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Grain yield and N uptake of maize in response to increased plant density under reduced water and nitrogen supply conditions

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Journal of Integrative Agriculture 2024年第1期23卷 122-140页

作者： Jingui Wei Qiang Chai Wen Yin Hong fan Yao Guo Falong Hu zhilong fan QimingWang State Key Laboratory of Aridland Crop Science Lanzhou 730070China College of Agronomy Gansu Agricultural UniversityLanzhou 730070China College of Life Sciences Northwest Normal UniversityLanzhou 730070China

The development of modern agriculture requires the reduction of water and chemical N fertilizer *** the planting density can maintain higher yields,but also consumes more of these restrictive ***,whether an increased maize density can compensate for the negative effects of reduced water and N supply on grain yield and N uptake in the arid irrigated areas remains *** study is part of a long-term positioning trial that started in 2016.A split-split plot field experiment of maize was implemented in the arid irrigated area of northwestern China in 2020 to *** treatments included two irrigation levels:local conventional irrigation reduced by 20%(W1,3,240 m^(3)ha^(-1))and local conventional irrigation(W2,4,050 m^(3)ha^(-1));two N application rates:local conventional N reduced by 25%(N1,270 kg ha^(-1))and local conventional N(360 kg ha^(-1));and three planting densities:local conventional density(D1,75,000 plants ha^(-1)),density increased by 30%(D2,97,500 plants ha-1),and density increased by 60%(D3,120,000 plants ha^(-1)).Our results showed that the grain yield and aboveground N accumulation of maize were lower under the reduced water and N inputs,but increasing the maize density by 30% can compensate for the reductions of grain yield and aboveground N accumulation caused by the reduced water and N *** water was reduced while the N application rate remained unchanged,increasing the planting density by 30% enhanced grain yield by 13.9% and aboveground N accumulation by 15.3%.Under reduced water and N inputs,increasing the maize density by 30% enhanced N uptake efficiency and N partial factor productivity,and it also compensated for the N harvest index and N metabolic related enzyme *** with W2N2D1,the N uptake efficiency and N partial factor productivity increased by 28.6 and 17.6%under W1N1D2.W1N2D2 had 8.4% higher N uptake efficiency and 13.9% higher N partial factor productivity than W2N2D1.W1N2D2 improv

关键词： water and N reduction plant density maize grain yield N uptake compensation effect

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Legume green manure can intensify the function of chemical nitrogen fertilizer substitution via increasing nitrogen supply and uptake of wheat

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The Crop Journal 2024年第4期12卷 1222-1232页

作者： Jingui Wei zhilong fan Falong Hu Shoufa Mao fang Yin Qiming Wang Qiang Chai Wen Yin State Key Laboratory of Arid Land Crop Science Lanzhou 730070GansuChina College of Agronomy Gansu Agricultural UniversityLanzhou 730070GansuChina

Achieving the green development of agriculture requires the reduction of chemical nitrogen(N)fertilizer *** studies have confirmed that returning green manure to the field is an effective measure to improve crop yields while substituting partial chemical N ***,it remains unclear how to further intensify the substituting function of green manure and elucidate its underlying agronomic *** a split-plot field experiment in spring wheat,different green manures returned to the field under reduced chemical N supply was established in an oasis area since 2018,in order to investigate the effect of green manure and reduced N on grain yield,N uptake,N use efficiency(NUE),N nutrition index,soil organic matter,and soil N of wheat in *** results showed that mixed sown common vetch and hairy vetch can substitute 40%of chemical N fertilizer without reducing grain yield or N ***,mixed sown common vetch and hairy vetch under reduced N by 20%showed the highest N agronomy efficiency and recovery efficiency,which were 92.0%and 46.0%higher than fallow after wheat harvest and conventional N application rate,*** increase in NUE of wheat was mainly attributed to mixed sown common vetch and hairy vetch,which increased N transportation quantity and transportation rate at pre-anthesis,enhanced N harvest index,optimized N nutrition index,and increased activities of nitrate reductase and glutamine synthetase of leaf,***,mixed sown common vetch and hairy vetch under reduced N by 20%improved soil organic matter and N ***,mixed sown common vetch and hairy vetch can substitute 40%of chemical N fertilizer while maintaining grain yield and N accumulation,and it combined with reduced chemical N by 20%or 40%improved NUE of wheat via enhancing N supply and uptake.

关键词： Legume green manure Reduced N input Wheat N uptake and supply Agronomic mechanism

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小麦玉米间作氮肥后移利于减少土壤蒸发提高水分利用效率

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中国农业科学 2024年第7期57卷 1295-1307页

作者：任强徐珂樊志龙殷文范虹何蔚胡发龙柴强甘肃农业大学农学院/省部共建干旱生境作物学国家重点实验室

【目的】针对绿洲灌区小麦玉米间作水分高效利用潜力挖掘不足，制约多熟种植稳定发展的问题，拟通过探明不同氮肥后移比例对小麦玉米间作耗水特性及水分利用的影响，为绿洲灌溉区水分高效利用麦玉间作模式创建提供理论依据。【方法】试... 详细信息

【目的】针对绿洲灌区小麦玉米间作水分高效利用潜力挖掘不足，制约多熟种植稳定发展的问题，拟通过探明不同氮肥后移比例对小麦玉米间作耗水特性及水分利用的影响，为绿洲灌溉区水分高效利用麦玉间作模式创建提供理论依据。【方法】试验于2020—2021年在甘肃农业大学绿洲农业综合试验站开展，设小麦玉米间作、单作小麦和单作玉米3种种植模式，针对玉米设不施氮(N0)、氮肥后移20%(N1)、氮肥后移10%(N2)和传统施氮氮肥不后移(N3)4个处理，间作玉米和单作玉米各施氮处理下总施氮量分别为210和360kg·hm-2，研究不同种植制度及氮肥后移比例对小麦和玉米的土壤蒸发、耗水特性及水分利用的影响。【结果】小麦、玉米独立生长阶段间作处理的棵间蒸发量大于单作，间作小麦棵间蒸发较单作小麦增大15.9%—16.7%，间作玉米棵间蒸发较单作玉米增大5.4%—14.7%，麦玉共生期间作棵间蒸发量较单作加权降低4.6%—6.1%；全生育期棵间蒸发总量表现为：小麦玉米间作最大、单作玉米次之、单作小麦最小，在间作模式中，氮肥后移20%处理棵间蒸发量较传统施氮降低6.5%，且小麦带棵间蒸发量较玉米带增大12.6%—17.3%，是间作系统棵间蒸发的主要来源。间作系统中氮肥后移20%和后移10%处理全生育期耗水量较传统施氮分别降低34.3和18.9 mm,E/ET与传统施氮差异不显著。间作系统籽粒产量较单作加权平均提高21.1%—39.0%，间作系统氮肥后移20%处理籽粒产量较传统施氮提高28.8%，其中间作小麦、间作玉米氮肥后移20%处理较传统施氮分别提高24.3%、30.8%。间作种植模式氮肥后移处理水分利用效率较单作加权平均显著提高15.0%、12.3%，其中氮肥后移20%处理较传统施氮提高35.9%，氮肥后移10%处理较之提高19.3%。【结论】小麦玉米间作种植模式结合氮肥后移20%能减少土壤蒸发和全生育期耗水量，提高产量和水分生产力，是绿洲灌区小麦玉米间作高产高效生产可采用的施氮制度。

关键词：间作氮肥后移棵间蒸发产量水分利用效率

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绿洲灌区密植对氮肥减量玉米产量的补偿潜力

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中国农业科学 2024年第9期57卷 1709-1721页

作者：范虹殷文胡发龙樊志龙赵财于爱忠何蔚孙亚丽王凤柴强甘肃农业大学农学院/省部共建干旱生境作物学国家重点实验室

【目的】针对绿洲灌区玉米生产氮肥用量过高的问题，探究通过密植补偿氮肥减量对玉米产量负效应的可行性。【方法】2019—2021年，以施氮水平为主区，设地方习惯施氮(N2,360 kg·hm-2)、减量25%施氮(N1,270 kg·hm-2)两个水平；以种植... 详细信息

【目的】针对绿洲灌区玉米生产氮肥用量过高的问题，探究通过密植补偿氮肥减量对玉米产量负效应的可行性。【方法】2019—2021年，以施氮水平为主区，设地方习惯施氮(N2,360 kg·hm-2)、减量25%施氮(N1,270 kg·hm-2)两个水平；以种植密度为副区，设传统（M1,7.8万株/hm2）、中（M2,10.4万株/hm2，增密33%）、高（M3,12.9万株/hm2，增密66%）3个密度水平，进行裂区试验，重点研究氮肥减量条件下增密对玉米产量及其构成因素的影响。【结果】（1）氮肥减量导致玉米籽粒产量、生物产量分别降低4.0%、4.9%。减氮条件下，中密度可以产生籽粒产量补偿效应，N1M2较对照N2M1提高4.1%；高密度处理N1M3生物产量补偿效应最大，较对照提高14.2%。（2）通过回归分析模拟得到：减氮条件下，当种植密度提高至8.4万株/hm2可以与对照N2M1籽粒产量持平，并在10.6万株/hm2时获得最大产量13 537kg·hm-2，较对照提高4.9%。（3）氮肥减量引起穗数、穗粒数和千粒重分别降低5.0%、3.3%和3.4%；中、高密度分别较传统密度提高穗数27.9%、49.7%，降低穗粒数3.8%、8.4%，降低千粒重5.2%、8.9%。中密度较传统密度对收获指数无显著影响，而高密度使收获指数降低14.2%。N1M2较对照N2M1通过穗数增加补偿了减氮引起穗数、穗粒数及千粒重的下降，从而实现丰产。（4）氮肥减量降低拔节期至抽雄吐丝期的玉米生长率7.2%—8.4%；中、高密度较传统密度提高苗期至大喇叭口期玉米生长率27.3%、60.3%。（5）氮肥减量条件下，N1M2较对照提高叶、茎和鞘干物质转运量达9.6%、13.6%和3.7%，提高叶和茎对籽粒产量的贡献率5.3%和9.0%。【结论】通过合理密植可以补偿减氮引起的玉米产量下降，在施氮量270 kg·hm-2的基础上增密至10.4万株/hm2，能够最大化产量补偿效应，是绿洲灌区玉米节氮稳产丰产的可行措施。

关键词：玉米密植氮肥减量补偿潜力产量绿洲灌区

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河西灌区减氮条件下小麦复种绿肥的水分利用及经济效益

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中国农业科学 2024年第4期57卷 740-754页

作者：麻碧娇陈桂平苟志文殷文樊志龙胡发龙范虹何蔚甘肃农业大学农学院/省部共建干旱生境作物学国家重点实验室

【目的】针对河西绿洲灌区作物生产中氮肥施用过量、水资源利用效率与经济效益较低等问题，探讨麦后复种绿肥及适量减施化学氮肥对小麦农田耗水特性及经济效益的影响。【方法】2019—2020年在甘肃省河西绿洲灌区进行裂区试验，主区设置... 详细信息

【目的】针对河西绿洲灌区作物生产中氮肥施用过量、水资源利用效率与经济效益较低等问题，探讨麦后复种绿肥及适量减施化学氮肥对小麦农田耗水特性及经济效益的影响。【方法】2019—2020年在甘肃省河西绿洲灌区进行裂区试验，主区设置麦后复种绿肥(W-G)和单作小麦(W)两种种植模式；副区为5个施氮水平，分别为不施氮肥(N0)、常规施氮(180 kg·hm-2,N4)、减施45%氮肥(N1)、减施30%氮肥(N2)和减施15%氮肥(N3)。测定不同处理下小麦绿肥体系产量、水资源利用效率及经济效益。【结果】麦后复种绿肥以及适量减施化学氮肥显著提高小麦籽粒产量和系统生物热能产，2019和2020年，W-G较W处理籽粒产量分别提高10.8%和12.4%，系统生物热能产分别提高37.8%和40.3%；麦后复种绿肥结合减氮15%(W-G-N3)较单作小麦结合减氮15%(W-N3)和单作小麦传统施氮(W-N4)处理小麦分别增产6.9%—16.7%和7.9%—13.6%，生物热能产提高52.0%—62.2%和27.1%—58.9%。W-G较W小麦生育阶段耗水量降低6.3%—16.0%,W-G-N3较W-N3和W-N4小麦季耗水量分别降低13.4%—20.5%和20.8%—29.0%,W-G由于绿肥生长季消耗水分，总耗水量显著高于W。W-G较W小麦水分利用效率分别提高7.9%和19.2%;2019年度W-G-N3较W-N3和W-N4小麦水分利用效率分别提高23.5%和5.1%，差异显著。W-G-N3可有效提高系统单位耗水生物热能产，较W-N3和W-N4分别提高2.7%—14.5%和9.3%—17.5%。W-G较W增加了成本投入，总产值也随之提高；2019年度W-G-N3较W-N3和W-N4纯收益分别提高9.8%和9.5%,2020年度W-G-N3较W-N3和W-N4纯收益则分别降低了15.6%和15.7%;2019和2020年W-G较W产投比分别降低20.7%和23.1%,W-G-N3较W-N3和W-N4产投比降低比例均为14.8%—23.1%,W-G因较多的资源投入降低了系统单方水效益。【结论】在河西绿洲灌区，麦后复种绿肥结合适量减施化学氮肥能够提高作物产量和经济效益，水资源利用效率也随之提高，其中麦后复种绿肥结合减量15%施氮处理的综合效果最好，可作为提高水资源利用及农民收益的理想种植模式及施氮水平。

关键词：绿肥小麦复种减量施氮产量水分利用效率经济效益

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西北灌区复种绿肥及减氮条件下春小麦产量及水分利用特征

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中国农业科学 2024年第11期57卷 2189-2201页

作者：张殿凯李盼范虹何蔚樊志龙胡发龙孙亚丽谭向念殷文陈桂平甘肃农业大学农学院/干旱生境作物学国家重点实验室

【目的】针对西北灌区春小麦生产中氮肥投入过高、水分利用效率低等问题，探讨复种绿肥及减量施氮对春小麦水分利用特征的影响，以期为优化春小麦生产的水资源高效利用提供理论依据。【方法】采用裂区设计，主区设麦后复种绿肥毛叶苕子... 详细信息

【目的】针对西北灌区春小麦生产中氮肥投入过高、水分利用效率低等问题，探讨复种绿肥及减量施氮对春小麦水分利用特征的影响，以期为优化春小麦生产的水资源高效利用提供理论依据。【方法】采用裂区设计，主区设麦后复种绿肥毛叶苕子（W-G）和麦后休闲（W）两种种植模式，副区设传统施氮(N3,180 kg·hm-2)、减施氮肥15%(N2,153 kg·hm-2)和减施氮肥30%(N1,126 kg·hm-2)3个施氮水平，于2020—2021年研究复种绿肥及减氮对春小麦产量、耗水量及水分利用效率的影响。【结果】麦后复种绿肥结合适量减施氮肥可提高春小麦播前土壤贮水量，W-G较W模式春小麦播前土壤贮水量增加11.5%—13.5%，麦后复种绿肥结合氮肥减施15%（W-GN2）与麦后复种绿肥结合减氮30%（W-GN1）较对照麦后休闲结合传统施氮量（W-N3）春小麦播前土壤贮水量分别提高12.1%—20.2%与15.2%—16.6%,W-GN2与W-GN1处理间无显著差异。W-G较W春小麦耗水量降低12.6%—13.7%，复种绿肥模式中以W-GN2降低春小麦耗水量幅度最大，较麦后休闲结合减氮15%（W-N2）、W-N3分别降低21.8%—25.8%、21.3%—26.3%;W-G通过降低春小麦拔节期至灌浆初期的耗水模系数，增大播种前期至拔节期与灌浆初期至成熟期的耗水模系数（两阶段耗水量占全生育期总耗水量的比例为60.5%—64.1%），有效协调春小麦前后生育时期的水分需求特征，增强了春小麦生长发育过程中水分供需同步性。相比W-GN1、W-GN3,W-GN2处理的调控效应更突出。W-G具有增产优势，较W增产13.5%—14.1%;W-GN2较W-N2与W-N3分别增产16.7%—18.4%与13.6%—14.6%。因而，W-G较W模式提高水分利用效率为29.4%—31.0%，麦后复种绿肥模式中，以W-GN2提高水分利用效率的幅度较大，较W-N2、W-N3分别提高44.2%—46.8%、39.1%—43.5%，较W-GN1、W-GN3分别提高36.2%—50.7%、9.1%—17.0%。【结论】麦后复种绿肥结合减施氮肥15%(即施氮153 kg·hm-2)较传统水氮管理提高春小麦产量及水分利用效率，可推荐为西北灌区春小麦水分高效利用的生产模式。

关键词：毛叶苕子减量施氮春小麦产量水分利用效率西北灌区

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不同施氮量下玉米生长及产量对间作豆科绿肥的响应

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中国农业科学 2024年第10期57卷 1900-1914页

作者：董勇杰张刁亮李越彭建辰胡发龙殷文柴强樊志龙甘肃农业大学农学院/省部共建干旱生境作物学国家重点实验室

【目的】明确不同施氮量下玉米生长及产量对间作豆科绿肥的响应，为构建干旱灌区基于绿肥的玉米氮肥节约型生产模式提供依据。【方法】采用裂区试验设计，主区设玉米间作箭筈豌豆（M|V）和单作玉米（SM）2种种植模式，副区设5个施氮水... 详细信息

【目的】明确不同施氮量下玉米生长及产量对间作豆科绿肥的响应，为构建干旱灌区基于绿肥的玉米氮肥节约型生产模式提供依据。【方法】采用裂区试验设计，主区设玉米间作箭筈豌豆（M|V）和单作玉米（SM）2种种植模式，副区设5个施氮水平：地方推荐施氮量N360(360 kg·hm-2)、减量25%施氮N270(270 kg·hm-2)、减量50%施氮N180(180 kg·hm-2)、减量75%施氮N90(90 kg·hm-2)、不施氮N0。对玉米叶面积指数（LAI）、叶日积（LAD）、光能利用率、干物质积累量及产量进行了相关研究。【结果】间作绿肥能够提高减量施氮（N270、N180、N90、N0）条件下玉米出苗后75—150 d的LAI，并增加其全生育期LAD和光能利用率。在N270、N180、N90、N0下，M|V较SM玉米75—150 d LAI、全生育期总LAD、光能利用率平均显著提高了9.8%、8.2%、4.6%。在M||V中，N270与N360的玉米出苗后75—150 d LAI、全生育期总LAD、光能利用率之间没有显著差异，而显著高于其他施氮水平；在SM中，玉米出苗后75—150 d的LAI、全生育期总LAD、光能利用率随施氮量的减少而降低。间作绿肥显著提高了N270、N180、N90、N0条件下玉米出苗后90—150 d的干物质积累量，在同一氮肥减量条件（N270、N180、N90、N0）下，M|V较SM的玉米干物质积累量平均显著提高了4.6%。在玉米出苗后75—130 d,M|V较SM的玉米群体生长率显著提高了5.9%。M|V较同一减量施氮（N270、N180、N90、N0）条件下的SM玉米籽粒产量平均显著提高了8.5%。在M|V中，N270的籽粒产量显著高于N360。M|V较SM玉米穗粒数和千粒重分别平均显著提高6.0%和6.3%。拟合曲线结果表明，间作绿肥可以使玉米在施氮量261.4 kg·hm-2时获得最高产量14 876.4 kg·hm-2，而单作玉米获得最高产量14 012.5 kg·hm-2时的最佳施氮量为348.6 kg·hm-2。减量施氮对绿肥鲜草产量和绿肥氮素积累量的影响显著，M|V N270较M||V N360、M||V N90、M|V N0的绿肥鲜草产量分别显著高了3.8%、4.6%、9.7%，较M|VN90和M|VN0之间的绿肥氮素积累量显著高了5.3%和11.9%。间作绿肥主要通过提高玉米的干物质积累总量，进而增加减量施氮条件下玉米的穗粒数和千粒重，从而使间作玉米在氮肥减量下能够获得较高水平的籽粒产量。【结论】间作豆科绿肥可使氮肥减量25%的玉米获得高于地方推荐施氮量单作玉米的产量水平，可作为试区以及相似生态区域玉米化学氮肥减量的推荐生产模式。

关键词：间作绿肥减量施氮产量光能利用率玉米箭筈豌豆

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生物炭和间作鲜食豌豆对氮肥减量下玉米产量的促进效应

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干旱地区农业研究 2024年第4期42卷 178-188页

作者：李越樊志龙张刁亮董勇杰彭建辰胡发龙殷文柴强省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070

于2022—2023年进行裂区试验,主区为玉米‖鲜食豌豆(M‖P)和单作玉米(SM),裂区为地方推荐施氮量(N1,360 kg·hm^(-2))和减量30%施氮(N2,250 kg·hm^(-2)),裂裂区为施用生物炭(C)和不施用生物炭(A),探究生物炭和间作鲜食豌豆对玉米光合... 详细信息

于2022—2023年进行裂区试验,主区为玉米‖鲜食豌豆(M‖P)和单作玉米(SM),裂区为地方推荐施氮量(N1,360 kg·hm^(-2))和减量30%施氮(N2,250 kg·hm^(-2)),裂裂区为施用生物炭(C)和不施用生物炭(A),探究生物炭和间作鲜食豌豆对玉米光合源、干物质积累以及产量的影响。结果表明,在减量30%施氮水平下,间作鲜食豌豆配施生物炭可以使玉米出苗后45~90 d保持较高的叶面积指数,且较SMN1A处理有效减缓了玉米出苗后90~150 d的叶面积指数降低,显著提高了玉米全生育期叶日积(P<0.05)。M‖PN2C处理玉米干物质积累量和干物质积累速率较SMN1A处理在玉米出苗后60~90 d分别提高13.0%和15.3%,在玉米出苗后90~150 d分别提高16.2%和19.5%。M‖PN2C处理玉米籽粒产量较M‖PN1A和SMN1A处理分别显著增加6.3%和17.8%(P<0.05),与M‖PN1C处理无显著差异。间作玉米千粒重较单作玉米平均提高5.2%,且施用生物炭在减量30%施氮水平下较地方推荐施氮量不施用生物炭可提高玉米的穗粒数和千粒重,间作鲜食豌豆配施生物炭处理的玉米穗粒数和千粒重在N2与N1之间无显著差异。通径分析结果表明,间作鲜食豌豆配施生物炭通过提高玉米千粒重,使间作玉米在氮肥减量下能获得较高的籽粒产量。因此,玉米‖鲜食豌豆下减量30%施氮配施生物炭可作为干旱绿洲灌区节氮高效种植的参考技术。

关键词：禾豆间作生物炭氮肥减量玉米产量光合特性

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氮肥减施对玉米间作箭筈豌豆种间关系及产量的影响

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西北农业学报 2024年第5期33卷 810-819页

作者：王超杜缠缠杨宏伟王琦明樊志龙殷文胡发龙柴强省部共建干旱生境作物学国家重点实验室兰州730070 甘肃农业大学农学院兰州730070 陇东学院农林科技学院甘肃庆阳745000

通过探究氮肥减施对玉米间作箭筈豌豆种间关系的影响,为进一步发挥禾豆间作优势提供理论依据。2017年在甘肃省武威市甘肃农业大学绿洲农业综合试验站进行试验,以玉米、箭筈豌豆为试验对象,设单作箭筈豌豆(V)、单作玉米(M)、玉米间作箭... 详细信息

通过探究氮肥减施对玉米间作箭筈豌豆种间关系的影响,为进一步发挥禾豆间作优势提供理论依据。2017年在甘肃省武威市甘肃农业大学绿洲农业综合试验站进行试验,以玉米、箭筈豌豆为试验对象,设单作箭筈豌豆(V)、单作玉米(M)、玉米间作箭筈豌豆(M/V)3个种植模式和不施氮(N0,0 kg·hm^(-2))、减量施氮(N1,240 kg·hm^(-2))、传统施氮(N2,300 kg·hm^(-2))3个施氮水平,探究河西绿洲灌区减量施氮对玉米间作箭筈豌豆种间关系及产量的影响。结果表明,箭筈豌豆干物质积累量间作较单作增加43.0%,减量施氮比传统施氮增加10.9%;玉米干物质积累量间作较单作增加26.7%,减量施氮比传统施氮增加8.5%;共生期内箭筈豌豆相对于玉米的竞争比率始终大于1,表明箭筈豌豆的种间竞争力强于玉米,且减量施氮能增强种间竞争;箭筈豌豆收获后间作和单作玉米生长速率比在不同施氮水平下均大于1,表明间作玉米有明显的恢复效应。箭筈豌豆产量间作较单作增加37.7%,减量施氮与传统施氮无显著差异;玉米产量间作较单作增加3.4%,且间作模式下减量施氮比传统施氮增加4.0%;各间作处理土地当量比无显著差异且均大于1,说明具有增产优势。因此,玉米间作箭筈豌豆氮肥减施20%可通过调控种间关系进一步挖掘间作增产潜力,是绿洲灌区玉米生产的可行措施。

关键词：禾/豆间作减量施氮干物质积累种间关系产量

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Yield photosynthesis and leaf anatomy of maize in inter-and mono-cropping systems at varying plant densities

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The Crop Journal 2022年第3期10卷 893-903页

作者： Hongwei Yang Qiang Chai Wen Yin Falong Hu Anzhen Qin zhilong fan Aizhong Yu Cai Zhao Hong fan State Key Laboratory of Arid Land Crop Science Lanzhou 730070GansuChina College of Agronomy Gansu Agricultural UniversityLanzhou 730070GansuChina Institute of Farmland Irrigation Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Crop Water Use and RegulationMinistry of Agriculture and Rural AffairsXinxiang 453002HenanChina

Increasing plant density can increase cereal crop yields. However, the physiological and anatomical mechanisms of grain yield increase at high plant densities in maize-based intercropping systems are not well understood. A two-year field experiment was conducted in 2018 and 2019 to investigate grain yield, photosynthetic characteristics, stomatal traits, and leaf anatomy of maize plants in an intercropping system with high plant densities. Two cropping patterns(monocropping and intercropping) and three plant densities(D1, 78,000 plants ha^(-1);D2, 103,500 plants ha^(-1);D3, 129,000 plants ha;were arranged in a randomized block design. Increasing maize plant density significantly increased maize yield, and intercropping gave a significant yield advantage over monocropping under the same plant density. Intercropping combined with high plant density increased the leaf area and SPAD value of maize,increasing the photosynthesis rates after the harvest of pea. At the twelfth leaf stage, the stomatal density and stomatal area of intercrops combined with medium plant density increased by respectively 10.5%and 18.4% relative to their values for the corresponding density of monocrops. Although leaf thickness of maize was reduced by increasing plant density, the chloroplast number and grana lamella number were higher in intercropping than in monocropping under different plant densities. These positive changes in leaf anatomy resulted in increased photosynthesis, suggesting a physiological basis for the increase in grain yield.

关键词： Maize/pea intercropping Plant density Leaf area Photosynthesis Leaf anatomy

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