中国农业科技导报

吴圣,吴永常*,陈学渊

2019, 21(12): 1-7. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2019.0097

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为提升我国农业科技园区的建设水平，回顾了我国农业科技园区发展的阶段历程，分析了我国农业科技园区存在的主要问题，重新审视了农业科技园区的功能特征，并对农业科技园区未来发展路径进行了探讨。农业科技园区的首要功能应当是农业科技创新，农业高新技术园是农业科技园区发展的重要方向。然而由于科技要素的稀缺性，不同园区的发展方向可能存在差异。最后提出了加强园区分类建设和指导、完善评价制度和退出机制、发展农业高新技术产业、开展农业科技服务等相关建议。

信息化引领现代农业园区发展现状与对策研究

张骞,淮贺举*,孙宁,王艾萌,李存军

2019, 21(12): 8-13. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2019.0008

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现代农业园区是推动我国农业现代化发展的重要抓手。以物联网、大数据、移动互联为代表的信息技术在农业园区中广泛应用，已成为引领农业转型和高质量发展的重要力量。梳理了信息技术和产品在现代农业园区中设施农业、大田生产、畜禽养殖、水产养殖、农产品质量安全追溯和现代农业管理服务等领域的应用现状，指出园区信息化发展存在区域发展不均衡、关键技术研发不成熟、技术标准体系不完善和产品推广难度大等问题，提出了未来的发展方向以及加快技术研发创新、加强标准体系建设、加大资金投入、发挥政府引导作用和培育专业人才队伍等政策建议,以期为提升现代农业园区的数字化、自动化、智能化水平提供参考。

玉米近等基因系群体的构建及其应用

李杨1,2,邹俊杰2,余佳2,徐宇2,3,徐妙云2,罗洪发1*,王磊2*

2019, 21(12): 14-22. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2019.0136

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玉米是我国重要的粮食作物，也是研究植物遗传和功能基因组学的理想材料。近等基因系群体是构建分子遗传图谱、QTL定位和分子辅助育种重要的材料。我国广泛栽培的杂交种先玉335和郑单958在植株形态、果穗性状、籽粒含水量和脱水速率等方面存在差异。以郑单958亲本郑58和昌7-2为材料，分别与先玉335的亲本PH6WC和PH4CV进行杂交、回交和多代自交，构建了含有先玉335亲本背景的近等基因系材料的混合群体，利用玉米55K芯片分析了这些材料的基因型和群体结构。对2016年和2017年在廊坊与三亚的2年4点的表型数据进行了性状差异分析及性状间相关性分析，结果表明这些材料在株型、果穗性状、籽粒含水量等方面存在差异。利用该群体，应用全基因组关联分析准确定位到了控制穗轴颜色的基因。未来可利用该群体结合全基因组关联分析，开展株高、穗位、籽粒脱水速率等数量性状的基因定位、分子标记开发和分子辅助育种等工作，提高育种效率。

OsBELL4A调控水稻WOX家族基因表达及水稻幼苗生长和耐逆

高雅迪,戚义东,王芳芳,黄荣峰,王娟,秦华*

2019, 21(12): 23-32. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2019.0465

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根系不仅对地上部分起着重要的支撑作用，也是植物吸收水分和养分的主要器官。为了研究BELL家族因子在植物生长发育及逆境胁迫应答中的功能，通过与拟南芥序列对比，鉴定到水稻4个BELL4同源基因，它们的启动子含有ABRE、GARE、ERE、ARE和DRE等应答逆境胁迫和激素信号的元件。在水稻根中进行实时定量PCR分析表明，这4个BELL4同源基因不仅受到干旱、低温以及盐等逆境胁迫诱导，而且还受到植物激素乙烯、赤霉素以及脱落酸的调控，表明这些基因可能应答多种激素及逆境胁迫。进一步分析OsBELL4A干扰材料表型发现，抑制OsBELL4A基因能够促进WOX家族基因的表达水平，并抑制水稻苗期初生根生长，但使冠根数量增多。这些结果表明水稻BELL4同源基因OsBELL4A在水稻根系发育及逆境胁迫应答中可能具有重要的调控功能。

绿豆RIL群体开花期及成熟期性状的遗传分析

马乐,蔡德宝,陈吉宝*

2019, 21(12): 33-40. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2019.0415

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为探究绿豆生育期性状遗传特性，以早熟材料‘VC2917’为母本（P1），晚熟材料‘鹦哥绿’为父本（P2），构建的包括261个株系的RIL群体为材料，在4个生境条件下对群体的开花期和成熟期进行调查和遗传力分析。结果表明，在4种生境下，母本和父本的开花期均值分别为53.8 d和41.0 d，群体的开花期平均为47.4 d，最大值为61.8 d，最小值为35.3 d；两亲本成熟期均值分别为83.1 d和56.3 d，群体内成熟期平均为72.3 d，最大值为90.0 d，最小值为48.8 d；群体的开花期和成熟期均呈正态分布且两个亲本和群体的开花期和成熟期差异显著；其广义遗传力分别为0.955和0.954。以上结果表明，绿豆开花期和成熟期是一个受主效基因控制的数量性状。

干旱胁迫与复水对苦荞生长及叶片内源激素含量的影响

董馥慧1,裴红宾1*,张永清1,2,杨甜1,薛小娇1

2019, 21(12): 41-48. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2019.0286

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以耐旱型苦荞（迪庆苦荞）和旱敏感型苦荞（黑丰一号）为试验材料，采用盆栽人工控水试验，研究了干旱胁迫与复水对不同耐旱型苦荞品种的生理及形态指标的影响，为苦荞的抗旱稳产栽培提供理论依据。结果表明：干旱胁迫显著影响了苦荞生长，表现为株高、茎粗、叶面积、茎叶干重、根系体积、根系表面积、根系平均直径、根系干重、根系活力、根系可溶性蛋白含量均显著低于对照；花期复水后影响得到缓解，表现为各项指标均有所恢复。其中，茎叶干重恢复最佳，干旱胁迫下的迪庆苦荞与黑丰一号相比，茎叶干重增加了54.81%，复水处理与干旱处理相比，迪庆苦荞和黑丰一号分别显著增加了83.78%、47.28%。根系超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、丙二醛含量、迪庆苦荞的根系可溶性糖含量和游离脯氨酸含量均显著高于对照处理。干旱胁迫下苦荞叶片生长素（indole-3-acetic acid，IAA）含量显著降低，脱落酸（abscisic acid，ABA）含量显著升高，复水处理与干旱胁迫相比，迪庆苦荞和黑丰一号的IAA含量分别显著增加了25.50%、21.19%，ABA含量分别降低了20.15%、18.18%，表明复水有效地缓解了干旱对内源激素的影响。干旱抑制了苦荞的生长，但复水使两个品种的苦荞均产生了等量补偿效应和部分补偿效应，且耐旱品种（迪庆苦荞）的恢复程度比旱敏感品种（黑丰一号）更好。

Cladosporium tianshanense SL19来源的新型葡萄糖氧化酶的基因克隆及性质研究

葛建忠1,尹亚昕2,蒋肖1,刘伟娜1,姚斌1,罗会颖1*

2019, 21(12): 49-57. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2019.0357

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葡萄糖氧化酶（GOX）已广泛应用于各种工业生产中。目前，除了曲霉和青霉属来源的GOX外，鲜有新型GOX被报道。经基因克隆和序列同源性分析，Cladosporium tianshanense SL19来源的葡萄糖氧化酶基因CtgoxB是一个新基因，该基因全长1 707 bp，无内含子，编码568个氨基酸，N-端第1～16个氨基酸为信号肽，与已报道的GOX序列最高一致性为35%。CtgoxB在毕赤酵母中实现异源表达，但重组蛋白CtGOXB未检测到GOX活性。通过序列和结构分析，同源重组构建的突变体CtGOXB-C1最终恢复了GOX活性。经SDS-PAGE鉴定，重组蛋白CtGOXB-C1表观分子量约为120 kDa，大于理论分子量(61.6 kDa)。经酶学性质测定，CtGOXB-C1比活为123.8 U/mg，在pH 8.0和30 ℃条件下具有最高的酶活，且在10 ℃时依然维持65%的酶活，具有嗜低温特性。CtGOXB-C1在pH 6.0～9.0条件下保温1 h后，剩余酶活维持在80%以上，可以在中碱性条件下维持较高酶活，并且对表面活性剂SDS具有较强的抗性。这些性质表明CtGOXB-C1在水产饲料和洗涤剂等行业中具有良好的应用潜力。

基于NB-IoT的农产品原产地可信溯源系统设计与实现

马腾1,2,孙传恒2,李文勇2,陈明1,杨信廷1,2*

2019, 21(12): 58-67. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0547

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随着人们对农产品企业品牌认知程度的提高，鉴别农产品产地的防伪系统对于维护消费者权益和提高企业竞争力具有重要意义。为保障食品安全，维护农产品生产者利益和消费者权益，设计了一种农产品原产地可信溯源系统，系统主要由溯源电子秤、云检测程序和检测网站三部分组成。溯源电子秤采集商品信息及定位信息，并打印商品标签以供消费者查询，随后将数据通过NB-IoT网络上传至云检测程序；云检测程序通过比对上传的数据与数据库中的数据来判断商品产地真伪；消费者通过扫描标签上的二维码登录检测网站获取检测结果。为加强数据传输的安全性，使用改进RSA加密算法对溯源电子秤上传的数据进行加密，在保证安全性的前提下，减少了计算量及硬件加密时间。各项测试结果表明：系统各部分工作正常且检测成功率大于99%，在信号强度大于-100 dBm时，通信成功率99%， GPS平均定位误差5.25 m，满足实际应用需求。

微波频段下颗粒状农产品的介电特性测量与分析

钟汝能1,郑勤红1,2*,姚斌2,向泰1

2019, 21(12): 68-75. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2019.0454

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介电特性在农产品微波热加工应用研究中具有重要价值。提出一种基于无校准同轴传输反射法和修正通用有效介质公式（modified general effective medium，MGEM）的农产品介电特性测量方案，以颗粒状农产品为对象，实验测量获得微波频率段内17种菜籽颗粒、杂粮颗粒和草籽颗粒的介电特性数据，对相关关键问题进行了分析和讨论。研究结果表明，该测量方案可用于测量和分析高频波段下颗粒状农产品的介电特性；室温下颗粒状农产品的介电特性与微波频率、含水（油）率之间具有相互依存关系,且满足相应的关系方程；在民用微波频率2.45 GHz和含水率M∈(2%,25%)条件下，不同种类颗粒状农产品的介电常数介于3.5～9.0之间，损耗因子介于0.1～2.0之间。相关研究为颗粒状农产品的介电特性测量提供参考，实验数据为农产品的微波干燥和无损检测装置设计提供依据，技术方法适用于小颗粒物质的介电特性测量和分析。

基于深度学习的蔬菜鳞翅目害虫自动识别与检测计数

董伟1,钱蓉1,张洁2*,张立平1,陈红波2,张萌1,朱静波1,卜英乔3

2019, 21(12): 76-84. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0565

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鳞翅目害虫是蔬菜作物中最重要且常见的一类害虫。由于受到复杂田间背景，光照及害虫姿态等的影响，传统的害虫自动识别与检测计数方法准确率比较低。为实现在田间快速准确地对目标害虫进行自动识别和检测计数，分别提出了基于深度卷积神经网络的识别模型和检测计数模型。针对菜粉蝶、棉铃虫、甜菜夜蛾、小菜蛾、斜纹夜蛾这5种常见且容易混淆的蔬菜鳞翅目害虫，构建了分类识别数据集和检测计数数据集，并分别进行了实验，平均识别率达到94.5%，检测均值平均精度(mAP)达到76.6%，与传统方法相比，证明了此方法的优越性。实验结果表明，该方法对于蔬菜鳞翅目害虫的识别和检测计数是可行的，且达到了实际应用水平。

几种常用风送式果园喷雾机作业参数比较

熊波1,李传友1*,滕飞1,刘京蕊1,张莉1,李震1,赵谦1,熊海龙2

2019, 21(12): 85-93. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0343

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为开发标准化果园适用果园喷雾机及其使用技术，在广泛调研国内外标准化果园植保机械与施药技术基础上，筛选了5种国内外较先进和常用果园喷雾机，针对农药雾化、沉积和飘移等技术参数进行了试验研究，结果表明，FEDE型果园喷雾机，0.4~2 m之间的雾量分布比较均匀；3WFX-400型(W2)在树冠各位置上的沉积分布最均匀，变异系数最小，为18.3%；该研究型号喷雾机地面流失量表现为：F(W5)EDE型＞3WG-1200A(W4)＞SSA-E501DX型(W1)＞3WFX-400(W2)＞植保无人机(W3)（P<0.05）；为果农选择植保机械和果园喷雾机生产企业对产品结构设计和性能优化提供参考。

基于大数据的叶丝干燥过程内在规律挖掘

唐军,何邦华,唐丽,温亚东,陈文,付亮,周冰*

2019, 21(12): 94-101. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0637

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为挖掘卷烟生产过程数据的潜在价值和规律，采用大数据分析方法，对2017年叶丝干燥工序生产数据进行挖掘与分析，着重分析了重点质量指标和工艺参数的稳定性，及工艺参数与质量指标的内在关系。结果表明:①重点质量指标稳定性控制水平从高到低的顺序为冷却出口含水率≥出口温度≥出口含水率，其中6月份波动较大；②重点工艺参数稳定性控制水平从高到低的顺序为I区筒壁温度≥热风温度≥II区筒壁温度，其中II区筒壁温度的波动主要是反馈控制模式所造成的；③冷却出口含水率与负压、I区筒壁温度、I区筒壁蒸汽阀门开度具有较强的正相关关系，与叶丝增温增湿膨胀单元蒸汽流量、SX蒸汽阀门开度和II区筒壁温度、II区筒壁蒸汽阀门开度、排潮阀门开度具有较强的负相关性；④出口温度与所考察的各工艺参数之间均无明显的相关性；⑤建立了叶丝干燥冷却出口含水率预测模型，具有较好的预测精度。可以预见，大数据分析方法将在烟草工艺领域中具有较好的应用前景。

小麦CBL结合蛋白激酶TaCIPK31负调控TcLr37对小麦叶锈菌的抗性

张娜1,赵晨光1,温晓蕾2,杨文香1,张娜1*,刘大群1*

2019, 21(12): 102-109. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2019.0231

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CIPK是植物特有的丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶家族中的一类SnRK3激酶 (SNF1-related protein kinase3），一般与类钙调磷酸酶亚基B类蛋白CBL（calcineurin B-like protein）相互作用形成信号网络，从而在钙信号介导的生理生化过程中发挥作用。克隆获得小麦中CIPK基因家族的TaCIPK31，其全长1 350 bp,编码449个氨基酸，包含保守的激酶催化结构域及调控结构域，与已报道的粗山羊草、水稻等CIPK蛋白具有高度相似性。定量分析结果表明，TaCIPK31在小麦-叶锈菌亲和反应中显著上调诱导表达。烟草亚细胞定位表明该基因分布于整个细胞。通过病毒诱导的基因沉默研究发现沉默TaCIPK31后小麦材料TcLr37对叶锈菌毒性小种THTT抗性增强。此外，详细的组织学分析表明，TaCIPK31沉默植株中推迟了病原菌在寄主中的定殖。推测TaCIPK31在小麦抵抗叶锈菌侵染过程中起负调控作用，该结果对揭示CIPK蛋白激酶在小麦-叶锈菌互作体系的作用及分子机理提供参考。

新型猪瘟耐热活疫苗冻干工艺设计及放大研究

左晓昕1,2,赵艳红1,2,邓碧华1,2,胡来根1,2,3,宋伟1,2,吕芳1,2,4*,卢宇1,2,4,5,6,侯继波1,2,4,5

2019, 21(12): 110-118. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2019.0105

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为了筛选耐热、安全的猪瘟活疫苗冻干工艺，探索工艺放大规律，为耐热冻干工艺从实验室到生产提供理论依据和技术支撑。根据新型猪瘟耐热配方的热参数科学设计冻干程序，通过冻形、加速耐老化实验、残余水分等指标筛选冻干程序并进行工艺放大。结果表明，新型猪瘟耐热活疫苗溶液的共晶点为-26.4 ℃、塌陷温度-22.4～-20.4 ℃，筛选得到冻干程序3，当预冻温度为-42 ℃，主干燥温度为-10 ℃时为最优曲线。将程序3在0.15 m2—0.5 m2—2 m2进行逐级工艺放大摸索，规模放大3倍（0.5 m2）时程序可不变，放大到13倍（2 m2）时需在主干燥阶段下调隔板温度、延长干燥时间。采用新型猪瘟耐热配方及程序3制备的冻干活疫苗产品可在37 ℃保存20 d、45 ℃保存14 d；动物实验安全。上述结果表明成功筛选出新型猪瘟耐热配方的配套冻干工艺，并实现了工艺的逐级放大。

施氮对冬小麦生长及产量影响的模拟研究

李华伟1,陈昱利2,禚其翠1,张宾1*

2019, 21(12): 119-127. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0775

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为了定量分析施氮量与冬小麦生长和产量的关系，以‘济麦22’为材料，于2016—2018年度开展了小麦施氮量试验。利用2016—2017年度试验资料，分析了施氮量对冬小麦产量的影响规律，引入冬小麦地上部干物质量影响因子、产量及产量构成影响因子，构建了施氮量对冬小麦产量影响的模拟模型。经2017—2018年小麦生长季试验数据检验，根均方差值、绝对误差和绝对误差占实测值比率均显示模拟值和实测值有较高的一致性，除产量和单位面积穗数相关系数不理想外，地上部干物质量、穗粒数、千粒重和收获指数的相关系数均较高，所建模型可较好地模拟施氮对冬小麦地上部干物质量、籽粒产量、单位面积穗数、穗粒数、千粒重和收获指数的影响，可为冬小麦氮肥高效利用和精准减量施肥提供一定的参考。

氮、磷、钾不同配比对一年生桔梗根部性状的影响

孙迪1,樊桓均1,宋子叶1,朴锦1,李官浩2,严一字1*

2019, 21(12): 128-133. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0769

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为探讨氮、磷、钾不同肥料配比对一年生桔梗根部性状和产量的影响，以及初步筛选试验范围内最佳氮、磷、钾施肥配比，采用“3414”田间肥料的试验设计方法对一年生桔梗的根长、根径、侧根数、单根鲜重等性状加以调查，利用SPSS数据分析软件进行方差分析及多重比较。结果表明：14种处理的桔梗根部性状等均存在显著性差异，施肥处理的根部外观品质和桔梗产量综合表现好于不施肥处理CK，合理的氮、磷、钾配施可以提高桔梗的产量和根部外观品质，外观品质最好和产量最高的施肥配比为T9(N∶P2O5∶K2O=88∶174∶450，kg/hm2)、T5(N∶P2O5∶K2O=88∶174∶300,kg/hm2），且钾肥对一年生桔梗的增产有重要影响。经回归分析建立了在试验设计范围内最佳氮、磷、钾施肥配比为N∶P2O5∶K2O=67.2∶190∶450（kg/hm2），可为今后桔梗栽培施肥方案的制定和专用肥料的研究提供参考。

苜蓿-禾草混播对根系可溶性糖含量的影响

黄丽琴1,张永亮2*,闫景彩3

2019, 21(12): 134-139. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2018.0573

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可溶性糖对植物的抗冻性存在着积极的影响。为研究苜蓿（Medicago sativa）与禾草混播对根系可溶性糖含量的影响，以苜蓿与无芒雀麦（Bromus inermis Leyss）、披碱草（Elymus dahuricus Turcz）、虉草（Phalaris arundinacea L.）按豆禾间行比例1∶1(B1)、2∶2(B2)、1∶2(B3)和2∶1(B4)混播，并在初霜后测定不同混播处理牧草根系的可溶性糖含量。结果表明，禾草种类对苜蓿根系可溶性糖含量的影响不显著；豆禾间行比例2∶2混播处理苜蓿根系可溶性糖含量显著低于1∶2和2∶1混播处理，1∶1、1∶2和2∶1混播处理间无显著差异；苜蓿与虉草混播后，不同混播比例的虉草根系可溶性糖含量都高于单播虉草。3种禾草中，虉草根系可溶性糖含量显著高于其余两种。综上所述，豆禾间行比为1∶1及1∶2混播处理中苜蓿及禾草的根系可溶性糖含量均较高，考虑苜蓿的耐寒力往往弱于3种禾草，又以间行比1∶2混播的处理为最佳选择。研究为当地苜蓿与禾草混播草地的持续利用提供理论参考。

气候变化对河南烟区烤烟石油醚提取物的影响

孟寒冬1,2,姬兴杰2

2019, 21(12): 140-150. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2019.0658

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利用河南烟区1961—2013年64个气象站的气象资料以及烤烟石油醚提取物含量数据，采用数理统计方法，分析烟区气候要素变化特征和石油醚提取物含量状况以及影响石油醚提取物含量的主要气候因子，在此基础上，探讨RCP4.5（representative concentration pathways 4.5）和RCP8.5两种未来气候变化情景下河南烟区气候要素及石油醚提取物含量的可能变化趋势。结果表明，近53 a来，河南烟区最低气温、气温日较差、太阳总辐射均发生显著变化，最低气温以显著上升为主，气温日较差和太阳总辐射显著降低。河南烟区各地烤烟石油醚提取物含量绝大多数高于5%，符合优质烟叶的标准，且上部叶最高，下部叶最低。石油醚提取物含量与气候要素间的关系密切，不同部位烟叶的影响因素有差异；上部叶主导气候因子为大田期最高气温，中、下部叶主导气候因子则是旺长期平均气温，且均呈显著正相关。未来气候变化情景下，绝大多数温热要素和光照因素将有显著上升趋势，降水和湿度因素变化趋势不显著。由于大田期最高气温和旺长期平均气温均高于气候基准期（1981—2010年）平均值且有显著上升趋势，将可能导致烤烟石油醚提取物含量升高，且RCP8.5情景下更明显。

不同起垄方式对植烟土壤物理特性及烤后烟叶产质量的影响

李子绅1,张常兴2,张锦中2,朱殿峰2,郭泽1,王英锋1,崔国杰2,肖和友3,代晓燕1*

2019, 21(12): 151-158. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2019.0313

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为了探讨起垄方式与移栽方式对河南省周口市烟区植烟土壤物理特性和烤后烟叶产质量的影响，以筛选适合周口烟区烤烟产质量和土壤物理特性同步提高的起垄与移栽处理组合模式。采用田间试验法，以‘中烟100’为研究材料，依据起垄方式与移栽方式设置龟背型膜上移栽（T1）、龟背型膜下移栽（T2）、中凹型膜下移栽（T3）和中凹型膜上移栽（T4）4个试验处理，研究不同起垄方式对土壤物理特性和烤后烟叶产质量的影响。结果显示，中凹型起垄的单独和复合处理均可以有效地改善土壤的物理特性和提高烟叶的产质量，其中以中凹型起垄配合膜下移栽处理（T3）效果最好。与T1相比，T3处理可以显著提高各土层土壤含水率和总孔隙度，降低土壤容重，明显促进烤后烟叶中化学成分更加协调，上部叶中性致香物质含量较T1提高了15.96%，产量和产值较T1处理显著提高。因此，中凹型起垄膜下移栽处理更有利于改善植烟土壤物理特性和提高烤后烟叶产质量，是最佳种植模式，结果为河南省周口烟区适宜的烟草种植模式提供理论依据。

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