科研产出
不同地区小麦穗部性状和产量对播期的响应
《安徽农业科学 》 2023
摘要：为探寻不同地区济麦44小麦穗部性状和产量对播期的响应以及济麦44“因地制宜、因时制宜”播种方式，为山东乃至黄淮海主产区济麦44稳产高产提供一定理论依据。以济麦44为试验材料，2019—2021年小麦生长季在德州（S1）、莱州（S2）和淄博（S3）3个生态点通过裂区试验设计研究了播期对济麦44产量的影响。结果表明，生态点、播期二者互作对小麦产量的影响达显著水平，2019—2021年不同生态点和播期处理小麦籽粒产量总平均值为7 322.85 kg/hm~2;S2生态点的济麦44籽粒产量（7 406.60 kg/hm~2）略高于S1生态点（7 341.82 kg/hm~2）和S3生态点（7 220.14 kg/hm~2）;S1T2、S2T1和S3T1处理的小麦穗部性状和产量较高，但3个处理间差异不显著。S1（德州）济麦44适宜播期10月10日，S2（莱州）济麦44适宜播期10月5日，S3（淄博）济麦44适宜播期10月5日。因此，时（播期）空（生态点）差异对小麦产量有一定重要作用。
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外源钙与丛枝菌根真菌协同对连作花生产量和品质的影响
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：连作严重影响花生植株生长,导致花生产量和品质下降.另外,长期连作还导致土壤酸化,土壤中交换性钙缺失,造成花生荚果发育受阻.补充外源钙可显著提高荚果与籽仁产量.为探明丛枝菌根真菌和外源钙对连作花生生长发育的协同作用,本试验以花育 22 为材料,研究摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)协同外源钙施用对连作花生植株性状、干物质积累、矿物质元素含量及产量和品质的影响.结果表明,二者协同能显著增加连作花生的株高和分枝数,促进植株干物质积累和对矿物质元素的吸收,从而提高花生产量和品质.综上,摩西斗管囊霉结合外源钙能提高连作花生的产量和品质.该结论可为增加连作花生产量提供实践和理论依据.
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钝化剂对镉污染土壤修复及小油菜吸收镉的影响
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：化学钝化技术是修复重金属污染土壤的重要方法,施用钝化剂可降低土壤重金属活性,进而降低对作物的毒害.为探究复合钝化剂对土壤镉(Cd)污染的修复效果,本试验采用室内土壤培养和盆栽试验的方法,研究在镉(Cd)污染土壤中施用钝化剂(10 g/kg)对土壤镉活性及对小油菜Cd积累的影响.结果表明,施用钝化剂显著降低土壤中Cd弱酸提取态和可氧化态含量,提高残渣态含量,尤其施用钝化剂+种植小油菜处理的效果最佳,但施用钝化剂和种植小油菜处理对土壤pH值均无显著影响.培养 28 d,与单种植小油菜处理相比,施加钝化剂处理的小油菜生物量显著提高 78.3%;地上部和地下部对Cd的富集量分别显著减少41.4%和 47.1%;小油菜Cd的富集系数和转运系数均显著降低.试验结果表明钝化剂对Cd污染土壤的修复效果显著,可为大田应用推广提供理论参考.
关键词： 钝化剂 Cd污染 土壤修复 小油菜 生物量 富集系数 转运系数
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灌水量对不同需水型冬小麦产量建成及水分利用效率的影响
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：为明确灌水量对不同需水型冬小麦产量建成及水分利用特征的影响,以协同提升黄淮海平原冬小麦产量和水分利用效率(WUE),本试验以高肥水冬小麦品种济麦 22 和耐旱冬小麦品种山农 25 为材料,研究不同灌水处理(W0:全生育期不灌水;W1:拔节期和开花期分别灌水 60 mm;W2:越冬期、返青期、拔节期和开花期分别灌水60 mm)对不同需水型冬小麦干物质积累、灌浆特性、光合特性、产量及水分利用效率的影响,分析不同灌水量与品种间的互作效应.结果表明,适宜灌水量可显著提高不同需水型冬小麦品种的旗叶净光合速率(Pn)、籽粒灌浆活跃期(P)和平均灌浆速率(V),进而提高产量.济麦 22 在W2 处理下两年平均产量比W0 和W1 处理分别显著提高 32.70%和 9.03%;山农 25 在W1 处理下两年平均产量比W0 处理显著提高23.70%,与W2 处理无显著差异.W1 处理下,济麦 22 和山农 25 两年度平均水分利用效率分别比W2 处理显著增加 17.97%和 39.84%.互作效应分析表明,品种和灌水量的交互作用对冬小麦产量建成和水分利用效率影响显著.综上,灌水量、品种及其互作效应通过增加穗数、延长籽粒灌浆活跃期和提高平均灌浆速率来提高冬小麦产量和水分利用效率,优化灌水量与品种匹配可实现冬小麦产量与水分利用效率的协同提升.
关键词： 冬小麦 灌水量 品种 灌浆特性 产量 水分利用效率
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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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基于转录组分析花生单粒精播与多粒穴播植株荚果产量差异的分子机制
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]在中国,为保证出苗率及播种质量,田间常采用多粒播种.然而,多粒穴播植株间的竞争往往限制了植株的生长和最终产量.为了解决这一矛盾,团队前期研究建立了单粒精准播种的高产栽培技术.单粒精播技术的节种作用和增产效果结合起来能够带来更大的效益,实现节本增效.挖掘不同种植方式花生叶片、根系及荚果中的差异表达基因,探讨单粒精播栽培技术提高花生荚果产量的分子机制,为进一步推动花生高产高效提供理论依据和技术支撑.[方法]以花生品种花育25号为试材,测定单粒精播和多粒穴播种植产量相关指标,分别取花生开花后30 d倒三叶和主根及侧根、鸡头幼果期花生荚果进行转录组测序,从分子水平阐述不同播种方式花生产量的差异.[结果]与多粒穴播相比较,单粒精播种植方式下花生单株荚果数、单株饱果数、单株果重、经济系数均显著提高.转录组数据组装后,平均每库包含4 430万个读数.通过不同比较组合中差异表达基因、GO和KEGG通路分析,与多粒穴播相比较,单粒精播种植植物叶片中参与赤霉素信号传导、光信号传导等过程的转录因子及光系统Ⅱ放氧复合体、叶绿体膜、氧化还原反应等光合作用相关基因表达量升高;根系中生物胁迫和非生物胁迫诱导的苯丙素代谢途径相关基因包括细胞色素P450 基因、氧化还原基因、胁迫反应转录因子和信号调节蛋白显著富集.荚果发育初期淀粉和蔗糖代谢基因显著富集,更加有利于花生荚果发育过程中籽仁充实.[结论]花生叶片中光合相关基因表达上调能够促进光合效率提升,与产量的增加密切相关;单粒精播提高了根系抗生物和非生物胁迫的能力,结合荚果发育初期能量物质相关基因表达上调均有利于地下部花生荚果的发育,提高花生产量.
关键词： 花生 单粒精播 产量 RNA-Seq 光合作用 苯丙素途径
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施氮与抽穗后干旱胁迫对谷子生长及生理生化特性的影响
《山东农业科学 》 2023
摘要：为形成优化的谷子生产水氮调控措施,以济谷 22 为材料,采用盆栽试验,设置全生育期正常灌水CK(田间持水量 60%~70%)、抽穗—灌浆中期干旱W1(田间持水量 30%~40%)、灌浆中期—成熟期干旱W2(田间持水量 30%~40%)3 个水分处理和N0(不施氮)、N150(正常施纯N 150 kg/hm2)2 个氮素水平,研究不同水氮处理对谷子农艺和产量性状、干物质积累、生理生化特性及籽粒品质的影响.结果表明,抽穗后不同时期水分胁迫均降低谷子生物产量、籽粒产量和收获指数,籽粒必需氨基酸含量升高,抽穗—灌浆中期干旱处理更明显.W1N150出谷率、收获指数和脂肪含量最低,W1 N0 产量最低.干旱胁迫后,生殖器官干物质分配比重下降,SOD活性及PRO、MDA含量升高,NR和GS活性下降,复水后有所恢复,甚至达到高于对照水平.CKN150、W2 N150处理收获指数分别显著高于CKN0、W2N0,W1 N150显著低于W1N0.同一水分处理下,施氮处理籽粒蛋白质和氨基酸总量显著升高,淀粉和黄色素含量显著低于不施氮处理.综上,施氮可有效缓解抽穗后干旱对谷子造成的伤害,提高产量和品质.
关键词： 谷子 抽穗后干旱胁迫 施氮 生理生化特性 产量 籽粒品质
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氮肥后移对直播稻农艺性状与产量的影响
《大麦与谷类科学 》 2023
摘要：提高氮肥利用效率是水稻氮肥高效减施的重要栽培措施之一.本研究通过减少基肥氮损耗,提高其利用效率,以期探明氮肥后移对旱直播水稻农艺性状及产量的影响.结果表明,随着氮肥的后移,直播稻穗长、一次枝梗数、穗实粒数、产量呈先增加后降低的变化趋势,基肥氮后移至1叶1心期施用,直播稻穗长、一次枝梗数、穗实粒数及产量均显著高于对照,分别比对照高8.50%、7.95%、11.00%和19.94%,伴随基肥氮继续后移,上述指标开始呈下降趋势;当氮后移至3叶1心期,上述指标降至最低水平.氮后移对株高、二次枝梗数、有效穗数、千粒质量等农艺性状无显著影响.与传统施肥模式相比,氮肥后移至1叶1心期施用能明显改善旱直播水稻农艺性状,提高产量,是一种较为合理的氮肥高效施用方式.
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高低畦种植模式下水氮耦合对冬小麦产量和水氮利用效率的影响
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：高低畦种植是在生产实践中摸索出的一套节水增产的冬小麦种植模式，尽管已被山东省列为农业主推技术，但由于建立时间尚短，其背后机理研究仍较薄弱，很大程度上制约了该模式的完善与推广应用。为探索高低畦冬小麦最佳的水氮管理制度，于2020—2022年开展田间试验，设置3个灌水定额（W1:120 mm、W2:90 mm、W3:60 mm）和3个施氮水平（N1:300 kg/hm~2、N2:240 kg/hm~2、N3:180 kg/hm~2），以水氮充足的平作种植为对照（CK，灌水定额120 mm，施氮量300 kg/hm~2），测定了不同生育期土壤含水率、成熟期地上部生物量和产量，并计算了麦田耗水量、水分利用效率、氮肥偏生产力和净利润等指标。结果表明：1)与平作种植相比，高低畦种植的麦田耗水量无明显差异，但冬小麦产量、水分利用效率、氮肥偏生产力和净利润分别提高14.8%～17.6%、15.9%～16.9%、14.8%～17.6%和58.9%～112.6%，说明高低畦种植模式具有增产与节水有机统一的良好潜力。2)灌水水平和施氮水平均对高低畦种植麦田耗水量产生极显著影响（P＜0.01）；高低畦种植模式的产量、地上部生物量、水分利用效率、氮肥偏生产力和净利润的水氮耦合效应明显；W2N2与W1N1产量差异不显著（P＞0.05），而水分利用效率和氮肥偏生产力也显著增加（P＜0.05）；说明适量节水减氮不会显著降低产量，且可获得较高的水分利用效率和氮肥偏生产力。二元二次回归分析得出，当耗水量为536.3～559.4 mm（灌水定额为99.2～115.4 mm），施氮量246.5～299.4 kg/hm~2时，可以使高低畦种植模式冬小麦产量、水分利用效率和净利润的综合效益最大化。研究为冬小麦高低畦种植模式下水氮优化管理策略的构建提供理论依据和技术支撑。
关键词： 灌溉 氮肥 冬小麦 高低畦种植 产量 水分利用效率 经济效益
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间作和轮作通过根冠互作调控作物产量形成的生理生态机制
《植物生理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：作物轮作和间作是提高农业资源利用效率和作物生产力的重要途径。平衡协调的根冠关系是作物正常生长发育和产量品质形成的保证。轮作能增加土壤养分和有机质含量、改善土壤结构,改变土壤微生物多样性及其生态功能,影响根系形态和功能,进而调控地上部冠层的生长发育和产量品质形成;间作一方面改变地下部微生态,并通过根系间的交流与互作,影响根系形态和功能,另一方面改变冠层小气候,影响作物株型和群体结构特征,调控地上部冠层光合生产、同化物分配和产量形成。间作和轮作通过改变根冠的生态生理打破了原有的根冠关系,并通过根冠互作实现根冠关系再平衡来调控产量和品质的形成。以两种作物宽幅间作、年际种植位置互换为特征的交替间作新模式兼具轮作和间作的作用,能更有效地调节和再平衡根冠关系,促进作物产量形成。本文提出了根冠关系再平衡的观点,并从这一角度论述了作物间作和轮作,特别是交替间作促进作物产量形成的效应和机理。
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