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以粪污水热资源化为核心的高效种养结合系统分析与展望

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农业工程学报 2024年第12期40卷 1-12页

作者：徐永洞刘志丹中国农业大学水利与土木工程学院农业农村部设施农业工程重点实验室环境增值能源实验室北京100083

种养结合系统是实现养殖业和种植业可持续发展的重要途径。水热技术可以将畜禽粪污快速直接转化生产生物原油、水热炭、水相产物和气体产物,生成物分别具有燃料、土壤改良、农用杀菌剂和气体肥料应用潜力,以粪污水热资源化为核心构建的... 详细信息

种养结合系统是实现养殖业和种植业可持续发展的重要途径。水热技术可以将畜禽粪污快速直接转化生产生物原油、水热炭、水相产物和气体产物,生成物分别具有燃料、土壤改良、农用杀菌剂和气体肥料应用潜力,以粪污水热资源化为核心构建的高效种养结合系统有助于提升畜禽粪污的无害化资源化水平和消纳能力、构建生态可持续的绿色循环农业,实现畜禽粪污资源化利用、种植业和养殖的协同高效发展。该研究基于国内外近十余年的研究,系统综述了粪污水热资源化产物在种养结合生态循环农业模式中的作用和应用潜力,论述了畜禽粪污水热转化生物原油在农业内燃机中作为燃料的研究现状,阐述了水相产物作为潜在的农用杀菌剂在作物病害防控中的作用,梳理了畜禽粪污源水热炭在转化机理、理化特性和还田应用中的研究进展,分析了气相产物中的组分和用于温室种植的潜力。在此基础上总结了以粪污水热资源化为核心的高效种养结合系统面临的主要挑战,并对水热资源化产物农业循环应用的研究方向进行展望。研究为畜禽粪污水热资源化和高效种养结合系统研究提供理论参考。

关键词：畜禽粪污水热炭生物炭水热转化生物原油种养结合系统农作物病害防控

基于文献计量学的玉米秸秆利用及关键共性技术分析

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农业工程学报 2024年第12期40卷 224-236页

作者：陈理赖有春陈帅宇马明旭周宇光韩毅冯欢欢郑永军中国农业大学工学院北京100083 农业农村部可再生能源清洁化利用技术重点实验室北京100083

为促进玉米秸秆全价值利用,该研究以中国知网(CNKI,China national knowledge infrastructure)数据库和Web of Science(WOS)核心数据库作为数据来源,利用知识图谱可视化软件,绘制玉米秸秆利用领域的知识图谱,以便全面了解玉米秸秆利用... 详细信息

为促进玉米秸秆全价值利用,该研究以中国知网(CNKI,China national knowledge infrastructure)数据库和Web of Science(WOS)核心数据库作为数据来源,利用知识图谱可视化软件,绘制玉米秸秆利用领域的知识图谱,以便全面了解玉米秸秆利用领域的研究现状和发展趋势,总结其面临的主要问题,并在此基础上深入挖掘分析玉米秸秆利用关键共性技术。玉米秸秆利用研究大致可分为1990—2007年及2008—2022年两个阶段。在后一阶段,各研究团队逐渐构成以肥料化、饲料化为主,燃料化为辅的玉米秸秆利用研究体系。经文献梳理发现,玉米秸秆利用研究大致经历了3次阶段性热点迁移,每次变化时长约为10a;中国玉米秸秆利用研究已取得较多成果,主要集中在秸秆还田和生物质能源生产方面;通过对知识图谱综合分析发现,玉米秸秆利用的热点方向包括生物质能源生产、土地改良和保护、畜牧业发展和饲料生产。最后,知识工程和归纳法分析结果表明,玉米秸秆利用技术仍存在收运不及时、还田质量低、秸秆制饲料技术不成熟、能源化技术成本高和附加值低等瓶颈。故在农业废弃物资源化利用这一国家重大需求驱动下,该文主要关注并分析了未来研究应重点聚焦的13项玉米秸秆全价值利用关键共性技术。该研究可为促进中国玉米秸秆全价值利用提供参考。

关键词：秸秆利用文献计量学 Web of Science 中国知网关键共性技术

基于电子舌和代谢组学评价不同等级滇红茶汤非挥发性差异组分

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中国食品学报 2024年第6期24卷 354-368页

作者：谢佳灵陈佳瑜袁海波王立磊杨艳芹江用文中国农业科学院茶叶研究所农业部茶树生物学与资源利用重点实验室杭州310008 安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室合肥230036

茶汤滋味是评价茶汤品质以及划分茶叶等级的重要因子之一。为了探明不同等级滇红工夫红茶茶汤差异的关键组分,本研究采用感官审评、电子舌和超高效液相色谱-四极杆静电场轨道阱高分辨质谱技术,对不同等级滇红工夫红茶汤品质进行研究。... 详细信息

茶汤滋味是评价茶汤品质以及划分茶叶等级的重要因子之一。为了探明不同等级滇红工夫红茶茶汤差异的关键组分,本研究采用感官审评、电子舌和超高效液相色谱-四极杆静电场轨道阱高分辨质谱技术,对不同等级滇红工夫红茶汤品质进行研究。结果表明:依据感官审评12个滇红茶汤可分为优质组、良好组、劣质组3组。电子舌分类结果与感官审评相一致,且电子舌对应不同滋味属性的传感器对3组茶汤的响应度各有不同。采用超高效液相色谱-四极杆静电场轨道阱高分辨质谱技术对其进行代谢组学研究,共检出116个化合物,包括氨基酸及其衍生物类26个,儿茶素类及其聚合物类15个,酚酸类16个,核苷酸及其衍生物类15个,黄酮(醇)及其糖苷类20个,生物碱类6个,有机酸类11个,糖类2个以及其它类5个。利用正交偏最小二乘回归分析,3组滇红茶汤得到良好区分(R^(2)Y=0.985,Q^(2)=0.902)。此外,基于VIP>1.2和显著性P<0.05,共筛选出7个影响不同等级茶汤的关键差异性组分,即:精氨酸、没食子儿茶素、表儿茶素、尿酸、脱落酸、烟酸、腺苷-5'-二磷酸。研究结果为不同等级的滇红茶汤品质评价和质量控制提供一定的理论支撑。

关键词：电子舌代谢组学滇红茶汤非挥发性组分

柑橘褐斑病菌的种群构成及优势种——盖森链格孢对两种SDHIs杀菌剂的敏感基线

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植物病理学报 2024年

作者：叶璐张超凡程苗嘉王文马慧王璟睿李红叶焦晨农业农村部作物病虫分子生物学重点实验室/浙江省作物病虫生物学重点实验室/浙江大学农业与生物技术学院

为了明确中国柑橘褐斑病菌的种群组成及优势种对琥珀酸脱氢酶抑制剂（SDHIs）的敏感性，本研究针对7个柑橘主产区的135个柑橘褐斑病样品进行了病原分离鉴定和优势种群的药剂敏感性测试。在本次分离获得的155个链格孢属（Alternaria）菌... 详细信息

为了明确中国柑橘褐斑病菌的种群组成及优势种对琥珀酸脱氢酶抑制剂（SDHIs）的敏感性，本研究针对7个柑橘主产区的135个柑橘褐斑病样品进行了病原分离鉴定和优势种群的药剂敏感性测试。在本次分离获得的155个链格孢属（Alternaria）菌株中，盖森链格孢（***）的数量已超越交链格孢（***），成为新的优势病原种群。采用菌丝生长速率法测定了100个盖森链格孢菌株对啶酰菌胺和氟吡菌酰胺的敏感性，结果表明：啶酰菌胺对供试菌株的EC50值范围为0.4129～4.7137 mg·L-1，平均值为1.9257 mg·L-1；对于氟吡菌酰胺的EC50值范围为0.1272～3.3648 mg·L-1，平均值为1.1149 mg·L-1。盖森链格孢群体对这两种药剂的敏感性分布均为连续的单峰曲线，且通过K-S检验（Kolmogorov-Smirnov test）验证符合正态分布，未发现抗药性菌株。因此，1.9257 mg·L-1和1.1149 mg·L-1可分别被确定为盖森链格孢对啶酰菌胺和氟吡菌酰胺的敏感性基线。此外，来自不同地区的盖森链格孢对这两种药剂的敏感性差异不显著（P>0.05），所有供试菌株对氟吡菌酰胺的敏感性普遍高于啶酰菌胺。本研究为利用啶酰菌胺和氟吡菌酰胺防治柑橘褐斑病提供了重要的数据支持和技术依据。

关键词：柑橘褐斑病盖森链格孢交链格孢啶酰菌胺氟吡菌酰胺敏感基线

豆科作物轮作强化农田生态系统功能的研究进展

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作物学报 2024年第8期50卷 1885-1895页

作者：刘春燕张利影周杰许依杨亚东曾昭海臧华栋中国农业大学农学院/农业农村部农作制度重点实验室北京100193 南京农业大学农学院江苏南京215000

集约化农业对保障国家粮食安全至关重要,但其导致的生态环境代价与绿色可持续发展之间的矛盾日益突出。引入豆科作物到农田生态系统对于实现地力保育、作物丰产稳产和资源优化利用等多目标协同具有重要意义。本文系统总结了豆科作物轮... 详细信息

集约化农业对保障国家粮食安全至关重要,但其导致的生态环境代价与绿色可持续发展之间的矛盾日益突出。引入豆科作物到农田生态系统对于实现地力保育、作物丰产稳产和资源优化利用等多目标协同具有重要意义。本文系统总结了豆科作物轮作对作物生产和土壤功能的主要影响:1)豆科作物通过生物固氮、高质量的根际分泌物输入、秸秆还田等过程改善了土壤氮素水平,产生正向的残留效应,有利于后茬作物增产,且增产效应在低产区更显著;2)豆科作物轮作可以通过氮肥减施降低系统N_(2)O排放,但豆科的生物固氮过程有增加CO_(2)排放的风险;3)低C/N、高氮含量的豆科秸秆还田能够提高土壤微生物活性和残体积累,提高土壤固碳效率,但其固碳效应也受到较低的秸秆生物量投入限制;4)豆科作物可以提高后茬作物的水肥利用效率,同时利用前后茬作物根系深浅合理搭配,实现轮作周年水肥高效利用。因此,将豆科作物引入到轮作系统可实现氮肥减施和增产,但其产生的土壤固碳和温室气体减排效应受到作物种类、肥料投入、土壤和气候条件等多种因素的综合影响。为更好地发挥豆科作物轮作优势,应深入探究豆科促进后茬作物增产和驱动地下部生态功能提升的耦合机制,开发豆科作物轮作配套田间管理技术,并定向设计适合我国典型生态区的新型生态高效种植体系,对推动豆科作物轮作模式构建与应用及农业绿色发展具有重要理论意义和实践价值。

关键词：谷物豆科豆禾轮作作物生产力土壤功能经济效益

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红蓝光促进陆地棉愈伤组织诱导和增殖

中国农业科学 2024年第4期57卷 638-649页

作者：李凯利魏云晓种智力孟志刚王远梁成真陈全家张锐新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心/农业生物技术重点实验室中国农业科学院生物技术研究所

【目的】陆地棉（Gossypium hirsutum）的遗传转化技术存在转化周期长、转化效率低等问题，其中，愈伤组织增殖速度慢是导致棉花转化周期长的关键因素。探究陆地棉愈伤组织增殖的最适光照条件，为缩短棉花转化周期提供技术基础。【方法... 详细信息

【目的】陆地棉（Gossypium hirsutum）的遗传转化技术存在转化周期长、转化效率低等问题，其中，愈伤组织增殖速度慢是导致棉花转化周期长的关键因素。探究陆地棉愈伤组织增殖的最适光照条件，为缩短棉花转化周期提供技术基础。【方法】以陆地棉受体品种WC的下胚轴为外植体诱导愈伤组织，设置红光、蓝光、红蓝光（1﹕1）和白光（CK）4种不同光照处理，研究不同光质下愈伤组织的增殖速度、形态特征，以及相关基因表达水平和相关酶活性的差异，解析光照对愈伤组织增殖的影响并获得最优光照条件。【结果】不同光质对诱导棉花外植体出愈和愈伤组织生长具有明显影响。在4种不同光照处理下，红蓝光相较其他光质具有更显著地促进外植体出愈和愈伤组织增殖的效果，表现为愈伤组织分化时间更短，7—15 d，即与其他处理存在明显表型差异，7 d愈伤组织鲜重红蓝光（0.39 g）>蓝光（0.34 g）>白光（0.24 g）>红光（0.23 g）,15 d时，红蓝光（1.15 g）>蓝光（0.98 g）>白光（0.69 g）>红光（0.51 g），红蓝光照射下的愈伤组织鲜重是白光对照的1.65倍，比单一蓝光或红光照射下的愈伤组织鲜重增加16.5%或125.5%；与此相一致的是，红蓝光处理下，第二周的愈伤增殖率也最高，达14.67%，比红光处理（7.17%）增加1倍多。4种光质下，愈伤增殖及体胚再生相关基因的表达量，红蓝光处理均显示最高。此外，红蓝光处理下愈伤组织的过氧化氢酶（CAT）活性显著提高，活性氧（ROS）含量低于白光对照。【结论】不同光质条件下，棉花外植体的愈伤组织增殖速度不同，红蓝光（1﹕1）促进外植体出愈和愈伤增殖表现最优，其次为蓝光，再次为白光，单独的红光不利于棉花出愈和愈伤增殖。红蓝光（1﹕1）处理诱导光受体及其互作因子、愈伤增殖等相关基因的表达，增强愈伤组织内过氧化氢酶的活性，降低活性氧含量，促进细胞分裂，进而促进愈伤增殖。

关键词：陆地棉红光蓝光愈伤组织增殖速度活性氧

基于UHPLC-Q-Orbitrap/MS技术的深加工槟榔蒂化学成分分析

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饲料工业 2024年

作者：伍少峰马丹阳彭凌峰侯思鲁惠乔岳郝智慧中国农业大学三亚研究院中国农业大学动物医学院农业农村部中兽医生物学重点实验室

文章运用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱联用（UHPLC-Q-Orbitrap/MS）技术实现高效、快速、精准分析鉴定深加工槟榔蒂的主要化学成分。采用Waters HSS T3 色谱柱（2.1 mm×100 mm，1.8 μm）以0.1%甲酸溶液-0.1%甲酸乙... 详细信息

文章运用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱联用（UHPLC-Q-Orbitrap/MS）技术实现高效、快速、精准分析鉴定深加工槟榔蒂的主要化学成分。采用Waters HSS T3 色谱柱（2.1 mm×100 mm，1.8 μm）以0.1%甲酸溶液-0.1%甲酸乙腈为流动相，梯度洗脱，流速0.3 mL/min，柱温35 ℃，进样量10 μL。采用Q Exactive Orbitrap高分辨质谱进行质谱数据采集，检测模式为Full MS-ddMS2，正离子和负离子模式同时扫描，对深加工槟榔蒂的化学成分进行鉴定。共鉴定出63种化合物，包括16种黄酮类化合物、13种有机酸类化合物、4种苯丙素类化合物、2种生物碱类化合物、2种氨基酸类化合物以及其他化合物若干种。本研究对深加工槟榔蒂中的化学成分进行较为全面的分析，以期为槟榔蒂的物质基础研究和后续的开发利用提供方法参考。

关键词：深加工槟榔蒂生物碱类黄酮类有机酸类超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱联用

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不同光照强度对甘薯光合特性和开花的影响

作物杂志 2024年第2期 172-177页

作者：杜清福商丽丽吕家豪张瑞清姚建刚邱鹏飞赵建伟何绍贞山东省烟台市农业科学研究院山东烟台265500 中国农业大学农业农村部甘薯生物学与生物技术重点实验室北京100193

甘薯为短日照植物,在我国北方大部分地区都无法自行开花。为探索甘薯开花的适宜光照条件,以龙薯9号、烟薯29号、烟薯24号、烟薯25号和烟薯26号为材料,在嫁接和短日照条件下,设置弱光处理(25%全光照)和自然光处理(全光照),研究不同光照... 详细信息

甘薯为短日照植物,在我国北方大部分地区都无法自行开花。为探索甘薯开花的适宜光照条件,以龙薯9号、烟薯29号、烟薯24号、烟薯25号和烟薯26号为材料,在嫁接和短日照条件下,设置弱光处理(25%全光照)和自然光处理(全光照),研究不同光照强度对甘薯生长开花的影响。结果表明,弱光照对5个甘薯品种的生长、现蕾和开花影响较大,可促进甘薯地上部生长,显著减少了易开花甘薯品种的成花数量,龙薯9号、烟薯29号和烟薯24号开花数量分别减少54.2%、66.5%和64.5%。弱光处理下5个品种的最大净光合速率均降低50.0%以上,气孔导度降低20.3%~25.0%,蒸腾速率降低18.8%~22.6%,表明在8 h短日照的自然光强条件更有利于嫁接甘薯开花。

关键词：甘薯光照强度开花光合特性

泛素化修饰在水稻与稻瘟病菌互作中的研究进展

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植物保护学报 2024年第4期51卷 752-763页

作者：宁柠杨南陈倩中国农业大学植物保护学院农业农村部作物有害生物监测与绿色防控重点实验室

稻瘟病菌Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病是水稻Oryza sativa生产中的重大真菌病害，对水稻与稻瘟病菌互作机制的解析有助于挖掘优异抗性基因，为水稻育种提供抗稻瘟病基因资源。泛素化是真核生物中保守存在的重要蛋白质翻译后修饰（pos... 详细信息

稻瘟病菌Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病是水稻Oryza sativa生产中的重大真菌病害，对水稻与稻瘟病菌互作机制的解析有助于挖掘优异抗性基因，为水稻育种提供抗稻瘟病基因资源。泛素化是真核生物中保守存在的重要蛋白质翻译后修饰（post-translational modification,PTM），参与植物生长发育和胁迫响应等过程。随着生物技术的不断发展，水稻与稻瘟病菌互作研究不断深入，在泛素化修饰组学、泛素化互作组以及蛋白功能等相关方面的研究取得了长足进展，近年来已鉴定到的多种水稻泛素修饰相关蛋白在水稻免疫过程中发挥着重要作用。该文在简要介绍泛素化途径的基础上，对E2泛素结合酶、E3泛素连接酶和去泛素化酶等参与水稻病原相关分子模式触发的免疫（pathogen-associated molecular pattern-triggered immunity,PTI）或效应蛋白触发的免疫（effector-triggered immunity,ETI）的研究进展进行综述，并对该领域亟待解决的科学问题以及未来的发展方向进行探讨，以期为泛素化修饰在植物免疫过程中的深入研究提供参考与借鉴。

关键词：水稻稻瘟病泛素化病原相关分子模式触发的免疫效应蛋白触发的免疫