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中国农业科学
中国农业科学院
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路文如

半月刊

0578-1752

zgnykx@mail.caas.net.cn

010-82109808 82106279

100081

北京中关村南大街12号

中国农业科学/Journal Scientia Agricultura SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为综合性农牧业科学学术刊物。主要发表我国农牧业科学在基础理论和应用技术方面的学术论文、重要科研成果和专题报告及各学科研究进展综述等。主要栏目有作物栽培的理论与实践、作物育种与品种资源、生物技术、植保、土肥、畜牧、兽医、研究简报等。读者对象为农牧业科技工作者、农业院校师生和农业管理干部。
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    冠层活性相关性状全基因组关联分析及其对产量性状遗传效应的解析

    李法计程敦公余晓丛闻伟锷...
    627-637页
    查看更多>>摘要：[目的]冠层活性是反映作物生长发育的重要指标,发掘小麦冠层活性相关基因并分析其与产量性状的关系,为解析产量遗传结构和辅助育种提供理论支撑.[方法]以 166 份国内外小麦品种为材料,将其种植于河南安阳和安徽濉溪,结合已构建的包含326 570个来源于小麦90K和660K SNP芯片标记的高密度整合物理图谱,对苗期和花后10 d归一化植被指数(NDVI-S和NDVI-10)及花后 10 d旗叶叶绿素含量(Chl-10)进行关联分析,并与前期利用相同材料得到的产量相关性状结果进行比较.[结果]NDVI-S、NDVI-10和Chl-10在基因型、环境及基因型×环境互作间变异方差均达极显著(P＜0.01)差异,广义遗传力(h2 b)分别为 0.81、0.81 和 0.91.分别检测到 13、12 和 15 个与NDVI-S、NDVI-10 和Chl-10 显著相关的位点,其中,有12、11和12 个为新位点,5个位点与2个以上性状有关.166份小麦品种含有NDVI-S、NDVI-10和Chl-10优异等位基因数变幅分别为4-11、3-11和4-12,且随着优异等位基因数目增加其对应表型值呈递增趋势.NDVI-S与千粒重、粒长和粒宽显著正相关(P＜0.01);Chl-10 与产量和旗叶宽显著正相关(P＜0.01),与单位面积穗数、株高和穗下节长显著负相关(P＜0.01).检测到7个同时与产量和冠层活性相关的多效性位点.[结论]NDVI-S可用于品种产量性状的选择,检测到的稳定位点和多效性位点可在开发标记后用于育种材料的检测.

    小麦冠层活性产量归一化植被指数叶绿素含量关联分析

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    红蓝光促进陆地棉愈伤组织诱导和增殖

    李凯利魏云晓种智力孟志刚...
    638-649页
    查看更多>>摘要：[目的]陆地棉(Gossypium hirsutum)的遗传转化技术存在转化周期长、转化效率低等问题,其中,愈伤组织增殖速度慢是导致棉花转化周期长的关键因素.探究陆地棉愈伤组织增殖的最适光照条件,为缩短棉花转化周期提供技术基础.[方法]以陆地棉受体品种WC的下胚轴为外植体诱导愈伤组织,设置红光、蓝光、红蓝光(1﹕1)和白光(CK)4 种不同光照处理,研究不同光质下愈伤组织的增殖速度、形态特征,以及相关基因表达水平和相关酶活性的差异,解析光照对愈伤组织增殖的影响并获得最优光照条件.[结果]不同光质对诱导棉花外植体出愈和愈伤组织生长具有明显影响.在 4 种不同光照处理下,红蓝光相较其他光质具有更显著地促进外植体出愈和愈伤组织增殖的效果,表现为愈伤组织分化时间更短,7-15 d,即与其他处理存在明显表型差异,7 d愈伤组织鲜重红蓝光(0.39 g)＞蓝光(0.34 g)＞白光(0.24 g)＞红光(0.23 g),15 d 时,红蓝光(1.15 g)＞蓝光(0.98 g)＞白光(0.69 g)＞红光(0.51 g),红蓝光照射下的愈伤组织鲜重是白光对照的 1.65 倍,比单一蓝光或红光照射下的愈伤组织鲜重增加 16.5%或 125.5%;与此相一致的是,红蓝光处理下,第二周的愈伤增殖率也最高,达 14.67%,比红光处理(7.17%)增加 1 倍多.4 种光质下,愈伤增殖及体胚再生相关基因的表达量,红蓝光处理均显示最高.此外,红蓝光处理下愈伤组织的过氧化氢酶(CAT)活性显著提高,活性氧(ROS)含量低于白光对照.[结论]不同光质条件下,棉花外植体的愈伤组织增殖速度不同,红蓝光(1﹕1)促进外植体出愈和愈伤增殖表现最优,其次为蓝光,再次为白光,单独的红光不利于棉花出愈和愈伤增殖.红蓝光(1﹕1)处理诱导光受体及其互作因子、愈伤增殖等相关基因的表达,增强愈伤组织内过氧化氢酶的活性,降低活性氧含量,促进细胞分裂,进而促进愈伤增殖.

    陆地棉红光蓝光愈伤组织增殖速度活性氧

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    甘蓝型油菜光叶性状的遗传分析及基因定位

    关志林靳丰蔚刘婷婷王毅...
    650-662,中插1页
    查看更多>>摘要：[目的]表皮蜡质是覆盖植物叶片和茎秆等部位的疏水层,在植物抵御逆境方面发挥着重要作用,同时会影响光合作用和生长发育;甘蓝型油菜作为世界上主要的油料作物之一,研究表皮蜡质突变体的遗传机制,为实现油菜高产稳产提供参考.[方法]对油菜光叶突变体M8 和普通蜡质叶中双 11(ZS11)和C20 的叶片表征进行记载,使用便携式植物光合作用测量系统测定叶片光合速率;利用M8和ZS11、C20分别杂交获得2个F1、自交构建2个F2 分离群体,用于分析油菜光叶性状的遗传规律;选取M8 和ZS11 杂交的F2 群体中光叶和蜡质叶表型单株分别进行混池,通过集团分离分析法结合靶向测序技术进行基因克隆,结合比较基因组和转录组数据进行候选基因预测,并通过RT-PCR验证候选基因.[结果]甘蓝型油菜光叶表型叶片气孔导度更大、光合效率更高;遗传分析表明M8 光叶性状受 1 对基因控制,光叶相对蜡质叶为隐性.图位克隆将光叶控制基因定位至A08染色体0.134-0.699 Mb物理区间内.进一步分析发现,相比于ZS11,光叶突变体M8中A08染色体 0.22-0.58 Mb区间存在大片段缺失,ZS11 在该区段中的BnaA08G0006900ZS(BnaA08.SAGL1)可能为光叶的候选基因,该基因编码一个Kelch-F-box蛋白,在ZS11叶片中表达量高而M8中未检测到,该基因缺失可能导致了M8光叶表型.[结论]甘蓝型油菜光叶新突变体M8 相比野生型蜡质叶片光合速率更高,该光叶表型受 1 对隐性基因控制;图位克隆鉴定到光叶性状调控基因为BnaA08.SAGL1,基因缺失产生了光叶表型.

    甘蓝型油菜光叶蜡质图位克隆BnaA08.SAGL1

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    基于物候信息图谱的耕地种植模式遥感监测方法

    陶建斌王昀张馨月姜启樾...
    663-678,中插2页
    查看更多>>摘要：[目的]种植模式是作物种植的前后茬顺序的概括,反映耕地资源的利用方式和效率.本研究通过分析不同种植模式的物候特征,构建江汉平原地区的耕地物候信息图谱和种植模式谱,并实现该地区主要种植模式的提取.[方法]在地学信息图谱理论支持下,根据农作物种植的先验知识和不同种植模式所表现的物候差异,将植被指数变化过程和耕地利用方式的空间差异进行图谱合一的表达,组成包含耕地不同利用方式的耕地物候信息图谱;以江汉平原地区的主要种植模式为例,将关键物候期植被指数的状态进行排列组合,建立植被指数状态到种植模式的信息重映射规则,并在此基础上根据农作物特有的物候知识进行物候特征挖掘,进行江汉平原地区种植模式谱的构建;进而利用朴素贝叶斯网络融合关键物候期影像和物候知识实现江汉平原种植模式的提取.采用基于知识概率编码的方法,对关键物候期的植被指数状态进行定量表达.[结果]构建了江汉平原地区的种植模式谱,发现江汉平原地区的种植模式谱由8种种植模式构成:春单季、夏单季、春夏双季、夏秋双季、双季稻、经济作物、鱼塘、苗木或撂荒.提出的种植模式谱及基于朴素贝叶斯网络的种植模式提取方法能够准确地提取出所有种植模式,并具有良好的精度和适用性.江汉平原地区在研究时段内呈现显著的夏秋双季扩张,以及春夏双季和夏单季减少的趋势.[结论]种植模式谱全面反映了江汉平原地区种植模式的总体特征,提升了耕地利用方式监测的准确度,丰富了耕地资源利用方式的内涵.本文方法得到的种植模式分布图可以作为作物制图的基础底图数据,也是种植强度制图的重要依据.

    物候信息图谱种植模式种植模式谱贝叶斯网络江汉平原

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    基于气象因素的玉米单产堆栈集成学习建模与预测

    李乾川许世卫张永恩庄家煜...
    679-697页
    查看更多>>摘要：[目的]在世界气候变化加剧和气象灾害频发的背景下,探究气象因素对玉米单产的重要性并准确预测玉米单产对于促进农业生产和田间管理具有重要意义.本文旨在量化分析玉米各生育阶段气象因素对单产的重要性并建立高精度、高可靠性的玉米气象单产堆栈集成学习估测模型来预测单产.[方法]利用HP滤波法和移动平均法确定各县域趋势单产模型并分离出各县气象单产.采用轻量级梯度提升机(LightGBM)、Bagging和Stacking 3种集成学习方法,通过对中国12个省份596个县级行政区域和气象观测站跨度 34 年的日度气象数据和玉米产量数据进行分析,建立 3 种基于不同集成学习框架(LightGBM、Bagging和Stacking)的玉米气象单产预测模型.[结果]适用HP滤波法作为趋势单产模型的县域主要集中在陕西、河南、江苏和安徽地区.相较于HP滤波法,更多县域适用于移动平均法,且多数县域R 2 分布于0.8以上.基于5年滑动预测和模型精度评价指标,3种模型对玉米单产的平均绝对百分比误差(MAPE)指标均低于6%.Stacking模型MAPE值达到4.60%,预测精度高,泛化性强.结果表明玉米气象单产堆栈集成学习预测模型(Stacking)具有更高精度和更强鲁棒性,并能有效利用各基学习器特点与优势,提升预测精度,是根据气象因素预测玉米单产的最优模型.此外,基于 12 省玉米生育阶段 27 个气象因素的随机森林特征重要性评分对玉米单产的定量分析,对作物监测和田间管理有借鉴和参考意义.[结论]3种集成学习方法,尤其是堆栈集成学习模型(Stacking)预测效果能够详细反映出玉米单产的时空分布变化情况.基于气象因素的玉米单产堆栈集成学习模型可为田间管理和精准预测玉米单产提供新方法.

    玉米气象单产集成学习单产估测县级数据特征重要性

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    福建省茶树病毒种类鉴定及多重PCR检测技术的建立

    陈细红蔡伟虞赟李敏...
    698-710页
    查看更多>>摘要：[目的]明确福建省茶树主要病毒种类和分布情况,并建立同时快速检测多种病毒的多重PCR检测技术.[方法]2019-2023 年,从福建省福州、南平、宁德、泉州、漳州、厦门、三明、莆田和龙岩 9 个地市区采集具有褪绿、皱缩和坏死等疑似病毒感染症状的茶树样品1 869份,采用高通量测序技术结合PCR和RT-PCR检测的方法对茶树病毒病的病原进行鉴定,并将PCR扩增获得的特异性目的片段进行克隆和测序,对获得的序列进行系统发育分析;同时,根据GenBank上已报道的病毒序列设计特异性引物,通过退火温度、引物浓度、循环数等反应条件和反应程序的优化,建立同时检测福建茶树主要病毒的多重PCR检测技术,并测定该技术的特异性、灵敏度及实际应用效果.[结果]从所采集的茶树病样上检出3 种病毒,按检出率从高到低依次为油茶双生病毒(oil tea associated geminivirus,OTaGV)(48.90%)、茶树坏死环斑病毒(tea plant necrotic ring blotch virus,TPNRBV)(26.75%)和茶树潜隐病毒1(camellia cryptic virus 1,CCV1)(17.98%);在检出病毒的 1 258 份样品中,有 807 份为OTaGV、TPNRBV或CCV1 单独侵染,检出率分别为 37.20%、21.38%和 5.56%;其余 451 份样品为 2 种或 3 种病毒复合侵染,复合侵染检出率达 35.85%,OTaGV+CCV1、TPNRBV+CCV1、TPNRBV+OTaGV、OTaGV+CCV1+TPNRBV 4种类型复合侵染检出率分别为17.49%、0.40%、14.71%、3.26%.在地理分布上,OTaGV在福州、南平、宁德、泉州、漳州、厦门、三明、莆田和龙岩 9 个地区均有分布,其中漳州OTaGV检出率最高,为 96.77%;CCV1 在福州、南平、宁德、泉州、漳州、三明、莆田和龙岩8个地区均有分布,其中三明CCV1检出率最高,为66.00%;TPNRBV在福州、南平、宁德、泉州和漳州5 个地区均有分布,其中泉州TPNRBV检出率最高,为79.13%;在福建省9 个地区中,厦门地区仅检出OTaGV,三明、莆田和龙岩地区检出OTaGV和CCV1,其他 5 个地区同时检出OTaGV、TPNRBV和CCV1;福州、南平、宁德、泉州、漳州、三明、莆田7个地区检测到病毒复合侵染,其中漳州地区病毒复合侵染检出率最高(85.00%)、宁德地区病毒复合侵染检出率最低(23.03%).利用测定的 CCV1 和 TPNRBV 部分基因序列构建系统发育树,结果表明本研究获得的CCV1 分离物(FW)与已报道的福建分离物FJ-SH104(GenBank登录号:ON807095)亲缘关系最近、TPNRBV分离物(FU)与福建分离物QZHA92(GenBank登录号:OQ948454)亲缘关系最近.经优化建立的多重PCR检测技术特异性强,仅OTaGV、TPNRBV和CCV1 能扩增出特异性目的片段,而其他病毒及健康茶树样品上均未扩增出特异性目的片段;多重PCR灵敏度最低可以检测到稀释至 10-4 倍的OTaGV、TPNRBV和 10-3 倍的CCV1;利用该多重PCR检测技术对茶园中采集的 60 份病样进行检测,检测结果与单一PCR检测结果完全相符.[结论]OTaGV、TPNRBV和CCV1 是当前福建茶树上主要病毒种类,其中OTaGV为福建地区首次报道,该病毒可侵染茶树也为首次发现;在检出的3种病毒中,以OTaGV发生分布范围最广,其次为CCV1、TPNRBV;福建地区茶树病毒目前仍以单独侵染为主,但同时存在较多的复合侵染,复合侵染类型包括TPNRBV+CCV1、TPNRBV+OTaGV、CCV1+OTaGV和OTaGV+CCV1+TPNRBV;建立的多重PCR检测技术特异性强、灵敏度高,可用于茶园茶树上OTaGV、CCV1和TPNRBV 3种病毒的快速检测.研究结果可为福建茶树病毒病的综合防控提供理论依据和技术支持.

    茶树病毒病原鉴定多重PCR分子检测福建省

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    飞蝗载脂蛋白对卵巢发育和脂质沉积的影响

    赵艺妍郭红芳刘卫敏赵小明...
    711-720页
    查看更多>>摘要：[背景]脂质是生物体重要营养素之一,对于昆虫滞育、飞行、胚胎发育和能量调节至关重要.载脂蛋白(apolipophorin,apoLp)是昆虫脂蛋白颗粒的蛋白质部分,主要负责组织之间脂质转运.[目的]以世界性农业害虫飞蝗(Locusta migratoria)为研究对象,通过 RNA 干扰(RNA interference,RNAi)技术对其载脂蛋白生物学功能进行分析,探究载脂蛋白在飞蝗卵巢脂质运输中的作用,为害虫防治提供新的分子靶标.[方法]利用RNAi技术,分别对羽化后第1天(1 PAE,post adult eclosion)的成虫 2 个载脂蛋白基因(LmapoLp-II/I和LmapoLp-III)进行 dsRNA 注射,以 dsGFP为对照,每头注射15 μg dsRNA;分别解剖羽化后第 4、6、8 天的卵巢进行观察;取羽化后第 8 天的卵巢,以EF1α作为内参基因,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法检测沉默效率;利用脂质组学技术测定并分析对照和沉默LmapoLp-II/I后飞蝗卵巢脂代谢物差异,采用OPLS-DA模型的差异倍数(FC)、P值和VIP值相结合的方法筛选差异脂质;制备冰冻切片,利用Bodipy染色技术对沉默LmapoLp-II/I后飞蝗卵巢中性脂质的含量和分布进行观察;利用甘油三酯(triglyceride,TG)测定试剂盒,对沉默 LmapoLp-II/I后飞蝗卵巢总甘油三酯含量进行测定.[结果]与对照组相比,分别注射 dsLmapoLp-II/I和dsLmapoLp-III后,卵巢中靶基因的表达量均可被显著抑制,沉默效率分别为80.84%和92.89%;注射dsLmapoLp-II/I的飞蝗卵巢发育迟缓,而注射dsLmapoLp-III的飞蝗卵巢与对照组相同,均能够正常发育逐渐变大,颜色由白色逐渐变黄.沉默LmapoLp-II/I后,脂质组学分析共检测到 1 166 种上调代谢物和 1 384 种下调代谢物,其中 20 种甘油三酯显著下调;此外,总甘油三酯测定及Bodipy染色结果显示,卵巢总甘油三酯含量和中性脂质含量均较对照组显著降低.[结论]飞蝗LmapoLp-II/I是影响卵巢发育的主要载脂蛋白基因,其参与卵巢脂质的积累和运输.研究结果可为基于脂质运输基因为靶标的害虫防治提供理论依据.

    飞蝗载脂蛋白RNA干扰卵巢脂质运输

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    山东省作物秸秆和畜禽粪尿有机肥资源现状及替代化肥潜力分析

    马荣辉杨武杰于蕾杨泽龙...
    721-739页
    查看更多>>摘要：[目的]计算作物秸秆、畜禽粪尿资源数量及养分总量,分析其替代化肥潜力,为统筹与合理利用全省有机肥资源提供数据支撑.[方法]对不同作物(小麦、玉米、水稻/稻谷、大豆、马铃薯、花生和棉花)和畜禽(牛、猪、羊、家禽和兔),利用草谷比和排泄系数法,估算山东省 2016-2020 年作物秸秆和畜禽粪尿资源总量及养分总量,分析变化趋势,计算不同区域和种类有机肥替代化肥潜力.[结果](1)2020年全省作物秸秆资源总量为7 616.8×104 t,养分总量为163.2×104 t,N、P2O5、K2O 养分量分别为 63.6×104、9.2×104 和 90.5×104 t.秸秆养分资源理论替代化肥潜力为 42.9%,实际替代化肥潜力为20.9%;秸秆中N、P2O5、K2O资源理论替代化肥潜力分别为35.3%、9.0%和92.2%,实际替代化肥潜力分别为12.5%、4.2%和53.7%;2016-2020年作物秸秆资源总量增加了16.8%.(2)2020年全省畜禽粪尿资源总量为9 131.2×104 t,养分总量为 82.7×104 t,N、P2O5、K2O养分量分别为 35.2×104、11.7×104 和 35.7×104 t.畜禽粪尿养分资源理论替代化肥潜力为 21.7%,实际替代化肥潜力为 19.5%;畜禽粪尿中N、P2O5、K2O资源理论替代化肥潜力分别为 19.6%、11.4%和 36.4%,实际替代化肥潜力分别为17.7%、10.3%和32.9%;2016-2020年畜禽粪尿资源总量减少了25.4%.(3)不同区域作物秸秆和畜禽粪尿养分资源理论替代化肥潜力大小为鲁西和鲁北＞鲁南＞鲁中南＞鲁中＞鲁东地区.鲁西和鲁北、鲁南地区最高,分别为77.0%和75.6%;鲁东地区最低,为46.5%.其中德州潜力最大,为95.3%,其次是东营、滨州,分别为92.6%和91.2%;烟台和威海最小,分别为35.5%和40.6%.(4)不同作物秸秆和畜禽粪尿养分资源理论替代化肥潜力分别为玉米秸秆(16.7%)＞小麦秸秆(16.2%)＞马铃薯秸秆(4.9%)＞花生秸秆(3.6%)＞水稻秸秆(0.7%)＞棉花秸秆(0.4%)、大豆秸秆(0.4%),牛粪尿(8.7%)＞猪粪尿(6.5%)＞羊粪尿(3.2%)、家禽粪(3.2%)＞兔粪(0.1%).[结论]2020 年全省作物秸秆和畜禽粪尿资源总量为 16 748.0×104 t,养分总量为 245.9×104 t.作物秸秆和畜禽粪尿养分资源理论替代化肥潜力为 64.6%,实际替代化肥潜力为 40.4%.作物秸秆和畜禽粪尿中氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)资源理论替代化肥潜力分别为 54.8%、20.4%和128.6%,实际替代化肥潜力分别为30.2%、14.5%和86.6%.鲁西、鲁北以及鲁南地区作物秸秆和畜禽粪尿有机肥资源非常丰富,鲁中、鲁东地区相对较少;玉米和小麦等作物秸秆有机肥资源较多,牛和猪等畜禽粪尿有机肥资源较多,高效合理利用作物秸秆和畜禽粪尿等有机肥资源,是实现化肥减施增效的重要保障.

    作物秸秆畜禽粪尿有机肥资源替代化肥潜力山东省

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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

    麻碧娇陈桂平苟志文殷文...
    740-754页
    查看更多>>摘要：[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.

    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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    番茄嫁接和施氮对氮肥去向和氮平衡的影响

    孙昭安张译文江丽华李昭君...
    755-764页
    查看更多>>摘要：[目的]定量番茄植株地上部带走的土壤氮量以及土壤残留的肥料氮量,评估嫁接和施氮对氮肥去向、土壤氮平衡以及土壤净残留肥料氮的影响.[方法]通过 15N 尿素示踪结合盆栽试验,试验番茄品种'齐达利'和'017',包括嫁接和不嫁接以及施氮和不施氮处理.借助 15N标记技术区分植株和土壤中源于肥料氮和土壤氮的贡献,进而追踪肥料氮去向;计算土壤氮吸收的加氮交互效应(即施氮与不施氮植株对土壤氮吸收的差值),最终评估土壤氮的平衡.[结果]番茄植株干重和氮吸收量对施氮的响应取决于接穗品种和嫁接处理.肥料氮对整个植株氮吸收贡献率为 35.9%—38.8%,对地上部氮吸收的贡献(35.9%—39.9%)高于根系(31.6%—36.2%).土壤氮吸收的加氮交互效应在大多数情况下呈现正值,嫁接对加氮交互效应无显著影响.各处理肥料氮分配到植株地上部、土壤和损失的平均比值为 4.0﹕2.6﹕3.4,作物-土壤系统对氮肥的总回收率(地上部吸收+土壤残留)为 70%.在施氮量 250 kg·hm-2 水平,各处理的土壤残留肥料氮无法弥补植株地上部带走的土壤本身氮,从长期来看,这可能导致土壤本身氮肥力的消耗.[结论]如果选择增加氮肥投入来弥补土壤本身氮的消耗,可能导致氮肥损失的风险.本研究中,与番茄'齐达利'自根苗、'017'自根苗和嫁接苗相比,'齐达利'接穗与南瓜砧木组合增加了根际土壤对肥料氮的固持,降低了肥料氮的损失.因此,合适砧穗组合可能是保持番茄土壤氮肥力的有效园艺措施.

    番茄氮肥利用率加氮交互效应化肥氮去向15N标记

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