综述

• 植物耐高温机制的研究进展

  史勇;郑兰杰;王晨;郑旭;韦胜利;

  综述了高温对植物生理生化与生长发育的影响，植物对高温胁迫的反应，以及包括转录、翻译和翻译后调节在内的植物基因表达调节机制的研究现状，并提出了今后高温条件下植物基因表达调节机制的研究方向，以期为进一步解析植物响应高温的分子机制和作物耐高温遗传改良提供参考。

  2023年05期 v.57;No.239 713-725页 [查看摘要][在线阅读][下载 1873K]
  

• 泛素化与SUMO化修饰在脱落酸信号转导中的调控作用研究进展

  崔晓娜;陈美君;曹园园;周舒浩;李潇楠;张海荣;

  重点阐述了泛素化和SUMO化2种相似的蛋白质翻译后修饰在脱落酸(abscisic acid, ABA)信号转导中的调控作用，系统总结了模式植物拟南芥中2种修饰对ABA信号转导通路中各元件的调控机制，讨论了2种翻译后修饰之间可能存在的相互联系，并对未来的研究方向进行了展望。

  2023年05期 v.57;No.239 726-735页 [查看摘要][在线阅读][下载 1241K]
  

• 番茄红素缓解动物线粒体损伤的研究进展

  郝振芳;蔡子慧;杜娟娟;陈云贺;陈凤娟;姜义宝;杨旭;张丛;

  从线粒体结构、线粒体氧化损伤、线粒体自噬、线粒体动力学及生物发生等分子机制角度，综述了番茄红素(lycopene, LYC)对动物线粒体损伤的保护作用及分子机制，总结了现阶段LYC保护线粒体损伤的研究进展。今后应在提高LYC生物利用度、丰度及探究LYC缓解线粒体损伤的分子机制方面进行进一步深入研究，为推进LYC在动物疾病治疗和预防中的应用提供理论依据和参考。

  2023年05期 v.57;No.239 736-743页 [查看摘要][在线阅读][下载 1196K]
  

• 植物病原真菌囊泡转运相关Rab家族蛋白研究进展

  谭祥宇;陈莹;李雨欣;尉婧;李二峰;

  对植物病原真菌Rab家族蛋白的结构特征、蛋白循环通路、上下游信号调控因子及生物学功能等进行了综述，深入探讨了其对植物病原真菌致病机制的影响，分析了植物病原真菌Rab家族蛋白研究深度及研究方向上的不足，以期为解析植物病原真菌Rab家族蛋白调控致病的分子机制以及植物真菌病害的防治提供指导策略。

  2023年05期 v.57;No.239 744-751页 [查看摘要][在线阅读][下载 1192K]
  

现代农业装备专栏

• 大豆玉米带状复合种植分带式喷杆喷雾机设计与试验

  崔功佩;孙雄杰;刘家威;史云辉;李俊莹;李昱岐;于畅畅;程上上;李赫;

  【目的】解决大豆玉米带状复合种植模式下植保作业机械化配套问题，降低人工劳动成本，提高植保作业效率，减少雾滴带间漂移造成的药害问题。【方法】结合黄淮海地区大豆玉米带状复合种植农艺要求，设计了大豆玉米带状复合种植分带式喷杆喷雾机，并通过理论计算、虚拟仿真等确定了四轮驱动高地隙底盘、轮距调节装置、双喷雾系统、水平折叠式升降喷杆装置和防漂移装置的主要结构参数。【结果】经样机试制及田间试验，该装备作业通过率平均值为(99.38±0.14)%,大豆带喷头喷雾量平均值为(1.196±0.055)L·min~(-1),变异系数为4.6%;玉米带喷头喷雾量平均值为(1.213±0.043)L·min~(-1),变异系数为3.5%。大豆玉米带状复合种植分带式喷杆喷雾机的行驶速度建议为3～5 km·h~(-1),且该参数范围内玉米带间和大豆带间的雾滴漂移沉积密度随行驶速度的增加而逐渐增多，最高值分别达到(2.11±0.62)和(2.68±0.55)个·cm~(-2)。【结论】大豆玉米带状复合种植分带式喷杆喷雾机能满足大豆和玉米高低位带状分布的植保作业需求，并为农作物复合种植模式植保机械的研发提供设计经验和技术参考。

  2023年05期 v.57;No.239 752-763页 [查看摘要][在线阅读][下载 2284K]
  

• 基于无人机的赤眼蜂卵投放系统设计与试验

  郭长乐;丁力;梁振普;柴嘉君;刘家威;杨自尚;秦超彬;吕梦;李赫;

  【目的】解决人工投放赤眼蜂卵成本高、效率低且均匀性差等问题，实现机械化生物防治作业。【方法】设计基于无人机的团粒化赤眼蜂卵的精准投放系统，提出双层水平圆盘式赤眼蜂蜂球防堵塞投放装置结构，通过理论计算确定波浪导向拨杆和型孔等关键零部件参数，并对无人机进行选型和投放设置。基于EDEM离散元仿真软件进行计算机模拟，分别选用动能变化量和速度变化量为指标，分析波浪导向拨杆对赤眼蜂卵的扰动情况和投放时蜂卵流动情况。在不同飞行高度下对投放系统进行实际投放试验，统计分析了投放合格率和蜂球落点的均匀性。【结果】在3、5、7 m的飞行高度下的3组投放试验均未出现蜂球漏投现象，蜂球落点平均间距分别为15.61、15.20、15.71 m,落点间距的变异系数均低于10%,且随飞行高度的上升有微小增加。【结论】本研究设计的无人机赤眼蜂卵投放系统能够自动高效完成蜂球投放任务，蜂球投放分布均匀，满足大面积赤眼蜂投放作业需求，为机械化生物防治提供了装备支撑。

  2023年05期 v.57;No.239 764-775页 [查看摘要][在线阅读][下载 2218K]
  

研究论文

• 泡桐丛枝病对内生真菌群落及其结构的影响

  黄静;李烜桢;范国强;

  【目的】探讨泡桐丛枝病对泡桐内生真菌群落结构的影响。【方法】采集了患丛枝病泡桐和健康泡桐的枝、叶和根样品，通过高通量测序技术结合机器学习法研究了丛枝病对泡桐内生真菌群落结构以及关键真菌物种的影响。【结果】病树的枝和根中均含有植原体，但只有地上部表现出丛枝病症状。生境(采样部位)和健康状况均是影响泡桐内生真菌群落结构的重要影响因素。丛枝病对泡桐枝、叶和根的内生真菌群落α多样性影响有限，但是显著改变了枝和叶的β多样性。在泡桐的枝、叶和根中，子囊菌门(Ascomycota)是丰度最高的门，其次为担子菌门(Basidiomycota)。丛枝病提高了枝和叶中担子菌门的丰度，而降低了子囊菌门的丰度；在根中，丛枝病降低了担子菌门的丰度，而提高了子囊菌门的丰度。通过机器学习法鉴定出10个关键的真菌物种，其中棒孢属(Corynespora)、枝孢属(Cladosporium)和Nigrospora均属常见的致病真菌，其丰度在发病的枝或叶中均显著高于健康样品，推断这些致病真菌可能加剧了丛枝病的发病程度。【结论】明确了泡桐丛枝病对泡桐内生真菌群落结构的影响，进而为泡桐丛枝病的防治奠定了理论基础。

  2023年05期 v.57;No.239 776-783页 [查看摘要][在线阅读][下载 2056K]
  

• 干旱胁迫对白花泡桐幼苗根、叶形态特征和生理变化的影响

  王豪杰;侯月爽;陈静;曹静静;赵振利;范国强;孔德良;

  【目的】探究白花泡桐幼苗根、叶形态特征和生理过程在干旱胁迫下的变化及其之间的相互关系，进一步揭示其干旱适应策略，为泡桐的抗旱研究提供参考。【方法】以白花泡桐幼苗为研究对象，采用盆栽控水法，设置3个水分梯度处理，研究干旱胁迫对白花泡桐幼苗的根、叶形态特征和生理过程的影响。【结果】(1)干旱胁迫下白花泡桐幼苗叶片厚度减小、比叶面积和组织密度增加，根系直径减小、比根长和组织密度增加。(2)干旱胁迫严重限制了白花泡桐幼苗叶片的光合生理活性，随着干旱胁迫的增加，白花泡桐幼苗叶片最大净光合速率降低，暗呼吸速率不变，光补偿点和光饱和点增加。(3)中度干旱胁迫时，白花泡桐幼苗细根呼吸速率和分泌速率同时增加，重度干旱胁迫时，细根呼吸速率持续上升，分泌速率有所降低。【结论】干旱胁迫造成白花泡桐幼苗叶片光合能力降低，比叶面积增加。中度干旱时的根更细、比根长更长，具有更高的呼吸和分泌速率，干旱程度继续增加后，根呼吸速率增加，根分泌速率显著降低。

  2023年05期 v.57;No.239 784-793页 [查看摘要][在线阅读][下载 1592K]
  

• 脱落酸对‘紫甜无核’葡萄果实品质的影响研究

  邹东方;陈荥;李佳俊;李志谦;叶霞;何畅;冯建灿;

  【目的】探究脱落酸(abscisic acid, ABA)对葡萄果实品质的调节作用。【方法】以鲜食品种‘紫甜无核’为试验材料，在转色前10 d对葡萄进行300 mg·L~(-1)ABA处理，测量果实单粒质量、纵横径、硬度、可溶性固形物(TSS)、总酸(TA),果皮中花色苷和叶绿素含量，利用HPLC-ESI-MS/MS技术测定果实中ABA含量，对果皮花色苷生物合成途径、叶绿素降解途径和ABA生物合成途径相关基因进行表达分析。【结果】ABA处理能够显著增加葡萄单粒质量、纵径、横径、TSS、ABA含量和果皮中花色苷含量，降低TA、果实硬度和果皮中叶绿素含量，影响花色苷生物合成途径相关基因、叶绿素降解途径相关基因和ABA生物合成途径相关基因的表达。【结论】在葡萄果实生长发育过程中，ABA能促进葡萄生长、着色和果实软化，加速果皮中花色苷的积累和叶绿素的降解，促进葡萄成熟，提高果实品质。

  2023年05期 v.57;No.239 794-803页 [查看摘要][在线阅读][下载 2493K]
  

• 百合抗逆基因遗传转化及转化后植株的抗逆性鉴定

  郑雨娉;陈月;吕英民;

  【目的】获得抗逆性强的东方百合新材料。【方法】从卷丹(Lilium lancifolium)中克隆得到的抗逆相关基因LlZFHD4和LlMYB3同源转化至东方百合‘索邦’和‘西伯利亚’。利用普通PCR检验2种基因是否成功整合到受体植物基因组。利用qPCR筛选受体植物基因组中过表达2种基因的植株。通过测定寒冷和干旱胁迫后转基因植株的可溶性糖含量、相对电导率以及失水率来验证2种基因的功能。【结果】PCR结果表明，成功在受体植物基因组内检测到目的基因。qPCR结果表明，有4株植株的目的基因表达量高于对照组。可溶性糖含量和相对电导率结果表明，LlZFHD4和LlMYB3基因可提高2种百合的抗寒性。失水率结果表明，LlZFHD4和LlMYB3基因可提高2种百合的抗旱性。【结论】得到4株转基因植株，检测结果表明，LlZFHD4和LlMYB3基因可提高2种百合的抗寒性和抗旱性。

  2023年05期 v.57;No.239 804-812页 [查看摘要][在线阅读][下载 1730K]
  

• 郑州市综合性公园边界空间活力研究

  张玲玲;滕雨婷;胡晓淼;李文涵;赵濛濛;孔德政;冯艳;

  【目的】通过对郑州市3个代表性综合公园边界空间的实地考察，探讨城市公园边界空间的游客活动模式及边界空间特征与空间活力的关系。【方法】在对公园边界空间游客密度、活动类型、活动时长、游客年龄结构和满意度调查的基础上进行数据量化，对活力描述指标进行统计分析和变异系数分析得到活力值；对活力构成指标进行实地测量及分析得到各项要素具体数值；采用空间活力评价法确定影响公园边界空间活力和游客对公园边界空间需求的关键因素。【结果】各公园的边界空间活力存在时空差异，周末游客量明显高于工作日。儿童、中年和老年人是公园边界空间的主要使用者，且各年龄段的空间偏好不同。此外，空间活力还受到公园位置和设施的影响，服务设施较多的场地具有更高的空间活力。但是，空间活力与公园边界空间的规模和游客数量不呈正比。【结论】通过对3个综合性公园边界空间活力影响因素分析发现，入口密度、边界形式、植物群落结构和座椅密度对公园边界空间活力具有显著性影响。为了增加城市公园边界空间活力，需要考虑公园的位置和规模、绿化覆盖率及植物配置形式、公园边界空间的设施等因素。

  2023年05期 v.57;No.239 813-825页 [查看摘要][在线阅读][下载 1653K]
  

• 基于多光谱影像特征的小麦锈病反演模型构建

  王志业;刘涛;张寰;张全国;张海涛;何玉红;

  【目的】研究如何从无人机多光谱遥感影像中提取有效的特征，并以此构建小麦锈病反演模型。【方法】以小麦锈病田块为研究对象，利用大疆精灵4无人机获取多光谱影像，分别提取植被指数和纹理指数，使用皮尔逊相关系数、灰色关联度和变量投影重要性等方法进行指数排序，利用判定系数、赤池信息准则进行变量筛选，分别使用偏最小二乘回归、后向传播神经网络(back propagation neural network, BPNN)、随机森林(random forest, RF)3种方法建立小麦锈病反演回归模型。【结果】利用变量投影重要性-赤池信息准则方法能够筛选出较好的光谱指数，使用BP方法构建的回归模型精度最高，其判定系数R~2为0.918,RMSE是0.128。【结论】利用3种特征筛选方法，在构建的光谱指数、纹理特征集中筛选敏感特征，并建立小麦锈病反演模型，实现了小麦锈病灾害空间分布制图，为多光谱影像特征变量筛选提供了方法参考。

  2023年05期 v.57;No.239 826-834页 [查看摘要][在线阅读][下载 2609K]
  

• 改性分子筛催化果糖制备液体生物燃料5-乙氧基甲基糠醛的研究

  赵浩然;宋亚星;梁轩宇;郑张斌;徐桂转;陶红歌;邹彩虹;

  【目的】探究改性超稳Y型分子筛(ultrastable Y-type zeolites, USY)催化果糖制备高能量密度液体生物燃料5-乙氧基甲基糠醛(5-ethoxymethylfurfural, EMF)的最优工艺条件，以及改性催化剂结构和酸性位点变化对果糖转化EMF的影响。【方法】选用磷酸二氢铵对USY进行浸渍改性，催化果糖一锅法制备EMF,并利用响应面试验方法进行优化，得到了果糖制备EMF的最优工艺条件，并通过GC-MS分析，对改性催化剂的特性进行表征。【结果】改性催化剂催化果糖制取EMF的最优工艺条件为反应温度127℃、反应时间32 min、催化剂用量质量分数1.35%,此时EMF产率达74.9%,比未改性催化剂提高了13.6%;通过对产物进行GC-MS分析，得到改性USY催化果糖醇解得到的主要产物为EMF。【结论】磷酸二氢铵改性USY催化果糖制取EMF的副产物较少，产率较高。

  2023年05期 v.57;No.239 835-843页 [查看摘要][在线阅读][下载 1868K]
  

• NaOH对类芬顿预处理的玉米秸秆酶解性能影响

  李梦洁;张凤娇;李甜乐;杨鹏飞;吕东灿;姜广策;王志敏;张宏森;毛国涛;宋安东;

  【目的】探究NaOH对类芬顿预处理(heterogeneous Fenton pretreatment, HFP)的玉米秸秆酶解效果影响及高效酶解的机制。【方法】在HFP体系(0.16 g·L~(-1) FeOCl, 0.8 mol·L~(-1) H_2O_2,6 h)对玉米秸秆预处理的前期进行NaOH前处理，以酶解后还原糖产率为指标，考察NaOH浓度和反应温度对NaOH-HFP体系的影响。对比未处理玉米秸秆和3种不同预处理体系(HFP体系、NaOH预处理体系和NaOH-HFP体系)处理后玉米秸秆的理化表征(成分分析和结构表征)。【结果】当NaOH浓度0.1 mol·L~(-1),反应温度75℃时，经NaOH-HFP体系预处理玉米秸秆酶解后还原糖产率为92.5%,分别比NaOH预处理体系及HFP体系提高了31.0%和181.2%。成分分析结果表明，NaOH-HFP体系能够去除部分半维素和木质素。扫描电子显微镜、X-射线衍射、固态核磁和比表面积和孔隙率分析表征结果表明，预处理没有造成底物表面化学结构显著变化，但表面形态和结晶度变化显著，从而增强了酶对纤维素的可及性，提高了酶解效率。【结论】NaOH-HFP体系实现了对木质素的有效降解，打破了碳水化合物酶解屏障。

  2023年05期 v.57;No.239 844-852页 [查看摘要][在线阅读][下载 1581K]
  

• 河南省优势粮食作物生产空间布局研究

  孙浩航;李二玲;闫艳辉;游谋;

  【目的】探究河南省优势粮食作物生产空间布局，确定粮食作物生产优劣分区，为优化河南省粮食生产的空间布局、调整粮食结构发展方向提供理论支持。【方法】基于2011—2020年粮食生产数据，利用重心模型、标准差椭圆研究河南省优势粮食作物生产格局变化，再借助比较优势指数法对水稻、小麦、玉米和大豆进行比较优势分析，通过比较优势指数对河南省18个市在粮食生产力和生产规模方面进行分析，从而确定优劣粮食产区。【结果】(1)水稻和玉米生产重心往东南方向迁移，小麦生产重心往西南方向迁移，大豆生产重心往西北方向迁移，优势粮食作物自北向南呈现出“小麦-玉米-大豆-水稻”的分布格局。水稻生产空间变化呈现向南集聚的趋势，小麦呈现向东南集聚的趋势，大豆呈现向西北集聚的趋势。(2)河南省优势粮食作物生产存在明显的比较优势差异。小麦生产具有明显的比较优势，水稻和大豆具有明显的比较劣势。(3)河南省水稻优势产区2个，小麦优势产区10个，玉米优势产区14个，大豆优势产区11个。【结论】在保证粮食作物播种面积不变的基础上还要通过加大粮食生产的投入力度来提高粮食作物单位面积产量，从而实现农业资源利用最大化；因地制宜，合理调整河南省各市粮食作物的种植结构和空间布局；结合自身优势完善农业政策，大力推进向优势产区集聚的发展模式。

  2023年05期 v.57;No.239 853-863页 [查看摘要][在线阅读][下载 1880K]
  

• 生猪养殖户绿色生产行为绩效评价及障碍因子分析

  郑伟程;姬一帆;何泽军;贾云飞;

  【目的】评价养殖户绿色生产行为绩效并分析绩效障碍因子，以促进养殖户绿色生产行为绩效的提升。【方法】基于前景理论构建养殖户绿色生产行为绩效评价指标体系，采用2021年调研的763份河南省生猪养殖户数据，运用熵权TOPSIS法对养殖户绿色生产行为绩效进行评价，根据障碍度模型分析绩效障碍因子。【结果】养殖户绿色生产行为的综合绩效水平良好，业绩绩效优于效率绩效；随着养殖规模增大和兼业程度降低，养殖户施行绿色生产行为的社会收益和环境收益越大，综合绩效水平越高；政府补贴支持和金融贷款支持是养殖户绿色生产行为绩效提升的主要障碍因子。【结论】继续推进养殖主体规模化、专业化发展，加强针对中小养殖户的政策资金支持和金融贷款支持，强化社会责任引导和监督管理，促进养殖户绿色生产行为绩效提升。

  2023年05期 v.57;No.239 864-873页 [查看摘要][在线阅读][下载 1202K]
  

• 中国大豆时空演变特征及其影响因素分析

  余银;唐华仓;花俊国;张旭;张美霞;

  【目的】探索大豆产量时空特征及其影响因素，实现大豆区域布局优化，保障粮食安全。【方法】依据1997—2020年中国省域年度数据，采用空间基尼系数、产业集中度、区位熵指数、空间自相关等方法分析大豆生产空间相关性，建立动态空间面板杜宾模型研究驱动因素对大豆生产时空演变的影响。【结果】大豆生产存在显著的空间相关性。大豆平均产量、自然受灾率、城镇化率指标短期内的改善对本地区和邻近地区的大豆生产具有促进作用，长期则具有抑制作用；大豆技术水平、化肥施用量指标在短期内的改善对本地区和邻近地区的大豆生产具有抑制作用，长期效应来看，大豆技术水平对本地区和邻近地区的大豆生产具有显著促进作用；化肥施用量对大豆生产的直接效应显著为正，空间效应不显著。【结论】充分考虑大豆生产的空间效应，引导区域提高各投入要素合理的空间配置，有利于促进大豆生产能力提高，保障大豆供给安全。

  2023年05期 v.57;No.239 874-883页 [查看摘要][在线阅读][下载 1394K]
  

• “双碳”目标下黄河流域种植业碳足迹的时空异质效应

  张俊;黄煦旸;彭宇琦;

  【目的】探究黄河流域种植业碳足迹空间分布特征及其与各影响因素间的时空异质性。【方法】基于2005—2020年黄河流域种植业生产投入和产量数据，对种植业碳排放、碳吸收和碳足迹进行估算，利用标准差椭圆和时空地理加权回归模型，考察黄河流域种植业碳足迹的空间格局及分布动态，识别其影响因素的时空异质性。【结果】黄河流域种植业碳足迹与碳排放均呈先升高后降低趋势，碳吸收量持续增长。从单位面积碳足迹来看，黄河流域上游种植业单位面积碳足迹先升后降，中游单位面积碳足迹波动式上升，而下游地区单位面积碳足迹持续下降。从空间分布来看，黄河流域种植业碳足迹空间格局呈均衡发展态势，标准差椭圆的重心移动距离与移动速度均呈现先降后升趋势，空间分布趋于稳定，呈现稳定的“东北—西南”方向分布。总体来看，城镇化、农民收入、农业灌溉对黄河流域种植业碳足迹具有抑制作用，而财政支农、农业技术进步却扩大碳足迹，各影响因素存在明显的时空分异性。【结论】加大黄河流域种植业碳减排力度，发挥种植业固碳功能。协同推进黄河流域种植业降碳提效，因地制宜发展低碳农业。改变传统农业管理方式，推进黄河流域种植业绿色低碳生产，实现“减碳”与“增汇”的有机结合。

  2023年05期 v.57;No.239 884-896页 [查看摘要][在线阅读][下载 1709K]
  
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