为了探讨外源抗坏血酸对阿特拉津胁迫下甜菜幼苗毒性的缓解作用及阿特拉津的降解机理。以甜菜‘KWS1197’种子为试验材料，采用盆栽实验与仪器分析相结合的方法，测定不同浓度抗坏血酸对阿特拉津胁迫下甜菜生理生化指标的影响以及土壤中农药残留量及降解机理。结果表明，阿特拉津胁迫抑制了甜菜幼苗的生长，喷施抗坏血酸后对阿特拉津胁迫下甜菜幼苗的毒性有所缓解，其中喷施1 mmol/L抗坏血酸效果最为显著，地上部分和地下部分的干重分别是只喷施阿特拉津的处理组（AT处理组）的2.54倍和3.43倍；叶绿素含量增加了42.5%；MDA含量和电解质渗透率仅为AT处理组的53.57%和65.01%，SOD、POD和CAT酶活性分别比AT处理组降低60.5%、61.3%和51.1%。且喷施抗坏血酸可以减少土壤中阿特拉津的残留量，浓度越高，降解效果越明显，并发现了4个降解产物，进一步推测了阿特拉津4种可能的降解途径。抗坏血酸可改善阿特拉津对甜菜幼苗生长造成的不利影响，1 mmol/L时效果显著，本研究为阿特拉津的降解提供了可靠的参考。

互花米草作为外来入侵植物，在黄河三角洲地区迅速扩散，加速土壤盐渍化，威胁本地物种，破坏了生态系统健康。本研究通过遥感卫星图片分析技术，分析了黄河三角洲地区互花米草入侵足迹，发现互花米草完成定殖后（2004年前），迅速占领入侵生境并快速扩散（2004—2014）。尽管最近10 a人为抑制了互花米草的入侵速度，减少了入侵面积（2014—2024），但其仍具有卷土重来、二次入侵的可能性。因此，研究进一步对互花米草入侵不同阶段的假说进行了分类梳理，对比不同防治措施，考虑到互花米草入侵时对根际微生物的影响，提出可以从植物-土壤反馈机制入手研究互花米草的防治，提高对黄河三角洲互花米草入侵的微生物学机制的认识，科学探索互花米草微生物学防治的前景。研究旨在为未来互花米草入侵提供新的防治思路。

为研究不同碳源对双孢蘑菇商业菌株A15和W192菌丝生长及胞外酶活性的影响，了解其对碳水化合物的生理需求。以不同单糖、双糖、低聚糖、多糖为试材，测定双孢蘑菇的菌丝生长速度、菌丝生物量、胞外木质纤维素酶活性。结果显示，单糖中葡萄糖、果糖对W192菌丝生物量的促进作用比A15显著，使A15菌丝生物量增加7.7%~30.8%和23.1%~38.5%，使W192的菌丝生物量增加21.1%~36.8%和26.3%~57.9%。海藻糖、蔗糖、淀粉、纤维素提高了菌丝生长速度，海藻糖、麦芽糖、蔗糖、低聚木糖、淀粉、纤维素增加了菌丝生物量，0.5%纤维素使A15和W192分别增加3.3、2.3倍。分别有10个碳源提高A15和W192的漆酶、C1及Cx活性，12个碳源均抑制A15的β-GC活性，除木聚糖、木质素外，其余10个碳源可以提高W192的β-GC活性。研究发现，双糖（海藻糖、麦芽糖、蔗糖）、低聚木糖、多糖（淀粉、微晶纤维素）对促进双孢蘑菇菌丝生长作用显著，且促进作用优于单糖，微晶纤维素对双孢蘑菇菌丝生长的促进效果最好，W192可能比A15有更高的碳源需求或耐受性。研究旨在为两个菌株的栽培生理研究积累数据，可以基于W192和A15的偏好，设计不同碳源原料的培养基配方。

冷胁迫会对植物的生长发育造成直接的影响，严重时可导致植物不结实甚至死亡。为了解析植物应对冷胁迫的分子机制，本文归纳了冷胁迫对植物产生的各种影响，总结了冷胁迫对植物质膜、ICE-CBF-COR信号级联通路、植物激素以及细胞代谢产生的影响，分析并阐述了植物耐冷机理的研究进展，为进一步将这些研究成果应用于作物遗传改良的实际中奠定基础。根据以上内容，本文建议利用基因工程、遗传学、生物化学与分子生物学、生物信息学等手段继续深入探索植物对冷胁迫的耐受分子机制，并对该领域未来的研究方向提出了展望。

生物炭是一种富含碳的材料，由于其独特的物理性质，适用于对土壤质地进行改良。生物炭性质、土壤条件、试验条件等诸多因素均会对生物炭改良土壤产生影响。为了探究施用生物炭对土壤有机碳含量的影响，本研究综合了2013年至2024年的文献并从中筛选了84篇文献中的207组数据，对此进行了Meta分析。结果表明：当生物炭pH<9、土壤类型为砂土、初始有机碳含量为低时，施用生物炭后对土壤总有机碳(TOC)含量的增幅较高，且土壤为砂土时对土壤TOC的增幅达到最大，为53.43%。随着生物炭施用量的增加，土壤TOC含量的增幅也随之变大。本研究通过生物炭性质、土壤条件、试验条件等因素，来阐述生物炭对土壤有机碳的影响，以此来展示生物炭在土壤改良方面的巨大的潜力。

土壤团聚体是土壤结构与肥力的重要指标，受到施肥类型等人为管理的影响。本研究旨在通过Meta分析法，探索长期施肥对土壤团聚体稳定性（平均重量直径MWD）的影响。收集了48篇已发表的文献数据，建立了不同施肥和团聚体稳定性的数据库，包含292个独立的组成对数据，分析不同施肥类型、作物种植制度及土壤类型在此过程中的作用。研究结果表明，与不施肥（对照）相比，施用化肥、有机肥和有机无机配施均显著提升土壤团聚体MWD。其中，有机无机配施（提升21.46%）和单施有机肥（提升17.17%）的效果分别是单施化肥（提升6.22%）的7.9倍和6.4倍。施用秸秆对MWD的影响(27.79%)显著优于粪肥(14.01%)。此外，施肥年限的增加与MWD呈显著负相关，而年均降水、蒸发量和气温均与MWD呈显著正相关。最佳施肥量为化肥>0.3 t/hm²、有机肥5~10 t/hm²、有机无机配施1~10 t/hm²，显著提升土壤团聚体稳定性，同时土壤性质及环境因子（如pH、全氮、全磷、全钾）对效果产生影响。本研究表明施肥类型对土壤团聚体稳定性有显著影响，强调有机肥和有机无机配施在提升土壤结构方面的重要性，为优化土壤管理实践提供了重要依据。

为了解亚热带天然林地土壤磷素组成的空间分异特征，本研究以钱江源国家公园莲花山景区的天然林地为对象，分别采集坡顶、中坡（山腰）、坡脚等3个地形部位的上层土样(0~15、15~30 cm)和代表剖面的分层土壤样品，并且采集根际土壤，进而详细鉴定土壤磷素形态。结果表明：无论是上层土样还是剖面分层土壤分析结果均表明，研究区土壤有机碳、全磷、各形态的有机磷、Ca₂-P、有效磷含量均呈现明显的表聚特征，随着土壤深度的增加逐渐降低。研究土壤无机磷的平均比例高于有机磷比例；有机磷占全磷的比例、活性有机磷和中度活性有机磷占有机磷的比例呈现坡脚>坡顶>中坡的规律，并且随着剖面深度的增加显著下降。林地土壤中的有机磷主要以中度活性有机磷和中稳性有机磷的形态存在；无机磷主要以闭蓄态磷(O-P)和Fe-P的形式存在。与对应土层的细土比较，根际土壤中含有较低的全磷、较低的pH，较高的有机碳、有效磷、有机磷比例、活性有机磷占有机磷的比例和Ca₂-P占全磷的比例。各形态有机磷、Ca₂-P、Al-P、有效磷含量与有机碳呈极显著相关。分析认为根系对深层土壤磷的吸收、枯叶返回地表及地表径流的迁移是造成天然林地土壤磷素空间差异的主要驱动因素。

耕作方式影响下土壤水溶性有机碳的变化对作物生长与土壤碳循环的意义重大。本研究在太湖地区开展了稻麦旋耕和稻麦免耕方式的田间试验，对比研究耕作方式对水稻关键生育期土壤水溶性有机碳含量及光谱特征的影响。结果表明：稻麦旋耕和稻麦免耕处理的土壤有机碳含量，分别从水稻种植前的21.73、21.30 g/kg增加至水稻收获后的21.95、23.49 g/kg，而水溶性有机碳含量，分别从水稻种植前的1.74、1.66 g/kg增加至水稻收获后的3.74、4.35 g/kg，稻麦免耕更有利于增加土壤固碳和水溶性有机碳含量；2种耕作方式下土壤水溶性有机碳的SUVA₂₅₄和SUVA₂₆₀均比水稻种植前略有下降，且稻麦免耕的SUVA₂₅₄和SUVA₂₆₀均高于稻麦旋耕，而E₂/E₃和E₃/E₄均有提高，稻麦免耕比稻麦旋耕更有利于提高水溶性有机碳的芳香性和腐殖化程度。相对于稻麦旋耕，稻麦免耕更有利于提升水溶性有机碳的稳定性，对增加稻田土壤固碳有着积极的作用。

为解决现有“非粮化”复垦耕地改良技术成本高、区域适宜性差等现实问题，本研究在浙东丘陵地区典型“非粮化”复垦稻田中设置田间小区试验，分析不同有机改良剂组合（T₁：生物炭基肥、T₂：生化黄腐酸钾、T₃：商品有机肥+生物炭基肥、T₄：商品有机肥+生化黄腐酸钾）和耕作深度（D：20 cm深耕、S：15 cm浅耕）对耕层土壤性质、水稻产量和经济效益的影响。结果表明：施用不同改良剂均能显著提升水稻产量，其中T₄和T₃增产效果最佳，尤其是在配合深耕条件下，较对照(S-CK)可增产3.7 t/hm² (48.8%)和3.4 t/hm² (44.5%)，当季的增产效益达2391~3101元/hm²；深耕导致土壤pH平均下降0.2个单位，但大幅提升了土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和CEC，其中D-T₄和D-T₃土壤有机质较S-CK分别增加11.5%和11.3%。通过相关分析发现，水稻产量和农艺性状（有效穗、穗长、每穗粒数、结实率）和土壤肥力指标（有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和CEC）呈极显著正相关(P<0.01)。因此，利用有机肥复配“生物炭基肥”或“生化黄腐酸钾”作为改良材料，配合适度的机械深耕，可以同步实现耕层重构和定向培肥，提高复垦区土壤改良的效率，该技术在丘陵“非粮化”复垦稻田中具有较大的推广潜力。

通过查明元谋县域内重金属元素分布特征，了解当地重金属来源和环境评级情况，客观掌握该地区土壤中所存在的环境问题，为农业发展和环境治理提出科学合理的建议，提高该地区土地管理和环境监测水平。采用传统地球化学与土壤学相结合的方法，采样按照1:250000土地质量地球化学调查有关标准执行。化验分析数据使用SPSS、Excel、GeolPAS.V4.5和ArcGIS10.8等软件进行数据建模、成果集成和图件制作。结果表明：元谋县表层土壤含有重金属元素砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)，其中Cd呈表层富集特征，Cd和Hg分异性高于其他元素。Cu总体分布均衡，局部有富集和亏损现象。Cr与Ni呈高度相关，与Pb呈弱负相关性。重金属来源主要有三类：以富Zn和富As为主、以富Cr、Ni和Cu为主和以富Hg为主。表层土壤环境综合等级评价中，无风险区面积为1873 km²，约占92.77%；风险可控区面积为146 km²，约占7.23%，在姜驿乡、黄瓜园镇和平田乡较为集中，其余地区呈零星分布，未见风险较高区域。元谋县重金属元素中，As、Cr、Ni、Pb、Zn分布主要受成土母质控制，Cu和Cd受成土母质、持续风化和人类活动等多因素控制，Hg主要受人类活动控制。环境评级没有风险较高区域，风险可控区主要受Cu和Cd影响，其中Cd风险可控区与农业发展集中区高度吻合，后期需要合理控制相关农药施用并做好监测。Hg在全区均为无风险，但在表层土壤中已出现轻微富集趋向，需做好后期预警以防污染。

本研究以‘红箭’小番茄为试验材料，设置0%(CK)、0.05%(MI1)、0.1%(MI2)、0.2%(MI3)和0.4%(MI4)5个肌醇浓度梯度，探究外源肌醇浓度变化对番茄产量和品质的影响。在此基础上，设置100 mmol/L NaCl盐胁迫处理(N)及盐胁迫下添加0.2%浓度的肌醇处理(NM3)，探究肌醇在缓解番茄盐胁迫中的作用。结果表明，随着肌醇浓度增加，番茄产量整体呈先增加后降低的变化趋势，其中MI3处理番茄产量较CK显著增加了17.7%；外源肌醇的施用能够增加番茄产量，并与提高叶片SPAD值、促进根系生长、提高关键抗氧化物酶活性（如POD活性）密切相关。低浓度肌醇(MI1、MI2)施用显著提高了果实维生素C含量，而随着肌醇浓度继续增加对果实维生素C含量无显著影响；施用外源肌醇后果实可溶性糖含量显著增加了38.6%~166.2%，而可溶性蛋白含量降低了13.4%~22.6%。盐胁迫下通过抑制番茄根系生长、增加丙二醛(MDA)含量、降低抗氧化系统酶活性使番茄产量、叶片SPAD值和维生素C含量较CK显著降低了16.1%、14.4%和26.4%。相反，在盐胁迫下施用适宜浓度的肌醇(NM3)可以显著促进根系生长、降低MDA含量、提高抗氧化物系统酶活性，从而使番茄产量、叶片SPAD值、维生素C和番茄红素含量较N处理显著提升了37.8%、13.5%、23.8%和34.5%。适宜浓度外源肌醇(MI3)施用可以显著促进番茄根系生长、提高关键抗氧化物酶活性，从而增加番茄产量、改善果实品质；此外，适宜浓度外源肌醇施用可以明显缓解番茄盐胁迫，提高番茄产量和品质。

为提高药用石斛的组培效率和质量水平，以铁皮石斛和金钗石斛为实验材料，探究红(R)、蓝(B)、绿(G) 3种颜色组合(R6B3G0、R6B3G1、R6B3G3、R3B6G0、R3B6G1、R3B6G3、R3B3G3)以及白光(W)等8种不同LED光质组合对石斛增殖、生根与活性成分含量的影响。结果表明，在R3B6G3的光质下铁皮石斛、金钗石斛增殖效果最好，增殖系数分别为6.67、1.59，比对照(W)明显提高72.8%、101.3%，在该处理下金钗石斛鲜重最大。在R6B3G3组合光质处理下铁皮石斛、金钗石斛生根效果最佳，单株根数分别为10.56、9.42根/株，分别比W处理提高了59.5%、75.4%；此时铁皮石斛鲜重、干重最大，分别为1.254、0.135 g/株，比W明显提高81.7%、1.08倍。干物质含量以R3B6G1处理最高，比W明显提高29.0%，该光质下多糖含量达到最大值24.61%，总黄酮含量以W最佳，为1.46%。在R6B3G0和R3B3G3光质下铁皮石斛总酚含量最佳，均比W提高1.39倍；这2种光质下金钗石斛中的石斛碱含量达到最佳，均为0.5%。可见，在R3B6下增加较强绿光，有利于铁皮石斛的增殖；而在R3B6下增加较强绿光或R6B3下补充较弱绿光，有利于金钗石斛的增殖。此外，R6B3补充较强绿光处理有利于2种石斛的生根。进一步研究发现，在R3B6下适当补充较弱绿光有利于铁皮石斛干物质和多糖的积累；在R6B3下增加较强绿光有利于金钗石斛干物质和石斛碱的积累。

为解决高海拔山区蓝莓种植面临的水资源短缺问题，本研究以11个外引蓝莓品种为试验材料，通过设置干旱组和浇水组进行对比试验，以评估各品种在自然干旱条件下的耐旱潜力。2021年，对干旱组处理的蓝莓进行叶片形态解剖观测，运用统计学方法探讨不同蓝莓品种的耐旱性，并筛选叶片形态解剖的关键指标。2022年，采用双变量方差分析方法，对比干旱组和浇水组的产量构成因素，从而评估各品种受干旱影响后的生产恢复潜力。结果显示，不同蓝莓品种的耐旱性存在显著差异，11个蓝莓品种耐旱性由强到弱依次为‘密斯蒂’>‘普鲁’>‘双丰’>‘布里吉塔’>‘久比利’>‘蓝丰’>‘盛世’>‘奥尼尔’>‘波尼法西’>‘园蓝’>‘公爵’。通过对10项叶片形态解剖指标的筛选，确定了4个评价蓝莓耐旱性的典型指标，即上表皮厚度、叶片厚度、海绵组织厚度和气孔密度。实证分析表明，‘密斯蒂’、‘普鲁’和‘双丰’耐旱性较强，‘波尼法西’、‘园蓝’和‘公爵’耐旱性相对较弱，这一结论与耐旱性评价的结论相符。

为了从转录水平揭示不同耐旱性甘薯柴根和块根的差异，明确甘薯根系分化和耐旱性生理机制，以耐旱性强的‘济薯21’(‘JS21’)和耐旱性弱的‘济紫薯1’(‘JZ1’)为材料，通过旱棚人工控水模拟干旱，开展了不同耐旱性甘薯根系的转录组分析。结果表明，在正常供水条件下，2个品种的差异表达基因(DEGs)的GO分类和KEGG富集类似。在干旱条件下，同一品种内，‘JS21’块根与柴根间有84个差异基因富集于淀粉和蔗糖代谢途径，‘JZ1’块根与柴根间有112个差异基因富集于核糖体代谢途径；不同品种间，‘JS21’和‘JZ1’的块根间有224个差异基因，‘JS21’和‘JZ1’的柴根间有204个差异基因，均主要富集于核糖体代谢途径。通过转录因子和激素代谢途径进一步分析发现，在干旱条件下，与耐旱性弱的甘薯品种‘JZ1’相比，耐旱性强的甘薯品种‘JS21’块根中ARF类转录因子和柴根中NAC类转录因子差异表达的较多，‘JS21’块根和柴根中均是类胡萝卜素生物合成途径中基因表达上调，油菜素内酯生物合成途径中基因表达下调；同一品种内，与柴根相比，‘JS21’块根中α-亚麻酸代谢途径中基因表达上调。总之，耐旱性强的甘薯可以通过协调抗旱基因和生长转录因子表达，并平衡抗旱激素(ABA、JA)和生长激素(IAA、BR)来维持干旱条件下的淀粉和蔗糖代谢，从而在提高抗旱性的同时保证一定的产量形成。

为了探究不同浓度脱落酸(abscisic acid, ABA)对低温胁迫下菜豆幼苗生长及抗寒性的影响。研究了脱落酸缓解菜豆冷害的调控机理。以低温敏感型的菜豆品种‘热那亚’幼苗为试验材料，设置常温对照组(CK)、低温处理组(LT)、以及喷施10 mg/L ABA溶液(T₁₀)、20 mg/L ABA溶液(T₂₀)、30 mg/L ABA溶液(T₃₀)、40 mg/L ABA溶液(T₄₀)后进行低温胁迫的4个不同浓度脱落酸处理组。对其幼苗生长指标及生理指标进行测定。结果显示：T₁₀处理组菜豆幼苗生长指标达到峰值，较LT组植株的株高、根长、茎粗和叶面积分别增加了48.47%、43.46%、73.20%和65.69%，差异显著。此外喷施ABA降低了低温胁迫下菜豆幼苗的电解质渗透率，增强了抗氧化酶POD、SOD的活性，清除了多余的ROS，降低了MDA、H₂O₂、O₂^-和可溶性蛋白的含量，保护了菜豆细胞膜结构。提高了低温胁迫下幼苗叶片的光合性能。由此可见，喷施适宜浓度ABA可以促进低温胁迫下菜豆幼苗的生长发育。

为深入了解‘菏麦26’的生产特性和推广应用价值，本研究基于HHN科企创新联合体黄淮南片冬水组2016—2018年小麦品种区域试验及2018—2019年度小麦品种生产试验数据，以‘周麦18’作为对照，对‘菏麦26’的丰产性、稳产性、适应性以及抗性和品质特征进行分析。结果显示，‘菏麦26’ 3年产量较对照‘周麦18’分别增产4.5%、11.53%、5.28%，达到显著水平；‘菏麦26’变异系数偏小于‘周麦18’，高稳系数较大，适应度较高；各试点参试品种平均产量与‘菏麦26’平均产量呈线性回归，回归系数趋于1；‘菏麦26’抗倒伏能力强，但抗病性一般；‘菏麦26’籽粒整齐度好、容重偏高、品质优良。综上，‘菏麦26’具有丰产性突出、稳产性好、适应性强、品质优良的特点，在黄淮南片冬麦区有良好的推广利用价值。

为探究海藻酸增效液对冬小麦光合特性及产量的影响，在冬小麦返青期、拔节期、孕穗期分别设置4个不同浓度处理，分别为0 mg/kg (CK)、30 mg/kg (N30)、60 mg/kg (N60)、90 mg/kg (N90)，研究了不同处理间的叶绿素含量、灌浆速率、干物质积累与分配、光合特性及产量等指标。结果表明：喷施海藻酸增效液可以显著提高小麦旗叶的叶绿素含量及籽粒的灌浆速率，尤其是在开花后期，相较于CK处理，仍能保持明显优势。各浓度处理的茎鞘+叶片干物质积累量、穗轴+颖壳干物质积累量、籽粒干物质积累量及分配比例显著高于CK，其中拔节期N30处理的优势最为明显。在光合作用中，喷施海藻酸增效液显著提高了小麦旗叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)，降低了小麦旗叶的胞间二氧化碳浓度(Ci)，使作物始终保持较高的光合作用效率。在产量及构成因素中，各浓度处理的穗数及穗粒数与CK相比差异不大，但千粒重及产量显著高于CK，其中拔节期按照30 mg/kg喷施海藻酸增效液增产效果最好，产量为8811.96 kg/hm²，相较于同生育期CK处理，产量提高了12.01%。综上所述，拔节期按照30 mg/kg喷施海藻酸增效液是较为合理的施肥方案。

为遴选出适宜东北地区冷凉条件下水稻秸秆原位还田腐解效果最优的菌剂产品，并明确腐解菌剂与尿素耦合的最佳用量，于2020年10月—2022年10月在吉林省松原市前郭灌区红旗农场和吉林市永吉县万昌镇，选择3种腐解菌剂进行田间比选试验，以水稻秸秆腐解率、水稻生物学性状和产量为指标，遴选出应用效果较好的菌剂产品；设置秸秆还田配施该腐解菌剂与不同尿素用量耦合试验，明确最适宜的尿素用量。结果表明：自主研发的腐解菌剂NKY表现出更好的田间应用效果，红旗农场和万昌镇的周年秸秆腐解率分别为68.8%和67.2%，与未施菌剂处理(CK)相比分别提高38.5和35.5个百分点，水稻株高、分蘖数和干物重也均有所增加，水稻产量分别提高6.0%和6.8%；尿素与腐解菌剂NKY耦合的最适宜用量为75 kg/hm²，与未施尿素相比，秸秆腐解率提高8.7%，产量提高6.2%。综上所述，自主研发的腐解菌剂NKY不仅有很好的水稻秸秆降解能力，同时能够促进作物生长、提高作物产量，具有较好的应用前景。

2021年6—11月，在江苏南通沿海滩涂地区以‘南粳5055’为试验品种布置水稻种植试验，设置5个叶面喷施处理，即清水处理(CK)、糖醇硅处理(SF1)、海藻液硅处理(SF2)、液体硅锌肥处理(SF3)、高活性离子态液体硅处理(SF4)，旨在研究不同外源硅肥喷施对沿海滩涂水稻产量、各器官干物质和养分积累及转运、稻米品质的影响。结果表明：（1）与CK相比，SF1、SF2、SF3和SF4下水稻产量分别提高了9.24%、7.31%、0.28%和3.64%，且SF1下达到显著水平；同时，SF1下每穗粒数、实粒数、千粒质量、穗长和着粒密度增加均达到显著水平(P<0.05)；（2）水稻成熟期的地上部干物质积累量表现为SF1>SF2>SF4>SF3>CK；水稻抽穗期各喷施处理地上部的氮素积累量均显著增加，SF1和SF3下地上部钾素积累量显著增加；水稻成熟期SF1、SF3和SF4下穗和地上部氮素累积量均显著增加(P<0.05)；水稻抽穗期各器官氮素和钾素积累量分配均表现为茎鞘>叶片>穗；成熟期氮素积累量分配均表现为穗>茎鞘>叶片，钾素积累量分配均表现为茎鞘>穗>叶片；（3）与CK相比，叶片干物质转运量(SF3)、穗部干物质增加量（SF1、SF2和SF3）显著增加；茎鞘（SF2、SF3和SF4）和叶片(SF1)氮素转运量、穗部（SF1、SF3和SF4）氮素增加量均显著增加；水稻茎鞘(SF3)和叶片(SF1)钾素转运量、穗部(SF3)钾素增加量均显著增加(P<0.05)；（4）滩涂水稻产量与穗干物质增加量和氮素转运量呈正相关，与成熟期穗干物质积累量、穗氮素积累量呈显著正相关，与叶片钾素积累量呈显著负相关；（5）本试验条件下，不同外源硅肥喷施对滩涂稻米外观和加工品质均没有明显影响。因此，在本沿海滩涂地区，通过叶面喷施适宜的外源硅肥（特别是糖醇硅）可以显著提高水稻产量，且喷施外源硅肥主要提高了滩涂水稻每穗粒数和千粒质量，增加了水稻穗部干物质积累和氮素积累量。

为了研究盐胁迫下氧化石墨烯(graphene oxide，GO)处理对水稻种子萌发的影响，本试验以水稻‘哈粳稻15号’为试验材料，在正常条件和盐胁迫下(0.05 mol/L NaCl)采用不同质量浓度(0、25、50、100 mg/L)的GO引发处理，检测不同处理后水稻种子的抗氧化酶活性、丙二醛及其渗透调节物含量的变化。结果表明：（1）低浓度GO(25 mg/L)可以促进水稻种子的萌发，而高浓度GO(50、100 mg/L)则明显抑制其萌发。25 mg/L的GO可以增加盐胁迫下种子的生命力，提高出苗率；（2）高浓度GO与NaCl复合处理，可以进一步加重盐胁迫对水稻种子生长的抑制效应，同时提高抗氧化酶活性，降低丙二醛含量，减轻氧化应激反应；（3）GO处理促进了渗透调节物的合成与积累，增加水稻种子的渗透调节能力和抗盐害能力，强化幼苗的耐盐能力，显著提升其在盐环境下的出苗和成苗效率。低浓度GO可以促进水稻萌发，而高浓度GO对水稻生长具有一定危害。特别是在盐胁迫下，高浓度GO可以加大盐胁迫对水稻生长的毒害。建议盐碱地区在水稻生产实践中慎用高浓度GO相关肥料等。

【目的】MADS-box转录因子是植物最大的转录因子家族之一，在植物生长发育和胁迫响应中均发挥重要功能。前期通过转录组数据获得一个辣椒热响应基因，该基因编码MADS-box转录因子家族成员CaAGL61（Agamous-like MADS-box protein AGL61）。在此基础上，进一步研究CaAGL61在辣椒耐热性调控中的功能，为深入了解辣椒耐热分子机制提供理论参考，为辣椒耐热性的遗传改良提供基因位点。【方法】通过SMART在线工具预测CaAGL61保守结构域，使用MEGA7构建辣椒和其他植物物种AGL61蛋白的系统发育树，利用实时荧光定量PCR技术探究CaAGL61在辣椒中的表达模式，运用烟草亚细胞定位技术和酵母双杂交自激活系统检测CaAGL61的转录因子特性，利用病毒诱导的基因沉默技术和基因瞬时过表达技术探究CaAGL61表达对辣椒耐热性的影响。【结果】CaAGL61编码179个氨基酸，包含一个MADS结构域，在系统进化方面高度保守。CaAGL61在辣椒花器官中的表达量最高、其次是茎和果实，根中的表达量最低；进一步分析发现CaAGL61的表达量随着花器官的成熟而增加，尤其在授粉坐果期的花药中表达量最高；45 ℃高温处理显著上调了CaAGL61的表达水平。亚细胞定位显示，CaAGL61定位于细胞核中；酵母转录激活分析表明，CaAGL61具有转录激活活性。CaAGL61沉默植株的耐热性显著增强，热胁迫处理后，与对照相比，CaAGL61沉默植株生长点萎蔫程度减轻，叶片相对电导率降低，丙二醛含量、死细胞和活性氧积累减少，而叶绿素含量升高。相反，CaAGL61瞬时过表达降低了辣椒的耐热性，与对照相比，表现为植株受热胁迫损伤程度更严重，叶片相对电导率升高，丙二醛含量、死细胞和活性氧积累增多，叶绿素含量下降。【结论】鉴定了一个辣椒热响应MADS-box转录因子基因CaAGL61，该基因通过加剧氧化胁迫而负调控辣椒耐热性。

【目的】探讨秸秆、绿肥覆盖还田对西南旱地土壤肥力及作物产量的影响，为合理高效、生态健康的保护性耕作措施提供依据。【方法】以西南地区“蚕豆/玉米/甘薯”旱三熟套作模式中的甘薯季为研究对象，设无覆盖（CK）、秸秆覆盖（S）、紫云英覆盖（M）、秸秆+紫云英覆盖（S+M）4个处理，研究其对土壤理化性质、微生物碳源代谢活性以及甘薯干物质积累和产量的影响。【结果】（1）较地表无覆盖（CK），秸秆覆盖（S）和紫云英覆盖（M）对甘薯季土壤理化性质、生物学特性具有一定的改善作用，其中以秸秆与紫云英（S+M）协同覆盖的效果最佳。（2）基于主成分分析的土壤肥力综合评价表明，S和M处理的土壤肥力均高于CK，其中S+M处理在根际与非根际土壤的综合得分均为最高。（3）S+M处理显著提高了甘薯各器官干物质量以及甘薯产量，S+M、S、M处理下甘薯产量相较于CK处理分别提高34.53%、14.60%、11.55%。【结论】在西南“旱三熟”区进行秸秆与紫云英覆盖，能有效改善土壤理化性质及生物学特性，提升土壤肥力，提高甘薯干物质量及产量。

【目的】了解农田土壤细菌种群结构、关键物种以及细菌碳代谢功能与长期不同施肥土壤理化、生物学性质的关联性。【方法】基于细菌16S rRNA分子标记，采用扩增子测序技术，解析沈阳农业大学长期定位实验站29年连续实施不同施肥（不施肥，CK；单施化肥，N4；化肥减量配施有机肥，M2N2）后，土壤细菌群落结构、生态网络、潜在碳代谢功能与土壤理化生物学性质的关系。【结果】不同施肥处理导致土壤理化生物学性质以及细菌种群、多样性和潜在碳代谢基因丰度发生明显变化。与不施肥（CK）相比，长期单施化肥（N4）显著降低了土壤pH、细菌物种数量和群落多样性，化肥减量配施有机肥（M2N2）具有良好的维持作用。长期施肥（N4和M2N2）虽显著增加土壤呼吸作用，但明显降低0—20 cm土层土壤净氮矿化速率。其中，与N4处理相比，M2N2处理可明显提升土壤净氮矿化速率。土壤NH₄⁺-N含量、净氮矿化速率和pH是土壤细菌种群差异的重要影响因子。网络共现分析显示，Bradyrhizobium elkanii 和 beta proteobacterium WWH154是维持细菌生态网络稳定性的关键物种，其中，100株优势细菌物种全部与beta proteobacterium WWH154呈共现关系，54%的物种与Bradyrhizobium elkanii表现出共现关系。长期施肥（N4和M2N2）可增加两个关键物种的相对丰度，增幅61.9%—169.4%，M2N2处理的增幅更为明显。碳代谢基因功能预测发现，N4处理降低土壤细菌碳固定、氨基酰基转运RNA生物合成和氨基酸相关酶等碳代谢基因的丰度，M2N2处理则能较好地稳定碳代谢途径。【结论】长期施肥改变农田土壤理化和生物学性质，化肥减量配施有机肥（M2N2）通过富集关键物种，增加微生物网络复杂性来响应环境变化，维持土壤生态功能，进而提升作物产量。

【目的】探究RothC在东北地区旱地和稻田土壤有机碳储量动态变化的适用性及不同模型校准方法对于模型模拟性能的影响。【方法】选取了一个典型的旱地和一个典型的稻田长期试验点，旱地试验来自中国科学院海伦农业生态试验站（2004—2015年），稻田试验来自八五〇农场的试验数据（2010—2017年）。每个试验点选取两个试验处理分别为仅施无机肥（NPK）和施无机肥+秸秆还田（NPKS）,用于模型模拟验证与性能评价。针对稻田土壤除采用RothC外，还选取了两个修正版本RothC_p和RothC_0.6用于适用性评价，选用3种不同模型校准方法分别为平衡法（M1）、参数优化法（M2）、传递函数法（M3），分析不同模型校准方法对于模型模拟性能的影响。选用归一化均方根误差（nRMSE）、平均差（MD）、一致性指数（d）作为模型评价指标。【结果】海伦站的有机碳输入量表现出明显的波动趋势，NPK、NPKS处理的年均碳投入量分别为1.71、3.52 t·hm^-2，八五〇农场的有机碳投入较为稳定，NPK、NPKS处理年均有机碳输入量分别为1.89、5.90 t·hm^-2。海伦站的模拟验证结果显示，采用不同模型校准方法进行模拟时其nRMSE均小于5%，d在0.60—0.74，说明不同模型校准方法下的模型性能均表现为优秀，RothC能够准确的模拟出旱地NPK、NPKS处理的SOC储量变化趋势。当采用M2方法时NPK、NPKS处理的nRMSE最小，分别为3.46%、3.09%。八五〇农场的模拟验证结果显示，RothC和RothC_p的MD范围为-1.47—-13.41，nRMSE范围为2.90%—26.48%，d值均小于0.1，说明这两个模型大幅度高估了SOC储量的增加，RothC和RothC_p不能够模拟出稻田SOC储量的变化趋势。RothC_0.6在NPK处理下，其MD范围为-0.08—0.44，nRMSE的范围为0.24%—0.85%，d值范围为0.31—0.76；而在NPKS处理下，MD范围为-5.71—-6.22，nRMSE范围为11.21%—12.12%，d值范围为0.12—0.13，说明RothC_0.6能够模拟出NPK处理下SOC储量的动态变化，但大幅高估了NPKS处理的SOC储量的变化。【结论】RothC和RothC_0.6分别适用于东北地区旱地和稻田秸秆不还田情况下SOC储量动态变化的研究，能够准确模拟出SOC储量的变化趋势；不同模型校准方法对于模型模拟性能有影响但均在可接受范围，而传递函数法（M3）计算过程简单、节省模型运行时间，且模型模拟性能较佳，因此本研究推荐优先使用传递函数法（M3）用于模型校准。

【背景】酚氧化酶（PO）激活系统在昆虫先天免疫中发挥着关键作用，特别是在病原体防御方面。该系统的核心组分是酚氧化酶原激活蛋白酶（PAP），它能够直接激活酚氧化酶原（proPO）。尽管这些组分在昆虫的PO激活系统中具有重要意义，但相关研究仍然较为有限。【目的】探究微小RNA（microRNA，miRNA）在小菜蛾（Plutella xylostella）免疫金龟子绿僵菌（Metarhizium anisopliae）侵染的酚氧化酶激活系统中的调控作用，为害虫防治提供新的靶点和途径。【方法】通过生物信息学方法筛选并鉴定miRNA及其靶向的mRNA。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术，检测miRNA、PAP2和PAP3在小菜蛾感染绿僵菌（1×10⁶ CFU/mL）后不同时间的转录水平。采用体外双荧光素酶系统测定miRNA对PAP2和PAP3的调控作用。将miRNA模拟物（mimic）或抑制物（inhibitor）注射到小菜蛾体内，12 h后感染绿僵菌，使用qRT-PCR检测PAP2和PAP3的表达水平，同时统计死亡数并测定PO活性。【结果】miR-6497-x、miR-8545-x、novel-m0313-3p和novel-m0592-5p靶向PAP3；novel-m0042-5p、pxy-miR-2756-3p和miR-9215-x靶向PAP2。qRT-PCR检测结果显示，在绿僵菌侵染后的24和48 h，miRNA与靶基因之间存在负调控关系。体外试验结果表明，miR-6497-x、novel-m0313-3p和novel-m0592-5p靶向PAP3，表现出负调控作用，而miR-9215-x靶向PAP2，表现出显著的负调控作用。活体注射miR-6497-x mimic后，在绿僵菌侵染的12—48 h，PAP3表达量显著下调，幼虫死亡率显著增加，PO活性显著减弱。相反，活体注射miR-6497-x抑制剂后，在绿僵菌侵染的12—48 h，PAP3表达量显著上调，幼虫死亡率显著降低，PO活性显著增强。然而，过表达或抑制miR-9215-x后，在绿僵菌侵染的12—48 h，PAP2表达量、幼虫死亡率和PO活性与对照组相比均无显著变化。【结论】筛选并鉴定了靶向PAP3的miR-6497-x。离体和活体试验证实，miR-6497-x对PAP3具有负调控作用，进而影响PO级联反应。这表明miR-6497-x在调控小菜蛾对金龟子绿僵菌感染的免疫防御中发挥了重要作用，为针对害虫免疫系统的生物防治策略提供了理论依据。

【目的】研究不同氮素形态对夏玉米灌浆特性、籽粒品质及产量的影响，为夏玉米生产选择适宜氮肥种类、提高产量和籽粒品质提供科学依据。【方法】试验于2022-2023年在山东泰安进行。选用登海605（DH605）为试验材料，施氮量210 kg N·hm^-2，设置5个处理：酰胺态氮（尿素，UREA）；硝态氮（硝酸钙，NN）；铵态氮（氯化铵，AN）；硝态氮和铵态氮配施（1﹕1，HH）；酰胺态氮、硝态氮和铵态氮配施的尿素硝酸铵溶液（2﹕1﹕1，UAN）。通过测定夏玉米籽粒灌浆特性、籽粒品质特性和籽粒容重，探析不同氮素形态对夏玉米产量和品质的影响。【结果】与常规施用酰胺态氮UREA相比，NN的产量和籽粒品质均降低；AN的产量增加但籽粒品质降低；HH的产量显著提高且不影响籽粒品质；UAN可显著提高产量并改善籽粒品质。其中，2年产量均以3种氮素形态配施（UAN）最高，较UREA显著增加13.7%—16.3%；其次是AN和HH，较UREA产量分别显著增加5.2%—6.8%和7.3%—10.6%；NN的产量较UREA降低了5.4%—5.8%。与UREA相比，UAN的灌浆速率最大时的生长量（W_max）提高了6.3%—9.7%，籽粒灌浆活跃期（D）延长了7.7%—10.9%；AN和HH通过增加W_max，延长D，从而促进粒重积累以提高产量。NN的W_max、D、籽粒灌浆速率和脱水速率显著低于其他处理。粗蛋白含量以NN和AN较低，较UREA分别降低了20.6%—22.0%和15.2%—17.4%，NN粗脂肪含量显著高于其他处理，与UREA相比增加了23.6%—30.9%。与UREA相比，UAN可改善籽粒品质，总淀粉和支链淀粉含量较UREA分别提高了4.9%—5.2%和11.7%—14.4%，支链/直链淀粉值增加了39.0%—39.1%，直链淀粉含量降低了14.1%—16.8%；UAN的粗蛋白含量提高了11.7%—24.1%。UAN的籽粒容重显著高于其他处理。【结论】与常规施用酰胺态氮相比，硝态氮处理籽粒灌浆受到抑制，粒重减小，产量降低；铵态氮或多种氮素形态配施均可改善籽粒灌浆过程，增加籽粒重量，从而提高产量；与施用单一氮素形态相比，3种氮素形态配施可以实现产量和籽粒品质的协同提升。

【目的】针对西北干旱灌区青贮玉米生产中不合理的水肥施用导致产量不稳定及品质下降等问题，探讨减量灌水结合有机无机肥等氮配施对青贮玉米产量和品质的影响，为西北灌区青贮玉米的高产优质栽培技术筛选出适宜的水肥管理模式。【方法】于2021—2022年，在甘肃农业大学绿洲农业试验基地开展基于双因素裂区设计的大田试验研究。主区为2个灌水水平，分别为I1（常规灌水量减量20%，324 mm）、I2（常规灌水量，405 mm），采用滴灌方式灌溉；裂区为5个不同的施肥处理，分别是F1（全施化学氮肥）、F2（75%化学氮肥与25%有机肥混合施用）、F3（50%化学氮肥与50%有机肥混合施用）、F4（25%化学氮肥与75%有机肥混合施用）、F5（全施有机肥）。分析不同水肥管理模式对青贮玉米产量、籽粒品质及秸秆品质的影响，并采用因子分析对青贮玉米的产量和品质进行综合评价。【结果】单一减量灌水会造成青贮玉米产量和品质的降低，有机无机等氮肥配施有利于增强减量灌水条件下青贮玉米产量和品质协同提升的潜力，其中以减量20%灌水结合75%化学氮肥+25%有机肥配施（I1F2）优势突出。I1F2可显著提高青贮玉米鲜草和干草产量，与常规灌水结合全施化学氮肥（对照，I2F1）相比鲜草与干草产量分别提高9.9%与12.7%。同时，I1F2仍可保持青贮玉米较高的籽粒与秸秆品质。与I2F1相比，I1F2籽粒蛋白、脂肪含量分别提高17.4%、20.5%，必需氨基酸含量（苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸和甲硫氨酸含量）分别提高17.4%、13.9%、19.4%、17.9%、23.1%、30.0%、44.5%和22.0%。I1F2较I2F1秸秆粗蛋白、粗脂肪和可溶性糖含量分别提高13.9%、19.1%和15.6%，中性洗涤纤维含量降低13.5%，进而相对饲用价值提高14.0%。通过因子分析发现，I1F2具有最高的综合适应性指数，有利于青贮玉米增产提质。【结论】减量20%灌水结合75%化学氮肥+25%有机氮肥是实现西北灌区青贮玉米产量和品质协同提升的最优水氮管理模式。

【目的】适当减少氮肥投入是水稻生产中可持续性的管理措施。研究减施氮肥对华南地区早晚兼用型水稻产量和稻米品质的影响，可为‘丝苗米’品种的优质丰产栽培和氮素管理提供理论依据。【方法】于2022—2023年在广东省农业科学院大丰试验基地开展了2年原位大田试验，以2个早晚兼用型‘丝苗米’品种（19香、南晶香占）为试验材料，采用双因素裂区试验设计，主区为减少20%氮肥施用量（RN）和常规氮肥施用量（CN）2个处理，裂区为水稻品种，比较分析减氮条件下早晚兼用型水稻产量和稻米品质的变化特征。【结果】与CN相比，RN条件下的早晚兼用型水稻晚季产量无影响，但显著降低早季产量，2年平均降幅为11.7%，早季产量的降低主要与其总颖花数的减少有关。RN对早季稻米精米率、垩白粒率和垩白度无影响，但显著降低早季整精米率，2年平均降低3.30%；RN对早季米饭硬度无影响，显著降低稻米中蛋白质含量、米饭黏性和食味值，平均降幅分别为0.61%、12.80%和2.80%，而显著提高稻米中直链淀粉含量，平均提高1.23%。RN对晚季稻米精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、直链淀粉和蛋白质含量、米饭硬度和黏性以及食味值均无显著影响。另外，RN条件下早季整精米率的降低可能与蛋白质含量下降有关，米饭黏性和食味值的降低与直链淀粉含量升高有关。【结论】短期减施氮肥降低早晚兼用型水稻早季产量、稻米加工品质和食味品质；但减施氮肥并不影响早季外观品质，晚季产量、加工品质、外观品质以及食味品质。因此，在早晚兼用型水稻生产中，早季应保障充足的氮素供应以维持水稻产量和品质；而在当前氮肥施用水平下，晚季减施20%氮肥仍可实现水稻稳产优质。

高粱是全球干旱半干旱地区的重要粮食作物，对干旱半干旱地区的粮食安全、边际土地利用和膳食结构调整等具有重要意义。我国自1958年第一代粒用杂交高粱问世至今，为适应机械化收获、降低人工成本，培育的粒用杂交高粱株高经历了高秆、中秆、中矮秆及矮秆的变化过程，在近20年完成了中国粒用杂交高粱的绿色革命。本文总结了中国粒用高粱矮化育种发起的原因、历程与现状，展示出我国近60年高粱品种株高不断降低与产量不断提升的变化趋势。汇总了我国粒用高粱绿色革命过程中所创制的重要种质，通过亲缘关系分析得知我国恢复系矮源来自中国地方品种三尺三，不育系因利用国外种质Tx3197A、Tx3197B较多，其矮源可追溯至Tx3197B。综述了在高粱绿色革命中发挥重要作用的高粱矮化基因dw1、dw2和dw3的克隆、变异位点、矮化机理，以及前人在发掘新的株高QTL方面作出的贡献。高粱矮化机理不同于水稻、小麦的赤霉素（GA）调控系统。dw1通过调控油菜素内酯系统（BR）缩短节间的长度从而降低株高，dw2和dw3分别编码KIPK蛋白激酶和生长素外排转运蛋白（ABCB1），调节生长素（IAA）的运输，从而缩短节间的长度进而降低株高。dw1、dw2和dw3矮化基因在降低株高的同时对成熟期、穗长、穗粒重、叶面积等其他性状产生多效影响。利用分子标记和测序技术分析dw1、dw2和dw3矮化基因在骨干不育系、恢复系中的分布和应用情况，发现我国高粱恢复系中应用较多的矮化基因只有dw3，dw1、dw2与dw3所形成的dw1dw3、dw2dw3组合在不育系中应用较多。探讨了我国高粱绿色革命存在的问题及解决途径，期望为进一步提升中国粒用杂交高粱绿色革命进程，培育产量和抗逆性有重大突破的新种质、新品种提供指导。

【背景】棉花是全球最主要的农作物之一，生物工程技术应用极大地提高了分子育种的效率，但棉花遗传转化目前存在受基因型限制、时间长和转化方法单一等问题。【目的】建立由发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）介导的高效棉花遗传转化体系，丰富棉花遗传育种方法。【方法】以常用的棉花受体WC和R18为主要试验材料，利用mRUBY作为报告基因，通过诱导生根的激素组合和浓度的筛选优化、不同外植体和不同基因型棉花生根体系差异分析来对发根农杆菌介导的生根过程进行优化，在此基础上建立稳定的遗传转化体系，并将该体系应用于基因编辑。【结果】在生根培养基（RIM）中添加萘乙酸（naphthaleneacetic acid，NAA）和洛伐他汀（lovastatin）比单独添加NAA，或添加NAA+吲哚-3-丁酸（indole-3-butyric acid，IBA）、NAA+Lovastatin+IBA更易生根，进一步筛选出最适合诱导出毛状根的萘乙酸和洛伐他汀浓度均为2 mg·L^-1。子叶是最易诱导生根的外植体，WC子叶、子叶节和下胚轴单位材料的生根效率分别为398%、72%和39%，且子叶诱导生根时间最短（7 d），比子叶节至少短3 d，比下胚轴至少短8 d；R18最适合诱导生根的外植体也是子叶，但生根数量存在差异。基因型比较表明WC、R18、农大棉8号（NDM8）、新陆早61号（XLZ61）、Gb-1和Gb-2每片子叶在侵染后20 d的生根效率分别为398%、116%、199%、103%、57%和0，陆地棉的生根效率均在100%以上，海岛棉在100%以下，其中Gb-2在侵染后35 d才开始生根，陆地棉中常用的受体品种又表现出生根效率略高于生产品种的趋势。遗传转化的阳性率与生根率之间存在一定的差异，侵染后20 d NDM8、XLZ61、Gb-1和Gb-2的转化阳性率依次为59.8%、16.0%、38.5%和0。此外，以获得的阳性根作为后续试验的外植体，进行非胚性愈伤和胚性愈伤诱导，获得了转mRUBY植株，建立了完整的遗传转化体系，且发现植株颜色深浅和mRUBY表达量成正相关；同时获得了GhGI被编辑的棉花植株。【结论】优化了发根农杆菌介导的棉花生根过程，并建立了棉花遗传转化体系，同时成功将该体系应用于基因编辑，获得了转mRUBY和转GhGI的棉花植株。