- 孙希云;张晓颖;何欣颖;李冬男;李斌;
[目的]目前果蔬速冻技术能耗大、成本高，产品在冻藏过程中还会因温度波动导致冰晶反复冻融形成较大冰晶体，破坏原料细胞结构，造成解冻后硬度下降和汁液流失等品质劣变。以草莓为研究对象，采用浸渍冷冻技术加速冻结，使其更快通过最大冰晶生成带，形成更加细小均匀的冰晶，减少细胞组织损伤，保持草莓解冻后优良品质。[方法]在前期优化得到浸渍液基础上，以空气冷冻为对照，考察-20℃和-30℃浸渍冷冻对草莓品质的影响及其作用机制。[结果]浸渍冷冻显著缩短冻结时间（29.49%～54.86%,P<0.05），提高硬度（143%～147%,P<0.05），并降低汁液流失率（21.54%～36.36%,P<0.05），还有效延缓细胞壁物质的降解和消耗（7%～10%,P<0.05）。微观结构和冰晶形态显示冰晶更小，分布均匀，细胞排列紧密；低场核磁共振（LF-NMR）分析表明，浸渍冷冻可稳定结合水，减少自由水转化（4%～17%,P<0.05），抑制水分迁移。[结论]浸渍冷冻处理通过调控冰晶形成和细胞壁稳定性，在一定程度上解决了草莓解冻后果实质地软烂的问题。研究结果为浸渍冷冻技术在冷冻草莓品质调控中的应用提供了理论和技术支持。
2025年03期 v.56;No.236 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 2681K] - 黄俊霞;冀宝璐;赵伟;王小凡;赵翔;姚兴东;张惠君;王海英;敖雪;谢甫绨;
[目的]鼓粒期是大豆种质籽粒形成和充实的关键时期，源库关系的协调与否直接影响籽粒的灌浆速度和饱满度。研究大豆种质鼓粒期源库关系与籽粒皱缩的关系，有助于揭示皱缩籽粒形成的生理机制，以期为育种工作者提供更精准的育种目标和策略。[方法]采用不同来源的355份大豆种质资源为试材，测定了鼓粒期源库关系和成熟期籽粒皱缩等指标，并分析了鼓粒期源库关系与籽粒皱缩的关系。[结果]355份大豆种质可划分为5个皱缩等级，分别为0级（9份）、3级（321份）、5级（3份）、7级（21份）和9级（1份），等级越高，籽粒皱缩越严重。籽粒皱缩和源库关系相关分析发现，叶片净光合速率、营养器官干重、叶荚比和籽粒淀粉含量与皱缩等级存在负相关关系；叶面积指数和生殖器官干重与皱缩等级存在正相关关系。[结论]大豆种质的14个源库关系性状综合成4个主成分因子，累积贡献率为78.836%；多元线性回归分析表明，叶片净光合速率、叶面积指数、营养器官干重、生殖器官干重、籽粒淀粉含量等主要源库关系性状是影响籽粒皱缩等级的主要因素。
2025年03期 v.56;No.236 14-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1578K] - 陈宏伟;商文奇;吕桂兰;马秀芳;王铮;王先俱;马作斌;
[目的]水稻（Oryza sativa L.）穗部性状是决定产量的关键农艺性状，解析其遗传机制对应对全球粮食安全挑战至关重要。本研究旨在挖掘调控粳稻穗部形态的关键遗传位点及功能基因，为高产育种提供理论支撑。[方法]利用来自中国东北地区的410份粳稻材料作为供试材料，系统测定穗长、一次/二次枝梗数等穗部形态和结构指标，通过全基因组关联分析（GWAS）定位显著关联位点，结合单倍型分析和PARMS标记基因分型验证候选基因功能。[结果]共鉴定到7个显著QTL位点（qPW2、qGNP3、qPW6/qTGW6、qPL8、qPBN8/qTGW8、qPL9和qTGW9），筛选到GW6a、DEP1等10个候选基因。单倍型分析表明，GW6a不同单倍型在穗重与千粒重表型上存在显著分化，DEP1单倍型间穗长差异达极显著水平。基于分子标记的基因分型验证GW6a和DEP1的优势等位基因型。[结论]发现GW6a和DEP1的等位变异分别与穗重及穗长存在显著遗传关联，基于PARMS标记构建的基因分型体系可高效筛选穗型优势等位基因。研究成果为东北粳稻穗型分子设计育种提供可验证的遗传靶点，通过多基因聚合策略可优化穗部结构，推动高产智能育种技术发展。
2025年03期 v.56;No.236 23-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K] - 许传强;张柱熙;祝玉蕾;武宏熹;刘旭;孙子情;
[目的]生物炭作为一种土壤改良剂，具有增加土壤肥力、促进作物生长、提高作物产量等优点。筛选到适合薄皮甜瓜/茴香伴生栽培的生物炭添加量，为提升日光温室薄皮甜瓜/茴香伴生栽培效果提供理论基础和实践依据。[方法]以施用10 g(BOF10)、20 g(BOF 20)和40 g(BOF 40)秸秆型生物炭为处理，分析不同生物炭添加量对日光温室薄皮甜瓜/茴香伴生栽培条件下的植株生长发育、果实品质及矿质营养吸收的影响。[结果]在薄皮甜瓜/茴香伴生栽培条件下，不同生物炭添加量（BOF10、BOF20、BOF40）在不同程度上均可促进根系生长，提升根系活力和植株光合能力，促进矿质营养的吸收，增加植株的干重和鲜重，其中BOF20处理效果表现最为显著。在果实品质方面，BOF20和BOF40处理均可显著提高果实可溶性固形物、Vc含量及单果重。[结论]BOF20处理可作为薄皮甜瓜/茴香伴生栽培的较优生物炭添加量。
2025年03期 v.56;No.236 33-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2053K] - 张传坤;温丹;刘波;赵旭;韩玉娟;宋计平;杨宁;王晓;
[目的]探明日光温室夜间土壤放热引起地面以下土壤温度降低的幅度和深度，计算不同深度土壤的储热能力，为日光温室土壤加温深度确定以及加温效果研究提供理论基础。[方法]在山东济南的试验温室内，在东西长度中部和南北跨度中部的交叉处，选取地面以下距离地面0,0.1,0.2,0.3,0.5,0.6 m为测点，分别设置温度传感器T_0、T_1、T_2、T_3、T_5和T_6，在地面设置热流板H0；选取晴天和阴天06∶00至翌日06∶00的试验数据，对T_0变化引起的T_1、T_2、T_3、T_5和T_6变化进行定性分析，选用18∶00时至翌日06∶00时的试验数据，对T_0降低引起的T_1、T_2、T_3、T_5和T_6降低进行定量分析，显示不同深度土壤温度降低幅度，计算土壤放热深度和土壤温差积分；对地面放热强度H0进行积分运算，计算土壤放热量，计算土壤储热能力。[结果]土壤温差随着深度增加急剧降低。晴天夜间土壤放热深度为0.25 m，土壤放热量为5.56×10~5J·m-2,0～0.25 m土壤储热能力为1.16×10~6J·m~(-3)·℃~(-1)；阴天夜间土壤放热深度为0.67 m，土壤放热量为6.05×10~5J·m~(-2)，其中0～0.30 m放热量占到总放热量的83.33%,0～0.67 m土壤储热能力为2.52×10~6J·m~(-3)·℃~(-1)。[结论]夜间放热时土壤温差随着深度降低急剧减少。土壤放热量集中在0～0.3 m区域，土壤加温深度设置在0～0.3 m较为适宜。深层土壤储热能力远大于浅层土壤，温室土壤加温对浅层土壤加温效果明显。
2025年03期 v.56;No.236 42-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1522K] - 孙佳彤;杨会侠;李虹谕;高源;李连强;任如月;于璐;
[目的]红松（Pinus koraiensis）是中国东北地区重要的乡土树种，兼具木材、坚果及生态价值。其开花结实共需跨越3年时间，第1年的分化直接决定结实量，但长期以来因缺乏分子机制解析，制约红松的机理研究与良种选育。[方法]以结实盛期红松的顶芽为材料，通过石蜡切片观察确定雌球花原基分化期为6-9月，并结合转录组测序技术（RNA-seq）解析其分子调控网络。[结果]共组装获得122 001条Unigene，其中54 888条成功注释到6大数据库。差异表达基因（DEGs）分析表明：8月分化中期（C2vsC3）的DEGs数量最多（8 791个），显著富集于植物激素信号转导（ko04075）、苯丙素生物合成（ko00940）等通路。生长素响应基因（如SAUR、GH3）在分化全过程动态表达，脱落酸通路基因（PYR/PYL、ABF）通过负调控机制促进花原基形成，揭示激素协同调控的新途径。此外，ERF、NAC等转录因子家族在分化中后期显著富集，推测其参与花器官形态建成与原基发育。[结论]红松雌球花原基分化是一个复杂的生物过程，其中，植物激素信号转导通路以及ERF、NAC和bHLH家族转录因子在花原基分化中发挥重要作用。研究结果提供的转录因子、激素和基因信息，有助于揭示这一复杂的生物过程，为解析裸子植物开花机制提供新模型，同时为红松高产育种及促花技术开发提供关键基因资源。
2025年03期 v.56;No.236 51-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1823K] - 张元野;张明;房郁妍;郑楠;闫博巍;隋月;张利国;
[目的]连作障碍是限制农业生产的重要因素之一，土壤退化、作物减产等问题频发。合理轮作能够缓解连作障碍。工业大麻是一种理想的轮作作物，与其他作物合理轮作能够维持微生物多样性、提升生物产量。[方法]采用高通量测序技术侦测不同时间节点向日葵、工业大麻土壤微生物多样性和群落结构的动态变化。[结果]细菌高通量测序共检测到45门143纲330目552科1 160属1 795种，丰度最高的门和属分别为变形菌门和鞘氨醇单胞菌属，LEFSe分析揭示3个时期的Biomarker分别为节杆菌属、小梨形属和罗河杆菌属。真菌高通量测序共检测到12门38纲79目142科242属373种，丰度最高的门和属分别为子囊菌门和Guehomyces,LEFSe分析揭示3个时期的Biomarker分别为交链孢属、未鉴定真菌、木霉属。向日葵-工业大麻轮作根际土壤微生物多样性差异丰富，工业大麻根际土壤中抑菌真菌显著增加，使得致病菌生长受抑制。[结论]研究结果可为探究工业大麻缓解连作障碍机制及微生物与作物平衡关系做数据铺垫。
2025年03期 v.56;No.236 61-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2157K] - 张玉;钟海秀;王继丰;曹宏杰;徐明怡;梁佳文;杨轶华;
[目的]揭示湿地植物对水文梯度的适应机制及其表观遗传调控特征。[方法]以三江平原湿地优势种小叶章为研究对象，比较分析3种生境(典型草甸、典型草甸小叶章移植至沼泽4年后、沼泽)下小叶章在关键物候期(拔节期、抽穗期、成熟期)的表型变异特征和DNA甲基化水平。[结果]典型草甸生境的小叶章表现出生长优势，成熟期株高、叶长和地上生物量分别较移植处理高出26.45%、18.67%和34.83%，较沼泽生境分别高出12.74%、36.91%和63.51%。抽穗期表型性状相关性最强，DNA甲基化水平在不同生境和发育时期存在显著差异，成熟期典型草甸和沼泽生境的全甲基化水平显著高于移植处理。表观遗传变异主要存在于生境内(62%～81%)，具有发育时期特异性，成熟期全甲基化位点与生长性状呈显著正相关。[结论]小叶章通过调节表型性状适应不同水文生境，株高、叶长、生物量等表型性状表现为典型草甸生境高于沼泽生境，半甲基化和全甲基化位点通过表型性状(叶长、叶宽、节间长)和生物量参与表型分化。
2025年03期 v.56;No.236 76-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1734K] - 李美琳;孙文心;池慧敏;李兆星;纪淑娟;周鑫;罗曼莉;魏宝东;周倩;
[目的]抗坏血酸-谷胱甘肽(Ascorbic Acid-glutathione, AsA-GSH)循环代谢是植物体内重要的抗氧化系统，参与活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)的清除，维持细胞氧化还原平衡。测定AsA-GSH循环中的关键代谢产物及其酶活性对研究植物抗氧化能力具有重要意义。2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide, EBR)能促进植物细胞生长，显著提高植物抵抗非生物胁迫的能力，被公认为第六大植物激素。[方法]以‘红颜’草莓果实为试材，采用5μmol·L-1EBR喷洒处理，探究EBR处理对(20±1)°C贮藏5 d期间草莓果实AsA-GSH循环代谢的影响。[结果]EBR处理可以抑制草莓腐烂的发生和丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量的增加，延缓草莓总酚、总花青素含量的下降，有效抑制抗坏血酸(Ascorbic Acid, AsA)、脱氢抗坏血酸(Dehydroascorbic Acid, DHA)、还原型谷胱甘肽(Glutathione, GSH)、氧化型谷胱甘肽(Glutathione-oxydized, GSSG)含量下降，提高谷胱甘肽还原酶(Glutathione Reductase, GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(Dehydroascorbate Reductase, DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(Monodehydroasorbate Reductase,MDHAR)活力以及FaGR、FaDHAR和FaMDHAR基因的表达水平。[结论]外源喷洒5μmol·L-1EBR降低草莓果实采后腐烂，通过调节AsA-GSH循环系统维持较高的抗氧化物质含量，缓解采后草莓果实氧化损伤。
2025年03期 v.56;No.236 85-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K] - 冀常鹏;佐永吉;代巍;
[目的]在复杂的农业场景下，人工观测葡萄叶片病害存在效率低及误判率高的问题。为了改变这一现状，提升葡萄叶病害检测的准确性与效率，满足农业生产中对病害早发现、早防治的需求，提出一种基于改进YOLOv8n模型的葡萄叶病害检测算法CMS-YOLOv8n。[方法]首先在骨干网络和颈部网络中引入CBAM。CBAM通过结合通道和空间注意力，能够让模型更有效地聚焦于病害区域特征。当面对葡萄叶片上不规则的病害目标时，普通模型可能难以准确捕捉特征，而引入CBAM后的模型，能自动学习到病害区域在通道和空间维度上的重要特征，从而显著提升对不规则病害目标的表征能力。其次，设计新型C2f＿MS-Block模块：用它来替代颈部网络中的C2f模块。多尺度构建块能够从不同尺度去提取病害目标信息，对于不同大小、形状的病害，都能很好地捕捉其特征。在降低模型复杂度的同时，极大地提升对病害目标多尺度信息的处理能力，使得模型在不同环境下都能稳定地检测出病害。[结果]相较于原始YOLOv8n，改进后的模型性能有显著提升。在检测精度方面，mAP50提高1.3%,mAP50-95提高0.3%；在模型复杂度方面，FLOPs从8.1 G降低至7.8 G。[结论]改进后的模型不仅检测精度更高，而且在运行时所需的计算量更少，更有利于在实际场景中部署和应用。在未来的农业生产中，有望进一步推广应用，帮助种植户及时发现葡萄叶病害，减少经济损失，促进葡萄产业的健康发展。
2025年03期 v.56;No.236 95-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1940K] - 王瑞丽;孟繁博文;王正清;李德帅;曲梦成;白雪吟;范昊明;
[目的]针对现有秸秆深埋还田机开沟覆土部件结构复杂、开沟后无法进行自动覆土、功率消耗较高等问题，设计一种自动开沟覆土铲。[方法]通过理论分析确定秸秆深埋还田机开沟覆土铲的主要结构参数。以铲尖入土角、铲体幅宽和耕作速度为关键试验因素，采用离散元软件进行仿真分析，探究3个试验因素对耕作阻力和覆土率的影响。通过多因素试验分析各因素交互项对开沟覆土铲耕作阻力和自动覆土率的影响。通过仿真试验分析确定3个因素的最优范围，以及耕作阻力最小、覆土率最高时3个因素的较优水平组合。[结果]仿真结果表明开沟覆土铲的较优参数为铲尖入土角24°、铲体幅宽420 mm、耕作速度1.48 m·s~(-1)，此时耕作阻力为2 875 N，自动覆土率为87.76%。[结论]根据仿真结果的较优参数组合进行的秸秆深埋还田机开沟覆土铲的设计和田间性能试验得出，开沟覆土铲开沟深度稳定性为98.84%，开沟宽度一致性为96.35%，自动覆土率为86.47%，耕作阻力为2 856 N。仿真试验结果和田间试验结果符合设计要求。
2025年03期 v.56;No.236 106-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 2033K] - 张海东;于淇;张宇乾;杨文彩;郑安琪;
[目的]针对轴流气吸式排种器吸种负压低导致的吸种效果不佳问题，通过优化其关键部件结构参数，提高负压稳定性与吸种效率，以提升播种精度与工作性能。[方法]基于RSM(Response Surface Method)和CFD (Computational Fluid Dynamics)结合的方法，通过BBD(Box-Behnken Design)试验对轴流气吸滚筒式排种器的关键结构参数进行仿真试验优化。使用FLUENT软件对试验模型的型孔入口处压力值进行了数值计算。将获得的数据集导入Design expert13软件，通过响应面法进行预测和优化。通过数值模拟试验和台架试验验证响应面法预测结果的可靠性。以番茄种子为试验对象，进行排种器吸种性能试验。[结果]得到的轴流气吸滚筒式排种器关键结构最优参数组合为：型孔拔模角度12.59°，扇叶叶片厚度2.26 mm，扇叶叶片个数9。此时，目标函数预测孔口入口的负压为64.61 Pa。得到扇叶转速1 500 r·min~(-1)时番茄种子吸种单粒率为75%。根据响应面法优化后的结构参数组合建立三维模型进行CFD数值模拟，模拟结果为64.08 Pa，则响应面法预测结果与CFD数值模拟的误差为0.82%；原模型型孔入口负压值45.85 Pa，优化模型的型孔负压值比原模型提升39.76%，优化效果显著。型孔负压台架试验表明，扇叶转速1500 r·min~(-1)时，型孔入口负压值为62 Pa，型孔负压台架试验和数值模拟试验的结果误差为3.35%。[结论]吸种性能台架试验表明，扇叶转速1 500 r·min~(-1)时番茄种子吸种单粒率为75.22%，与优化前相比提升15.72%。考虑到简化结构和3D打印导致的不可避免的误差，认为该结果符合要求，优化试验设计可靠。
2025年03期 v.56;No.236 116-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1783K] - 张永华;钟铭深;唐玉梅;张时翠;张宏友;杨文彩;
[目的]为提高离散元法对指导三七茎秆切割装置优化设计的准确性和可靠性，建立其根部茎秆聚合体离散元模型，并在此基础上利用EDEM-RecurDyn耦合仿真对切割刀片进行优化设计。[方法]以3年成熟三七根部茎秆为对象，通过物理试验测定其本征参数、表面接触参数及最大剪切力参数；以最大剪切力为响应值设计Plackett-Burman试验、Steepest Ascent试验和BoxBehnken试验来标定黏结参数；基于标定参数构建切割装置EDEM-RecurDyn耦合仿真模型，以切割角、刀刃角、刀片试验试验因素，开展Box-Behnken试验优化切割刀片参数。[结果]以标定三七茎秆离散元黏结参数开展剪切仿真试验，获得的最大剪切力与实测最大剪切力平均值相对误差为1.95%；刀片最优参数组合为切割角13.05°、刀刃角44.27°、刀片厚度4.3 mm，利用EDEM-RecurDyn耦合仿真对最优参数组合进行仿真验证最大剪切力与预测值相对误差为0.95%。[结论]三七根部茎秆聚合体离散元模型参数标定结果可为三七茎秆切割离散元仿真提供参考，切割刀的优化设计结果可用于后续的三七收获设备研发。
2025年03期 v.56;No.236 126-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1592K] - 唐德祥;傅钰欣;
[目的]探析金融服务乡村全面振兴的区域差异和时空演进特征，为优化金融支持、推进新时代新征程“三农”工作提供量化支撑。[方法]基于我国30个省份2013-2021年的面板数据，运用熵权TOPSIS法构建五位一体的金融服务乡村全面振兴评价指标体系，利用Dagum基尼系数、Kernel密度估计分析全国和四大地区的区域性、时序性及其演变特征，同时运用莫兰指数和马尔可夫模型考察金融服务乡村全面振兴的演进趋势。[结果]各维度水平均得到提高，且呈现东部>中部>西部>东北的分布格局和中部>东北>西部>东部的提升速度；全国总差异扩大，存在不均衡现象，组间差异是造成总差异的关键；全国、东部和中部省际发展水平的绝对差异在扩大，西部绝对差异变化不明显，东北部绝对差异在减小，且四大地区均出现不同程度的极化现象。另外，金融服务乡村全面振兴水平向上转移概率高于向下转移概率。[结论]金融服务乡村全面振兴水平呈上升态势，且存在显著的空间集聚特征与溢出效应，未来应控制区域间差距，促进均衡协调发展，加强合作共赢，为全面推进乡村振兴提供强有力的金融支持。
2025年03期 v.56;No.236 137-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1593K] - 薛建春;曹凌辰;张翔;丁志斌;
[目的]利用夜间灯光数据与省域CEADs碳排放构建拟合模型，计算黄河流域2000–2022年各地级市的城市建设用地碳排放。[方法]使用标准差椭圆以及重心模型分析探索黄河流域城市建设用地碳排放分布重心和重心移动趋势，通过全局莫兰指数和LISA集聚分析其空间相关性与高值聚集情况，最后利用GTWR模型从经济、人口、技术的角度分析各城市建设用地碳排放影响因素的回归系数水平，采用情景设定法探索不同情景下黄河流域建设用地“碳达峰”情况。[结果]黄河流域城市建设用地碳排放主要集中在下游、中游城市，但碳排放重心有向中游移动的趋势，坐标由111°82′81″E、37°01′675″N转移至111°56′46″E、36°53′425″N。同时碳排放在黄河流域内存在空间自相关性，下游地区部分城市存在高高集聚的现象。研究时期内，经济发展水平的回归系数逐渐减小，但在中游地区逐渐增加；人口规模的回归系数逐渐增大，说明由人口规模引发的碳排放量逐渐增大。[结论]经济高速发展情景下，建设用地“碳达峰”时间为2030年，基准与低碳发展情景下建设用地“碳达峰”时间均为2024年，峰值由大到小为：高速发展>基准>低碳情景。
2025年03期 v.56;No.236 148-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 2057K]