科研产出
玉米双行交错种植播种机电机驱动控制系统设计与试验
《农业机械学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：双行交错种植具有显著增产潜力，但现有装备普遍需依赖专用排种器，通用性和推广性不足；同时，当前电驱排种方式主要聚焦行内粒距控制，尚未有效适应双行交错农艺需求，限制了播种质量的提升。为此，本文基于现有排种器提出了一种基于主从电机固定转角差同步的双行交错种植控制方法，设计了一种玉米双行交错种植播种机控制系统。该系统采用GNSS测速，结合播种参数实时计算电机目标转速，并通过CAN总线下发至电机控制器，电机控制器采用磁场定向控制方法驱动永磁同步电机，从而实现行内粒距均匀性。同时，该系统基于电机主从跟踪控制方法实现主、从电机固定转角差的同步运动，保证行间交错排种。田间试验结果表明：系统在3～12 km/h作业速度和20 cm粒距条件下，行内粒距合格指数大于等于92.48%,重播指数小于等于0.78%,漏播指数小于等于6.74%,变异系数小于等于21.06%,各指标均优于JB/T 10293—2013《单粒(精密)播种机技术条件》播种质量要求；系统在3～9 km/h作业速度和10 cm交错粒距条件下，行间交错粒距合格指数大于等于75.87%,重播指数小于等于12.51%,漏播指数小于等于11.62%,变异系数小于等于25.14%。受高速下种子在导种管内的剧烈弹跳影响，12 km/h作业速度下的交错播种质量显著下降，未能满足JB/T 10293—2013要求。该研究为玉米高效生产和播种装备智能化升级提供了坚实的技术支撑。
关键词： 玉米 双行交错种植播种机 电驱控制系统 主从跟踪控制
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中国盐碱耕地小麦种业科技创新研究进展
《中国农学通报 》 2025 CSCD
摘要：本研究系统梳理了中国盐碱耕地小麦种业科技创新进展，分析了当前技术瓶颈，旨在为提升盐碱地小麦产能提供理论支撑。采用文献综述与实证分析方法，整合了耐盐碱种质创制、基因挖掘、品种选育及示范推广等研究成果，并结合区域盐碱地特征与政策导向进行了综合分析。结果表明，中国在耐盐碱小麦种业科技创新方面取得显著进展：创制了一批耐盐碱新种质，挖掘了Ta SRO1、TaHKT1;5-D等关键基因；培育出‘京麦189’等10个国审耐盐碱小麦品种，区域试验平均产量达7410 kg/hm2，增产7.3%；建立了环渤海与南疆两大耐盐碱试验体系，示范推广面积超1.87万hm2。然而，当前仍存在育种水平有待提高、技术体系不够完善、推广力度不足等问题。因此，未来需加强基因挖掘与分子设计育种，构建高效技术体系，推动耐盐碱品种规模化应用，为盐碱地粮食安全战略提供有力的科技支撑。
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连作及间作黄芩对核桃苗生长及土壤化学性质的影响
《果树学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究核桃苗在连作土壤中的生长表现及矿质营养特性，以及间作黄芩对核桃苗生长和土壤性质的影响。【方法】通过盆栽试验，以种植17 a（年）核桃的土壤“核桃土”和未种植核桃的“普通土”为基质，设置4个处理：核桃土-核桃单作、普通土-核桃单作、核桃土-核桃-黄芩间作、普通土-核桃-黄芩间作。【结果】（1）栽培前的核桃土壤钙、有效磷、速效钾含量及电导率显著低于普通土，锰、有机质含量显著高于普通土。（2）核桃土中核桃苗生长指标包括株高、地径、生物量、叶面积、分枝数低于普通土，对磷、钾的富集量降低，叶片钾含量显著低于普通土，锰含量较高。（3）间作提升了土壤有效磷、有机质含量及磷酸酶活性，提高核桃对氮、磷、钙的富集量和根部氮、磷的含量。【结论】连作导致核桃土壤有效态养分失衡、锰含量增加，使连作土壤中核桃叶片的钾含量降低、锰含量增加，植株生长受到抑制。间作均可改善土壤化学性质，促进核桃苗对养分的吸收，具有重要的农业生产意义。
关键词： 核桃 连作障碍 黄芩 间作 矿质营养 土壤化学性质
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连栋温室内置喷雾正压通风系统设计与应用
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对装备化连栋温室正压通风降温系统由于湿帘面积受限导致的冷量不足等问题,该研究设计了一套内置喷雾正压通风系统,采用高压喷雾代替湿帘进行蒸发降温,以在有限空间内增加热质交换量。系统由风机组和送风管组成,室外热空气进入机组经内置高压喷雾加湿降温,再由地埋风管送入温室并从天沟下方向跨中水平送风,室内热空气由顶窗排出。为检验内置喷雾正压通风系统的性能,在宁夏吴忠一栋连栋温室内进行系统性能测试,并以内置湿帘正压通风系统及其管控区域为对照进行比较分析。结果表明:1)开启遮阳网配合内置喷雾正压通风系统降温,试验区夏季白天（08:00—18:00）平均气温维持在31.6℃以内,比室外低3.5℃,比对照区低1.5℃;平均空气相对湿度为68%,比室外高40个百分点;平均空气水蒸气饱和压差维持在0.42～1.07 kPa,适宜于作物生长发育。试验区东西方向末端出风口风速分布均匀(标准差:±（0.7～1.0） m/s),南北两端风速相差4.1～6.0 m/s,平均温差达0.5℃。2)高温时段（11:00—15:00）内置喷雾正压通风系统与温室内高压喷雾联合降温,试验区日平均气温比室外低2.7～6.8℃,与仅运行内置喷雾正压通风系统相比,降温幅度提升0.7～4.2℃;联合降温使温室垂直方向环境分布更加均匀,与正压通风系统单独运行相比,温度标准差降低0.2℃,湿度标准差降低1.7个百分点。3)内置喷雾正压通风系统处理后的空气与进风口处相比降温10.5℃、增湿54个百分点,系统降温效率达98.2%,比对照系统高3个百分点;系统耗电量为5.4～14.6 W/m2,耗水量为0.046～0.076 g/（m2·s）。该研究将为装备化连栋温室正压通风降温系统的性能提升与工程应用提供技术支撑。
关键词： 连栋温室 空气温度 空气湿度 正压通风 高压喷雾 湿帘 降温效率
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组学时代下农林昆虫遗传多样性与演化研究进展
《植物保护 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：昆虫是农林生态系统的重要组成部分，气候变化和人类活动造成的选择压力使农林昆虫面临前所未有的环境剧变。近年来，测序与组学分析技术的迅速发展，极大拓展了我们对农林昆虫遗传多样性产生与维持机制及其适应性演化过程的理解。本文系统梳理了近年来在技术革新驱动下农林昆虫遗传多样性与演化研究领域取得的主要进展以及面临的问题与挑战。未来研究亟须实现多组学数据的有机整合，构建跨学科研究体系，推动遗传资源共享与动态监测体系建设，为实现农林害虫的绿色精准防控以及传粉和天敌昆虫的保护与利用提供理论基础与技术支撑。
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玉米DIR基因家族的全基因组鉴定及ZmDIR17基因在籽粒发育中的功能解析
《上海农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：DIR(Dirigent)基因家族在植物生长发育与逆境响应中具有重要功能，但其在玉米中的系统性鉴定尚未有相关研究。本研究通过全基因组分析，在玉米B73-V4参考基因组中鉴定到39个DIR基因家族成员，并系统解析其理化性质、结构特征及保守基序。结果表明：77.0%(30个)的ZmDIR蛋白具有高稳定性，64.1%(25个)的ZmDIR蛋白具有疏水性。亚细胞定位预测显示：11个ZmDIR蛋白定位于叶绿体中，10个定位于内质网中，8个定位于细胞质中，只有5个定位于液泡中，说明玉米的DIR蛋白存在多样化的生物学功能。进化分析表明：ZmDIR基因可分为3个亚家族，其启动子区域包含多样化的逆境响应元件及系统发育相关响应元件。围绕ZmDIR17基因进行功能解析，发现其突变导致玉米籽粒形态发生显著改变，且玉米籽粒蛋白质含量显著增加，淀粉和总木脂素含量明显降低。蛋白互作网络与GO富集分析表明，ZmDIR17蛋白通过参与核糖体生物发生（互作Pescadillo同源蛋白）和苯丙烷代谢（调控木脂素合成）双重通路协调碳氮分配。本研究揭示了玉米DIR基因家族的系统特征，并初步探索了ZmDIR17基因及其编码蛋白通过整合初级与次生代谢调控籽粒发育的分子机制，可为玉米品质改良提供新的参考。
关键词： 玉米 DIR基因家族 ZmDIR17基因 籽粒发育
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枣疯病植原体巢式PCR检测方法的建立及应用
《植物保护学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为建立高效、灵敏的枣疯病植原体Candidatus Phytoplasma ziziphi分子检测方法，以植原体secA基因为靶标序列设计并筛选特异性引物，建立枣疯病植原体的巢式PCR检测方法，评价该检测方法的特异性、灵敏度以及对34份枣树样品的检测效果。结果表明：基于两对特异性引物建立的巢式PCR方法能精准从枣树组织中检测到枣疯病植原体；该巢式PCR检测方法对枣疯病植原体的灵敏度为3×10-4 ng/μL，是普通PCR灵敏度的1 000倍；该检测方法对16份显症枣树样品的检出率为100.0%，对18份无症状枣树样品的检出率达66.7%，明显高于常规PCR。表明所建的枣疯病植原体巢式PCR方法特异性强，灵敏度高，稳定可靠，可用于枣疯病的监测预警及早期科学防控。
关键词： 枣疯病 枣疯病植原体 secA基因 巢式PCR 病原检测 灵敏度 特异性
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胡萝卜番茄红素ε–环化酶基因DcLCYE启动子活性分析及互作因子筛选
《园艺学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：分别从胡萝卜‘黑田五寸’‘红玉八号’‘本红金时’‘玫瑰红’‘大禹美人指’和‘贝塔’中克隆得到长度为970 bp的DcLCYE基因启动子序列，并对其进行生物信息分析。结果显示，胡萝卜DcLCYE基因启动子区域含有多种光响应元件、激素响应元件以及转录因子结合位点等。利用不同长度DcLCYE基因启动子缺失片段驱动GUS报告基因表达，在胡萝卜中进行稳定表达检测启动子活性，结果表明起始密码子上游610 bp长的启动子区域具有较强的活性。对不同胡萝卜品种DcLCYE基因启动子进行序列比较，发现表型相近的品种DcLCYE基因启动子序列相似性更高，启动子差异可能会影响DcLCYE在不同胡萝卜品种中的转录。构建胡萝卜cDNA文库，利用DcLCYE启动子诱饵载体，采用酵母单杂交系统筛选与DcLCYE基因启动子互作的上游调控因子，阳性克隆包括数个抗氧化酶蛋白、热激蛋白、锌指蛋白和水解酶蛋白等，还筛选到可能在胡萝卜类胡萝卜素积累调控中发挥作用的MYB、bHLH以及bZIP等转录因子。
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du1新等位变异的克隆及其分子标记的开发
《作物杂志 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：爽甜糯玉米是一种玉米新种质，其胚乳特性由糯基因和甜质基因共同控制，但甜质基因尚未被定位和克隆。本试验结果表明，爽甜糯（XT）玉米的自然晾干籽粒可溶性糖含量为62.82 mg/g，显著高于普通玉米的19.32 mg/g，但低于普甜（su1）玉米的110.9 mg/g。利用BSR-seq技术及基于籽粒皱缩特征将XT玉米中甜质基因定位到10号染色体24～68 Mb区间。比较XT玉米与普通玉米B73中候选基因Du1的全长DNA序列，发现XT玉米中du1基因在第3外显子的1455 bp位置后有5839 bp的Gypsy类LTR反转座子插入。cDNA序列分析发现，XT玉米中du1基因的转座子插入序列被大片段转录，导致转录本异常，故确定为甜质调控关键基因。该基因是du1突变体的一个新等位变异，针对基因突变位点开发的KASP分子标记能够高效区分du1du1、du1Du1和Du1Du1 3种基因型。
关键词： 玉米 du1新等位变异 BSR-seq 反转座子插入 KASP分子标记
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融合多光谱与LiDAR的玉米地上生物量精准估算研究
《光谱学与光谱分析 》 2025 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：准确估算玉米地上生物量(AGB)是精准农业管理的核心任务.光谱遥感技术通过捕捉作物冠层不同波段的反射特性,能有效反映玉米的生理状态但易受复杂冠层结构干扰,激光雷达(LiDAR)技术则能获取玉米的高精度三维结构信息但难以揭示作物的生理特征,单一数据源在生物量估算中存在局限.因此本研究构建了融合多光谱与LiDAR数据的玉米地上生物量估算方法.实验于2021年—2022年在北京市小汤山精准农业示范基地开展,采集了 140个样方数据,涵盖7个玉米品种.利用P4M多光谱无人机获取关键生长期的冠层反射光谱数据,采用M600无人机搭载Riegl VUX-1激光雷达获取三维点云数据.分别测定地上叶生物量(AGLB)、地上茎生物量(AGSB)和总地上生物量(AGB).从多光谱数据中提取了 NDVI、OSA-VI等12种常用植被指数,从LiDAR点云中基于三角不规则网格(TIN)计算了最大高度(HMax)、平均高度(AspAvg)等9种结构特征.采用随机森林算法构建生物量估算模型,并通过Shapley加性解释(SHAP)方法评估特征重要性.结果显示,相较于光谱估算模型,融合模型显著提升了生物量估算精度.融合模型的决定系数R2分别达到0.80(AGLB)、0.78(AGSB)和0.73(AGB),分别提高5.2%、27.8%和12.3%;均方根误差(RMSE)分别降低至61.67、248.61和356.78 g·m-2,分别降低8.2%、43.6%和15.4%.光谱指数和结构特征均与生物量显著相关(r=0.52~0.83),其中HMax、AspAvg及RVI、OSAVI是关键变量.SHAP分析表明,结构特征对茎生物量的贡献最显著,光谱指数对叶生物量的作用更大.研究证明了两种技术在生物量估算中的互补性和协同效应,为精准农业的作物生长监测和地上生物量估算提供了可靠的方法支持,推动了农业数字化管理和智能化发展.
关键词： 玉米 地上生物量 多光谱遥感 激光雷达 数据融合 机器学习
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