小麦是一种重要的粮食作物，其全球种植面积位居三大粮食作物之首。穗是小麦产量形成的重要器官，其形态建成过程决定着最终的穗粒数和产量，同时该过程也受外界环境因素的影响。穗部的颖壳、穗轴、芒等也具备光合能力，其光合产物对籽粒产量形成有重要贡献。本文从小麦穗的形态结构、生理功能2个方面展开，综述了穗器官的结构、发育过程与影响其发育的外界环境因素，总结分析了穗器官的光合贡献及其对籽粒灌浆和物质充实的影响。同时，围绕穗器官结构和功能的对应关系，讨论了如何合理调控穗分化以促进穗光合能力及穗粒数和粒重的提高，为提升小麦的增产潜力提供参考。

根毛的生长发育有助于植物获取土壤水分和矿质营养元素。对根毛的深入研究不仅对了解植物根系的适应性、吸收能力和生长调控机制具有理论和实践意义，而且为细胞分化决定、发育和程序化死亡机制探索提供了理论基础。本文围绕小G蛋白Rop参与的根毛起始和尖端生长，转录因子参与的根毛细胞命运决定、根毛起始和根毛发育，Ca²⁺参与的根毛尖端生长，磷酸盐参与的根毛尖端生长及生长素参与的根毛生长等方面，归纳综述了包括根毛细胞命运决定、根毛起始及根毛尖端生长在内的根毛生长发育过程及分子调控机制，并简单总结出调控根毛生长发育基因的分子调控网络。对植物根毛对养分的吸收、获取及利用、影响植物根毛生长发育的分子调控机制进行阐述，为根毛生长发育的分子调控机制研究提供理论参考。

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。

对来自国内外的30份燕麦品种的基础营养成分、氨基酸以及各矿质元素进行测定及研究，结合灰色关联度分析方法综合评价了其营养组成。结果显示，不同品种成分差异显著，说明燕麦具有丰富的遗传多样性。其中，粗蛋白含量最高的是定莜1号（23.76%），粗淀粉含量最高的是坝莜6号（73.16%），粗脂肪含量最高的是白燕8号（10.03%）。功能性营养指标中，总黄酮含量范围为420.08（晋燕9号）~3395.12 mg/kg（坝莜9号）；总酚含量范围为1516.02（坝莜5号）~5463.71 mg/kg（ITAO-63）；植酸含量变化范围为8.74（Shadow）~ 25.91 mg/kg（科燕1号）。30份材料的谷氨酸、亮氨酸、天冬氨酸和精氨酸含量较高，而胱氨酸和蛋氨酸的含量较低。总氨基酸（TAA）含量最高的是ITAO-63，达16.29%；最低的是坝莜1号，仅为11.57%。其中来自意大利的材料必需氨基酸（EAA）总体较高，最高的为ITAO-27（3.94%）。燕麦不同资源的矿质元素存在丰富的遗传多样性，其中大量元素含量顺序为钾>镁>钙>钠，微量元素顺序为锰>锌>铁>铜>镍>硒。最后通过等权关联度和加权关联度分析，发现30个燕麦品种的综合营养品质居前3位的分别为坝莜8号、ITAO-63和白燕6号，可作为优质燕麦品种选育的骨干材料或功能性食品开发利用的专用品种。

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。

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。

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。

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。

土壤盐碱化对植物的生长发育造成不利影响，因而对水稻等盐敏感作物会造成严重的产量损失。随着对土壤中微生物认识的不断加深，根际微生物组在增加水稻耐盐性方面的能力已经得到证实。本文介绍了利用多组学研究微生物与水稻互作的概况、增强水稻耐盐性的根际微生物组以及盐胁迫下微生物增强水稻耐盐性的生理机制，并展望了微生物利用的研究方向，为揭示微生物增强水稻耐盐性的机理提供参考，为提高盐碱环境下水稻产量提供新的思路和方法。

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。

为明确黄淮海地区夏玉米生育期内气候资源分配与利用特征，进一步提升夏玉米产量潜力和气候资源利用效率，利用2017-2018年黄淮海区域6个代表性测试点连续2年田间试验数据，分析了夏玉米高产形成与生长季光温水资源分配的关系。结果表明，年际间、区域间夏玉米产量差异显著，差异主要来自于千粒重差异。宁津试验点2年中产量与千粒重均较高，分别高于其他试验点6.42%~49.77%和3.43%~38.34%。气候资源的差异是造成区域间夏玉米产量差异的主要原因。产量与花前积温量、降水量和全生育期降水量呈显著或极显著正相关关系，与花后积温量呈极显著负相关关系，即在花前和花后有效积温不超过878.3 ℃与726.6 ℃，全生育期降水量在174~510 mm范围内增加花前降雨分配，有利于获得较高的夏玉米产量。说明与全生育期积温和降水总量比，花前和花后积温和降雨分配对产量形成的影响更大。可见，优化花前/花后气候资源分配，提高玉米生长与气候资源的匹配度，可作为缓解气候变化影响、进一步提高黄淮海夏玉米产量和气候资源利用效率的重要措施。

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。

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。

抽穗期作为水稻的重要农艺性状，是决定其生长发育和产量形成的关键因素之一。光周期是影响水稻抽穗的主要环境因素，近年来，随着表观遗传修饰与环境因素交叉作用研究的不断增多，光周期调节水稻抽穗的分子机理及调控机制得到进一步完善。本文综述了光周期调节水稻抽穗的2个主要途径及其相关基因功能、表观遗传在光周期调控水稻抽穗的作用及外界因素对光周期途径的影响，为深入理解水稻抽穗的调控机理以及水稻种质改良和生产管理提供参考。

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。

为探究多效唑处理对工业大麻花叶产量和大麻二酚（CBD）含量的影响，以云麻8号为试验材料，设5个多效唑浓度（C₀：0 mg/L，C₁：100 mg/L，C₂：200 mg/L，C₃：300 mg/L，C₄：400 mg/L）和2个喷施时期（T₁：旺长初期，T₂：旺长中后期）处理，通过农艺和产量性状的测定分析，筛选对提高工业大麻花叶产量和CBD含量最有效的多效唑喷施浓度和时期。 结果表明，在农艺性状方面，T₁时期喷施200 mg/L多效唑对降低株高、增加茎粗和分枝数的作用最为显著。在产量方面，T₁和T₂时期，随多效唑喷施浓度的增加，花叶和茎秆产量呈先上升后下降的趋势，其中，C₂T₁处理下，工业大麻的花叶产量最高，为3642.22 kg/hm²。随多效唑喷施浓度的升高，2个时期CBD含量均呈先上升后下降的趋势，其中，T₁时期喷施200 mg/L多效唑，CBD含量最高，为3.53%。综上，C₂T₁（200 mg/L+旺长初期）为最佳处理组合。

彩色稻米蕴藏的营养价值、健康效益和市场经济价值正不断吸引着国内外水稻育种工作者和稻米消费者的兴趣。以龙锦1号/香软米1578高世代重组自交系群体223个家系为试验材料，测定糙米花色苷含量、千粒重、穗粒数等11个指标，并进行变异分析、方差分析、相关分析、主成分分析、聚类分析和差异显著性分析，筛选出优异色稻新品系和高花色苷水稻新品系。结果表明，糙米花色苷含量为2.30~12 011.04 mg/kg，平均值为594.91 mg/kg。糙米粒色等级与千粒重、糙米粒宽、糙米粒厚呈显著负相关，与糙米花色苷含量呈极显著正相关。家系42的综合排名最高，其余依次为家系96、152、99、186，这5个优异色稻家系的糙米花色苷含量为20.74~ 12 011.04 mg/kg。高亲龙锦1号的糙米花色苷含量为4489.36 mg/kg，有8个家系的糙米花色苷含量显著增加，其中家系152、186的糙米花色苷含量分别为12 011.04、8421.58 mg/kg，两者既属于优异家系又属于高花色苷家系，为创制的优异高花色苷水稻新种质。

马铃薯晚疫病是制约马铃薯产业发展的主要病害之一，在马铃薯种植区普遍发生，种植感病品种如果防治不当可能绝产。在病害发生前开展马铃薯晚疫病监测预警，提早预防是控制该病害发展的重要措施，也可以减少农药使用量。本文综述了晚疫病监测预警的发展、现有的主要监测预警方法和未来的发展方向。为研究更精确的晚疫病监测预警技术提供参考。

作物地上部分生长与产量形成受根系的形态特点及其生理活动的显著影响。水稻作为农业第一用水大户，水资源短缺势必会严重影响到其生产的发展,干湿交替灌溉作为一种节水灌溉方式目前在水稻生产中应用较为广泛，然而有关干湿交替灌溉下水稻根系生长发育是如何响应的，其内在机制是什么均缺少系统分析和总结。为此，本文综述了干湿交替灌溉技术及水稻根系形态与生理特征，分析了根系生长发育对干湿交替灌溉的响应机理，并提出了目前存在的问题和对未来研究的展望。

通过遗传多样性指数、变异系数、相关性分析、主成分分析、聚类分析及逐步回归分析对162份苦荞种质资源的13个表型性状进行分析及评价。结果表明，5个质量性状的遗传多样性指数为0.7180~1.2826，8个数量性状的遗传多样性指数为1.3037~2.0727，变异系数为5.4%~43.4%，除生育期外其余7个农艺性状变异系数均大于10%，说明所选苦荞资源遗传变异非常丰富。相关性分析表明，主茎分枝数、主茎节数、单株粒数、单株粒重、千粒重和生育期6个性状对产量影响最大。主成分分析提取的4个主成分累计贡献率达83.559%，单株粒重、单株粒数、产量、株型、主茎分枝数和粒型等性状是造成苦荞表型变异的主要因素。聚类分析将162份苦荞种质资源聚为5类，其中类群Ⅰ的材料各农艺性状表现较为均衡，是选育苦荞优良品种（系）的理想材料。类群Ⅴ的材料具有较好的抗倒伏性与较优的性状表现，是抗倒伏亲本的较优选择。通过模糊隶属函数基于4个主成分贡献率权重构建综合评价指标，筛选出10份综合性状较优的苦荞种质资源。

为了综合评价芝麻苗期耐热性，对20个芝麻品种的14个相关指标进行了主成分分析和隶属函数法分析。结果表明，14个耐热性相关指标存在不同程度变异，变异系数为3.53%~18.26%；通过主成分分析提取了3个主成分，包含全部信息的83.54%；利用隶属函数法和聚类分析对不同芝麻耐热性综合值进行等级划分，将芝麻品种划分为6个等级，其中强耐热型品种2个，高敏感型品种3个。利用逐步回归法建立了芝麻苗期耐热性评价数学模型，从14个指标中筛选出9个关键指标，可以快速鉴定芝麻的耐热性能。结论可为耐热性芝麻品种选育和相关高产栽培提供理论及技术依据。

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。

水稻是最重要的粮食作物之一。由革兰氏阴性菌黄单胞杆菌水稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv. oryzae，Xoo）引发的水稻白叶枯病是最古老和严重危害水稻安全生产的一种细菌性病害，具有突变性强、传播快和分布广等特点。发掘和鉴定新抗原，利用抗性基因培育抗病品种是防治白叶枯病的有效途径。截至目前，已有49个水稻白叶枯病抗性基因被鉴定，其中42个抗性基因已被定位，包括28个显性基因和14个隐性基因，17个抗性基因已被成功克隆。这些抗性基因的表达与否、或与病原菌表达蛋白的互作是产生抗性的关键。本文对水稻白叶枯病抗性基因的研究和育种应用进展进行了综述，并提出展望，为水稻抗白叶枯病的研究和分子育种提供参考。

育种目标的精准定位是育种设计重要环节，优良育种基础群体的构建是决定育种结果成败的关键。根据黄淮海玉米生产实际情况，以拓宽的国内种质为基础，本土化国外种质为核心，两杂融合的组配模式为手段，选育出配合力高、抗病能力强的自交系JS151040和JS161137，二者杂交育成玉米新品种苏科玉076，该品种丰产性和稳产性好，抗逆能力强，综合了国内和国外品种的优良特征特性，适宜在黄淮海区域推广种植。

麦类作物是我国主要的粮食作物，大部分麦类作物籽粒的种皮、果皮或胚乳因花青素的积累表现出蓝、紫、黄或黑等不同颜色。蓝粒麦类作物含有许多优异的品质性状。本文从麦类作物籽粒颜色的分类、蓝色的籽粒品质、蓝粒性状的形成及遗传方式、基因定位和调控机制方面进行综述，并提出了展望，为进一步认识和利用蓝粒麦类作物提供参考，也为麦类作物蓝粒性状基因的精细定位和形成机制研究提供依据。

为系统研究抽穗期高温胁迫对水稻产量构成以及稻米品质的影响，以江西省普遍推广种植的8个水稻品种为材料，测定各水稻品种在抽穗期高温胁迫下（38 ℃/32 ℃，昼/夜）抽穗期、穗部性状、产量构成和稻米品质的差异。结果表明，抽穗期高温胁迫下，水稻抽穗期缩短，穗部发育受到抑制，穗长和穗重显著下降。高温胁迫导致各品种产量下降了27.44%~40.33%，产量构成中以千粒重的下降幅度较大。高温胁迫导致籽粒淀粉和蔗糖含量、糙米率、精米率和整精米率下降，葡萄糖和果糖含量、垩白粒率及垩白度升高。黄华占和湘两优900在抽穗期高温胁迫下的产量损失较小，与对照处理相比，有较高的穗长、穗重和穗粒数，以及较小的籽粒淀粉和蔗糖含量下降幅度。产量损失较大的品种为粤王丝苗和湘两优2号。高温胁迫下水稻品种各指标的综合抗逆系数与产量损失高度一致。综上，抽穗期高温胁迫对水稻产量形成和稻米品质的影响具有一致性，产量损失较大的品种其稻米品质受影响也较大。

科学准确地划分玉米品种适宜生态区，提高与生产实际一致性，是进一步提升品种管理质量的关键措施。通过对内蒙古玉米生产、品种审定和品种应用等进行综合分析，以不同生态区玉米品种实际应用情况为依据，对内蒙古玉米品种适宜生态区进行划分，并提出合理设置试验组别、优化试验点布局和强化品种积温指标等建议，为完善内蒙古玉米品种试验、审定、备案、退出和监管制度提供借鉴和参考。

杂种优势是玉米育种的重要理论基础，杂种优势类群和杂种优势模式的深入研究为玉米品种选育和杂交种的组配方式提供了理论指导。为了提高育种效率，使用60K SNP芯片对100份玉米种质资源进行基因型分析。通过对遗传距离进行聚类分析，将100份玉米自交系划分为3个类群，分别为Reid、Non-Reid和Dom群。遗传相似度的主成分分析结果与遗传距离的聚类分析结果一致。

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。

种子丸粒化属于种子包衣技术范畴，该技术的特点是以种子为核心，利用分层包衣原理将丸粒化粉剂包裹在种子表面，使种子外观接近于球体。丸粒化种子外部包裹的粉剂材料由填充粉剂和粘合剂构成，承载的功能和成分相比其他类型包衣种子更加丰富，而且丸粒化种子体积增大，流动性增强，更有利于机械播种。本文首先从技术原理和方法详实地叙述了丸粒化技术对种子的保护与萌发、病虫草害防治与逆境适应、精量播种以及对作物生长影响等应用研究状况，继而对配制的丸粒化粉剂，包括粉剂材料选择、配方比例、添加剂成分与功能等进行了阐述，从工艺角度介绍了根据旋转法和气流成粒法原理研发的加工装备及其优缺点。介绍了国内外机械研发领域存在的差距和取得的进展，简述了国内种子丸粒化领域取得的专利和技术标准，最后提出了丸粒化技术研究的不足，同时为该领域发展提出了建议。

由于国内油料生产能力增长缓慢，消费需求快速增长，导致我国油料油脂产需缺口逐年扩大。当前，油料油脂高度依靠进口已成为影响我国粮食安全的主要风险。加强粮食生产和重要农产品供给，大力实施大豆和油料产能提升工程，是党中央、国务院关于实施重要农产品保障战略决策部署。本文在总结“十三五”时期我国油料油脂供需情况的基础上，分析了油料油脂产业发展面临的问题，提出了有效提升油脂油料全产业链发展的对策，为我国油料油脂产业持续健康发展、保障重要农产品稳产保供提供借鉴。

研究黑龙江省玉米地方品种表型性状的多样性并筛选优异玉米种质，为地方品种优异性状深入研究提供理论基础。对来自黑龙江省的152个玉米地方品种的12个农艺性状进行2年大田鉴定，分析其表型多样性，通过主成分分析和聚类分析进行类群划分和表型综合评价。结果表明，不同性状变异系数为3.48%~31.23%，平均值18.16%，Shanon-Weaver多样性指数为1.73~2.08，平均值2.02。三江平原温和半湿润区玉米地方品种的多样性较低，但该地区玉米地方品种综合性状较优良，丰产性好，是优良种质较为集中的区域。12个农艺性状的主成分分析结果显示，前5个主成分因子已包含9个农艺性状，累计贡献率达73.93%，这些性状可作为黑龙江省玉米地方品种鉴定与评价的主要指标。聚类分析结果显示，供试品种可划分为6个类群，其中类群Ⅴ综合性状最好，适合作为高产玉米品种选育的基础材料。根据综合得分F值筛选出表现优异的地方品种20份。

苦荞籽粒中的黄酮含量除受遗传影响外，种植地点和土壤品质也是重要影响因素，为研究国内不同种植区域的苦荞籽粒中黄酮及重金属含量与种植地区之间的关系，收集四川、云南、贵州、陕西、甘肃、山西和宁夏等苦荞种植区域的苦荞原料和种植土壤样品，检测并分析籽粒黄酮类物质和重金属含量。结果表明，苦荞籽粒黄酮含量与种植地区海拔和纬度相关，高海拔、低纬度的云南和四川等地区苦荞黄酮含量较高；土壤重金属与籽粒重金属含量相关，四川和陕西等地土壤重金属含量低，其苦荞中重金属含量也相对较低。综合分析，四川苦荞不仅籽粒黄酮含量较高，且重金属含量也相对较低。

作物秸秆是农业生产中最丰富的生物质能源之一，还田是利用秸秆的主要途径。水稻是我国最为重要的粮食作物之一。小麦（麦）―水稻（稻）、油菜（油）―稻、稻―稻（双季稻）是我国常见的稻作轮作模式。本文总结分析了小麦、水稻和油菜秸秆分别通过覆盖直接还田、翻埋直接还田与堆腐还田3种方式后对稻田土壤性状的影响，讨论了现阶段秸秆还田研究的局限性，并展望了今后的研究方向，为秸秆高效绿色还田和稻田土壤培肥提供理论与实践依据。

以5个不同施肥处理（T1、T2、T3、T4、T5）下的大豆根际土壤为研究对象，采用Miseq高通量测序技术，分析了不同处理对土壤养分状况和细菌群落多样性的影响。结果表明，T4处理下碱解氮（AN）、有效磷（AP）和速效钾（AK）含量以及地上生物量均最高；综合Shannon指数、Ace指数和Chao1指数3个指标发现，细菌种类在T2、T3、T4处理中较丰富；5个处理的根际土壤细菌被分为379个类群（在属水平上）。土壤细菌相对丰富度和土壤环境因子间的冗余分析表明，AN、AP和AK与交替赤菌属（Alterythrobacter）、假单胞菌属（Pseudomonas）、Pseudarthrobacter相对丰度呈显著正相关。综合分析可知，在复合肥减施20%+有机肥30m³/hm²（T4处理）时，晋豆46号的生物产量达到了最高，而且其优势菌群更有利于土壤培肥和作物增产。

利用KASP标记对4个国审小麦品种（漯麦163、漯麦47、漯麦49和漯麦36）的重要性状（包括光周期、粒重、品质、穗发芽、抗旱抗病等）功能基因的组成进行分子检测。结果表明，4个小麦品种均含有矮秆基因Rht-D1b、熟期株高相关等位变异TaPRR73-A1和TaPRR73-B1、光周期敏感等位基因Ppd-A1b和光周期迟钝等位基因Ppd-D1a、高千粒重等位变异TaGS5-Ala、高粒数优异变异基因Hap-7A-3、优质亚基基因Ax1/Ax2*、高脂肪氧化酶活性等位变异Lox-B1a、抗穗发芽基因Rio Blanco type和TaSdr-B1a、木质素含量高的优异等位基因COMT-3Ba，均占比100%。硬质基因型Pinb-D1b、高分子量麦谷蛋白亚基（5+10）、抗条锈病基因Yr78和抗叶锈病基因Lr16在4个品种中的利用程度较高。未检出高千粒重等位基因Hap-A、穗粒数优异等位变异基因TaMoc-7A、籽粒硬度基因Pina-D1b/Null、Pinb-B2b、抗旱基因1-fehw3、抗白粉病基因Pm21、抗叶锈病基因Lr46和Lr48。该研究明确了4个漯麦品种的重要性状功能基因，为品种有效利用提供了重要的参考依据。

为研究不同处理对玉米籽粒破碎率的影响，分析籽粒破碎率在实验室和实际机收下的关系，探索一种测试破碎率的便捷方式，设置不同的试验，包括品种、施氮量、播期、收获期，通过室内研磨测试不同孔径下籽粒的破碎率，并拟合机械收获过程中破碎率曲线。结果表明，不同品种、施氮量、播期、收获期籽粒破碎率之间差异明显，籽粒类型偏角质、减氮25%、收获期适当推迟可以提升籽粒耐破碎性。籽粒机械收获时含水率与破碎率呈二次曲线关系，当含水率为21.95%时，破碎率最低，为4.32%；含水率与实验室内研磨籽粒孔径为2.36 mm筛子计算出的破碎率呈二次曲线关系，回归曲线方程分析相近。本研究通过室内研磨籽粒测试破碎率（2.36 mm）模拟籽粒机械实际收获时的破碎率，为选育适宜籽粒机收品种提供测试破碎率更灵活便捷的方式。

全球气候变暖导致的极端高温天气严重影响水稻生产，研究水稻高温伤害机理以及栽培调控措施对阐明水稻高温伤害具有重要意义。本文综述了近年来水稻幼穗分化期、抽穗开花期及灌浆期高温对产量形成的影响及机理，包括花粉发育、颖花育性、灌浆结实、活性氧产生和清除、糖代谢、激素变化等生理生化过程。钾参与植物多个生理过程的调控，因此本文从“源―流―库”的调节、花粉萌发和花粉管伸长、活性氧和激素的稳态等方面论述了钾肥在缓解水稻高温胁迫中的可能作用，概述了不同栽培措施对高温下水稻产量形成的调控，并结合现有研究对优化钾肥管理、提高水稻的抗热性进行了展望。

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。