［目的/意义］ 近年来，人工智能在农业领域的应用取得了显著进展，但仍面临诸如模型数据收集标记困难、模型泛化能力弱等挑战。大模型技术作为近期人工智能领域新的热点技术，已在多个行业的垂直领域中展现出了良好性能，尤其在复杂关联表示、模型泛化、多模态信息处理等方面较传统机器学习方法有着较大优势。［进展］ 本文首先阐述了大模型的基本概念和核心技术方法，展示了在参数规模扩大与自监督训练下，模型通用能力与下游适应能力的显著提升。随后，分析了大模型在农业领域应用的主要场景；按照语言大模型、视觉大模型和多模态大模型三大类，在阐述模型发展的同时重点介绍在农业领域的应用现状，展示了大模型在农业上取得的研究进展。［结论/展望］ 对农业大模型数据集少而分散、模型部署难度大、农业应用场景复杂等困难提出见解，展望了农业大模型未来的发展重点方向。预计大模型将在未来提供全面综合的农业决策系统，并为公众提供专业优质的农业服务。

为探索烟草雄性不育机制并寻求致其不育的关键诱因，本文从表型、细胞学、生理生化、分子机理等方面归纳了烟草雄性不育的研究现状。首先总结了烟草不育系及其保持系在绒毡层和花器官等方面的特征差异；其次分析了游离脯氨酸、活性氧、酶和内源激素等因素对烟草育性的影响；最后重点详述了核基因、线粒体基因和叶绿体基因与烟草育性关联的研究分析和进展。进而，提出后续研究跟组学高通量数据进行有效结合，将有助于烟草雄性不育机理的系统研究。

随着气候变化的加剧，高温干旱事件频发，对植被健康生长造成了严重影响。针对相关性方法难以准确刻画复合干热胁迫下植被脆弱性的问题，利用1982—2015年去趋势和标准化的归一化植被指数（detrended and standardized normalizeddifferencevegetationindex, SNDVI）、标准化降水蒸散发指数（standardizedprecipitationandevapotranspiration index,SPEI）和标准化气温指数（standardized temperature index,STI），构建基于Vine Copula的复合干热胁迫下植被脆弱性评估模型，量化黄土高原不同土地利用类型和气候区植被对高温干旱的响应关系。结果表明：1）黄土高原大部分区域SNDVI与SPEI呈正相关关系，与STI呈负相关关系，草地SNDVI与SPEI、STI的相关性最高，其次为耕地，林地最低；2）相对于单一干旱或高温事件，复合干热事件进一步加剧了植被脆弱性，复合干热胁迫下黄土高原6、7、8月植被损失概率分别为0.51、0.57和0.55，较高的区域集中在陕西北部、宁夏、甘肃东部和内蒙古等地区；3）黄土高原地区不同植被类型对复合干热的脆弱性各异，脆弱性从大到小依次为草地、耕地、灌木、林地。研究结果有助于深入了解植被对气候极端事件的响应，支持应对气候变化的陆地生态系统风险管理。

‘永优988’是鹤壁市农业科学院以欧洲硬粒改良系T1932为母本、自选改良系浚856为父本杂交育成的国审玉米新品种，2021年通过国家黄淮海夏玉米区审定。分析了该品种的选育过程、亲本来源及特性、品种参试的产量表现及抗逆性、抗病性和品质分析等。提出品种选育要重视优异种质资源发掘与利用，同时加强逆境选择提升品种生态适应性，最终培育出高产优质、广适耐密、抗逆性强的玉米新品种。

土壤中的磷直接决定植物生长发育和作物产量，但磷在土壤中的存在形态复杂，能被植物吸收利用的磷形态占全磷含量很少一部分。因此，研究土壤中磷的存在形态及分级方法对提高磷的作物利用效率、探寻提高磷有效性的途径、减少磷损失尤为重要。笔者通过查阅国内外文献报道，系统阐述了磷在土壤中的存在形态、影响磷有效性的影响因素和磷素分级方法等方面的研究进展。研究表明，磷在土壤中的存在形态包括无机磷和有机磷2类，被植物吸收利用的主要是无机磷中的水溶态磷，其他形态的磷很难被植物吸收利用，使得磷在土壤中的利用效率很低。导致磷利用效率低的因素有很多，主要有钙、铁、铝等离子、其他有机质、pH、温度、水分等，研究清楚各因素影响的机制加以改进，能有效提高磷的利用效率。同时，国内外学者不断对磷素分级方法进行完善改进，对磷有效形态的研究不断深入准确，目前，Bowman-Cole的有机磷分级法和Hedley的磷分级方法是应用最广泛的2种方法。

农业信息技术是基于信息技术与农业科学的交叉融合而形成的新兴技术,催生了数字农业和智慧农业的快速发展。作物生长模型作为其核心内容之一,可以动态模拟作物生长发育过程及其与气候因子、土壤特性和管理技术之间的关系,从而有效克服传统农业生产管理研究中较强的时空局限性,为不同条件下的作物生产力预测预警与效应评估等提供量化工具。本文重点介绍笔者团队在作物生长模型的构建与应用方面形成的总体技术方法、最新研究进展及未来发展思考。通过20多年系统深入的探索和实践,本团队以小麦、水稻等作物为主要对象,以“生理机制解析-模型算法构建-生产力动态预测-效应定量评估-模拟平台研发”为主线,综合运用系统分析、动态建模、虚拟现实、情景模拟及决策支持等方法,开展了作物生长模型CropGrow的构建与应用研究。首先,利用系统分析方法与动态建模技术,构建了机理性与预测性兼备的综合性作物生长模型（CropGrow）,包括阶段发育与物候期、器官发生与建成、光合生产与物质积累、同化物分配与产量品质形成、养分动态、水分平衡以及作物三维形态建成与虚拟显示等子模型,可数字化、可视化表征不同条件下作物生长发育与生产力形成过程;然后,结合地理信息系统（GIS）和遥感（RS）技术,构建了基于模型、GIS和RS有效耦合的区域作物生产力预测技术;进一步量化了气候变化、品种更新、土壤改良、措施优化对区域作物生产力形成的影响,拓展了适宜方案生成、理想品种设计、气候效应评估、耕地利用评价以及农业政策制定等应用技术;最后,运用构件化程序设计思想,基于作物生产数据库、作物模型构件库等,集成开发了基于模型的数字化、可视化作物生长模拟系统与决策支持平台,实现了数据管理、参数优化、生长模拟、遥感耦合、区域预测、方案设计、效应评估、安全预警、产品发布等综合功能。未来作物模拟研究将在完善基础数据库的基础上,进一步提升预测能力、量化基因效应、拓展智能决策、耦合多功能模型等,为粮食生产的预测预警、情景效应的量化评估、生产管理的智能决策、作物品种的优化设计等提供数字化支撑,对于保障国家粮食安全和推进数字农业发展具有重要意义。

低温是影响植物生长发育和植被分布的一种非生物胁迫。当环境温度持续低于植物生长的最佳温度时即形成低温胁迫,包括冷害和冻害。冷害是指零度及以上低温对植物造成的伤害,细胞内不结冰,但会使喜温类植物产生生理性障碍,引起该类植物受伤或死亡。冻害是指零度以下低温对细胞造成损伤甚至死亡的现象。植物从感知低温到功能基因表达,进而抵御低温胁迫,相关调控机制一直是研究热点。本文综述了近年来植物低温胁迫相关研究,从信号感知、信号传导、功能基因表达、低温诱导的生理和细胞调机制等几个方面进行了分析讨论,并对植物抗寒研究做出展望,这将有助于抗寒植物新种质的培育。

农林废弃物是一种宝贵的生物质资源。如果不能高效资源化利用，会造成严重的环境污染，甚至对人类健康造成很大危害。农林废弃物的资源化利用是治理农业面源污染、节约生物质资源、节能减排、保护生态环境、实现碳达峰碳中和目标、社会经济可持续发展的重要内容。为了推进农林废弃物的资源化利用，本研究综述了近年国内外在农林废弃物资源化利用方面所取得的进展。

改善农村人居环境是实施乡村振兴战略的一项重要任务之一。本文主要对中国农村人居环境整治的相关研究进行了综述,主要包括农村人居环境整治与乡村振兴战略、农村人居环境建设与美丽乡村建设、农村人居环境整治的重点任务、农村人居环境的地域差异和存在的问题等。提出了未来的研究方向,继续深化中国农村人居环境整治实践方面的研究,开展农村人居环境整治的理论研究,重视村庄规划管理、完善建设和管护机制的研究,农村人居环境整治效果、影响因素和评价方法的研究。

作为农业副产品，农作物秸秆是一种重要的可再生资源。研究表明，农作物秸秆的主要成分是木质纤维素，而某些细菌和真菌生产的酶具有较好的生物化学性质，可用于木质纤维素的降解。本研究阐述了木质纤维素降解酶的种类和降解机理，综述了水稻秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆的降解微生物种类。同时，本研究分析了当前单一菌株和复合菌系的在商业化利用上的不足，展望了未来的发展方向。本研究将为筛选新型优质木质纤维素降解菌和开发纤维素降解菌用于农业秸秆的资源化利用提供依据。

为了深入认识细胞壁重构酶木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTH)在植物生长发育中作用，总结了XTH酶的结构特征和作用机制，XTH在植物细胞壁重构，植株的叶、根、茎、花和果实发育的生理作用以及在响应植物激素和环境信号等方面的研究进展；并认为XTH是植物细胞壁重构过程中的关键酶，能够松弛和强化细胞壁，且参与细胞壁的降解和合成；XTH在植物生长调控过程中具有重要的作用，最后指出XTH基因研究领域潜在的问题，并对未来的研究方向进行了展望。

【目的】长链非编码RNA（long non-coding RNAs，lncRNAs）是一类无蛋白质编码能力，但参与许多重要生命活动调控过程的长度大于200 nt的RNA。通过对亚洲棉无短纤维突变体（GA0149）和野生型（GA0146）纤维发育早期的转录组数据进行分析，挖掘调控短纤维发育的lncRNA，并明确其调控网络，为进一步解析棉花纤维发育机制奠定基础。【方法】选择GA0146和GA0149 2个材料在开花后当天（0 DPA）及花后3 d（3 DPA）、5 d（5 DPA）和8 d（8 DPA）的胚珠和纤维为材料进行转录组测序。鉴定lncRNA并预测其调控的靶基因；通过mRNA和lncRNA的差异表达分析，比较2个材料在不同纤维发育时期的差异。进一步利用KOBAS软件预测对差异lncRNA的靶基因进行富集分析并预测其参与的生物过程；最后通过实时荧光定量（RT-qPCR）技术对25个差异表达的lncRNA转录组数据进行验证。【结果】共鉴定获得15 339个lncRNA，其中11 595个lncRNA位于基因间区，包括2 428个反义lncRNA、350个内含子lncRNA及966个正义lncRNA。共有1 932个差异表达lncRNA（DE-lncRNA），它们所对应的8 134个靶基因中，有788个为差异表达基因（DE-mRNA）。KEGG代谢通路富集分析表明，DE-mRNA主要参与植物激素信号转导（plant hormone signal transduction）和内质网中蛋白质加工过程（protein processing in endoplasmic reticulum）。共表达调控网络分析显示，表达量差异比较显著的lncRNA（MSTRG.454250.3）和其所调控的靶基因表达趋势一致，仅在野生型（GA0146）短纤维发育早期胚珠中特异表达；而lncRNA（MSTRG.454261.4）与其调控的靶基因表达趋势相反，在突变体（GA0149）中的表达量显著高于野生型。RT-qPCR结果证实了转录组数据的真实性。【结论】鉴定了26个与亚洲棉短纤维发育相关的lncRNA，其通过调控植物激素信号转导途径相关的吲哚乙酸合成酶基因（Ga03G2421）和生长素响应蛋白基因（Ga05G1344）的表达而影响短纤维的发育。

山西省季节性冻土变化的研究，对于揭示气候变暖背景下，黄土高原季节性冻土融冻对气候变化的响应以及由冻土变化引起土地退化直接影响农业生产、农田水利基本建设及道路施工等具有重要应用价值。利用山西省1981—2018年108个国家气象观测站冻土资料，研究了山西省冻土分布的时空演变规律，主要分析了山西省地面冻结日期、解冻日期、冻结日数、年最大冻土深度的时空分布特征，分析了山西省年最大冻土深度的年际及年代际变化特征，同时也分析了以上各要素对气候变暖的响应。结果发现：山西北部冻结最早从9月开始，冬末春初冻结的面积和深度达到最大，最晚5月冻土消退；1981—2018年，地面冻结日期全省大部地区呈现不同程度推迟的态势；地面解冻日期呈不同程度提前的趋势，地面冻结日数相应减少；年最大冻土深度由北到南逐渐减小，中部和南部年最大冻土深度呈减小趋势，北部部分地区呈现增大趋势，增大可能与山西北部冬季气候向暖湿型转变有关。气温变暖的背景下，冬季降水、0 cm地温与年最大冻土深度有着较为复杂的响应关系，年最大冻土深度在冬季降水偏多的背景下与0 cm地温有较显著的负相关，最大冻土深度的减小趋势是对年平均气温升高的直接响应，最大冻土深度对年平均气温的响应比对年降水量的响应要显著。

为了进一步阐述花青素在植物体内的合成机制,了解影响花青素合成的各类因子及其互作方式,本文归纳了调控花青素合成的内部因子和外部因素,总结了光、温度、糖类和激素等调控花青素生物合成的环境因素。围绕花青素的合成通路,就通路中的结构基因及其上游转录因子相关研究进行了总结。研究得出在植物中,各类外部因素和内在因子,通过主要的转录因子调控结构基因,影响花青素在植物体内合成与积累,维持植物体内花青素的动态平衡,这种调节机制既包括正向调控也包括负向调控。指出花青素的代谢途径逐渐完善,越来越多结构基因和转录因子的功能将被验证并被应用到观赏植物性状的基因工程改良的实践中。

借助于分子标记进行基因型检测的技术在生物遗传改良等领域发挥着重要的作用。国际跨国种业公司凭借其高通量、自动化、大规模的共享检测平台,基因型检测技术得到广泛应用。随着从3G时代的高成本固相芯片和随机测序式基因型检测（genotyping by sequencing,GBS）发展到成本低、对检测平台要求较低、基于靶向测序基因型检测（genotyping by target sequencing,GBTS）的液相芯片,基因型检测技术完成了向4G时代的转变。在本文中首先介绍了两项最新的GBTS技术（基于多重PCR的GenoPlexs和基于液相探针捕获的GenoBaits）及其原理。同时,发展了可以在单个扩增子内检测多个SNP,称之为多聚单核苷酸多态性（multiple single-nucleotide-polymorphism cluster,mSNP或multiple dispersed nucleotide polymorphism,MNP）的技术,极大地提高了目标位点（扩增子）内变异的检测效率。与GBS和固相芯片相比,GBTS技术具有平台广适性、标记灵活性、检测高效性、信息可加性、支撑便捷性和应用广谱性。同一款标记集（例如玉米40K mSNP）,可以获得3种不同的标记形式（40K mSNP、260K SNP和754K单倍型）;并可以根据应用场景的需求,通过控制测序深度获得多种不同的标记密度（1—40K mSNP）。GenoPlexs和GenoBaits 2种技术相结合,可广泛应用于生物进化、遗传图谱构建、基因定位克隆、标记性状关联检测（全基因组关联分析——GWAS和混合样本分析——BSA）、后裔鉴定、基因渐渗、基因累加、品种权保护、品种质量监测、转基因成分/基因编辑/伴生生物检测等领域。目前,已经在20余种主要农作物、蔬菜以及部分动物和微生物中开发了GBTS标记50余套,并已广泛应用于上述领域。最后,展望了与未来GBTS应用相关的几个问题,包括便携式、自动化、高通量、智能化检测平台;根据用户需求定制的可变密度、多功能分子检测;GBTS与其他技术（KASP、高密度芯片、BSA策略等）的整合;基于资源共享的开源育种等。这些将推动GBTS技术在动物、植物和微生物遗传改良等领域的广泛应用。

在中国东部耕地资源紧缺、人地供需失衡的背景下,迫切需要增加耕地,保证“占补平衡”。滨海盐碱地作为一类潜在的土地后备资源,其合理开发利用对缓解土地资源不足的压力、提高农业水资源利用效率和生态系统稳定性具有重要的战略与现实意义。本文介绍了滨海盐碱地的资源现状及主要特点,从物理、化学、水利工程、生物4个方面总结了当前滨海盐碱地改良利用研究进展及其存在的问题,并从盐碱地生物物理过程、障碍消减、地力提升与养分扩容、新材料研制与应用、土壤碳固存、综合治理与修复等方面提出了未来滨海盐碱地土壤改良的研究展望,以期为新时代生态文明背景下滨海盐碱地可持续利用提供新理念、新技术和基础理论支持。

全基因组关联分析（genome-wide association study，GWAS）是定位基因组中与性状显著关联的变异位点的有效方法。随着表型记录的完善、高通量基因型分型技术的发展，以及统计方法的改进，全基因组关联分析在人类疾病、动物植物遗传等领域得到了广泛的应用。假阳性是影响全基因组关联分析结果可靠性的重要因素之一。为了控制假阳性，除了校正P值，GWAS模型从最简单的方差分析（或用于质量性状的卡方检验）到加入固定效应协变量的普通线性模型（general linear model，GLM），再到加入随机效应的混合线性模型（mixed linear model，MLM）持续改进，控制了多种混杂因素导致的假阳性。将个体的遗传效应拟合为由基因组亲缘关系矩阵（genomic relationships matrix，GRM）定义的随机效应是目前常用的方法。由于MLM的参数估计大量消耗计算资源，研究人员不断尝试模型求解优化和GRM的构建优化（GRM的构建优化同时也提高了计算效率），最终将基于MLM计算的时间复杂度由O（MN³）逐步改进到O（MN），实现了计算速度与统计功效的飞跃。针对质量性状病例对照比失衡带来的假阳性问题，研究人员进一步对广义混合线性模型（generalized linear mixed model，GLMM）进行了校正。本文较全面地介绍了GWAS的基本原理和发展，着重阐述了GWAS中MLM模型的改进和优化细节，同时，列举了GWAS在农业中的应用，包括在植物、动物和微生物方面的研究成果，以及基于单倍型的GWAS应用。最后，从进一步提高GWAS统计功效和GWAS试验设计2个角度对GWAS未来的发展进行了展望。

农业废弃物的无害化和资源化利用不仅将废弃的生物质“变废为宝”，还可以减少对生态环境的污染，改善人居生活环境，是实现绿色、循环、低碳、高效和可持续发展的有效途径。本文对1990—2022年国内外发表的农业废弃物资源化利用研究的相关文献进行计量学统计，借助CiteSpace和VOSviewer文献计量工具，对该领域发文数量的年变化趋势、关键词等进行综合分析。研究发现，国内对该领域的研究起步早于国外近10年，从2002年开始国际上对该领域的研究热度和重视程度明显高于国内，年发文量的增长趋势也显著高于国内，国内外发文量的差距也在逐年扩大。国内外对于废弃物资源化利用领域的研究热点并不完全相同，国内偏向于将废弃物用于生产有机肥，以实现绿色低碳农业的循环利用；国外侧重于将废弃物进行生物质材料化和能源化利用，以弥补对不可再生资源的消耗。基于中国人多地少的基本国情，未来国内应该努力拓宽农业废弃物的处置方式，将农业废弃物原材料进行分类处置，用于基质化、饲料化、肥料化、材料化和能源化，同时将废气、废热、废渣进行回收利用，以实现生物质资源的无害化、减量化、多元化的多级利用。研究结果为国内农业废弃物资源化利用领域的发展提供借鉴。

淹水胁迫是影响植物分布与生长发育的重要因素,植物耐涝性研究是提高作物耐涝性以应对日益严峻的极端气候及规模化生产管理的关键。为了合理开展植物耐涝性研究,深入挖掘不同植物响应淹水胁迫的调控机理,本文归纳了淹水胁迫对植物生长发育的影响,总结了植物响应淹水胁迫的调节机制,并详细分析了淹水胁迫对植物表型性状、生物量、光合作用、活性氧离子积累、糖含量和生物膜的影响,以及乙烯信号分子、活性氧清除机制、渗透调节、形态调节、分子和代谢调控在植物响应淹水胁迫中的调节机制。最后,通过总结,提出了合理开发外源调节物质提高作物耐涝性值得进一步的深入研究。

有机肥替代部分化肥是实现化肥减量增效的重要途径,对提高作物产量、改善土壤肥力等具有显著效果,但其对温室气体排放以及增加土壤环境中污染物负荷的贡献亦不容小觑。本文重点综述了施用有机肥对作物品质、土壤改良、温室气体排放、农业面源污染等的影响,分析了有机肥施用研究现状,并对有机肥施用的研究趋势提出建议,首先不断优化发酵工艺提升有机肥品质是根本;其次强化品质性状评价在有机肥施用效果评价中的地位,充分依托长期定位观测和现代化监测手段,不断提升肥力监测水平,加强生态环境效应综合评价是保障,以期为科学、合理、高效使用有机肥,保障土壤资源的可持续利用提供指导。

研究旨在对寒地水稻新品种‘育龙7号’的适应性进行分析,以期为寒地水稻品种的适应性育种提供参考。以‘育龙7号’为试材,在黑龙江省、内蒙古及湖北省对其生育日数、活动积温及公顷产量等性状进行调查分析。结果表明：‘育龙7号’不仅在其主要种植区域黑龙江省第一积温带能够取得较好的生产效果,而且在黑龙江省较低积温带、内蒙古和湖北省等地也取得了较好的引种鉴定效果,可以在一定范围内应用于生产。进一步分析表明：‘育龙7号’强大适应性来自于其丰富的遗传基础,以及较为合适的选择和鉴定方法。‘育龙7号’的适应性启示：利用适合当地生态条件的主栽品种做核心种质,适当添加新的基因源,才能提高水稻品种的适应性,扩大水稻品种的适种区域。

外来生物入侵是一个影响深远的全球性问题,对各国的生态系统、环境、健康、社会、经济发展具有重大的影响。尤其是近年来,随着全球气候变暖和全球贸易自由化的加快,外来入侵生物的种类和数量呈现快速增长趋势,生物入侵的威胁日益加重,若无行之有效的防控措施,外来生物入侵可能会形成“生物恐怖”。本研究以2019年1月联合国粮农组织全球预警的重大害虫——草地贪夜蛾第一次大范围入侵中国为例,分析了入侵生物对中国经济、生态与社会的影响,阐述了外来生物可能的入侵途径,剖析了当今时代背景下中国外来生物入侵防控面临的挑战,并针对入侵生物的入侵特点和影响,提出了完善“统一监管、分工负责”的管理机制、加快外来入侵物种立法、管理体系健全、执法监督体系建立、加强外来入侵物种的基础研究和防控网络建设、深入推进科普宣传与教育等综合防控对策。

在中国农业遥感技术应用现状梳理基础上,分析遥感技术应用发展的趋势和不足,提出农业遥感技术应用的发展趋势,为遥感技术在农业领域的深入应用提供参考依据。对文献、政策进行整理及归纳分析,并结合国内外进展的对比,从中国农业遥感技术的重要性、应用水平、发展趋势、应用前景等方面进行总结,并提出相应的建议。结果表明,在遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)的技术支撑下,国内对农业遥感技术需求是迫切的,农业遥感技术应用也比较广泛;农业遥感技术应用研究发展迅速,取得长足的进步,发展趋势呈现基础性、整体性、系统性等特点。但与世界先进水平相比,中国农业遥感技术应用仍然处于相对滞后的状态,需要突出基础理论研究、强化关键技术的应用普适性,加强国家宏观统筹,进一步提高农业遥感技术应用水平,促进农业数字化水平的提高。

铁(Fe)是植物体内发现最早和含量最高的必需微量元素,参与许多生理过程和代谢途径,缺铁将严重影响其生长发育和产量品质。植物源食物中的Fe是动物和人类获取Fe的主要途径,摄入不足将损害其健康。为了充分了解Fe在植物体内的代谢生理,推动富Fe植物的培育和富Fe食物的研发,本文归纳了土壤和植物体内Fe的含量、形态及比例,总结了植物体内Fe的分布与功能,比较了植物应对少量可溶性Fe环境下的不同高效吸收策略,分析了Fe在细胞内和长距离运输中的调控机制。在此基础上,针对以往研究中存在的不足提出展望,认为今后应更多地关注：不同物种间的Fe代谢途径的差异及分子机理、Nramp家族基因如何调控植物缺Fe的吞噬机制、质体中铁蛋白(Fer)的氧化沉淀与还原释放机制和提高植物体内Fe含量及生物有效性的生物强化措施。

为了去除木质纤维素固有复杂抗性结构，实现木质纤维素原料的高效利用，研究人员不断开发新的木质纤维素预处理技术。低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents, DESs)作为一种绿色溶剂，具有成本低、制备简单、热稳定性好、可设计性等优势，在促进木质纤维素原料预处理、原料酶解转化方面有着较好的应用潜力，得到了研究者们的广泛关注和认可。本研究在查阅国内外研究现状和研究成果的相关报道基础上，综述了氯化胆碱DESs的合成及性质，预处理木质纤维素的作用机理，对木质纤维素酶解效果及转化为生物乙醇的相关研究，指出不同氢键供体、不同的预处理条件对原料的木质素去除率及葡萄糖产量有很大影响，认为DESs预处理木质纤维素极大提高了后续纤维素酶解过程的糖化率，并对DESs预处理机理、循环使用、工艺参数优化方面提出了展望。

为了从80份美国解禁自交系中筛选出配合力优良的自交系,分析其自交系利用潜力,为其合理利用提供依据。以PH6WC、PH4CV为测验种,采用NCII遗传交配设计,对80份美国解禁自交系进行配合力测定及对照优势分析。结果表明,80份美国自交系遗传基础丰富,存在真实差异,可将其分为33份母本群和47份父本群;80份供试材料中LH206、PHN66、NL001、2FACC、6M502A、29MIBZ2、1538、LH128、LH181、Lp215D、PHR30、LH214、LH213产量GCA效应值表现优良;杂交组合中PH6WC×6M502A、PHW51×PH4CV、NL001×PH4CV和LH128×PH4CV的产量TCA效应值表现优良,对照优势较强,可以进行下一步试验。80份材料中NL001、2FACC、29MIBZ2、1538适宜机械收获,性状GCA表现优良,6M502A、NL001、LH128一般配合力较高,可作为重点自交系利用。

非生物胁迫是造成全球粮食减产的主要因素之一。研究植物逆境相关蛋白的功能及应答机制，对于提高作物抗逆性具有重要意义。三角状五肽重复（PPR）蛋白属于高等植物中最大的核编码蛋白家族，因其包含高度特异性的PPR基序而得名。依据基序类型及其排列，PPR蛋白可分为P和PLS两类，PLS类蛋白又可以根据其羧基末端的结构域进一步分为PLS、E、E+、DYW等亚类。PPR蛋白广泛分布于陆生植物中，主要定位于叶绿体和线粒体，亦有少数定位于细胞核中。作为序列特异性RNA结合蛋白，PPR蛋白参与植物RNA加工的多个方面，包括RNA编辑、RNA剪接、RNA稳定和RNA翻译。PPR蛋白在植物的整个生命进程中发挥多种重要作用，但对其在植物抗逆性中的作用机制还不清楚。本文在总结已有报道的非生物胁迫相关PPR蛋白定位和功能的基础上，重点综述了PPR蛋白参与调控植物非生物胁迫的作用机制（包括转录后调控和逆行信号），并对其进行讨论。转录后调控与PPR蛋白参与RNA转录后的修饰作用有关，其一般被认为通过结合RNA并调节细胞器RNA代谢来调控逆境相关基因的表达，从而影响植物抗逆性。逆行信号方面，PPR蛋白的损伤导致线粒体或叶绿体功能受损，然后产生各类逆行信号（如ROS），进而调控相关基因表达，抵御逆境。然而，由于质体中的逆行信号会受到许多环境因素的影响，这些因素部分还未明确，导致PPR蛋白在逆行信号中的作用机制仍有很多问题有待阐明。此外，PPR蛋白存在一因多效性，部分蛋白在作用于抗逆性的同时，还会对植物的生长和生殖产生重要影响。最后，本文阐述了利用PPR蛋白作为RNA编辑工具的研究现状，探讨了目前PPR蛋白响应植物非生物胁迫方面尚待解决的问题及研究前景，提出了未来研究仍需关注的重点和难点，为深入研究PPR蛋白的功能和作物非生物胁迫抗性育种提供参考。

大数据、物联网和人工智能等现代信息技术在农业中的广泛应用，推动了农业农村现代化和智慧农业的发展，带动了农业经营主体对科技与知识的旺盛需求，农业知识服务成为农业转型升级和高质量发展的重要引擎。为解决现有农业知识分散无序、更新不及时、面向经营主体的知识服务不平衡、供需脱节等问题，本文总结分析了国内外农业知识服务的研究与实践现状，提出了一套基于农业全产业链、按照农业数据的全生命周期、面向农业经营主体的农业智能知识服务体系框架，设计了基于智能物联网（Artificial Intelligence & Internet of Things，AIoT）的农情感知与大数据汇聚治理、基于知识图谱的农业知识组织与计算挖掘，以及基于多场景的农业智能知识服务三个层次。文中归纳了包括空天地AIoT全维度农情感知、多源异构农业大数据汇聚治理、知识建模、知识抽取、知识融合、知识推理、跨媒体检索、智能问答、个性化推荐技术、决策支持等农业智能知识服务涉及的关键技术，并举例了其研究应用。最后从农业数据获取、模型构建、知识组织、智能知识服务技术和应用推广等方面探讨了未来农业智能知识服务的发展趋势及对策建议。总结发现，农业智能知识服务是破解当前农业知识服务供需矛盾，实现跨媒体农业数据到知识的跨越，推动农业知识服务向个性化、精准化和智能化升级的关键，亦是农业科技自立自强、现代农业提质增效的重要支撑。

【目的】探究国内外土壤质量评价方法与指标体系,梳理土壤质量评价中的研究热点与发展前沿,为我国土壤质量评估研究及方法应用提供科学参考。【方法】基于Web of Science 和CNKI数据库,利用文献计量检索方法,收集有关土壤质量评价指标、最小数据集筛选、土壤质量评价方法等方面的文献415篇、最小数据集155个。基于土壤质量评价指标选取频率、评价方法和最小数据集等信息,分析近30年来全球土壤质量评价的发展态势、前沿领域以及评价中存在的问题。【结果】国内外土壤质量评价指标体系涉及25个物理指标、36个化学指标、35个生物指标和19个环境指标。土壤有机质作为土壤质量的核心指标,其选取频率最高,为96.6%;其次是土壤酸碱度、全氮、速效磷、速效钾和容重,选取频率均在50%以上;微生物生物量、土壤酶活性等生物指标选取频率较低,均小于25%,但呈逐年增加的趋势。最小数据集构建方法中,主成分分析能最大限度地减少指标冗余,体现原始变量的绝大部分信息,应用最为广泛。被筛选进入最小数据集的指标中,有机质、速效磷、容重和土壤酸碱度在表征土壤质量时应用广泛,频率分别为67.7%、43.2%、34.8%和34.2%。目前土壤质量评价研究主要采用主成分分析方法筛选土壤质量指标,运用土壤质量指数法进行综合评价,能较准确地评估管理措施对土壤质量的影响,适用于土壤可持续管理。【结论】土壤有机质、速效磷、酸碱度、容重和含水量是表征土壤质量的重要评价指标。构建能够客观、全面、真实地反映土壤质量变化的指标体系及其与信息技术的融合是未来土壤质量评价研究的重点,应用指标体系在大空间尺度评估土壤质量是未来发展的趋势。

干旱是影响作物生长发育和产量的最主要非生物胁迫之一,在气候变化背景下,作物遭受干旱胁迫的风险越来越大。为了应对干旱,作物表现出一系列的抵御机制,包括形态特征和生理生化（抗氧化酶、渗透调节物质、内源激素）特性改变。本研究从上述2个方面总结了作物对干旱胁迫的响应机制,并对提高作物抗旱能力的调控措施进行了论述,主要包括：（1）筛选抗旱性品种,促进对深层土壤贮水的吸收利用;（2）地面覆盖,有利于降低土壤蒸发,增加土壤含水量;（3）节水灌溉技术,如微喷灌、滴灌等灌溉方式能实现少量多次灌溉,根区局部灌溉有利于调节气孔关闭,减少奢侈蒸腾,降低土壤蒸发;（4）抗蒸腾剂,在作物枝干及叶面表层形成超薄透光的保护膜,抑制作物水分过度蒸腾;（5）植物生长调节剂,调控植物生理代谢,增强抗旱性;（6）纳米肥料,改变作物生理生化反应,促进植株生长发育;（7）生物炭,有利于土壤通气保水,改善土壤的物理性质和土壤的持水能力。本研究系统地对以上7种措施提高作物抗旱能力的作用机理、应用前景及存在问题进行了论述,以期为应对干旱胁迫提供理论依据和技术参考。

镉污染不仅影响植物的生长发育，而且严重威胁到人类健康，是目前国内外研究的热点问题。笔者就近年来镉对植物的毒害以及植物对镉的耐受机制等相关研究进行了综述。主要包括镉对植物生长和体内代谢的影响，植物对镉的吸收、转运、分布特征以及植物通过吸收转运、区域化作用和螯合作用、体内酶活性和渗透调节物质的变化等方面探讨了植物对镉的耐受机制，并对今后的探索方向提出了一些新思路。

豆科植物(legumines)作为重要的粮食及经济作物,一直以来被广受重视。根瘤菌(Rhizbium)是一类普遍存在于土壤中的革兰氏阴性杆菌,可与豆科植物形成共生固氮体系,不仅可以提高植物的产量而且对周边生态环境无影响。根瘤菌与豆科植物的共生体系是生物固氮效率最高的,占生物固氮总量的65%以上。深入研究这种共生固氮体系对中国农业的可持续发展具有重要意义。近年来,越来越多的学者参与到根瘤菌的分类、鉴定以及应用技术的研究。本文主要从根瘤菌的分类、形态水平、生理生化水平、细胞组分、核酸分子水平的鉴定和根瘤菌的应用等方面进行了综述,为根瘤菌的实际应用提供参考依据。

沼液是有机物质经发酵后形成的，因其数量大且处理不便成为了环保压力的源头之一。沼液在水稻生产中的利用在缓解了环保压力的同时也提高了水稻产量和土壤质量，是沼液资源化利用的有效途径。沼液中含有丰富的营养元素和微生物分泌物，能够提供水稻所需的各类维生素、生长素、氨基酸等，沼液具备促进水稻生长、防治水稻病虫害的等功能。在浸种、施肥等环节，用沼液部分替代化学药剂可以提升用药效果，降低污染水平，但施用量因各地沼液成分不同而存在差异。本研究对合理利用沼液资源进行了分析总结，发现沼液资源不仅可以提高水稻产量，增加经济效益，还能减少化学污染改良土质，带动农业可持续性发展，对构建农业生态循环平衡具有重要意义。

作物模型可以在已有研究资料基础上对在多种模拟条件下的作物生长情况进行模拟，预测未知风险，优化农业资源管理措施，为农业生产的管理经营提供科学指导。APSIM模型就是作物模型的典型代表。为了研究APSIM模型的结构特征和它在中国的应用现状，本文首先阐述了APSIM模型的发展历史、运行框架、模块结构组成，其次归纳总结了APSIM模型在中国气候变化评估和农田管理方面的应用以及在中国各个气候区域的应用，最后指出了APSIM模型在中国应用时所出现的问题，并为APSIM模型的应用提出了与RS技术和GIS技术相结合等一些意见。

为了研究黑龙江省当前水稻品种的遗传基础及其亲缘关系,利用农业行业标准《水稻品种鉴定技术规程SSR标记法(NY/T 1433—2014)》中公布的47对SSR标记,对来自黑龙江省不同积温区的231份水稻品种进行遗传多样性分析。结果显示：47对SSR标记在231份水稻中共检测到136个等位基因,每个位点等位基因变幅为2~5个,平均2.92个;基因多样性变幅为0.11~0.79,平均0.56;多态性信息量(PIC)变化范围为0.11~0.76,平均0.49;标记指数(MI)的变化范围在3.18~18.39,平均6.52。聚类分析将231份水稻分为3类7群,聚类结果与主成分分析结果一致。综上所述,黑龙江省水稻品种遗传多样性不够丰富（平均PIC值为0.49）,同一积温区品种间亲缘关系较近。育种中注意南北部品种的杂交,以便拓宽遗传背景,培育出绿色优质高产新品种。

小麦作为保障中国粮食生产安全和助推农业高质量发展的主要粮食作物,尤其对小麦品质的提高显得越来越迫切。小麦品质性状较为复杂,经过多年的遗传改良,小麦品质性状研究取得了一些重要进展,但中国小麦品质改良仍处于中低水平。笔者对小麦几个重要品质性状的研究现状进行了简要概述,重点是对控制小麦营养品质、加工品质的性状遗传改良进行总结。主要分析了小麦蛋白含量、面筋含量、淀粉含量及沉淀值遗传特点,综述了各品质性状的分子遗传规律及相关调控的主要基因。尤其随着分子生物学及生物技术的发展,小麦品质性状的遗传调控规律的明晰,未来可将分子设计育种作为重点研究方式。

［目的/意义］农业机器人是全球农业装备的战略制高点和竞争焦点，也是加快推动中国农业强国建设的重点方向之一。世界农业强国与中国均围绕本国农业发展特点，正在加强农业机器人政策与规划布局，带动农业机器人产业进入稳定增长期。［进展］本文阐述了农业机器人概念及特征，全球农业机器人发展政策与战略规划布局，以及产业发展状况。针对农田作业机器人、果园采摘机器人和设施蔬菜生产机器人等3类典型农业机器人的产业背景、前沿进展、发展面临的挑战和关键技术卡点开展了深入分析。［结论/展望］展望了在全球农业劳动力的日益短缺的大背景下，农业机器人产业快速发展面临的机遇，提出了未来农业机器人技术在自主导航、自主学习、实时监控、作业管控等方面的发展趋势。

为了探寻茶渣的再利用情况，本文综述了国内外近几年对茶渣再利用的研究，结论是无论在国外还是国内茶渣在工业和农业领域的的再利用趋于饱和，但是在畜牧领域的研究甚少，还尚存在较大的研究空间。因此，今后还需把研究方向朝向畜牧行业。本研究首先简要的概括了茶渣的来源和成分，随后详细地阐述以了茶渣在工业、农业和畜牧业三个领域的应用概况，着重介绍了茶渣作为动物饲料在畜牧业方面的研究，最后以茶渣现有的研究为基础，提出了王老吉茶渣作为反刍动物饲料的应用展望，希望对今后王老吉茶渣的开发提供有价值的参考依据。

对目前国内外针对食品褐变发生的原因、影响因素及防治技术等的研究进行概括和总结。根据条件不同，褐变可分为酶促褐变和非酶促褐变，而非酶促褐变又可进一步分为美拉德反应、焦糖化反应、抗坏血酸氧化分解和多元酚氧化缩合。影响褐变的因素众多，酶促褐变的影响因素包括底物种类及浓度、酶的活性、氧气、温度和pH等；影响非酶促褐变的因素因具体反应不同而异，其中温度和pH是最主要的影响因素。基于褐变的发生机制和影响因素，褐变的防治技术包括物理防治技术、化学防治技术以及两者的联合使用。指出当前果蔬贮藏和褐变防治技术面临着能耗较大、成本较高和安全性较低的问题，同时，进一步展望了褐变防治技术应以物理防褐变技术为主，辅以必要的化学技术处理，并应将重点放在新材料和新抑制剂的挖掘上。

铜(Cu)是人体和动植物必需的金属，参与多种形态、生理和生化过程；铜是多种酶的辅因子，在光合、呼吸作用和电子传递链中起重要作用，也是防御基因的结构组成部分。为了给今后植物铜胁迫的研究提供更系统的理论参考，基于前期研究的过量铜对植物萌发、生长、光合作用和抗氧化等生理过程的不利影响的基础上，综述了铜的生物学功能；过量铜对植物生长发育的毒害；铜转运、伴侣蛋白的作用以及植物对铜胁迫的耐受机制。展望了未来的研究方向，为制定合理维持铜稳态的有效策略提供依据。