随着数据密集型科研范式变革的不断深入，如何应用先进的信息技术推动农业领域海量数据融入实际应用场景、引领农业科技创新体系可持续发展，已成为当前农业科研机构科研信息化发展所面临的首要问题。为推动农业科研创新，通过分析数据密集型科研环境下科研活动所面临的新问题和新需求，以信息化支撑能力建设为视角，从信息化基础环境、科研大数据中心、智能化装备和新型科研平台4个维度探讨构建数据密集型科研范式变革下的科研信息化发展路径框架模型。基于此路径框架模型，提出了面向科研人员数据能力提升与创新需求的信息化重点建设举措和发展方向，以期能够全面提升科研信息化在农业科研创新与管理过程中“融入环境，嵌入过程”的能力，促进未来农业科研机构科研信息化从支撑辅助到引领发展的转变。

中央级农业科研机构条件建设为我国农业科技创新能力提升和国家科技发展战略力量高水平发挥提供了坚实的物质保障。分析了中央级农业科研机构条件建设资金投入基础，基于“统筹、拓展、优化”的思路构建了条件建设融资体系，并提出优先利用中央财政资金、积极争取地方政府资金、探索利用社会资本和有条件使用自有资金的融资策略，以及不同渠道融资资金差异化管理对策，以期为有关单位条件建设融资活动提供实践参考和相关研究深化提供基础，进一步为农业高质量发展提供有力支撑。

全面梳理了“十二五”以来全国高标准农田建设情况，并根据不同时期高标准农田建设组织实施特点，将10年来高标准农田建设工作划分为3个阶段，总结了每个阶段全国31省（自治区、直辖市）（新疆含新疆生产建设兵团）的高标准农田建设概况，包括该阶段高标准农田建设的主要特点、高标准农田任务完成情况、高标准农田建设具体建设成效。最后，针对今后高标准农田建设存在的主要问题和所面临的挑战，提出了抓好顶层制度设计、创新投融资机制、强化重点流程管理等建议。

玉米是我国当前种植面积较大，总产量较高的重要粮食作物，在保障我国粮食安全的重大战略中占有重要地位。近年来，我国玉米生物学研究取得了重大进展，发表了一系列有重要影响的研究成果。从玉米基因组学、雄性不育遗传调控、玉米株型遗传调控、玉米籽粒发育遗传调控、玉米单倍体育种技术、玉米抗生物胁迫遗传调控、玉米抗非生物胁迫遗传调控、玉米种质资源相关基础、玉米分子遗传研究技术和平台共9个方面对近3年来我国玉米生物学的研究进展进行了总结，以期为今后玉米分子育种研究提供思路和参考。

棉花是世界上重要的天然纤维作物，也是我国重要的经济作物和纺织工业原料。生物技术育种是品种改良和种质创新的手段，具有广泛的应用前景。棉花基因组测序的完成有助于挖掘棉花重要性状基因，将分子育种技术与常规育种技术相结合，促进棉花育种的发展，选育出更具广阔市场前景的优良品种。总结了棉花种质鉴定、标记开发及基因发掘等研究进展，以期为相关技术创新、分子设计育种等提供参考，推动棉花生物技术育种的发展。

代谢组学是一门新兴的学科，与基因组学、蛋白质组学等共同构成系统生物学。近年来，代谢组学发展迅速，并在疾病诊断、生物医药研发、食品营养与科学、药理毒理学、环境科学、植物科学以及动物育种等众多领域均有应用。系统介绍了动物育种中小分子代谢物在遗传参数估计、品种（系）鉴定、重要经济性状鉴定、多组学关联分析以及动物疾病模型制备中的应用及最新研究进展，分析代谢组学研究中存在的问题。随着其研究方法的不断完善和优化，越来越多代谢物被人们所了解认识，在农用动物育种中代谢组学技术的研究逐渐增多，代谢组学必将成为动物育种的一种有力手段。

为分析棉花资源的抗旱性，以253份陆地棉资源为试验材料，于花铃期进行干旱胁迫处理，测定包括光合作用、农艺性状和产量性状相关的15个指标，通过主成分分析、相关性分析、抗旱隶属函数分析及聚类分析，对其进行抗旱性综合评价及抗旱指标筛选。以抗旱性度量值（D值）为参数，可将上述资源分为强抗旱、抗旱、耐旱、较敏感、敏旱5类。其中，强抗旱材料包括JK625、库车7946、肯尼亚2号等14份；敏旱材料包括HT-176、川R128、鄂棉18号等19份。有效铃数、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素相对值、有效果枝数、皮棉重和株高较其他指标更为敏感，可作为花铃期抗旱性鉴定的关键指标；另外，叶绿素相对值、株高、气孔导度和蒸腾速率可作为花铃期抗旱的立测指标。

为综合评价中国优质大蒜品种的适应性，选择7个优质春播品种和10个优质秋播品种，分别在3个春播区和3个秋播区进行区域试验，测定品种的产量及大蒜素、可溶性蛋白、可溶性糖、硒和锗元素的含量，采用主成分分析综合评估各个品种的生态适应性。结果表明，春播区域试验中，甘05在山西大同和陕西太白试验点均表现出较好的适应性，新09和青02在青海西宁试验点表现出较好的适应性；大蒜秋播区域试验中，G024在山东金乡、江苏邳州和陕西杨凌3个试验点均表现出较好的适应性，贵04在山东金乡试验点表现较好，川01、川02和贵02在江苏邳州试验点表现较好。研究结果为大蒜引种栽培提供了理论依据。

为揭示混合盐胁迫对白榆幼苗形态及生理指标的影响，以白榆幼苗为试验材料，采用盆栽法，设置6个混合盐（等浓度NaCl和NaHCO₃溶液）浓度［0（CK）、10（T1）、30（T2）、50（T3）、70（T4）、100（T5） mmol·L^-1］对白榆幼苗进行不同时间胁迫处理，分析混合盐胁迫下白榆幼苗的生长及生理指标的变化。结果表明，白榆幼苗生长对盐胁迫反应敏感，当盐浓度（10 mmol·L^-1）较低时即表现出明显的抑制作用，胁迫35 d后，随着盐浓度的升高，白榆幼苗的总生物量、株高及地径增长量均显著降低，当混合盐浓度高于50 mmol·L^-1时，各处理间降幅趋于稳定。不同盐浓度胁迫下，根冠比值均大于对照组；随着盐胁迫程度的加剧，丙二醛含量和相对电导率在不同处理时间下均逐渐增大，而可溶性糖、过氧化物酶及超氧化物歧化酶均呈现先升高后降低的趋势；不同处理时间下，叶绿素含量随着盐胁迫浓度的增加显著降低，混合盐浓度为100 mmol·L^-1时，不同处理时间下叶绿素含量均为最小值。混合盐胁迫对白榆幼苗的生长具有一定程度的抑制作用，但白榆幼苗可通过渗透调节及提高保护酶活性主动适应逆境，从而表现出较强的抗盐能力。研究结果旨在为白榆在盐碱地区的种植提供理论依据和技术参考。

高地芽孢杆菌（Bacillus altitudinis）是烟叶发酵的优势菌之一。通过优化碳源提高高地芽孢杆菌菌株YC-9的生长量和芽孢产量：首先利用Biolog GenⅢ板测定菌株YC-9对71种碳源的代谢特征，然后采用全自动生长曲线仪分析不同碳源对芽孢生物量、生长周期及产孢率的影响，并通过摇瓶发酵确定最佳的产孢条件。结果表明，菌株YC-9可以较好地利用17种碳源，其中4种碳源可以同时促进其生长和产芽孢；在摇瓶水平上使菌株YC-9芽孢产量较多的碳源为L-苹果酸和α-D-葡萄糖，使其芽孢率最高的碳源为葡萄糖+肌苷，培养24 h芽孢总量为3.90×10⁷ cfu·mL^-1，芽孢率高达60.47%，比以葡萄糖为单一碳源时的芽孢率高约2倍。优化碳源可以显著提高高地芽孢杆菌菌株YC-9的生长、产芽孢率和产芽孢量。

为了解决葡萄在生长过程中因病害侵袭导致品质和产量下降的问题，提出了基于三维重建的多角度图像识别模型。该模型通过三维建模技术对数据进行增强，并扩充数据集用于特征辅助训练，最后与卷积神经网络相结合实现对葡萄叶片病害的识别。在测试集上，训练的3D-MobileNet、3D-Darknet53、3D-resnet34和3D-Resnet101模型相比原模型对葡萄叶片病害识别的准确率分别提高了7.2%、9.6%、10.2%、19.1%。结果表明，提出的基于三维的多角度葡萄叶片病害识别方法能够有效识别葡萄叶病害，为实现葡萄病害的自动识别提供参考。

为获得基于黏结颗粒模型（BPM）玉米包衣种子离散元仿真所需的精确接触参数，基于堆积试验对玉米包衣种子的仿真参数进行标定。对郑单958玉米包衣种子分类筛选后，通过激光扫描仪对轮廓较好的种子进行扫描，得到点云数据，并通过CATIA软件对点云数据进行处理，最终得到玉米种子仿真模型。设计Plackett-Burman试验，通过Isight软件的近似模型与DOE联合模块对试验结果进行分析，筛选出对堆积角影响显著的参数：玉米种子-玉米种子静摩擦系数、法向刚度与切向刚度。基于Isight软件RSM优化模块，根据Box-Behnken试验结果建立堆积角与显著性参数的二阶回归模型，得到参数的最佳组合：玉米种子-玉米种子静摩擦系数0.269、法向刚度2.54×10⁸ N·m^-3、切向刚度5.93×10⁷ N·m^-3。将标定参数仿真所得堆积角与真实试验值进行对比，二者相对误差为0.98%。上述结果表明，响应面分析可用于标定玉米包衣种子的离散元仿真参数，为玉米气力式排种器的结构设计与参数优化提供参考。

为了研究不同类型灌水器滴头对不同水肥配比沼液的抗堵塞性能，获得适用于沼液滴灌施肥的滴头，选取2种片式滴头、2种圆柱滴头和1种片式补偿滴头共5种滴头，设计了2种沼液配比进行周期性间歇灌水试验，比较了不同滴头的抗堵塞能力。结果表明，沼液水肥配比越大，滴头越容易发生堵塞；滴头流量相同时，片式滴头抗堵塞性优于圆柱滴头和片式补偿滴头；滴头类型相同时，额定流量越大，抗堵塞性越好；堵塞进程较为均匀，堵塞发生从毛管尾端开始；堵塞类型以物理和生物结合的复合性堵塞为主。根据试验结果，建议沼液施肥时，最优灌溉模式为：水肥配比选择1∶3，灌水压力选择80 kPa，滴头选择3 L·h^-1的片式滴头；单级120目过滤器过滤效果有限，可以考虑增加多级过滤。

为明确板栗内腐病的病原，采用组织分离法分离纯化BL-5、BL-7和BL-9共3株病原菌，通过柯赫氏法则、形态学特征及分子生物学技术对病原菌进行鉴定。结果显示，BL-5在PDA培养基上初期菌丝白色，菌落中心部位有淡红色素，后期菌落逐渐变成深红色，菌落中心可见黄色菌丝；BL-7在PDA培养基上菌落呈白色、绒毛状，分生孢子长椭圆形或梨形、颜色透明、具隔膜；BL-9在PDA培养基上菌丝呈棉絮状，初期菌落呈粉红色，随着菌落的生长，后期菌落颜色逐渐变为浅黄色或褐色，分生孢子中间粗、两头较细长，似镰刀形，弯曲或直立，具有厚垣孢子。BL-5、BL-7、BL-9的ITS序列分别与Fusarium graminearum KJ847741、Fusarium proliferatum MW686898、Fusarium equiseti KU984711的序列同源性均达99%。因此，结合形态学特征和分子生物学特征，判断引起板栗内腐病的3种镰刀菌分别为禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）、层出镰孢菌（Fusarium proliferatum）、木贼镰刀菌（Fusarium equiseti），为板栗内腐病的有效防治提供了依据。

湖羊是我国珍贵的肉毛兼用的绵羊品种，并具有繁殖率高和宜舍饲等特点。在生产中，往往因其多胎性易导致妊娠期湖羊营养不良，造成新生羔羊宫内生长受限（intrauterine growth retardation，IUGR）。应用代谢组学一维氢谱核磁共振技术（¹H-nuclear magnetic resonance，¹H-NMR）研究新生羔羊的血浆代谢谱。根据出生体质量筛选出14只湖羊新生羔羊，分为正常出生体质量组（normal birth weight，NBW）和IUGR组（n=7），采用¹H-NMR分析其血液样品。将代谢谱数据进行统计分析，并对鉴定的代谢物进行表达差异分析以及代谢途径归属。NBW组和IUGR组新生羔羊血浆样品共获得32种代谢物，16种代谢物在2组间差异表达，IUGR组有10个代谢物含量显著低于NBW组（P<0.05），6个代谢物含量显著高于NBW组（P<0.05）。2组间差异显著的代谢通路主要为氨基酸、碳水化合物、脂类物质等代谢通路。应用基于¹H-NMR的代谢组学及生物信息学分析方法，确定了IUGR新生羔羊与正常羔羊血液代谢物之间存在差异，为进一步深入研究IUGR的分子机制奠定了基础。

采用解钾菌和活化剂联用技术，研究不同用量活化剂和处理方式对钾长石的活化效果，通过X射线衍射和玉米盆栽试验探究生物-化学联用的活化机理及其肥效。结果表明，不同解钾菌（YC602、YC605和YC606）与活化剂QN联用对钾长石中水溶性钾和有效钾的释放均有效果，YC602提升效果最佳。选定YC602与QN进行优化试验，其中T1处理（5%QN+100 ℃烘干+YC602）和T3处理（3%QN+水浸泡+200 ℃烘干+YC602）活化效果较好，提高活化剂用量有利于水溶性钾和有效钾的释放。培养时间对于有效钾的释放影响不大，而水溶性钾含量以培养24 h效果最佳。盆栽试验结果表明，减少50%氯化钾施用的条件下，联用技术T2A处理组可有效促进玉米生长。淋溶试验表明，联用技术可有效减少钾素淋溶流失，肥效较持久。联用活化技术在常温常压条件下就可提高钾长石的有效性，明显降低活化成本，并可大幅减少氯化钾用量，具有减量增效和绿色环保的优势。

鄂西地区地理环境复杂多样，气候季节差异性显著，准确估算各类作物的参照作物腾发量（ET₀）是进行灌溉管理的基础。为在气象资料缺测条件下鄂西地区选取ET₀的计算方法提供依据，通过宜昌气象站1951—2013年气象资料，以Penman-Monteith公式法计算ET₀结果为标准值，对Hargreaves、Priestley-Taylor、FAO-24 Radiation及Mc-Cloud 4种公式计算的ET₀结果进行对比分析。结果表明：FAO-24 Radiation公式的适用性较好，典型年平均相关系数为0.994，平均相对误差均为85.9%，可直接用于当地参照作物腾发量的计算； Hargreaves公式和Priestley-Taylor公式误差分析结果分别为189.8%、164.4%；Mc-Cloud的相关性最低，丰水年相关系数不足0.900，3种公式在鄂西地区参照作物腾发量计算时适用性较差。FAO-24 Radiation经过修正后，平均相对误差均处于6%左右，可直接用于鄂西地区参照作物腾发量的计算，特旱年（p=90%）、枯水年（p=75%）、平水年（p=50%）、丰水年（p=25%）的修正公式分别为ET′_{0 d}=0.616×ET_{0 d（F-R）}-1.936、ET′_{0 l}=0.583×ET_{0 l（F-R）}-2.532、ET′_{0 m}=0.580×ET_{0 m（F-R）}-1.928、ET′_{0 h}=0.589×ET_{0 h（F-R）}-1.209。

为明确不同耕作模式下穴苗数对北方粳稻品质的影响，选用垦粳8号为材料，采用二因素裂区设计，研究耕作模式（A1：常规耕作；A2：垄作双深）和穴苗数（B1：3 苗·穴^-1；B2：6 苗·穴^-1；B3：9 苗·穴^-1；B4：12 苗·穴^-1）对稻米品质的影响。结果表明，垄作双深模式显著提高了稻米的加工品质和食味值；随着穴苗数增加，加工品质和外观品质均呈下降趋势，表现为B1>B2>B3>B4。其中，随着穴苗数增加，直链淀粉含量呈上升趋势；蛋白质含量呈下降趋势；而食味值先升高再降低，以B2处理最高，为82.46分，分别较B1、B3、B4处理提高1.47、0.20、0.15分。研究结果为垄作双深新模式的高产优质合理密植提供理论依据和技术支撑。

为探讨水稻生长季内光能利用率（light use efficiency，LUE）的动态特征，使用2020年5—9月稻田通量观测资料，应用简单相关分析和通径分析方法，分析环境因子对光能利用率的影响。结果表明，水稻生长季LUE日平均值为0.95%，波动范围为0.25%~2.23%，小时尺度表现为早晚值较高、中午值较低，日动态上呈现先升高后降低的单峰曲线变化；日尺度上的LUE主要受光合有效辐射和空气温度影响。研究为合理利用农田生态系统资源、推动LUE在生产力模型中的应用提供了理论依据。

海河平原冬小麦生产与水资源匮乏的矛盾十分突出，亟需建立限水灌溉制度，实现丰产与水分高效的协调统一。于2018—2020年冬小麦生长季，选取旱地组（石麦22、衡观35和冀麦418）和水地组（石农086、冀麦585和石新828）2种类型小麦品种，设置适期播种和晚播2个播期以及春季2次灌水、不灌水和春3、4、5、6叶龄1次灌水处理。研究不同处理土壤水分动态变化及冬小麦产量形成特征。结果表明： 春季限水灌溉下，0—60 cm土层为主要供水层，其含水量（SWC60）变化显著影响小麦产量形成；春4叶龄为冬小麦春季1次灌水的最佳灌溉时期，灌水前干旱程度较轻，灌水后直至乳熟末期SWC60才低于60%，干旱胁迫也相对较轻；春季限水灌溉下，冬小麦产量显著降低，旱地组品种产量降幅低于水地组品种。不同春季叶龄1次灌水处理总体表现为春4叶龄灌水产量降幅最小，平均减产约10%。春季1次灌水晚播处理的产量水平与对应的适期播种处理无显著差异。春4叶龄灌水处理产量和水分利用效率（WUE）显著高于其他春季1次灌水处理，其单位面积穗数、穗粒数和千粒重更为均衡协调，最终在实现7 502.9~8 050.0 kg·hm^?2产量水平的同时，WUE达17.5 ~20.1 kg·hm^?2·mm^?1，较春季2次灌水节水70.1 mm。上述研究结果为构建精量高效的小麦春季限水灌溉制度提供了依据。

为研究缩节胺对不同施氮量棉田的调控作用，以新陆中88号为材料，采用双因素裂区试验设计，设置320（N₃₂₀）和480 kg·hm^-2（N₄₈₀）2个纯氮水平和67.0（H1）、150.0（H2）、260.5（H3）、371.0 g·hm^-2 （H4）4个缩节胺剂量水平，研究不同处理下机采棉的株高日增量、株型、叶面积、比叶重及产量的变化。结果表明，各处理的冠层株型指标无显著差异，叶面积指数表现为随施氮量增多而增大；上部主茎节间长度、中上部果枝长度随缩节胺剂量增多而降低。N₃₂₀水平下棉花叶片SPAD值和散射辐射透过系数（TC）较高；且在H3处理下，主茎叶片比叶重、单株结铃数及单铃重最大，施氮量和缩节胺用量对籽棉产量存在互作效应。综上，施氮量增多使棉花徒长，中期通风透光差；缩节胺剂量增多对棉花株型有明显抑制效果，但会降低单株结铃数与单铃重。因此，施氮量和缩节胺用量分别为320.0 kg·hm^-2和260.5 g·hm^-2时有利于塑造良好株型，既可以保持棉花后期较高的叶面积指数，又可使田间中期保持良好的通风透光性，增加单株结铃数与单铃重，进而提高产量。

为研究液态有机肥部分替代化肥对设施番茄根区细菌群落的影响，以化学冲施肥为对照（T_CK），设置液态有机肥分别替代20%（T_R20）、30%（T_R30）和40%化学冲施肥（T_R40）3个处理，应用16S rRNA 高通量测序技术，分析番茄根区土壤样本中细菌的群落多样性、结构组成和差异。结果表明，在97%的相似水平下，共发现3 747个OTU，37个门，104个纲，268个目，441个科，730个属，1 401个种。3个处理和对照样品中共有OTU为1 338个，独有的OTU数值分别为140（T_R20）、129（T_R30）和263（T_R40）。T_R30处理的细菌丰富度和多样性最高，其优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）；优势菌属为norank_c_subgroup_6、芽孢杆菌属（Bacillus）、norank_f_A4b。通过聚类分析、主成分分析、非度量多维尺度分析和共现性网络分析发现， T_R30和对照处理细菌的菌落组成相似度较高，共性最大。利用PICRUSt软件对细菌群落功能组成进行预测，发现各处理土壤样本的主要COG功能组成较为相似，但各COG相对丰度有所差异。综上所述，液态有机肥不同比例替代化学冲施肥能增加外源细菌种类，改变丰富度、多样性和菌落组成，以替代30%比例时效果最佳，为液态有机肥与化学冲施肥配施提供了理论依据。

为探究环境因子对智利竹筴鱼资源丰度的影响，根据2012—2018年4—8月中国东南太平洋智利竹筴鱼（Trachurus murphyi）渔捞日志数据，基于不同环境因子（海面温度、叶绿素a浓度、海面温度异常值和海面高度异常值）组合建立5个环境剩余产量（EDSP）模型。结果表明：海面温度对智利竹筴鱼单位捕捞努力量渔获量影响最大，其次为海面温度异常值和叶绿素a浓度，海面高度异常影响相对较小；基于海面温度、叶绿素a浓度、海面温度异常值和海面高度异常值的剩余产量模型拟合程度最好，表达式为C_n=\mathrm{1.749}\text{?}\mathrm{12}{E}_n-\mathrm{0.000}\text{?}\mathrm{13}{E_n}^{\mathrm{2}}+\mathrm{0.003}\text{?}\mathrm{50}{T}_n{E}_n-\mathrm{1.978}\text{?}\mathrm{76}{A}_n{E}_n-\mathrm{2.755}\text{?}\mathrm{30}{H}_n{E}_n+\mathrm{0.246}\text{?}\mathrm{74}{S}_n{E}_n；捕捞努力量、海洋环境因子海面温度、叶绿素a浓度、海面温度异常值和海面高度异常值均不同程度地影响智利竹筴鱼资源丰度的变动。

为明确中间球海胆己糖激酶的序列信息和表达规律，了解高温-酸化胁迫对其表达和生物活性的影响，以中间球海胆为研究对象，利用cDNA末端快速扩增技术获得中间球海胆已糖激酶基因的全长cDNA序列（SiHK），并利用生物信息学软件分析其序列特征，分析高温-酸化胁迫下中间球海胆肠和性腺组织中SiHK基因的表达及其酶活力变化。结果表明，SiHK基因的cDNA全长2 041 bp，编码476个氨基酸，SiHK蛋白的理论等电点为6.44，蛋白质分子质量52.72 kD。生物信息学分析显示，SiHK蛋白氨基酸序列与紫球海胆HK氨基酸序列相似最高。实时荧光定量PCR结果显示，SiHK基因的表达具有组织特异性，其中，肠和性腺组织中SiHK基因的相对表达量较高，而在体腔液和管足中SiHK酶活力较高。高温-酸化胁迫处理60 d后，与对照组相比，处理组中间球海胆的肠和性腺组织中SiHK基因的相对表达量和SiHK酶活性均发生改变。由此表明，高温-酸化胁迫可能通过调控糖代谢关键酶活性对海胆的物质代谢过程产生影响。