小麦叶片

小麦作为人类重要的粮食来源之一，你对它的印象是什么？是夜来南风起，小麦覆陇黄的生机景象，还是大麦干枯小麦黄，妇女行泣夫走藏的悲切画面?风吹麦浪的一片金黄往往让人神往，然而随着全球气候的变化，干旱逐渐开始威胁小麦的生长及产量，各地小麦纷纷减产，继而引起价格的上涨。久旱麦粒细，终久不成穗......如今，小麦在干旱环境下的生存和适应能力备受关注。叶绿素作为植物生长的基本生化过程之一，与干旱适应性之间的关系引发了广泛的研究兴趣。下面这篇论文聚焦干旱胁迫下小麦的叶绿素含量，通过研究一种新型的监测方法，有望提高对小麦叶绿素含量评估的准确性，对推动粮食安全与生态环境的平衡发展具有重要意义。Resonon Pika L在干旱胁迫下小麦叶绿素快速无损评价方面的应用研究背景小麦是对全球粮食安全至关重要的主要粮食作物。然而，小麦作物遭受着许多非生物胁迫，包括低温、干旱、高温和干热风，这强烈影响其生长、发育和生产力。干旱是世界范围内最严重的非生物胁迫之一，可显著降低小麦的分蘖数、每穗粒数和千粒重。2021年，美国和巴西都遭受了历史性的严重干旱，这使全球粮食价格上涨至近十年来的最高水平。因此，有效监测小麦生长过程中干旱胁迫的影响对提高产量、品种和粮食安全至关重要。叶绿素是植物光合作用的基础，直接决定植物净初级生产力和碳收支，叶绿素含量可以反映植物的生长状况。而干旱胁迫会降低作物的叶绿素含量，破坏光合机制，抑制其生长，最终降低产量。干旱胁迫下作物叶绿素含量的变化程度与抗旱性密切相关，因此，监测小麦叶绿素含量可为小麦的光合作用和抗旱性提供关键信息。传统的叶绿素含量测定方法包括分光光度法和使用手持式叶绿素含量仪，这些方法使得叶片破坏程度大、效率低，不利于大规模测定小麦叶绿素含量。而与传统方法相比，高光谱成像技术可以快速、无损、高效地测定植物叶绿素含量。此外，高光谱图像包含丰富的光谱信息，可用于精确的农业研究和建立复杂的数学模型。近年来，高光谱成像技术在植物监测中的应用发展迅速，广泛的研究主要集中在开发基于光谱指数的模型来估计叶绿素含量。然而，少量的敏感波段并不能充分代表所有的高光谱信息。此外，大多数研究使用的小麦品种较少，忽略了多品种间的异质性。因此，以往模型对其他系统的适用性受到限制，该模型对大规模叶绿素含量和抗旱性的评估无效。研究过程基于此，在本研究中，来自中国西北农林科技大学的一组研究团队以中国阳岭区（108◦ 4 0 E，108◦ 160E，34◦ 160N）为研究区，对新作物品种进行试验。2021年10月21日，在一个钢架棚内共种植335个小麦品种（共2010个叶片样品），并将它们置于不同的土壤含水量条件下，采用土壤钻探法测量0.5m深度的土壤含水量。再在每个品种中采集了6个新鲜的旗叶样本，在实验室内利用Resonon Pika L 高光谱成像系统采集小麦叶片的高光谱图像数据，同时利用SPAD-502 Plus叶绿素计测定小麦旗叶的SPAD值（反映叶绿素含量）。对高光谱图像进行平滑处理（使用Savitzky-Golay滤波器）、一阶导数处理。分析控制和干旱胁迫下小麦灌浆期旗叶的高光谱特征及其与SPAD值的相关关系，用逐次投影算法（SPA）识别特征波段，最后采用机器学习方法构建了四种回归模型，包括简单线性回归（SLR）、最小绝对收缩和选择算子回归（LASSO）、岭回归（RR）和随机森林回归（RFR）模型，并检验模型效果，以确定快速叶绿素含量估计模型的准确性，最终建立一种快速、无损、准确、广泛适用的方法来评估小麦叶绿素含量、光合作用和抗旱性。不同土壤含水量条件下小麦叶片的高光谱曲线和单波段高光谱图像（对照处理CK和干旱胁迫DS条件下）。叶片高光谱与SPAD值的相关性分析及拟合结果。（A，B）光谱反射率和一阶导数与SPAD值的相关性；（C，D）基于549 nm光谱反射率和735 nm光谱一阶导数的简单线性回归（SLR）分析；（E，F）基于549 nm处反射率和735 nm处一阶导数的SPAD预测值和实测值的拟合结果。结果基于不同数据集和模型的SPAD预测值和实测值的比较。（A-C）全波段高光谱反射率的LASSO、RR和RFR模型；（D-F）全波段高光谱一阶导数的LASSO、RR和RFR模型。基于全波段高光谱反射率模型，对不同土壤含水量条件下小麦叶片SPAD预测值和实测值的拟合结果。（A-C）控制条件下的LASSO回归、RR和RFR模型；（D-F）干旱胁迫条件下的LASSO回归、RR和RFR模型。（A，B）由549 nm反射率和735 nm一阶导数估计的叶片水平上的SPAD值图。基于光谱和图像特征数据集的RFR模型结果。结论本研究利用不同土壤含水量条件下大规模小麦品种的高光谱图像分析，确定了叶片叶绿素含量快速估算模型的准确性。对叶绿素含量估计最敏感的波段在可见波段（400-780nm），相关分析表明，最佳波段位于541、549、708和735 nm附近，549 nm处的高光谱反射率和735 nm处的一阶导数与SPAD值的相关性最强。SPA结果表明，在536、596和674 nm处的波段是估计SPAD值的最佳波段，在756和778 nm处的一阶导数对估算相对叶绿素含量最有用。结合光谱特征和图像特征可以提高干旱胁迫小麦SPAD值的估算精度（RFR模型最优性能：R2 = 0.61，RMSE = 4.439，RE = 7.35%）。总之，本研究建立的模型可以有效地评价小麦叶绿素含量，并为了解光合作用和抗旱性提供依据；本研究建立的技术方法具有巨大潜力，可为小麦及其他作物的高通量表型分析和遗传育种提供参考。

我想您可能会有兴趣? 　　在本周内即将闭幕的哥本哈根全球气候会议上，我们的大客户，丹麦的LM Glasfiber(艾尔姆玻璃纤维制品有限公司)展示了世界上最大的风力发电机叶片。 　　实验室工作人员正在使用英斯特朗万能材料试验机3384、8802和3台8801对叶片进行力学性能测试。 　　通往COP15! 　　“一、两周前，世界上最大的风电叶片从丹麦小城Lunderskov，经过跋山涉水到达了丹麦首都哥本哈根。这里，在有关全球气候变化讨论最至关重要的那几天，它将吸引几百万人的注意。在12月份，61.5米长的叶片将会恭候世界各国领导人的到到来。 　　风电工作了!这是本次气候会议来自风电产业最有力的证据之一，世界上最长的叶片，来自LM Glasfiber的61.5米长叶片的连续生产，象征着风电产业的崛起。 　　叶片充分而清楚地证明了风电产业的集约发展。25年前，最长的风力发电机叶片轮子直径是16米，只能发电50KW.今天，大规模生产的风电发电机叶片旋转直径是126m，扫过几乎两个足球场，额定输出5MW电量-足够为5000户欧洲家庭提供电力。 　　星期五的早些时候，叶片还在LM Glasfiber的Lunderskov工厂内准备运送到哥本哈根。现在，它被安放在Bella Center的主入口处，作为与丹麦风电业协会(GWEC)协作的风电运动的一部分。 　　叶片介绍 　　LM 61.5P叶片的发展原型早在2004年就已产生，经过了几年的在材料、设计和生产过程方面广泛的研发。今天，18.8吨重的叶片，已经在LM Glasfiber的Lunderskov工厂大规模生产了，工厂靠近丹麦小城科灵。在叶片的研发过程中，它们必须接受测试。通过全年的测试试验，叶片必须经受住极端载荷和弯曲，以确定它们，在恶劣和有风的环境下，可以承受20年中等强度的磨损和撕裂。 　　叶片主要是为海面项目研发的，并且被安装在德国、苏格兰和比利时的海边风场。在20年的使用寿命中，一台5MW额定发电量的风力发电机可以帮助减少18万吨CO2的排放。　　 61.5米长的叶片!　　 在实验室测试

记者14日从中国科学技术大学获悉，该校科研团队在植物叶片代谢物质谱成像取得新进展，实现对多种植物叶片中代谢物的空间成像。　　这一成果由该校国家同步辐射实验室潘洋教授团队利用自行研发的质谱成像平台，实现对多种植物叶片中代谢物的“拍照”。　　研究成果近日发表于国际分析化学领域著名期刊 Analytical Chemistry杂志。　　在已知植物种群中，有约200,000个植物代谢物的化学结构被鉴定出来。植物代谢物的成分分析和空间成像对探讨植物代谢物的生物合成、运输、生理机制、自我调节机制及植物与生态的相互作用具有重要意义。　　质谱成像是近年来涌现出的分子成像技术，具有免荧光标记、不需要复杂样品前处理等优点。然而，由于植物角质层和表皮蜡的存在，常规软电离技术很难穿透角质层作用于叶肉组织，从而无法对植物叶片中的代谢物进行直接成像。　　课题组通过印迹方法，将叶片中的植物代谢物转移至多孔聚四氟乙烯材料上，并对印迹后的材料进行成像，可实现对叶片植物代谢物的间接成像。由于使用DESI/PI技术，相比于传统DESI方法，正离子模式下可新检出多达百种萜类、黄酮类、氨基酸和苷类等次生代谢产物 负离子模式下整体代谢物信号强度可增强一个数量级。　　课题组进一步利用该技术对茶叶进行研究，发现咖啡因在叶中脉富集、茶氨酸在叶柄富集并延伸至中脉和叶尾，为咖啡因主要在茶叶中脉合成和茶氨酸在茶叶根部合成并转运至叶片的生物合成位点及转运路径提供了强有力的证据。　　实验还检测到茶叶中儿茶素生物合成网络中重要的黄酮类代谢物并以质谱成像的形式展示出空间分布，表明印迹DESI/PI成像技术在探索植物代谢转化位点和途径方面有巨大的潜力。

太白山，是秦岭山脉最高峰，也是青藏高原以东第一高峰，如鹤立鸡群之势冠列秦岭群峰之首，以高、寒、险、奇、富饶、神秘的特点闻名于世、称雄华中。李白的“西上太白峰，夕阳穷登攀”，“西当太白有鸟道，可以横绝峨眉巅”，形象地将太白山的雄峻高耸烘托而出。如今，更是有不少中外游客慕名前来，一览拔仙绝顶和云海奇观，领略太白峰的险峻神秘。2020年，来自中国科学院地球环境研究所的研究团队分别于5月、7月和9月登上太白山，在奇观景象之中收集土壤和植物，开启了叶片水氢氧同位素的相关研究。叶片水氢氧同位素的控制因素氢氧稳定同位素（δ2H和δ18O）常被用作示踪剂来跟踪水从降水输入运移到土壤，最终通过土壤蒸发和叶片蒸腾释放的过程。叶片水蒸腾对于调节各种尺度的水平衡至关重要。陆地植物叶片水通过气孔蒸发分馏导致重同位素富集，这在很大程度上取决于等大气条件（温度和相对湿度等）以及生物生理过程。叶片水同位素信号整合到植物有机物中，例如纤维素和叶蜡，成为研究古气候重建的新方法。然而，尽管叶片水同位素在生态水文学和有机生物合成中很重要，但人们对叶片水同位素的控制因素以及源水和水文气候在确定叶片水同位素中的作用仍然缺乏了解且叶片内同位素分馏所涉及过程的复杂性使得准确预测和测量变得困难。基于此，在本研究中，来自中国科学院地球环境研究所的研究团队于2020年5、7和9月在太白山（33.96°N，107.77° E）收集了土壤和植物（枝条和叶片）样品，同时获取了温度、相对湿度和降水量等相关气象参数。利用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统（北京理加联合科技有限公司）提取土壤和植物中的水分。利用Picarro L2130-i水同位素分析仪确定土壤水稳定同位素组成。并测定其他水体的稳定同位素组成。通过对土壤水、枝条水和叶片水的δ18O和δ2H测量值与叶片水的δ18O和δ2H C-G模型预测值进行综合分析，确定δ18OLeaf和δ2HLeaf值的控制因素，以增进我们对与叶片水相关的植物有机生物标志物中提取的δ18O和δ2H中所保存的环境信号的理解。【结果】叶片水δ18O和δ2H值与潜在源水δ18O和δ2H值（枝条水、土壤水和降水δ18O和δ2H）以及气象参数（例如、MAP、MMP、MAT、MMT、MARH、MMRH）相关性（r）热图。叶片水同位素测量值与C-G模型预测值比较。叶片水δ18O和δ2H值的结构方程模型（SEM）。【结论】沿黄土高原高程样带，对降水、土壤水、枝条水和叶片水进行重复采样，探索δ18OLeaf和δ2HLeaf值与气象参数和源水的控制关系。气象参数和源水对δ18OLeaf和δ2HLeaf值的影响不同，δ18OLeaf和δ2HLeaf双图生成同位素线。作者发现δ2HLeaf值与源水同位素的相关性比δ18OLeaf更密切，而高程样带沿线δ18OLeaf和δ2HLeaf值与气象参数具有相似的相关性。观测结果表明，源自δ18OLeaf和δ2HLeaf值的植物有机同位素（例如叶蜡和纤维素）可以提供中国黄土高原相对的气候信息。此外，双同位素分析表明δ18OLeaf和δ2HLeaf值由于相似的海拔和季节响应而密切相关。源水（即降水）主导δ18OLeaf和δ2HLeaf值，气象参数对δ18OLeaf和δ2HLeaf值的影响相当，且随黄土高原样带海拔和季节的变化而变化。未来，作者将研究交叉角与水文气候和生化因素的关系。

冠层叶绿素含量（CCC）可以反映一个种群的总光合生产力，是判断植物个体生长和营养状况的重要依据。通过遥感准确监测冠层和叶片尺度的叶绿素含量是确定作物生长状态和预测产量的关键。玉米是一种高秆作物，叶面积大，冠层深。它具有不均匀的叶片叶绿素含量（LCC）垂直分布，这限制了遥感的叶绿素含量评估。因此，了解LCC和叶片反射光谱的垂直异质性对提高CCC监测的准确性至关重要。 基于此，在本研究中，来自中国农业科学院作物科学研究所和宁夏大学农学院的研究团队以玉米为研究对象，于2019年和2020年在位于中国东部河南省黄淮海玉米生态区的中国农业科学院新乡实验站通过5个氮处理梯度（0、100、200、300和400 kg/hm2（记为N0–N400））建立各种冠层结构，采集不同生长季节作物冠层叶片，并测量了其LCC和叶片光谱反射率（ASD FieldSpec 4光谱仪+植物探头+叶片夹，光谱范围为350-2500 nm）。主要目标为：（1）理解施氮量对玉米冠层叶绿素垂直分布的影响以及生长季节叶绿素分布的动态变化；（2）在不同时空条件下探索冠层叶片光谱反射率特征差异以及验证基于叶片光谱反射率的VI模型是否可以准确反演LCC；（3）确定敏感叶位（可用于表征LCC和CCC之间的关系）以及评估基于叶片光谱的VI模型的鲁棒性和准确性，以评估冠层叶绿素状态。2020年9月2日研究区俯视图 (a)。高光谱反射率测量系统（b）。台式叶绿素分光光度计 (c) 。2020年8月8日五次氮处理（N）下的冠层状况（d）。【结果】2020年生长季节玉米冠层LCC的垂直剖面。（a、c、e）不同位置叶片的光谱反射曲线。（b、d、f）不同叶片位置波段与LCC的相关系数曲线。6种LCC-VI模型的rRMSE（%）：（a）mRER、（b）VOG2、（c）CIred-edge、（d）NDRE、（e）MTCI 和（f） DD。rRMSE用于评估模型反演精度。rRMSE的值较低对应于预测值和观察值更接近。中期模型（a）、后期模型（b）和生殖模型（c）CCC预测值和2019年实测值对比。【结论】 5个施氮水平用于构建不同的玉米冠层结构，揭示玉米冠层叶片叶绿素含量（LCC）的垂直异质性以及叶片光谱反射率特征。基于冠层LCC的垂直分布，建立多元逐步回归（MSR）模型以准确监测冠层叶绿素含量（CCC）；LCC表现出不对称的垂直分布，呈现出底层较低，中层上升，上层下降的趋势。氮处理显著改变了LCC，且不同处理之间LCC的垂直剖面分布基本一致。分析了不同时空条件下叶片光谱反射率特征。绿色波段（531-567 nm）和红边波段（712-731 nm）是监测LCC的敏感波段。6个经典的VIs用于构建VI-叶绿素模型，其中修正的红边比值植被指数（mRER，R2=0.87）构建的模型最优。VI模型可以准确预测生长中期的LCC（rRMSE=10.9%），但是，上、下叶层VI和LCC的相关性在营养生长早期和成熟阶段发生变化（rRMSE=36%-87%）。通过结合反演精度和多元逐步回归，结果发现在CCC估算中，营养阶段叶位L6以及生殖阶段L11+L14（L12是穗叶）最敏感。这样，基于叶片光谱反射率构建了VI-LCC-CCC模型以估算冠层叶绿素状态。利用2019年和2020年田间试验数据评估了模型性能，结果表明该模型具有良好的鲁棒性和准确性（rRMSE=8.97%）。请点击下方链接，阅读原文：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650312959&idx=1&sn=579c2cd2862e8037f3fe0a32dda8e2ee&chksm=bee1bc00899635161ff79ab90bcff29bc9a96537973b3be2cb439a88caa8d8e36c29108f32eb&token=1852366781&lang=zh_CN#rd

近日，中国中车旗下时代新材海上风电叶片检测中心完成验收，正式投入使用。该检测中心是目前全球唯一可开展160米叶片全尺寸结构试验的检测实验室，可支撑百米级叶片的研究和检测，验证大尺寸叶片的可靠性。该检测中心位于江苏省盐城市射阳港经济开发区，2022年7月启动建设，占地面积约6.7万㎡，规划建设4个试验承载平台，已建成2个平台，可测试叶片最大功率级别20MW、最大叶片静力极限弯矩载荷200000kNm、最大疲劳弯矩载荷100000kNm、最长叶片长度160m、最大叶根节圆直径7.2m。检测中心采用先进的设计与施工工艺，8m*8m整体面板的凹凸程度不高于0.5mm，平整度超LED显示屏。最大载荷是现有10MW机组载荷的5倍，与2万吨吊车起吊能力相当。静力试验单点加载载荷达50吨，基于神经网络控制技术实现了16点协同精准加载，加载精度误差≤0.5%。叶片疲劳试验依据目标载荷自动扫频启动，试验全程闭环控制，已实现无人值守。中车时代新材海上风电叶片检测中心拥有风电仿真计算平台、频率、静力、疲劳等各类检测系统，加速了中车

在对风力涡轮机的转子叶片进行加速度测量的任务中，往往存在一个主要困难：必须记录发生的振动并将其传输到系统进行评估。然而，由于现有的高电压和电流，电换能器无法提供可靠的数据。我们将向您展示此问题的虹科加速度测量解决方案，然后向您介绍适用于转子叶片加速度测量的产品。Part.01 风力涡轮机转子叶片加速度测量的问题在发电方面，风力涡轮机想要在激烈的竞争中脱颖而出，最大的挑战是尽可能减少风力发电带来的能源损失。克服这个问题的主要作用是转子叶片的设计。因此，目标是确保形成尽可能少地产生涡流的设计（因为这些会产生制动效果）。转子叶片在涡旋形成过程中开始振动，而这种涡流的形成可以通过转子叶片上的加速度测量来检测。使用测量数据，可以减少进一步的损耗。Part.02 虹科Micronor加速度系统解决方案光纤测量系统是可靠且不受破坏性因素影响对转子叶片进行加速度测量的理想选择。使用这样的测量系统，测量头粘在转子叶片上，而光纤电缆沿着它延伸到轮毂。 然后，带有激光源的控制器和相关评估电子设备位于集线器上。 通过对转子叶片进行这些加速度测量，可以确定可用于优化叶片形状的数据。 此外，您可以根据不同的风况调整转子叶片的位置。测量的核心是具有反射表面的MEMS。 入射光束通过棱镜引导到反射表面上，使反射光束以尽可能大的强度耦合到返回光纤中。 如果发生外部加速度，镜子会改变其轴。 这会偏转反射光束。 因此，在评估电子设备中测量的光强度会降低。 光强度的降低与外部加速度成正比。Part.03 所用产品在MICRONOR，我们提供的系统可以可靠地对转子叶片进行加速度测量。随着我们的单轴或多轴光纤加速度计系统，您可以测量风力涡轮机等高压环境中的振动和运动。您可以在产品类别中找到各种控制器和传感器。我们的虹科MR660控制器有单轴、双轴或三轴的不同版本。它们在电子或机电传感器失效的地方工作。为此，我们提供合适的传感器：圆形 1 轴传感器 HK-MR661 和单轴方形传感器 HK-MR662，以及两轴 HK-MR663 和三轴 HK-MR664。

ASD | 利用高光谱反射率预测温带落叶阔叶树木的叶片性状：通用模型可适用于整个生长季节吗？追踪生长季和地理区域中叶片性状的变化是理解陆地生态系统功能的关键。野外光谱法是原位监测叶片功能性状的有力工具，在农业、林业和生态学中都有许多应用，例如，叶片光谱已用于表征许多叶片理化特性，预测倍体水平，估计叶龄，甚至可以预测入侵植物对凋落物分解的影响。但目前尚不清楚是否可以开发通用统计模型来根据光谱信息预测性状，或是否需要根据条件变化进行重新校准。特别是，生长季多个叶片性状同时变化，是否可以从高光谱数据成功预测这些时间变化是一个悬而未决的问题。基于此，为了填补研究空白，在本研究中，一组国际研究团队利用标准实验室方法（包括光捕获和生长：N（%），δ15N（‰），δ13C（‰），叶绿素，可溶性C（%）和叶片含水量（LWC）；防御和结构：每单位面积的叶片质量（LMA g m-2）、总C（%）、半纤维素（%）、纤维素（%）、木质素（%）、总酚类（mg g-1）和单宁（mg g-1）；岩石衍生营养素：P（%）、K（%）、Ca（%）、Mg（%）、Fe（μg g-1）、Mn（μg g-1）、Zn（μg g-1）和B（μg g-1））和叶片光谱（利用光谱范围为350-2500 nm的ASD FieldSpec 3进行测量，在350-1000 nm，采样间隔为1.4 nm，在1000-2500 nm，采样间隔为2 nm）追踪了整个生长季的变化，研究了温带落叶树木多种叶片性状和光谱特性之间的联系。旨在回答以下问题：（1）常见物种叶片的理化性状在生长季如何变化？（2）叶片反射率在生长季如何变化？（3）生长季叶片理化性状和光谱之间是否存在可预测的关系，从而使叶片光谱能够不受时间限制地远程追踪森林生态系统功能的变化？然后评估叶片光谱是否可以在季节效应的影响下稳定地捕获叶片性状，为通过机载和星载传感器的高光谱成像进行大尺度叶片性状调查奠定基础。【结果】理化性状和光谱在整个生长季变化很大，虽然6月和9月之间收获的成熟叶片变化较小。重要的是，叶片光谱可以准确预测大多数叶片性状的季节性变化，成熟叶片的预测精度通常较高。然而，对于一些性状，PLSR估算模型因物种而异，单一PLSR模型不能用于物种水平的准确预测。8个落叶树种叶片光谱及其变异性（平均反射率（a）和变异系数（b））的季节模式。2017 年 5 -10 月，不同季节对英国剑桥Madingley林地21种叶片性状全/特定光谱数据最佳PLSR性能的影响。2017 年 5-10 月，不同物种对英国剑桥Madingley林地21种叶片性状全/特定光谱数据最佳PLSR性能的影响。【结论】叶片光谱可成功预测整个生长季多种功能性叶片性状，为机载和星载成像光谱技术监测和绘制温带森林植物功能多样性奠定了一定基础。请点击下方链接，阅读原文：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650309890&idx=1&sn=9bddcb74cbb31a26c18ad6aee87f4344&chksm=bee1a9fd899620ebd02f200799a9370626a1d8b6fee07375ad2580b562fa8ad686a495393775&token=1524960455&lang=zh_CN#rd

中国的风电市场，在“双碳”目标明确提出后，风电一直是我国环保事业中重要的一部分。风电领域中，风机的叶片是重要的组成部分，直接关系着风机的运转效率及状态。Evident NDT大系统部门，针对风电叶片行业开发了全自动叶片检测系统WBIS(Wind Blade Inspection System)。 该检测系统通过集成AGV（自动导航小车），机械手，电池组，水循环系统，控制系统，并结合Evident自主开发的Focus PX及软件组成高效的全自动化检测系统。，时长03:01检测区域：翼梁和腹板粘结的完整性检查左右滑动查更多全自动的NDT检测系统，扫描过程中无需操作员。得益于这些定位点，WBIS能够自动连续检测叶片两侧。检测动线左右滑动查更多探头在腹板区域移动，AGV和机械手将它们的轴组合起来，以创建X&Y光栅扫描。绿色箭头：AGV移动 红色箭头：机械手移动两个方向上的扫描分辨率由用户选择，以获得数据分辨率及检测效率。以下检测效率作为示例：腹板长度: 60 米长分辨率: 翼弦方向: 1mm, 翼展方向: 3mm, 0.1mm A扫 并沿弦线进行500mm的扫描。检测时间: 2m / min数据大小: 10,3 GB上传速率: 100 MB/s轻松高效的数据分析区别于现有NDT检测设备的数据分析模式，WBIS检测数据被划分为700 MB的文件，一旦可用，就可以进行动态实时传输。因此，数据分析可以更早地开始，并在收到前两个文件后立即开始，而非等到整个检测过程完成之后再分析。WBIS数据可以轻松上传到远程位置（或者云服务器上）进行远程集中分析。WBIS优势：全自动检测，检测过程无需人员操作，实现远端控制高检测效率，扫查分辨率可根据需求调整自带安全传感器及定位点，实现较高安全性独立系统，所需装置均安装于机上，无外界电缆，水管占地面积小，小于2平方米针对不同叶形，检测设置快速切换，无任何机械调整机械手传感器及水楔自由角度，实现叶片曲率变化的仿形检测水循环系统实现供水，回水动态循环，实现稳定耦合

今后，广大农户可以直接在农作物施肥的过程中，准确、快速、实时地检测作物氮素状况和长势动态，及时地获取作物对肥料的需求，因需施肥，从而节约肥料成本，实现用肥精细化。 　　最近，由浙江大学生物系统工程与食品科学院聂鹏程博士、何勇教授率领的团队，成功地开发出基于光谱技术的水稻叶片氮素测定仪。该仪器可以直接地测量出水稻叶片的氮含量，检测精度高，在农业精细化施肥的过程中，不仅有助于节约肥料成本，也可以降低因使用过量化肥而导致的土壤环境恶化和水资源污染，具有极高的应用价值。 　　氮素是水稻必需的营养元素之一，但施氮过多，容易造成地下水污染，如何在保证作物高产优质的同时，又防止作物生产带来的环境污染，是各国政府、农学家和生产者所面临的共同难题。解决这一难题的关键是攻克对作物氮素含量的实时在线检测技术，实时获取作物生长过程中氮素含量，以实现按需精确施肥。国外虽然有成熟的技术，也推出了一些成果，但是国外仪器成本高，推广难，不适合田间或不能直接快速地测量出植物氮素含量。 　　浙江大学水稻叶片氮素测定仪的研制成功，在很大程度上解决了这一难题。目前该仪器已成功进入市场，成为了一款可测量植物叶绿素含量、氮素含量的植物养分速测仪。

PROSDM：PROSPECT模型与光谱导数和相似性度量相结合从双向反射率中提取叶片生化性状的适用性叶片生化性状为理解植物光合功能、动态生长、养分循环和初级生产提供了有价值的信息。叶片叶绿素含量（Cab）、类胡萝卜素含量（Cxc）、含水量（Cw）和干物质含量（Cm）是四个重要的叶片生化性状，与植物光合作用、氮素、胁迫和衰老等健康和生长状态密切相关。能够对这些叶片生化性状进行高通量测量的方法对于表征植物生理状态和关键功能过程至关重要。PROSPECT模型是目前更常用的叶片辐射传输模型之一，可从叶片定向半球反射因子（DHRF）光谱来提取叶片生化性状，然而，在应用于叶片双向反射因子（BRF）光谱提取叶片生化性状方面尚待探索。叶片表面反射率和各向异性性状的存在可能是限制PROSPECT从叶片BRF光谱评估叶片生化性状的主要问题。基于此，在本研究中，研究者们提出了一个方法，整合了PROSPECT模型、光谱导数和相似性度量（SDM），称为PROSDM，去除了叶片BRF和DHRF光谱的差异，并从叶片BRF光谱提取了叶片生化性状。具体目标是：（1）通过PROSPECT反演调查叶片BRF和DHRF光谱差异随波长的变化以及对Cab、Cxc、Cw和Cm提取的影响，（2）开发PROSDM消除BRF和DHRF光谱差异，从叶片BRF光谱与PROSPECT和PROCOSINE以及PROCWT的比较来提取Cab、Cxc、Cw和Cm以及（3）评估PROSPECT、光谱子域、光谱噪音和模型参数范围对PROSDM性能的影响。为了获得各种叶片生化性状和反射率，作者收集了具有不同生长阶段、营养状况和种植区域的植物物种的10个数据集，包括1个测量数据集和9个公开获取数据集。从油菜（Brassica napus L.）、水稻（Oryza sativa L.）和柑橘（Citrus aurantium L.）随机采集2279个植物叶片，利用ASD FieldSpec 4测量叶片反射率，获得数据集#1。从EcoSIS光谱库中获得具有各种叶片光谱和生化性状的9个公开的数据集。其中，7个数据集的BRF光谱由ASD地物光谱仪（Analytical Spectral Devices, Inc., Boulder, CO, USA）搭配ASD叶片夹测量。 表1 数据集描述。Dataset#1是本研究中测得的，Dataset#2-#10是在线https://ecosis.org获取的。BRF和DHRF光谱的光谱区域是400-2500 nm。【结果】 平均BRF和DHRF光谱差异（a）以及这些差异对平均BRF光谱的贡献（b）。油菜（红线）在Dataset#1中获得，其他植物物种在Dataset#5中获得。 通过考虑非波长依赖性f（a，d）和波长依赖性f（b，c，e，f）两种情况，利用一阶（a-c）和二阶（d-f）导数的叶片BRF（绿线）和DHRF（橙线）光谱之间的差异。 利用PROSPECT反演（a–d），PROCOSINE反演（e–h），PROCWT-S4（ i–l）和基于全光谱域PROSPECT-PRO 的PROSDM（m–p）的所有数据集（Dataset#1-#10）中Cab (a，e，i，m) ，Cxc (b，f，j，n), Cw (c，g，k，o) 和Cm (d，h，l，p)测量值和估算值比较。 【结论】 本研究中，作者提出了PROSDM这种新方法用来从叶片BRF光谱来提取叶片生化性状。结果发现光谱导数可以消除BRF和DHRF光谱的非波长依赖性差异。当BRF和DHRF光谱的差异随波长变化时，光谱导数仅能去除部分差异，而曼哈顿距离（MD）补偿了光谱导数的限制，进一步减少了差异。结果，PROSDM从叶片BRF光谱准确提取了不同植物物种的Cab、Cxc、Cw和Cm。与标准的PROSPECT反演需要利用带有积分球的光谱仪测量叶片DHRF光谱不同，PROSDM扩展了PROSPECT到叶片BRF光谱的应用，以提取叶片生化性状。它可利用不同手持式光谱仪和叶片夹原位提取叶片生化性状。 在全光谱域，PROSDM-SED实现了Cab和Cxc的更优提取，RMSE分别为7.64 μg/cm2 and 2.77 μg/cm2，PROSDM-FMD产生了Cw（RMSE = 0.0041 g/cm2）和Cm（RMSE = 0.0024 g/cm2）的更好估计。与PROSPECT相比，PROSDM提取的Cab、Cxc、Cw和Cm RMSE分别降低了20.33%，29.34%，25.45%和44.19%。结果表明，PROSPECT和PROCOSINE以及PROCWT的Cab、Cxc、Cw和Cm提取精度受到光谱饱和度、PROSPECT反演、光谱子域以及模型参数范围的影响很大。适当的光谱子域和模型参数范围可以改善不同反演方法的提取结果。这需要从实地测量和报告的研究中了解叶片生化和结构性状的先验信息。与这些反演方法相比，所提出的PROSDM在减轻Cab、Cxc、Cw和Cm提取的负面影响上具有很大潜力。对于不同的PROSPECT版本，建议利用PROSPECT-PRO从叶片BRF光谱提取叶片生化性状。 未来研究需要基于叶片BRDF模型测量叶片BRF光谱的光谱和方向变化，将BRDF模型与所提出的PROSDM耦合可以改善对BRF和DHRF光谱变化的表征。此外，由于植物物种BRF和DHRF光谱的差异变化，在不同的数据集中PROSDM不能获得一致性提取结果。预计更多的工作将集中在理解不同视角和照明角度下植物叶片光学特性的变化。期望PROSDM可以应用在不同的尺度上，提高其在遥感、生态和环境研究中的适用性。点击如下链接，下载原文：PROSDM：PROSPECT模型与光谱导数和相似性度量相结合从双向反射率中提取叶片生化性状的适用性

p 　　航空发动机叶片几何形状复杂、尺寸跨度大、加工精度要求高等特点决定其成为了航空发动机中加工制造的难点，同时也对航空发动机叶片加工质量检测精度和检测效率提出了更高要求。航空发动机叶片检测技术已逐步从定性检测到定量检测，从接触式检测到非接触式检测，从传统手工检测到自动数字化检测，从二维比对检测到多自由度组合检测，从单一规格大批量检测到多规格小批量检测。航空发动机叶片质量检测方法众多，如标准样板法、自动绘图测量法、光学投影测量、电感测量法、坐标测量法、激光测量法、机器视觉测量法等，其中，三坐标检测凭借通用性强、重复性好、稳定性强、检测精度高等优势在航空叶片制造企业中被广泛应用，但此种方法要求测量时处于恒温环境下且采样效率较低。本文将介绍和评析航空叶片三坐标自动测量研究现状和发展趋势，并基于三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine，CMM)提出一种改进型航空叶片自动测量与控制系统。 /p p style=" text-align: left " strong 　　1 叶片三坐标自动测量研究现状 /strong /p p 　　(1)基于CAD数模的自动测量 /p p 　　基于CAD数模的三坐标测量是产品设计、加工、测量一体化进程中的重大突破。CMM的测量能力和可操作性在很大程度上取决于测量软件的功能，测量软件决定了CMM可采用的测量方式以及应用范围。目前很多叶片测量软件都具备基于CAD模型脱机编程功能，比如海克斯康PC-DMIS、蔡司Calypso等，并能读入多种文件格式，如IGES、DXF、STL及VDA等格式，也可以兼容UG、Pro/E或CATIA等CAD格式文件。 /p p 　　CMM可实现基于CAD数模的叶片自动测量，待测点的分布和采集、测量路径优化及测量程序生成是自动测量中的关键问题。杨雪荣等结合ARCO CAD测量软件，实现了对基于CAD数模零件进行自动测量 周保珍等基于UG CAD提出了沿待测点矢量方向测量的方法，并给出了自动生成DMIS测量程序的方法步骤 刘勇等在前人的成果上基于UG CAD数模给出了叶片自动测量路径规划系统的操作流程 S.G.Zhang等基于CAD数模特征，在CMM平台上设计了一套检测过程规划原型系统，能极大减少判断探针方向的时间 Hui-Chin Chang等基于汽轮机叶片CAD数据库，系统通过简单三角函数计算在短时间内能自动生成无碰撞检测路径，并输出DMIS格式文件。 /p p 　　在对三坐标测量系统进行研究总结后，测量程序生成方法主要有以下几种： /p p 　　①脱机编程。此方法根据待测件的几何特征和公差要求，用DMIS语言手动编写测量程序，以指导CMM自动测量。但此方法对操作人员专业水平要求较高，编程所需时间长。 /p p 　　②自学习编程。此方法适合没有CAD数模和设计图纸的情形下，操作较为简单便捷，适合产品大批量测量。在手动测量一次后，三坐标测量软件系统会自动记录测头运动和操作并保存为测量程序，对相同批次的产品可实现自动重复测量。但此时测量软件需要与CMM联机才能完成程序的编制，CMM其他任务将会被占用。 /p p 　　③自动编程。此方法将CAD数模导入到CMM测量软件中，将工件坐标系(即测量坐标系)与理论坐标系进行对齐后，检测员基于CAD模型进行测量路径规划，测量软件系统按照GD& amp T设计要求，自动生成DMIS程序，动态虚拟模拟路径无误后自动保存。也可利用三维软件二次开发功能、C#编程语言或VB编程语言等工具，根据三维软件生成的测量前置文件(包含测量点信息和测头信息)开发格式转换程序，直接生成DMIS格式文件，大幅提高测量效率。 /p p 　　在无图纸的情况下实现叶片的批量测量，可基于光学扫描仪完成叶片初始点云数据的采集，然后利用Geomagic Design Direct设计软件进行逆向建模，获取初始CAD模型，并导入PC-DMIS测量软件中，以引导CMM进行测量路径自动规划。基于CAD数模的交互自动编程较手工编程而言，效率更快、更清晰直观、方便验证，而且也便于对测量点进行采集和编辑。目前，基于CAD数模自动测量已被国内外先进的CMM测量软件普遍采用。 /p p 　　(2)自动定位夹具 /p p 　　目前，由于航空叶片形状复杂且规格繁多，检测时并没有与之兼容的通用定位夹具。国内很多航空叶片制造企业基于三坐标检测普遍都采用简单支撑固定的方式，以降低制造成本，而且每次只能对单个叶片进行测量，每次都需要对待测叶片进行装夹和粗定位，导致叶片检测效率极低。 /p p 　　针对以上难点，不断开展叶片专用夹具研究，叶建友等提出了柔性相变材料夹具为叶片自动化测量提供保障。定位件和夹紧体位置灵活可调，一套柔性相变材料夹具能装夹一定尺寸范围内任意形状的零件。但该夹具存在准备周期长、刚性不足、手工操作繁琐等问题，同时，仍只能对单一叶片实现定位夹紧，在提升检测效率方面效果并不显著。容器里相变材料反复进行固液态两相变换，膨胀和收缩不可避免，势必影响到夹具的装夹精密度和稳定性。 /p p 　　陈林等设计了一套叶片测量气动专用夹具，利用榫根底面、侧面及内径相面进行6点定位并对底平面实现磁力夹紧，有利于实现叶片测量自动化。该套夹具具有刚性强、定位精准、操作简单等特点，但对于具有轴颈型榫根或枞树型榫根的叶片无法实现固定支撑，且仍只能对单一叶片进行测量。 /p p 　　通过研析现有文献和对叶片企业的实地调研，针对航空叶片夹具设计提出参考规则：①夹具在对工件进行装夹时，能保证工件位置的正确性 ②基于某一特征，夹具可对同一规格叶片进行多片装夹定位 ③夹紧操作不能损伤叶片 定位要可靠 夹具系统稳定性强，操作简便快速 ④使用三坐标测量机进行测量时，夹具必须保证探针对于待测叶片的空间可达性且不发生碰撞 ⑤夹具应避免使用吸铁等带有磁性的材料，避免工件或探针收到磁性作用而影响测量结果。 /p p 　　(3)自动测量系统 /p p 　　当前，国内很多叶片加工企业在检测环节没有实现模块化和系统化，特别是在信息共享和自动控制方面能力不足。具体表现在：①测量数据过度离散化，可追溯性较差 ②测量过程人机交互多，自动化程度低 ③工序质量控制能力弱，产品报废率高。 /p p 　　在工业4.0智能制造的大背景下，海克斯康集团推出了自动化、智能化的测量系统。整个自动化测量系统分为几个物理单元：三坐标测量机、自动控制系统及管理软件、料架系统、零件识别系统、机器人系统、机器人外围系统及安全防护系统。通过信息系统把各单元串联起来，形成有效的集成单元，对测量信息高效管理，并对工序过程进行有效的数据反馈，明显提升生产效率。 /p p 　　智能化作为自动化的高级应用，智能测量系统在工业4.0中扮演重要角色，雷尼绍公司推出搭载第二代REVO多传感器五轴测量系统的大型龙门式三坐标测量机有如下特点：①分辨率提高近20倍 ②可加载不同的测量模块 ③不仅可以测量大工件大尺寸，也可以测量大工件小尺寸 ④采用螺旋扫描，采集点的效率高。 /p p 　　(4)叶片三坐标自动测量发展趋势 /p p 　　三坐标测量技术的不断发展促进了测量行业的进步和变革，也对三坐标测量技术提出了更高要求。在航天航空领域，面向智能制造的高精度动态实时测量技术和飞机大尺寸数字化测量关键技术不断被讨论和研究，其中航空叶片三坐标测量技术的研究方向主要是：①自动化、智能化 ②实时监控、可视化 ③高速、高精度、高稳定性。 /p p strong 　　2 叶片自动测量夹具设计 /strong /p p 　　(1)叶片检测现状 /p p 　　以叶片的叶型测量过程为例，无锡某航空叶片企业的检测过程需要的人机交互操作较多，如待检叶片信息的输入，待检叶片的装夹及粗定位、抽调对应的测量程序、PDF文件名及保存路径的输入等，该企业现有检测流程如图1所示。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/212bc28d-9c34-4158-a4cf-746818aaacd4.jpg" title=" 1.jpg" style=" width: 420px height: 298px " width=" 420" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 298" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　图1 现有叶型检测流程 /p p 　　在检测过程中，若没有及时的人机交互，CMM就会停机等待操作指令。由于该检测流程仅面向单个叶片，检测效率极其低下，根本无法满足正常的叶片检测需求。 /p p 　　针对上述实际问题有以下解决方案：①增加三坐标测量机以及检测人员数量 ②增强企业叶片数控加工系统的可靠性 ③引进全过程自动化在线控制检测系统 ④优化叶片现有三坐标测量机夹具。 /p p 　　方案①中通过增加检测设备和人力投入显然不符合企业低成本的要求，在设备维护和人员管理上也会耗费巨大 方案②虽然可以改善叶片加工稳定性和精度，减少了叶片检测的任务量，但对于中小型企业来说，短期内很难突破关键技术瓶颈，对企业资金能力、技术能力、检测环境等都提出了更高要求，实施难度大 方案③为目前先进的自动化检测技术，可以实现100%检测并实现零废品率，一定程度上可以降低生产成本，但中小型企业生产规模小，一次性投入太大 方案④是建立在现有设备和人力不变的情况下，通过优化叶片检测夹具来实现叶片测量效率的提升，显然这个方案更加适用于中小型企业。通过对该企业CMM检测过程的实地调研，来找到最合适的解决方案。具体改进后的叶片叶型检测流程见图2。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/c306372c-5a40-443d-bdcd-097232cca3b8.jpg" title=" 2.jpg" style=" width: 500px height: 467px " width=" 500" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 467" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　图2 改进后叶型检测流程 /p p 　　通过电子扫描槍对该待检测叶片工序流转卡进行扫描获取叶片ID号，系统自动在产品工艺数据库中根据叶片ID号检索相关加工工序信息。选择检测对应工序名后，系统自动从该数据库中检索对应工序的测量程序文件地址，从FTP服务器下载测量程序到Calypso测量软件指定文件夹，并保留待检测叶片相关信息至指定文本文件作为该叶片自动保存地址。运行Calypso软件并调取对应测量程序，叶型测量完成后调取Blade Pro分析软件的同时运行自动保存应用程序，该应用程序捕捉到系统保存窗体的弹出并获取文本文件中保存地址和名称，实现测量报告的自动命名和保存。生成的PDF文件自动上传到FTP服务器，作为该企业的工艺资料储备。生成的TXT文件经过自动转换后导入MySQL工艺数据库，可实现测量数据的精确查询和SPC分析。对于在可控范围内的测量数据，在逆向工程中进行特征数据提取实现叶片三维建模，以指导无图纸工件进行CMM测量路径规划，并生成测量程序完成自动化测量。 /p p 　　(2)自动测量夹具方案 /p p 　　由于该企业三坐标测量机叶片专用夹具一次只能对单一叶片进行装夹定位，针对燕尾型榫根叶片叶型测量，提出一种多片自动测量专用夹具，该装置主要由夹具体、气缸、气缸座、基座、定位销钉、夹紧块、带有9个楔形块结构的矩形轴组成，单元结构如图3所示。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/fc8a2889-a955-437c-b2af-0bea51b52c36.jpg" title=" 3.jpg" style=" width: 300px height: 180px " width=" 300" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 180" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　图3 夹具单元结构 /p p 　　该夹具能实现9片叶片联装联测，由原本单个支撑工位线性地扩展成9个联测装夹工位。该工装夹具利用蔡司Calypso和PDFFactory配合连续测量，并最多保存9份检测报告，缓解企业CMM检测能力不足和效率低下的问题。 /p p 　　采用两个定位销钉和一个紧固螺钉连接夹具体与基座 9个夹具体线性分布在基座上，保证间隔不干涉叶片装夹 矩形轴两端均采用滑动副，并带有9个楔形块，楔形块和夹紧块配合形成滑动副。 /p p 　　夹具装夹方式是：夹具体楔形面和燕尾型榫根楔形面配合，模拟叶片装配状态，限制了榫根5个自由度 用定位销钉对榫根侧面进行定位，限制了榫根1个自由度 通过启动气缸推动矩形轴移动，从而使楔形块推动夹紧销钉向上移动，实现对9片叶片同步进行装夹。单个榫根装夹图如图4所示。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/4b836cd9-4fe9-4d79-92e2-9ea4889a0a04.jpg" title=" 4.png" style=" width: 300px height: 213px " width=" 300" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 213" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　图4 单个榫根装夹 /p p 　　以榫根楔形面的中分面(即通过发动机轮毂盘轴线的径向面)工件测量坐标系的XOZ平面，以给定值来确定XOY平面和YOZ平面，以此建立工件测量坐标系(见图5)，且该坐标系与建立CAD数模的理论坐标系保持一致。 /p p 　　在对9片叶片进行检测路径规划时，只需要在DMIS文件中在第一片叶片工件坐标系基础上连续偏置一个固定值即可得到其他叶片的工件坐标系。 /p p 　　该夹具具有以下特点：①定位装置尺寸链短，对测量精度影响较小 ②多叶片可同步装夹和拆卸，实现批量测量 ③采用气动夹紧，实现自动夹紧测量。 /p p 　　 /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/bacf711e-9ee3-41e0-843f-949e80d69dc4.jpg" title=" 5.png" style=" width: 310px height: 167px " width=" 310" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 167" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　图5 建立叶片工件坐标系 /p p strong 　　小结 /strong /p p 　　本文对航空叶片自动化测量技术研究现状和发展趋势展开论述，总结了基于CAD数模的检测路径规划方法和DMIS文件生成方法和自动测量夹具设计基本准则，结合相应实例对叶片自动检测系统未来趋势做了总结阐述，并针对某航空叶片企业实际情况给出了相应解决方案，提出了改进型叶型测量夹具，极大提高了检测效率。 /p p br/ /p

上次在文章中写到，GE的Haliade-X巨人风机一个叶片就有107米。（风机的叶片那么长，工程师都是怎么制造出来的？）有人好奇，这么长的叶片是怎么运输到现场的？那GE都是如何让这样的大包裹送到现场的？本期我们来为大家揭秘！运输风机叶片GE位于西班牙的LM风电工厂制造出了在当地最长的风机叶片，这些叶片将运输到港口装载在船上运到德国，最终安装在德国北部的默克尔风电场捕获风的力量。制造这个叶片并不容易，但运输一个比电杆还要长近7倍的东西也是个艰难的任务。LM工厂的主管和他的团队花费了13个月的时间，与州政府、地方政府及港务局合作，研究如何把这个庞然大物从工厂运输到46公里外的港口。2017年10月，巨型叶片终于出发了。经过的个别路段拆除了路灯、路标，在环形的道路上也铺设了道路，终于抵达了港口。原以为车技好就够了，看来还是得有些“硬手段”啊。那这样大费周折有必要吗？当然有！叶片越长，风机发电量就越大。LM工厂制造的叶片比上世纪80年代制造的普通叶片要大4倍，而发电量则提升了100倍。让风场以更少的风机产生更多的电自然是大势所趋。现在。风能占欧洲能源的11%以上，预计到了2030年，占比可能达到25%。运输风机机舱说完叶片，接着来说风机的机舱。叶片大，那么机舱也小不了。由GE可再生能源制造的6兆瓦风机的机舱重400吨，每一个都和一辆校车差不多大小，里面装载着风机的发电部件。2016年，5个机舱被装运到法国圣纳泽尔港口特制的“勇气号”上，他们将随着“勇气号”穿越五千多公里寒冷的北大西洋水域，抵达目的地——洛克岛风电场。“勇气号”可不是一般的渡轮，它长约132米，宽约39米，是一艘专门的风机安装船，一到目的地，它就可以像变形金刚一样从船变成海上施工平台，将机舱悬挂并固定在风机的塔架上。2017年5月，布洛克岛风电场开始正式并网发电，发电量约为12.5万兆瓦时，足以为布洛克岛提供90%的能源。在大风机的助力下，布洛克岛的一家柴油电厂也顺利关闭。运输心脏今年4月份，马里兰大学和GE航空集团旗下的AiRXOS公司成功将一个人类肾脏从巴尔的摩圣艾格尼丝医院运送到4.3公里外的马里兰大学医学中心。整个飞行从当天凌晨0点30分开始，历时大约10分钟。44岁的Trina Glispy在凌晨五点接受了肾脏移植。过去的八年中，她始终依靠肾透析维持生命。这是人类历史上首次用无人机运输用于移植的人体器官。美国每年大约有3.5万例器官移植。除了找到配型成功的器官外，及时将器官从捐助者送达接受者也是一个关键环节。运输上一旦延误，很可能对患者造成生命威胁。这些器官要么没有到达目的地，要么延误太久，以至于无法移植。无人机所处的120米以下空域还没有被充分利用，其承运能力还处在未饱和的状态。这为农村和城市地区的器官和药物输送等应用场景创造了机会。AiRXOS也在与美国国家航空航天局（NASA）和联邦航空局开展合作，通过制定标准、测试技术、构建无人交通管理系统和执行飞行操作等方式，定义未来的无人机行业。

点击了解更多产品详情→植物光合作用测定仪 植物光合作用测定仪是一种用于测量植物光合作用效率和光合速率的设备。它可以帮助我们了解植物的光合作用情况，评估植物的健康状况和生长状态。 植物通过光合作用将光能转化为化学能，产生氧气和养分。光合作用测定仪通过测量植物叶片的光合速率和光能利用效率，可以评估植物的光合作用强度和效果。 使用植物光合作用测定仪非常简单。首先，将测定仪的探头或传感器放置在植物叶片表面。然后，仪器会通过测量叶片表面的光反射和吸收情况，计算出植物的光合速率和光能利用效率，通过测量植物的光合速率和光能利用效率，可以评估植物的健康状况。如果植物的光合作用效率较高，说明植物能够有效利用光能进行光合作用，代表植物健康良好。相反，如果植物的光合速率较低或光能利用效率较低，可能意味着植物存在养分缺乏、叶片受伤或其他生理问题。 植物光合作用测定仪可以监测植物的生长状态。通过定期测量植物的光合速率和光能利用效率，可以了解植物的生长过程中光合 作用的变化和适应能力。根据测量结果，可以调整光照、水分和养分等环境因素，以促进植物的健康生长。 优植物光合作用测定仪可以帮助研究人员和植物园艺师优化光合作用条件。通过测量不同光照、温度和其他环境因素对植物光合速率和光能利用效率的影响，可以确定最佳的光合作用条件，提高植物的生长效率和产量。 植物光合作用测定仪对于植物检测具有重要的作用。它可以帮助我们了解植物的光合作用情况，评估植物的健康状况和生长状态，优化光合作用条件，为植物的种植和研究提供科学依据。

近日，中国科学技术大学国家同步辐射实验室的研究团利用之前自行研发的解吸电喷雾电离/二次光电离(DESI/PI)质谱成像平台结合多孔聚四氟乙烯印迹技术，实现对多种植物叶片中代谢物的空间成像。研究成果发表于国际分析化学领域著名期刊Analytical Chemistry。代谢活动是生命体的本质特征和物质基础。随着生物分析技术的发展，代谢组学逐渐成为生物学研究的重要领域，并在植物研究中受到广泛关注。目前已知的植物有30万-35万种，其产生的代谢产物预计有20万-100万种，其中鉴定出化学结构的植物代谢物约有20万个。植物代谢物的成分分析和空间成像对于研究植物代谢物的生物合成、运输、生理机制、自我调节机制及植物与生态的相互作用具有重要意义。质谱成像技术(MSI)是基于质谱发展起来的一种分子成像新技术。通过直接扫描生物样本，可以同时获得多种分子的空间分布特征，具有免荧光标记、不需要复杂样品前处理等优点。但常规的MALDI和DESI等软电离技术难以穿透植物叶片表层的角质层和表皮蜡作用于叶肉组织，因此无法对叶片中的代谢物进行直接成像。为解决这一问题，研究团队通过印迹方法，将叶片中的植物代谢物转移至多孔聚四氟乙烯材料上，并对印迹后的材料进行成像，以这种间接成像方式实现了叶片植物代谢物的质谱成像。研究团队在成像种使用的技术是2019年团队自行研发的解吸电喷雾电离/二次光电离(DESI/PI)质谱成像技术。该技术的关键是在DESI喷雾装置后引入一套光电离系统和高效离子传输管道，可通过开、关光电离源，实现对多种极性和非极性组分的高灵敏度空间成像。相比于传统DESI方法，正离子模式下可新检出多达百种萜类、黄酮类、氨基酸和苷类等次生代谢产物；负离子模式下整体代谢物信号强度可增强一个数量级。研究团队以茶叶为实验对象对该印迹DESI/PI成像技术进行了验证，在咖啡因、茶氨酸和儿茶素等茶叶代谢物研究中取得了重要成果，表明印迹DESI/PI成像技术在探索植物代谢转化位点和途径方面有巨大的潜力。作为一门新兴的学科，植物代谢组学还处于发展的初级阶段，印迹DESI/PI成像技术为植物代谢组学研究提供了一种新的方法，推动了植物代谢组学的发展。

点击此处可了解更多产品详情：便携式叶绿素测量仪　　在自然界中，植物是生命之源，通过光合作用将太阳能转化为化学能，为人类提供氧气和食物。在光合作用中，叶绿素是植物体内最重要的色素之一，它可以吸收太阳光能并转化为化学能，进而促进植物的生长和发育。因此，叶绿素含量的测量对于了解植物的生长状况和环境变化具有重要意义。　　　　为了方便快捷地测量叶绿素含量，人们发明了便携式叶绿素测量仪。该仪器采用光谱仪测量植物叶片的光谱反射率和透射率，并利用叶绿素在光谱中的特征吸收峰来计算叶绿素含量。通过该仪器，人们可以在短时间内获取大量植物叶片的叶绿素含量数据，从而对植物的生长状况进行评估和分析。　　　　便携式叶绿素测量仪具有多种优点。首先，它具有便携性，方便携带和操作，可以随时随地测量叶绿素含量。其次，它具有高精度和高可靠性，可以快速准确地测量叶绿素含量，并避免人为误差和环境因素的干扰。此外，该仪器还具有用户友好的操作界面和强大的数据处理能力，可以快速处理和分析测量数据，为科研和生产提供有力的支持。　　　　在应用方面，便携式叶绿素测量仪被广泛应用于农业、林业、生态学和环境科学等领域。在农业生产中，通过测量叶绿素含量可以评估作物的生长状况和营养状况，进而指导施肥和灌溉等管理措施。在林业研究中，叶绿素测量可以帮助人们了解森林生态系统的结构和功能，为森林保护和管理提供科学依据。在生态学领域，叶绿素含量可以反映植物对环境的适应能力和竞争能力，进而研究植物生态系统和全球气候变化等课题。　　　　总之，便携式叶绿素测量仪是一种非常有用的工具，可以帮助人们快速准确地获取植物叶片的叶绿素含量数据，从而对植物的生长状况和环境变化进行评估和分析。随着科学技术的不断发展，该仪器将会得到越来越广泛的应用和推广。莱恩德新品|便携式叶绿素测量仪：随时随地测量植物叶片的叶绿素

一年之计在于春，目前全国各地正在陆续开展春耕备耕工作，小麦种植地区也在进行小麦化学除草、春灌等田间管理工作，确保小麦增产增收。　　今年以来，种业如何发展这一问题在多个重要场合成为热点。2021年中央一号文件及两会期间，“农业芯片”——种子问题备受关注，解决好种子“卡脖子”问题，成为接下来农业发展任务的重中之重。　　春种一粒粟，秋收万颗子。小麦作为我国主要的粮食作物之一，小麦产量直接关乎到我国的粮食安全，因此如何培育最优品种的小麦，实现小麦产量提升是育种专家的重要任务之一。小麦亩穗数作为组成小麦产量的重要衡量指标，是小麦育种和栽培工作中必要的测量内容，对于小麦优种选育有着重要的参考意义。　　传统测算方式，实割实测　　目前，到小麦成熟季，小麦产量测算主要通过人工手动统计，需要育种专家深入田间实割实测，再通过获得数据推算小麦产量。　　在收割前一周，专家们需要深入田间地头，实地观察麦田长势，预估小麦产量。等到了实割实测现场，专家们要顶着烈日对麦田进行标识测量、拉尺放样，然后弯腰弓背亲手割取小麦样本，几个回合下来往往都是汗流浃背。随后再经过脱粒去杂、测水称重等环节，几番辛苦才能完成整个小麦产量测算的前期工作。经过所有环节后，专家们还要称出小麦重量、含水量，再加上测量的固定面积，将数据代入专门公式才能最终测算出小麦的实收产量。　　不难看出，小麦实收产量的传统测算方式不仅费时费力、环节繁琐而且没有统一的标准化计数方案。在另一种测算小麦理论产量的方法中也存在同样问题，小麦理论产量可通过亩穗数、穗粒数、千粒重来获取，但是目前，获取小麦亩穗数的方式仍然有赖于人工肉眼计数统计，数据准确度有待提高，那有没有办法可以快速获取小麦亩穗数呢？　　智能测算方式，快速获取　　针对传统小麦亩穗数的测算痛点，浙江托普云农科技股份有限公司自主研发了小麦亩穗数测量系统，通过搭配硬件采集特定面积内的小麦图像信息，系统利用深度学习、图像识别等人工智能技术可快速计算出小麦亩穗数量，取代人工方法统计，并可实时查看多张照片的测算和分析结果，通过软件自动生成报表功能，有效实现数据的编辑、筛选、导出和分享，为育种和考种专家提供便利。　　利用麦穗数和亩穗数测算结果，用户根据实际测量获取的穗粒数及千粒重数据，就可以快速计算得出小麦的理论产量，有效提高科研效率，积极促进小麦高产栽培和良种选育工作。　　目前，随着农业技术的发展，传统作物的产量测算方式正在逐渐被更发达的科技手段而取代，人工智能技术也越来越深入在农业领域的方方面面。相信在人工智能技术的不断应用实践下，农业科研发展及新农人将迎来更便利、快捷的服务模式。

TESCANUniTOM是一款配置灵活的多分辨率3DX射线CT显微镜，可以对大尺寸的风机叶片（长约40cm）整体3D成像，这是一种非破坏性的技术，可以在不破坏材料的前提下，快速方便地获取风机叶片材料的内部结构，从而进一步研究和分析结构缺陷对叶片材料结构完整性的影响。毫无疑问，风是一种潜能巨大的新能源，在数秒钟内就能发出一千万马力（750万千瓦）的功率。风很早就被人类利用，比如用风车来抽水、磨面等，而现在风能主要被用作风力发电，通过风力带动风机叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。由于风力发电非常环保，无需使用任何燃料，也不会产生辐射或空气污染，因此得到广泛的应用。（图片来源于网络）但风机叶片作为风力发电机的核心部件之一，因积年累月的运转在自然环境中，长期受日照、风雪、雷电，沙尘，甚至大气污染等环境的侵蚀，叶片材料容易老化和损坏，这不但会导致昂贵的维修费用和停机成本，不良的叶片性能还会影响整个叶片的完整性，造成发电量的严重损失，甚至引发事故。风机叶片材料的损坏和老化（图片来源于网络）为了有效避免事故，减少风险，我们首先需要探究一个问题：风机材料的老化和损坏到底是如何影响叶片结构完整性的呢？我们知道风机叶片对材料的要求很高，不仅需要具有较轻的重量，还需要较高的强度、抗腐蚀、耐疲劳性能，因此复合材料在风机叶片的制造中被广泛应用，它占整个风机叶片的比重高达90%。但复合材料是由多种非均质材料组成的，在宏观和微观尺度上的结构都非常复杂，需要利用多尺度三维成像方法才来获得其完整的内部结构。那有没有一种方便快捷的多尺度成像方法能帮助我们快速获得叶片材料的完整内部结构呢？TESCANUniTOM是一款配置灵活的多分辨率3DX射线CT显微镜，可以对大尺寸的风机叶片（长约40cm）整体3D成像，这是一种非破坏性的技术，可以在不破坏材料的前提下，快速方便地获取风机叶片材料的内部结构，从而进一步研究和分析结构缺陷对叶片材料结构完整性的影响。（一）全局扫描，无损获取材料内部宏观结构首先，使用TESCANUniTOM对叶片材料样品进行了整体扫描成像，获得了复合材料的内部宏观结构。如下图中的横向切片所示，我们可以看到风机叶片是由多层玻璃纤维组成，在层之间的树脂中还存在许多孔隙，并且在复合材料的表面覆盖有涂层。对叶片材料整体成像，观测内部结构从风机叶片材料的概览图像和横截面中，可以观察到叶片材料中存在不同大小的孔隙，对这些孔隙进行进一步分析，发现检测到的大多数孔隙可能与存留在材料不同玻璃纤维层之间的气泡有关。孔隙度三维成像分析（蓝色代表较小的孔隙，红色代表最大的孔隙）孔隙度直方图统计分析（二）对概览图实时缩放分析，洞悉更多细节利用TESCANUniTOM系统，可以非常方便地在获得的概览图上选择感兴趣区域，进行实时缩放扫描，来对特征区域进行更加细节的观测。在对感兴趣区域的高分辨观察中，我们发现原本观测不到的存在于玻璃纤维层内和涂层内的孔变得清晰可见（不用对样品做任何处理，分辨度可增加5~10倍，达到12μm），并且借助于高分辨率的细节图像，也可以区分穿过涂层并在涂层下方的树脂内延伸的微小裂缝。局部扫描成像，洞悉更多结构细节然后，从较大叶片的垂直层中，选择一块具有代表性的区域，提取直径为5mm的样品。通过对样品的高分辨率扫描分析，可以得到材料内部不同层的详细信息，甚至可以区分出单根的玻璃纤维。此外，根据样品的横截面剖析，也可以观察到材料内部存在有不同类型的孔隙。对样品进行高分辨扫描，获取更多复杂信息材料内部不同层的特性分析分析表明，在这种叶片的复合材料中确实存在较大的孔隙，而这主要与材料内部玻璃纤维层中的起伏和这些层之间的空气泡有关。（三）涂层分析在叶片复合材料结构的顶部，通常会采用覆盖涂层的方式来增强材料的性能。但这种涂层非常的薄而且涂覆面积非常大，分析时既要求很高的分辨率，又需要分析很大的面积，采用传统的表征方法是不可行的。但TESCANUniTOM具有亚微米级的高分辨率（真实空间分辨率可以达到500nm），并能够分析大尺寸的样品（容纳样品直径可达40cm，高度可达50cm），非常适合叶片复合材料中覆盖涂层的分析。我们利用UniTOM系统对复合材料的内部结构进行局部扫描和放大分析，并借助软件将涂层与材料其他结构分离，对涂层的内部成像，可以发现在整个涂层中也存在大量的小气泡。对涂层结构成像分析，分类筛选出涂层中的小气泡可见，TESCANUniTOM是一款灵活的、模块化的多分辨率X射线CT显微镜，能够对完整的叶片材料样品整体成像来评估材料宏观尺度上的内部结构，还可以在获得的概览图像上选择感兴趣的区域，实时缩放进行更高分辨率的变焦扫描，最大化图像质量、分辨率和分析速度，是一种非常高效和实用的多尺度分析工具。风机叶片材料结构缺陷的多尺度高分辨研究

胡小平与赤霉病预报器小麦远程预测预报物联网监测系统 7月20日下午7点多，在中国农业硅谷的杨凌，一天前的那场雷阵大雨过后，气温是一点未降，反而使人感到周身湿气热浪袭人难耐，记者随西北农林科技大学植物保护学院教授安德荣等一行在杨凌高新农业示范区的临近周至县、眉县猕猴桃果园调研、采访一天，此刻身体感觉是又累又热，不想讲话 而头脑中的意识流是自然灾害、病虫害使农民生产生活不易，他们渴望能够解决实际难题的科技成果̷̷　　记者不由感叹具有对农业生产提质增效明显的科技创新成果还是不够多，推广转化为生产力的少!　　“据说我们学院胡小平教授的一项成果不错，了解一下?”安德荣建议。　　“那就看看，了解一下。反正距返回西安的车次还有些时间。”记者回答。　　严重的小麦赤霉病，出色的创新成果　　农作物病虫害的预测预报基本都是农业科技人员在一个区域，选择不同的田块，再划样方进行观察、记录、统计及一级一级上报，省市植物保护总站汇总、分析并与以往年代资料比对等，作出预测预报方案和措施，再一级一级向下通报、执行̷̷　　而一些农作物、果蔬的病虫害已成为影响我国农业提质增效的最主要限制性因素。如，小麦赤霉病已成为影响我国小麦高产稳产的首要病害，发生流行年份损失产量10%~30%，严重时达80%~90%。特别是小麦赤霉病菌产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)和玉米赤霉烯酮(ZEN)等多种毒素，也是常称的呕吐毒素，不仅会影响小麦品质安全，还会严重威胁人畜的生命健康，严重威胁着我国小麦生产和粮食安全。　　据资料，2012~2015年全国黄淮海麦区连续暴发流行赤霉病，造成了巨大的损失。　　我国科研工作者针对小麦赤霉病已开展了大量的研究工作，但直至目前，我国小麦赤霉病的流行规律、预测预报技术、毒素产生机理、抗病育种等方面仍然存在很多问题和诸多误区，缺乏有效的病害监测预警技术体系和全国统一协作攻关能力。特别是与发达国家相比较，在高新技术和设备的建设与应用、预测预报技术研究、基层专业测报人员队伍的人员数量及其稳定性等方面尚存在较大差距。同样，美国、加拿大等工业信息化发达又是世界小麦主产国，也未实现基于互联网的物联网远程预测预报。　　可以说，小麦赤霉病的预测预报一直是一个世界性难题，虽然国内外有很多学者作了大量研究，但是能够准确预测且应用于实践的并不多见。　　当胡小平教授在电脑上搜到www.cebaowang.com/wheatmonitor界面时，记者、安德荣等感到惊奇。因界面上实时显示出全国小麦赤霉病各个实时监测点仪器布置、运行、数据收集、分析处理、预测结果及实时远程传输和发布情况。　　这是世界首台依靠太阳能解决田间动能问题，基于物联网的作物主要病害自动监测预警设备和平台系统，它解决了植物保护界亟需解决的难题，且所有硬件设备、数据分析及系统软件及模型参数等均是西北农林科技大学胡小平教授团队承前启后、历时多年自主创新发明的。该成果相关技术已获批国家专利多项和登记计算机软件著作权1项。另外，相关成果的部分内容以《多模型较单个模型预测效果更好》为题的论文，也在学界权威期刊《美国植物病理学报》发表，得到国际认同。该篇论文以小麦和燕麦赤霉病为例，从理论上分析比较了多模型和单个模型预测效果，证明多模型联合具有更好的预测效果。　　其间，胡小平研究团队先后得到多项国家自然科学基金项目的支持。　　艰难的转化之路　　据悉，西藏自治区的农业部门就在当日早上与胡小平联系，希望将这套作物病害自动监测预警设备和平台系统销售推广给他们区域应用。　　据了解，该系统与设备在2013~2016年对陕西关中的眉县、杨凌、兴平、临渭区、华县、华阴、周至等县小麦赤霉病作的监测与预测结果，按照肖悦岩教授的评测方法，其准确度均在80%以上，与当地小麦赤霉病实际发生情况相符。　　“该系统已通过三年的田间试验，经不断完善系统解决方案，调整模型参数和优化产品结构，目前已生产出第六代型号样机，进一步提高了小麦赤霉病远程监测预警系统的稳定性和预测准确度，更有利于农户、农业技术人员及政府部门进行病害的防治决策和科学防控。”胡小平说。　　当问及一台设备的成本和如何与一个企业合作，实现成果转化问题，以发挥成果作用时，这位刚才还侃侃而谈的教授，显得有点无奈。　　“一套设备仅器件成本约需5万元人民币，目前测试、推广样品20台套都是用自己和团队发表高影响因子论文奖金、工作津贴等，委托一家电器生产企业生产的，有些费用还未付清。”胡小平低声说。　　的确也难为这位博士生导师、教育部新世纪优秀人才支持计划入选者，现任西北农林科技大学植物病理学系主任，去做闯市场搞成果转化之类的事。　　但谈到成果前景或项目进展时，胡小平激动地说，在国家自然科学基金、国家基础性研究“973”、农业部公益性行业专项、陕西省科技攻关等项目的支持下，课题组在利用大数据挖掘技术建立了小麦赤霉病预测模型，利用物联网技术研发成果作物病害自动监测预警平台系统的基础上，目前已经扩展完成对小麦条锈病、小麦白粉病的自动监测预警系统的研发，田间试验与示范也取得了预期的效果。其应用监测预警病虫害的种类范围将会不断扩大。　　7月22日，记者写稿联系胡小平时，得知他正在深圳与一企业洽谈该项成果的转移转化事宜。

李振声,1931年2月25日出生，山东淄博人。遗传学家。1951年毕业于山东农学院(现山东农业大学)农学系。中国科学院遗传研究所研究员。育成小偃麦8倍体、异附加系、异代换系和异位系等杂种新类型 将偃麦草的耐旱、耐干热风、抗多种小麦病害的优良基因转移到小麦中，育成了小偃麦新品种四、五、六号，小偃六号到1988年累计推广面积5400万亩，增产小麦32亿斤 建立了小麦染色体工程育种新体系，利用偃麦草蓝色胚乳基因作为遗传标记性状，首次创制蓝粒单体小麦系统，解决了小麦利用过程中长期存在的“单价染色体漂移”和“染色体数目鉴定工作量过大”两个难题 育成自花结实的缺体小麦，并利用其缺体小麦开创了快速选育小麦异代换系的新方法-缺体回交法，为小麦染色体工程育种奠定了基础。1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。2006年获得国家最高科学技术奖。 　　一粒种子，包含着多少生命的信息和秘密，或长成饱满的谷穗，或出落成娇嫩的花草，或成长为参天的大树。而一粒麦种，日后就是一捧粮食，是生存的希望。 　　57年前，李振声就是带着这份希望，开始了自己的育种生涯。为了让麦子更强壮，打出更多的粮食，他创造性地把牧草和小麦杂交，经过多年试验获得了抗病、耐热、高产的良种 他还曾带队去治理中低产田，带动了黄淮海农业综合开发……他的执著、智慧和坚韧，帮助亿万农民尝到了丰收的喜悦。 　　1942年，山东大旱，庄稼颗粒无收，那年李振声11岁，挨饿的感觉令他至今难忘，“野菜、榆树叶都是充饥的好东西，尤其是榆树皮，因为它是黏的，和糠混合起来，能做成窝窝头。” 　　李振声的童年是艰苦的，生在农家的他13岁时父亲去世，留下母亲一人抚养4个孩子。李振声高二时辍学到济南找工作，那时济南刚刚解放，一个偶然的机会，他在街上看到山东农学院在招生，并且可以提供学生上学期间的食宿。这对李振声来说真是巨大的吸引。 　　“哪有这样好的事情?管吃管住，还可以读书，这在过去想都不敢想。”提起当年的经历，李振声依然激动，就是那个决定把他带到了育种研究这个领域，让他得以在广袤的黄土地上施展才智。 　　后来他参加了考试，被农学系录取。小时候挨饿的经历让李振声懂得粮食的珍贵，这也成为了他学习农业、从事农业研究的原动力。 　　虽然已时隔半个多世纪，李振声对他的大学生活依然记忆犹新，系主任是原来燕京大学的沈寿铨教授，他上的小麦育种课很好听，从小麦的进化、分类、育种的理论与技术，深入浅出，很有吸引力。余松烈教授讲的遗传课，也很生动。 　　就这样，李振声研究育种的兴趣被激发出来了，并且很快看到了成果：李振声大二那年，放假时他把学校农场繁殖的几个优良品种(齐大195、扁穗小麦、鱼鳞白)带回了农村老家，在自家的地里先种了起来，来年收麦时，竟比当地的老品种增产了许多，于是乡亲们纷纷来换种。 　　“听到乡亲们的赞扬声，心里自豪极了!让我认识到科学技术确实对提高粮食产量有重要作用。”从那时起，李振声萌发了从事小麦育种研究的想法，这个决定影响了他的一生。 　　大学毕业以后，李振声被分配到北京，跟随导师土壤学家冯兆林先生从事种植牧草改良土壤的研究。1956年，李振声响应中央支援西北建设的号召，与课题组13位同志一起，调到陕西杨陵中国科学院西北农业生物研究所工作，一干就是31年。说起这段经历，李振声总是一语带过，只有说起他心爱的麦子，他才滔滔不绝，神采飞扬。 　　刚到西北，李振声就遇到小麦条锈病大流行，这意味着小麦会大幅减产。李振声为此吃不下、睡不香，“当时我就想，可不可以赶紧育新品种来解决这个问题，但是病菌变异的速度很快，而育种的速度慢，8年才能育成一个小麦新品种，而条锈病平均5.5年就能产生一个新的生理小种。”如果通过正常途径来育种，解决不了小麦病害的根本，于是李振声结合学过的牧草知识，开始尝试通过远缘杂交，将偃麦草的抗病基因转移给小麦，选育持久性抗病小麦品种。在这之后的几十年里，他的小麦和牧草杂交育种取得成功，也创建了蓝粒单体小麦和染色体工程育种新系统。 　　这些成就说出来只有几句话，但是实现起来却是个令人难以想象的艰难过程。 　　远缘杂交是个长周期而且风险大的尝试，“当时下决心时，就知道很可能失败，但是比起农民对好收成的渴望，这压力就不算什么了。” 　　远缘杂交的难题有3个：杂交不容易成功、产生的品种容易不育、后代性状“疯狂分离”。对小麦与长穗偃麦草的杂交来说，最困难的是第3个问题，草的性状遗传能力太强，要用小麦对草及其杂种进行杂交、回交好几代，才能使双亲的遗传能力达到平衡，有时一个杂种单株看着很好，而下一代则面目全非了。 　　1964年初，远缘杂交已进行了8年，但是还没有育成品种，在当时的社会环境下，李振声被认为研究工作脱离实际。幸运的是，他搞远缘杂交研究的同时开展了常规的小麦品种间杂交育种工作，他选育的“生选5号、6号”已开始在生产上推广应用，增收明显。工作队最后的结论是，毕竟他已有两个品种在生产上发挥作用了。这样，李振声才算过了关。 　　1964年的6月14日，对李振声来说是意义非凡的一天。小麦成熟前连续40天阴雨，结果那天突然放晴，一天的工夫，几乎所有的小麦都青干了。本来是一场天灾，但是李振声突然发现，有一个小偃麦杂种株系(小偃55)保持正常生长，穗叶茎呈金黄色，它的亲本长穗偃麦草也未青干，顿时他欣喜若狂。之后用它们做母本经过两次杂交，历时15年，终于育成了一个具有相对持久的抗病性、高产、稳产、优质的小麦新品种———小偃6号。现在小偃6号已成为我国小麦育种的重要骨干亲本，是我国北方麦区的两个主要优质源之一，其衍生品种已达数十个，累计推广3亿多亩。为此，他获得了2006年国家最高科技奖，成为继袁隆平之后第二个获此殊荣的农学家。 　　李振声曾说，“和小麦打了半个多世纪交道，真正给我打分的是农民，我最开心的事是看到农民丰收时的高兴劲儿。” 　　在李振声看来，和农民打交道是很快乐的事。1969年，他被下放到宝鸡县联合大队去蹲点，一蹲就蹲了4年。本来是去接受农民再教育的，却和农民打成了一片，居然最后还被树为典型。这都是源于他的农业技术给农民带来了真正的实惠。 　　那年，大队里的红薯烂得很厉害，李振声检查了红薯窖，很快发现，4队的温度太低(6摄氏度)，软腐病很重 5队的温度太高(16摄氏度)，湿度太大，发了芽。采取措施后，很快问题得到缓解，因此被县上通报，广为宣传推广。 　　还有一次，他帮助生产队考察了小麦苗情，统计了各队一、二、三类苗的比例，并分别提出了相应的管理措施。有两个队麦田三类苗较多，其中一个队按李振声的建议，加强了管理措施，第二年获得了丰收 另一个队没有采取措施，减了产。有了这个对比，小麦丰产栽培措施得到了全面推广，第二年大队小麦平均亩产，从原来的180公斤提高到250公斤以上，公社亩产200公斤以上，过了“纲要”。李振声研究育种的几十年里，随着品种改良和栽培技术的改善，小麦的产量明显提高，但“粮食满仓”的景象并没有阻止他在育种行业里不断探索的脚步。他的论文集首页写着白居易的诗：“千里始足下，高山起微尘。吾道亦如此，行之贵日新。” 　　吃过大旱的苦，所以今年的小麦旱情，成了李振声最牵挂的事情。“麦子还没有足够高产、足够抗旱。育种事业还有很长的路要走。”已经78岁的李振声语气平缓而坚定。78岁高龄，他仍坚持到实验室搞研究，他希望在有生之年能多出点成果，能为粮食增产和安全多做一点贡献。 　　“虽然高产的品种在实验田里亩产可以达到700公斤，但我国粮食平均亩产才300公斤。小面积上的产量突破只展示了一种前景，但要解决大面积粮食增产问题还要靠土、肥、水、种等综合措施的改善，而不是单靠品种改良能解决的。”李振声说，小偃6号的育成和大面积推广，证明远缘杂交确实是改良小麦品种的一条重要途径。但是，育种过程耗费的时间长达20多年，这不利于多出成果。 　　于是李振声另寻捷径，运用从偃麦草中得来的蓝粒基因创造了一套蓝粒单体小麦。“蓝粒单体小麦在一个麦穗上可以长出4种颜色的种子，深蓝、中蓝、浅蓝和白粒，不需要用显微镜，只根据种子颜色就可以知道它的染色体数目，深蓝的42条，中蓝和浅蓝的41条，白粒的40条。40条染色体的小麦叫缺体，用它与某些远缘亲本植物杂交，比较容易将外源染色体转移到小麦中，更方便染色体工程育种。”李振声指着办公室墙上的图，兴奋地比画着。 　　1995年，一本莱斯特布朗的《谁来养活中国?》在当时引起了不少人关注，李振声对其中的观点感到吃惊————中国人将养活不了自己。在此后的几年里，他在一直调查论证，汇集我国近15年的有关数据，与作者预测的情况进行对比，结果发现他的预测结果没有兑现。“对比的结果是，布朗的3个推论都不正确，都不符合中国实际。第一，人口增长速度比他预计的慢了1/3 第二，人均耕地减少的速度不像布朗预计的那样严重 第三，我国粮食15年合计进出口基本持平，净进口量只有439.7亿公斤，相当于总消费量的0.6%，微不足道。”于是，在2005年的博鳌亚洲论坛上，经过精确的统计和大量的论证，李振声发表讲话，认为中国人自己能养活自己，有力地回应了有关对中国粮食不能自给的质疑。他自信地表达了自己的研究成果：中国完全可以养活自己。“现在如此，将来我们相信凭着中国正确的政策和科技、经济的发展，也必然能够自己养活自己。” 　　在今天丰富的面食背后，就是以李振声为代表的这样一群科研人员，与亿万农民一起，同甘共苦，忘我耕耘，在努力维护着小麦的质量、粮食的安全和国家的尊严。 　　“以兴趣始，以毅力终”是对李振声育种生涯的写照。对他的采访，是一堂愉快的生物课，但不是一堂丰富的人生课。记者一直试图将话题引到科研以外的领域，但每次他都一语带过，然后再度谈起小麦、育种、粮食增产、节约型农业这些他关心一辈子的话题。谈到高兴处眼睛里会流露出兴奋的光芒，让人不忍打断。每每涉及专业知识或重要数据，他都会立刻起身，去拿几支麦穗，或从书架上取下几本大部头的著作，一定要给记者讲个清楚。 　　“记住一个人的故事，远没有明白一个科学道理更有意义。”他开导记者。他给自己提了个要求，就是一定要让记者明白育种是怎么回事，然后才会有更多的读者明白。 　　走在人生道路上，李振声朝思暮想的，就是小麦育种这一件事。即便在梦里，他常见的仍是一片麦田的金黄。他常挂在嘴边的一句话就是，野生植物是个非常大的基因库，而且它们本身也在不断变化、优胜劣汰的。听得出来，他为人生没有更多的时间来解开这基因之谜而感到遗憾。所以，他加倍努力地带学生。 　　“先生对我们最大的教育，是他的科研精神，他对待工作严肃认真、一丝不苟，十分敬业。”李振声最得意的学生童依平说，“往往在田间工作大半天，我们年轻人都感到很累，他仍然不知疲倦地调查、记录。” 　　一个好老师的启发，能改变一个人的一生。在李振声的科研生涯中，有过3个人，对他影响最大。“华罗庚先生讲怎样学习?概括起来有4句话：天才在于积累，聪明在于勤奋 别人起床时，我已学习4个小时了 我研究数学是从小学教科书的数学一、二、三、四、五、六册开始的 要学会读书，要能将一本厚书读薄。”虽然是几十年前听过的课，李振声依然记得清晰。 　　在李振声的印象里，钱三强先生讲怎样做研究，艾斯奇先生讲唯物论和辩证法，都是相当宝贵的课。“虽然和他们从事的不是一个行业，但是他们思想的精华和有效的工作方法，给了我很大的鼓舞和帮助。” 　　尽管李振声身体不太好，但他还是不断地寻找机会，去各地的小麦试验田走走，回到他奋斗过的西北看看，他是如此热爱那片土地和他倾注了一生心血的育种事业。和李振声一起翻看他从前的照片，就会发现：笑得很灿烂的，多半是在麦田里拍摄的，那金色的麦田和饱满的麦穗，让他幸福无比。

1月9日举行的2008年度国家科学技术奖励大会上，中国农业科学院作物科学研究所的《中国小麦品种品质评价体系建立与分子改良技术研究》，取得了2008年国家科技进步一等奖。 　　这一研究采用了常规分析与生物技术相结合的方法，从分子标记-生化标记-籽粒和面粉性状-食品加工品质四个层次首次创立了符合国际标准的中国小麦品种品质评价体系，包括7类72个指标及其标准化的测试方法，其中24个指标(占33%)为国际最早报道 建立了中国面条的标准化实验室制作与评价方法，提出并验证面条小麦的选种指标和分子标记选择体系。 　　此外，研究还取得以下成果： 　　创立了蛋白质鉴定2种新方法：创立高分子量麦谷蛋白亚基酸性毛细管电泳新体系，能准确鉴定难以分辨的亚基及新亚基，效率比常用的SDS-PAGE提高3倍以上，已获发明专利。首次将质谱技术用于小麦高、低分子量谷蛋白亚基鉴定，能精确快速确定分子量大小，准确度和灵敏度比SDS-PAGE高100倍。 　　发现新基因和新标记26个：发掘并验证可用于育种的分子标记13个，占国际上已报道品质性状标记的60%，建立了多重PCR反应体系，效率比常用的分子检测方法提高2-3倍 在中国小麦中发现7个新的硬度等位基因，占普通小麦中已报道等位变异的46%，发现Pinb-D1b基因的出粉率比Pinb-D1a基因高5.4%；鉴定克隆出6个有重要利用价值的蛋白新亚基基因。 　　主持制定的全国小麦品质区划方案由农业部发布试行，已成为指导我国小麦生产和科研的重要文件。育成优质小麦新品种3个，其中中优9507的面包和面条加工品质达国际一级优质麦标准，通过北京等4省市审定，累计推广310万亩 中作8131-1是我国最早育成的优质专用小麦新品种，通过北京市及全国审定，用此作亲本育成优质品种10个，累计推广0.3亿亩。筛选鉴定的临汾5064已成为全国优质麦育种的第二个骨干亲本，用它作亲本育成13个优质专用品种，累计推广1.5亿亩。 　　在遗传育种和谷物化学领域的国际知名期刊发表SCI论文52篇，影响因子在2.0以上的权威期刊21篇，评述性论文发表在Current Opinion in Plant Biology，影响因子达10.8。获授权发明专利2项，申请发明专利15项。 　　据了解，本成果在小麦遗传育种、商品粮分级检验与质量控制和国家标准制定等方面有重要指导意义和实用价值。

传统测量亩穗数，需要人员走进麦田，对多个抽样区域内的穗数、分蘖数进行精细计算，这其中不仅会受到自然环境干扰，还会存在人为的测量误差、记录误差等。同时，在疫情反复的背景下，人员布岗、用工安全等问题也难以得到保障，加之大部分项目需要测量的作物种类繁多，无疑给科研工作带来了更多压力与困扰。 如何快速实现小麦测产，彻底摆脱传统人工测量耗时久、误差大等痛点问题？针对亩穗测量难题，我们自主研发了小麦测产量软件——小麦亩穗数测量系统。这款测产软件小巧轻便，操作简单，只要拍一拍就能自动计算亩穗数！ 如何快速实现小麦测产？小麦亩穗数测量系统利用图像识别和深度学习技术，实现目标和复杂背景的高精度分离，提取作物有效特征，并在小麦大数据库基础上建立高精度的识别模型，最终实现小麦表型性状的测量。只要1部手机、1个APP、1个标定杆，亩穗数、理论产量、种子总数量和千粒重指标通通不在话下！ 当老师来到麦田里，只需将标定杆插入目标区域，用手机垂直拍摄，就可在测产APP上查看亩穗数、理论产量、种子总数量和千粒重指标等重要数据，准确率可达95%。如果希望数据能更加准，还可多点快速分析取样，或手动触摸屏幕进行修正，准确率高。 测量工作结束后，科研老师也不再需要纸笔记录，测产软件会自动对数据进行储存，当你需要时，还能以EXCEL的格式进行导出，分享至微信、QQ或者钉钉等常用软件进行查看。 推荐组合产品

“万物生长靠太阳”。作物产量的高低归根结底取决于叶片对太阳辐射，特别是光合有效辐射的利用。全面监测和评估高等植物对光的吸收、利用、反射和传播，既能从整体上了解植物对光合有效辐射的吸收情况和光合作用的，又能具体分析叶绿体对光能的转化途径及电子传递状况，并且能够衡量作物冠层的结构变化。 由北京易科泰生态技术有限公司提供的全方位植物叶片光学监测和评估系统目前在黑龙江农垦科学院正式安装并组织了培训学习。该系统由开放式叶绿素荧光成像系统FC800-O、手持式叶绿素荧光仪FP100、全自动便携式光合仪LCPro-SD、植物冠层分析系统SunScan、AM350便携式叶面积仪组成，能够对黑龙江农垦科学院的主要研究作物水稻、玉米、大豆的形态及光合生理特性做全方位、多角度的监测和评估。 设备的安装、演示、培训和上手操作在6月末连阴雨天气下的哈尔滨进行。北京易科泰生态技术有限公司的技术工程师为参加培训的师生进行了详细的讲解和演示。理论铺垫和口头讲解仪器的使用&应用开放式叶绿素荧光成像系统FC800-O演示Rfd叶绿素荧光衰减率成像 PAR吸收率成像手持式叶绿素荧光仪FP100讲解FluorPen应用案例：番茄的臭氧处理在不同时期的OJIP快速荧光动力学曲线变化（Thwe and Kasemsap, 2014）全自动便携式光合仪LCPro-SD操作演示应用案例：调亏灌溉对柑橘叶片光合速率、气孔导度及叶绿素荧光强度的影响（Zarco-Tejada et al., 2016；LCPro-SD &FP100测定）ET：100%满足水分需求；RDI 1 ：调亏灌溉，水分供给降低到37%；RDI 2：调亏灌溉，水分供给降低到50%。箭头指向水分胁迫开始施加的日期。AM350便携式叶面积仪操作演示植物冠层分析系统SunScan演示讲解Soilbox-343土壤碳通量观测系统讲解

2019年，国家粮食和物资储备局办公室在第330号通知[1]中公开了国家标准《小麦粉》征求意见稿，其中小麦粉的定义为：小麦粉wheat flour是指由普通小麦（六倍体小麦，Triticum aestivum L.）经过碾磨制粉，去除部分麸皮和胚并达到一定加工精度要求的、未添加任何物质的、能够满足制作面制食品要求的产品。与《关于进一步加强小麦粉质量安全监管的公告》（2017 年第132号）[2]中关于小麦粉（通用）中添加物的要求，即“取得‘小麦粉（通用）’生产许可的企业，不得在小麦粉中添加任何食品辅料”，保持一致。 早前被允许添加之后又被禁止的过氧化苯甲酰（Dibenzoyl peroxide, BPO），在近几年的食品安全抽检中时有被检出，其非法添加的目的主要是给新生产的小麦粉脱色[3]。然而在小麦粉的加工和储藏过程中，经常会出现颜色加深的现象，即褐变。发生褐变的主要原因是，小麦籽粒中的多酚氧化酶（Polyphenol oxidase, PPO）催化酚类物质氧化生成褐色或黑色的醌类物质[4]，从而影响了小麦粉的色泽，降低了小麦粉的品质。 根据GB 2760-2014 附录B[5]中，对食品漂白剂的定义：能够破坏、抑制食品的发色因素，使其褪色或使食品免于褐变的物质。针对小麦粉的酶促褐变，一些不法的的商贩会通过添加具有还原性的硫脲（Thiourea）进行漂白，硫脲能够抑制多酚氧化酶的活性，阻止褐变的发生，在一定程度上将醌类还原成酚类，掩盖不好的品质，达到提亮增白的效果。而硫脲的非法添加会刺激呼吸道和肠道，抑制甲状腺和造血器官的机能，引起咳嗽、胸闷、头痛、嗜睡、无力、面色苍白、面部虚肿、基础代谢降低、血压下降、脉搏变慢、白细胞减少等症状[6]。早在2001年，世界卫生组织国际癌症研究机构就将硫脲列在了3类致癌物清单中。 原食品药品监督管理总局于2016年发布第196号公告[7]，公布了食品补充检验方法《小麦粉中硫脲的测定 BJS 201602》，填补了国内硫脲检测标准的空白。为了进一步规范企业的生产行为，加强小麦粉质量安全监管，总局于2017年发布第132号公告[2]，其中明确规定“严禁生产企业在小麦粉中添加过氧化苯甲酰、次磷酸钠、硫脲、间苯二酚、过硫酸盐、噻二唑、曲酸等非食品原料”。 在此背景下，赛默飞实验室对高效液相色谱法测定小麦粉中硫脲的实验条件，开展了相关研究工作。 01样品前处理准确称取均质小麦粉1.0 g（精确至0.01 g）于15 mL旋盖螺口圆底离心管中，加入10.00 mL 80:20乙腈水，旋紧盖子，涡旋分散30 s，水浴超声提取20 min（由于超声时间较长，水浴温度会升高，建议加入冰袋控温），10000 rpm 4℃ 冷冻离心10 min，取上清液过0.2 μm亲水PTFE微孔滤膜，滤液上机测试。02色谱条件● 液相色谱仪：UltiMate™ 3000 HPLC 液相色谱系统● 色谱柱：Syncronis™ HILIC, 250×4.6 mm, 5μm (P/N: 97505-254630)● 柱温：20 ℃● 进样量：5 µL● 流动相：A为乙腈，B为水● 洗脱程序：A:B=90:10，等度洗脱● 流速：1 mL/min● 检测波长：246 nm● 采样频率：5 Hz● 采集时间：12 min03实验结果与讨论3.1色谱条件优化 3.1.1 色谱柱选择硫脲标准品溶液在Syncronis HILIC色谱柱上获得了出色的峰型和优异的灵敏度。图1. 硫脲标准品溶液色谱图（1.00 μg/mL） （点击查看大图） 3.1.2 样品溶剂的选择在HILIC模式下，采用80:20乙腈水作为标准品稀释液时，10.0 μg/mL硫脲标准品得到了尖锐且对称的峰型。图2. 硫脲标准品溶液色谱图（10.0 μg/mL）（A：稀释溶剂为纯水，B：稀释溶剂为80:20乙腈水）3.1.3 柱温的选择当色谱柱柱温选择20 ℃ 时，硫脲峰与杂质峰可达到基线分离。同时，采集时间由10 min延长至12 min，可避免11 min左右的杂质峰延迟至下一针进样时出峰。图3. 30℃ 柱温，小麦粉空白基质和0.20 μg/mL基质加标叠加色谱图（点击查看大图）图4. 20℃ 柱温，小麦粉空白基质和0.20 μg/mL基质加标叠加色谱图（点击查看大图）3.2样品前处理优化本次试验中前处理流程为：称取1.00 g小麦粉，加入10.00 mL 80:20乙腈水（提取溶剂与标准品稀释溶剂保持一致），涡旋混匀，高速冷冻离心，取上清液过膜，上机测试。处理一批次8个样品，耗时约1小时。而标准推荐的前处理流程，在提取、过滤（离心）后，加入了旋蒸浓缩10 mL 80:20乙醇水提取液的操作，耗时较长，且样品通量小。因此优化后的前处理流程，提高了样品通量，减少了溶剂用量，效率得到提升。 3.3线性范围、方法检出限及方法定量限在优化的色谱条件下，硫脲标准工作液线性范围为0.20-5.00 μg/mL，线性方程y=0.9109x-0.0300，线性相关系数r2=0.99992，线性关系良好。硫脲线性方程图及标准曲线点叠加色谱图。在优化前处理条件下，硫脲方法检出限为2.0 mg/kg，定量限为5.0 mg/kg。 图5. 硫脲线性方程图及标准曲线点叠加色谱图（点击查看大图）3.4回收率和精密度小麦粉基质 2.0、5.0、20.0 mg/kg 三水平加标回收率范围在 91.2%～95.0% 之间，相对标准偏差在 0.57%～2.36% 之间（n=6）表1 小麦粉基质 2.0、5.0、20.0 mg/kg三水平加标回收率范围和精密度（点击查看大图）图6小麦粉基质 2.0、5.0、20.0 mg/kg 三水平加标回收率范围和精密度（点击查看大图）图7小麦粉基质中硫脲方法检出限 MDL 浓度 (2.0 mg/kg) 加标 （点击查看大图）图8小麦粉基质中硫脲方法定量限 LOQ 浓度 (5.0 mg/kg)加标（点击查看大图）图9小麦粉基质中硫脲10倍方法检出限浓度 (20.0 mg/kg)加标（点击查看大图）04结论本方法针对食品补充检验方法《小麦粉中硫脲的测定 BJS201602》进行了优化，简化了前处理流程，优化了色谱条件，线性范围、方法检出限及定量限、加标回收率及精密度均能满足方法确认的要求。该方法简单、便捷，适用于小麦粉中非法添加物硫脲的快速测定。 参考文献：[1] 国家粮食和物资储备局办公室. 关于《小麦》《小麦粉》国家标准公开征求意见的通知 国粮办发[2019]330号[EB/OL]. http://www.lswz.gov.cn/html/zmhd/yjzj/2019-11/11/content_247627.shtml[2] 总局关于进一步加强小麦粉质量安全监管的公告(2017年第132号)[J]. 现代面粉工业,2017,31(06):28.[3] 于鸿飞. 国内外小麦粉标准的差异及我国现行小麦粉标准的修订研究[D]. 西北农林科技大学,2011.[4] 黄海霞,张真,吴金芝. 小麦多酚氧化酶特性及褐变控制研究[J]. 安徽农业科学,2008,36(31):13574-13575,13638.[5] GB 2760-2014. 食品安全国家标准　食品添加剂使用标准[S]. 2014[6] 焦安浩. 硫脲的危险性及安全管理措施研究[J]. 化工管理,2021(07):95-96[7] 总局关于发布食品中那非类物质的测定和小麦粉中硫脲的测定2项检验方法的公告[J]. 中国食品卫生杂志,2017,29(01):25.[8] Thermo Fisher Scientific Technical Guide 21003:HILIC Separations Technical Guide-A Practical Guide to HILIC Mechanisms, Method Development and Troubleshooting[A/OL]. https://assets.thermofisher.cn/TFS-Assets/CMD/brochures/TG-21003-HILIC-Separations-TG21003-EN.pdf . 2014

隔八年，曾广受关注的小麦白粉病“缉凶案”终于迎来了续篇。　　中科院遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞团队和中科院微生物研究所研究员邱金龙团队用多重“基因剪刀”，实现了对小麦重要感病基因序列的精准操控，获得了既高抗白粉病又高产的新材料。相关研究2月10日发表于《自然》。这意味着，号称小麦三大病害之一的白粉病终于被我国科学家“拿下”。　　“这一具有重要理论与实际应用价值的研究工作，将成为作物育种领域标志性的成果。”中国工程院院士、西北农林科技大学康振生对此评论说，它展现了基因组编辑在作物分子设计育种中的巨大潜力，对保障粮食安全具有重大意义。　　“另一只靴子”落地　　据农业农村部统计，我国每年受白粉病影响的小麦面积达到1亿亩左右，重病田甚至会减产40%。将这一严重威胁粮食安全的真菌“缉拿归案”，是很多育种专家的梦想。　　目前，分子育种家都是通过抗性基因帮助作物抵抗白粉病。但就像病毒预防一样，这种途径不具有广谱性和持久性，很容易随着白粉病新小种的出现而失去效用。　　病原菌的成功侵染需要利用植物感病基因，能否通过阻断这个病害与植物连接的“桥梁”来获得广谱持久的抗性呢？　　这是科学家想做但又不敢去做的一件事，因为感病基因的敲除具有两面性：抗病的同时，也会影响植物生长。　　科学家很早就知道MLO是小麦的感病基因，但由于普通小麦是异源六倍体，MLO基因有3个拷贝，几乎不可能通过天然突变方式同时敲除这3个基因。2014年，合作团队利用“基因剪刀”定向敲除MLO的3个拷贝，不出所料地获得了对白粉病具有广谱持久抗性的小麦新材料。　　相关研究在《自然—生物技术》发表后引起了世界范围内的极大关注。该研究入选了该刊创刊20周年最具影响力的20篇文章，并入选《麻省理工科技评论》2016年“全球十大技术突破”。高彩霞也因引领了植物基因组编辑的浪潮，入选《自然》2016年度“十位中国科学之星”。　　不过，这个故事还有后续——正如在其他多种植物中观察到的一样，研究团队发现敲除感病基因MLO的小麦出现了一定程度的负面表型，如早衰、植株变矮、产量下降等，限制了其在生产上的广泛应用。　　对此，研究团队选择迎难而上。　　在当时敲除MLO后得到的100多个基因组编辑小麦突变体中，他们发现了一个“宝贝”材料——突变体Tamlo-R32。它在表现出对白粉菌的抗性的同时，生长发育和产量完全正常。　　这个与众不同的材料让高彩霞坚信，感病基因突变抗病并非“死胡同”，“沿着这条路走一定能够做成”。　　现在，经过八年协力攻关，“另一只靴子”终于落地。在发表于《自然》的新研究中，他们解开了Tamlo-R32突变背后的秘密，克服了感病基因MLO突变引起的负面表型，实现了抗病高产“鱼与熊掌”的兼得。　　层层推进破悬疑　　在敲除MLO得到的大量突变体中，Tamlo-R32为何一枝独秀？这个产量甚至超过普通野生型小麦的材料是怎么出现的？如何通过基因组编辑获得该突变体并将其导入小麦主栽品种中？　　2014年之后，围绕Tamlo-R32这个“主角”的系列悬疑，成为高彩霞和合作者要破解的谜题。　　但这做起来并不容易。　　普通小麦基因组十分庞大，是人类基因组的5倍、水稻基因组的40倍。其序列重复性相当高，基因组结构极为复杂。　　一开始，由于小麦基因组数据并不完善，研究团队只能通过一系列漫长的传统遗传学实验进行分析，最终确定在小麦3个染色体组A、B、D中，A和D基因组上都存在预期的突变。　　“只有这两个基因组发生改变，还不足以抵抗白粉病，所以B基因组上一定有问题。”高彩霞说，受限于当时的基因组数据，研究团队在这个问题上探索了4年始终未能解决。　　直到2018年，借助新完成的小麦基因组重测序数据和染色体精细图谱，这个“暗箱”终于被打开了。　　让研究团队吃惊的是，Tamlo-R32突变体的B基因组上竟然发生了高达304Kb（超过30万DNA字母）的大片段删除——这导致该突变体的染色体三维结构被改变，使上游基因TaTMT3（与糖转运蛋白相关）表达水平上升，进而克服了感病基因MLO突变引起的负面表型，最终实现了抗病和产量的“双赢”。　　悬疑破解了，但要精确实现304Kb这一大的基因组片段剪切，并非易事。“‘剪刀’的效率要特别高。”高彩霞对《中国科学报》说，抗白粉病基因编辑研究十年来，目前已拥有7项核心技术专利，研究团队还开创了一系列基因组编辑新技术。　　正是基于这些核心技术，研究组通过叠加使用“基因剪刀”，在敲除MLO感病基因的同时，删除了TaMLO-B附近的大片段DNA，从而成功将这一抗病高产优异性状引进到我国多个小麦主栽品种中。　　由于MLO的基因功能在不同植物中相对保守，研究者进一步发现，在模式植物拟南芥中过表达TMT3也能克服其感病基因突变产生的负面表型。“这证明了叠加的遗传改变可以克服感病基因突变带来的生长缺陷，为作物抗病育种研究提供了新的理论视角。”论文第一作者、邱金龙团队助理研究员李盛楠说。　　至此，研究团队终于讲完了利用感病基因进行小麦抗病育种的故事。回顾其中的挑战，高彩霞有些风轻云淡地说：“我们知道路就在那里，只要坚持不懈就一定能够到达。”　　这个历经“八年抗战”取得的研究成果获得了审稿人的一致好评。多位审稿人表示这项研究“具有很大应用潜力”。其中一位审稿人指出：“这项工作在探索没有负面效应的抗病小麦育种上迈出了重要一步。”　　基因编辑除了“剪刀”还是“橡皮”和“铅笔”　　“基因组编辑的一个优点是可以更方便、快捷、精准地进行作物育种和改良。”李盛楠说，研究团队用了数年时间了解Tamlo-R32的突变机制后，仅用了几个月就利用基因组编辑技术在多个小麦主栽品种中获得了抗病且高产的种质资源。而传统杂交育种则需要五六年的时间。　　在2019年和2020年于北京和河北赵县进行的大田试验中，联合团队进一步证明了新种质资源的可靠性：常规MLO突变体造成的株高矮化在10%左右，产量降低16%左右；而新突变体具有超出或至少保持与亲本一致的产量。　　“培育和推广抗病新品种是防治植物病害最经济、高效和环境友好的策略。”康振生评论说，“这项研究验证了基因组编辑技术的发展对作物性状改良具有重大推动作用，尤其对经典遗传改造难以实施的多倍体复杂基因组农作物的改良，对保障粮食安全具有重要意义。”　　“和传统育种技术相比，基因组编辑育种的优势非常明显。”高彩霞对比说，传统杂交育种要引入一个抗病基因，需要进行6~8代的回交，整个过程非常漫长，而且其前提是杂交的亲本种要有抗病基因。通过突变育种（辐射、化学诱变等方法）具有盲目性和随机性，找到理想的突变体无异于大海捞针。而基因组编辑为精准定向育种提供了可能。　　“通过基因组编辑可以不添加任何外源性的基因，只需要把靶向的序列修改好，大大节省了时间、减少了工作量。”她补充说。　　高彩霞指出，基因组编辑技术经过10年的发展已经不仅仅是“一把剪刀”的概念。进化至“2.0时代”的碱基编辑和引导编辑还可以是一块“橡皮”或一支“铅笔”。“如果一个序列有点多，你可以把它剪掉；如果组成DNA的四个字母ATCG有一个错了，你可以用‘橡皮擦’把它擦掉，然后用‘铅笔’写入正确的字母，而‘铅笔’‘橡皮擦’是不留在细胞里的。”　　好消息是，今年1月底农业农村部制定公布了《农业用基因编辑植物安全评价指南（试行）》，进一步规范了农业基因编辑植物的安全评价管理，促进我国生物育种技术和产业发展。“在这个政策的鼓舞和鞭策下，相信我国很快会有更多的基因组编辑材料进入田间和市场。”高彩霞表示，下一步将深入开展小麦白粉病新种质资源的开发和推广应用。　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-022-04395-9

岛津中国创新中心与国家粮食和物资储备局科学研究院杨永坛研究员团队在粮食储藏年份的鉴别方法研究中取得新进展。研究基于岛津固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱对小麦中挥发性风味物质的种类和含量进行分析，通过多元统计分析筛选不同储藏年份小麦中的特征差异化合物，并以此为基础建立小麦储藏年份的分类鉴别模型，为小麦的储藏年份鉴定提供技术支撑。研究成果以“基于挥发性风味物质分析的小麦储藏年份鉴别方法研究”为题，已发表在《食品安全质量检测学报》。背景介绍小麦是中国最重要的口粮之一，小麦产业发展与国家粮食安全和社会稳定密切相关。小麦具有较长的后熟期，在温湿度适宜的环境下可储藏3至5年。随着储藏时间的延长，小麦的化学成分、组织结构、生理特性等均不断发生变化。我国国情决定了庞大的小麦储备量，对于中央储备粮承储库，国家要求在粮食收储和轮换入库过程中必须收购当年新粮，确保品质优良的新鲜小麦入库。而小麦加工行业则需收购经过后熟期的小麦, 原因是新鲜小麦蛋白质、脂肪和矿物质等营养成分尚未完全转化，导致食用品质不佳而不适宜直接加工。因此，国家粮食储备库和加工企业收购小麦时，对于小麦储藏年份鉴别存在客观需求。传统的小麦储藏时间分析方法主要有感官鉴定法、愈创木酚反应法、脂肪酸值法和红外光谱法等。感官鉴定法通过色泽、气味和外观形态来判定小麦品质，需依赖评价人员的经验，易受其主观性的影响；愈创木酚反应法显色深浅差异不明显，对相邻年份小麦样品判断存在困难 脂肪酸值法基于小麦储藏过程中化学成分的变化，在一定程度上可以判断小麦的新陈, 但在粮堆发热时霉菌活跃可能导致脂肪酸作为营养物质被消耗, 还需要结合其他指标进行综合判定；红外光谱法样品制备过程繁琐, 应用于小麦籽粒样品时存在前处理较复杂的局限性。小麦储藏过程中伴随着挥发性物质的产生和变化，主要来源包括小麦自身脂质的氧化和水解、蛋白质和氨基酸的降解、糖类的代谢以及微生物活动产生的挥发性物质等，挥发性风味物质的变化是反映小麦储藏品质及营养价值改变的重要特征。固相微萃取技术能对含量较低的挥发性物质进行富集，具有快速、灵敏、无需溶剂的优点，基于固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱开发小麦中挥发性风味物质的检测方法有望为粮食储藏年份无损鉴别提供重要技术手段。研究内容本研究采用固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱（GCMS-TQ系列），结合专属型多反应监测（MRM）数据库，建立了小麦中挥发性风味物质的分析方法。实验从采集自2018、2019、2020、2021和2022年的小麦籽粒样品中检出了94种挥发性化合物，去除其中可能来源于包装材料或环境的化合物后，检出的挥发性风味物质有73种，包括醇类、醛类、酮类、杂环类、酸类等多种化合物类型（如图1a）。按检出化合物类型对风味物质的相对含量数据进行凝聚层次聚类分析，2018 年和2019年小麦样品与其他3个年份聚为两类，表明小麦中挥发性风味物质与储藏年限存在一定的相关性，其中酯类、酸类、醇类和烃类化合物在储藏年限大于3年时含量明显高于储藏3年内（如图1b）。图1. （a）2018年山东小麦样品中所含挥发性风味物质类型组成图；（b）2018年至2022年小麦挥发性风味物质的凝聚层次聚类分析结果。各年份小麦样品获得的挥发性风味物质偏最小二乘法判别分析（PLS-DA） 结果如图2a所示，5个年份的样品呈明显的聚类状态，表明不同年份间的小麦中的挥发性化合物存在明显差异。从检出的所有化合物中以变量投影重要性（VIP）大于1作为阈值，筛选出37种不同年份间小麦中的差异化合物，其中VIP 值在前15 位的化合物如图2b所示。交叉验证（图2c）及置换检验(图2d)的参数均说明，基于小麦中特征挥发性化合物建立的样本储藏年份判别模型可靠, 不存在过拟合现象。注：a为PLS-DA；b为VIP值；c为PLS-DA交叉验证，*表示目前所选交叉验证的最佳结果；d为PLS-DA模型置换检验结果。图2. 2018至2022年小麦风味物质的PLS-DA结果进一步探讨不同年份间小麦中挥发性风味物质的含量分布差异，可以看出有两类挥发性化合物出现规律性变化。4种内酯类化合物含量随储藏时间延长而增加 (图3a)，3种醇类化合物含量同样随储藏时间延长而增加 (图3b)。图3. 不同储藏年份小麦特征差异物箱线图结论基于岛津固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱仪开发建立小麦中挥发性风味物质的分析方法，对2018至2022年收获的小麦样品中的挥发性风味物质种类和含量进行检测和分析，应用多元统计分析方法筛选不同年份的小麦间具有显著性差异的化合物，并基于特征差异化合物构建了小麦储藏年份的样本判别模型，有望解决小麦流通环节储藏年份鉴别的难题，为保障粮食品质和节粮减损提供有利分析工具。岛津多功能自动进样器-气相色谱三重四极杆质谱仪参考文献：[1] 张玉荣, 张晓, 田甜, 等. 加速陈化过程中小麦品质变化及陈化指标筛选[J]. 河南工业大学学报(自然科学版), 2020, 41(5): 91‒ 97. ZHANG YR, ZHANG X, TIAN T, et al. Changes of wheat quality during accelerated aging and screening of aging indicators [J]. J Henan Univ Technol (Nat Sci Ed) , 2020, 41(5): 91‒ 97.[2] 张欢欢, 吴小良, 祁鸣, 等. 小麦新陈度鉴定的现状分析和新方法探讨[J]. 粮食加工, 2016, 41(3): 17‒ 20. ZHANG HH, WU XL, QI M, et al. Present situation analysis and new method discussion of wheat freshness identification [J]. Grain Process, 2016, 41(3): 17‒ 20.[3] NIU YN, XIE GD, XIAO Y, et al. Spatiotemporal patterns and determinants of grain self-sufficiency in China [J]. Foods, 2021, 10(4): 747.[4]郭瑞，张晓莉，李盼盼等. 基于挥发性风味物质分析的小麦储藏年份鉴别方法研究[J].《食品安全质量检测学报》, 2023, 14 (24): 303-312.本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

p style=" margin: 0px padding: 25px 0px 5px font-weight: 400 color: rgb(51, 51, 51) text-align: left font-size: 17.1429px text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 为贯彻中共中央、国务院颁布的《健康中国“2030”规划纲要》要求和落实国务院颁布的《国民营养计划（2017-2030）》，基于我国微量营养素缺乏仍是国家亟待解决的公共健康问题，且小麦粉在我国居民膳食结构中始终占据主要地位的现状，对小麦粉实施营养强化，并制定明确、可操作性强的行业标准是有效改善居民营养健康状况的重要手段。 /span /p p style=" margin: 0px padding: 25px 0px 5px font-weight: 400 color: rgb(51, 51, 51) text-align: left font-size: 17.1429px text-indent: 2em " strong span style=" font-size: 16px " 近日，农业农村部食物与营养发展研究所发布 span style=" font-size: 18px text-align: center " 关于征求《复合营养强化小麦粉标准》的函，公开征求 /span span style=" font-family: sans-serif font-size: 16px " 《复合营养强化小麦粉》农业行业标准 /span span style=" font-size: 18px text-align: center " 意见。 /span /span /strong /p p style=" margin: 0px padding: 25px 0px 5px font-weight: 400 color: rgb(51, 51, 51) font-size: 17.1429px font-family: " microsoft=" " white-space:=" " background-color:=" " text-indent:=" " strong span style=" font-size: 18px text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 387px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/362dcad3-64ef-4011-b690-4cdd9af7679a.jpg" title=" 意见.jpg" alt=" 意见.jpg" width=" 600" height=" 387" border=" 0" vspace=" 0" / /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 本行业标准由农业农村部食物与营养发展研究所牵头组织，编制工作由农业农村部食物与营养发展研究所联合中国农业科学院农产品加工研究所、中国疾病预防控制中心营养与健康所、河南工业大学、河北金沙河面业集团有限责任公司、武汉轻工大学、北京古船食品有限公司、五得利面粉集团有限公司共同完成。 /span /p p style=" margin: 0px padding: 25px 0px 5px font-weight: 400 color: rgb(51, 51, 51) text-align: left font-size: 17.1429px text-indent: 2em " span style=" font-family: sans-serif font-size: 16px " 标准规定了 /span span style=" font-family: sans-serif font-size: 16px " strong 复合营养强化小麦粉的相关术语和定义，强化营养素和添加剂，等级指标、感官要求、强化营养素的混合均匀度、强化营养素的损失率、农药残留限量、污染物限量和真菌毒素限量、工厂卫生等技术要求，以及包装和标签、检验规则、贮存和运输等。 /strong /span /p p style=" margin: 0px padding: 25px 0px 5px color: rgb(51, 51, 51) text-align: left text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 标准具体内容详见附件。 /span /p p style=" margin: 0px padding: 25px 0px 5px font-weight: 400 color: rgb(51, 51, 51) text-align: left font-size: 17.1429px text-indent: 2em " span style=" font-family: sans-serif font-size: 16px " strong 附件： br/ /strong /span /p p style=" margin: 0px padding: 0px font-size: 20px font-weight: normal color: rgb(0, 62, 139) text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/930524.shtml" target=" _self" style=" font-size: 16px color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline " strong span style=" font-size: 16px color: rgb(255, 0, 0) " 农业行业标准《复合营养强化小麦粉标准（征求意见稿）》 意见汇总处理表 /span /strong /a /p p style=" margin: 0px padding: 0px font-size: 20px font-weight: normal color: rgb(0, 62, 139) text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/930523.shtml" target=" _self" style=" font-size: 16px color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline " strong span style=" font-size: 16px color: rgb(255, 0, 0) " 《复合营养强化小麦粉》农业行业标准（征求意见稿） 编制说明 /span /strong /a /p p style=" margin: 0px padding: 0px font-size: 20px font-weight: normal color: rgb(0, 62, 139) text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/930522.shtml" target=" _self" style=" font-size: 16px color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline " strong span style=" font-size: 16px color: rgb(255, 0, 0) " 复合营养强化小麦粉（征求意见稿） /span /strong /a /p

近日，英国环境、食品与农村事务部已批准其新型转基因小麦田间种植试验的申请，它将在近期开始小规模种植，以验证这种转基因小麦可能带来的产量变化。　　洛桑研究所是英国历史悠久的农业技术开发机构，与埃塞克斯大学和兰开斯特大学合作开发了新型转基因小麦。去年11月，洛桑研究所向政府申请在研究所下属的一个农场进行田间种植试验。经过专业委员会评估和公众咨询后，政府批准了这个项目。按计划，田间种植最快在今年春季开始，并将持续至2019年。　　据洛桑研究所介绍，新开发的转基因小麦比普通小麦光合作用效率更高，也就是说，转基因小麦将阳光中的能量转化为生物质的过程更高效，能够提高产量。此前研究团队曾表示，希望转基因小麦在试验种植中能增产15%。　　参与这个项目的洛桑研究所科研人员马尔科姆霍克斯福德说，通过这项试验，团队可以评估转基因小麦在真实环境中的生长状况，在同样资源和土地面积等条件下，检验其产量能否大幅超过普通小麦。　　英国目前没有商业种植的转基因作物，用于科研的田间种植试验也非常少。

正常小麦粉中矿物质(以灰分计)的含量：特制粉不超过 0.75％，标准粉不超过1.2％，普通粉不超过1.5％。小麦粉中掺入了石膏、滑石粉等，皆能使小麦粉中的灰分增加。在灰分中测出钙离子、硫酸根、二氧化硅，就能定性掺入的物质。(1)灰分的测定方法：称取样品2克放入预先550℃的灼烧恒重的坩埚中，在电炉上加热至炭化，再放入550℃的马费炉中，灼烧2小时，取出冷却降温。如果灰化不完全，再加水或硝酸使灰分湿润，微温至干，然后再放在马费炉中灰化2小时，取出冷却至200℃，移至干燥器中，30分钟后称重，计算灰分。正常小麦粉的灰分为0.75%～1.5％，如果小麦粉中检验出的灰分在1.06%～2％，认为有可疑现象，如果灰分在2％以上，说明小麦粉中掺入了石膏等无机物。采用这种测定方法，可测小麦粉中掺入1％的石膏或滑石粉。(2)二氧化硅定性方法：将测定完灰分含量后的灰分中，加入2倍量以上的研成细末的氢氧化钾，混合均匀，于600℃熔融，冷后加水溶解，向水溶液中滴加(1：1)盐酸，使之呈酸性，如果有胶状物析出(H3SiO3)，说明检出了二氧化硅，同时作空白对照。 正常的小麦粉，一般用此法检不出二氧化硅，但掺入大白粉、滑石粉在1％以上时，则可检出。(3)钙离子和硫酸根检验方法：取样品灰分，加(1：1)盐酸溶液 10毫升，加热溶解、过滤，滤液分成两份，一份溶液中加入1％氧化钡溶液1毫升，如果产生大量沉淀，说明检出了硫酸根，同时作空白对照。再在另一份滤液中加入饱和草酸铵溶液1毫升，滴加(1：1)氨水呈弱碱性，产生大量沉淀，则为阳性，同时作空白对照。灰分中如果仅检出钙离子、硫酸根，可认为是掺入石膏，如果同时检出二氧化硅及上述两种离子，可认为是检出了滑石粉或大白粉。当前市场上出售的大白粉，是将滑石粉精制加工而成，其成分与滑石粉相同。

万深新近推出2款人工智能落地的新品：稻谷穗形粒数考种仪、小麦穗形粒数考种仪 万深的SC-S型稻谷穗形粒数考种仪和SC-T型小麦穗形粒数考种仪，均由800万像素自动对焦拍摄箱体、智能化稻穗分枝数粒测长分析软件、或智能化小麦穗形粒数测长考种分析软件、穗子放置与尺寸标定板等组成。是免培训的傻瓜式分析仪，其专用于水稻快速测产与育种考种，以及灌浆成形后到半成熟期的小麦快速测产与育种考种，可大幅度提高测产考种工作效率。万深SC-S型稻谷穗形粒数考种仪可以一键化自动分析稻谷大穗中各小穗粒数、一次枝梗长、着粒密度及各平均值等，按分枝序列来定位自动分析最多34个一次枝梗长、对应穗粒数、枝梗着粒密度及各平均值的总耗时 万深SC-T型小麦穗形粒数考种仪可以按分枝序列来定位一键化自动分析20个小麦穗的各穗粒数、穗长穗宽、及各穗平均值等，自动数粒误差 万深检测科技这2款新近推出人工智能新品，皆操作人性、简洁、智能，可查看和保存结果标记图，并导出至EXCEL表。展现出了落地后的人工智能技术的强大魅力。万深检测历来聚焦用户的各类痛点问题，以智能科技实力说话，在业界具有广泛、良好的用户口碑。应用万深系列仪器在国内外学术刊物上发表的中外高端学术论文已逾938篇（详见万深检测科技官网）