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绿肥还田结合减量施氮对绿洲灌区麦田N2O排放和小麦产量的影响

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作物学报 2025年

作者：张冬玲于爱忠吕汉强杨学慧王玉珑王鹏飞尚永盼尹波刘亚龙王凤甘肃农业大学农学院/干旱生境作物学国家重点实验室

针对西北绿洲灌区长期施用化学氮肥造成农田氮损失、土壤肥力下降等问题，研究不同绿肥还田和施氮水平对作物产量和土壤N2O排放的影响及机制具有重要意义。本研究基于甘肃河西走廊石羊河流域布设的田间试验，于2019—2021年在春小麦收... 详细信息

针对西北绿洲灌区长期施用化学氮肥造成农田氮损失、土壤肥力下降等问题，研究不同绿肥还田和施氮水平对作物产量和土壤N2O排放的影响及机制具有重要意义。本研究基于甘肃河西走廊石羊河流域布设的田间试验，于2019—2021年在春小麦收获后复种毛叶苕子，毛叶苕子开花期设置7500 kg hm-2(G1)、15，000 kg hm-2(G2)、22，500 kg hm-2(G3)和30，000 kg hm-2(G4) 4个还田量。翌年春小麦播前设置2个施氮水平，分别为减氮15% (N153)和减氮30% (N126)，以无绿肥传统施氮(G0N180)作为对照。结果表明，与G0N180相比，绿肥还田结合减量施氮显著提高了小麦籽粒产量，降低了麦田N2O排放量和排放强度，其中以G4N153处理产量最高，达9135.33～9250.42 kg hm-2。同一还田量下，减氮30%较减氮15%处理显著降低了N2O排放量；同一施氮水平下，G3、G4较G1、G2显著降低N2O排放量。研究还发现，N2O排放的消减主要发生在小麦拔节期以前，这主要归因于绿肥还田结合减量施氮处理显著降低了小麦播种期及苗期的土壤硝态氮、铵态氮含量和硝酸还原酶、亚硝酸还原酶活性。回归分析表明，小麦播种期及苗期的土壤速效氮含量和酶活性与N2O排放量呈显著正相关（P < 0.01）。在减氮15%水平下，G4较G1、G2、G3提高了小麦开花期和成熟期土壤速效氮含量，保障了小麦生育后期氮素吸收。综上所述，在河西绿洲灌区，绿肥还田结合减量施氮可显著提高小麦产量、降低土壤N2O排放量和排放强度，其中绿肥还田量30，000 kg hm-2结合减量施氮15%效果最佳。

关键词：绿肥还田量施氮量 N O排放土壤速效氮土壤酶活性

外源物质预处理对连作党参幼苗根腐病抗性及生理特性的影响

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西北植物学报 2025年

作者：胡玉蓉邱黛玉马澜陈鲜鲜徐锋宾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】探明3种外源物质对连作党参根腐病及其生理生化的影响,为利用外源物质缓解连作党参根腐病提供参考。【方法】采用灭菌连作土壤培养的1年生盆栽党参幼苗为材料,设置空白对照,根腐病病源菌侵染,28-高芸苔素内酯灌根、叶面喷施,枯... 详细信息

【目的】探明3种外源物质对连作党参根腐病及其生理生化的影响,为利用外源物质缓解连作党参根腐病提供参考。【方法】采用灭菌连作土壤培养的1年生盆栽党参幼苗为材料,设置空白对照,根腐病病源菌侵染,28-高芸苔素内酯灌根、叶面喷施,枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌接种以及氨基酸水溶肥喷施处理,30 d后接种病原菌,考察外源物质的抑菌率及连作党参叶片生理生化指标的变化。【结果】生防菌枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌可显著抑制患病党参病原菌侵染钉生长,抑菌率达70%以上。28-高芸苔素内酯灌根、叶喷及氨基酸水溶肥处理可显著增加患病党参叶片光合色素含量,增强叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性,显著降低细胞膜损伤和脂质过氧化程度;生防菌处理可显著降低患病党参叶片可溶性糖、MDA、脯氨酸和可溶性蛋白的积累,并使其恢复至正常水平。【结论】生防菌可有效抑制党参根腐病病原菌菌丝的生长及孢子萌发;生长调节剂和氨基酸水溶肥可平衡渗透调节系统,增强抗氧化防御机制,促进光合作用,增强植物抗逆性。

关键词：党参根腐病外源调控抑菌率生理生化指标

基于MaxEnt模型和HPLC技术的独活潜在适宜种植区预测及品质区化研究

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作物学报 2025年

作者：胡超贵董鹏斌王辰玥李欠甘肃农业大学农学院/干旱生境作物学国家重点实验室

独活是一种传统中药材与经济作物，由于产地较为广泛，质量难以控制。本研究采用最大熵模型(MaxEnt)预测独活在中国当前和未来潜在适宜分布区域，揭示了气候变化如何驱动其空间分布格局的演变，同时结合高效液相色谱(HPLC)和ArcGIS空间... 详细信息

独活是一种传统中药材与经济作物，由于产地较为广泛，质量难以控制。本研究采用最大熵模型(MaxEnt)预测独活在中国当前和未来潜在适宜分布区域，揭示了气候变化如何驱动其空间分布格局的演变，同时结合高效液相色谱(HPLC)和ArcGIS空间分析技术探讨了影响独活香豆素积累的主要环境因子，并区划优质适宜种植范围。结果表明，影响独活当前种植适宜分布的关键环境因子包括年温度变化范围、最冷月最低气温、5月太阳辐射量、最冷季平均气温、最暖季节降水量。种植适宜区主要分布在四川中部(阿坝和甘孜)、甘肃南部(平凉)、陕西南部(秦岭)、湖北南部(宜昌)和云南南部等季风气候区。模型预测表明，未来的气候变化将使适宜分布的中心向北部和高纬度地区移动，导致适宜地区的减少。可能受降水的影响，香豆素含量从高适宜区向低适宜区逐渐减少，优质种植适宜区域主要集中于四川中部、甘肃南部、湖南、河南、湖北南部和安徽南部，与当前种植适宜分布基本一致，且未来面积也将逐渐减少。本研究对优化独活种植、提高质量控制水平、提高经济效益和促进产业发展提供了理论依据和技术支撑。

关键词：独活 MaxEnt模型高效液相色谱气候响应质量评价

施氮量对测墒补灌小麦光合特性、籽粒灌浆及产量的影响

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麦类作物学报 2025年

作者：董亚博尤薇石玉张永丽张振山东农业大学农学院/小麦育种全国重点实验室/农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室

为探究黄淮海地区小麦高产的适宜施氮量,以小麦品种烟农1212为供试材料,通过大田试验,设置0kg·hm-2（N0）、150kg·hm-2（N150）、210kg·hm-2（N210）、270kg·hm-2（N270）共4个施氮水平,分析了施氮量对测墒补灌小麦旗叶光合特性和... 详细信息

为探究黄淮海地区小麦高产的适宜施氮量,以小麦品种烟农1212为供试材料,通过大田试验,设置0kg·hm-2（N0）、150kg·hm-2（N150）、210kg·hm-2（N210）、270kg·hm-2（N270）共4个施氮水平,分析了施氮量对测墒补灌小麦旗叶光合特性和籽粒灌浆的影响。结果表明,N210处理下小麦花后14～28d旗叶SPAD值显著高于N0和N150处理,与N270处理差异不显著。N210处理下小麦花后14～28d旗叶光合参数及光合酶活性均显著高于N0和N150处理,但施氮量增至N270时,旗叶光合参数及光合酶活性无显著变化。N210处理下籽粒平均灌浆速率和最大灌浆速率均显著高于其他处理,有利于粒重的提高。N210处理下千粒重和籽粒产量最高,其中产量较N0、N150和N270处理分别增加了43.93%、12.35%和4.36%。综上所述,施氮量210kg·hm-2是本试验条件下高产的最佳施氮量。

关键词：施氮量小麦光合特性籽粒灌浆产量

西北绿洲灌区玉米叶片衰老特征对不同地膜覆盖利用方式的响应

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作物学报 2025年第1期51卷 233-246页

作者：王丽萍李盼赵连豪樊志龙胡发龙范虹何蔚柴强殷文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甘肃兰州730070

西北绿洲灌区玉米传统生产模式中大量使用地膜伴随着生态环境污染严重,且在极端高温下玉米出现叶片早衰。针对该现象,通过免耕一膜2年覆盖利用技术探讨延缓玉米叶片衰老并增加玉米产量的可行性,以期为构建西北绿洲灌区地膜减量玉米高效... 详细信息

西北绿洲灌区玉米传统生产模式中大量使用地膜伴随着生态环境污染严重,且在极端高温下玉米出现叶片早衰。针对该现象,通过免耕一膜2年覆盖利用技术探讨延缓玉米叶片衰老并增加玉米产量的可行性,以期为构建西北绿洲灌区地膜减量玉米高效生产技术提供理论支撑。2013年在西北绿洲灌区设置免耕一膜2年覆盖利用(NTP)、秋免耕春覆膜(RTP)和传统每年覆新膜(对照, CTP) 3种处理(本文采用2021-2023数据),探究玉米叶片光合源、持绿特性、细胞抗氧化酶活性和渗透调节物质含量对不同地膜覆盖利用方式的响应。结果表明,NTP和RTP可有效调节玉米生育期内光合源和叶片持绿性能的动态关系,维持生育后期较大的叶面积指数(LAI)、光合势(LAD)、叶片持绿性(SG)和叶绿素相对含量(SPAD),有利于延缓叶片衰老。与CTP相比, NTP玉米出苗后75~120 d的LAI、LAD、SG和SPAD分别提高15.1%~16.1%、14.8%~15.5%、7.2%~9.2%和11.3%~11.7%,RTP分别提高12.4%~13.0%、11.5%~12.4%、10.0%~17.6%和6.0%~6.7%。同时,通过单株绿色叶面积的拟合,发现NTP和RTP较CTP叶片衰老时间平均推迟了5.8~7.0d和6.2~7.7d,这可能是由于NTP和RTP有助于增强玉米大喇叭口期-灌浆期叶片的抗氧化能力和细胞渗透调节作用。玉米出苗后60~105 d, NTP较CTP叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性分别提高17.6%~20.0%、28.4%~34.4%、6.7%~8.4%和8.3%~10.9%, RTP较CTP分别提高11.3%~11.7%、16.9%~18.2%、4.4%~6.1%和5.8%~7.7%。此外,与CTP相比,NTP与RTP可溶性蛋白和脯氨酸含量分别提高35.9%~43.9%和29.5%~31.8%,20.7%~31.7%和17.4%~20.4%,丙二醛含量分别降低26.0%~27.8%和17.5%~25.9%。NTP对抗氧化酶和渗透调节物质的影响更大,NTP较CTP增产5.2%~6.0%。免耕一膜2年覆盖利用技术是西北灌区在实现资源减投条件下,有效延缓玉米叶片衰老且增加产量的适宜措施。

关键词：地膜覆盖光合源抗氧化酶活性细胞渗透调节能力籽粒产量

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水氮运筹对土壤氮代谢酶活性和小麦氮素利用的影响

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水土保持学报 2025年第1期39卷 160-169页

作者：崔振坤于振文石玉张永丽张振小麦育种全国重点实验室山东农业大学农学院农业农村部作物生理生态与耕作重点实验室山东泰安271018

[目的]为探究在测墒补灌条件下,水氮运筹对土壤氮代谢相关酶活性和小麦氮素利用的影响。[方法]采用二因素裂区设计,主区在小麦拔节期和开花期,0~40 cm土层土壤相对水分体积分数分别补灌至65%(W1)、75%(W2)、85%(W3);副区分别设置施纯氮0... 详细信息

[目的]为探究在测墒补灌条件下,水氮运筹对土壤氮代谢相关酶活性和小麦氮素利用的影响。[方法]采用二因素裂区设计,主区在小麦拔节期和开花期,0~40 cm土层土壤相对水分体积分数分别补灌至65%(W1)、75%(W2)、85%(W3);副区分别设置施纯氮0(N0)、150(N1)、180(N2)、210(N3)kg/hm^(2)4个施氮量。在2022—2024年2个小麦生长季,测定分析土壤氮代谢相关酶活性、植株氮素积累转运、氮素营养指数、硝态氮残留量、籽粒产量和水氮利用效率。[结果]1)土壤相对水分体积分数补灌至75%水平,协同施氮180 kg/hm^(2)(W2N2处理)能够显著提高小麦开花期土壤脲酶和蛋白酶活性,降低土壤硝酸还原酶活性,有利于土壤氮素向作物可吸收形态转化。由方差分析结果可知,灌溉水平、施氮量及其交互作用对土壤氮代谢酶活性的影响均达到极显著水平(p农学效率2年平均值降低13.02%~26.34%,氮肥利用率降低9.77%~23.64%,灌溉水利用效率降低2.88%~38.10%。[结论]小麦拔节期和开花期0~40 cm土层土壤相对水分体积分数分别补灌至75%,协同施氮180 kg/hm^(2)能够显著提高小麦籽粒产量、水氮利用效率、营养器官氮素积累与转运量和籽粒氮素积累量;同时,具有最佳的土壤氮代谢酶活性和氮素营养指数,是黄淮海地区小麦高产高效的最优水氮运筹方式。

关键词：小麦水氮运筹测墒补灌土壤酶活性氮素利用

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免耕轮作对减氮小麦产量下降的补偿效果

作物学报 2025年

作者：武斌曹永刚胡发龙殷文樊志龙范虹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

针对河西绿洲灌区小麦生产连作普遍、氮肥施用量大等问题，开展轮作结合免耕对减量施氮小麦产量的影响研究，以期为优化小麦栽培管理提供依据。2022—2023年，通过裂区试验，重点研究前茬玉米及其处理方式（免耕留茬、翻耕）对减量施氮... 详细信息

针对河西绿洲灌区小麦生产连作普遍、氮肥施用量大等问题，开展轮作结合免耕对减量施氮小麦产量的影响研究，以期为优化小麦栽培管理提供依据。2022—2023年，通过裂区试验，重点研究前茬玉米及其处理方式（免耕留茬、翻耕）对减量施氮小麦干物质累积特性、产量及其构成要素的影响，试验主区为免耕轮作小麦（NTRW）、翻耕轮作小麦（CTRW）、翻耕连作小麦（CTCW） 3种种植方式，裂区设小麦225 kg hm-2（常规，N1）和180 kg hm-2（减氮20%，N2） 2个施氮水平。结果表明，轮作较连作可提高小麦籽粒产量及生物产量，且轮作能有效补偿氮肥减施引起的产量下降负效应，与免耕结合能进一步强化补偿效应。与CTCW相比，NTRW、CTRW籽粒产量分别提高31.7%、17.3%，生物产量分别提高15.3%、10.3%；氮肥减施20%后籽粒产量及生物产量分别降低6.2%、3.7%。但CTRWN2较CTCWN1生物产量提高4.6%，籽粒产量差异不显著，且NTRWN2较CTCWN1籽粒产量和生物产量分别提高21.9%、11.6%。与CTCW相比，NTRW、CTRW孕穗期-成熟期的CGR分别提高22.4%、13.6%，全生育期Vmean分别提高15.0%、10.2%；氮肥减施20%后CGR及Vmean分别降低3.8%、3.6%。但CTRWN2较CTCWN1的CGR和Vmean分别提高6.3%、4.5%，且NTRWN2较CTCWN1的CGR和Vmean分别提高19.3%、11.6%。与CTCW相比，NTRW、CTRW穗粒数分别提高12.0%、4.7%，收获指数分别提高14.4%、6.5%，穗数分别提高5.0%、8.0%；氮肥减施20%后穗粒数、收获指数、穗数分别降低2.5%、2.9%、2.3%。但CTRWN2较CTCWN1的穗数提高4.3%，穗粒数、收获指数差异不显著，且NTRWN2较CTCWN1穗粒数、收获指数分别提高10.3%、9.3%，穗数差异不显著。因此，在河西绿洲灌区，免耕轮作小麦结合180 kg hm-2施氮量是该区适宜推广利用的小麦节氮增产有效措施。

关键词：氮肥减施免耕轮作补偿产量

外源褪黑素对干旱胁迫下玉米幼苗根系的缓解效应研究

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玉米科学 2025年第1期33卷 56-65,76页

作者：杨馨仪周广阔王芳甘肃农业大学农学院兰州730070 甘肃农业大学干旱生境作物学国家重点实验室兰州730070

以抗旱玉米自交系郑58和旱敏感自交系E28为材料,研究干旱胁迫下外源褪黑素对玉米幼苗根系生长及生理生化特性的影响。结果表明,与干旱胁迫相比,干旱胁迫下外施75μmol/L的褪黑素能显著促进玉米幼苗根系的生长。郑58总根长、根尖数、根... 详细信息

以抗旱玉米自交系郑58和旱敏感自交系E28为材料,研究干旱胁迫下外源褪黑素对玉米幼苗根系生长及生理生化特性的影响。结果表明,与干旱胁迫相比,干旱胁迫下外施75μmol/L的褪黑素能显著促进玉米幼苗根系的生长。郑58总根长、根尖数、根体积和根表面积分别显著增加47.22%、12.69%、39.29%和18.9%,E28总根长、根尖数、根体积和根表面积分别显著增加51.06%、54.78%、44.74%和81.44%。外施75μmol/L的褪黑素能显著缓解干旱胁迫带来的损伤,郑58的SOD、POD、CAT、APX酶活性、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量分别增加72.94%、22.43%、110.52%、79.77%、10.94%、13.63%、19.35%,E28分别增加了66.82%、13.25%、81.25%、51.82%、7.25%、34.10%、33.22%,且两个玉米自交系的膜脂过氧化程度降低,抗氧化酶基因SOD、POD和CAT的表达量也显著上调,表明褪黑素可以减少干旱胁迫对玉米带来的损伤,提高玉米抗旱性。

关键词：玉米干旱胁迫外源褪黑素缓解效应

甘薯激酶基因IbHT1的克隆及抗旱性功能鉴定

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作物学报 2025年第2期51卷 301-311页

作者：王语新陈天羽翟红张欢高少培何绍贞赵宁刘庆昌农业农村部甘薯生物学与生物技术重点实验室/中国农业大学农学院北京100193

HT1(HIGH LEAF TEMPERATURE 1)属于蛋白激酶,在模式植物拟南芥中主要参与气孔运动,但其在甘薯(Ipomoea batatas (L.) Lam.)中的作用未见相关报道。本研究从甘薯品系徐薯55-2中克隆得到IbHT1基因,其CDS全长1140 bp,编码379个氨基酸。IbHT... 详细信息

HT1(HIGH LEAF TEMPERATURE 1)属于蛋白激酶,在模式植物拟南芥中主要参与气孔运动,但其在甘薯(Ipomoea batatas (L.) Lam.)中的作用未见相关报道。本研究从甘薯品系徐薯55-2中克隆得到IbHT1基因,其CDS全长1140 bp,编码379个氨基酸。IbHT1蛋白具有一个保守的STKc_MAP3K_Like蛋白激酶结构域,预测分子量大小43.07 kD,等电点8.83。其基因组全长2796 bp,含有3个外显子和2个内含子。IbHT1蛋白定位于细胞膜上,其蛋白全长无转录激活活性。IbHT1基因受20%PEG-6000诱导下调表达。过表达IbHT1基因减弱了甘薯植株的抗旱性,而RNA干扰该基因显著增强了甘薯植株的抗旱性。通过酵母筛库筛选到与IbHT1蛋白互作的10个蛋白,由此推测,IbHT1蛋白激酶可能通过与这些蛋白相互作用从而共同参与甘薯抗旱性的调控。

关键词：甘薯 IbHT1 RNA干扰抗旱性互作蛋白