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大豆玉米带状复合种植示范推广与应用基础研究进展

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玉米科学 2024年

作者：常洪庆陈银银高意帆李思源董淑雅陈瑞雪张学林刘天学李鸿萍河南农业大学农学院省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室作物生长发育调控教育部重点实验室

近年来随国民生活条件改善，人们对大豆加工产品需求日益增加，但受耕地、气候等因素限制，无法在保持玉米种植面积不变的条件下，额外增加大豆种植面积。因此，传统大豆玉米间套作复合种植模式引起人们重视。西南地区大豆玉米套作带状... 详细信息

近年来随国民生活条件改善，人们对大豆加工产品需求日益增加，但受耕地、气候等因素限制，无法在保持玉米种植面积不变的条件下，额外增加大豆种植面积。因此，传统大豆玉米间套作复合种植模式引起人们重视。西南地区大豆玉米套作带状复合种植技术在保障玉米产量、提高大豆产量、农民丰产增收等方面已取得显著成效，并积累了成功的推广经验，但对黄淮海等地区大豆玉米同期播种的间作模式应用基础研究相对较少，同期播种的间作较非同期播种的套作在光、热、水、肥、气等资源配置方面带来更多的生产问题。亟待解决大豆玉米间作种植时带型配置、光资源利用、品种搭配、杂草治理和农机具配套等方面的问题。本文通过综述大豆玉米间套作农机农艺融合、资源高效利用、高产高效栽培管理等技术集成，以期为进一步扩大间作大豆玉米带状复合种植的推广利用、揭示增产机理、提高经济效益提供理论研究。

关键词：大豆玉米套作间作高产高效

小麦TaCLC-e-3AL基因功能分析及互作蛋白鉴定

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植物营养与肥料学报 2024年第5期30卷 835-847页

作者：宋腾钊毛培钧杨瑞鹏李冰冰刘腾飞谢玉民李妍珂袁梦营程西永许海霞神农种业实验室/河南农业大学农学院/省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室河南郑州450002

【目的】分析小麦氯离子通道TaCLC-e-3AL基因功能并鉴定其互作蛋白,以解析TaCLC-e-3AL参与小麦响应低氮胁迫的作用机制。【方法】以拟南芥AtCLC-e氨基酸序列为参考序列,通过BlastP对小麦基因组数据库进行比对,获得TaCLC-e-3AL(TraesCS3A... 详细信息

【目的】分析小麦氯离子通道TaCLC-e-3AL基因功能并鉴定其互作蛋白,以解析TaCLC-e-3AL参与小麦响应低氮胁迫的作用机制。【方法】以拟南芥AtCLC-e氨基酸序列为参考序列,通过BlastP对小麦基因组数据库进行比对,获得TaCLC-e-3AL(TraesCS3A02G253600)、TaCLC-e-3B(TraesCS3B02G285500)和TaCLC-e-3DL(TraesCS3D02G254500)3个基因,分析其基因结构和系统进化关系。将TaCLC-e-3AL-p1300-GFP融合蛋白表达载体转化至小麦原生质体中,分析TaCLC-e-3AL的亚细胞定位特征;采用转基因拟南芥进行异源功能验证,利用酵母双杂交筛选与TaCLC-e-3AL相互作用的蛋白。【结果】生物信息学分析表明,TaCLC-e-3AL编码的蛋白含有11个跨膜结构域,与乌拉尔图小麦TuCLC-e同源性最高。组织表达量预测分析表明,TaCLC-e-3AL基因在小麦的叶片和茎部表达量较高。顺式作用元件分析表明,其可能响应光、激素以及逆境胁迫等信号。亚细胞定位显示,TaCLC-e-3AL蛋白经内质网分选后定位于叶绿体内。过表达TaCLC-e-3AL转基因拟南芥植株在低氮胁迫条件下可以储存更多的NO_(3)^(-),并能够维持植株体内NO_(3)^(-)/Cl^(-)的稳态,不引起植株根长和鲜重的显著变化。酵母双杂交文库筛选显示TaCLC-e-3AL与水通道、叶绿体a/b结合蛋白和电压依赖性阴离子通道3个蛋白互作,表明TaCLC-e-3AL可能与它们协同参与干旱胁迫响应、光合作用、信号传导等生物过程。【结论】小麦氯离子通道蛋白TaCLC-e-3AL位于叶绿体内。TaCLC-e-3AL基因转化至拟南芥中过表达,在低氮胁迫条件下较野生型可以在植株体内储存更多的NO_(3)^(-),并维持NO_(3)^(-)/Cl^(-)的值,表明TaCLC-e-3AL可能调控Cl^(-)和NO_(3)^(-)的协同运输。TaCLC-e-3AL通过与水通道蛋白、叶绿体a/b结合蛋白、电压依赖性阴离子通道蛋白互作,参与小麦的干旱胁迫、光合作用和离子胁迫应答。

关键词：小麦氯离子通道蛋白 TaCLC-e-3AL 功能分析互作蛋白

外源锌对镉胁迫下玉米幼苗生长及根系构型分级的影响

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环境科学 2024年第2期45卷 1128-1140页

作者：张辉红魏畅柳海涛张静静刘芳赵颖张雪海李鸽子姜瑛河南农业大学资源与环境学院郑州450046 河南农业大学农学院省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室郑州450046 河南农业大学国家小麦工程技术研究中心郑州450046

为探究不同浓度锌(Zn)对镉(Cd)胁迫条件下玉米幼苗生长及根系构型分级的影响,通过水培试验,以玉米品种郑单958为试验材料,研究Cd胁迫条件下(50μmol·L^(-1)),外源施加不同浓度Zn(0、10、25、50、100、200和400μmol·L^(-1))对玉米幼... 详细信息

为探究不同浓度锌(Zn)对镉(Cd)胁迫条件下玉米幼苗生长及根系构型分级的影响,通过水培试验,以玉米品种郑单958为试验材料,研究Cd胁迫条件下(50μmol·L^(-1)),外源施加不同浓度Zn(0、10、25、50、100、200和400μmol·L^(-1))对玉米幼苗生长、根系构型及其分级特征、Cd含量及根系Cd吸收能力、光合系统的影响,并通过主成分分析和隶属函数法进行综合评价.结果表明,50μmol·L^(-1)Cd胁迫对玉米幼苗具有明显的毒害作用,使叶绿素含量和光合参数显著降低,主根长、株高、生物量、根分枝数和根尖数,包括Ⅰ~Ⅲ级径级区间的根长、根表面积及Ⅰ~Ⅱ级径级区间的根体积显著下降,阻碍了玉米幼苗的正常生长发育.施用100μmol·L^(-1)和200μmol·L^(-1)Zn与不施Zn相比,降低了玉米幼苗对Cd的吸收,显著降低了Cd含量和Cd吸收效率,缓解了对玉米幼苗的毒害作用,使地上地下部鲜重、地上部干重、地上地下部耐受指数和根分枝数均显著升高;显著增强了玉米幼苗的光合作用,促使幼苗光合速率和总叶绿素含量显著升高;Ⅰ级径级区间的RL、Ⅰ~Ⅱ级径级区间的SA和RV在100μmol·L^(-1)Zn时达到最大,Ⅲ级径级区间的RL、SA和RV在200μmol·L^(-1)Zn时达到最大,均显著高于不施Zn处理;玉米幼苗生长耐受性综合评价表明,100μmol·L^(-1)和200μmol·L^(-1)Zn缓解Cd毒害作用效果较好.综合分析可知,施加适宜浓度的Zn可以降低玉米幼苗植株内Cd含量、根系Cd吸收能力及Cd吸收效率,提高玉米幼苗生物量的积累,减轻Cd毒害对根系构型的影响,减少对光合系统的影响,提高玉米幼苗对Cd的耐受性.

关键词：玉米镉(Cd) 锌(Zn) 生理参数根系构型分级

自噬相关基因FpAtg3参与假禾谷镰孢的生长和致病

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中国农业科学 2024年第6期57卷 1080-1090页

作者：董在芳丁腾腾单艺轩李洪连陈琳琳邢小萍河南农业大学植物保护学院/小麦玉米作物学国家重点实验室

【背景】假禾谷镰孢（Fusarium pseudograminearum）引起的小麦茎基腐病是我国小麦生产上的新病害。自噬是真核生物中普遍发生的细胞过程，调控多种植物病原真菌的生长发育和侵染，但其在假禾谷镰孢中的作用还不明确。【目的】明确假禾... 详细信息

【背景】假禾谷镰孢（Fusarium pseudograminearum）引起的小麦茎基腐病是我国小麦生产上的新病害。自噬是真核生物中普遍发生的细胞过程，调控多种植物病原真菌的生长发育和侵染，但其在假禾谷镰孢中的作用还不明确。【目的】明确假禾谷镰孢自噬相关基因FpAtg3在该病菌生长和致病中的作用，解析假禾谷镰孢致病机理，为小麦茎基腐病科学防控提供理论依据。【方法】从NCBI数据库中下载主要真菌的Atg3氨基酸序列，利用MEGA5.05构建系统进化树。利用Split-PCR策略构建FpAtg3基因敲除盒，经PEG介导的原生质体转化导入假禾谷镰孢野生型菌株中。利用潮霉素抗性筛选阳性转化子，并经PCR检测获得FpAtg3基因缺失突变体（ΔFpAtg3）。构建pKNTG-FpAtg3重组载体，导入ΔFpAtg3菌株，利用FpAtg3自身启动子启动FpAtg3的转录，以获得FpAtg3缺失突变体的回补菌株。利用假禾谷镰孢营养生长的培养基PDA、CM和MM测定菌丝生长速率和菌落形态；PDA培养基上测定菌丝形态和菌丝融合率；CMC培养液中测定分生孢子的产量及形态；皮氏培养基上测定孢子融合芽管调控的融合率。将假禾谷镰孢的菌丝块接种小麦胚芽鞘和大麦叶片测定病原菌的致病力，采用盆栽试验测定假禾谷镰孢引起的小麦茎基腐病。在PDA培养基中分别加入刚果红、SDS和过氧化氢测定假禾谷镰孢对细胞壁、细胞膜和氧化胁迫的耐受性。【结果】细胞自噬相关蛋白Atg3在真菌中非常保守，且与生物进化的方向一致，假禾谷镰孢FpAtg3与禾谷镰孢和尖镰孢的Atg3同源性最高。获得了FpAtg3基因缺失突变体和回补菌株，表型测定结果显示，与假禾谷镰孢野生型和回补菌株相比，ΔFpAtg3在营养培养基上的菌丝生长明显减慢，气生菌丝减少，菌丝呈波纹状卷曲，分生孢子产量减少，孢子变短，分生孢子分隔减少；野生型和回补菌株菌丝融合发生非常普遍，在相同条件下ΔFpAtg3的菌丝融合率和孢子融合芽管调控的融合率均明显降低；ΔFpAtg3侵染大麦叶片和小麦胚芽鞘造成的病斑较野生型和回补菌株侵染的病斑明显减小，盆栽试验进一步验证ΔFpAtg3的致病力降低；与野生型和回补菌株相比，ΔFpAtg3在刚果红、SDS和过氧化氢胁迫中的耐受性降低。【结论】自噬相关基因FpAtg3参与假禾谷镰孢的菌丝生长、分生孢子产生、菌丝融合、致病力以及对非生物胁迫的耐受性。

关键词：小麦茎基腐病假禾谷镰孢 Atg3 菌丝融合致病力

干旱胁迫条件下外源褪黑素提高小麦穗花发育和穗粒数的机理

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植物营养与肥料学报 2024年第8期30卷 1477-1489页

作者：王璐媛刘淋茹袁鑫茹张艳艳张荣段剑钊贺利冯伟王志强王永华郭天财河南农业大学农学院河南郑州450046 国家小麦工程技术研究中心河南郑州450046 教育部作物生长发育调控重点实验室河南郑州450046

【目的】探究外源褪黑素(melatonin,MT)对水分胁迫下小麦穗花发育及抗氧化能力的调控效应,为采用化控方法有效缓解干旱胁迫对小麦的危害提供技术支撑。【方法】以多穗型品种‘豫麦49-198’和大穗型品种‘周麦22’为试验材料,设置3种土... 详细信息

【目的】探究外源褪黑素(melatonin,MT)对水分胁迫下小麦穗花发育及抗氧化能力的调控效应,为采用化控方法有效缓解干旱胁迫对小麦的危害提供技术支撑。【方法】以多穗型品种‘豫麦49-198’和大穗型品种‘周麦22’为试验材料,设置3种土壤含水量处理:田间持水量的70%~80%(W1)、60%~70%(W2)、50%~60%(W3)。在小麦小花退化高峰期前进行叶面喷施100μmol/L外源MT处理,并以清水为对照(CK),自叶面喷施MT 3天起至开花期,每3天取1次样,在EMZ-TR解剖镜下观察小麦主茎幼穗分化进程,记录分化小花数、可孕小花数及小花分化各阶段特征。然后将小麦植株分为茎(茎+叶鞘)、叶、穗三部分,调查干重、含水量、顶展叶片过氧化氢(H_(2)O_(2))和丙二醛(MDA)含量,以及抗氧化相关酶(SOD、POD)活性。【结果】与W1处理相比,W2和W3处理下两品种小麦小花总分化小花数、退化结点小花数、可孕小花数和穗粒数均降低,同时小麦植株含水量下降,顶展叶片H_(2)O_(2)和MDA含量升高。喷施外源MT可以改善两品种小麦小花发育质量,减少小花退化,增加退化结点小花数、可孕小花数,提高结实穗粒数,对品种周麦22的促进效应高于豫麦49-198。外源MT有效降低了小麦顶展叶片H2O2和MDA含量,其中豫麦49-198和周麦22的H2O2降幅分别为6.83%~15.16%、7.60%~17.06%,MDA降幅分别为5.80%~15.31%、6.94%~16.83%;有效提高了两品种顶展叶片SOD和CAT抗氧化酶活性,豫麦49-198和周麦22的SOD活性提升幅度分别为4.25%~13.39%和5.62%~14.49%,CAT活性提升幅度分别为4.86%~15.68%和5.42%~16.50%,对品种周麦22的调控效应高于豫麦49-198。喷施外源MT有效提高了两品种小麦抗氧化能力和抗旱性,进而促进干物质生产和提高穗器官干物质积累量,在喷施处理后第15天时,豫麦49-198和周麦22喷施MT处理的穗器官干物质积累量相比于喷施清水处理分别平均提高6.66%~11.72%和8.06%~12.52%,为小花的生长发育提供了营养物质保障。【结论】在小麦小花退化高峰前喷施外源MT可以有效改善植株水分状况,提高干旱胁迫下小麦叶片的抗氧化能力和叶片质膜的稳定性,近而提升小麦物质生产能力,为小花发育和结实提供充足的营养保障,提高可孕小花数和结实穗粒数。

关键词：水分胁迫褪黑素穗花发育抗氧化特性干物质积累

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绿洲灌区密植对氮肥减量玉米产量的补偿潜力

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

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

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

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