合评估南方特色林下仿野生模式栽培金线莲的生态环境效应，应用生命周期评价方法，定量评估该模式所产生的环境影响。结果表明，林下套种模式生产1 kg金线莲耗用的不可再生资源、土地、水资源分别为16 702.27 MJ、0.58 m²和13.45 t，该模式充分利用林下空地，占用较少的土地资源。但该模式也带来较大的潜在环境影响，生态环境综合影响值为0.327 6，且以水体毒性和富营养化的潜在影响较大。每生产1 kg金线莲，全球变暖、环境酸化、富营养化、人体毒性、水体毒性、土壤毒性分别为2 405.83 kg CO₂-eq、4.99 kg SO₂-eq、1.43 kg PO₄-eq、1.32 kg 1，4-DCB-eq、5.31 kg 1，4-DCB-eq和1.09 kg 1，4-DCB-eq；对环境的潜在负面影响以来源于农资系统为主，且以组培苗生产占比最高。林下生产金线莲需要在组培苗生产、农药施用等方面加以改进，以控制其产生的潜在环境影响。

钾肥对苜蓿低温胁迫下抗氧化酶活性的影响

张庆昕, 张玉霞, 孙明雪, 夏全超, 王显国, 刘庭玉, 杜晓艳

2023, 25(8):  186-195.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0058

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为探讨钾肥种类及用量对苜蓿抗寒性的影响，揭示钾肥提高苜蓿抗寒性的抗氧化生理机制，以紫花苜蓿‘北极熊’为材料，采用二因素（钾肥施肥量和种类）随机区组试验设计，分别设置氯化钾、硫酸钾和磷酸二氢钾0、100 、200、300 kg K₂O·hm^-2（纯钾）。越冬前期挖取苜蓿越冬器官模拟低温胁迫处理（4、-10、-20、-30 ℃），测定苜蓿根颈丙二醛含量和超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性。结果表明，在低温冷冻胁迫处理下，3种钾肥处理的苜蓿材料丙二醛含量均较对照降低，且K₂SO₄处理降低最显著（P<0.05），随着钾肥施用量的增加，丙二醛呈先降低后升高的变化趋势，在200 kg·hm^-2 K₂O处理下，苜蓿根颈丙二醛含量与CK差异最显著（P<0.05）；3种钾肥的不同施用量处理的苜蓿材料，在低温胁迫处理下抗氧化酶活性的变化规律与丙二醛相反，K₂SO₄处理的苜蓿材料，在200 kg·hm^-2 K₂O施用量下，超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性最高且均与CK差异显著（P<0.05），说明该处理的苜蓿抗寒性最强。由此表明施用适宜用量的钾肥有利于提高苜蓿根颈在低温胁迫下的抗氧化特性，降低膜脂过氧化程度，提高苜蓿抗寒性，更有利于苜蓿安全越冬。

外源促生菌联合有机肥对干旱胁迫下参地土壤性状及人参抗逆性影响

王艳成, 张纪月, 冯帅奇, 梁雪, 张振, 董微巍, 姬文秀

2023, 25(8):  196-202.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0049

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为探究干旱胁迫下外源促生菌结合有机肥对参地土壤性状和人参促生与抗逆的影响，利用盆栽试验外源接种Ochrobactrum G119，结合单独施用有机肥、单独施用促生菌、有机肥与促生菌混合施用及无菌无肥对照（CK），研究干旱胁迫下人参抗氧化酶活性和根际土壤性状的响应趋势。结果表明，与对照、促生菌或有机肥单独施用处理相比，促生菌结合有机肥混合施用处理人参的抗氧化酶活性和根际土壤的碱解氮、速效磷含量及脲酶、蔗糖酶活性均显著提高；且该处理改变了人参根际土壤优势菌门和菌属的组成和比例，其主要优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）；主要优势菌属为鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）、假单胞菌属（Pseudomonas）、溶杆菌属（Lysobacter）、盐单胞菌属（Halomonas）和叶黄素单胞菌（Luteimonas），其中溶杆菌属的相对丰度在施用有机肥处理与无菌无肥对照处理间差异较大。以上结果为人参种植中应对春季干旱、研发农田栽参专用生物菌肥提供理论依据，对促进农田栽参产业可持续发展具有积极意义。

镉胁迫下地肤根际与非根际土壤微生物群落结构及多样性

肖锐, 谭璐, 吴亮, 张皓, 郭佳源, 杨海君

2023, 25(8):  203-215.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2023.0046

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为探明土壤镉（Cd）胁迫下地肤根际与非根际土壤的理化性质、养分、Cd含量及微生物群落特征，以初始土壤pH 6.1、2.753 mg·kg^-1总Cd胁迫下盆栽150 d地肤根际与非根际土壤为研究对象，分析土壤的理化性质、养分和Cd含量变化，并利用高通量测序技术研究土壤细菌、真菌的群落特征。结果表明，Cd胁迫下地肤根际土壤pH及总Cd含量显著低于非根际土壤，而土壤速效磷含量显著高于非根际土壤；根际土壤的有机质、全氮、碱解氮、全磷含量均高于非根际土壤，但差异性不显著。在微生物群落多样性和丰度上，非根际土壤细菌的Shannon指数小于根际土壤，而Simpson、Chao 1指数和ACE指数均大于根际土壤；非根际土壤真菌的Shannon指数、Simpson指数、Chao1指数和ACE指数均大于根际土壤。在门水平上，细菌中绿弯菌门（Chloroflexi）、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）及其他未知细菌在根际土壤和非根际土壤中相对丰度占比分别为83.22%和70.01%；真菌中子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、壶菌门（Chytridiomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）在非根际土壤和根际土壤中的相对丰度占比分别为97.91%和98.55%。在属水平上，unclassified_Sphingomonadaceae为根际土壤特有细菌属；Cristinia、unclassified_Serendipitaceae、unclassified_Chytridiomycota、腐质霉属（Humicola）、Archaeorhizomyces为根际土壤特有真菌属。综上所述，Cd胁迫下地肤根际土壤微生物群落结构及组成发生了改变，使之与非根际土壤微生物群落组成存在一定差异。以上研究结果为地肤修复土壤Cd污染提供了理论支撑。

方法与技术创新

多重PCR技术在植物病原物检测中的应用

曹子健, 邱艳红, 王爽, 赵娟, 郑素月, 乔广行, 秦文韬

2023, 25(8):  216-224.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0317

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植物病原物种类繁多，且气候变化及全球化发展加剧了病原的扩散。快速可靠的植物病原诊断技术对病害的流行预警和防控管理具有重要作用。随着技术发展，多重PCR技术因具有精准、高效的特点而被广泛应用到生命科学的多个领域。对多重PCR技术的原理及其在植物病原真菌、细菌、病毒、线虫检测中的应用进行了系统综述，分析了该技术目前存在的问题及解决方式，并展望了该技术未来的发展前景。

响应面法改良牟氏角毛藻培养基

李琦, 张树林, 张达娟, 贾滢暄, 王泽斌

2023, 25(8):  225-233.  DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0430

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为优化牟氏角毛藻的培养基配方，提高牟氏角毛藻生长速度及细胞密度，采用响应面法筛选f/2培养基中的NaNO₃、NaH₂PO₄·H₂O、Na₂SiO₃和C₆H₈FeNO₇质量浓度并进行验证。结果表明，根据单因素试验筛选出牟氏角毛藻相对适宜的营养盐质量浓度范围为：NaNO₃ 10～30 mg·L^-1，NaH₂PO₄·H₂O 1.0～3.0 mg·L^-1，Na₂SiO₃ 20～80 mg·L^-1，C₆H₈FeNO₇ 0.1～0.5 mg·L^-1；通过响应面优化，4种营养盐对牟氏角毛藻生长的影响强弱依次为NaNO₃>Na₂SiO₃>NaH₂PO₄·H₂O>C₆H₈FeNO₇，最佳质量浓度分别为NaNO₃ 21.8 mg·L^-1、NaH₂PO₄·H₂O 2.93 mg·L^-1、Na₂SiO₃ 54.2 mg·L^-1、C₆H₈FeNO₇ 0.158 mg·L^-1。使用优化后的培养基培养该藻，密度提高27.95%，显著高于f/2培养基组的细胞密度（P<0.05），第4天后试验组牟氏角毛藻光合系统PSⅡ最大光能转换效率显著高于对照组（P<0.05）。综上所述，该方法筛选得出的营养盐质量浓度可以显著提高牟氏角毛藻的生长速度及细胞密度，结果为牟氏角毛藻的高密度培养提供数据参考。