氮肥與復硝酚鈉復配施用對紫花苜蓿生理特性及種子產量的影響

摘要：本試驗以‘新牧4號’紫花苜蓿（Medicago sativa L. ‘Xinmu No.4’）為試驗材料，研究在盛花期噴施氮肥（N）、復硝酚鈉（CSN）、氮肥和復硝酚鈉復配（N+CSN）對紫花苜蓿生理特性、種子產量及產量構成因子的影響，發現噴施N，CSN，N+CSN能夠提高紫花苜蓿葉片可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量、SOD、POD和CAT活性。噴施N+CSN優于單施N和CSN，其中，N+CSN顯著提高紫花苜蓿二級分枝數/生殖枝、莢果數/花序、種子數/莢果和千粒重，從而提高種子產量；與對照相比，單施N和CSN后種子產量提高了6.84%～38.49%，N+CSN施用后種子產量提高了44.39%～57.76%。根據相關性分析，不同處理下種子產量與可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白含量，以及SOD、POD和CAT活性、千粒重、種子數/莢果、莢果/花序、小花數/花序、結莢率、二級分枝數/生殖枝都呈顯著正相關關系。綜上所述，隸屬函數綜合分析得出N+T2（0.5%N+6 mg·L-1CSN）是提高種子產量和優化種子產量構成因子最優組合。

關鍵詞：紫花苜蓿；氮肥；復硝酚鈉；生理特性；種子產量

中圖分類號：S963.22+3.3""" 文獻標識碼：A"""" 文章編號：1007-0435（2024）05-1471-08

Effect of Combined Application of Nitrogen Fertiliser and Compound Nitrophenol

Sodium on the Physiological Characteristics and Seed Yield of Alfalfa

YANG Jing1， SUI Xiao-qing1*， WANG Xin-yao1， SHI Guo-qing1， LI Hao-tian1，

WANG Yu-xiang1， JI Er-erge1， SUN Ling-ziyin1， ZHANG Shu-zhen1， CHEN Shu-ming1

（1.College of Grassland Science， Xinjiang Agricultural University， Key Laboratory of Grassland Resources and Ecology of

Western Arid Region， Ministry of Education， Xinjiang Key Laboratory of Grassland Resources and Ecology，

Urumqi， Xinjiang 830052， China）

Abstract：In this experiment， ‘Xinmu No.4’ alfalfa （Medicago sativa L. ‘Xinmu No.4’） was used as the test material， and the effects of spraying nitrogen fertilizer （N）， compound sodium nitrophenolate （CSN）， and a combination of nitrogen fertilizer and compound sodium nitrophenolate （N+CSN） on the physiological characteristics， seed yield， and yield components of alfalfa during fullbloom stage.The results indicate that the application of N， CSN， and N+CSN can enhance the contents of soluble sugar， starch， soluble proteins， SOD， POD， and CAT activities in alfalfa leaves. The application of N+CSN is superior to that of N and CSN alone. Among them， N+CSN significantly increases the primary branching， number of single order pods， number of seeds per pod， thousand-grain weight of alfalfa， which ultimately increases the seed yield; compared with the control group， the seed yield increased by 6.84%～38.49% after application of N and CSN alone， while the seed yield increased by 44.39%～57.76% after application of N+CSN. According to the correlation analysis， seed yield under different treatments was significantly positively correlated with soluble sugar， starch， soluble protein content， and SOD， POD， CAT activities， thousand-grain weight， number of seeds per pod， number of single order pods， single order floret number， pod setting rate， primary branching. In conclusion， the comprehensive analysis of the membership function shows that N+T2 （0.5%N+6 mg·L-1 CSN） is the optimal combination for improving seed yield and optimizing seed yield components.

Key words：Alfalfa;Nitrogen fertilizer;Compound sodium nitrophenolate;Physiological haracteristics;Seed yield

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）為多年生豆科牧草，作為世界上分布最廣的牧草之一，具有適應性廣、生產性能高、適口性好及蛋白含量高等特點，有“牧草之王”和“飼料皇后”之稱，也是我國人工種植面積最大的栽培牧草［1-2］。隨著我國種植業和畜牧業結構的調整，天然草原改良和優質牧草的種植面積迅速擴大，對苜蓿種子的需求量逐年增加，但我國本土種植的紫花苜蓿在生產過程中實際收獲種子產量僅占潛在種子產量的4%～18%，遠不能滿足國內市場需求，供求矛盾日益突顯［3-4］。目前關于如何提高苜蓿種子產量的研究受到越來越多研究者的關注。

植物生長調節劑（PGRs）是一類人工合成或提取的外源調控物質，具有植物激素的生理活性功能，不僅可以提高植物葉片的光合速率，葉綠素含量，也有利于光合產物的積累［5］，還可以顯著提高植物的抗逆性［6］。韓冬等［7］在大豆（Glycine max （Linn.） Merr.）始花期、結莢期噴施胺鮮酯（DA-6）可以增加大豆葉片葉綠素含量，單株莢數、粒數和百粒重，從而提高大豆產量；張瑞浦等［8］在綠豆（Vigna radiata （L.） Wilczek）始花期噴施60 mg·L-1烯效唑（S3307）可增加籽粒中蔗糖、淀粉和總糖含量；梁曉艷等［9］在大豆始花期噴施S3307和2-N，N-二乙氨基乙基己酸酯（DTA-6），發現S3307和DTA-6均能通過促進葉片晝夜同化物代謝，提高大豆產量。段佳豪等［10］在棉花（Gossypium hirsutum L.）苗期不同溫度處理下噴施1-甲基環丙烯（1-MCP），發現400 μmol·L-11-MCP可以顯著提高棉花葉片葉綠素含量、光合能力和抗氧化酶活性，增強棉花的抗逆性，從而提高棉花產量。

復硝酚鈉（Compound sodium nitrophenolate，CSN）又名愛多收，是一種強大的細胞活化劑，科學合理的使用不僅可以解除細胞休眠、促進植物生長發育、改善營養品質，提高作物產量，還可以提高肥料利用率［11］。使用不當會對環境和生命體造成一定安全隱患，歐盟對所有農產品中復硝酚鈉殘留制定嚴格的限量標準，不得超過0.03 mg·kg-1［12］。

敖翔等［13］在馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）塊莖膨大期噴施CSN發現可顯著提升塊莖干物質含量及產量。張毅等［14］在番茄（Solanum lycopersicum L.）苗期、花蕾期和幼果期使用1.8%CSN水劑發現，可以提高番茄株高、莖基粗等生物學性狀，使番茄增產1.32%～4.73%，提高番茄總糖和Vc含量，提升品質。薛珠政等［15］研究表明CSN稀釋2400倍后可以保花保果，使番茄產量提高37.13%。CSN不僅可以單獨施用，還可以與肥料、菌劑、赤霉素、DA-6等其他PGRS搭配施用。劉林等［16］研究發現CSN+赤霉素（GA）可以顯著提高香蕉（Musa sapientum Linn.）果皮亮度、果指長和果實中氮鉀累積量，使香蕉增產79.37%。王學萍等［17］在黃燈籠辣椒（Capsicum chinense Jacq.）生長發育過程中施用不同比例的PGRs，發現CSN+胺鮮酯（DA-6）組合處理較單獨施用的處理更好，組合施用不僅可以促進黃燈籠辣椒對氮磷鉀養分吸收，還可以提高辣椒產量。

CSN與氮肥（N）的復配被稱為調節劑與肥料復配中的“黃金搭檔”，CSN的速效性和持效性與N的速效性結合，不但可以顯著提高植物的同化能力，還可以增強植株抗性［18-20］。N與CSN復配對辣椒（Capsicum annuum Linn.）果實不同生育期品質具有顯著調節效應［20］，在大豆初花期、鼓粒期葉面噴施氮肥以及N與CSN復配劑，可提高大豆單株有效莢數、單株粒重等產量構成因素［21］。在苜蓿制種生產中應用CSN與N復配噴施是否有同樣的增產效應。因此，本研究以氮肥（N）、復硝酚鈉（CSN）、氮肥和復硝酚鈉復配（N+CSN）噴施，探討其對紫花苜蓿生理特性、種子產量及產量構成因子的影響，篩選出最佳復配方案，以期為今后紫花苜蓿種子田管理和種子優質高產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在新疆農業大學三坪農場草業綜合試驗站（87°21′13″ E，43°56′58″ N）進行。試驗站地處準噶爾盆地南部邊緣，海拔580 m，屬溫帶大陸性半干旱氣候，日照充足，年日照時數2 829.4 h，年降水量228.8 mm，年蒸發量2 647 mm，無霜期163 d，年均氣溫7.2℃，理化性狀和土壤質地較好，多為含礫砂壤土，偏黏性，土壤有機質含量1.2%～1.5%。

1.2 試驗材料

試驗材料為‘新牧4號’紫花苜蓿（Medicago sativa ‘Xinmu No.4’），由新疆農業大學草業學院提供。

1.3 實驗設計

試驗田于2021年10月臨冬播種，采用人工穴播播種，播種行距60 cm，株距20 cm，每穴3～4粒種子，播深1～2 cm，灌溉方式采用地面滴灌，開溝施肥（尿素95 kg·hm-2、磷酸二銨150 kg·hm-2、硫酸鉀75 kg·hm-2）。整個生育期不再追肥，其他栽培措施同一般大田生產，每年8月份進行收獲刈割。

噴施試驗于2023年6月進行。小區面積12 m2（3 m×4 m），試驗小區采用隨機區組排列，每個處理3次重復，共設置24個小區，試驗區域設置保護行，相鄰小區間隔1 m。根據前期試驗結果，濃度設置如下處理：3 mg·L-1CSN（T1），6 mg·L-1CSN（T2），9 mg·L-1CSN（T3），0.5%N，0.5%N+3 mg·L-1CSN（N+T1），0.5%N+6 mg·L-1CSN（N+T2），0.5%N+9 mg·L-1CSN（N+T3），以噴施等量清水作為對照處理（CK），于盛花期（80%的植株開花）選擇晴朗、無風天氣，采用人工手持式噴壺葉面噴施，每隔3 d噴施一次，共噴施2次，CSN易溶于水，每次噴施量均為150 mL·m-2，各小區噴施時均采用擋板遮擋處理。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 采樣 于噴施后第7 d進行植株葉片取樣，所有樣品均在上午9：00前取樣，樣品放入液氮速凍處理，后置于-80℃低溫冰箱中保存，生理指標的測定采用技術重復。

1.4.2 產量構成因子與種子產量測定［22］ 二級分枝數/生殖枝：在取樣行內隨機選取30個生殖枝，統計二級分枝數/生殖枝。

花序數/生殖枝：在已選取的30個生殖枝上統計花序數/生殖枝。

小花數/花序：在已選取生殖枝的不同部位隨機選取30個花序，統計小花數/花序。

莢果數/花序：于成熟期在取樣行隨機選取30株苜蓿，分別對同一植株不同部位的花序進行結莢數統計。

種子數/莢果：于成熟期在取樣行隨機選取30株苜蓿，分別對同一植株不同部位的莢果進行種子數統計。

千粒重：以獲得不同處理的凈種子為取樣材料，數1 000粒種子，利用1/1 000的天平稱重，重復4次，取其平均值為種子千粒重。

種子產量：在各小區80%莢果變黑時進行齊地刈割后裝袋，晾曬，干燥后人工脫粒、人工清選，利用1/1 000的天平稱重，計算種子產量，以kg·hm-2為單位。

1.4.3 生理指標測定［23］ 可溶性糖含量和淀粉含量用蒽酮比色法測定，可溶性蛋白含量用考馬斯亮藍染色法測定，SOD活性用氯化硝基四氮唑藍光化還原法測定，POD活性用愈創木酚比色法測定，CAT活性采用紫外吸收法測定。

1.5 數據分析

式中：Yij為第i個評價指標第j個處理的隸屬函數值；Xij為i個評價指標第j個處理的測定值。綜合評價Dj值為第j個處理的平均隸屬函數值［2，24］。

采用Excel 2010進行數據整理及隸屬函數分析，SPSS 26.0進行單因素方差分析，Ducan進行差異性檢驗，Origin 2022進行Pearson相關系數評價不同指標間的相關關系，GraphPad Prism 9.5.0軟件進行繪圖處理。

2 結果與分析

2.1 N肥與CSN復配對紫花苜蓿營養物質含量的影響

2.1.1 N肥與CSN復配對紫花苜蓿可溶性糖含量的影響 由圖1可知，與CK相比，各處理的紫花苜蓿可溶性糖含量均具有顯著性差異（Plt;0.05）。單獨噴施CSN處理下，紫花苜蓿可溶性糖含量隨著CSN濃度的升高而升高；CSN與N肥復配噴施后，可溶性糖含量呈先升高后降低的趨勢，較單獨噴施CSN提高了47.1%～122%；其中，在N+T2處理下達到最高，為23.7 mg·g-1 FW，均顯著高于其他處理（Plt;0.05）。單獨噴施N肥可溶性糖含量較CK增加了20.4%。

2.1.2 N肥與CSN復配對紫花苜蓿淀粉含量的影響 由圖2可知，與CK相比，各處理的紫花苜蓿淀粉含量均有升高趨勢，增加了0.4%～42.6%。其中，在N+T2處理下，紫花苜蓿淀粉含量達到最高，為8.3 mg·g-1 FW，均顯著高于其他處理（Plt;0.05）；與單獨噴施CSN（T1～T3）相比，復配N肥噴施后的紫花苜蓿淀粉含量具有顯著性（Plt;0.05），其增加了11.1%～20.1%；單獨噴施N肥處理與CK具有顯著性差異（Plt;0.05），其淀粉含量增加9.5%。

2.1.3 N肥與CSN復配對紫花苜蓿可溶性蛋白含量的影響 由圖3可知，與CK相比，各處理的紫花苜蓿可溶性蛋白含量均有升高趨勢。其中，在N+T1、N+T2和N+T3處理下，紫花苜蓿可溶性蛋白含量分別為2.56，2.53和2.58 mg·g-1 FW，與CK具有顯著性差異（Plt;0.05），其增加了57.36%～60.26%。與單獨噴施CSN（T1～T3）相比，復配N肥噴施后的紫花苜蓿可溶性蛋白含量具有顯著性（Plt;0.05），其增加了45.3%～56.3%；單獨噴施N肥處理與CK具有顯著性差異（Plt;0.05），其可溶性蛋白含量增加11.74%。

2.2 N肥與CSN復配對紫花苜蓿抗氧化酶活性的影響

2.2.1 N肥與CSN復配對紫花苜蓿SOD活性的影響 由圖4可知，與CK相比，各處理的紫花苜蓿SOD活性均有升高趨勢，增幅為10.97%～44.99%。其中，在N+T2處理下，紫花苜蓿SOD活性達到最高，為367.1 U·g-1 FW，增加了45.0%，與CK具有顯著性差異（Plt;0.05）；與單獨噴施CSN（T1～T3）相比，復配N肥后的紫花苜蓿SOD活性具有顯著性（Plt;0.05），增加了9.8%～22.1%；單獨噴施N肥與CK具有顯著性差異（Plt;0.05），增加了18.0%。

2.2.2 N肥與CSN復配對紫花苜蓿POD活性的影響 由圖5可知，與CK相比，各處理的紫花苜蓿POD活性呈升高－降低－升高的趨勢。其中，單獨噴施N肥POD活性為1 336.0 U·g-1 FW，較CK降低1.8%；在單獨噴施CSN及復配N肥處理下，紫花苜蓿POD活性隨著CSN濃度的升高而升高，在N+T2處理下，紫花苜蓿POD活性最高，為3 214.7 U·g-1 FW，且與CK及其他處理存在顯著性差異（Plt;0.05）；與單獨噴施CSN（T1～T3）比，復配N肥后的紫花苜蓿POD活性具有顯著性差異（Plt;0.05），其增加了38.5%～42.9%。

2.2.3 N肥與CSN復配對紫花苜蓿CAT活性的影響 由圖6可知，與CK相比，各處理的紫花苜蓿CAT活性均有顯著性差異（Plt;0.05）。其中，在N+T2處理下，紫花苜蓿CAT活性達到最高，為206.5 U·g-1 FW，且與其他處理具有顯著性差異（Plt;0.05）；在噴施N肥處理下CAT活性為97.9 U·g-1 FW，較CK增加了25.2%；單獨噴施CSN，紫花苜蓿CAT活性較CK增加17.99%～121.76%；與單獨噴施CSN（T1～T3）相比，CSN與N肥復配后的紫花苜蓿CAT活性具有顯著性差異（Plt;0.05），增加了12.9%～19.0%。

2.3 N肥與CSN復配對紫花苜蓿產量構成因子的影響

如表1所示，與CK相比，各處理的紫花苜蓿二級分枝數/生殖枝呈現升高－降低－升高的趨勢，在T3和N+T1處理下與CK具有顯著性差異（Plt;0.05），在T3處理下達到最高，為8.10個，較CK增加了24.08%。在N處理下最低，為5.30個，較CK降低8.62%。花序數/生殖枝在不同處理下呈現“W型”變化趨勢，在T3處理下最多，為15.20個，N處理下最少，為13.60個。小花數/花序在T2，N+T1和N+T2處理下與CK具有顯著性差異（Plt;0.05），在N+T1處理下達到最高，為17.00個，較CK增加了22.30%。莢果數/花序在單獨噴施CSN及復配N肥處理下與CK有顯著性差異（Plt;0.05）；其中在N+T1處理下莢果數/花序最多，為10.00個，較CK高于2.47%。種子數/莢果在N+T3處理下與CK具有顯著性差異（Plt;0.05），較CK增加了34.88%。千粒重呈先升高后降低趨勢，各處理與CK具有顯著性差異（Plt;0.05），在N+T1處理下達到最高，為2.24 g，較CK增加了18.52%。苜蓿結莢率在T3處理下最高，為63.47%，N處理下最少為53.31%，與CK相比不具有顯著性差異。與CK相比，各處理的種子產量呈現升高趨勢，在T2，T3，N+T1，N+T2和N+T3處理下，具有顯著性差異（Plt;0.05）；其中在N+T2處理下，種子產量達到最高，為523.38 kg·hm-2，較CK增加了57.76%。

2.4 產量及產量構成因子與生理指標之間的相關性分析

不同處理下各指標間相關性分析表明，二級分枝數/生殖枝與花序數/生殖枝、小花數/花序、莢果數/花序、種子數/莢果和結莢率均呈極顯著正相關關系（Plt;0.01），表明二級分枝數/生殖枝越高，花序數/生殖枝、小花數/花序、莢果數/花序、種子數/莢果和結莢率均有提高的趨勢；淀粉與可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、種子產量均呈極顯著正相關關系（Plt;0.01），與千粒重呈顯著正相關關系（Plt;0.05），與種子數/莢果、小花數/花序、莢果數/花序呈正相關關系（Plt;0.05）；種子產量與淀粉含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、SOD活性、POD活性、CAT活性均呈極顯著正相關關系（Plt;0.01），與千粒重、種子數、莢果數、小花數、結莢率、二級分枝數呈正相關關系；說明可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性越高，葉片積累的淀粉含量也會出現升高的趨勢，進而增加千粒重與種子產量（圖7）。

2.5 隸屬函數法對紫花苜蓿種子產量及產量構成因子指標進行綜合評價

根據隸屬函數（表2）得出二級分枝數/生殖枝、花序數/生殖枝、小花數/花序、莢果數/花序、種子數/莢果、千粒重、結莢率和種子產量的隸屬函數值，計算出綜合指標值進行排序，由大到小排序為N+T2gt;N+T3gt;N+T1gt;T2gt;T3gt;T1gt;Ngt;CK。其中，N+T2組處理下效果最佳，CK組處理下排序最低。

3 討論

植物生長調節劑（PGRs）通過影響植物的生長節奏、營養分配等關鍵生理過程，從而有效提高作物產量，這在苜蓿制種生產中已得到廣泛應用［25-27］，并且多種PGRs復配施用的效果比單施效果好［28］。胡兆平等［29］在研究不同的植物生長調節劑對茄子產量的影響中發現，0.02%的復硝酚鈉和0.02%的α-萘乙酸鈉復配處理相比對照處理產量提高了36.9%。安霞等［30］發現，噴施6 mg·L-1復硝酚鈉溶液后，兩品種小麥的干物質積累量增加，顯著增產。本研究中單獨噴施CSN處理與對照相比，紫花苜蓿葉片營養物質、抗氧化酶活性和種子產量均有升高趨勢，葉片營養物質的積累為紫花苜蓿的后續的生長提供了強有力的生理保障，抗氧化酶活性的升高不僅延緩了紫花苜蓿葉片的衰老，還促進了營養吸收和轉運效率，進而提高紫花苜蓿的種子產量。

馬春梅等［31］研究發現PGRs復配處理可增加棉花果節量、棉花鈴數、棉鈴重，籽棉產量顯著提高16.25%；郝青南等［21］研究發現，在大豆上將CSN與N復配噴施，可以提高大豆的單株有效莢數、單株粒重等產量構成因素，使產量提高23.6%～30.9%。本研究結果表明，CSN+N施用對產量構成因子具有促進作用，并且優于N、CSN的單獨施用，其中小花數/花序、莢果數/花序、千粒重在N+T1處理下達到最高，種子數/莢果在N+T3處理下最高，且較CK增加了34.88%；N+T2處理下種子產量最高，較CK增加了57.76%，本文也進一步印證了前人的研究結果［21］。

PGRs和N復配可以促進玉米（Zea mays Linn.）光合產物積累、同化物分配轉運，提高活性氧清除系統（SOD、POD、CAT）活性水平的綜合效果［32］。活性氧是細胞氧化代謝過程中所產生的副產物，植物體內過量的活性氧會引起植物的衰老［33］；可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白是植物生長和發育的關鍵營養物質，是植物生長過程中重要的能量和營養物質來源，有助于提高作物的生長速度和生物量積累，進一步增加產量［34］。在本研究中，CSN與N肥復配噴施后，顯著提高了活性氧清除系統（SOD、POD、CAT）活性水平，增加了可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量，其中，SOD、POD、CAT活性、可溶性糖、淀粉均在N+T2處理下達到最高；CSN與N肥復配后的紫花苜蓿可溶性蛋白含量較單獨噴施CSN（T1～T3）相比，增加了45.3%～56.3%，且種子產量與各生理指標呈極顯著正相關關系（Plt;0.01），與各產量構成因子呈正相關關系，說明抗氧化酶活性的升高會延緩紫花苜蓿葉片的衰老，從而促進葉片光合產物的積累，提高代謝調節物質，優化種子產量構成因子，為紫花苜蓿的結莢及莢果發育提供強有力的生理保障，提高紫花苜蓿種子產量。

本研究在紫花苜蓿盛花期進行CSN與N肥的單施和復配噴施，發現在N+T2（0.5%+6 mg·L-1）處理下效果最好，但針對紫花苜蓿的其他生長發育時期仍需進一步探索，除此之外，還可以添加其他PGRs或微量元素與CSN進行正交試驗，找出對提高紫花苜蓿種子產量有益的最佳“配方”。本研究重點在紫花苜蓿生理指標變化、種子產量及產量構成因子層面進行分析篩選出的最適濃度，在分子機理層面的研究還需進一步深入研究討論，最終為紫花苜蓿種子生產的增產增質“保駕護航”。

4 結論

在紫花苜蓿盛花期噴施N，CSN，CSN和N復配后，能夠提高葉片中可溶性糖含量、淀粉含量、可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性，這不僅為紫花苜蓿后續生長發育提供生理保障，在延緩紫花苜蓿葉片衰老、營養吸收和轉運效率方面起到積極作用，最終提高了紫花苜蓿的種子產量。本研究通過隸屬函數綜合分析表明，0.5%N+6 mg·L-1 CSN是提高種子產量和優化種子產量構成因子的最優組合。

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（責任編輯 彭露茜）

收稿日期：2023-10-07；修回日期：2024-02-21

基金項目：國家自然科學基金項目（31960354）；新疆苜蓿良種繁育技術集成與應用（ZYYD2022C05）資助

作者簡介：

楊靜（1999-），女，漢族，青海樂都人，碩士研究生，主要從事牧草栽培與種子生產研究，E-mail：yj3480653989@163.com；*通信作者Author for correspondence，E-mail：sxq303@163.com