中國主要農作物種子質量網絡信息系統的開發

江緒文+韓輝+宋希云+李賀勤+李浩+袁楨+王璽+趙光武+王建華

摘 要：為促進中國主要農作物市售種子質量信息的共享與應用，研發了基于B/S架構 + ASP.NET + Microsoft SQL Server的中國主要農作物種子質量網絡信息系統，其服務器端程序集和用戶端（瀏覽器端）分別應用C#語言和XHTML + JavaScript開發，主要包括共性數據查詢、種子質量評價鑒定核心數據查詢、種子及幼苗圖像查詢、種子質量信息交流4種功能。利用該系統實現了2012年以來我國玉米主產區各年度主要市售玉米品種樣品種子質量信息的查詢與交流，有效解決了長期以來我國在市售玉米種子質量數據信息收集、使用和管理上缺乏平臺、用戶對種子質量信息了解不全面等系列問題。該系統的開發、應用及完善將在保障我國種子質量，促進現代種業快速發展中發揮重要作用。

關鍵詞：種子質量；主要農作物；玉米；信息系統；瀏覽器/服務器模式

中圖分類號：S126文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2016）12-0151-05

Abstract For promoting the application and sharing of seed quality information for main crops in China， a web-based Chinese main crops seed quality information system was developed by using B/S architecture + ASP.NET + Microsoft SQL Server. The C# and XHTML + JavaScript were used to program the server-side and client-side assemblies respectively. This system provide four kinds of functions including common data query， seed quality evaluation and identification index data query， seeds and seedlings image query， and seed quality information communication. Using this system， it was realized to query and communication of sample seeds of main saled maize varieties in the main production areas from 2012， and the problems were effectively solved such as the lack of platforms for maize seed quality information collection， utilization and management and the not all-inclusive information of seed quality known by user. The development， application and improvement of this system would be functional to guarantee the seed quality and promote the rapid development of modern seed industry.

Keywords Seed quality； Main crops； Maize； Information system； Browser/server model

種業是國家戰略性和基礎性核心產業，種子質量作為作物產量和品質提升的關鍵因素已成為現代種業競爭的核心[1]。近年來，在世界種子市場份額激烈競爭中，我國種業面臨嚴峻挑戰和巨大壓力，種子質量偏低是我國與國外種子企業相比處于劣勢的重要原因，也是現代種業快速健康發展中亟待解決的關鍵問題[1，2]。良種包括優良的品種和優質的種子兩個方面[5]，現階段如何進一步將優良品種轉化為優質種子、充分發揮良種增產潛力，將成為現代種業發展的一項新突破。而開展中國主要農作物種子質量調研是現代種業一項長期持續的種子質量保障重要措施。

玉米作為我國第一大糧食作物，種植面積已達到0.33億公頃，在糧食安全中具有重要地位[3，4]。在國家公益性行業（農業）科研專項“主要農作物高活力種子生產關鍵技術研究與示范”支持下，我們研究確定了多項種子質量評價指標及其鑒定方法[6，7]，并自2012年以來連續4年對我國黃淮海、華北、西南、東北、西北5個玉米主產區的市售玉米品種種子樣品進行收集，并全面調研了其種子質量情況，獲得了大量種子質量信息[8，9]，迫切需要一個能夠存儲和管理日益增長的海量信息并滿足各類用戶信息查詢與交流需求的系統平臺，但目前國內缺少此類平臺，限制了對種子質量信息快速有效的查詢應用和對現階段市售玉米種子質量情況的充分了解。在此背景下，依托青島農業大學青島市主要農作物種質創新與應用重點實驗室，并參考現有的優秀農作物種質數據庫建設經驗[10-13]，采用當前體系成熟、應用廣泛的技術和方法，結合實際需要，我們開發了中國主要農作物種子質量網絡信息系統，為我國市售主要農作物（本文以玉米為例）種子質量數據信息的查詢及交流提供了平臺，為種子管理、種子生產加工技術提升、種子質量保障關鍵技術研究等方面提供了數據支撐，促進了我國現代種業的快速健康發展。

1 系統設計、架構和開發環境

1.1 系統設計

我們以Windows Server 2008 + ASP.NET+ Microsoft SQL Server為開發技術體系，基于browser/server 架構開發了具有人性化技術特點的數據信息管理查詢網絡系統，可為用戶提供高效便捷的信息查詢服務。

1.2 系統架構

該系統架構采用了B/S（browser/server）模式，具備系統數據維護、更新即時生效的優勢，用戶利用Web頁面即可登陸本系統查詢界面進行數據訪問和查詢（圖1）。信息系統在業務應用上采取了3層結構：數據訪問層、領域層和界面層，界面層負責用戶信息預處理，基于Web實現與用戶交互；領域層負責數據信息查詢具體操作；數據訪問層負責對數據庫進行操作，執行數據圖像信息查詢，并向領域層返回查詢結果。這使系統結構更加明確，系統部署、維護和升級成本大幅降低、使用更加靈活、操作更為簡便。

1.3 系統開發環境

1.3.1 硬件環境 系統開發硬件環境基于X3650M5服務器及其附屬系統，主要參數為雙CPU：Intel Xeon E5-2603V3，六核；內存：32 GB DDR3 1333 ECC；RAID 5存儲系統：3×1TB SAS硬盤；網卡：雙以太1 000 M。

1.3.2 軟件環境 Windows 7操作系統環境下，采用Microsoft Visual Studio 2013、Macromedia DreamWeaver 8和Macromedia FireWoks 8作為開發平臺，應用JavaScript和ASP.NET語言分別編寫瀏覽器和服務器端代碼，利用Adobe Photoshop CS3 軟件進行圖像處理，通過Web Development將.NET代碼編譯成MSIL（Microsoft Intermediate Language）程序集上傳至服務器完成軟件開發。在Windows Server 2008操作系統環境下，以IIS（Microsoft Internet Information Server）作為網站服務器，用戶可直接或通過Windows身份驗證訪問SQL數據庫服務器，實現數據信息的查詢和發布。

2 系統實現

2.1 用戶權限管理

為了增強系統數據安全性和滿足不同用戶數據信息查詢需求，將用戶類型分為開放用戶、注冊用戶和超級用戶三種，開放用戶為默認用戶模式，可進行共性數據查詢；注冊用戶不僅具有開放用戶權限，密碼登陸后還可進行特性數據查詢，包括更加詳細的種子質量評價鑒定數據、圖像等信息，該用戶類型主要面對種子管理部門、種子生產企業及相關科研單位等；超級用戶即計算機管理員身份，具備系統最高權限，如：系統數據更新、維護等。

2.2 數據庫構建

本系統以Microsoft SQL Server 2008 作為數據庫解決方案，構建了共性和特性2個底層數據庫，數據庫字段設計和數據錄入方式根據系統相關規定進行。共性數據庫包含玉米樣品種子的基本描述信息及品種介紹，而特性數據庫包含較為全面的種子質量評價鑒定指標數據、圖像等信息，兩者所包含的字段及其分類如表1所示。

2.3 系統功能劃分

中國主要農作物種子質量信息系統根據作物的不同可分成玉米、小麥、水稻等種子質量信息子系統，本文以玉米為例介紹系統功能的分解情況。玉米種子質量子系統在2個底層數據庫（共性數據庫和特性數據庫）基礎上，根據用戶類型及需求，細化了應用范圍，有針對性地設計了“共性數據查詢”、“種子質量評價鑒定核心數據查詢”、“種子幼苗圖像查詢”、“種子質量信息交流”4個模塊。其中，“種子質量評價鑒定核心數據查詢” （是系統的核心功能）、“種子幼苗圖像查詢”模塊基于特性數據庫，面向注冊用戶。“種子幼苗圖像查詢”是對“種子質量評價鑒定核心數據查詢”的優化和擴展，以“數據+圖像”方式更好地反映樣品種子質量情況。系統支持不同品種、生產年份、制種企業等樣品間種子質量信息的比較分析。“共性數據查詢”基于共性數據庫，主要面向開放用戶，包括樣品品種名稱及品種介紹、樣品收集地、包裝樣式（按重量包裝、按粒包裝、散裝）等，查詢字段較少，多為基本信息。“種子質量信息交流”能夠以在線的方式給用戶提供種子質量相關信息，同時整理保存用戶反饋的種子質量信息，最終實現玉米種子質量信息網絡化共享模式。

2.4 系統數據維護

超級用戶密碼登錄后通過系統數據信息后臺管理界面（圖2）完成信息添加、修改、更新、刪除等操作，并定期對用戶反饋的種子質量信息進行歸納整理、分析答復。在數據信息補充修改功能實現上，一方面可以直接在對話框中進行修改，另一方面對于大批量數據信息來說，則可按照系統提供的格式模版，借助Excel將目標數據、圖像等信息整理好后直接上傳、保存、發布。此外，為提高系統數據信息安全性，系統具備定期自動數據備份功能。

3 系統應用

以玉米為例進行應用說明。首先登錄中國主要農作物種子質量信息系統，直接登入或密碼登入，若需獲得注冊用戶權限，登入注冊后即可。密碼登錄后選擇作物類型——玉米，即可進入玉米種子質量子系統查詢界面，然后根據需要選擇目標模塊。以核心模塊“種子質量評價鑒定核心數據查詢”為例，Web界面上有“種子發芽性狀”、“幼苗生長指標”、“種子物理性狀”、“種子化學性狀”、“植株性狀”5個字段，根據查詢目標進行選擇，以“種子發芽性狀”為例，用戶通過下拉框選擇查詢字段，并在右側的文本框中輸入相應內容，在“生產年份”文本框中選擇或直接輸入年份后點擊查詢即可。在獲得種子發芽性狀指標數據同時點擊圖片按鈕即可獲得對應的圖片信息。查詢結束后，點擊“導出”按鈕，系統自動將用戶在該模塊下查詢的目標數據及圖像信息以報告形式導出，供用戶保存打印，點擊“全部導出”系統自動將各模塊的目標數據信息全部導出供用戶保存打印。此外，系統還支持用戶進行種子質量信息交流，特殊需求可通過電話、郵箱直接與我們聯系。圖3為中國主要農作物種子質量信息系統工作流程。

4 討論與結論

中國主要農作物種子質量信息系統玉米子系統解決了長期以來我國市售玉米種子質量信息不足、缺失、分散、難以集中查詢應用的局面。該系統能夠將我國各年度主要市售玉米種子質量信息進行分類匯總，為種子管理、生產、種子質量研究等方面提供了數據支撐，在保障和提升玉米種子質量上具有良好的促進作用。

為方便用戶登入玉米種子質量子系統中查詢信息，我們基于B/S架構 + ASP.NET + Microsoft SQL Server，在模塊建設、種子質量評價鑒定字段設計、查詢頁面設計、功能實現等方面進行了研發與創新，特別是前期在種子質量評價鑒定指標的篩選和最適鑒定方法的確定方面（如：抗冷測定、加速老化測定、抗鹽測定、抗旱測定等）開展了大量研究工作，建立了實用、合理、科學的種子質量評價技術體系。另外，本系統在信息上傳、修改、導出規范等方面的設計與實現，大大提高了信息查詢和共享效率，降低了系統維護成本。

雖然系統開發中許多地方都具有一定的創新性，為其他相關系統的研發提供了參考，但隨著現代計算機、數據庫及網絡技術的快速發展，該系統在綜合化、智能化、人性化方面還有待進一步完善，其他作物種子質量子系統也還需繼續建設，今后還將在底層數據庫之上繼續開發種子質量全程控制系統，涉及種子生產、加工、銷售和種植各個環節，充分、全面、詳盡、連續追蹤我國主要農作物種子質量信息，做好種子質量相關數據庫的鏈接共享工作，共同為保障我國種子質量提供數據支撐和決策輔助。

參 考 文 獻：

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