科研产出
BS型小麦光温敏雄性不育系开颖规律研究
《麦类作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：BS型小麦光温敏雄性不育系的异交性能直接影响杂交小麦的制种产量，而开花习性是衡量不育系异交性能的重要指标。为了明确开颖率、开颖角度对不育系异交结实率的影响，本研究以15个不育系为材料，同时选取3个配合力好、制种性状优良的恢复系作为父本，分析了不育系在开花过程中开颖率和开颖角度的变化规律及其与异交结实率的相关性。结果表明，在开花过程中，不育系开颖率基本都呈先升后降的变化趋势，且中部和上部穗位开颖较早，但在盛花期，下部穗位开颖角度较大且开颖主要集中在中部穗位，开颖性状较好的不育系为BS278-2、BS185、BS126、BS163、BS136。相关性分析表明，开颖率与开颖小花异交结实率呈极显著正相关，开颖角度与异交结实率呈显著正相关。这说明开颖性状是影响不育系异交结实率的重要因素之一，选育开颖性状好的不育系对提高杂交小麦制种产量具有重要意义。
关键词： 小麦光温敏雄性不育系 开花习性 开颖 异交结实
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基于环境变量辅助的不同地形单元土壤类型数字制图研究
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤类型图反映了不同土壤类型的地理分布及其特征，为土壤资源利用、保护和管理提供了科学基础。基于土壤-环境关系的数字土壤制图方法是快速获取高精度、高分辨率土壤空间分布信息的重要手段，但针对不同地形单元的适用性及制度精度仍需进一步探讨。本文以北京市平谷区为研究区，将其划分为山地丘陵区和平原区2个地形单元，基于土壤调查点和随机森林算法，构建土壤-环境变量关系模型，进行不同地形单元的土壤类型数字制图。结果表明，山地丘陵区土类、亚类、土属和土种数字制图总体精度(Overall accuracy, OA)分别为100%、93.1%、89.7%和75.9%;而平原区土类、亚类、土属和土种数字制图OA分别为73.7%、55.3%、52.6%和23.7%。这表明在山地丘陵区，环境变量辅助的土壤类型数字制图具有较好的精度，而在平原区，这种精度会显著降低。随着土壤类型分类单元从土类到土种的精细化，环境变量辅助的土壤类型制图精度也逐渐下降。建议在资源有限的情况下，对于山地丘陵区，可以充分利用易获取的环境变量数据来提升土壤类型制图精度；而对于平原区，则需适当增加土壤类型剖面数量以提高制图精度。研究结果为其他地区土壤类型数字化制图提供了实践案例和技术支持。
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聚氨酯包膜尿素对马铃薯生理特性及根际土壤无机氮的影响
《中国土壤与肥料 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：近年来，随着农业发展方式从资源消耗型向绿色生态型的转变，发展绿色新型肥料成为一种趋势。探究新型肥料聚氨酯包膜尿素对马铃薯生理特性及根际土壤无机氮含量的影响，为新型控释氮肥在马铃薯种植的合理施用提供依据。采用盆栽试验，设置4个处理，分别为不施氮（U0）、普通尿素常规施氮处理（N 0.1 g/kg土，U1）、普通尿素高氮处理（N 0.3 g/kg土，U2）和聚氨酯包膜尿素处理（N 0.1 g/kg土，CRF）。结果表明，施氮显著增加了马铃薯产量，其中CRF处理增产优势明显。第20 d时，U1和CRF处理增加了马铃薯根、茎、叶、块茎生物量；第40 d时，施氮处理比不施氮处理显著提高马铃薯的生物量，但施氮处理间差异不显著；第60 d时，CRF处理不同程度增加了块茎生物量、叶片SPAD值、叶片的净光合速率和根系活力。与U1和U2处理相比，CRF处理促进了马铃薯氮素积累，增加了中后期根际土壤铵态氮（NH4+-N）含量，而显著降低前期硝态氮（NO3--N）含量。相关分析发现：马铃薯产量与40 d的根生物量和60 d的叶片和块茎生物量、SPAD值、总根长和氮素积累量呈极显著正相关；聚氨酯包膜尿素通过增加根际NH4+-N含量而显著提高了40 d马铃薯根生物量和60 d茎生物量，通过增加根际NO3--N含量提高了60 d的块茎生物量、氮素积累量和SPAD值。
关键词： 马铃薯 聚氨酯包膜尿素 生理特性 根际土壤 氮养分
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基于区块链的远洋捕捞产品新鲜度评价与可信追溯模型研究
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对远洋捕捞追溯流程缺少产品新鲜度定量分析，分析结果可信度差等问题，以三文鱼为例，详细分析远洋捕捞追溯流程，基于层次分析法建立了远洋捕捞产品新鲜度指标评价体系，提出新鲜度得分公式，实现了标准统一的产品新鲜度评价。结合ECDSA签名技术与智能合约实现了追溯责任的精准定位，通过引入信誉积分数据，建立了奖励、惩罚、补偿机制三位一体的企业双向信誉评价模型，保障了信誉评价主体的积极性及新鲜度得分数据的真实性，实现了产品新鲜度的可信追溯。安全性分析表明信誉积分的攻击难度等价于ECDSA私钥的破解难度，证明了信誉评价模型可信、安全及不可篡改的特性。性能测试结果显示，追溯数据读写吞吐量保持在500笔/s与150笔/s以上，读写成功率分别为100%与98%,数据写入平均耗时为0.416 s,数据查询平均耗时为0.142 s,相比基于可靠企业信誉评估机制的区块链农产品可信追溯模型，存储与查询效率分别提升55.8%与63.4%,基本满足产品实际追溯业务需求。
关键词： 三文鱼 远洋捕捞产品 区块链 椭圆曲线数字签名算法 层次分析法
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玉米秸秆水热生物炭施用对土壤重金属Cd生物有效性和微生物群落的影响
《农业环境科学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了探究玉米秸秆水热生物炭（简称水热炭）施用对镉（Cd）污染土壤的修复效果及作用机制，通过盆栽试验，分析了不同水热炭在不同添加率下（1%和3%）对土壤Cd生物有效性和作物吸收的影响，并探究了不同条件下的微生物群落结构。结果表明：与对照相比，水热炭施用显著提高了土壤有机质和溶解性有机碳含量，土壤中二乙烯三胺五乙酸提取的Cd(DTPA-Cd)和油菜叶片Cd含量分别降低了5.01%～20.98%和10.82%～34.16%。提高水热温度和水热炭添加率有助于降低土壤DTPA-Cd含量。此外，施用水热炭显著增强了根际土壤细菌的多样性和丰度，且明显改变了微生物群落结构。与对照组相比，施用水热炭显著降低了根际土壤中Actinobacteriota的相对丰度，提高了Proteobacteria和Bacteroidota的相对丰度。冗余分析表明土壤溶解性有机碳含量是影响根际土壤细菌群落结构的关键因素。因此，水热炭对重金属污染土壤有很大的修复潜力，但其对土壤重金属的长期效应有待进一步研究。
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控释掺混肥对麦玉轮作体系作物产量和温室气体排放的影响
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究控释掺混肥一次性施肥对华北平原麦玉（冬小麦和夏玉米）轮作体系作物产量和温室气体排放的影响，于2020～2022年在德州市现代农业科技园区开展田间试验.冬小麦和夏玉米均设不施氮对照（CK）、农户习惯施氮（FFP）、优化施氮（OPT）、CRU1（包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为5∶5和3∶7）、CRU2（包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为7∶3和5∶5）共5个处理.对比分析了不同处理的作物产量、氮肥利用效率、施肥经济效益和温室气体排放的差异.结果表明，施氮可显著提高麦玉轮作系统单季和周年作物产量（P＜0.05）.与FFP相比，CRU1和CRU2处理的夏玉米、冬小麦和周年产量分别提高了0.4%～5.6%、-5.4%～4.1%和-1.1%～3.9%（P＞0.05）；氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别提高了-8.6%～43.4%、2.05～6.24 kg·kg-1和4.24～10.13 kg·kg-1；周年净收益提高了0.2%～6.3%.施氮显著增加了麦玉轮作体系的土壤N2O和CO2的周年排放（P＜0.05），但对CH4周年排放没有影响（第1年FFP处理除外）.CRU1和CRU2处理的土壤N2O周年排放总量较FFP处理显著降低了23.4%～30.2%（P＜0.05）.施氮显著增加了麦玉轮作体系的周年全球增温潜势（GWP）（P＜0.05），但各施氮处理通过提高作物产量降低了温室气体排放强度.与FFP相比，CRU1和CRU2处理的周年GWP降低了9.6%～11.5%（P＜0.05），周年温室气体排放强度（GHGI）降低了11.2%～13.8%（P＞0.05）.综上所述，一次性减量施用控释掺混肥在减少氮肥和人工投入、提高作物产量、经济效益和降低温室气体排放方面具有积极作用，是促进华北平原粮食作物清洁生产的有效氮肥管理措施.
关键词： 麦玉轮作体系 产量 控释掺混肥 氮肥利用效率 温室气体排放 全球增温潜势
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基于文献计量的全球生物降解地膜研究进展与热点分析
《土壤通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：生物降解地膜是解决塑料地膜残留污染重要途径之一，在农业生产中得到越来越广泛的应用。文章采用文献计量分析与可视化工具，对Web of Science核心数据库中以biodegradable plastic mulch或biodegradable mulching films为主题的文献从发展路径、主要研究力量、研究热点及前沿等方面进行了剖析，以此探讨全球生物降解地膜领域的研究进展和发展态势。结果表明，生物降解地膜的研究发文数量不断增长，尤其2019年以来呈快速增长态势；中国的累计论文发表数量最多（177篇，占全球总发文量的34.44%），在国际合作网络中占据重要地位，但发文质量及影响力仍需通过创新及研究深度的拓展进行提高；关键词共线分析表明全球生物降解地膜研究热点主要为“生物高分子材料的制备、性质与降解行为”、“生物降解地膜在可持续农业中的应用”、“生物降解地膜对作物生长及产量的影响”以及“生物降解地膜对土壤质量和生态环境的影响”四个方面。从突现词分析可知，生物降解地膜产生的微塑料（microplastics）所引起的土壤污染及潜在环境风险是未来该研究领域的重要方向和热点内容。
关键词： 生物降解地膜 文献计量 Web of Science 农业 生态环境
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高光谱图谱结合策略检测小麦单粒种子活力
《光谱学与光谱分析 》 2024 EI SCI 北大核心 CSCD
摘要：小麦是我国主要的粮食作物，在国民经济发展中扮演至关重要的角色。种子是一切农业活动的基础，种子活力是种子最重要的评价指标之一，高活力的种子拥有良好的田间表现及耐储能力，因此准确鉴别小麦种子活力对我国农业生产具有重要意义。传统种子活力检测技术耗时、对操作人员要求高，且会对种子造成不可逆的损伤。以往利用高光谱成像技术检测种子活力，通常是针对种子批检测，且仅仅利用图像数据或光谱数据中的一种，很少将图谱数据结合用于单粒种子活力检测。为了更深入了解种子活力与光谱的内在联系，高光谱成像的小麦单粒种子快速无损检测研究颇具学术价值。以210粒经人工老化处理过的小麦种子(105粒有活力，105粒无活力)为研究对象，采集种子400～1 050 nm波段内的高光谱数据，随后进行标准发芽试验，确保高光谱数据与发芽实验结果一一对应，按照4∶2∶1的比例将数据集划分为训练集、测试集和真实数据集。利用竞争自适应重加权(CARS)算法选择特征波段，最终得到了30个特征波段，且所选特征波段对应了引起种子活力变化的蛋白质、淀粉和脂类等种子内部营养物质。为挑选出最优分类模型，对于全波段和特征波段光谱数据，利用训练集和测试集数据基于SVM、 KNN、 1DCNN和改进的ECA-CNN机器学习算法分别建立了小麦种子活力预测模型。结果表明，使用特征波段数据建立的模型性能均优于使用全波段数据建立的模型，其中使用特征波段数据建立的ECA-CNN模型性能最好，在避免过拟合的情况下，训练集整体准确率为99.17%,测试集准确率为80%。为避免建模过程对比较分类策略造成影响，利用真实数据集对比整体法和像素法两种分类策略。结果表明，像素法相比于整体法拥有更好的检测效果，整体准确率为86.67%,精确率为92.31%,召回率为80%,均优于像素法。该研究可为快速无损检测单粒小麦种子活力提供科学依据。
关键词： 高光谱成像 单粒小麦 活力 卷积神经网络 光谱特征 图像信息
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不同设施类型通风技术装备的发展现状及趋势
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：近年来,中国设施农业作为农业现代化的重要形式之一,得到了迅速发展.在设施园艺中,设施通风是设施环境调控的一种关键手段,用于调节设施内的温度、相对湿度以及风速等环境因素,它直接影响着设施内作物的生长发育、产量和品质.本研究针对设施通风调控技术装备的发展现状进行综述,分析总结了通风技术装备存在应用不到位、通风装备能耗较高和智能通风系统稳定性较差的问题,并对今后的发展趋势进行探讨,建议今后要深入研究,突破技术瓶颈,为设施园艺发展提供有力支持.
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基于电子鼻和GC-IMS技术分析不同类型鲜食玉米的风味差异
《中国农业科技导报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：风味是评价鲜食玉米食用品质的重要指标，为探究不同类型鲜食玉米挥发性风味的物质组成及含量的差异，以农科糯323等6个玉米品种鲜果穗为试验材料，采用电子鼻和气相色谱-离子迁移谱联用（GC-IMS）技术对鲜食玉米挥发性风味物质进行检测分析，并结合相对气味活度值（ROAV）评价各挥发性风味物质对鲜食玉米整体风味的贡献程度。结果表明，在6个参试鲜食玉米品种中共鉴定到34种挥发性风味物质，包含10种酯类化合物（34.68%～26.74%）、8种醛类化合物（28.46%～21.22%）、6种醇类化合物（10.33%～6.04%）、5种酮类化合物（14.74%～9.87%）、2种醚类化合物（10.05%～6.94%）和3种其他类化合物。GC-IMS指纹图谱显示，挥发性风味物质含量的差异是造成不同类型鲜食玉米特征风味差异的重要因素。通过分析ROAV确定了5个鲜食玉米共有的关键香气成分和23个差异性特征风味物质。农科糯323的挥发性风味物质总体释放量最多，其次是京科甜608。异戊醛对农科糯336、京紫糯219、京科糯768和京科甜608籽粒的总体风味贡献值最大，3-辛酮对农科糯323和京科糯2000的总体风味贡献值最大。研究结果为鲜食玉米挥发性风味物质的分析评价及特征风味精准调控提供理论依据。
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