2023全球农业研究热点前沿分析解读

旨在客观遴选年度具有影响力和前瞻性的全球农业研究热点前沿,揭示农业研究热点前沿发展趋势,洞察全球农业研究热点前沿国家和机构竞争格局、分析中国农业研究热点前沿发展的优劣势,为推动完善中国农业科技创新发展战略提供数据支撑。

2023中国农业科技论文与专利全球竞争力分析

党的二十大对农业科技情报工作者提出新的要求,积极探索如何更好地发挥农业科技支撑作用,提升中国农业科技创新能力、实现农业科技自立自强。建立中国特色农业科技竞争力评价体系,基于论文和专利数据,对22个农业先进国家及其机构的整体农业科技现状进行了深入分析,考察中国农业科技竞争的整体布局现状,剖析中国农业科技发展中存在的不足,有利于中国科技管理部门制定合理的创新体系发展规划,以有限的资源来支持和推进中国农业科技创新工作。

植物生长调节剂在花生中的应用及安全性分析

为明确花生生产中植物生长调节剂的使用情况,通过查询中国农药信息网,统计汇总花生目前有效登记调节剂种类,并查询食品安全国家标准《食品中农药最大残留限量》(GB 2763—2021)中花生中调节剂的最大残留限量和检测方法,分析花生生产中主要使用的调节剂的毒性,为下一步相关标准的制定和修订提出意见和建议,同时也为花生产业的出口创汇及高质量发展提供参考,提升中国花生产业的国际竞争力,保障中国花生产业健康可持续发展。

种植密度和施氮量对油菜生长发育及产量的影响

为探究氮肥与密度互作对甘蓝型油菜生长发育和产量的影响,以‘云油杂28号’为材料,设置3个密度梯度,D_(1):15万株/hm^(2);D_(2):28.5万株/hm^(2);D_(3):42万株/hm^(2),4个施氮量水平,N_(1):0 kg/hm^(2);N_(2):75 kg/hm^(2);N3:150 kg/hm^(2);N4:225 kg/hm^(2),测定不同处理下的生育期、农艺性状、干物质重量和产量等指标。结果表明:同一种植密度下,全生育期随施氮量的增加而延长,盛花期根茎粗、叶面积、总叶数和绿叶数在D_(1)密度下随施氮量的增加先上升后降低;干物重和产量在各密度下均随施氮量的增加先升高后降低,均在D_(1)N_(2)下达到最大值。同一施氮量下,全生育期随种植密度的增加呈缩短趋势;根茎粗、总叶数、绿叶数和叶面积在抽薹期和盛花期均随种植密度的提高而降低;各时期的干物重和产量随种植密度的增加而降低。种植密度和氮肥对油菜生长发育前期的影响较小,主要从抽薹期和开花期开始产生影响;调整种植密度对产量和干物重的影响大于施氮量,密度和施氮量主要通过单株有效角果数影响油菜产量。在密度与氮肥的互作处理下以D_(1)N_(2)处理(即密度为15万株/hm^(2),施氮为75 kg/hm^(2))最优,其株高最高,总叶数和绿叶数最多,根茎粗和叶面积较大,单株产量和小区产量最高。

大食物观指导下的农业科学创新

探讨了大食物观对农业科学创新的指导意义,分析了当前农业科学创新面临的困境和机遇,提出了以大食物观为引领的农业科学创新的思路和策略。论文认为,大食物观是国家粮食安全的战略方向,希望农业科学创新从更好满足人民美好生活需要出发,全方位多途径开发食物资源,丰富食物品种,保障各类食物有效供给。论文在大食物观的指导下,分析了当前农业科学创新所面临的困境,包括基础数据少、农业生产与科技脱节、农业人才层次不均衡、农业物流体系革新慢、学科间科研水平不一等问题,并针对存在的问题,设计了加强基因与表型研究、建立智慧农业平台、培养复合型人才、优化农产品流通渠道、促进跨学科交流合作等对策。进而根据把握粮食安全的主动权的需要,提出了鼓励农业种质原始创新、发展设施农业和智慧农业、发展生物科技和生物产业、促进农业供给体系结构优化、高质高效发展等农业科学创新的具体举措。大食物观指导下的农业科学创新,将成为未来农业发展的重要推动力量,为粮食安全和国民健康做出贡献。

石羊河流域气候变化及其对植被指数的影响

研究气候变化对植被覆盖的影响,对干旱区生态环境保护具有重要意义。以石羊河流域2000-2020年逐月气温、降水、日照、蒸发和NASA GIMMS归一化植被指数(NDVI)资料为基础,首先运用线性趋势法分析了气温、降水量、日照时数、蒸发量与NDVI的年、季节变化趋势,然后采用相关系数法研究了气候要素对NDVI的影响。结果表明:石羊河流域及各地年气温呈明显上升趋势,春、夏、秋季气温呈上升趋势,冬季(除民勤外)呈下降趋势;全流域及永昌、古浪、天祝年降水量呈增多趋势,民勤、凉州呈减少趋势,各季节降水量变化趋势不太一致;年日照时数除古浪呈增多趋势外,全流域及其他各地呈减少趋势,各季节日照时数变化趋势很不一致;年蒸发量除凉州呈减少趋势外,全流域及其他各地呈增多趋势,各季节蒸发量变化趋势也不太一致。石羊河流域及各地年NDVI呈显著增长趋势,除凉州春季外,各季节也呈增长趋势。年、季气温和降水量与NDVI基本呈正相关,气温、降水量对NDVI具有正贡献。年、季日照时数和蒸发量与NDVI相关性的正负差异较大,总体来看,日照时数对NDVI具有负贡献,蒸发量对NDVI具有正贡献。研究结果将为石羊河流域提高气候资源的利用率、调整种植结构和改善生态环境提供科学的参考依据。

高粱杂交种氮高效利用综合评价

为从华北、东北高粱主产区筛选出适应当地生态条件、氮利用效率更高的优质高产高粱品种,以20份国内主推高粱品种为试验材料,采用裂区试验设计,研究供试品种在不同地点的氮肥农学效率和氮肥偏生产力表现。本研究旨在筛选出适宜当地生产的氮高效高粱品种。研究结果表明:基于粱氮素农学利用率和偏生产力,将20个高粱品种分为氮高效型、氮中效型和氮低效型3类,与氮中效型和低效型品种相比,氮高效型品种具有较高的产量。聚类分析表明,在东阳地区试验中,‘晋杂34’、‘辽糯11’、‘吉杂124’、‘晋早5564’和‘金糯粮5’在2年均为氮高效型品种,其中以‘晋杂34’表现最好。在哈尔滨地区试验中,‘龙杂22’、‘龙杂25’、‘沈杂5号’、‘冀酿3号’、‘凤杂4’、‘吉杂124’、‘吉杂127’、‘辽杂37’、‘晋早5564’、‘通杂108’和‘赤杂107’在2年均为氮高效型品种,其中以‘龙杂25’表现最好。因此,东阳地区较为适宜种植的氮高效品种为‘晋杂34’,哈尔滨地区较为适宜种植的氮高效品种为‘龙杂25’。

灌溉起垄对烤烟上部叶片生长发育及品质的影响

本研究旨在探讨提高山东烟区烤烟上部叶可用性的水分管理策略及其生理响应机制。通过田间试验,以‘中烟100’为试验材料,分析了灌溉配合起垄处理对烤烟上部叶物质积累、光合特性、氮磷钾含量以及积累量、叶片组织结构和烟叶化学成分的影响。结果表明,与对照处理相比,全生育期内的灌溉处理显著增加了根、茎、叶的干物质积累量和烘烤后叶片的厚度,同时提高了光合作用特性;促进了氮含量由根、茎向叶片的转运,并增加了生长后期叶片的氮含量和氮素积累量;降低了还原糖、总糖含量,烟碱和总氮含量也有显著提高,糖碱比和氮碱比的值均在适宜范围。综上,灌溉起垄能够有效促进烤烟上部叶的生长发育以及提升其品质,为提升山东烟区烤烟上部叶的可用性提供了参考。

基于马尔可夫模型的油菜花期低温阴雨灾害预测

花期低温阴雨是四川盆区油菜的主要气象灾害之一,本研究旨在通过预测四川盆区油菜花期低温阴雨灾害,为防灾减灾提供科学依据。本研究基于1961-2020年四川盆区101个站点油菜花期低温阴雨灾害损失评估结果,依据灾损率,将各站点60 a灾害序列划分为5个状态;利用马氏性检验筛选站点序列,选取满足预测条件的序列;对通过马氏性检验的站点序列,建立叠加马尔可夫链、加权马尔可夫链、改进叠加马尔可夫链、改进加权马尔可夫链模型预测油菜花期低温阴雨灾害,并对结果进行回代和预测检验。结果表明,4种模型均有一定的预测能力,其中改进后的模型预测总正确率较改进前有明显提高,且各等级灾害的预测正确率分布较改进前更加均匀,表明改进后的马尔可夫模型具有更好的预测效果。

中国农业气象服务供需分析及效益评估研究

为进一步了解农业气象服务需求和效益,采用2021—2022年全国农业气象服务需求和效益评估调查数据,通过统计分析从农业气象服务用户需求和服务供给两大维度,对农业气象服务产品内容、产品时效、服务形式以及服务渠道等内容的供需情况进行了对比分析研究,在此基础上,对农业气象服务贡献率和经济效益进行了测算。研究表明:(1)气象为农服务具有很强的决策服务属性,政府/行政机关或事业单位是当前的服务主体。种植业、农业保险、农业管理是当前气象为农服务的主要服务领域,特别是种植业。(2)农业用户对气象服务需求旺盛,绝大多数的农业气象产品能满足用户需求,少数产品在内容、时效、服务方式和渠道等方面与用户需求仍存在一定差距。(3)农业气象服务效益显著。农业气象服务贡献率为4.84%,全国农业气象服务效益值为3472.6亿元。在此基础上提出建议,以期为气象部门优化农业气象服务供给提供参考和支撑。

抗旱节水高产稳产小麦新品种‘济儒麦25’的选育及性状分析

为了培育干旱年份稳产、丰水年份高产的小麦新品种,济宁市农业科学研究院通过有性杂交系统选育,以‘山农2149’为母本,以‘良星619’为父本,成功培育出了小麦新品种‘济儒麦25’。该品种属冬性,株高77.5 cm,株型紧凑,具有抗倒性好,熟相好,籽粒饱满,商品性好,抗旱节水,高产稳产,综合抗性好等特点。2年区域试验结果平均产量为7742.55 kg/hm^(2),比对照增产4.02%。在2022—2023年山东省小麦旱地生产试验中,平均产量为7176.15 kg/hm^(2),比对照‘山农27’增产5.60%,增产点率100%。2023年12月通过山东省农作物品种审定委员会审定,审定编号为鲁审麦20230029。‘济儒麦25’小麦新品种的审定,为鲁西南旱地小麦生产提供了品种支撑,并展现出广阔的推广应用前景。

水稻品种恶苗病抗性评价与筛选

为了探讨黑龙江省南部稻区水稻品种对恶苗病的抗性级别及水稻恶苗病田间发病情况,筛选水稻恶苗病抗性品种,采用芽期人工接种的方法,调查分析了60份常规粳稻田间恶苗病发病率。结果表明:不同水稻品种恶苗病田间发生程度不同,水稻恶苗病发病率范围为0.8%~39.9%,平均发病率14.6%,筛选到1个高抗水稻品种,26个抗性水稻品种,抗性品种共占73.3%,总体抗感比为11:4,黑龙江省南部水稻品种对恶苗病抗性存在品种间差异,生产上应该提倡种植抗性强的品种以防止病害发生,本研究为病害绿色防控以及水稻恶苗抗病育种提供一定依据。

PEDV乳酸菌工程菌株对小鼠的免疫效果研究

本研究以引起猪流行性腹泻的猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)为研究目标,利用含有PEDV S基因的植物乳杆菌活载体菌株LP1522-PEDS口服免疫小鼠,应用ELISA试验检测免疫小鼠粪便中SIgA含量、血清中IgG、IL-4、IL-2和IFN-γ含量,评价乳酸菌重组菌株LP1522-PEDS对小鼠的免疫效果。结果表明,首次免疫后,商品灭活疫苗组和工程菌株免疫组粪便中的SIgA、血清中的IgG、IL-4、IL-2和IFN-γ含量较对照组显著升高(P<0.05)。在免疫42~56 d,灭活疫苗组和重组菌株组抗体水平均达到最大值,抗体和免疫因子水平依次为:商品灭活疫苗组>LP1522-PEDS组>空载组≈对照组。随后商品灭活疫苗组、LP1522-PEDS组抗体和免疫因子水平逐渐下降。免疫70 d,商品灭活疫苗组抗体水平降幅度相对较小,工程菌株免疫组降幅较大。结果表明,小鼠口服携带PEDV S基因的基因工程植物乳杆菌LP1522-PEDS后能够诱导机体产生PEDV免疫应答。

牛至精油的提取工艺优化及成分分析

研究旨在优化传统水蒸气蒸馏和同时蒸馏萃取2种方法提取牛至草中精油的工艺条件。通过单因素和正交实验优化提取参数,并对精油进行GC/MS分析。结果表明,水蒸气蒸馏法和同时蒸馏萃取法2种方法的最佳提取工艺为盐基度1%,提取时间度1.5 h,料液比1:6,在该条件下提取得率分别为0.486 g/100 g和0.608 g/100 g。水蒸气蒸馏法所得精油中烷类16种、烯类6种、醇类4种、酚类3种、酮类1种,含量占比分别为74.366%、6.263%、1.245%、12.684%、0.449%;同时蒸馏萃取法所得精油中烷类20种、烯类9种、醇类5种、酚类3种、酮类1种,含量分别占比60.127%、12.597%、2.795%、22.147%、0.936%。同时蒸馏萃取得到的精油组分种类和主要抑菌成分的含量明显多于水蒸气蒸馏法所得精油组分种类和含量。主要抑菌成分百里香酚、伞花烃、γ-松油烯、香芹酚和α-水芹烯在水蒸气蒸馏所得精油中的含量分别为8.492%、3.286%、2.551%、2.143%和0.206%,在同时蒸馏萃取所得精油中的含量分别为13.925%、5.218%、4.509%、4.14%和0.36%。采用本研究所得最佳工艺所得精油得率高,可为企业生产制备牛至精油提供参考。

基于有机酸、氨基酸和香气物质的烤烟香型逐步判别分析

研究旨在实现对清甜香型、蜜甜香型、蜜甜焦香型、焦甜醇甜香型和焦甜焦香型5种烤烟香型的快速判定。选取5个省份51个C3F等级的烤烟样品,对烟叶中的有机酸、氨基酸、香气物质进行方差分析与判别分析,并建立Fishier判别函数。结果表明,清甜香型与蜜甜焦香型烤烟总氨基酸含量显著高于焦甜醇甜香型烤烟,总有机酸与香气物质含量在5个香型之间不存在显著差异,在部分高级脂肪酸、苯丙氨酸类降解产物、类胡萝卜素类降解产物和茄酮上存在差异;共有丁二酸、柠檬酸、二十酸、丝氨酸、6-甲基-5-庚烯-2-醇、愈创木酚、香叶基丙酮、巨豆三烯酮3和法尼基丙酮9个指标被纳入函数,建立的判别函数经自身验证法与交叉验证法回判,判对率分别为94.1%和86.3%。本研究建立的判别函数对5种烤烟香型具有较好的判别效果,准确率较高。

文成糯米山药的氧化酶含量分析

为了了解文成糯米山药本底氧化酶含量,促进采后加工的技术研究和开发,以文成县7个糯米山药规模主体样品为研究对象,开展2年的跟踪分析,获得糯米山药中多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等氧化酶含量的定量数据。结果表明,糯米山药本底的氧化酶含量受年份、生产基地的影响显著,不同食用部位的氧化酶本底含量分别为:SOD 69.15~163.71 U/g、POD 112.34~363.75 U/g、PPO 123.84~195.18 U/g。糯米山药的氧化酶含量和褐变程度为:中部>底部>上部。研究结果为糯米山药的采后贮藏和品质控制提供参考。

油菜抗根肿病品种在云南省西南发病区的田间评价

通过明确‘华双5R’和‘华油杂62R’2个抗根肿病油菜品种的田间抗性、农艺性状和产量情况,为油菜根肿病重发区筛选出优良的抗病品种。本研究在云南省西南地区的腾冲市、梁河县和临翔县3个油菜根肿病病区进行田间试验,采用本课题组研发品种和当地主推品种作为对照。田间试验结果显示,‘华双5R’和‘华油杂62R’在3个试验点均能正常成熟安全越冬,生育期176~199d,各生育期表现整齐一致;‘华双5R’和‘华油杂62R’在腾冲和梁河点对油菜根肿病表现为高度抗病,在临翔点表现为抗病;‘华双5R’和‘华油杂62R’在3个试验点的农艺性状良好;‘华双5R’的产量在3个试验点与7个对照品种相比,比梁河点的‘云油杂12号’减产2.71%,与腾冲点的‘云油杂12号’和‘杂1256’、梁河点的‘云油杂15’和‘花油8号’、临翔点的‘云油杂12号’和‘德油1号’相比增产幅度为7.49%~56.83%;‘华油杂62R’的产量在3个试验点与7个对照品种相比,比梁河点的‘云油杂12号’减产5.76%,比临翔点的‘德油1号’减产4.61%,与腾冲点的‘云油杂12号’和‘杂1256’、梁河点的‘云油杂15’和‘花油8号’、临翔点的‘云油杂12号’相比增产幅度为4.12%~51.90%。‘华双5R’和‘华油杂62R’在3个试验点均能正常成熟,生育期176~199d,对根肿病表现出较强抗性,同时农艺性状良好、产量较高,可在云南省西南地区油菜根肿病病区推广种植。

早熟优质宜机采棉花新品种‘徐棉608’的选育

针对粮棉争地、棉花生产用工多及劳动力成本逐渐增加等问题,以‘鲁棉19号’为母本‘、徐棉266’为父本,采用杂交育种技术育成早熟棉花新品种‘徐棉608’,该品种可以满足麦(蒜、油)后棉一年两熟种植制度且适宜机械化采收。在2018—2019年江苏省棉花新品种区域试验中,‘徐棉608’生育期99 d,衣分为40.1%,皮棉产量为1221.0 kg/hm^(2),较对照‘中棉所50’增产3.9%。株高87.5 cm,第一果枝节位高度20.8 cm,符合机采棉株型标准。纤维上半部平均长度为28.1 mm,断裂比强度为29.2 cN/tex,马克隆值为5.1。在2020年江苏省生产试验中,平均皮棉产量为1340.3 kg/hm^(2),较对照‘中棉所50’增产幅度高达10.5%。该品种衣分高,耐枯萎病和黄萎病,抗棉铃虫,耐盐性强,对脱叶催熟剂较敏感,适宜在江苏省及长江流域、黄河流域早熟棉区推广种植。

柑橘黄龙病菌亚洲种微滴数字PCR检测方法的建立

柑橘黄龙病是世界柑橘产业的毁灭性病害,带病苗木、带菌接穗和田间病株是病害的初侵染源,建立一套病原菌超灵敏检测方法对柑橘黄龙病的早期预警及防控具有重要意义。根据柑橘黄龙病亚洲种16S rDNA基因序列设计特异引物,建立基于微滴数字PCR技术的检测方法,并评价该方法的灵敏度和检测准确性。结果表明,研究建立的柑橘黄龙病亚洲种微滴数字PCR检测方法特异性强、灵敏度高,其检测灵敏度是荧光定量PCR的10倍。建立的微滴数字PCR检测技术为柑橘种质资源的早期黄龙病检测提供了一种新方法。

水肥一体研究的热点问题和可视化分析

水肥一体化近年来在农业施肥领域得到快速发展,是目前提高农作物肥效的重要途径。采用文献计量学方法,对水肥一体相关文献进行分析。利用中国CNKI数据库,选取2010-2023年的文献为研究对象,通过对中国知网核心数据库中216篇与“水肥一体”相关中文文献的文献数量、年代分布、期刊分布、发文机构分布、著者信息、研究内容及热点等进行客观、系统地分析,得出结果:自2010-2023年来,国内共发表水肥一体相关文章216篇,数据库内中国最早关于水肥一体方面的文献发表于2010年,发表的文章数量随着年份的增长呈波动式上升;就发表的论文、作者、发文机构等方面而言,有关“水肥一体”的论文主要发表在农业农林学等相关专业刊物上;水肥一体的发文机构是以中国的北京市、山东省、宁夏回族自治区的高等院校和科研院所等机构为重点,其具有雄厚的农业研究实力和较强的学术影响力;研究水肥一体这一领域的核心作者目前尚未形成稳定的群体且数量较少;从研究内容上看,目前中国的水肥一体技术研究重点集中在产量、物联网、控制系统以及滴灌等领域。结果可以客观地反映2010-2023年国内水肥一体相关课题的研究动态,为该领域的研究人员提供数据参考。