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应用生态学报 2023年第10期34卷 2693-2702页

作者：李瑞平罗洋隋鹏祥郑洪兵明博李少昆王浩郑金玉吉林省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部东北作物生理生态与耕作重点实验室长春130033 中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部作物生理生态重点实验室北京100081 内蒙古农业大学农学院呼和浩特010019

阐明东北黑土区玉米秸秆不同还田方式的土壤温度效应,对农田秸秆管理和热量资源高效利用具有重要意义。本研究在大田试验条件下,设置传统垄作秸秆不还田(CT)、秸秆深翻还田(PTSR)、秸秆碎混还田(RTSR)和秸秆覆盖还田(NTSR)4个处理,2018... 详细信息

阐明东北黑土区玉米秸秆不同还田方式的土壤温度效应,对农田秸秆管理和热量资源高效利用具有重要意义。本研究在大田试验条件下,设置传统垄作秸秆不还田(CT)、秸秆深翻还田(PTSR)、秸秆碎混还田(RTSR)和秸秆覆盖还田(NTSR)4个处理,2018—2020年测定了玉米生育期5、15、30 cm土壤温度和含水率动态变化及秸秆覆盖率,分析了不同处理各土层温度差异、≥10℃土壤积温和有效积温(GDD)、土壤温度日动态变化和空气积温生产效率,以及影响土壤温度差异的因素。结果表明:不同处理主要影响玉米播种至出苗期(S~VE)的土壤温度,土壤日平均温度呈现CT>PTSR>RTSR>NTSR的趋势,随着生育进程推进和土壤深度增加土壤温度差异逐渐缩小。与CT相比,PTSR、RTSR和NTSR处理5 cm土壤温度分别降低0.86、1.84和3.50℃;NTSR处理显著降低了不同土层≥10℃积温和GDD,5、15和30 cm土层≥10℃积温分别降低216.2、222.7和165.1℃·d,GDD分别降低201.9、138.7和123.9℃·d;NTSR处理还显著降低了空气积温生产效率,降幅为9.7%~15.6%。综上,PTSR和RTSR对玉米播种至出苗期表层土壤温度会产生显著影响,但是对空气积温生产效率无显著影响;而NTSR显著降低了耕层土壤温度和空气积温生产效率。

关键词：东北玉米秸秆还田土壤温度

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综合农艺措施实现东北玉米生产和环境效益及土壤肥力的同步提升

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植物营养与肥料学报 2023年第1期29卷 18-30页

作者：曹玉军姚凡云吕艳杰魏雯雯刘小丹刘志铭徐文华梁杰王立春王永军吉林省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室吉林长春130033 吉林农业大学农学院吉林长春130118

【目的】东北春玉米生产中普遍存在种植密度偏低、肥料施用不合理、耕层质量差等问题,严重制约了玉米持续增产及养分效率的提升。研究综合农艺措施下玉米产量、植株氮素吸收与利用及土壤氮素平衡,为春玉米高效生产提供参考依据。【方法... 详细信息

【目的】东北春玉米生产中普遍存在种植密度偏低、肥料施用不合理、耕层质量差等问题,严重制约了玉米持续增产及养分效率的提升。研究综合农艺措施下玉米产量、植株氮素吸收与利用及土壤氮素平衡,为春玉米高效生产提供参考依据。【方法】2017—2019年,以玉米品种‘富民108’为供试材料,在吉林省农安县进行田间试验。整合密度、耕作方式、氮素施用量和施用时期等技术要素,设置了高产高效模式(HH)和超高产模式(SH),同时设置农户模式(FP)和基础地力模式(CK)作为对照;为计算肥料利用率及土壤氮素平衡,在FP、HH和SH模式下各自增设不施氮肥空白处理。在玉米6个生育期,取植株样品测定氮素含量和吸收量,同时取0—40 cm土壤样品测定铵态氮和硝态氮含量。在成熟期考种、测产。【结果】3年试验玉米籽粒产量均表现为SH>HH>FP(P<0.05),SH比HH、FP处理平均提高了8.76%、20.16%。氮素偏生产力(PFPN)3年均以HH处理最高,SH处理最低,HH比FP、SH处理平均分别提高37.92%、45.65%;氮素农学效率(AEN)和氮素回收效率(REN)均表现为HH>SH>FP,HH处理的AEN和REN分别比SH、FP处理提高了21.21%、35.72%和9.69%、63.56%。植株氮积累量在苗期至拔节期FP、HH、SH处理间无显著差异。生殖生长阶段(R1至R6)植株氮素积累量占氮素总积累量的比例为SH(36.21%)>HH(34.60%)>FP(29.75%)>CK(26.33%)。籽粒氮素积累量来自花后吸收的比例随着产量的增加而提高,SH、HH、FP、CK处理花后氮素吸收量的贡献率分别为48.43%、44.78%、40.40%、35.39%。0—20 cm、20—40 cm土层土壤无机氮含量在玉米开花期前均以FP处理最高,而开花期到成熟期以SH处理最高,与FP、HH处理相比,SH处理的0—20 cm土层土壤无机氮含量平均分别提高了12.00%、4.05%,20—40 cm土层土壤无机氮含量分别提高了14.81%、4.93%。HH处理氮素表观损失量显著低于FP和SH处理,而土壤氮素盈余量均以FP处理最高,比HH、SH处理分别平均高了23.36%、5.25%。玉米净收益HH比FP、SH处理分别提高了14.38%、18.30%。【结论】高产高效模式显著提高了玉米氮素利用率,降低了土壤氮残留率和氮损失量,而超高产模式虽然使产量进一步显著增加,但降低了氮素利用效率,增加了土壤氮素残留与表观损失量。综合考虑产量、氮素利用率、经济效益及潜在环境风险,将种植密度由6.0万株/hm2提高至7.5万株/hm2,氮肥播前一次性基施改为减量分次施用,配套秋季深翻、夏季深松的高产高效模式,可以实现春玉米产量和氮效率的同步提高。

关键词：春玉米综合农艺措施氮素效率产量土壤氮损失氮素平衡

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不同熟期玉米叶片衰老特性及其对叶际细菌的影响

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植物学报 2024年第6期59卷 1024-1040页

作者：杨文丽李钊刘志铭张志华杨今胜吕艳杰王永军吉林农业大学农学院长春130118 吉林省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室长春130033 吉林大学植物科学学院/吉林省植物遗传改良工程实验室长春130062

叶片作为植物的光合器官,其衰老进程对于产量形成有重要影响,但关于叶片衰老与叶际微生物之间的关系研究较少。为探讨玉米(Zeamays)叶片衰老过程对叶际细菌群落的影响,以东北春玉米区3个不同熟期玉米品种(早熟品种黑科玉17(H17)、中熟... 详细信息

叶片作为植物的光合器官,其衰老进程对于产量形成有重要影响,但关于叶片衰老与叶际微生物之间的关系研究较少。为探讨玉米(Zeamays)叶片衰老过程对叶际细菌群落的影响,以东北春玉米区3个不同熟期玉米品种(早熟品种黑科玉17(H17)、中熟品种中单111(Z111)和晚熟品种沈玉21(S21))为试验材料,从早熟品种开花期开始对3个玉米品种穗位叶进行5次取样,测定衰老生理指标,同时基于高通量测序技术测定叶际内源和外源细菌的群落组成。结果表明,在生育后期,中熟和晚熟品种的叶片含水量及过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于早熟品种。在门水平,蓝菌门(Cyanobacteria)是中熟和晚熟的特有菌门;在属水平,玉米叶片内外源共有细菌鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、甲基杆菌属(Methylobacterium)和异常球菌属(Deinococcus)相对丰度在Ⅳ和Ⅴ时期显著降低,而内源细菌链霉菌属(Streptomyces)和外源细菌P3OB-42属则在衰老后期显著富集,且3个品种变化趋势相似,相对丰度差异显著。内外源细菌相对丰度存在显著差异,前5位的外源细菌占60%以上,而对内源细菌而言,前5位仅占30%以上。叶片可溶性糖含量、光合色素含量和SOD活性与叶际细菌群落结构和丰富度显著相关。综上,中熟和晚熟品种能有效延长叶片持绿期,维持生育后期叶片生理活性,延缓衰老。衰老对内源细菌群落组成和多样性的影响显著大于外源细菌,不同熟期品种间存在显著分异的菌属,且叶片可溶性糖含量、光合色素含量和SOD活性是影响叶际细菌群落以及优势物种的关键因子。

关键词：玉米熟期叶片衰老叶际细菌群落组成

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不同耕作措施土壤结构特征及其影响因素的研究进展

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玉米科学 2022年第4期30卷 83-89页

作者：隋鹏祥罗洋李瑞平郑洪兵郑金玉王浩刘武仁吉林省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部东北作物生理生态与耕作重点实验室长春130033

综述不同耕作措施下土壤团聚体稳定性和孔隙结构特征的研究进展,归纳总结影响土壤结构稳定性的主要因素。结果表明,与传统翻耕相比,免耕、深松及其秸秆覆盖还田增加表层土壤大团聚体含量及稳定性,提高大孔隙数量和孔隙度。轮耕系统对土... 详细信息

综述不同耕作措施下土壤团聚体稳定性和孔隙结构特征的研究进展,归纳总结影响土壤结构稳定性的主要因素。结果表明,与传统翻耕相比,免耕、深松及其秸秆覆盖还田增加表层土壤大团聚体含量及稳定性,提高大孔隙数量和孔隙度。轮耕系统对土壤结构的影响在不同气候区域和土壤类型间差异较大。土壤结构稳定性与铁铝氧化物形态变化、有机质含量、蚯蚓数量、微生物和线虫丰度及多样性、根系构型及其分泌物、干湿交替及冻融交替次数等因素相关。针对目前研究现状,提出建立长期保护性耕作和轮耕体系监测系统,从铁铝氧化物形态变化、土壤微食物网结构和功能、根系驱动等研究方向进一步解析旱地耕作对土壤结构的影响机制。

关键词：玉米耕作措施土壤团聚体土壤孔隙结构土壤微生态环境根系

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不同栽培模式春玉米花粒期冠层不同部位叶片的衰老特性

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第12期30卷 1925-1937页

作者：王丹吕艳杰姚凡云徐文华陈帅民邵玺文曹玉军王永军吉林农业大学农学院长春130118 吉林省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部东北作物生理生态与耕作重点实验室长春130033

开花后是作物产量形成的关键期,阐明该时期不同栽培模式下春玉米冠层不同部位叶片的衰老特性,有助于理解不同栽培模式产量差异的形成机制,为不同栽培模式玉米植株衰老调控提供理论依据。对密度、耕作方式和肥料运筹等农艺措施进行不同组... 详细信息

开花后是作物产量形成的关键期,阐明该时期不同栽培模式下春玉米冠层不同部位叶片的衰老特性,有助于理解不同栽培模式产量差异的形成机制,为不同栽培模式玉米植株衰老调控提供理论依据。对密度、耕作方式和肥料运筹等农艺措施进行不同组合,模拟不同产量水平的栽培模式,设计了基础(ISP)、农户(FP)、高产高效(HH)和超高产(SH)4种栽培模式。通过叶面积(LA)动态变化模型y=ae^(b−cx)/(1+e^(b−cx))解析叶片衰老过程;通过测定不同部位叶片光合色素、抗氧化酶活性等指标,比较不同栽培模式玉米叶片的衰老特性。HH(12445.55 kg∙hm^(−2))和SH(13759.07 kg∙hm^(−2))的产量显著高于FP和ISP(P<0.05),分别较FP增产14.4%和26.4%;吐丝期和成熟期SH的干物重较HH分别提高18.5%和10.4%(P<0.05),HH较FP分别提高2.8%(P>0.05)和17.7%(P<0.05)。与FP相比,HH和SH叶片衰老启动晚且以上部叶片最为典型,平均衰老速率下降26.7%和18.0%,其叶片最大衰减速率出现的时间延长12 d和8 d,单株最大叶面积增加8.7%和6.6%。吐丝后0~60 d,HH和SH下部平均叶面积分别较FP高42.4%和17.3%。吐丝后,HH和SH的中下部叶片光合色素含量和保护酶活性均显著高于FP(P<0.05)。HH中下部叶片的保护酶活性始终维持在较高水平且生育后期下降缓慢。吐丝后,不同栽培模式玉米各部位叶片的MDA含量均呈上升趋势,且HH和SH的MDA含量与FP相比维持在较低水平。与农户模式相比,密植、深翻和分次施肥技术要素集成的高产高效和超高产栽培模式,花粒期冠层上部叶片衰老启动较晚,而中下部叶片面积较高且衰老较慢,吐丝后其色素含量较高且下降缓慢,同时叶片保护酶活性较高,显著减缓了中下部叶片衰老进程,有利于开花后光合物质同化,实现高产。

关键词：春玉米栽培模式叶片衰老保护酶活性产量

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不同耕层深度对玉米叶片光合特性的影响

不同耕层深度对玉米叶片光合特性的影响

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第二十届中国作物学会学术年会

作者：陈慧思张晓龙孔媛媛吕艳杰王永军吉林农业大学农学院吉林省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部东北作物生理生态与耕作重点实验室

【研究背景】近年来耕层土壤退化已经成为全球关注的农业问题,由于人们对农田土壤重用轻养,长期使用重型机械压实土壤,导致的土壤侵蚀加剧、土壤质量退化、通气性和持水性降低、耕层土壤有效深度降低,目前中国东北地区玉米田土壤耕层深... 详细信息

【研究背景】近年来耕层土壤退化已经成为全球关注的农业问题,由于人们对农田土壤重用轻养,长期使用重型机械压实土壤,导致的土壤侵蚀加剧、土壤质量退化、通气性和持水性降低、耕层土壤有效深度降低,目前中国东北地区玉米田土壤耕层深度平均仅为15.1cm。玉米是东北主要粮食作物,总产量占全国的45.3%,然而耕层深度降低严重制约着其产量的持续提高,适宜耕层深度对确保玉米高产和稳产都至关重要。因此,探究耕层深度与玉米产量之间的关系具有重要意义。【材料与方法】试验于2021-2022年在中国吉林省农业科学院公主岭试验站进行,选用玉米品种富民985,试验共包括2个种植密度:60000株/hm2（D1）和90000株/hm（D2）;5个耕层深度:10 cm（S1）、20 cm（S2）、30 cm（S3）、40 cm（S4）、50 cm（S5）,共10个处理。【结果与分析】（1）随生育期推进,不同处理LAI两年均呈先增后降趋势,吐丝期达最大值。D1条件下,S3、S4和S5处理LAI未表现出显著差异,均显著高于S1和S2处理,S3、S4和S5平均LAI较S1和S2显著增加47.05%和32.96%（P<0.05）;D2条件下,S3、S4和S5处理LAI差异不显著,但均显著高于S1和S2处理,S3、S4和S5平均LAI较S1和S2显著增加57.22%和45.76%（P<0.05）。说明增加耕层深度对玉米LAI增加有一定促进作用,且D2比D1的促进作用高。（2）耕层深度增加显著提高叶片叶绿素a和叶绿素b含量,D1条件下,叶绿素a含量在各处理之间差异显著,S5处理叶绿素a含量分别较S1、S2、S3、S4提高了27.6%、20.3%、14.0%、10.4%（P<0.05）;叶绿素b含量S1、S2、S3、S4处理未表现出显著差异,S5处理叶绿素b含量分别较S1、S2、S3、S4提高了27.05%、17.41%、12.28%、3.67%（P<0.05）。D2条件下,耕层深度增加提高了叶绿素a和b含量,各处理间差异不显著,S5处理叶绿素a含量分别较S1、S2、S3、S4提高了29.0%、20.7%、13.2%、8.3%;S5处理叶绿素b含量分别较S1、S2、S3、S4提高了19.1%、19.47%、5.96%、6.03%（P<0.05）。总体上,D2条件下叶绿素含量较D1显著降低。（3）耕层深度增加有效提高了玉米穗位叶叶绿素荧光参数。D1条件下,S4和S5植株Fv/Fm的均值分别较S1、S2和S3增加3.99%、1.56%、1.20%（P<0.05）,S2、S3、S4和S5植株的ΦPSII分别较S1增加2.59%、3.33%、6.42%、8.38%（P<0.05）;D2条件下,S2、S3、S4和S5植株的Fv/Fm分别较S1增加4.29%、4.88%、5.98%、6.15%（P<0.05）,S2、S3、S4和S5植株的ΦPSII分别较S1增加6.85%、7.19%、10.62%、12.67%（P<0.05）。【结论】耕层深度的增加显著提升了玉米叶面积指数、叶绿素含量以及荧光特性,进而促进了叶片对光能的吸收以及光合产物积累。本研究发现,30～50 cm耕层深度是中国东北地区玉米可持续高产的参考数值。

关键词：玉米耕层深度叶面积指数叶绿素荧光

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主要栽培措施对玉米田土壤微生物群落的影响研究进展

主要栽培措施对玉米田土壤微生物群落的影响研究进展

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第二十届中国作物学会学术年会

作者：刘子平吕艳杰曹玉军王永军王立春吉林农业大学农学院吉林省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部东北作物生理生态与耕作重点实验室

【研究背景】保持农田土壤健康和稳定生产状态是保障国家粮食安全基石。玉米是我国第一大粮食作物,其高产稳产在保障我国粮食安全方面具有举足轻重的作用。然而,不合理化肥投入和高强度利用已经造成土壤有机质含量降低、养分循环功能下... 详细信息

【研究背景】保持农田土壤健康和稳定生产状态是保障国家粮食安全基石。玉米是我国第一大粮食作物,其高产稳产在保障我国粮食安全方面具有举足轻重的作用。然而,不合理化肥投入和高强度利用已经造成土壤有机质含量降低、养分循环功能下降等问题,严重威胁到国家粮食安全及农业可持续发展。土壤微生物在提高土壤肥力和作物产量方面起到关键的作用,综述分析栽培管理对土壤微生物群落结构的影响,会为恢复维持土壤生态系统功能、提升耕地质量、保障玉米稳产高产提供理论基础及科学依据。【材料与方法】本文通过文献计量学方法归纳总结了主要玉米栽培管理措施对土壤微生物结构的影响。【结果与分析】(1)施肥对土壤微生物群落结构的影响:长期施肥显著改变了土壤功能群落结构,导致土壤微生物群落演替趋同。发现在玉米连作10年的土壤中,长期施氮比当年施氮更能塑造微生物群落。连续施用有机肥减少了气候和土壤条件对作物产量的贡献,但加强了土壤微生物功能与作物产量之间的联系。与不施肥处理相比,施肥处理增加了土壤微生物网络结构的复杂程度,且化肥配施有机肥处理的网络结构复杂程度高于施用化肥处理;土壤细菌和真菌群落复杂度对玉米产量有最稳定的贡献。(2)耕作措施对土壤微生物结构的影响:长期保护耕作条件下,微生物群落特征与土壤有机碳积累速率之间存在着显著正相关,免耕秸秆覆盖促进了真菌和细菌网络结构的稳定性,少耕秸秆还田促进了真菌网络结构的稳定性。保护性耕作和深松耕作措施会显著影响与氮循环过程相关的土壤细菌和古菌。(3)种植密度对土壤微生物的影响:研究表明在高密度90000株/hm2种植条件下,可以缓解氮肥过量施用对土壤微生物群落的不利影响,从而实现东北黑土健康与玉米生产力的协调。【结论】未来需加强综合农艺措施多重维度耦合条件下,土壤微生物群落结构的影响、作物与微生物之间的有效性互馈关系等相关研究。

关键词：玉米栽培技术土壤微生物

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表土深度减少限制玉米个体发育并降低籽粒产量

表土深度减少限制玉米个体发育并降低籽粒产量

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第二十届中国作物学会学术年会

作者：张晓龙陈慧思吕艳杰王永军吉林农业大学农学院吉林省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部东北作物生理生态与耕作重点实验室

【研究背景】耕层土壤退化限制了玉米的籽粒产量,但来自生理和生化方面的解释却很少,尤其是叶片生理生化功能对表土深度的响应机制及其对产量的贡献尚不清楚。植物通过各种生化和生理机制来适应各种环境压力的变化。因此了解作物适应表... 详细信息

【研究背景】耕层土壤退化限制了玉米的籽粒产量,但来自生理和生化方面的解释却很少,尤其是叶片生理生化功能对表土深度的响应机制及其对产量的贡献尚不清楚。植物通过各种生化和生理机制来适应各种环境压力的变化。因此了解作物适应表土深度变化的生理生化机制对于提高作物的可持续高产非常重要。【材料与方法】本研究中,我们构建了10 cm （S）、20 cm （S）、30 cm （S）、40 cm （S）和50 cm （S）的表土深度,以及15,000 plants ha （D）和75,000 plants ha （D）的种植密度,以便在存在和不存在种间竞争的情况下,量化玉米个体生理生化功能对表土深度的响应机制。【结果与分析】在D和D条件下,S的籽粒产量均明显低于S、S、S和S。随表土深度的降低,D和D条件下玉米减产的最大幅度分别为39.7%和39.1%。同时,在所有处理中,S和S的产量结果的变异系数都明显高于S、S和S。随着表土深度的降低,叶面积的净同化率和生产效率均显著下降,叶片的氮和碳积累也显著减少。具体的生理生化机理是,表土深度降低会显著降低玉米叶片的净光合速率、氮代谢关键酶活性（硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸脱氢酶和谷氨酸合成酶）。在15,000 plants ha和75,000 plants ha密度条件下,所有结果都呈现相同的规律,发现减少表土深度会直接限制玉米个体的生长发育并降低群体产量。【结论】这项研究证实,降低表土深度显著减少玉米籽粒产量,并增加玉米产量的不确定性。产量损失与表土深度降低导致的叶片功能受损、碳氮积累减少、光合速率降低、氮代谢过程受阻和光合酶活性降低有关。同时,我们证实,个体途径(15,000 plants ha)下玉米的产量损失和叶片生理生化功能损失与群体途径(75,000 plants ha)下玉米的产量损失和叶片生理生化功能损失几乎相同。因此,消除种间竞争并不能减少表土深度减少带来的产量损失。恢复和保护退化土壤是实现东北地区农业可持续高产的重要途径。

关键词：表土深度籽粒产量光合作用氮代谢关键酶活性

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叶源调控对玉米茎杆干物质积累及转运的影响

叶源调控对玉米茎杆干物质积累及转运的影响

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第二十届中国作物学会学术年会

作者：周江阔徐文华刘志铭王永军吉林农业大学农学院吉林省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部东北作物生理生态与耕作重点实验室

【研究背景】在有限耕地面积下,可通过提高种植密度来实现玉米增产,但提高种植密度易产生叶片冗余现象。叶片冗余导致有效光合面积减少。植株叶片无法充分利用光能,光合产物下降,植株干物质减少。适度去除冗余叶片能够增加有效光合面积... 详细信息

【研究背景】在有限耕地面积下,可通过提高种植密度来实现玉米增产,但提高种植密度易产生叶片冗余现象。叶片冗余导致有效光合面积减少。植株叶片无法充分利用光能,光合产物下降,植株干物质减少。适度去除冗余叶片能够增加有效光合面积,提高光能利用率,促进合成光合同化物。并能够通过调整植株体内光合产物的分配比例以提高籽粒产量,但目前叶源调控程度对玉米茎秆干物质积累的影响仍不清楚。因此,明确玉米叶源调控对玉米茎秆干物质积累规律,对于玉米密植增产具有重要理论意义。【材料与方法】试验选用先玉335作为种植材料,在玉米吐丝期进行叶源调控处理,分为冠层全部叶片长度减少1/2 (Leaf removal 1/2)、减少1/4 (Leaf removal 1/4)和不减少(Control) 3个横向剪叶处理,每个处理24个重复。在吐丝期至收获期,每7d取样一次,每个处理随机选取3株植株茎、叶、穗和根系样品,并烘干称重。【结果与分析】试验结果表明剪叶1/2后茎秆干重降低13.70%(P<0.01),而剪叶1/4后茎秆干重降低10.44%(P<0.05)。剪叶1/4处理7d后茎秆干重增长缓慢,于14 d后恢复到同不剪叶处理茎秆干重;而剪叶1/2处理茎秆干重长期低于对照,35d后恢复到同不剪叶处理茎秆干重。剪叶1/4处理对茎秆干物质积累影响较小,而剪叶1/2会导致茎秆干物质积累受到抑制。冠层叶片去除14d后不剪叶处理、剪叶1/4处理和剪叶1/2处理茎秆干重分别提高5.31%、13.42%和1.66%。3个处理之间茎秆与全株干物质比不存在显著性差异(P>0.05),收获期未剪叶处理、剪叶1/4处理与剪叶1/2处理茎秆与全株干物质占比较吐丝期分别降低53.26%、52.91%和41.90%。吐丝期后,去除冠层叶片,,玉米籽粒与茎秆干重比随生育期推进逐渐升高,且前35 d与对照间无显著差异(P>0.05)。而35 d后剪叶1/4处理籽粒与茎秆干重,比对照提高9.50%(P<0.05),剪叶1/2处理降低27.13%(P<0.05)。剪叶1/4处理对茎秆干物质向籽粒转运有促进作用,而过度叶源调控会抑制茎秆干物质向籽粒转运。【结论】适度叶源调控对茎秆干物质积累没有影响但会促进干物质转运;而过度限源(剪叶1/2)会抑制茎秆干物质积累及向籽粒转运。

关键词：玉米叶源调控干物质转运

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秸秆还田配施氮肥对氨氧化微生物Alpha多样性的影响

秸秆还田配施氮肥对氨氧化微生物Alpha多样性的影响

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第二十届中国作物学会学术年会

作者：任洁昕吕艳杰王永军吉林农业大学农学院吉林省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部东北作物生理生态与耕作重点实验室

【研究背景】在玉米生产中,由于不合理氮肥施用易引起硝态氮淋失、地表径流和温室气体排放（NH、NO和NO）等生态环境问题。这更会进一步导致土壤氮素循环过程发生变化,直接影响植物对土壤氮素的有效利用,不利于植物生长发育。土壤氮素... 详细信息

【研究背景】在玉米生产中,由于不合理氮肥施用易引起硝态氮淋失、地表径流和温室气体排放（NH、NO和NO）等生态环境问题。这更会进一步导致土壤氮素循环过程发生变化,直接影响植物对土壤氮素的有效利用,不利于植物生长发育。土壤氮素循环的平衡主要受到氨氧化微生物驱动的氨氧化硝化作用的影响。秸秆还田能促进微生物多样性及其活力,提高土壤肥力。为此,在秸秆深翻还田中配施不同氮肥条件下,探究氨氧化微生物对氮素转化的影响,为进一步提高玉米产量和减少化肥的投入提供理论依据。【材料与方法】本试验采用完全随机区组设计,共6个处理:秸秆不还田且不施氮肥（S, CK）、秸秆半量还田且不施氮肥(S)、秸秆全量还田且不施氮肥（S）、无秸秆还田配施200 kg hm氮肥（SN）、秸秆半量还田配施200 kg hm氮肥(SN)和秸秆全量还田配施200 kg hm氮肥（S1N）,每个处理重复3次。运用定量PCR扩增技术分析氨氧化细菌（AOA）和古菌（AOB）群落Alpha多样性。【结果与分析】（1）除6个处理之间AOA群落和AOB群落中的Simpson指数外,秸秆还田配施氮肥对Shannon指数与Chao1指数均有一定影响。对于AOA群落而言,各处理以SN处理的Shannon指数最高,可见秸秆全量还田配施氮肥条件下的AOA群落多样性最丰富。在不施氮肥时,全量秸秆还田S处理的Shannon指数比S处理高7.9%（P<0.05）。在施氮肥时,全量秸秆还田SN处理较半量秸秆还田SN处理的Shannon指数高8.1%（P<0.05）。对于AOB群落而言,各处理以S处理的Shannon指数最高。在不施氮肥时,S处理和S处理分别较S处理的Shannon指数低73.1%和19.6%（P<0.05）。而在施氮处理之间没有显著差异,并均低于S0处理。（2）AOA群落中以S处理的Chao1指数最高,较S处理与S处理分别高17.1%和39.1%（P<0.05）,S处理的AOA群落丰度最高。在施氮肥时,各处理间无显著差异,但Chao1指数均高于S处理。在AOB群落中S0N处理的Chao1指数最高,较S处理高6.7%（P<0.05）。在施氮肥时,半量秸秆还田SN处理与全量秸秆还田SN处理分别比S处理低24.7%和10.0%（P<0.05）。【结论】秸秆还田配施氮肥对氨氧化微生物多样性影响不同,对于AOA群落多样性的影响强于AOB群落。秸秆全量还田配施氮肥,氨氧化细菌群落多样性最丰富,且显著提高了群落丰度。

关键词：秸秆还田氮肥氨氧化微生物群落多样性

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