由真菌引起的病害可以在玉米叶片、茎秆和雌穗等部位及生长发育的各阶段发生，严重影响玉米产量及品质。培育和种植抗病品种是控制病害的重要途径，随着现代分子生物学的发展，全基因组及多组学技术的利用为玉米抗病基因的挖掘及抗性机制的解析提供了更可靠和更便捷的方式，通过分子育种与常规育种技术相结合改良现有种质也逐渐成为培育抗性种质的有效方式。本文综述了玉米常见真菌病害的抗病遗传、基因克隆及其育种利用的最新进展，展望了新抗病基因的挖掘和机理解析、广谱抗病基因及基因编辑等技术在玉米育种中的利用，以期促进玉米优良抗病新品种的培育。

理解土壤水分与氮素及其互作对小麦产量与水氮利用效率的影响，对协同提高小麦产量和水氮利用效率有重要意义。本文综述了小麦节水灌溉技术、氮肥施用技术、水分和氮素对小麦产量与水氮利用效率的互作效应、作物―土壤关系及水氮调控机制等方面的进展。讨论了目前存在的问题，即高产小麦与土壤的水氮互作效应尚不明确，小麦水氮耦合与高效利用的分子机理尚不清楚以及协同提高小麦产量和水氮利用效率的调控途径与关键技术尚未掌握。针对上述问题，今后应重点探究高产小麦与土壤的水氮互作效应与机制、水氮互作调控小麦吸收利用水分和氮素的生理与分子机理，以及协同提高小麦产量和水氮利用效率的调控途径与关键技术。

在自交授粉条件下，对PH6WC×PH4CV、PH6WC×B20、PH6WC×D1279 及亲本百粒重差异进行分析，并对PH6WC×D1279组建六世代群体（P₁、P₂、F₁、B₁、B₂、F₂），运用主-多基因混合模型遗传分析方法对百粒重遗传进行分析。结果表明，3个杂交种F₁百粒重存在极显著差异，且极显著高于亲本;F₁超高亲优势为11.56%~43.68%;百粒重遗传模型为2对主基因加、显、上模型;2对主基因为完全显性，上位性效应>显性效应>加性效应;主基因遗传率77.64%~80.86%。

优质棉育种是当前棉花育种的工作重点，海岛棉染色体片段导入系是定位纤维品质性状QTL、定向改良棉花纤维品质的重要材料。以构建的一套以陆地棉冀棉262为背景的海岛棉海7124染色体片段导入系为材料，对上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值、整齐度指数和伸长率5个纤维品质性状进行相关性分析及QTL定位。结果表明，上半部平均长度与断裂比强度、整齐度指数，断裂比强度与整齐度指数均呈极显著正相关，断裂比强度与伸长率呈极显著负相关，可能存在QTL的重叠或连锁。利用459对全部锚定在26条染色体上的SSR标记进行QTL定位分析，鉴定得到155个与纤维品质性状相关的QTL，解释表型变异率在6.57%~38.72%，分别位于At亚组的13条染色体和Dt亚组的7条染色体上，每条染色体上平均检测得到7.75个QTL，其中D5染色体上QTL最多，达30个，与上半部平均长度、马克隆值、伸长率相关的各7个，与整齐度指数相关的6个，与断裂比强度相关的3个;在A9染色体上仅检测到1个与伸长率相关的QTL。本研究鉴定得到的QTL位点与已报道的纤维品质位点部分重合或一致，与之相连锁的分子标记将在优质棉品种选育工作中发挥积极作用。

海河平原是我国重要的冬小麦产区。随着生产发展，70多年来冬小麦行距有很大变化。20世纪50年代初期，通过简单农机具改革，使当时普遍在30cm以上的大行距有所缩小。1960年代中期至1970年代，由于适应种植制度变革和增密增产的技术需求，冬小麦种植行距比1960年代前期缩小了1/2左右，但仍存在多种形式。1980年代以后至20世纪末期，冬小麦行距逐渐稳定并规范为平均行距20cm为主的等行距或宽窄行。经过21世纪初期的过渡，从2007年至今，基本以15cm左右的等行距为主流行距。同时依托播种机具改进，对多种行距配置形式的生产效应进行了研究探讨。目前，7.5cm等行距小麦播种机的超窄行距种植技术和小麦立体匀播技术表现出显著的增产作用并逐渐扩大推广，显示了较好的应用前景。

叶片气孔是植物与外界联系的直接通道。气孔在玉米植株生长过程中碳、水循环调控中起着重要作用，影响着植株蒸腾和光合作用的强度。本文概述了玉米叶片气孔形态结构与主要功能特点，梳理了气孔表型破坏性与非破坏性获取方法，沿时间脉络整理了气孔表型人工―半自动化―自动化解析方法，归纳了玉米叶片气孔表型特征分析研究进展及影响气孔形态建成的相关基因研究现状，展望了叶片气孔研究可能面临的挑战与机遇，为基于气孔表型的玉米品种筛选鉴定及遗传改良提供参考。

在复杂的气候条件下，小麦更加频繁地遭受干旱高温逆境的影响，使产量降低。小麦单位面积穗数一定时，穗粒数和粒重是决定产量的主要因素。干旱高温逆境下，幼穗分化能力降低，小穗小花原基数量较少，花药和花活力降低，抑制胚和胚乳发育，致使小穗分化数量减少，可育小花数目降低，小花受精失败、籽粒败育，穗粒数降低。小麦穗粒数建成后，干旱高温降低胚乳细胞分化和生长速率，胚乳细胞数目降低，库容降低，同时改变籽粒灌浆特性，粒重降低。可见，干旱高温对小麦产量形成的影响涉及小穗分化、小花发育、小花受精、籽粒建成、籽粒灌浆等一系列复杂过程。本文从穗粒数形成的每一个阶段及粒重积累的过程全面系统地介绍了干旱高温逆境下小麦产量降低的生理机制，并总结小麦生产中应对干旱高温逆境采取的缓解措施。明确影响穗粒数形成的关键阶段及粒重积累的关键代谢途径，为小麦抗逆品种选育以及抗逆栽培技术提供理论依据。

TMS5基因编码RNase Z蛋白，它是水稻中报道的一个温敏核不育基因。分析比较小麦中TMS5同源基因在小麦BNS不育系和可育系花药不同发育时期表达的差异，为揭示小麦BNS温敏核雄性不育的机制提供理论依据。以小麦BNS不育系和可育系花药为试验材料，克隆获得408bp的小麦TMS5同源序列，其与水稻TMS5基因序列一致性达80%。定量分析小麦TMS5在花药发育的四分体期、单核早期、单核晚期、二核期和三核期的表达发现，该基因主要在四分体期表达，并且其在可育系花药中的表达量要远高于不育系。小麦TMS5基因与BNS温敏核雄性不育系的花粉败育密切相关，且四分体期是其调控的关键时期。

以2018年黄淮海夏大豆南片的2组（A、B）区域试验数据为研究对象，对产量及其相关的9个农艺性状（V1~V9）进行最佳线性无偏估计（best linear unbiased prediction，BLUP），并基于BLUP值分析产量与9个农艺性状的遗传力和相关性。结果显示，生育期的变异范围最小，有效分枝数最大;生育期、株高、主茎节数和百粒重的遗传力较高，产量、底荚高度和单株粒重较低;与产量相关性较大的是单株荚数、单株粒数和单株粒重，均呈极显著正相关;9个农艺性状与产量的相关系数和直接通径系数大小排序不一致，主要由于农艺性状之间相互影响造成。在夏大豆选育过程中，生育期、株高、主茎节数和百粒重可在早期世代进行选择，产量、底荚高度和单株粒重应在高世代进行选择。选育过程中应特别注重单株荚数、单株粒数和单株粒重性状的选择，这是快速选育出高产大豆品种的关键。

不同生态条件下环境因素是导致玉米产量差异的重要原因，为阐明不同地区产量的主要构成因素，利用不同生态区的气候环境以及逆境胁迫压力，对15份自交系和18份杂交种进行评价筛选，分析不同地区产量构成因素对产量的贡献效应，明确不同区域选择适宜高产品种的评价方法。结果表明，与产量直接相关的穗粗、行粒数、穗长、百粒重和穗位系数对产量的贡献效应大于病害和倒伏，在不同气候环境影响下，这些产量因素对产量贡献效应不同；产量最优线性回归模型中引入产量要素越多的地区，产量越高，不同生态环境下，南阳、洛阳、安阳、漯河试验点分别有5、4、4、2个与产量直接相关的因素引入最优线性方程；多地点联合鉴定表明，郑单1868和LX201在干旱胁迫后并未减产，遮阴胁迫后减产相对较少，平均产量相对较高，在本研究的试验材料中综合抗性最好。

以黑龙江北部的44份大豆品种为试验材料，设置4个播期处理（SD1~SD4），研究播期对黑龙江北部大豆品种生育进程、产量及品质相关性状的影响。结果表明，随播期延迟，营养生长阶段和生殖生长阶段均显著缩短，生殖生长提前，生育进程加快，生育期逐渐缩短;随播期推迟，株高、底荚高、有效分枝数、主茎节数、单株荚数、单株粒数、百粒重和小区产量均呈先略增加后显著降低趋势;播期对品质影响不同，蛋白质含量先显著升高后显著下降，脂肪含量呈显著下降趋势，且随播期间隔延长，不同播期品种品质相关性降低，SD1和SD4处理参试品种的品质相关性不显著;筛选出较稳定的高蛋白品种龙垦310和华疆5号，高油品种九研9号和黑科58号。筛选出SD3处理较稳产的品种龙垦310、龙达167、圣豆37和佳豆36;筛选出SD4处理较稳产的品种贺豆6和富豆15。

以常规粳稻品种南粳9108和南粳5718为材料，以常规施氮模式（施氮量270kg/hm²，基蘖肥与穗肥比例为7:3）为对照（CK），在减氮条件（施氮量为225kg/hm²）下，设置了6种不同的氮肥运筹模式，分别为基蘖肥与穗肥比例为7:3（T1）、6:4（T2）、5:5（T3）、4:6（T4）、3:7（T5）、2:8（T6），研究了减氮条件下调整氮肥运筹模式对常规粳稻产量及稻米品质的影响。结果表明，氮肥减施及在减氮条件下降低基蘖肥用量，有效穗数和穗粒数呈显著降低趋势，而在减氮条件下通过增加穗肥用量能够显著提高结实率和千粒重，其中减氮处理（T2和T3）的产量与CK处理差异不显著。稻米品质方面，与CK处理相比，减氮条件下增施穗肥，整精米率、粒长、粒宽、垩白粒率、垩白大小、垩白度、蛋白质含量、消减值、回复值以及糊化温度均表现出不同程度的升高趋势，而直链淀粉含量、稻米食味值、峰值黏度、热浆黏度、崩解值和最终黏度则表现出降低趋势，其中南粳5718的T4、T5、T6处理和南粳9108的T6处理的食味值均显著低于CK处理。综上分析，减氮并调整氮肥运筹模式对常规粳稻产量和稻米品质均存在显著影响。减氮条件下的T2和T3处理能够实现减氮不减产并兼顾稻米品质。

针对绿色叶鞘、绿色花丝、绿色花药和白轴自交系B20为母本，紫色叶鞘、红色花丝、紫色花药和红轴DH系D752为父本的杂交F₁，利用诱导系进行杂交诱导，对单倍体进行自然加倍，对获得的DH系分离群体的各种颜色性状DH系数量进行了卡方分析。结果表明，紫色叶鞘与红色花丝基因连锁，绿色叶鞘与绿色花丝基因连锁，重组率为11.61%；花药色和穗轴色各为1对基因独立遗传，紫色花药为显性，绿色花药为隐性；绿色叶鞘制约红色花丝基因的显性表达，绿色花丝制约紫色花药基因的显性表达。

杂粮作物多是健康食品，食疗同源，在我国居民健康膳食结构中不可或缺，是我国民族膳食文化的载体，同时对于推动农业供给侧结构性改革和保证粮食安全具有重要意义。长期以来，科技部和农业农村部等有关部委部署的973、863、科技支撑计划等项目使我国杂粮产业科技创新取得了长足进步。但仍然存在杂粮膳食品质低且不稳定、产后损失率较高和产品加工技术落后等问题。“十三五”国家重点研发计划“经作”专项自2018年启动实施以来，在杂粮领域分批次立项共计6个，中央财政经费共计18 102万元，占专项总概算的12.2%。在专项支持下，通过5年来项目的实施，杂粮领域科技创新取得了一系列成果。本文介绍了“经作”专项杂粮类项目的立项背景和研究内容，分析了项目设置和立项实施的主要特点，凝练了杂粮领域相关科研技术成果，并对预期成效进行了展望。

作物设计育种是全球育种技术研究的“圣杯”。由于农作物有其环境适应性和应用多元化，作物设计育种是需要将有利等位基因聚合并克服同时空表达可能出现的问题，选育出在不同环境下所需品种的过程，是一个以遗传学为基础，结合作物栽培与耕作学、生物技术、信息技术，并涉及材料学和机械工程等多学科交叉的技术体系。育种的发展经历了最初的基于表型的选择，到当前基于基因组或基因水平的设计，是一个逐渐进步和技术化的过程。本文通过梳理总结作物育种的发展历程，结合作物育种的发展规律和人们的主观需求，提出作物设计育种未来的趋势，并对设计育种在新技术与常规育种的融合及其商业化发展中遇到的挑战进行了重点阐述，探索符合我国种业发展需求的底层技术驱动下未来商业化作物设计育种体系。

玉米剑叶是玉米雌穗苞叶顶端的延伸，其不仅受气候和土壤等环境因素影响，同时也受遗传因素控制。利用一套由玉米自交系W22与玉米野生祖先种大刍草（Zea mays ssp. parviglumis）杂交衍生得到的包含866个家系的渗入系材料，结合19 838个SNP分子标记，采用R/qtl的多QTL模型对玉米剑叶进行QTL定位分析。结果显示，共检测到9个控制玉米剑叶的QTL，分别位于第1、2、3、4、5、7和8号染色体。9个QTL共解释30.94%的表型变异，单个QTL的表型贡献率变幅为1.76%~11.51%，加性效应的变幅为-0.03~0.12，表明玉米剑叶是由多基因控制的数量性状。相关性分析表明，玉米剑叶与株高、穗位高、茎长和叶绿素含量呈显著正相关，与百粒重、粒宽和粒厚呈显著负相关。进一步利用转录组数据对最大效应QTL（qFL3-1）进行候选基因表达分析，筛选出5个可能的候选基因。

探究氮肥处理对强筋小麦品种产量及品质的影响，为强筋小麦优质高产栽培提供技术参考。开展大田试验，采用裂区试验设计，以藁优2018（A1）、师栾02-1（A2）和石优20（A3）3个具有代表性的强筋小麦品种为试验材料，设4个施氮水平，0（N0）、180（N1）、240（N2）和300kg/hm²（N3），研究不同处理下小麦的产量及其构成要素、籽粒蛋白质及其组分含量。结果表明，在相同施氮量条件下，石优20籽粒产量和千粒重均高于其他2个品种，藁优2018容重和籽粒蛋白质含量均高于其他2个品种。不同处理组合中，随着氮肥施用量增加，强筋小麦单位面积穗数、穗粒数、籽粒产量、籽粒蛋白质、清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量均有增加的趋势，醇溶蛋白含量则呈现先增后减的趋势，但不利于千粒重和容重的增加；其中籽粒产量以N2处理最高，蛋白质含量以N3处理最高。石优20产量最高，藁优2018的籽粒蛋白质含量最高，师栾02-1的综合表现较好；所以在氮肥底追比例5:5、追施氮肥时期为拔节期条件下，种植石优20和藁优2018施纯氮240kg/hm²；种植师栾02-1施纯氮180kg/hm²时，有利于提高其籽粒产量、蛋白质及其组分含量，可达到产量和品质协同提高的目标。

筛选和培育耐盐性强的水稻品种对于充分利用土地资源和保障国家粮食安全具有重要意义。以辽宁省近年新育成的118份水稻新品系为试验材料，通过苗期不同浓度的NaCl溶液处理，比较不同品系间秧苗素质的差异，筛选强耐盐性的水稻新品系。结果表明，苗期水稻耐盐性评价中权重最大的性状是发芽率，根重在盐胁迫下的变异系数达到83.29%，在主成分分析中也占有较大比重，因此认为两者对盐胁迫响应稳定，其变化可以作为耐盐性评价的参考指标。进一步结合秧苗素质和主成分分析法的评价结果，筛选出耐盐性较强的5个水稻新品系，分别是盐粳352、花粳1520、盐粳172、沈星稻28和花粳1505。

对327份豌豆种质资源的8个主要农艺性状进行遗传多样性、主成分及聚类分析。结果表明，327份豌豆种质的8个主要农艺性状变异系数范围为14.41%~35.01%，存在显著差异。主成分分析显示，3个主成分的累计贡献率达63.290%，第1主成分中荚数的特征向量绝对值最高，第2主成分中单株产量的特征向量绝对值最高，第3主成分中荚粒数的特征向量绝对值最高，根据主成分贡献率与特征向量绝对值的大小，以荚数、单株产量和荚粒数这3个性状作为评价豌豆种质资源的评价指标。聚类分析把327份豌豆种质划分为4个类群，其中类群A以矮秆、大粒材料为主，类群B以每果节荚数最多的低产材料为主，类群C以高秆、高产材料为主，类群D以分枝数最多、其余农艺性状均中等偏上材料为主。从高秆、高产和大粒3个方面考虑，筛选出高秆（编号87、148、307、220）、高产（编号82、145、46、114）、大粒（编号303、276、250、317）共12份优异豌豆种质资源。

为精准鉴评综合性状优良的大麦种质，对来自国内外143份大麦种质资源的单株有效穗数、千粒重、穗粒数、产量、株高、穗长和穗下节长7个农艺性状，以及籽粒水分、蛋白质、淀粉和粗纤维含量4个品质指标进行分析和综合评价。结果表明，143份大麦种质资源的农艺性状变异系数在14.93%~65.75%，其中产量、穗粒数和单株有效穗数变异较为丰富，株高和千粒重变异较小，多样性指数（H′）为1.33~2.06。品质性状的变异系数为3.78%~14.17%，H′为1.71~2.07。聚类分析可将143份大麦种质分为4个类群，类群Ⅰ的单株有效穗数、千粒重、产量、株高和穗长均较高，类群Ⅱ的蛋白质含量最高，类群Ⅲ的淀粉含量最高，类群Ⅳ的穗粒数最高、株高最矮、穗长最小。主成分分析表明，前6个主成分构成的信息量为总信息量的85.17%，结合主成分得分构建大麦种质资源多性状的综合评价方程，为筛选优异大麦种质提供依据。

马铃薯是重要的薯类作物，由于其突出的经济效益，且粮菜兼用，在我国种植广泛。马铃薯对水分条件十分敏感，干旱或淹水均会影响植株的生长发育。水分胁迫现象在马铃薯生产中普遍存在，已成为制约马铃薯产业发展的主要原因之一。因而，如何抵御马铃薯水分胁迫已成为迫在眉睫的问题。本文概述了水分胁迫对马铃薯生长发育、产量和品质影响的研究现状，归纳了水分胁迫对马铃薯形态指标、光合生理指标、逆境生理指标和产量指标的影响，提出了马铃薯抗水分胁迫的调控措施，展望了马铃薯抵御水分胁迫研究方向与发展趋势，为今后的研究提供相应理论依据。

利用前期筛选出的18对SSR引物对96份不同来源的藜麦种质材料进行遗传多样性分析，构建DNA指纹数据库。结果表明，筛选的18对SSR引物共检测到94个等位基因位点，每对引物检测出3~10个等位基因基因位点；利用18对引物组合可将96份藜麦种质材料鉴定出来；96份藜麦遗传相似系数变幅为0.55~0.98，平均遗传相似系数为0.77；聚类结果将96份藜麦材料分为三大类。

为明确湖北省玉米田杂草区系和群落结构，采用倒置“W”取样法对湖北省玉米田杂草进行了抽样调查。结果表明，湖北省玉米田共发现杂草100种（变种），隶属于32科80属，其中菊科杂草最多，有25种;其次是禾本科杂草12种，蓼科7种，苋科5种。玉米田发生频度≥50%、综合优势度（RA）≥2.0的优势杂草有马唐、稗、铁苋菜、狗尾草、牛筋草、鳢肠和绿穗苋7种;发生频度<50%、局部地区RA≥4.0的区域性优势杂草有香附子、饭包草、尼泊尔蓼、虮子草、喜旱莲子草、鬼针草、苍耳、马齿苋、凹叶景天、粟米草、青葙和异型莎草12种;发生频度≥15%、局部地区RA<4.0的常见杂草有24种;其余一般杂草有57种。经香农指数、辛普森指数及均匀度指数分析，宜昌、恩施和咸宁地区玉米田杂草群落的物种多样性较高，荆门地区多样性最低。禾本科杂草已在玉米田占优势地位，前5位的禾本科杂草综合优势度达38.78%。

近年来，极端天气频发，2020年4月20-23日河北大部分地区小麦遭遇倒春寒，导致部分小麦品种穗部缺粒严重。本研究调查了该年度石家庄市农林科学研究院赵县试验站种植的323份国内外小麦种质资源的穗部结实性和产量相关的农艺性状，对来源于不同地区小麦的抗倒春寒能力及其与产量相关的农艺性状进行统计分析。结果表明，来源于不同地区小麦种质倒春寒抗性和重要农艺性状在河北表现差异明显，抗寒分级（穗部缺粒）范围在0~4.5级。抗寒级别与单株粒重、株高、分蘖数、穗数、穗长和旗叶长呈显著或极显著负相关，相关系数分别为-0.3582、-0.5469、-0.5277、-0.4942、-0.1386和-0.2090，与小穗数和旗叶宽呈极显著正相关，相关系数分别为0.2290和0.3506。田间筛选出黄淮麦区完全未受倒春寒影响的小麦种质资源23份，为选育抗倒春寒小麦新品种提供重要参考。

采用随机区组设计，于2017年在北疆灌溉麦区，设置了单施低量氮肥（150kg/hm²，B₀N₁）、常规施氮肥（300kg/hm²，B₀N₂）、单施生物质炭（3×10⁴kg/hm²，B₁N₀）、生物质炭与低量氮肥配施（B₁N₁）、常规氮配施生物质炭（B₁N₂）和不施肥对照（B₀N₀）共6个施肥处理，测定冬小麦干物质积累、株高、节间长、产量及其构成因素等，明确生物质炭与氮肥配施对北疆灌区冬小麦干物质转运、农艺性状及产量的影响，为生物质炭和氮肥在北疆灌区农田的合理施用及农田增产增效提供依据。结果表明，与B₀N₀处理相比，不同施肥处理均能提高小麦产量，花前各指标在B₁N₁处理下达到最高;B₁N₁和B₁N₂处理冬小麦分别增产32.76%和49.03%。适量生物质炭3×10⁴kg/hm²配施氮肥150kg/hm²可初步实现冬小麦增产和氮肥减施。

为揭示氮肥减量与有机肥配施对土壤肥力及菊芋产量、品质的影响，连续2年对甘肃河西地区土壤化学、物理性质及菊芋产量、品质进行测定分析。试验设不施肥（CK）、单施化肥、化肥减氮25%+生物有机肥、化肥减氮50%+生物有机肥共4个处理。结果表明，化肥减氮配施有机肥处理能显著提高土壤养分含量，降低土壤容重，达到提质增产的效果。其中，化肥减氮50%+生物有机肥对土壤改良效果最佳，对菊芋株高和茎粗的影响最为显著，较CK增产幅度最大，在试验第2年产量达到最高，为60.69t/hm²;化肥减氮25%+生物有机肥处理对菊芋块茎中含糖量的提高效果最为明显，菊糖含量最高达到556.45g/kg，年际间平均增幅为19.19%，与化肥减氮50%+生物有机肥处理下的菊糖含量差异不显著。综上所述，化肥减氮配施生物有机肥是安全高效的施肥方式，最佳施肥方案为化肥减氮50%+生物有机肥。

糜子农艺性状遗传变异、丰产性和品质是育种的核心要素。采用方差分析、聚类分析和相关性分析方法，对40个粳、糯性糜子育成品种（系）农艺性状遗传变异与丰产性进行了评价分析。结果表明，农艺性状中，穗长和株粒重的遗传多样性较高，分别为2.92和2.91;穗重和株粒重的变异程度较大，变异系数分别为23.76和24.09。粳糜和糯糜品种（系）千粒重和生育期存在显著差异，除千粒重外，粳性品种（系）其余性状变异系数均小于糯性品种（系）。方差分析表明，粳性品种（系）千粒重和生育期显著高于糯性品种（系）。聚类分析表明，欧氏距离为5时，参试材料分为四大类群，类群Ⅰ以粳性为主，类群Ⅱ粳性和糯性几乎各占一半，类群Ⅲ全部是糯性，类群Ⅳ以糯性为主。相关性分析表明，株高、穗长、穗重和株粒重呈显著正相关，生育期与其余农艺性状相关性不显著。

水稻“三控”施肥技术是一项氮肥优化管理技术。采用田间试验对三控施肥法（TC）与农民习惯施肥法（FP）处理下的水稻根系形态指标、根系活力、氮素吸收利用、干物质积累和产量等性状进行测定。TC早季和晚季总施氮量分别为150和180kg N/hm²，FP分别为180和210kg N/hm²。TC氮肥按照基肥40%、保蘖肥20%、穗肥30%、粒肥10%施用，FP氮肥按照基肥30%、回青肥20%、分蘖肥30%、长粗肥（移栽后18~20d施入）20%的比例施用。结果表明，2019和2020年TC氮素吸收利用率分别比FP提高25.9和15.2个百分点，氮素农学利用率分别提高89.6%和74.4%，氮肥偏生产力分别提高30.8%和38.3%;TC处理的水稻孕穗期根长、根系表面积和根系体积均显著高于FP，孕穗期的根系活力2年分别比FP高41.6%和13.6%。2019年TC处理的水稻分蘖期根冠比显著高于FP。相关性分析显示，氮素吸收利用率与孕穗期根系活力呈显著正相关，氮素农学利用率与孕穗期根长、根干重呈显著正相关，氮肥偏生产力与孕穗期根系表面积呈显著正相关。研究结果表明，促进水稻生育中期的根系发育及活力是三控施肥法氮利用效率提高的生理基础。

为提高旱直播水稻耕播质量，实现旱直播水稻的高产稳产，在2020和2021年探究了秸秆全量还田下双轴旱地旋耕条播（T1）、单轴旱地旋耕条播（T2）和免耕撒播方式（T3）对旱直播水稻生长和产量的影响。结果表明，在水稻各主要生育时期，土壤容重均以T1处理最低，T3处理最高，而土壤孔隙度则以T1处理最高，T3处理最低。在水稻生长方面，与T2和T3处理相比，T1处理显著改善了水稻的根系氧化力，促进了分蘖的发生，同时T1处理下地上部关键时期的叶面积指数和干物质积累量和主要时期的光合势和群体生长率均提高。在产量及其构成因素方面，与T2和T3处理相比，T1处理的有效穗数和群体颖花量显著增加，穗粒数略有增加，但千粒重和结实率无显著差异，使得2年水稻产量均呈现T1>T2>T3，且各处理间差异显著。综上所述，在秸秆全量还田条件下，采用双轴旱地旋耕条播方式有利于改善土壤性状，增加根系活力，从而促进旱直播稻的高产稳产。

为客观评价参加内蒙古区域试验（区试）小麦品种（系）的高产稳产性和适应性，探明适合其试验结果的分析方法，采用AMMI模型对2016-2020年参加内蒙古区试小麦品种（系）的籽粒产量进行分析。结果表明，环境差异是引起内蒙古区试小麦品种（系）产量差异的主要原因，且基因型与环境存在互作效应。结合籽粒产量和稳定性参数（D_g）对品种（系）高产稳产性进行度量，筛选出农麦482、农麦300、赤麦8号和农麦016适宜内蒙古地区种植的高产稳产小麦品种（系）。通过分析内蒙古区试小麦品种（系）与试点互作效应值发现，农麦482更适宜种植在呼和浩特市玉泉地区，农麦300更适宜种植在达拉特旗树林召镇地区，赤麦8号更适宜种植在呼和浩特市玉泉区和赤峰市松山区，农麦016更适宜种植在通辽市钱家店镇地区。通过AMMI模型对内蒙古区试小麦品种（系）籽粒产量分析表明，AMMI模型可以客观地评价内蒙古小麦区域试验中小麦品种（系）的高产稳产性和适应性，为选择小麦优良品种及新品种适宜推广种植区域提供理论依据。

为探索油菜节水抗旱、高产高效技术，设平作+不覆膜（CK）、平作+白膜膜侧播种（R0F1）、平作+白膜膜上播种（R0F2）、平作+黑膜膜上播种（R0F3）、垄作+不覆膜（R1F0）、垄作+白膜膜侧播种（R1F1）、垄作+白膜膜上播种（R1F2）和垄作+黑膜膜上播种（R1F3）8个处理，研究垄作与覆膜对土壤温湿度、油菜产量及水分利用的影响。结果表明，与CK相比，白膜增温保墒效果显著，且R1F2处理显著提高了一次有效分枝数和角果数、主序角果数、每角粒数和千粒重，R1F1处理显著提高了主序角果数和千粒重。产量、水分利用效率和产值以R1F1和R1F2处理表现较优，水分利用效率分别为2.88和2.94kg/m³，较CK分别提高25.76%和28.38%;产量分别为3010.42和3088.54kg/hm²，较CK分别提高20.25%和23.37%;产值分别为18 062.50和18 531.20元/hm²，但R1F1处理纯利润最高，达6222.50元/hm²。综上，垄作膜侧播种可作为油菜节水抗旱、高产高效技术措施。

施肥对作物增产具有重要作用，然而施肥对土壤等环境的影响也越来越严重。因此，如何鉴选与创制养分高效利用资源，选育高产、绿色品种已经成为目前高粱产业发展的重要研究方向。本文总结了国内外高粱种质资源耐瘠性鉴定、养分胁迫对高粱主要农艺性状的影响与生理学响应、养分效率的分子生物学研究、氮利用效率与根系分泌生物消化抑制等方面取得的研究进展，并对养分高效利用研究和氮高效利用品种选育进行了展望，为高粱新品种在中低产田产量提升、减施化肥和农业面源污染改善等方面提供技术支撑。

对来自不同生态区谷子品种的农艺性状与产量性状进行相关分析，探讨主要农艺性状对产量的影响，挖掘适宜南疆地区复播的早熟、高产、优质抗除草剂谷子新品种。2019-2020年以不同生态区的13个主推谷子品种为材料，采用相关性分析对产量相关的12个农艺性状进行综合评价。结果表明，各品种生育期在78~109d，供试材料中6个品种生育期均≤88d（豫谷18，CK）；有7个品种连续2年各综合性状表现优异，产量稳定，相比CK显著增产。穗重、穗粒重、成穗数与产量呈显著正相关；8个农艺性状对谷子产量影响依次为穗重>穗粒重>穗数>生育期>株数>穗粗>穗长>株高，说明抗除草剂复播谷子品种的筛选应首先关注穗部性状，其次是生育期与株高。通过综合评价，筛选出豫谷32、赤谷K1、冀杂金苗、豫谷31和冀谷41等5个较适宜在南疆地区推广种植的抗除草剂品种。

为探究藜麦对低氮环境的响应机制，筛选耐低氮藜麦种质资源，采用盆栽方式，测定了9个不同基因型藜麦在不同氮水平（正常供氮和低氮胁迫）下农艺性状、生理特性及植株氮素利用等指标，通过主成分分析和聚类分析评价了各品系藜麦综合耐低氮能力。结果表明，与正常供氮相比，低氮胁迫下，藜麦地上部分生长受到明显抑制，株高、茎粗和地上部分干重呈降低趋势，主根长和根冠比呈上升趋势，根系体积、根系表面积及根系平均直径均呈下降趋势；叶绿素含量、最大荧光参数（F_m）和最大光化学效率（F_v/F_m）降低，而初始荧光参数（F_o）升高；根系活力、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶活性及可溶性蛋白含量有所下降，而超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性、丙二醛、可溶性糖及游离脯氨酸含量显著升高；植株全氮含量及氮积累量降低，但氮利用效率提高。通过主成分分析将26个单项指标转化为4个相互独立的综合指标（累计贡献率达83.959%），通过聚类分析可以将9个藜麦品系划分为耐低氮型、中间型和低氮敏感型，并筛选出1个耐低氮品系BL22。

于2022-2023年以4个玉米骨干自交系Zhu85、Zhu136、ZM3358、ZM7211为试验材料，在河南和海南不同生态区对不同类型玉米自交系苞叶动态发育差异性进行研究。结果表明，河南生态区ZM7211苞叶长度速增期最长，明显大于Zhu85、ZM3358、Zhu136;海南生态区ZM3358速增期最短，为7~13d。利用Logistic方程拟合了苞叶长度与生育日数之间的关系，河南与海南生态区自交系间最长苞叶长度动态发育差异显著。苞叶宽度发育基本呈现持续增加的变化趋势，河南与海南生态区玉米自交系最宽苞叶宽度比值接近于1:1。河南生态区ZM7211和Zhu136苞叶面积呈先增加后下降的趋势，Zhu85和ZM3358呈逐渐增加的趋势;海南生态区苞叶面积呈逐渐增加的趋势。河南生态区ZM3358苞叶鲜重渐增期最长，为7d，Zhu85和ZM3358速增期明显大于ZM7211和Zhu136;海南生态区Zhu85苞叶鲜重速增期最长，比Zhu136、ZM3358、ZM7211分别延长了4d、2d和2d。河南生态区ZM7211第11~15天苞叶体积显著大于Zhu85、ZM3358和Zhu136;海南生态区Zhu85、Zhu136、ZM3358、ZM7211第1~5天苞叶体积缓慢渐增，第7~15天基本呈直线式迅速增加。不同生态区玉米自交系苞叶性状之间呈极显著相关，表明苞叶性状之间可以保持同步发育的生长状态。

为了解近年来豫南（YN）和江苏淮河以南（HN）审定小麦品种农艺、品质和一票否决病害性状演变情况，统计分析了2001-2021年审定的YN 64个和HN 90个小麦品种13个农艺、品质性状和2个抗病性状。结果发现，YN和HN2001-2021年审定小麦品种速度稳步至爆发式增长，审定品种类型均以中筋为主，YN小麦育种向弱筋类型发展，但进展缓慢;HN向中强筋及以上的品种类型发展，转型发展较快。YN产量以年24.75kg/hm²递减，HN以年74.78kg/hm²递增;生育期YN和HN分别以0.15和0.36d/年的速度缩短;株高YN和HN分别以0.16和0.30cm/年的速度降低;有效穗数YN以年1.50万/hm²减少，HN以年2.03万/hm²增加;YN和HN千粒重分别以0.12和0.21g/年增加;YN蛋白质含量整体略微降低，HN以0.08%/年递增;YN和HN籽粒容重分别以0.07和1.01g/年增加;YN面团稳定时间以0.14min/年减小，HN以0.18min/年增大。YN和HN对一票否决病害抗性育种上均占有绝对优势，HN抗条锈病育种方面虽然起步晚，但进步较快;YN抗赤霉病育种于2012年起步，但进展缓慢。YN和HN直接亲本利用偏向于当地种质资源，异地种质资源利用率较低，审定品种有同质化趋势。优质强筋小麦育种与生态区有关，但更重要的是当地驯化选择和优异种质应用。相关性分析表明，YN和HN小麦产量三要素与产量相关系数均表现为千粒重>有效穗数>穗粒数，推断2个区域的小麦育种主要以提高千粒重和单位面积有效穗数为主攻方向。

为探讨我国云南雪茄与尼加拉瓜雪茄烟叶质量差异，以我国云南德宏、临沧、普洱雪茄及尼加拉瓜雪茄烟叶为试验材料，通过OPLS-DA筛选不同产区雪茄烟叶矿质元素和感官质量差异指标，并基于因子分析和典型相关分析探究烟叶矿质元素和感官质量间的关系。结果表明，我国德宏、临沧、普洱烟叶和尼加拉瓜烟叶的差异矿质元素为Cl、Ca、Na、B、Fe和Cu，差异感官质量指标为香气量、香气质、杂气和燃烧性，其中尼加拉瓜烟叶Cl和Ca含量相对较低，香气量、香气质、杂气和燃烧性得分均高于我国产区。我国普洱烟叶Cl含量与尼加拉瓜接近，均显著（P<0.05）低于我国德宏和临沧烟叶；德宏烟叶Ca、Fe和Cu含量显著高于其他产区，比其他产区分别高23.45%、36.55%、47.93%；普洱烟叶B含量显著高于其他产区，比其他产区高68.27%。因子分析和典型相关分析结果表明，随B、Na和K含量的增加，香气质、香气量和杂气得分呈上升趋势，Cl、Cu、Mn、Ca和Fe含量与之相反；随K含量增加，燃烧性和灰色得分呈上升趋势，Cl含量与之相反。

京津唐夏玉米区位于我国冬小麦―夏玉米轮作区的最北部，玉米生长期间光热资源比较紧张，分析该区玉米生产中存在的主要问题及对策，尤其是品种选用的问题，对稳定该区域玉米产量意义重大。本研究通过对北京、天津和唐山具有典型土壤和气候特征的区、镇、村的农户发放调查问卷的形式，对农户生产情况进行调研，2016-2017年共发放720份，收回有效调查问卷445份，分析发现，京津唐夏玉米产量范围为4500~12 750kg/hm²，平均产量9003kg/hm²（变异系数12.82%），产量≤8250kg/hm²的农户占比最大为34.17%。京津唐玉米平均种植密度为63 945株/hm²，28.87%的农户玉米种植密度低于60 000株/hm²。被调研农户选用玉米品种多达61个，但被农户利用较高的品种过于单一，高达55个品种的农户使用率不足3.00%。同时，农户选用的玉米品种生育期较长，环境积温保障率过高，超过82.35%的玉米品种环境积温保障率>90.00%，不利于当地玉米稳产和高产。

为探究水杨酸（salicylic acid，SA）对盐胁迫下棉花幼苗生长及生理的调控作用，设置3（低盐，T₁）、6g/L（高盐，T₂）2个盐分浓度和0.00（S₀）、0.01（低浓度，S₁）、0.05（中浓度，S₂）、0.10mmol/L（高浓度，S₃）4个SA浓度，无SA无盐为对照（CK），基于主成分综合评价法研究SA对盐胁迫下棉花幼苗根系干物质量、根系形态、抗氧化酶及渗透调节物质的影响。主成分分析表明，棉花幼苗根表面积、地下部干物质、根体积和过氧化氢酶（CAT）活性对盐分胁迫及SA的调控响应度最高，盐浓度相同时，随SA浓度的增加呈先增加后减小的趋势，T₁S₂处理以上4个指标较T₁S₀分别增加66%、75%、119%和26%；T₂S₂处理较T₂S₀分别增加47%、61%、49%和12%。随着盐浓度的增加，根表面积、地下部干物质、根体积呈显著降低趋势，T₂S₀处理较T₁S₀分别降低33%、25%和22%，而CAT活性随着盐浓度的增加呈显著增加趋势，T₂S₀处理较T₁S₀处理增加32%。综合评价表明，中浓度（0.05mmol/L）SA缓解了低盐胁迫对棉花幼苗的损害，随盐浓度的提高，SA的缓解作用减弱，本研究可为棉花耐盐抗逆种植提供较为适宜的外源施用策略。

在辽宁西部阜新、朝阳旱区，以耐旱作物向日葵与谷子进行间作试验，设置向日葵与谷子单作（S_CK、M_CK）及2:2、2:4、2:6、4:4、4:6行比间作7个处理，探讨向日葵与谷子间作的土地生产力、种间竞争能力及最佳间作模式。结果表明，间作下，向日葵单株籽粒产量随间作行比减小而增加（2行>4行>S_CK）;谷子的单穗籽粒产量随行数减少而降低（M_CK>6行>4行>2行）。向日葵与谷子间作具有产量和经济效益优势，朝阳地区4:4间作优势最强，增产195.3kg/hm²，经济效益提高13.24%;2:4间作在阜新和朝阳地区的经济效益分别提高6.53%和11.65%。阜新地区2:4间作的土地当量比最高（1.07），朝阳地区2:4和4:4间作分别为1.09和1.12。实际产量损失和相对拥挤系数分析也说明2:4和4:4间作比单作具有更高的土地生产力。综上所述，辽西干旱地区向日葵与谷子2:4和4:4行比间作具有增加产量和提高经济效益的优势，可以推广应用。