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不同时期补灌对春玉米植株氮再分配及氮素利用特性的影响

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华北农学报 2016年第S1期31卷 11-16页

作者：高震吕新月王佳慧梁效贵赵雪周顺利中国农业大学农学院农业部农作制度重点开放实验室北京100193

为探究春玉米花后营养器官氮再分配及氮素利用特性对不同生育时期补充灌溉的响应,以郑单958为材料,设置拔节期、大口期、吐丝期和吐丝后15 d 4个关键时期的灌水处理及不灌水对照,进行了2年大田试验研究。结果表明,春玉米生育前期灌水能... 详细信息

为探究春玉米花后营养器官氮再分配及氮素利用特性对不同生育时期补充灌溉的响应,以郑单958为材料,设置拔节期、大口期、吐丝期和吐丝后15 d 4个关键时期的灌水处理及不灌水对照,进行了2年大田试验研究。结果表明,春玉米生育前期灌水能够显著增加吐丝期叶片氮浓度和积累量,但茎秆中氮素增加相对不明显。大口期和吐丝期灌水显著促进了叶片和茎秆中氮素的再利用,叶片氮素再利用率达到34%~59%。灌水处理显著增加了单株籽粒氮积累量,但籽粒氮含量下降了3.6%~25.4%。各时期补充灌水有效改善了春玉米的氮利用特性,2年中受粉正常年份的氮肥偏生产力、氮素利用效率、氮收获指数分别提高了2.8%~11.2%,29.2%~59.4%,14.3%~25.0%。灌水促进了玉米植株氮的再利用,有效改善了玉米的氮利用特性,其中吐丝期灌水处理效果最为显著。

关键词：春玉米补充灌溉氮素再利用氮素利用效率

梯度干旱胁迫下玉米光合碳的日变化及品种偏向性

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中国农业科学 2017年第11期50卷 2083-2092页

作者：刘云鹏梁效贵申思周丽丽高震周顺利中国农业大学农学院/农业部农作制度重点实验室滨州学院生物工程学院/山东省黄河三角洲野生植物资源开发利用工程技术研究中心

【目的】日周期是玉米生育周期中的基本代谢单元。光合作用是对环境最敏感的生理过程之一,光合碳代谢是玉米进行干物质积累的根本途径,规律性的光温变化环境下的光合碳固定、分配决定了玉米的代谢特征和环境适应能力。生产中,玉米品种... 详细信息

【目的】日周期是玉米生育周期中的基本代谢单元。光合作用是对环境最敏感的生理过程之一,光合碳代谢是玉米进行干物质积累的根本途径,规律性的光温变化环境下的光合碳固定、分配决定了玉米的代谢特征和环境适应能力。生产中,玉米品种对环境的适应能力存在差异,很多品种的区域性特征明显。为了探究玉米品种光合差异,明确叶源器官的光合速率、光合初始阶段产物浓度的日周期变化特征,以及对土壤干旱胁迫的响应特性,挖掘筛选玉米品种差异评价新指标。【方法】以玉米杂交种郑单958、先玉335、浚单20、农大108和ND66为试验材料,通过设置土壤相对含水量为85%(水分供应充足对照)、65%—70%(轻度干旱胁迫)、55%—60%(中度干旱胁迫)和45%—50%(重度干旱胁迫)4个土壤水分梯度处理,借助日变化分析法,于6:00—18:00以3 h的时间间隔对5个玉米杂交种吐丝期穗位叶的光合速率进行测定,分别在5个时间点(0:00、4:00、10:00、15:00和20:00)同步对穗位叶的蔗糖浓度、淀粉浓度及相关比值进行比较分析。【结果】玉米叶片光合速率在日周期中呈现单峰变化趋势,充足水分供应下在正午前后达到峰值,干旱胁迫导致峰值降低且提前出现,不同品种表现一致。玉米穗位叶蔗糖、淀粉浓度的日周期变化特征都为单峰曲线,前者高峰出现时间早于后者,峰值低于后者;干旱胁迫下,穗位叶淀粉浓度随胁迫加重而降低,蔗糖浓度较为稳定。将日周期中光合初始阶段玉米叶片蔗糖及淀粉浓度的提高值及二者的比例分别与光合速率积累量建立关系,得到单位光合速率对其的贡献率。综合比较而言,单位光合速率对淀粉浓度提高的贡献率农大108最高且稳定,有明显的淀粉积累优势;单位光合速率对蔗糖/淀粉比的贡献率,先玉335比值较高,有偏蔗糖积累代谢的特点,农大108比值在多个处理中稳定低于其他品种,属于淀粉积累偏向型。【结论】在本试验条件下,单位光合速率对蔗糖/淀粉比的贡献率可以在一定程度上作为玉米光合碳代谢类型划分标准。

关键词：玉米杂交种光合碳代谢日变化蔗糖/淀粉比蔗糖代谢偏向型淀粉代谢偏向型品种类型划分

基于CERES-Wheat模型的沧州地区冬小麦需水量分析

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中国生态农业学报 2015年第10期23卷 1320-1328页

作者：周丽丽梁效贵高震廖树华周顺利农业部农作制度重点开放实验室/中国农业大学农学与生物技术学院北京100193

作物生长模拟模型的应用为农田水资源分析和水分管理措施的优化提供了新的方法手段。本研究以CERES-Wheat模型为基础,通过情景分析的方法,分析了华北平原沧州地区冬小麦1981—2014年产量、大田蒸散量(ET)、作物蒸腾(EP)、土壤蒸发(ES)... 详细信息

作物生长模拟模型的应用为农田水资源分析和水分管理措施的优化提供了新的方法手段。本研究以CERES-Wheat模型为基础,通过情景分析的方法,分析了华北平原沧州地区冬小麦1981—2014年产量、大田蒸散量(ET)、作物蒸腾(EP)、土壤蒸发(ES)、水分生产率(WP)的年际变化特征,并建立了ET与WP定量化关系模型,利用该模型计算出了WP达到最大值的经济蒸散量为435 mm;利用ET多年平均值与多年平均降雨量差值计算出了T0(不灌溉)、T1(拔节期灌水75 mm)、T2(拔节期、扬花期各灌水75 mm)、T3(起身期、孕穗期和扬花期各灌水75 mm)4个水分处理不同产量目标下冬小麦多年平均的需水量分别为189 mm、264 mm、298 mm和319 mm,对应的平均产量分别为4 144 kg?hm?2、7 293 kg?hm?2、7 301 kg?hm?2和8 245 kg?hm?2;采取地膜覆盖等栽培管理措施扣除土壤蒸发,T0、T1、T2、T3水分处理可分别节水80 mm、71 mm、71 mm和70 mm。在此情况下,利用EP多年平均值与多年平均降雨量之间的差值计算出不同水分处理下冬小麦多年平均的需水量分别为109 mm(T0)、193 mm(T1)、227 mm(T2)和249 mm(T3)。以上研究结果可为沧州地区冬小麦水分定量化管理措施的制定提供参考。

关键词：冬小麦 CERES-Wheat模型蒸散量水分生产率需水量

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不同时期灌溉对华北平原春玉米穗粒数的影响

作物学报 2021年第7期47卷 1324-1331页

作者：高震梁效贵张莉赵雪杜雄崔彦宏周顺利河北农业大学农学院/省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室/河北省作物生长调控实验室河北保定071001 中国农业大学农学院北京100193 农业农村部作物高效用水吴桥科学观测实验站河北吴桥061802 河北省低平原区农业技术创新中心河北吴桥061802

干旱胁迫是限制华北地区春玉米穗粒数形成的关键因子,探究不同时期灌溉对穗粒数的影响,对提高该地区春玉米产量和水分利用效率具有重要意义。在2014—2016年进行3年大田试验,设置拔节期、大口期、抽雄期、吐丝后15 d灌水和不灌水对照(C... 详细信息

干旱胁迫是限制华北地区春玉米穗粒数形成的关键因子,探究不同时期灌溉对穗粒数的影响,对提高该地区春玉米产量和水分利用效率具有重要意义。在2014—2016年进行3年大田试验,设置拔节期、大口期、抽雄期、吐丝后15 d灌水和不灌水对照(CK),明确不同时期灌水对土壤水分变化、吐丝期穗位叶光合速率、穗粒数的影响及其相互关系。结果表明,在干旱和关键生育时期缺水的年份,灌水处理可以提高春玉米穗粒数,其中花期灌水较其他处理提高了1.4%~97.0%(2014年和2015年);而在多雨的2016年,各个灌水处理间穗粒数差异不显著。拔节期和大口期灌水促进了春玉米营养生长,提高了叶面积指数和生物量,但春玉米花期遭遇干旱胁迫仍会降低穗粒数。花期灌水处理在营养生长阶段受干旱胁迫影响,叶面积指数和生物量都降低,但保证了吐丝—授粉—籽粒建成关键阶段有充足的水分供应,其吐丝期光合速率较其他处理提高5.2%~32.8%。回归分析结果表明,吐丝期充足的土壤水含量可以显著提高春玉米光合速率(P=0.0034)和穗粒数(P=0.0137),但过多降水(降低光辐射)会影响光合作用及籽粒结实。因此,花期灌水是干旱年份保证春玉米穗粒数的重要措施。

关键词：春玉米穗粒数光合速率土壤含水量回归分析

不同玉米品种吐丝后茎秆穗下各节间性状变化特征

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中国农业大学学报 2023年第2期28卷 1-13页

作者：赵雪李芳胡晗梁效贵申思王欣周顺利中国农业大学农学院北京100193 河北省低平原区农业技术创新中心河北吴桥061802

为探究不同玉米品种茎秆穗下各节间性状随节位和生育进程的变化规律,2018—2019年,以‘京农科728’(机械粒收品种)、‘郑单958’(普通品种)和‘先玉335’(普通品种)为材料,分析从玉米吐丝至生理成熟后4周各节间形态、干物质含量、含水... 详细信息

为探究不同玉米品种茎秆穗下各节间性状随节位和生育进程的变化规律,2018—2019年,以‘京农科728’(机械粒收品种)、‘郑单958’(普通品种)和‘先玉335’(普通品种)为材料,分析从玉米吐丝至生理成熟后4周各节间形态、干物质含量、含水率和髓变白面积占比等指标。结果表明:随着节位上升,节间长呈“先增大后减小”的趋势,一般第6或第7节间最长;横截面积逐渐减小;节间单位体积干重呈“先减小后稍增大”的趋势,第5—7节间最小;基部第2或第3节间的含水率最大,向上节间含水率逐渐减小;节间髓变白面积占比逐渐增大。吐丝至生理成熟后4周,节间单位体积干重随生育进程的变化受环境、品种影响较大,2018年3个品种灌浆后期的节间单位体积干重大幅度增加,2019年仅‘京农科728’和‘郑单958’灌浆中后期增大,其他品种和时期变化不大。各节间的含水率在灌浆前期无显著变化,灌浆中期至生理成熟后4周不断减小,‘京农科728’节间含水率降低主要在灌浆中期和后期,‘郑单958’节间含水率降低主要在灌浆后期,‘先玉335’主要在灌浆后期和生理成熟后第2—4周。髓变白面积占比随生育进程推进逐渐增大,但其变化受环境影响大,2018年各时期无显著变化,2019年各时期增幅较大,特别是生理成熟后第2—4周,吐丝后第4周时‘郑单958’和‘先玉335’所有节间髓完全变白。综上,节间性状从基部向上逐渐变长、变细、单位体积干重变小、含水率减小、髓变白面积占比增大;随生育进程推进,单位体积干重变化受环境及品种特性影响,节间含水率灌浆中期或后期开始快速减小,髓变白面积占比变化受环境影响较大,生理成熟后第2—4周快速增大。

关键词：玉米穗下节间形态干物质含量含水率髓变白面积占比

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利用油菜修复农田镉污染土壤的研究进展

生态科学 2021年第4期40卷 237-248页

作者：梁效贵黄国勤江西农业大学生态科学研究中心江西南昌330045

我国部分农田存在重金属镉(Cd)污染问题,油菜作为一种Cd富集植物,表现出一定的植物修复潜力,近年来得到广泛的关注和研究。简要介绍了农田土壤Cd污染现状、来源、存在形式和危害,阐述了油菜修复Cd污染土壤的潜力及其可能的生理机制重点... 详细信息

我国部分农田存在重金属镉(Cd)污染问题,油菜作为一种Cd富集植物,表现出一定的植物修复潜力,近年来得到广泛的关注和研究。简要介绍了农田土壤Cd污染现状、来源、存在形式和危害,阐述了油菜修复Cd污染土壤的潜力及其可能的生理机制重点围绕“植物-土壤”系统,综述了影响和增强油菜修复能力的生物措施、土壤管理措施和其他农艺措施,并分析其作用机制。在此基础上,提出了未来需要关注的研究方向。

关键词：镉污染土壤植物修复油菜管理措施生理机制

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中国农田土壤有机碳库及其影响因素研究述评

生态科学 2024年第2期43卷 260-270页

作者：王浩成杨滨娟梁效贵胡启良李娜黄国勤江西农业大学生态科学研究中心南昌330045

在全球气候变暖的背景下,土壤在减缓气候变化中的巨大潜能逐渐被人们所重视。农田是受人为因素影响较大又可在较短时间内调节的生态系统,其土壤碳汇能力的充分发挥将有助于减缓全球气候变暖的趋势。文章通过梳理大量已发表文献,综述了... 详细信息

在全球气候变暖的背景下,土壤在减缓气候变化中的巨大潜能逐渐被人们所重视。农田是受人为因素影响较大又可在较短时间内调节的生态系统,其土壤碳汇能力的充分发挥将有助于减缓全球气候变暖的趋势。文章通过梳理大量已发表文献,综述了中国农田土壤有机碳库自20世纪50年代以来的演变特征,指出中国农田土壤1950-1980年期间以丢碳为主,1980年以后经过农业管理措施的改变,有机碳含量逐渐提升。总结了中国农田固碳潜力相关研究,虽然不同估算方法的出的结果存在一定差异,但总体来看中国农田土壤有较大的固碳潜力。分析了农田土壤有机碳库的影响因素,虽然气候因素和土壤理化性质的差异能对农田土壤有机碳库造成影响,但农业管理措施才是农田土壤有机碳含量产生变化的关键。指出了中国农田土壤有机碳库研究方面存在的问题以及今后的发展方向,为气候变化背景下中国农田土壤碳减排提供了新的参考与借鉴。

关键词：有机碳固碳潜力农田土壤农业管理措施

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同步授粉对玉米穗粒数和籽粒早期生长的影响

中国农业大学学报 2019年第11期24卷 1-7页

作者：林珊陈先敏吴巩赵雪申思梁效贵高震周顺利中国农业大学农学院北京100193 河北省低平原区农业工程技术研究中心河北吴桥061802

为探明同步授粉(SP)与自然授粉(NP)玉米果穗不同部位籽粒生育特性,以‘郑单958’为材料,设置5和11株/m^2 2个种植密度处理,比较2种授粉方式对玉米穗粒数的影响以及授粉前子房与授粉后籽粒的早期发育动态变化。结果表明:2个密度处理下同... 详细信息

为探明同步授粉(SP)与自然授粉(NP)玉米果穗不同部位籽粒生育特性,以‘郑单958’为材料,设置5和11株/m^2 2个种植密度处理,比较2种授粉方式对玉米穗粒数的影响以及授粉前子房与授粉后籽粒的早期发育动态变化。结果表明:2个密度处理下同步授粉的玉米穗粒数分别较自然授粉2017年提高1.1%和30.0%,2018年提高1.4%和26.2%。自然授粉果穗顶部子房重和籽粒重在整个早期发育过程中均显著低于果穗底部,而同步授粉处理在吐丝至授粉前,顶部和底部子房重量差异随着授粉时间的延长而逐渐减小,使得授粉当天的二者重量差异不显著。同步授粉显著提高授粉后15 d果穗的生长速率。可见,低密度(5株/m^2)条件下同步授粉对玉米穗粒数影响不显著,但在高密度(11株/m^2)条件下使玉米的穗粒数与果穗生长速率显著提高,这可能是由于同步授粉导致果穗顶部与底部子房与籽粒生长差异变小,同化物向"库"端分配增强有关。

关键词：玉米穗粒数同步授粉自然授粉子房库

历年国审玉米品种产量和品质性状变化趋势分析

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中国农业科学 2018年第21期51卷 4020-4029页

作者：陈先敏梁效贵赵雪高震吴巩申思林珊周丽丽周顺利中国农业大学农学院农业农村部作物高效用水吴桥科学观测实验站

【目的】通过分析中国不同年代玉米品种产量和品质性状的变化趋势,探索不同性状之间的关联性,为进一步认识品种更替对玉米品种产量和品质性状的影响及未来发展方向奠定基础。【方法】搜集整理1992—2017年共计770个品次的国家审定玉米... 详细信息

【目的】通过分析中国不同年代玉米品种产量和品质性状的变化趋势,探索不同性状之间的关联性,为进一步认识品种更替对玉米品种产量和品质性状的影响及未来发展方向奠定基础。【方法】搜集整理1992—2017年共计770个品次的国家审定玉米品种信息,对其中占比73.64%的普通玉米品种的千粒重、容重以及品质相关性状进行分析。【结果】随年份更替,容重、千粒重和粗淀粉的含量均呈显著或极显著升高趋势,年均升高量分别为1.87 g·L-1、0.91 g和0.19%;粗脂肪含量每年以0.03%呈极显著下降趋势;粗蛋白和赖氨酸含量年平均值则基本保持稳定,多年平均值分别为9.88%和0.30%。各性状间的相关性分析结果表明,容重和千粒重均与粗淀粉含量呈极显著正相关关系,但二者均与粗脂肪含量存在不同程度的负相关关系,粗蛋白和赖氨酸均与粗淀粉和千粒重存在极显著负相关关系。以每1 000粒籽粒为单位计算各物质积累量发现,随年份更替,单位千粒籽粒中的粗淀粉仍表现为极显著升高,但与物质含量趋势不同的是,单位千粒的粗蛋白和赖氨酸的积累量均出现不同程度的提升趋势,粗淀粉、粗蛋白和赖氨酸年均升高量分别为1.159、0.092和0.001 g;粗脂肪积累量仍随年份更替呈显著下降趋势。【结论】品种更替过程中,千粒重和容重等产量性状是中国玉米品种改良相对较快的性状,而千粒重和容重的升高主要依赖于粗淀粉含量的迅速提升;粗淀粉含量较为快速的提高可能对粗蛋白、赖氨酸和粗脂肪含量造成了"碳稀释效应",而千粒重的改良导致了其积累量与浓度的变化趋势存在差异。同时,宜机收玉米品种的选育和推广对品质性状造成的可能影响值得进一步关注。

关键词：玉米国家审定品种产量品质碳稀释效应