中国农业科技导报

中国农业绿色科技发展的演进历程、现实困境与推进方略

段伟, 李恩华, 刘斌, 贾帅帅, 潘月红, 胡建宇

2025, 27(10): 1-9. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0538

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发展农业绿色科技是协同推进粮食安全、生态保护和农民增收的战略支点，更是落实乡村振兴战略和农业现代化建设的必由之路。因此，有必要深入探究我国农业绿色科技发展的演进历程，基于现实逻辑客观考究我国农业绿色科技发展面临的现实困境，从实践逻辑角度系统探索我国农业绿色科技发展的推进方略：构建全链条、多层次的农业绿色科技体系；强化全周期、多维度的农业场景应用研究；完善全要素、多主体的农业绿色科技生态。以上结论为破解农业绿色转型系统性难题、培育可持续发展新动能提供了可操作的理论框架和实践样板。

植物表皮蜡质生物合成及其分子调控研究进展

赵雄, 马关柳, 郭通琴, 何国菊, 赵许朋, 刘声传

2025, 27(10): 10-23. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0290

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表皮蜡质是覆盖在陆地植物地上部分最外层的一层疏水性保护屏障，在植物抵御生物和非生物胁迫等方面起重要作用。模式植物表皮蜡质生物合成转运途径已被逐渐揭示，一些结构基因和调控基因相继被发掘和鉴定，但其合成转运的分子调控机制仍不很清楚，且在非模式植物中的研究较少。总结了植物表皮蜡质结构、组分和功能，并阐述了植物表皮蜡质的生物合成和转运机制、相关结构基因的功能，重点梳理了植物表皮蜡质生物合成的转录、转录后、翻译后和表观遗传调控机制，并对今后研究重点进行展望，以期为植物表皮蜡质的后续研究与农业生产实践提供启示。

氧化石墨烯对干旱胁迫下谷子生长发育及生理生化过程的影响

程梦航, 赵宇, 罗水文, 杜昊阳, 赵若涵, 刘建凤, 丁民伟, 夏雪岩

2025, 27(10): 24-31. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0679

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干旱是抑制谷子生长发育的主要逆境因子之一，严重影响谷子的产量与品质。氧化石墨烯（graphene oxide，GO）可有效提高作物的抗逆境胁迫能力。为进一步阐释GO提高谷子抗旱能力的作用机制，采用80 mg·L^-1的GO处理冀谷168（干旱敏感型）幼苗，分析其对谷子生长发育及生理生化过程的影响。结果表明，80 mg·L^-1的GO处理15 d时，谷子植株的株高、生物量及根系参数均有明显改善，显著促进了谷子生长发育；在GO处理7、15 d 时，谷子的过氧化物酶（peroxidase，POD）活性分别增加42.86%、66.67%，过氧化氢酶（catalase，CAT）活性分别增加30.23%、52.17%，表明GO处理能促进谷子抗氧化系统功能，从而减轻细胞损伤；在渗透调节方面，干旱胁迫条件下GO显著降低了谷子植株内Na⁺/K⁺，有助于维持细胞内渗透平衡，从而阻止细胞过度失水。此外，经GO处理后谷子的穗重显著提高54.73%。由此说明，一定水平的GO处理可显著促进谷子生长发育，改善其生理生化过程，从而提高谷子对干旱胁迫的应答能力，最终表现为增加谷子产量。以上研究结果为氧化石墨烯溶液成为缓解作物种植过程中干旱胁迫的土壤保水剂提供科学依据。

玉米JRL基因家族全基因组鉴定及表达分析

张盼, 孙海潮, 董文恒, 李永江, 张莹莹, 史丽丽, 赵鋆, 卢道文

2025, 27(10): 32-41. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0310

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JRL（jacalin-related lectin）蛋白是植物凝集素家族成员之一，具有特异糖结合活性，在植物胁迫响应等过程中发挥重要作用。为解析玉米JRL（ZmJRL）基因家族功能，利用生物信息学方法对ZmJRL基因进行鉴定与分析，并利用MaizeGDB网站公布的转录组数据检测ZmJRL基因在不同组织和不同胁迫处理下的差异表达情况。结果显示，玉米中共有16个ZmJRL基因，命名为ZmJRL01~ZmJRL16，不均匀分布在玉米7条染色体上，它们的蛋白结构相似，均具有jacalin结构域，多数为碱性稳定蛋白。亚细胞定位结果显示，ZmJRL蛋白主要定位于细胞质、细胞核、叶绿体等部位。系统进化分析将玉米JRL蛋白分为3个类群，与水稻亲缘关系较近，相同类群的ZmJRL蛋白具有相似的保守基序。ZmJRL基因启动子区具有多种非生物胁迫和激素胁迫响应元件。转录组数据分析表明，ZmJRL基因表达具有组织特异性，多数ZmJRL基因能对冷、热、盐、干旱等至少1种逆境胁迫响应表达。以上研究结果为进一步探究ZmJRL基因的生物学功能提供了基础。

短生育期油菜农艺性状分析及品种选育

丁戈, 李书宇, 熊洁, 宋来强, 郑潇潇, 张炳超, 王雨文, 陈伦林

2025, 27(10): 42-50. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0276

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为选育短生育期油菜品种，以早熟甘蓝型油菜优良材料为研究对象，通过遗传多样性分析、相关性分析、回归分析、主成分分析等方法，评价迟播条件下48份材料的11个主要农艺性状。结果表明，48份油菜11个数量性状的遗传多样性指数和变异系数范围较大，表明这些材料具有丰富的遗传信息。相关性分析表明，营养期、角果期、全株有效角果数、每果粒数、千粒重、花期与单株产量关系紧密。单株产量的回归方程主要受全株有效角果数、每果粒数和千粒重的显著影响，决定系数为0.852。主成分分析提取的前2个主成分，累计贡献率达51.46%，代表了大部分的农艺性状。主成分分析将48份材料分为4个象限，第1象限（Ⅰ）花期较短、营养期较长和角果期较长的材料可以选育早熟短生育期高产品种。研究结果为长江中游区早熟短生育期油菜亲本选择和杂交组合选配提供理论依据。

亚适低温对生殖期草莓叶片结构和光合荧光特性的影响

杨馥霞, 贺欢, 汤玲, 李宽莹, 刘芬, 陈建军

2025, 27(10): 51-62. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0301

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为探究草莓在亚适低温下的适应机制，以宁玉和京藏香2个草莓品种为材料，以常温处理为对照，研究亚适低温胁迫对生殖期草莓株型及叶片表型、光合参数、快速叶绿素荧光参数、叶片超微结构的影响。结果表明，在亚适低温胁迫下，宁玉株型无明显变化，京藏香的株型由中间型逐渐开张，叶片渐变为黄绿色。随着亚适低温时间的延长，宁玉的叶面积、叶厚度和叶体积均显著减小，叶组织密度显著增加，比叶面积先增加后降低，叶干物质含量先降低后增大；京藏香叶面积和叶体积增加，叶厚度减小，叶组织密度和叶干物质量先减小后增大，比叶面积和叶组织密度先增大后减小。随着亚适低温时间的延长，宁玉叶片的叶绿素含量无显著变化；但京藏香叶片中叶绿素a含量显著增加。宁玉叶片的净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度均在胁迫7 d时显著升高，胁迫14 d时有所降低，亚适低温致使其水分利用效率降低，虽在14 d时有所增加，但仍低于同期对照；京藏香叶片的净光合速率在胁迫14 d时显著降低，胞间CO₂浓度、气孔导度在胁迫7 d时显著升高，胁迫14 d回降，蒸腾速率在胁迫14 d时降低，水分利用效率降低。宁玉叶片在胁迫14 d时能量传递受阻（ΔW_OK>0）；而京藏香在胁迫7 d时已受到阻碍。亚适低温胁迫对宁玉和京藏香放氧复合体的影响较大，放氧复合物均失活（ΔW_OJ>0）。宁玉与京藏香对照组叶片的叶肉细胞完好，叶绿体等结构完整清晰。在亚适低温胁迫下，宁玉叶肉细胞的线粒体轻度肿胀，少数粗面内质网轻度扩张，胁迫14 d时，叶绿体中片层及垛叠结构模糊；京藏香在胁迫7 d时已出现轻微质壁分离现象，叶绿体结构溶解，外膜界限不清，片层结构排列紊乱，胁迫14 d后，叶绿体溶解变性，片层结构模糊。综上可见，草莓处于亚适低温胁迫下叶片会相应调整，但长时间亚适低温会降低叶片光合性能、伤害叶超微结构。亚适低温胁迫对京藏香光系统Ⅱ反应中心及叶绿体造成的伤害较宁玉更大，宁玉的植株状态、光合性能等指标相对稳定，其耐低温能力强于京藏香。

低温胁迫对‘WL’系列苜蓿品种碳氮物质含量和相对电导率的影响

隋可, 刘泽宇, 张玉霞, 刘庭玉, 单新河, 张智勇, 王显国

2025, 27(10): 63-71. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0215

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为探究低温胁迫下不同苜蓿品种抗寒性的差异以及非结构性碳氮物质的含量变化规律，选取在科尔沁沙地种植的‘WL’系列12个不同秋眠级的紫花苜蓿品种，于越冬前挖取越冬器官（苜蓿根系），采用可程式恒温恒湿试验箱人工模拟低温冷冻（-20 ℃）处理，以低温冷藏（4 ℃）处理为对照，测定苜蓿根颈的相对电导率和非结构碳氮物质含量变化，并进行相关性分析、聚类分析、主成分分析、隶属函数分析。结果表明，低温冷冻下紫花苜蓿的相对电导率、可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸的含量均较对照增加，淀粉含量则下降。相关性分析表明，低温冷藏下，苜蓿根颈的相对电导率与淀粉含量呈显著负相关，与可溶性蛋白含量呈显著正相关（P<0.05）；低温冷冻下，苜蓿根颈的相对电导率与淀粉含量和可溶性蛋白含量呈显著负相关（P<0.05）。聚类分析将12个不同秋眠级的‘WL’系列苜蓿分为2类，第1类为WL168HQ、WL298HQ、WL319HQ共3个秋眠型苜蓿品种，第2类为秋眠型苜蓿品种WL329HQ和8个半秋眠型苜蓿品种。隶属函数综合评价表明，不同秋眠级苜蓿抗寒性强弱的次序为WL319HQ>WL298HQ>WL168HQ>WL349HQ>WL329HQ>WL354HQ>WL343HQ>WL358HQ>WL366HQ>WL377HQ>WL363HQ>WL440HQ。综上所述，建议在科尔沁沙地种植WL168HQ、WL319HQ、WL298HQ等抗寒性强的低秋眠级紫花苜蓿品种。

蛇足石杉YUCCA基因家族的生物信息学及其组织特异表达分析

陈秋洁, 黄玉妹, 冼金燕, 李凯童, 黄杰兰, 石小秀, 王柳萍, 涂冬萍

2025, 27(10): 72-83. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0297

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YUCCA 基因编码黄素单加氧酶，在植物生长发育过程中起重要调控作用。为探究YUCCA 基因对蛇足石杉生长发育的作用，对蛇足石杉YUCCA 基因家族进行生物信息学及组织特异性表达分析。结果表明，在蛇足石杉全长转录组中共鉴定出 18个 HsYUCCA 基因家族成员，氨基酸长度为150~544 aa，蛋白质相对分子量为16 105.53~59 058.24 Da，等电点在4.36~9.63，其中，有9个为碱性蛋白，有4个为稳定蛋白，有15个为亲水蛋白，有7个具有跨膜结构，分布在细胞核、细胞膜、细胞质、线粒体、叶绿体以及过氧化物酶体中。HsYUCCA4 在孢子、茎、芽胞中的表达量最高，HsYUCCA6在叶中的表达量最高。HsYUCCA 启动子区拥有激素响应、光响应、胁迫响应等35种顺式作用元件，并具有15 种保守基序。HsYUCCA1、HsYUCCA2和HsYUCCA4，HsYUCCA5和HsYUCCA6，HsYUCCA7和HsYUCCA13具有相似的理化性质、亚细胞定位、二级结构、三级结构及保守基序，系统发育表现出一定的同源性，进化过程趋于一致。以上研究结果为解析蛇足石杉 YUCCA 基因在生长发育和繁殖过程中的作用机理提供了理论依据。

SNF1与MetK1共表达促进酵母S-腺苷-L-甲硫氨酸合成

陈海龙, 戴佳良, 邓晶, 高新星, 朱官兴, 何清明, 朱年青

2025, 27(10): 84-94. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0747

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S-腺苷-L-甲硫氨酸（S-adenosyl-L-methionine，SAM）是生物体内重要的生理活性物质。通过调控酿酒酵母的葡萄糖效应而将碳通量定向到SAM合成是细胞工厂的挑战。以酿酒酵母CGMCC 2842（2842）为出发菌，过表达SNF1基因调控葡萄糖效应并引入利士曼原虫（Leishmania infantum）SAM合成酶基因MetK1。结果发现，SNF1过表达可提高糖酵解相关基因表达水平和葡萄糖利用率，进而改善糖酵解中间体水平；提高ACS1、ALD6表达及乙醇脱氢酶2（alcoholdehy drogenase 2，ADH2）活性，可促进发酵液中的乙醇转化为乙酰辅酶A；还增强了SAM前体氨基酸及含硫氨基酸代谢相关基因表达水平。异源MetK1引入可有效定向碳代谢到SAM合成。重组菌YPSNF1-MetK1菌株的SAM产量达1.90 g·L^-1，较出发菌株2842产量提高251.85%。以上研究结果为酵母葡萄糖效应调控及其应用奠定理论基础。

基于RSM-GA的稻谷含水率预测模型设计与试验

潘衡, 万霖, 车刚, 王思佳, 郑宇, 张强

2025, 27(10): 95-104. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0318

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为解决稻谷在干燥过程中含水率预测不准确、滞后性较大以及决定系数不高等问题，采用响应面（response surface methodology，RSM）法分析干燥过程中影响稻谷含水率的主要因素，利用遗传算法（genetic algorithm，GA）对传统BP（back propagation）神经网络模型进行优化，欲建立一种基于RSM-GA的稻谷含水率预测模型。结果表明，热风温度、粮层温度、环境相对湿度在干燥过程中对稻谷含水率影响显著。以热风温度、粮层温度、环境相对湿度为预测模型的输入层，稻谷含水率为输出层，通过经验公式确定预测模型的最优中间隐含层数为10，由此建立预测模型的神经元结构为3-10-1。在进行模型训练时，最优性能表现在第15次，最小均方根误差为0.621 84×10^-3，得到最优的Matlab仿真试验设置参数，当迭代至200代时，适应度值在0.019 5时趋于稳定。经过遗传算法优化后的预测模型决定系数为0.980，较传统模型提高5%；均方根误差为0.009，降低17%。综上，优化后的神经网络模型性能提高，为后续控制策略研究提供参考。

甘蔗茎秆离散元仿真粘结模型参数标定

张宏友, 张程, 钟铭深, 黄磊, 张永华, 徐连江

2025, 27(10): 105-117. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0348

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为提高离散元法对甘蔗收获机械设计与优化的准确性和可靠性，以全熟期甘蔗茎秆为研究对象，结合甘蔗茎秆物理试验和离散元仿真方法，选用EDEM中的Hertz-Mindlin with Bonding模型建立甘蔗茎秆粘结模型，并对仿真模型中的相关参数进行标定。物理试验中甘蔗茎秆最大剪切力均值为574.5 N。以最大剪切力为评价指标设计Plackett-Burman试验、Steepest Ascent试验和Box-Behnken试验确定甘蔗茎秆粘结模型参数，并通过试验来验证仿真模型的可靠性。结果表明，甘蔗茎秆粘结模型法向接触刚度为7.60×10⁸ N·m^-1、切向接触刚度为4.35×10⁸ N·m^-1、粘结半径为1.883 9 mm。以此参数组合进行验证仿真试验，得到茎秆最大剪切力均值为562.64 N，与物理试验值相对误差为2.06%。以上表明，建立的甘蔗茎秆剪切模型与标定参数结果可用于离散元仿真研究。研究结果对甘蔗收获机设计具有指导意义。

YOLO-AP：基于改进YOLO11n的轻量级苹果果实检测算法

黄志豪, 卢承方, 崔艳荣, 胡蓉华

2025, 27(10): 118-133. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0044

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针对果园环境下苹果果实目标重叠、光照不均且尺度不一等复杂场景特点，同时为满足模型落地部署时检测精度与计算资源之间的平衡需求，提出一种基于YOLO11n改进的轻量化苹果果实检测模型YOLO-AP。首先，结合幽灵卷积与动态卷积改进特征提取模块，提出一种GD_C3K2模块，增强模型特征提取能力的同时降低模型复杂度；设计一种全局-局部双流特征融合网络，通过简化双向特征金字塔网络与自适应下采样模块对颈部网络进行重构，并在网络首部上引入全局到局部空间聚合模块进一步增强模型全局和局部空间建模能力；结合坐标注意力机制和重参数化卷积构建轻量化共享卷积头RepCoord-LDH，减少模型复杂度的同时维持高检测精度；最后，引入WiseIOUv3作为模型边界框损失函数，优化边界框回归性能。结果表明，YOLO-AP的精确率、召回率和平均精确率分别达到89.1%、88.9%和96.1%，相较于基线模型YOLO11n分别提升0.5、0.1和1.0百分点，同时模型的参数量和浮点运算量分别为1.4 M和3.6 G，仅为基线模型的53.8%和54.5%。与主流检测算法对比，YOLO-AP在模型检测性能和复杂度等指标中也优于其他算法。综上所述，YOLO-AP模型可为复杂环境下的苹果检测提供有效的技术支持。

基于改进YOLOv9的群养猪身份识别模型

陈晨, 刘浩然, NORTON Tomas

2025, 27(10): 134-143. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0091

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猪攻击过程中会产生身体形变、遮挡等因素，从而导致猪身份难以识别。提出一种基于改进YOLOv9的深度学习算法识别攻击状态下猪身份。从标记的600段1 s攻击视频中产生18 000帧图像作为数据集。首先，采用DualConv替换YOLOv9网络的下采样，在保持精度基础上降低计算量；然后，融合双向特征金字塔改进YOLOv9的颈部网络部分，以提升模型在攻击场景下的特征提取能力；接着，在主干网络的RepNCSPELAN4层后引入局部自注意力机制，以增强模型捕捉局部特征的能力；最后，采用改进的YOLOv9识别猪身份。结果表明，改进的YOLOv9模型识别猪身份的平均精度达93.6%，较基准模型提高3.7百分点，检测速度达31.58 帧·s^-1。以上表明，改进的YOLOv9算法能有效提升攻击场景下猪身份的识别精度，有助于将攻击识别从群体级细化为个体级。

河北省不同来源辣椒炭疽病病菌鉴定及其对苯醚甲环唑的敏感性

朱亚楠, 王冰雪, 侯怡娇, 戴祎卓, 裴张新, 董立坤, 胡同乐, 王云强, 杨文香, 张娜

2025, 27(10): 144-150. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2025.0201

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为明确河北省鸡泽县和广宗县辣椒炭疽病病原，以田间采集的辣椒炭疽病病果为材料，利用组织分离法获得分离物71株，其中鸡泽县32株，广宗县39株。通过形态学和分子生物学鉴定，确定鸡泽县的32株中有24株为斯高维尔炭疽菌（Colletotrichum scovillei），另8株为平头炭疽菌（C. truncatum），分离比例分别为75.00%和25.00%；广宗县的39株中有32株为斯高维尔炭疽菌，另7株为平头炭疽菌，分离比例分别为82.05%和17.95%。采用菌丝生长速率法测定了46株斯高维尔炭疽菌对苯醚甲环唑的敏感性，结果表明，苯醚甲环唑对这些菌株的半数效应浓度（median effect concentration，EC₅₀）为0.143 0~0.434 8 μg·mL^-1，平均0.289 8 μg·mL^-1。研究结果明确了河北省南部辣椒炭疽病的病原菌，为河北省辣椒生产中防治由斯高维尔炭疽菌引起的炭疽病提供理论依据和用药参考。

伊犁河流域荒漠草原不同植物功能群下蝗虫群落结构及其影响因子的研究

刘华湘, 宋兴敏, 王梦佳, 李传恩, 曹竹君, 季荣, 袁亮, 刘慧霞

2025, 27(10): 151-159. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0369

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为探究伊犁河流域荒漠草原不同植物功能群下蝗虫的群落结构特征及其影响因子，采用路线调查和典型样地布设相结合的方法确定蝗虫的发生情况，运用数量生态学的统计方法揭示荒漠草原蝗虫群落结构的主要影响因素。结果表明，伊犁河流域荒漠草原蝗虫物种数为4科、12属、20种，优势蝗虫主要为意大利蝗（Calliptamus italicus）、黑腿星翅蝗（Calliptamus barbarus）、小米纹蝗（Notostaurus albicornis）、黑条小车蝗（Oedaleus decorus decorus）和蓝胫戟纹蝗（Dociostaurus tartarus）。不同植物功能群间蝗虫的Shannon-Wiener指数无显著差异，但禾本科植物功能群样地蝗虫的S?rensen指数较菊科植物功能群样地显著提高61.00%（P<0.05），其他植物功能群间无显著差异。置换多元方差分析进一步表明，蝗虫密度在不同植物功能群间也存在显著差异（F=4.37，P<0.05）。通过构建结构方程模型和随机森林模型表明，年均温、日照时长、植被盖度是驱动伊犁河流域荒漠草原不同植物功能群下蝗虫群落密度的主要影响因子。以上研究结果为伊犁河流域荒漠草原蝗虫可持续治理提供理论依据。

泡叶藻、树皮藻与巨藻的成分分析及评价

刘天红, 王文璇, 王颖, 李晓, 孙元芹, 姜晓东, 李红艳, 纪蕾, 张帅中

2025, 27(10): 160-169. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0634

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为分析泡叶藻（Ascophyllum nodosum）、树皮藻（Ecklonia maxima）及巨藻Lessonia trabeculata（LF）和Lessonia nigrescens（LN）的营养价值，进一步挖掘其加工利用潜力，对这4种大型褐藻的基本营养成分、氨基酸、脂肪酸、无机元素进行测定与评价。结果表明，4种大型褐藻均为高蛋白、低脂肪、高膳食纤维的藻类，其中树皮藻中不溶性膳食纤维含量高达48.60%。巨藻LN、树皮藻、巨藻LF 、泡叶藻中的碘胶醇含量分别为48.99、48.31、47.48、40.88 g·100 g^-1；4种褐藻均含有18种氨基酸，其中包含8种必需氨基酸，氨基酸评分高于国际粮农组织/世界卫生组织标准，表明4种褐藻的氨基酸组成合理、分布均衡；通过必需氨基酸指数得出，巨藻LN具有更高的营养价值，其饱和脂肪酸占总脂肪酸的比例较高，且不饱和脂肪酸含量较高。4种褐藻均富含Na、K、Ca、Fe、Zn等无机元素。除泡叶藻中的Pb元素超出限定范围外，其余重金属元素含量均在限量范围以内。综上，4种褐藻具有较高营养价值，在海藻化工和营养保健食品开发方面均具有较大利用潜力。

紫苏叶多糖提取工艺的优化及抗氧化活性分析

徐源, 赫丁轩, 赵丽平, 张婷婷, 刁婷婷, 蔡静, 黄雅琴, 毕晶晶, 陈琼, 张巧玉, 申雨

2025, 27(10): 170-179. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0702

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为研究超声辅助热水回流法提取紫苏叶多糖的提取工艺及紫苏叶多糖的体外抗氧化活性，检测不同料液比、提取温度和提取时间对紫苏叶多糖得率的影响，通过响应面法优化紫苏叶多糖的提取工艺，并测定紫苏叶多糖对3种自由基的清除能力，评估其体外抗氧化活性。结果表明，紫苏叶多糖的最佳提取工艺为料液比1 g∶36 mL、提取温度77 ℃、提取时间4 h；在此条件下，紫苏叶多糖的得率为9.76%。紫苏叶多糖对1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl， DPPH?）、2，2’-联氮-二-（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐自由基（2，2’-azinobis-3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate， ABTS⁺?）和羟基自由基（hydroxyl free radical，?OH）的清除率分别为93.04%、88.31%和72.30%，其半抑制浓度分别为0.800、0.945、0.665 mg·mL^-1，表明紫苏叶多糖具有良好的清除自由基的能力。在最佳工艺条件下提取的紫苏叶多糖得率为9.76%，与预测值基本一致，提取工艺效果较好，表明该方法适合提取紫苏叶多糖。研究结果为紫苏叶产品的深度开发提供理论依据。

华北平原耕地生产安全评价及生产潜力提升分区

刘华岩, 申严岩, 郑佳乐, 张路豪, 杨香云, 齐雁冰

2025, 27(10): 180-192. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0272

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华北平原是我国粮食安全的压舱石，高强度的农业生产使得其耕地生产安全状况受到高度关注。为评价其耕地生产安全性，提升生产潜力，从立地、土壤、气候和生产条件4个方面选取15个指标进行耕地生产安全状况评价，并基于限制性指数模型进行耕地生产安全限制因子分析。结果表明，华北平原耕地生产状况整体良好，生产安全综合指数为0.55~0.93，根据该指数可将其划分为5个级别，其中，一级（0.85~0.93）和二级（0.80~0.85）耕地分别占研究区耕地总面积的21.79%和57.14%，主要分布在研究区中东部；三级（0.75~0.80）耕地占研究区耕地面积的10.73%；四级（0.70~0.75）和五级（0.55~0.70）耕地分别占4.83%和5.51%，主要分布在研究区西部和西北部的山区。华北平原耕地生产安全综合限制程度以中度（71.22%）和轻度（23.19%）为主，多数区域限制因子可改良性强，改良空间大；无限制（0.12%）和重度限制（5.47%）的占比很低。依据耕地生产潜力提升能力可将研究区划分为持续提升区、重点提升区、保护提升区、限制提升区，各类面积占比分别为49.42%、15.39%、28.65%、6.54%，对于不同生产潜力提升区可开展分期管护工作，本着耕地开发利用与生态保护并重的原则开展差别化整治。

旺业甸林场不同林型土壤活性有机碳分布特征

位春杰, 王海燕, 崔雪, 董齐琪, 张亦凡, 高子滢

2025, 27(10): 193-205. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0314

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活性有机碳能反映土壤碳的动态特征，是土壤碳库的重要组成部分。为揭示森林土壤活性有机碳组分分布规律，以内蒙古旺业甸林场阔叶林、针阔混交林、针叶林和灌木林为研究对象，测定不同林分不同土层深度的易氧化有机碳（easily oxidizable organic carbon，EOC）、颗粒有机碳（particulate organic carbon，POC）和可溶性有机碳（dissolved organic carbon，DOC）含量，采用方差分析、相关性分析、冗余分析和灰色关联分析等方法分析土壤EOC、POC和DOC的分布特征及其与地形因子、林分因子和土壤理化性质之间的关系。结果表明，土壤EOC、POC和DOC含量均在0—10 cm土层中最大，且随着土壤深度的增加而逐渐减小。在0—10 cm土层，土壤EOC含量在针阔混交林与阔叶林之间无显著差异，在10—30和30—50 cm土层，针阔混交林土壤EOC含量均显著大于其他3种林分。各土层POC含量最高的均为阔叶林土壤，DOC含量在阔叶林和针阔混交林中相近且均高于针叶林和灌木林。在4种林分类型中，对土壤活性有机碳组分存在主要影响的理化性质有pH、全氮和速效钾，同时海拔和郁闭度也有较大影响。综上可知，土壤活性有机碳含量随土壤深度的增加而降低，不同土层中不同活性有机碳组分对林分变化的响应不同；土壤pH、全氮、速效钾、海拔和郁闭度是EOC、POC和DOC的主要影响因子。研究结果为旺业甸林场碳汇功能评价提供科学依据。

污泥基生物炭制备及其对铁尾矿土壤酶活性的影响

郭竟, 鲁明星, 周煜, 王勇华, 邢培茜, 张晓颉

2025, 27(10): 206-213. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0345

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为探究热解温度对生物炭特性及结构的影响，选用秸秆为添加剂、城市污泥为原料按质量比分别为0∶100、15∶85、30∶70在300和700 ℃热解制备生物炭，分析不同条件下制备的生物炭作为铁尾矿砂土土壤改性剂的作用与效果，并与铁尾矿土混合配制土壤进行黑麦草盆栽试验。结果表明，添加生物炭能够降低尾矿砂土的pH，并保持土壤pH稳定。对比不同温度下制备的生物炭，以300 ℃热解制备的生物炭对尾矿砂土pH的降幅更大，土壤更接近中性。添加生物炭后，土壤阳离子交换量及过氧化氢酶、脲酶活性均得到不同程度的提高。在高温热解条件下添加15%的秸秆制备的污泥生物炭和低温热解条件下添加30%秸秆制备的污泥生物炭显示出良好的植物生长效果。

北疆冬小麦产量形成对滴灌量的响应

陈慧, 张永强, 陈传信, 徐其江, 聂石辉, 杨卫君, 雷钧杰, 张妍婷

2025, 27(10): 214-222. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0964

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为探明北疆冬小麦光合作用和产量与滴灌量的关系，并筛选北疆滴灌冬小麦高产栽培适宜的滴灌量，以新冬22号为试验材料，连续2年在自动防雨旱棚条件下设置 3 450 （W1）、3 900 （W2）、4 350（W3）、4 800（W4）、5 250（W5）、5 700（W6）、6 150（W7）和6 600 m³·hm^-2（W8）共8个滴灌量处理，探究滴灌量对冬小麦植株光合生理特性、干物质与分配、产量和灌溉水利用效率的影响。结果表明，冬小麦叶片SPAD值、叶面积指数、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、干物质积累量随滴灌量的增加先升高后降低，在W7处理下最高；胞间 CO_２浓度随着滴灌量的增加呈先降后升的趋势，均以W7处理最低，分别为244.09（2023年）和294.82 μmol·mol^-1（2024年）。冬小麦滴灌量与产量间呈开口向下的抛物线关系，拟合方程为y=-0.000 3x²+3.935 7x-4 468.8（2023年）和y=-0.000 3x²+3.799 5x-6 921.0（2024年）。滴灌量为6 150 m³·hm^-2（W7处理）时产量最高，2年的产量平均为7 201.04 kg·hm^-2，较W1、W2、W3、W4、W5、W6和W8处理分别提高40.67%、37.17%、28.67%、25.33%、7.88%、14.89%和17.15%。综上表明，滴灌量为6 150 m³·hm^-2时可实现北疆冬小麦产量最大化，达到高产和节水的统一。

杨树幼龄林复合经营系统小气候特征研究

张硕, 方云, 吕治顺, 唐罗忠

2025, 27(10): 223-230. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0503

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为了解杨农复合经营系统小气候变化规律，为林下作物的合理选择与栽培提供重要依据，以江苏省淮安市白马湖农场3年生、株行距为6 m×6 m的南林3804杨（Populus deltoides ‘Nanlin 3804’）幼龄林与萝卜（Raphanus sativus）的复合经营系统为研究对象，调查林内不同位点的光照强度、空气相对湿度、土壤温度等指标的日动态变化。结果表明，杨树林内光照强度比林外下降71.0%左右；9月白天林内平均光照强度为6 500 lx，难以达到阳性植物的光饱和点，但能达到阴性植物的光饱和点。林内光照强度、气温、空气相对湿度和地表温度的日变化幅度较大，5 cm深土壤温度和土壤湿度的日变化幅度较小；林内不同位点（距离杨树树行0、2、3和4 m）之间的小气候差异不显著，表明现有的杨树林内小气候在水平位置上已趋于均质化。林内光照强度、气温、空气相对湿度和地表温度等指标之间的相关性较强，而5 cm深土壤温度和土壤湿度与其他小气候指标之间的相关性较弱。综上可知，在杨树有叶期，现有的杨树林内光照强度较弱，难以满足阳性植物要求，但可以满足阴性植物要求，所以在种植林下植物时，须选择耐阴植物；如要提高林内光照强度，需采取间伐和修枝等措施。研究结果为进一步了解林农复合生态系统的小气候特征、指导林农复合经营可持续发展提供理论依据。

早熟区地膜类型对马铃薯生长及产量的影响

杨林栋, 王忠祥, 胡奋山, 康国帅, 杜培兵, 姚建民, 李瑞珍

2025, 27(10): 231-237. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0163

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传统塑料地膜长期使用导致农田“白色污染”，生物降解渗水地膜兼具环保与渗水透气特性，但其在早熟区的增产机制及品种适配性尚不明确。针对国家在西北9省区推广环保地膜的战略需求，基于田间试验，评估不铺膜（CK）、无色降解渗水地膜（T1）、黑色降解渗水地膜（T2）和普通地膜（T3）对早熟区马铃薯品种沃土五号生长与产量的影响。结果表明，与CK相比，T1处理显著增产14.9%，T2处理增产0.8%，T3处理减产6.5%。深入分析产量构成因子表明，T1处理的单株结薯数和有效分枝数显著高于其他处理。无色降解渗水地膜通过“渗水降温-透气促根”双重机制，显著提升单株生产力。以上研究结果建立了生物降解地膜与马铃薯的适配性数据库，为西北地区地膜选用提供参考。

外源磷对栽培人参皂苷含量及根际土壤的影响

方晶, 刘春铄, 刘蕊, 徐哲丰, 陈雨秋, 齐伟辰, 陈长宝, 张涛

2025, 27(10): 238-249. DOI: 10.13304/j.nykjdb.2024.0292

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为探究外源磷肥对改良参地土壤中人参质量的影响，以改良后的人参连作土壤为试验材料，分别施用磷肥0.00（CK）、0.44（P1）、0.62（P2）、0.80 g·kg^-1（P3），共计4个处理，对不同处理下栽培人参的皂苷含量、根际土壤理化性质和土壤酶活性进行检测，结合相关性分析和主成分分析明确人参皂苷及土壤性质随生长时期变化的规律。结果表明，人参的鲜重和干重随磷肥施用量的增加而增加，P1和P2处理对土壤碱解氮、速效钾和有机质含量有正向促进作用。低水平磷处理对人参皂苷及总皂苷的积累有正向调控作用；土壤电导率、速效钾和土壤蛋白酶对人参皂苷积累有正向调控作用。主成分分析提取出2个主成分，累计贡献率达94.726%。综合分析表明，P1（0.44 g·kg^-1）处理栽培人参的长势更好，人参皂苷有效成分积累更多，土壤环境更适宜人参生长。以上研究结果为改良后人参连作土壤合理施用磷肥提供了科学依据。

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