科研产出
氮肥减量后移改善植株光合特性提高麦-玉周年产量及经济效益
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]针对黄淮海平原传统施氮技术下,小麦-玉米两熟体系作物生育后期土壤氮肥供应不足导致籽粒减产等问题,探讨氮肥减量后移对植株光合特性、干物质积累及周年籽粒产量和经济效益的影响,为进一步优化施氮制度提供理论依据.[方法]2020-2023年,于山东济阳典型麦-玉两熟种植区,设置周年施氮400 kg·hm-2传统农户处理(CK,小麦季200 kg·hm-2:65%基肥+35%返青肥,玉米季200 kg·hm-2:100%基肥)、周年减氮10%(SN,小麦季180 kg·hm-2:50%基肥+50%返青肥,玉米季180 kg·hm-2:100%基肥)、周年减氮20%(NH,小麦季180 kg·hm-2:22.2%基肥+33.3%返青肥+44.5%抽穗肥,玉米季140 kg·hm-2:28.6%基肥+71.4%大喇叭口肥)和周年减氮30%(NL,小麦季140 kg·hm-2:43%返青肥+57%抽穗肥,玉米季140 kg·hm-2:100%大喇叭口肥)4种施氮制度,研究不同施氮制度下麦-玉两熟体系的光合特性、籽粒产量和经济效益.[结果]氮肥后移优化了氮肥减量条件下作物光合特性,其中,叶面积指数3年均值,小麦拔节和开花期NL较CK、SN和NH处理分别显著提高19.0%-40.1%和21.6%-36.7%,夏玉米吐丝期NL较CK和SN处理显著提高6.8%-7.3%;叶片SPAD值3年均值,冬小麦拔节和开花期NL较CK、SN处理分别显著提高7.7%-10.0%和7.4%-12.9%,灌浆中期NL较CK、SN和NH处理显著提高5.2%-16.2%;夏玉米大喇叭口期NL和NH较CK、SN处理3年均值分别显著提高9.0%-9.4%和6.7%-7.1%,吐丝和灌浆中期NL较CK、SN和NH分别显著提高5.1%-9.4%和4.1%-9.2%;净光合速率3年均值,小麦拔节、开花和灌浆中期NL较CK、SN处理分别提高8.9%-13.3%、14.0%-18.1%和20.1%-24.4%;夏玉米大喇叭口、吐丝和灌浆中期NL较CK、SN处理分别提高4.2%-5.7%、8.7%-13.4%和7.7%-12.8%.NL处理通过增加氮肥后移量,改善了各生育阶段地上部干物质积累强度,稳定或提高了各生育时期地上部干物质积累量,冬小麦拔节、开花和成熟期地上部干物质积累量的3年均值较CK分别显著提高26.7%、27.4%和18.1%,夏玉米吐丝期显著提高14.4%.氮肥后移通过改善氮肥减量条件下光合特性,促进了各生育时期地上部干物质积累,最终实现冬小麦、夏玉米及周年籽粒产量的3年均值,NL较CK处理分别显著提高20.5%、18.1%和19.1%,经济效益分别显著提高32.4%、23.8%和27.9%.[结论]黄淮海平原麦-玉两熟体系,周年减氮30%制度下通过增加氮肥后移量,改善了作物光合特性(叶面积指数、叶片SPAD值和净光合速率),优化了各生育阶段地上部干物质积累强度和干物质积累量,从而促进冬小麦、夏玉米及周年总产和经济效益的提高.
关键词： 周年减氮 氮肥后移 麦-玉两熟制 籽粒产量 经济效益 光合特性
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优化秸秆管理提高麦玉农田碳氮效率与经济效益
《环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：优化周年秸秆管理,可促进小麦-玉米周年集约化种植系统增产增收和碳氮高效.基于2012年开始的大田定位试验,设置5种秸秆管理方式:C100(100%还田)、C75(75%还田+25%收获)、C50(50%还田+50%收获)、C25(25%还田+75%收获)和C0(100%收获),分析不同秸秆管理下小麦-玉米周年农田碳氮投入量的差异,以及碳氮投入比对作物籽粒产量、碳氮效率和经济效益的影响.结果表明:①小麦-玉米周年秸秆还田量不同导致碳氮投入量差异显著,每减少25%的秸秆还田量,来自作物的碳和氮的年均投入分别减少1.76t·hm-2和34.28 kg·hm-2;碳氮投入比随小麦-玉米周年秸秆还田量减少而降低,C100处理到CO处理的周年碳氮投入比分别为18.62、17.03、15.64、12.54和9.61.②小麦、玉米及周年籽粒产量均随着碳氮投入比的降低先增加后降低,且秸秆管理对小麦籽粒产量的影响大于玉米;与C100和CO相比,C50的小麦和玉米籽粒平均产量分别高13.34%~13.67%和16.10%~17.71%,周年籽粒产量分别显著高14.98%和15.68%.③ 碳氮投入比为15.64(C50处理)的条件下周年籽粒增产率和碳农学利用率最高,分别为15.71%和0.29 kg·kg-1;随着碳氮投入比降低,农田碳生产效率持续提高,且与碳氮投入比呈极显著负相关关系;农田氮生产效率随着碳氮投入比的降低呈先增后减的趋势,C50处理的氮生产效率最高(0.64 kg·kg-1),较C100显著高32.63%.④C50处理的单位面积农田经济收益和净收益均最高,分别为4.62万元和3.34万元;其每公顷籽粒和秸秆饲料化获得的经济收益较C100分别高0.56万元和0.32万元.综上,统筹麦玉集约化种植系统的秸秆利用方式,周年秸秆50%还田+50%收获饲用,能够实现最佳碳氮投入比,促进碳农学利用率和氮生产效率的提升,获得最大籽粒产量和经济效益.
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土施和无人机配施锌肥对小麦产量和籽粒锌铁硒含量的影响
《东北农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：探讨不同施锌方式及锌肥用量对冬小麦产量及籽粒锌(Zn)、铁(Fe)和硒(Se)含量的影响,以期为小麦微量元素营养强化提供理论和技术依据.采用田间裂区试验,在无人机统一喷施富硒肥基础上,设置土施锌肥(Z)和无人机叶面喷施锌肥(F)两个施肥方式,主区土施锌肥设置0、30 kg/hm2两个水平(Z0、Z1),副区无人机叶面喷施设置锌肥0、4.5、9、13.5kg/hm2四个梯度(F0、F1、F2、F3),测定小麦成熟期籽粒产量及籽粒Zn、Fe和Se元素含量.结果表明:(1)土施+喷施锌提高了小麦产量、穗长和穗粒数,对穗数与千粒重无显著影响,与对照Z0F0和Z1F0相比,Z1F3处理增产13.29%~19.37%.(2)土施、喷施锌肥能提高小麦籽粒锌含量,Z0F1,Z1F1,Z1F2与Z1F3处理籽粒锌浓度分别为43.00、43.20、54.23、41.07 mg/kg,达到籽粒锌强化目标值40~45 mg/kg,较对照增加17.44%~55.08%.(3)叶面喷施富硒肥配合锌肥施用能够改善小麦籽粒硒营养品质,小麦籽粒硒含量为0.22~0.37 mg/kg,满足硒生物强化目标值0.15 mg/kg;对小麦籽粒铁含量无显著影响.(4)土施锌肥配合无人机叶面喷施锌硒肥使小麦增收2 858.8~6 679.8元/hm2.通过土施锌肥配合无人机喷施锌硒肥是提高潜在性缺锌土壤上小麦籽粒产量及籽粒锌和硒微量元素含量较为经济的方式,对改善小麦微量元素营养品质有较好作用.
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吐丝前高温胁迫对不同耐热型夏玉米产量及穗发育特征的影响
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]吐丝前高温是影响玉米雌雄穗发育的重要因素之一,对玉米产量形成至关重要.探明吐丝前高温胁迫对玉米产量及雌雄穗发育进程的影响,为玉米稳产高产提供保障.[方法]以花粒期耐热型玉米品种郑单958和热敏感型玉米品种联创808为供试材料,采用盆栽试验,在第9片叶展开期至吐丝期,移入人工智能温室进行高温胁迫(最高温度/最低温度为40/30℃),对照的最高温度/最低温度为35/25℃,研究高温胁迫对不同耐热型玉米产量、雌雄穗生长发育及外观形态结构、花粉花丝微观结构和光合特性的影响.[结果]第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫显著降低了夏玉米穗长、行粒数、穗粒数和粒重,进而导致产量显著下降.与对照相比,高温胁迫下郑单958和联创808行粒数分别降低22.21%和24.59%,穗粒数分别降低29.85%和27.80%,千粒重分别降低24.04%和17.47%,导致籽粒产量分别降低44.98%和40.88%,差异均达显著水平.高温胁迫抑制了2个玉米品种雌雄穗发育,雌、雄穗干重和雌穗长度显著降低,光合性能显著降低,开花吐丝间隔期(ASI)拉长.高温胁迫后,郑单958和联创808吐丝期雄穗干重分别降低39.42%和15.60%,雌穗干重分别降低22.50%和15.56%,穗位叶净光合速率分别降低48.70%和56.48%,开花吐丝间隔期(ASI)分别达7 d和6 d,雌穗吐丝时间推迟是ASI拉长的主要原因.高温胁迫对玉米花粉及花丝表面超微结构均产生了明显影响,2个玉米品种花粉粒表面均出现干缩褶皱,外壳出现网状纹突起,萌发孔内陷;玉米花丝表面褶皱,花丝毛数明显降低,且存在的花丝毛几乎全部倒伏于花丝表面上,造成花丝接受花粉面积减少,且郑单958花粉花丝受损程度明显重于联创808.[结论]第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫,对耐热型品种郑单958的产量形成、光合特性和雌雄穗发育的影响均高于热敏感型品种联创808.第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫导致粉花丝微观形态受损,抑制雌雄穗发育,显著降低玉米光合能力,使得穗粒数和粒重减少,籽粒产量显著降低.因此,生产中适宜玉米品种的选用需参考不同区域高温逆境易发生阶段来确定.
关键词： 夏玉米 高温胁迫 穗发育特征 籽粒产量 花粉花丝微观结构
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施氮量对花后高温胁迫后小麦同化物积累、转运及产量的影响
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]明确不同施氮量对高温胁迫后小麦同化物积累和转运的影响及其生理基础,以期为小麦抗逆稳产栽培提供技术和理论依据.[方法]于2018-2019年在济南和济阳两地进行,以济麦44为材料,田间搭建高温棚进行高温胁迫处理,设置2个温度处理(CK:未胁迫,H:花后高温胁迫),3个氮肥水平(低氮N1: 180 kg·hm-2,常规氮N2:240 kg·hm-2,高氮N3:300 kg·hm-2).通过分析小麦花前同化物质的转运、成熟期同化物质的积累与分配、叶片与籽粒中蔗糖合成酶在同化物转运中的作用,阐明了不同施氮量对花后高温胁迫后小麦籽粒产量形成的影响机制.[结果]不同施氮量对高温胁迫后小麦的减产率影响不同,N1处理减产率为54.78%(济南)和50.19%(济阳),N2处理为24.05%(济南)和25.29%(济阳),N3处理为54.49%(济南)和44.13%(济阳).高温胁迫后,与N1和N3处理相比,N2处理成熟期同化物积累量、花前营养器官同化物向籽粒中转运量和转运率、花后同化物积累量和积累率、同化物向籽粒中的分配比例均显著增加;N2处理旗叶SPAD值、蔗糖合成酶SS-Ⅱ合成方向活性和籽粒蔗糖合成酶SS-I分解方向活性增加.[结论]本试验条件下,施氮量为240 kg·hm2可以显著减缓高温胁迫后旗叶衰老,维持旗叶中SS-Ⅱ和籽粒中SS-Ⅱ较高的酶活性,保持较高的同化物合成能力和向籽粒中的转运能力,提高同化物向籽粒中的积累量和分配比例,降低高温胁迫后小麦籽粒产量的损失率.
关键词： 小麦 施氮量 高温胁迫 同化物质积累 同化物质转运 籽粒产量
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玉米氮素吸收分配规律对不同种植模式的响应
《山东农业科学 》 2018
摘要：为进一步明确玉米花生宽幅间作稳粮增油模式下玉米的氮素吸收分配规律及其与单作的差异。本试验在玉米单作、玉米花生行比2∶4间作种植模式下,均设置施氮、不施氮两个处理,研究不同种植模式下玉米干物质积累、氮素积累和分配及其对产量和氮素利用效率的影响。试验结果表明,间作模式下可以显著提高净面积干物质积累量、籽粒产量以及氮肥利用效率;施氮处理增加了不同种植模式下玉米干物质积累及氮素积累,进而有效提高了氮素收获指数。在本试验条件下,玉米花生行比2∶4且玉米施纯氮300 kg/hm2是间作玉米获得高产高效的适宜栽培方式。
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山东小麦品种更替过程中光合特性的演变
《中国农业科学 》 2012 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探讨山东小麦品种更替过程中光合性能的演变规律,为今后小麦育种提供指导。【方法】选用山东省建国以来8次品种更替过程中的8个主要推广品种,在大田试验条件下测定了生育后期旗叶的叶绿素含量、光合参数和叶绿素荧光参数,成熟时生物学产量、籽粒产量和收获指数(Harvest index,HI)。【结果】山东小麦品种更替过程中,籽粒产量和HI呈正相关性,但生物学产量并没有显著增加。旗叶叶绿素含量、净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、羧化效率(carboxylation efficiency,CE)、光系统Ⅱ(photosystemⅡ,PSⅡ)实际光化学效率(photochemical efficiency,ΦPSⅡ)和呼吸速率(respiratory rate,R)在开花期到花后10 d达到最大值,然后开始下降,1980年以后选育的品种下降的速率低于1980年以前的品种;生育后期小麦旗叶Pn的下降是由非气孔因素引起的,Pn的初期下降并不是由叶绿素含量的变化直接引起,在此过程中,光合暗反应的羧化酶起了重要作用;灌浆中后期Pn的进一步降低与叶绿素含量、ΦPSⅡ、非光化学淬灭(non-photochemical quenching,NPQ)等密切相关。品种更替过程中,叶绿素含量、Pn、Gs、CE、ΦPSⅡ等指标呈升高的趋势,叶片功能期延长,光合性能得到明显改善,这可能是籽粒产量提高的重要生理基础。但品种更替中呼吸速率呈升高的趋势,影响了同化产物的积累,不利于籽粒产量的提高。【结论】山东小麦品种更替过程中,叶片的光合能力提高,高光合持续期延长,HI和光能利用效率增加,综合性能的改善是品种更替过程中产量不断提高的生理基础。山东小麦品种HI仍有进一步改良的空间,但不能完全依赖株高的降低,必须综合考虑光能利用的各个环节,小麦高光效育种才有可能取得较大的突破。
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生育后期冠层结构对超高产小麦品种(系)光能利用及产量的影响
《麦类作物学报 》 2009 北大核心 CSCD
摘要：为了研究超高产小麦品种冠层结构对产量的影响,以鲁原301、潍麦8号和山农62G三个超高产小麦新品种(系)和对照品种鲁麦14为材料,采用"大田切片法"研究其在生育后期的冠层结构和产量变化。结果表明,与鲁麦14相比,三个超高产小麦品种(系)在生育后期旗叶、倒二叶和倒三叶都具有较高的光合速率,而且各品种下层的叶面积指数、群体的透光率和光能利用率明显高于鲁麦14;鲁原301、潍麦8号和山农62G品种的产量分别比鲁麦14提高8.6%、17.0%、16.7%,差异均达到显著水平。说明超高产小麦具有较合理的群体结构,有利于叶片对光能的吸收、保持群体中下部叶片较高的光合能力、积累更多的有机物质,最终提高籽粒产量。
关键词： 超高产小麦 生育后期 冠层结构 光能利用 籽粒产量
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生育前期遮光对水稻灌浆期剑叶生理特性及籽粒生长的影响
《应用生态学报 》 2009 北大核心 CSCD
摘要：通过盆栽试验研究了生育前期(插秧至孕穗期)遮光对水稻分蘖、灌浆期剑叶生理特性、籽粒生长、产量及其构成因素的影响.结果表明:前期遮光使水稻分蘖数明显降低(降低26.72%),齐穗期与成熟期发生延迟;遮光结束后,水稻灌浆期剑叶叶面积、可溶性糖含量分别比对照增加了33.86%和30.23%;每穗实粒数、千粒重、籽粒终极生长量、最大灌浆速率、平均灌浆速率分别比对照降低了8.65%、4.81%、9.74%、20.22%和19.13%;有效穗数与产量分别降低了25.26%和39.56%,差异显著;灌浆速率峰值的出现时间提前了1.66d,实际灌浆时间延长了6.80d.与弱耐荫水稻品种相比,耐荫品种灌浆前中期的剑叶叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量增加,灌浆期的剑叶叶面积增加幅度大,蛋白氮、可溶性糖含量及叶绿素a/b升高,籽粒终极生长量及千粒重接近对照,减产幅度相对较低.
关键词： 前期遮光 水稻 剑叶 生理特性 籽粒生长 籽粒产量
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