无人机作为新型遥感平台,近年来发展迅速,应用领域不断拓展。无人机遥感技术被广泛用于作物监测,在农田作物长势监测、农作物营养诊断和产量估测等方面有所突破。本文从无人机遥感技术的特点、无人机平台的选择和传感器类型、在作物监测上的主要应用3个方面做了较为详细的综述,对无人机发展的难点进行了讨论,并对无人机遥感技术在作物监测上应用进行了展望。

缩短杂交后代生长周期、加快加代纯合速度是提高育种效率的重要途径。本文分析了影响作物生长周期的环境和遗传因素,总结了利用自然环境或人工光温控制措施加快作物育种进程的研究进展,并评估了分子标记辅助选择技术在快速育种中的应用价值。

美国不是作物起源中心,但却是世界上保存植物种质资源最多的国家。美国拥有较完善的植物种质资源保护体系,其法律法规、管理制度、种质资源交换与共享政策、资助体系等稳定而灵活,保存设施和信息网络建设稳步发展,在种质资源收集、鉴定评价、新基因发掘、种质创新等方面针对不同作物的需求均取得了很大成效,充分体现出种质资源的基础性和公益性特点。本文在全面评述美国植物种质资源保护与研究利用情况的基础上,对我国种质资源保护、研究和管理提出了建议。

概述了微生物肥料的研发进程、微生物肥料的种类、作用机理,阐述了微生物肥料对促进作物生长发育、提高粮食产量和改善产品品质的效果及对抑制病虫害发生、改善土壤环境等方面的作用。讨论了微生物肥料在农业生产应用中存在的问题和发展前景,旨在为我国微生物肥料的发展提供参考。

小麦是我国以及全球最重要的粮食作物之一。随着人口增长、气候变化和人们对高品质生活的追求,需要培育高产、多抗且优质的小麦品种,确保小麦安全生产和小麦产业健康发展。由于在培育小麦新品种过程中严格持续不断的人工选择,小麦初级基因库已得到充分开发。利用小麦的近缘次级基因库,将传统的育种技术和分子育种技术结合,通过细胞遗传学、分子标记辅助选择和基因工程等方法将小麦近缘种属中的优良基因引入到小麦染色体组中可突破这一育种瓶颈,培育符合当代育种目标的小麦新品种。本文简要介绍了将小麦主要近缘种属及将其蕴含的优良性状和优良外源基因引渗到小麦基因组中的主要技术及特点,重点综述了利用近缘种属优良基因改良小麦抗病性、品质和生长发育等性状的最新研究进展,讨论了目前存在的问题和发展趋势,以期促进小麦近缘种属优良基因的挖掘和新品种培育。

为探明施氮量对水稻RVA谱特征值、稻米淀粉结构和理化特性的影响,以超级稻品种南粳9108为材料,在大田种植,设置3个施氮水平,分别为全生育期不施氮（N0）、施纯氮180kg/hm²（N180）和360kg/hm²（N360）,研究了淀粉结构和理化性质与RVA谱特征值的关系。结果表明,与N0相比,N180和N360处理下南粳9108的产量显著增加,氮肥利用率则逐渐降低。与N0相比,N180处理下南粳9108的崩解值、热浆黏度、峰值黏度、糊化温度和胶稠度提升,消减值和直链淀粉含量降低;提高了支链淀粉中短中链含量、淀粉的无序结构、溶解度和膨胀度,降低了糊化焓和结晶度。N360处理的结果与上述结果相反。相关性分析表明,支链淀粉短中链含量与崩解值、淀粉的无序结构、溶解度和膨胀度呈显著或极显著正相关,与糊化焓、结晶度和消减值呈显著或极显著负相关。综上可得,全生育期施纯氮180kg/hm²时南粳9108支链淀粉结构和淀粉理化性质得到改善,优化了RVA谱特征值,使蒸煮食味品质变优。

为了明确玉米叶片“源”的高温胁迫温度阈值,采用盆栽试验,利用可精准控温（模拟大气温度变化）的人工气候室,以日最高温32℃为对照,分别设置日最高温34℃、36℃和38℃ 3个处理,于玉米拔节期进行持续10d的温度控制试验,比较叶片光合作用光反应和暗反应阶段对不同高温的响应,以及叶片气孔和叶绿体超微结构的变化。光反应阶段,38℃处理下的光系统Ⅱ最大光化学量子产量（F_v/F_m）和实际光化学量子产量Y（Ⅱ）与其他处理相比均显著降低,但胁迫解除后均恢复至正常水平,而其他3个处理无显著性差异;暗反应阶段,与对照相比,36℃和38℃处理的叶片净光合速率（P_n）均显著降低,胞间CO₂浓度（C_i）均显著升高,且38℃处理在胁迫解除后P_n未能恢复。透射电镜结果显示,在36℃和38℃处理下,叶绿体结构逐渐紊乱降解,脂质球体含量增加,淀粉粒合成减少。综上可知,对于玉米叶片“源”,日最高温的胁迫阈值是36℃,阈值附近的高温胁迫主要是限制光合作用的暗反应阶段。

水稻根系是吸收水分和养分的重要器官,也是合成和分泌植物激素、有机酸等物质的重要场所。根系形态和生理对水稻产量和品质形成有重要影响。本文综述了水稻根系主要形态生理指标及其与稻米品质的关系,并提出了未来加强水稻根系形态生理与稻米品质关系的研究方向,以期为水稻高产优质栽培根系调控提供理论依据。

小麦是世界第一大口粮作物,是人类生活所依赖的重要食物来源,全球约35%~40%的人口以小麦为主要粮食。2016年世界小麦种植面积约22 010.76万hm ²,约占全球谷物种植面积的30.7%,远超过玉米、水稻、大豆,居世界谷物种植面积之首。本文论述了世界小麦生产概况,包括小麦的种类、分布及主要生产国的基本情况,重点论述了中国小麦的生产和发展情况。随着社会的发展和科学技术的进步,中国的小麦生产能力逐步发展,主要体现在3个方面：一是种植面积起伏变化大,二是单产稳步提升,三是总产持续增长。无论是冬小麦还是春小麦,高产高效栽培技术和优良品种对产量的提升都起到了重要作用,我国小麦生产水平有了很大提高。

羧酸酯酶（carboxylesterase,CXE）是一类广泛存在于动植物及微生物中具有α/β折叠水解酶活性的水解酶类。蛋白序列比对分析表明植物CXE具有一个催化活性的丝氨酸保守结构域（GXSXG基序）,结合并水解各种酯类化合物。在植物中,其家族不同成员在组织中的表达存在差异,并受乙烯、病菌等因素的诱导,在除草剂活性物质激活、植物激素信号物质代谢以及生物胁迫等过程中发挥重要的生物学功能。本文对植物CXE家族成员的结构、表达调控和生物学功能进行综述,并讨论了未来可能的研究方向,为CXE功能的深入研究提供参考。

以郑单309、郑单326、郑单958和中玉303等玉米品种为研究对象，在7个种植密度（6.00×10⁴、6.75×10⁴、7.50×10⁴、8.25×10⁴、9.00×10⁴、9.75×10⁴和10.50×10⁴株/hm²）条件下进行田间试验，研究不同种植密度和品种对夏玉米生育期内群体物质累积量和产量构成的影响。结果表明，高密度下株高和穗位高表现出明显优势，中玉303和郑单958的株高和穗位高表现相对较高。随生育期推进，植株群体干物质量显著增加，花前、花后和成熟期干物质量均随密度增加而显著增加，成熟期中玉303和郑单958的干物质量较郑单326和郑单309平均提高16.1%，花后干物质量占成熟期的比重以6.00×10⁴株/hm²密度处理下最高，为58.68%，以郑单958最高。随密度增加，成熟期千粒重显著下降，产量明显提高，10.50×10⁴株/hm²密度处理最高，为14.49t/hm²，中玉303产量最高，较郑单309和郑单326平均增加16.3%。由此可见，在本试验条件下，选用中玉303，以10.50×10⁴株/hm²密度种植，可提高玉米植株花后物质生产量，促进花后物质分配，实现夏玉米高产。

糯玉米起源于中国。20世纪以来,中国在糯玉米育种及产业上发展很快,优势显著,目前已成为全球第一大鲜食玉米生产国和消费国。从种质资源丰富及特色明显、育种实力增强及审定品种数目增多、种植面积逐年攀升、自主创新能力增强并引领产业发展等4个方面详细论述了中国糯玉米的产业优势。从“一带一路”沿线国家农业经济发展现状、未来需求等方面分析了中国糯玉米产业在“一带一路”发展中的机遇,为我国糯玉米育种及产业发展提供支撑。

介绍了叶面肥的发展历程、对水稻增产提质的作用以及存在问题和发展趋势。生产实践表明,水稻叶面肥能够提高水稻产量、改善稻米品质、降低重金属尤其是镉污染。近年来,中国水稻叶面肥施用推广迅速,产品种类繁多,但质量参差不齐,施用方法仍有待改进。在今后的发展中,应加强功能型叶面肥产品的研发,提高产品质量,推广以无人机为重点的肥药混喷技术,提高施用效果。

冷等离子体处理作为一种环境友好、操作简单、安全性高的现代农业物理技术,具有较大的研究潜力和应用前景。本文总结了不同压强和放电方式组合下冷等离子体的性质、冷等离子体对作物种子处理效应的研究进展及展望。归纳发现冷等离子体处理能够改变作物种皮结构,提高种子代谢水平,改善作物的表型、产量等生产性能,并在一定程度上提高植株的抗逆能力。目前对冷等离子体处理效应的报道多集中在作物表型和生理层面,对机理的研究仍有待深入。常压室温等离子体（atmospheric and room temperature plasma,ARTP）是一种近年开始应用的新型冷等离子体源,操作条件更为温和可控,处理效应更加稳定高效。相信今后常规冷等离子体及ARTP处理技术会在改善作物农艺性状、提高作物综合品质等方面得到更加广泛的应用。

播种机是影响小麦产量的重要因素。随着农业生产精准化、智能化的逐步推进,急需对现有小麦免耕播种机械进行优化创新。在总结国内外小麦免耕播种机械发展历程的基础上,就旋耕装置、防堵装置、排种装置和复式作业4个方面的研究进行了综述,并讨论了其中存在的不足,探讨了更优的解决方案及未来发展趋势。

发生突变的个体叫作突变体。突变体往往具有与野生型不同的表型,这样就为缺失组分的功能研究提供了有益的信息。主要介绍了植物突变体库的作用及构建方法,重点论述了自发突变体库、理化诱变突变体库及T-DNA插入突变体库的构建原理与特征,并对植物突变体库的研究前景进行了展望。

高盐是限制农作物生长和生产最主要的非生物逆境之一。土壤中过多的盐离子对植物细胞造成渗透、离子和氧化胁迫。植物感知胁迫信号后,激活脱落酸、盐过敏感通路维持体内渗透平衡和离子稳态,运行抗氧化系统以应对过量的活性氧。本文通过信号转导、渗透保护剂及溶质的生物合成、离子稳态及区域化、抗氧化系统和植物激素调控等方面综述了植物盐胁迫反应的组成、途径及其调控机制的研究进展,有助于研究人员在逆境条件下培育高产优质的农作物。

综合分析1985-2015年全国水稻主要品种推广及更替情况表明,我国水稻主栽品种更新速率明显放缓,主导品种经历了5~6次更新换代,其中,常规水稻品种经历了约5次更换过程,杂交水稻品种约经历了6次主要的更换过程,品种的抗病性等是主导品种更迭的主要原因,研究同时发现杂交水稻主导品种亲本同质化现象比较普遍。为进一步推动我国水稻品种更新换代,需发掘和创制新的种质资源及亲本,加强抗病性育种,更加注重主要性状的综合协调,选育、审定和推广更多优质、高产、多抗、广适于一体的优良品种。

调查分析了南方稻田多熟种植的现状、存在的问题,并提出了对策。通过实地考察、典型案例剖析、文献资料查阅,阐述当前稻田多熟种植的地位、研究进展和生产状况。南方稻田多熟种植快速发展中存在着熟制缩减、面积下降、模式单一、效益降低、地力衰退和耕地撂荒的问题,对策实行多元化、高效化、集约化、轻型化、绿色化和生态化的多熟种植模式。

概述了我国农作物田间杂草的主要类型、除草剂主要类型及其作用机制以及农作物除草剂抗性主要机制,综述了作物除草剂抗性育种的研究进展,比较了传统育种和转基因育种方式培育除草剂抗性作物的优缺点,总结了转基因育种存在的安全性问题。同时介绍了转基因培育除草剂抗性作物中常用的抗性基因以及基因转入受体的方式,展望了CRISPR/Cas9（clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR-associated protein 9）等基因编辑技术在农作物除草剂抗性育种研究中的应用与发展前景。

美国先锋公司育成的玉米品种以其产量高、品质优良、抗逆性强、耐密、脱水快和茎秆坚韧等优点,且具有适应机械化和玉米产业化要求的优势,自2000年起在我国迅速推广应用,对我国玉米种业市场造成了强力的冲击。从美国先锋公司玉米品种在我国的审定情况、推广应用及品种间的系谱关系等多个角度对其进行分析,明确美国先锋公司玉米种质资源在我国玉米产业中的发展历程和优势,为我国培育优良的突破性玉米新品种、提高国际竞争力提供经验和依据。

为获得用于烟草的优良微生物肥料菌种资源,探讨其对烟草种子萌发、幼苗生长的影响,从延边地区烟草根际土壤中分离筛选具有产吲哚乙酸（IAA）能力的菌株并进行分子鉴定,研究该单一菌及混合菌剂对烟草种子萌发和幼苗生长发育的影响。结果表明,鞘氨醇杆菌属（Sphingobacterium sp.）m-53与咸海鲜球菌属（Jeotgalicoccus sp.）m-60产IAA效果较好,m-53、m-60及二者混合菌剂的最佳培养时间分别为24、48和48h,其对应的IAA产量分别为98、41和141mg/L。与对照相比,单一菌和混合菌剂均能促进烟草种子萌发及幼苗生长,尤以混合菌剂的效果最佳。m-53和m-60可单独施用或混合施用均作为烟草微生物肥料的备选资源。

Dof(DNA binding with one finger)蛋白是植物中特有的转录因子,其N-末端具含保守锌指结构的Dof结构域,能够识别AAAG序列;Dof转录因子能够发挥多种功能,主要是由于其具有多变的C-末端,它是Dof蛋白的特异转录调控结构域。在植物中,Dof转录因子的功能主要与维管发育、叶片极性、保卫细胞特异基因的调控、碳氮代谢、种子发育和萌发、光响应及光周期调控的开花和花粉发育、次生代谢物合成、防御反应、生长素响应等生理过程有关。将这些进程归纳为组织分化、种子发育和代谢调节三个方面,通过对植物Dof转录因子的结构特点及功能进行分析,为Dof转录因子的深入研究提供参考。

水稻籽粒镉污染是一个世界范围内广泛存在和亟待解决的问题。有关控制镉积累的数量性状位点（QTL）和调节水稻镉积累及分配的重要功能基因被广泛研究和报道,揭示了水稻中镉积累的遗传多样性。本文主要回顾和总结水稻中镉的吸收、转运、积累和外排的生理和分子机制,概述目前学者们在培育“低镉大米”方面所做的一些研究,并讨论了降低籽粒中镉含量的现存问题及发展方向。

转基因作物品种在商业化推广的20多年间发展迅猛,在保障食品供应、拓展农业功能、缓解资源约束、保护生态环境等方面做出了卓越贡献。在创造巨大经济、环境和社会效益的同时,转基因作物的生物安全问题也引起了全球的广泛关注和讨论。其中,难以准确预见的外源基因通过基因漂移逃逸至非转基因作物及其野生近缘种,进而导致潜在的生态风险就是国内外学者的研究热点。围绕基因漂移的机制及其生态风险、风险评估、控制措施等问题进行介绍和讨论,并展望转基因生物技术的发展趋势。

氧化亚氮（N₂O）是全球第三大温室气体,农田生态系统是人为N₂O排放的重要来源,约占全球人为排放的30%。明确我国农田N₂O的排放特征、关键过程与影响因子,有助于因地制宜制定减排技术途径及行动方案。氮肥施用是农田N₂O排放的关键因子,国家统计数据发现,我国农田氮肥用量在2001-2007年呈上升趋势,之后趋于稳定,2014年开始下降,其中华东地区用量最高;农田N₂O排放总量也于2015年达到最高点,之后出现下降态势,总体呈现南高北低的特征。文献综合表明,农田N₂O排放主要由土壤反硝化过程主导,人为氮素添加是决定排放高低的首要影响因子。基于上述结果,在选用氮高效作物品种降低土壤N₂O排放的前提下,华东等施肥量高的地区可采取优化施肥比例、增施缓控释肥等途径,实现氮肥增效减量减排;在设施农地和果园等田间设施条件较好的农田,可采用水肥一体化滴灌等增效减排措施;在作物多熟种植地区,除了氮肥减量减排外,还可增加豆科作物布局,采用禾豆轮作等减排措施。最后,对农田N₂O减排的科技创新和政策创设等方面提出了一些建议,包括完善农田N₂O减排理论、创新智慧农业及高效施肥技术、健全碳监测评价体系以及碳减排激励政策与机制等,助力尽早实现我国碳达峰与碳中和目标。

水旱轮作是一种解决水稻连作障碍的重要种植模式,该技术方法简单,实用性强,目前已成为我国广泛采用的稻田耕作方式。不过各地因为气候等因素的影响,其具体栽培措施存在着一定的差异。本研究利用文献检索、内容归类的方法将稻田水旱轮作对作物生长、土壤特性的影响及目前常见的稻田水旱轮作方式进行了阐述,同时对稻田水旱轮作中存在的问题进行了分析,并提出建议,希望能为克服水稻连作障碍提供参考。

细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility,CMS）及育性恢复（restorer of fertility,Rf）是作物杂种优势利用的有效途径之一,由线粒体不育基因和核恢复基因互作产生。本文综述了水稻CMS和Rf基因的来源及其分子遗传机理,并展望了水稻CMS和Rf系统在水稻育种方面的应用。

老芒麦（Elymus sibiricus Linn.）,别名西伯利亚野麦草,为优良饲用植物。老芒麦生态适应性强,是青藏高原地区高寒草甸草原群落中的常见草种,具有较大的经济和生态价值。文章综述了老芒麦在栽培技术、引种、产量、品质、生理生化、形态和分子等7个方面的研究进展,分析了现阶段的优势和不足,同时也展望了老芒麦未来的研究方向,为老芒麦的进一步研究与利用提供参考。

随着水稻直播技术的推广,稻田出现杂草发生严重、除草剂用量加大等问题,而杂草发生种类、优势种群出现多样化,增加了杂草对除草剂的抗性,导致杂草防除困难,影响了直播稻的丰产与稳产;同时直播稻田除草剂的过量使用带来的生产安全性问题值得关注。本文从杂草发生种类、数量及成灾时期、发生差异性（稻作区域、种植方式、直播方式与播种期）、生态学效应及对直播稻生长发育影响等方面综述了直播稻田杂草的发生特性,分析了不同种类杂草的防除途径（化学除草、耕种制度与栽培措施）,提出我国目前在直播稻田杂草发生与防除方面研究存在的问题,并对未来直播稻田杂草防治的发展方向进行探讨与展望,旨在提高我国直播稻田杂草的防除效果,促进直播稻生产的轻简高效发展。

植物根系是活跃的物质代谢和吸收器官,对植株生物量积累、养分和水分高效吸收利用具有重要作用。本文主要综述了水稻根系形态、解剖、生理特征与氮吸收利用效率的关系以及不同氮效率品种根系特征的差异,并综述了促进根系生长和提高氮吸收利用效率的栽培调控措施,展望了未来水稻根系的研究方向,为水稻氮肥减施、氮高效栽培管理技术优化和氮高效品种选育提供理论依据。

玉米是我国重要的青贮饲料来源，蛋白质含量较低是制约其饲喂价值的主要问题。混合青贮可通过原料间成分的互补性以及发挥微生物的互作效应实现青贮饲料营养品质的均衡与提升。本文综述了玉米与高蛋白牧草、副产品和青贮添加剂混贮的研究进展，分析了现阶段的优势与不足，展望了我国玉米混贮未来的研究方向，为我国玉米混贮应用提供参考。

热激蛋白90（HSP90）广泛参与生物体的生长发育,且积极响应多种非生物胁迫。为全面解析玉米HSP90基因家族信息,对HSP90基因家族进化树、基因结构、保守基序（motif）、GO富集和组织表达模式等进行分析,并进一步分析ZmHSP90-1基因响应干旱胁迫的表达模式及蛋白互作关系。结果显示,从玉米全基因组水平共鉴定到11个ZmHSP90家族基因,被划分为5个亚族（I~V）;相邻进化树分支上的ZmHSP90基因具有相似的motif和基因结构;GO富集分析显示,11个ZmHSP90基因均参与了蛋白质折叠过程;表达模式分析显示,11个ZmHSP90基因在不同组织或器官中均有表达,其中ZmHSP90-1基因的表达量相对较高;ZmHSP90-1基因在耐旱性强的玉米自交系中具有更高的表达量,且积极响应干旱和复水过程;蛋白互作预测显示,ZmHSP90-1可能与其互作蛋白协同响应非生物胁迫,发挥生物学功能。

绿豆是我国种植的主要食用豆之一,在我国农产品出口、调整种植结构、丰富人们膳食和农产品加工利用等方面具有重要作用。自20世纪80年代中期以来,我国共育成绿豆品种141个,育种手段实现了从农家品种提纯复壮、优异品种引进、系统选育、辐射诱变到杂交选育的转变,解决了绿豆品种中存在的生育期长、蔓生倒伏、产量低、抗性和适应性差等问题。特别是国家食用豆产业技术体系运行以来,杂交选育与分子标记辅助选择的结合,使新品种的产量、抗病虫性和适宜机械化收获等特性进一步提高。然而,受多种因素的影响,我国绿豆产业出现了种植面积先增后减、进口量连年增加、适宜机械化生产的优质专用和多抗品种缺乏等问题。本文在分析我国绿豆产业及品种发展状况的基础上,讨论了目前我国绿豆品种存在的问题,提出了今后绿豆品种改良的主攻方向,旨在为我国绿豆产业发展和品种改良等提供参考。

种子活力检测是种子检测中的重要一环,国际种子检验协会建议的检测方法主要有标准发芽实验法、TTC染色法、电导率测定和加速老化试验等方法。这些检测方法具有检测结果显示直观、测量准确等优点,但也存在对种子有破坏作用、检测过程复杂和耗时耗力等缺点。随着现代免耕直播技术的发展,对种子活力的检测在速度和无损性方面提出了更高的要求,而传统方法难以实现快速无损检测目标。基于光学技术的种子活力检测方法具有效率高、无损的特点,近年来得到了国内外相关学者的关注。本文对光学技术在种子活力检测上的应用进行了综述,介绍了X光、近红外光谱、高光谱、光声光谱、可调谐半导体激光吸收光谱和色选技术等光学技术在种子活力检测中的研究,并对光学技术在种子活力检测的前景进行了展望。

保护性耕作是旱地耕作制度的重要组成部分,我国自2002年开始在全国范围内大规模推广保护性耕作。通过少耕、免耕及秸秆还田等综合配套措施,减少农田土壤侵蚀,保护农田生态环境,达到生态、经济效益协调发展的目的。对我国北方旱作农田土壤耕作发展历程、保护性耕作主要成就进行了梳理,并对未来我国北方旱作农田保护性耕作面临的新任务进行了展望,为气候变化条件下旱作农田持续高效发展提供借鉴。

为探讨玉米（Zea mays L.）苗期对水分亏缺的响应机制,以抗旱性具有显著差异的2个玉米品种为材料,使用PEG-6000溶液模拟不同强度的干旱胁迫,对逆境中玉米苗期的形态及生理生化特性进行分析。结果表明：干旱胁迫后抗旱性强的成单30的株高、叶面积、根长及根重呈上升趋势,抗旱性弱的金玉306呈下降趋势;干旱胁迫使成单30的地上部干重、根重和干物重等生物产量增加,而金玉306的各生物产量逐渐下降;干旱胁迫导致玉米的丙二醛含量升高,细胞膜稳定性下降,成单30的变化幅度比金玉306小;干旱胁迫使玉米的叶绿素a/b比值及叶绿素含量下降,类胡萝卜素含量增加;成单30的可溶性糖及可溶性蛋白含量在干旱胁迫后变化不显著,而金玉306在后期才出现显著变化;干旱胁迫后,成单30与金玉306的脯氨酸含量均极显著增加;干旱胁迫使玉米的超氧化物歧化酶、过氧化物酶及过氧化氢酶活性提高。这些结果说明不同抗旱性玉米品种的抗旱机制存在一定差异。