针对传统水稻育种周期长、纯合效率低的问题，为推动育种技术革新与精准改良，本文系统梳理单倍体育种技术发展历程，重点分析花药离体培养、远缘杂交等传统方法，及CRISPR/Cas9基因组编辑技术靶向编辑REC8、PAIR1、OsD1等基因的诱导技术，系统优化了诱导、鉴定与染色体加倍等关键环节。研究表明：（1）技术融合显著提高了单倍体诱导效率（从0.5%~2%提高至10%~15%），拓宽了基因型编辑范围，实现了性状定向改良，使双单倍体（DH系）创制周期缩短至2~3年，育种效率较常规方法提高3~5倍。（2）建立包含分子标记、流式细胞术的多维鉴定体系，拓宽基因型编辑范围。（3）成功培育“中花”系列、“粳两优202/181”等优良品种。综上，单倍体育种实现水稻性状定向改良，成为遗传改良核心技术。同时指出，当前该技术仍面临单倍体自发加倍机制不明、嵌合体消除困难等技术瓶颈，提出通过智能育种与合成生物学技术的深度研究与融合，单倍体育种将推动水稻育种迈入设计育种新阶段，为保障粮食安全提供持续技术支持。
针对小麦生产中氮磷化肥过量施用导致利用率低、环境污染的问题，旨在筛选氮、磷高效利用的小麦种质资源。本研究以42份近年审定推广的小麦新品种为材料，设置正常施肥对照(CK)、低氮(LN)、低磷(LP) 3个处理，基于成熟期籽粒产量，参照小麦育种联合攻关养分利用效率鉴定公式，计算各材料的氮素利用效率(NUI)和磷素利用效率(PUI)。设定NUI≥1.300和PUI≥1.100分别作为氮素高效和磷素高效材料的筛选阈值。结果显示：筛选获得氮素高效利用材料5份，分别是‘中麦578’、‘丰德存麦5号’、‘新麦28’、‘新麦38’、‘济麦55’；筛选获得磷素高效利用材料8份，分别是‘中麦578’、‘石优20’、‘华麦158’、‘岱麦366’、‘鲁研951’、‘中麦9088’、‘圣麦918’、‘轮选49’；其中，‘中麦578’为同时兼具氮、磷高效利用特性的材料。本研究通过上述方法鉴定出的养分高效利用小麦种质资源，为资源高效型小麦新品种的选育提供了重要的材料基础和理论支撑。
旨在探究不同颜色糯及甜糯类型玉米品质差异，科学指导生产中品种选择。以江苏省区试中6个类型（白糯、白甜糯、彩糯、彩甜糯、黑糯、黑甜糯）36个鲜食玉米品种为材料，测定籽粒干重、含水率、皮渣率、淀粉和支链淀粉含量等品质指标，分析基因型差异。结果显示：（1）型间品质分化显著，白甜糯品种的百粒干重最高(20.5 g)，彩甜糯品种的籽粒含水率最高(66.0%)，黑甜糯品种皮渣率最高(2.1%)。（2）颜色维度差异明显，白色玉米淀粉和支链淀粉含量最高；黑色玉米品种皮渣率最高（较白色、彩色玉米分别高0.3%、0.2%），彩色玉米淀粉含量最低（较白色、黑色玉米分别低16.6%、9.6%），支链淀粉含量表现为白色玉米>黑色玉米>彩色玉米。（3）甜糯玉米与糯玉米相比，籽粒含水率更高，淀粉及支链淀粉含量更低。其中白糯玉米淀粉含量最优，白甜糯籽粒干重优势突出，彩甜糯含水率表现最佳，黑甜糯皮渣率相对较高。综上，不同类型鲜食玉米品质指标各具特色，生产中可根据不同的市场和消费需求，针对性选用适宜的鲜食玉米品种。
针对马铃薯块茎钙吸收能力弱、钙含量低，且适宜钙用量与钙营养特征不明确的问题，研究探讨了马铃薯钙吸收和积累分配规律及外源钙对马铃薯钙营养特征的影响。为提高块茎钙含量与产量，本研究以早熟马铃薯‘尤金’为材料，在黑龙江绥化开展2年田间试验，设置5个钙施用水平（CaO用量为0、20、40、60和80 kg/hm2），测定不同生育期各器官钙含量、积累量、积累速率，结合相关性分析与函数拟合，明确钙营养特征及适宜施用量。结果表明，马铃薯茎叶钙含量随生育期持续上升，块茎钙含量则在膨大期达到峰值后持续下降。叶片钙积累量在淀粉积累期达峰后下降，茎和块茎则持续上升至收获期。马铃薯各器官钙积累速率随生育期均呈“慢-快-慢”变化，叶和块茎在形成期-膨大期最高，而茎延迟到膨大期-淀粉积累期。施钙使块茎钙积累速率增幅显著高于茎叶，但其钙含量、积累量、分配比例和积累速率始终远低于茎叶。与不施钙相比，施钙可提高块茎钙含量(9.4%~46.7%)、积累量(12.6%~90.2%)、积累速率(13.4%~97.4%)和分配比例(7.3%~46.5%)，但钙肥利用率仅为2.0%~22.8%。施钙可增产0.2%~14.0%，以产量为评价指标，钙适宜用量为43~58 kg/hm2。相关性分析显示，收获块茎钙含量与块茎形成期各器官的钙含量呈极显著正相关(P<0.01)，块茎产量与块茎膨大期叶片和块茎的钙积累速率均呈显著正相关(P<0.05)。综上，施钙可有效改善马铃薯钙营养状况，显著提高块茎钙含量，块茎形成期-块茎膨大期是改善块茎钙营养的关键时期。
针对烟草生产中氮肥过量施用导致品质下降与环境污染，且氮素利用机制、精准施氮标准及育种靶点不明确的问题，为完善烟草氮营养调控理论与氮高效改良技术，本文综述烟草对硝态氮、铵态氮的吸收、分配与利用机制，总结烟草氮转运蛋白（NRT、AMT家族）的功能及表达特征，分析烟草氮素传感及信号传导的关键因子（硝酸盐受体、转录因子等）与调控路径，梳理氮高效提升的主要途径与遗传改良进展。结果显示：（1）烟草通过高/低亲和力转运系统吸收硝态氮、铵态氮，其同化依赖硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)等关键酶；（2）NRT家族主导硝态氮转运，AMT家族调控铵态氮吸收，转录因子NtWRKY65等参与氮信号传导；（3）不同烟区适宜施氮量差异显著（南方100~150 kg/hm2、北方82.5~90 kg/hm2），NO3-/NH4+比例1:1适配多数品种；（4）已筛选出K326、G80等双高效型品种，明确叶面积、酶活性等氮效率相关指标。综上，烟草氮营养调控涉及吸收、转运、信号传导多环节协同，合理施肥与品种改良是提升氮效率的核心路径。未来需开展多区域试验明确精准施氮参数，挖掘氮代谢关键分子靶点，结合分子技术与传统育种培育氮高效品种，为烟草绿色生产提供支撑。
针对新疆盐渍土中NaCl和Na2SO4为主的盐胁迫制约棉花生产，且单一盐胁迫鉴定不全面的问题，为筛选稳定耐盐种质，综合评估不同材料的耐盐性。本研究以75份陆地棉种质为试验材料，采用150 mmol/L NaCl和Na2SO4模拟盐胁迫，测定发芽势、发芽率、下胚轴长、根长和鲜重等5个性状，结合主成分分析、隶属函数法以及聚类分析对耐盐性进行综合评价。结果表明：（1）相较于对照组，2种盐胁迫均对各项萌发指标有不同程度的抑制作用，且Na2SO4的抑制作用强于NaCl。（2）聚类分析显示，在欧氏距离5处2种盐胁迫下均可将供试材料划分为5个耐盐等级。NaCl盐胁迫下，高耐型6份（占比8.00%），耐盐型13份（占比17.33%），中耐型22份（占比29.33%），敏感型25份（占比33.33%），高感型9份（占比12.00%）；Na2SO4盐胁迫下，高耐型仅有1份（占比1.33%），耐盐型6份（占比8.00%），中耐型16份（占比21.33%），敏感型37份（占比49.33%），高感型15份（占比20.00%）。（3）2种盐胁迫条件下耐盐性表现一致的材料共有22份，其中高耐型1份，耐盐型1份。不同陆地棉种质萌发期耐盐性差异显著，‘中棉所96B’和‘新陆中73号’为2种盐胁迫下均稳定的耐盐种质。未来可结合苗期耐盐性鉴定及分子标记分析，深化耐盐机制研究，为棉花耐盐育种提供更全面支撑。
本研究分析新型生物有机肥在烟草种植上的应用效果，旨在阐明其对烤烟植株生长发育的调控作用。通过盆栽试验，设置5个处理[仅施烟草复合肥(CK)、施烟草复合肥和腐熟有机肥(O)、施烟草复合肥和微生物菌剂(M)、施烟草复合肥和普通生物有机肥(BOF1)、施烟草复合肥和新型生物有机肥(BOF2)]，分析其对烤烟旺长期和成熟初期农艺性状、根系形态、叶绿素含量及生物量的影响，并通过相关性分析揭示根系发育与地上部生长的关联。结果表明，在旺长期，2个生物有机肥处理的烤烟茎粗、最大叶长、最大叶宽和SPAD值均显著高于其余处理(P<0.05)；各处理根长表现为BOF2>BOF1>O>M>CK，根表面积表现为BOF2>O>BOF1>CK>M(P<0.05)；BOF2处理的烤烟鲜重总量、地上部干重和干重总量均显著高于其他处理。在成熟初期，BOF2处理烤烟的株高、茎粗、最大叶宽和SPAD值均达最大值，其地上部鲜重、干重亦为最高，较CK提高44.95%、61.31%。相关性分析表明，烤烟根系形态与最大叶长、有效叶数、地上部鲜重等多个地上部指标具有显著相关性。新型生物有机肥较其余处理显著提升了烤烟多项农艺性状，提高了烤烟早期根系生长速率，增强了烤烟地上部和地下部干物质积累，促进了烤烟生长发育。
为明确移栽行距与播期组合对晚粳稻生长特性、产量及品质的协同调控效应，优化太湖地区晚粳稻栽培技术，本研究以‘苏香粳100’（常规晚粳稻）和‘甬优1526’（杂交晚粳稻）为试材，采用三因素（品种×移栽行距×播期）随机区组设计，设置常规行距（30 cm，T1）和宽窄行（40 cm+20 cm，T2）2种行距，5月13日（B1）、5月23日（B2）、6月2日（B3）、6月12日（B4）4个播期，系统测定茎蘖动态、叶面积指数、SPAD值、干物质积累、产量及稻米品质指标。结果表明，宽窄行移栽与5月23日播种组合表现最优，‘苏香粳100’与‘甬优1526’在该组合下成穗率分别为82.96%和79.80%，孕穗期SPAD值为46.02和50.08，叶面积指数为5.68和7.64，干物质积累量分别为23.34和26.37 t/hm2，产量达11.9和13.9 t/hm2，均显著优于其他组合(P<0.01)。稻米品质方面，垩白度降至4.1%，直链淀粉含量适中，胶稠度达90.1 mm，整精米率提高至76.1%，品质优势显著(P<0.05)。研究表明，宽窄行配合适宜播期能够协同优化晚粳稻群体结构与物质转化效率，实现稳产提质，适宜在太湖稻区及周边主产区推广应用。
为明确新疆乌鲁木齐地区谷子品种‘天粟5号’的最佳种植密度，本研究结合当地谷子机械化播种实际及前期预试验结果，基于常用播种机行距(40、45、50 cm)和株距10 cm，设置6个种植密度梯度（40.0万、44.4万、50.0万、60.0万、66.7万、75.0万株/hm²），比较不同密度下‘天粟5号’的农艺性状与产量表现，并进行相关性分析及回归分析。结果表明：各种植密度处理在主茎直径、有效穗数、主穗重、主穗粒重及产量关键指标上差异极显著(P<0.01)，主茎长度、千粒重差异显著(P<0.05)；随着种植密度的增大，有效穗数递增，主茎长度、主穗长度递减，主穗重、产量呈先升后降趋势；产量与主穗重、主穗粒重等关键穗部性状极显著正相关，与有效穗数、主穗粒重存在极显著正向线性回归关系。综合来看，‘天粟5号’在60.0万株/hm²种植密度下的产量最高，相较于其他密度平均增产15%以上，且穗型紧凑、籽粒饱满，可作为乌鲁木齐地区‘天粟5号’的推荐种植密度。
为探究不同增产栽培措施对甘薯生长发育的影响，本试验采用二因素随机区组试验设计，研究地膜覆盖和栽培密度处理对宁德丘陵山地‘福宁紫4号’紫甘薯品种农艺性状和结薯习性的影响。结果表明：地膜覆盖可显著促进‘福宁紫4号’地上部的生长，进而提升产量、商品薯率和品质。在5.25万株/hm2栽培密度下，地膜覆盖较不覆膜处理，平均单株结薯数增加1.65个，单株鲜薯重提高34.62%，大薯率提高10.45个百分点，单位面积鲜薯产量增加33.87%，商品薯率提高7.72个百分点，花青素含量提高7.2%，干物质率提高2.01个百分点。过高或过低的栽培密度均对商品薯率、鲜薯产量和品质提高均有不利影响。此外，地膜覆盖和栽培密度处理对‘福宁紫4号’的分枝数、最长蔓长、单株茎叶鲜重、单株结薯数、单株鲜薯重、单位面积鲜薯产量、大薯率、小薯率、商品薯率存在显著交互作用。综上，地膜覆盖和适宜栽培密度协同作用，可更有效地提升‘福宁紫4号’的产量、商品薯率和品质。结合‘福宁紫4号’在宁德丘陵山地的生长特性，建议春季栽培采用地膜覆盖并选择5.25万株/hm2的栽培密度作为适宜措施。
为探讨干旱胁迫下不同粒径保水剂对大豆苗期生长发育的调控效应，为呼伦贝尔地区大豆旱作栽培的抗旱保苗技术提供科学参考。本研究以‘同豆2号’为供试材料，采用盆栽双因素试验设计，设置4个水分梯度（正常供水：田间持水量70%；轻度干旱：60%；中度干旱：50%；重度干旱：40%）和3种粒径保水剂（粉末状SAP-A、0.6~1 mm SAP-B、2~3 mm SAP-C），以不施保水剂为对照（CK），共16个处理，分析大豆V2期农艺性状、根系形态及干物质积累的差异。结果表明，随干旱加剧大豆幼苗各农艺指标均呈降低趋势。施保水剂可缓解干旱胁迫的不利影响。轻度干旱下，SAP-A对大豆幼苗农艺性状改善效果优于其他处理，株高、茎粗、SPAD值、根系总长、根系表面积、根系体积、单株干重较对照分别提高19.90%、10.28%、7.81%、19.81%、8.91%、24.38%和20.09%；中度干旱下，SAP-C改善效果较佳，上述指标较对照依次提高17.45%、10.77%、5.04%、38.27%、18.13%、43.63%和31.85%；而重度干旱下，施用保水剂改善效果不明显。呼伦贝尔地区大豆生产中轻度干旱下施用粉末状保水剂；中度干旱下施用2~3 mm大颗粒保水剂效果较好，可为区域大豆旱作生产提质增效提供技术支撑。
本研究旨在探究航天诱变对不同大豆品种生理指标及抗氧化酶活性的影响，为大豆种质创新与品种选育提供理论依据，同时推动航天诱变育种技术在豆科作物遗传改良中的深入应用。实验以“实践十九号”卫星搭载的4种优良大豆种子为研究对象，经航天诱变处理后返回地面进行SP1代地面种植，未经搭载的大豆种子为CK，对其生长性状、光合指标、抗氧化酶及可溶性蛋白含量进行了测定和分析。结果表明：‘德顺34’、‘东创19’发芽率较CK分别提高13.2%、17.6%，‘东创19’发芽势较CK提高9.4%；‘德顺14’叶长较CK降低8.9%，‘东农219’叶宽较CK下降28.0%；‘德顺34’株高较CK提高5.19%，‘德顺34’、‘德顺14’、‘东创19’株幅较CK分别降低53.2%、54.7%、56.3%，‘东创19’节间长较CK提高10.8%，‘东农219’分枝数较CK降低28.0%；‘东农219’单株荚数较CK提高7.7%。‘德顺14’净光合速率较对照提高17.3%。‘德顺34’、‘德顺14’POD活性较CK均有所提高；‘德顺14’MDA含量极显著高于CK；‘东创19’可溶性蛋白含量较CK极显著提高。综上所述，航天诱变导致大豆植株性状发生广泛变异，尤以株幅变化最为突出；光合指标有所改善，抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量波动较大，其中SOD变化最小，且这些变异在不同品种间表现出差异性。
本研究旨在研究膜下滴灌灌水定额对北疆棉花生长发育、耗水特性及产量的影响，为该区域棉花生产的节水、增产、增效提供理论依据。试验于2022—2024年通过设置4种不同灌水定额：30.0 mm(I20)、37.5 mm(I25)、45.0 mm(I30)和52.5 mm(I35)，探究不同滴灌定额对棉花生长指标、耗水规律及产量的调控效应。结果表明，随灌水定额的增加，棉花株高呈增加趋势，在I30和I35处理下达到峰值；而叶面积指数(LAI)和叶绿素相对含量(SPAD)呈先升后降趋势，峰值均出现在I30处理。棉花各生育阶段耗水量及作物系数均随灌水定额的增加呈上升趋势。棉花籽棉产量和皮棉产量随灌水定额的增加呈先增加后降低的趋势，其中I30处理产量最高，平均值分别为5535.35 kg/hm2和2348.42 kg/hm2。耗水量-产量的拟合分析表明，适宜耗水量范围为491.93~571.61 mm。综合评价结果表明，I30处理在3个生长季的综合评分均最高。综上，I30处理可实现北疆滴灌棉花产量最优，研究结果可为北疆棉花节水高产栽培提供理论依据。
本研究旨在探究地膜覆盖对甜菜营养生长动态及生育进程的影响，为高产优质甜菜生育调控提供理论依据。以新疆滴灌条件下的覆膜与裸地甜菜为供试材料，田间试验测定植株生长动态、块根产量和品质指标。结果显示：苗后87 d内，地膜覆盖下甜菜块根鲜重增长量高于裸地甜菜；87 d后裸地甜菜块根增长量逐渐高于覆膜甜菜，且其含糖率始终高于覆膜处理。至收获时，地膜覆盖后甜菜块根产量较裸地减少了6.02%，根体含青头比例降低0.74%，含糖率降低19.04%，产糖量减少了23.91%；同时，覆膜处理导致块根中K+、Na+、α-N含量分别增加了12.21%、11.36%和46.99%。研究表明，地膜覆盖虽能显著促进甜菜前期生长、加速地上部生物量积累，但裸地甜菜中后期生长优势更显著，更利于块根膨大和糖分积累。
为修正20世纪60年代农业气象规范中固定叶面积校正系数导致的误差，本研究于2024—2025年在内蒙古扎赉特旗典型农业气象试验区，以玉米、水稻、高粱、大豆、绿豆5种主栽作物为对象，采用坐标纸法系统测定不同生育期的叶面积校正系数(K)与叶面积指数(LAI)。结果表明：（1）作物K值呈显著生育期差异，玉米开花吐丝期(0.856)和大豆分枝期(0.841)达到峰值，平均K值由高至低依次为玉米0.750、水稻0.739、绿豆0.735、大豆0.709、高粱0.683，均显著高于传统经验值；（2）LAI呈单峰型动态变化，峰值集中在生殖生长期（水稻抽穗开花期最高达2.14），具明显作物特异性；（3）传统固定K值普遍偏低，最大偏差达17.6%，对现代精准农业与遥感反演引入潜在系统性误差。本研究初步构建了兴安盟主栽作物分生育期高精度K值与LAI数据集，为区域作物生长模型构建、遥感验证及智慧气象服务提供了本地化关键参数，有助于推动农业气象观测规范向“动态、精准、分作物、分生育期”方向发展，推动传统经验型农业气象服务向数据驱动型、模型支撑型转变，为智慧农业与气候适应性管理提供可靠科学依据。
本研究旨在探究联合施用沼泽红假单胞菌、贝莱斯芽孢杆菌与海藻有机水溶肥对烟叶品质及叶际微生态的影响。采用田间小区试验，设置处理1(Rho)：5×109 cfu/mL沼泽红假单胞菌GJ-22 300倍液；处理2(Rhor)：5×109 cfu/mL沼泽红假单胞菌GJ-22 300倍液和150 g/L海藻有机水溶肥1000倍液；处理3(Bav)：5×109 cfu/mL贝莱斯芽孢杆菌300倍液；处理4(Baor)：5×109 cfu/mL贝莱斯芽孢杆菌300倍液和150 g/L海藻有机水溶肥1000倍液；处理5(ORF)：150 g/L海藻有机水溶肥1000倍液；处理6(CK)：空白对照，共6个处理。测定烟草的农艺性状、主要化学成分，分析叶际微生物群落结构变化。结果表明：处理2显著促进烤烟生长，提高了烤烟C3F和C4F等级烟叶的比例，从而显著提高了烟叶品质；处理1显著提高了烟叶总糖含量。在叶际微生物方面，处理2和处理4均显著增加了细菌中γ变形菌纲的相对丰度，同时降低了拟杆菌纲的相对丰度。处理1对叶际细菌和真菌的多样性具有增加趋势，但与有机水溶肥联合应用后，对细菌和真菌的多样性影响不显著。处理3对细菌多样性影响不显著，但显著降低了叶际真菌的多样性，与处理5相比，显著降低了叶际细菌的多样性。这些研究结果可为生产中微生物菌剂和有机水溶肥在烟草生产中的应用推广提供理论依据。
为解决楚雄‘K326’烤烟产质量波动（化学成分不协调、工业可用性下降）问题，明确施氮量、有机氮占比、留叶数的最佳组合，2023年在楚雄南华采用L9(34)正交试验，系统研究三因素对烤烟农艺性状、经济性状及内在化学成分的影响。结果表明，施氮量150 kg/hm2时，烤烟综合农艺性状表现最好，烟叶内在化学成分更协调；施氮量120 kg/hm2时经济性状表现最好。有机氮占比10%时，烤烟产量及中等烟比例最高；有机氮占比20%时，烤烟的产值、均价、上等烟比例达到最高水平；有机氮占比增加到30%时，烟叶农艺性状最好，内部化学成分更协调。留叶数18片时，烤烟农艺性状表现最好，经济性状最佳；留叶数22片时，烤烟产量最高；留叶数20片时，烟叶内部化学成分更加协调。综合考虑施氮量、有机氮占比及留叶数的影响，施氮量150 kg/hm2、有机氮占比30%、留叶数20片时，烤烟在农艺性状、化学品质方面表现最优；施氮量为120 kg/hm2、有机氮占比10%、留叶数20片时，烤烟产量最高；而施氮量为120 kg/hm2、有机氮占比30%、留叶数18片时，烤烟产值、均价、上等烟比例表现最佳。因此，适宜于楚雄当地生产实际的最佳组合方式是施氮量120 kg/hm2、有机氮占比30%、留叶数18片，可作为楚雄‘K326’的关键栽培技术指导烟草生产。
