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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。
正式出版
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    山西小麦苗期耐低磷特性及遗传分析

    卫乃翠陶金博苑名杨张彧...
    831-845,中插1-中插4页
    查看更多>>摘要：[目的]干旱与半干旱地区的水肥资源贫乏，而小麦不同基因型间的磷效率差异很大，因此，鉴选耐低磷种质、挖掘磷代谢遗传位点有助于小麦的遗传改良。[方法]以282份山西小麦品种为材料，在正常磷(0。2mmol·L-1)、中度低磷(0。1 mmol·L-1)和低磷胁迫(0。01mmol·L-1)3个磷浓度条件下对苗期根部鲜重、茎叶部鲜重、植株鲜重、根部干重、茎叶部干重、植株干重，最大根长、总根长、根表面积、根体积、根直径和根尖数共12个形态指标进行考查，运用主成分分析、隶属函数分析及聚类分析等方法综合评价苗期不同品种的耐低磷特性，在此基础上，分析苗期性状演变趋势及生物量分配等特征，并利用全基因组关联分析挖掘小麦耐低磷位点。[结果]苗期不同性状对低磷的响应程度不同，磷浓度降低导致生物量分配策略发生变化，与根部生长情况比较，地上部生长受磷浓度变化影响小;磷浓度降低会抑制地上部生长，地上部干重和鲜重显著降低，而低磷促进了根系生长，根部干重和鲜重、最大根长、总根长、根体积和根尖数等指标显著增加。根据耐低磷综合D值与形态指标相关分析发现最大根长和根直径可作为苗期耐低磷的筛选指标，D值聚类分析筛选到晋麦46、晋麦61、有芒大红茎、红秃麦、红和尚、白壳红、白线麦、火烧头和白山麦共9份耐低磷品种。性状演变分析发现品种耐低磷能力没有受到直接选择。耐低磷能力随年代变化先降后升，2010年之前品种耐低磷能力呈下降趋势，2010年后品种耐低磷能力有所提升。关联分析检测到 8 个 R2＞10％的稳定位点，其中，1A_545074550、2B_489279799、6A_166899658 和 6A_273060644未见报道。[结论]苗期最大根长和根直径可作为苗期耐低磷的筛选指标。通过综合评价山西小麦苗期耐低磷能力，筛选到9份耐低磷品种。在1A、2B和6A染色体上检测到4个与耐低磷相关的新位点。

    小麦苗期耐低磷种质鉴选特征演变关联分析

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    "稻-稻-油"生产模式下短生育期冬油菜品种选育与推广现状分析

    李荣德何平罗莉霞史梦雅...
    846-854页
    查看更多>>摘要：近年来，我国食用植物油自给率不到31％，进口依赖度高。油菜是唯一的冬季油料作物，适宜种植区域广泛，是我国重要的食用植物油来源。扩种油菜是保障国家食用油安全的重要举措。充分利用南方双季稻区冬闲田，推广"稻-稻-油"三熟制生产模式是扩种油菜的重要途径。适宜"稻-稻-油"生产模式的区域主要分布在我国湖南、江西、广西和湖北等省的双季稻区，约有187万hm2的潜力面积。根据温光资源条件，3个适宜区域即温光资源宽松区、温光资源紧平衡区和温光资源约束区均要求油菜品种生育期在180 d左右，10月中下旬播种，4月中下旬收获，才能适宜南方双季稻接茬。从2013年到2022年国家油菜品种试验情况来看，共有75个油菜新品种参加早熟组试验，平均生育期为169。3-185。3 d，平均单产1 635。90-2 228。55 kg·hm-2，其中，有22个品种增产显著。截至2023年5月底，登记生育期在190 d以内，适宜在"稻-稻-油"模式区域种植的短生育期冬油菜品种共有72个，均为甘蓝型双低油菜品种，以杂交品种为主。在品种推广应用上，经相关省份调查，阳光131、丰油730、沣油320、沣油847、赣油杂906、圣光127、湘油420、景油69、沣油112、华油杂652、赣油杂1009等11个品种在"稻-稻-油"生产区有较大的推广应用面积，在2022年的推广面积均为135hm2以上。现有品种的生育期能够基本满足温光资源宽松区的要求，但在温光资源紧平衡区和约束区生育期仍然偏长。聚焦油菜扩种增产增效，未来还需要强化政策资金保障，组织开展短生育期冬油菜品种培育联合攻关，提高温光资源宽松区品种的产量，缩短温光资源紧平衡区和约束区品种的生育期。同时，还需加强短生育期油菜品种良种良法配套技术的研究与推广，做好早稻、晚稻和油菜品种的搭配，从完善农业社会化服务、扩展油菜种植农业保险、增加油菜种植资金补贴等方面入手，保障农民收益，提高农民"稻-稻-油"模式生产积极性。

    "稻-稻-油"生产模式短生育期冬油菜选育推广

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    甘蔗抗褐锈病Bru1区域的鉴定及候选抗病基因的功能分析

    吴期滨谢婉婕钟惠冯春燕...
    855-867页
    查看更多>>摘要：[目的]甘蔗褐锈病是由黑顶柄锈菌(Puccinia melanocephala H。Sydow & P。Sydow)引起的最具破坏性的真菌病害之一，能造成蔗糖分降低10％-36％，严重威胁甘蔗产业发展。已有研究揭示抗褐锈病主效基因定位于Bru1区域，克隆其关键候选基因，并进行功能研究，为选育抗褐锈病甘蔗新品种提供重要的候选基因资源。[方法]利用PacBio Seque1 Ⅱ测序平台获得甘蔗栽培品种R0C22的contig水平基因组信息，鉴定到抗褐锈病Bru1区域，对其进行基因注释和克隆，分析其组织特异性和抗、感褐锈病甘蔗品种中的表达模式及其在烟草叶片的亚细胞定位和瞬时表达。[结果]基于Bru1位点区域紧密连锁的标记R12H16和9020-F4，从该区域中注释到33个基因，结合典型抗病基因结构域，共筛选获得5个候选抗病基因，分别为Brrg99、Brrg103、Brrg108、Brrg115和Brrg116。以甘蔗栽培品种R0C22的cDNA为模板，克隆获得Brrg116的全长序列729 bp，编码242个氨基酸残基。将该基因序列分别比对甘蔗热带种和割手密种及二倍体近缘种高粱的基因组数据库，发现其与热带种和割手密种的同源基因序列相似性很高，达到98％以上，而与高粱的相似性为93。77％。系统进化树揭示该基因起源甘蔗割手密种。实时荧光定量PCR检测表明，Brrg116在甘蔗栽培品种的多个组织中组成型表达，尤其是在+1叶中的表达量最高，是蔗芽的9。8倍;在褐锈病菌侵染抗、感甘蔗栽培品种的6和72 h时，呈现显著差异表达。亚细胞定位结果显示，该基因编码蛋白定位于细胞膜上。在本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片中瞬时过表达Brrg116，其后接种茄病镰刀菌蓝色变种，二氨基联苯胺法(3，3'-diaminobenzidine，DAB)染色逐渐加深，超敏反应相关基因、水杨酸信号和乙烯信号途径中的相关基因持续上调表达。[结论]Brrg116在甘蔗不同组织中组成型表达，且在受褐锈病菌侵染的抗病甘蔗栽培品种中呈现快速的诱导表达。此外，过表达Brrg116引发水杨酸和乙烯等激素信号通路产生防御响应，推测该基因可能在提高植物的抗病性方面发挥重要调控作用。

    甘蔗Bru1区域褐锈病候选抗病基因连锁标记

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    氮肥减量后移改善植株光合特性提高麦-玉周年产量及经济效益

    赵凯男丁豪刘阿康姜宗昊...
    868-884页
    查看更多>>摘要：[目的]针对黄淮海平原传统施氮技术下，小麦-玉米两熟体系作物生育后期土壤氮肥供应不足导致籽粒减产等问题，探讨氮肥减量后移对植株光合特性、干物质积累及周年籽粒产量和经济效益的影响，为进一步优化施氮制度提供理论依据。[方法]2020-2023年，于山东济阳典型麦-玉两熟种植区，设置周年施氮400 kg·hm-2传统农户处理(CK，小麦季200 kg·hm-2:65％基肥+35％返青肥，玉米季200 kg·hm-2:100％基肥)、周年减氮10％(SN，小麦季180 kg·hm-2:50％基肥+50％返青肥，玉米季180 kg·hm-2:100％基肥)、周年减氮20％(NH，小麦季180 kg·hm-2:22。2％基肥+33。3％返青肥+44。5％抽穗肥，玉米季140 kg·hm-2:28。6％基肥+71。4％大喇叭口肥)和周年减氮30％(NL，小麦季140 kg·hm-2:43％返青肥+57％抽穗肥，玉米季140 kg·hm-2:100％大喇叭口肥)4种施氮制度，研究不同施氮制度下麦-玉两熟体系的光合特性、籽粒产量和经济效益。[结果]氮肥后移优化了氮肥减量条件下作物光合特性，其中，叶面积指数3年均值，小麦拔节和开花期NL较CK、SN和NH处理分别显著提高19。0％-40。1％和21。6％-36。7％，夏玉米吐丝期NL较CK和SN处理显著提高6。8％-7。3％;叶片SPAD值3年均值，冬小麦拔节和开花期NL较CK、SN处理分别显著提高7。7％-10。0％和7。4％-12。9％，灌浆中期NL较CK、SN和NH处理显著提高5。2％-16。2％;夏玉米大喇叭口期NL和NH较CK、SN处理3年均值分别显著提高9。0％-9。4％和6。7％-7。1％，吐丝和灌浆中期NL较CK、SN和NH分别显著提高5。1％-9。4％和4。1％-9。2％;净光合速率3年均值，小麦拔节、开花和灌浆中期NL较CK、SN处理分别提高8。9％-13。3％、14。0％-18。1％和20。1％-24。4％;夏玉米大喇叭口、吐丝和灌浆中期NL较CK、SN处理分别提高4。2％-5。7％、8。7％-13。4％和7。7％-12。8％。NL处理通过增加氮肥后移量，改善了各生育阶段地上部干物质积累强度，稳定或提高了各生育时期地上部干物质积累量，冬小麦拔节、开花和成熟期地上部干物质积累量的3年均值较CK分别显著提高26。7％、27。4％和18。1％，夏玉米吐丝期显著提高14。4％。氮肥后移通过改善氮肥减量条件下光合特性，促进了各生育时期地上部干物质积累，最终实现冬小麦、夏玉米及周年籽粒产量的3年均值，NL较CK处理分别显著提高20。5％、18。1％和19。1％，经济效益分别显著提高32。4％、23。8％和27。9％。[结论]黄淮海平原麦-玉两熟体系，周年减氮30％制度下通过增加氮肥后移量，改善了作物光合特性(叶面积指数、叶片SPAD值和净光合速率)，优化了各生育阶段地上部干物质积累强度和干物质积累量，从而促进冬小麦、夏玉米及周年总产和经济效益的提高。

    周年减氮氮肥后移麦-玉两熟制籽粒产量经济效益光合特性

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    氮肥对垄沟集雨种植谷子氮素利用效率及产量的影响

    周浩露申朝阳罗新宇黄英惠...
    885-899页
    查看更多>>摘要：[目的]探究垄沟集雨种植模式下谷子的生长、产量对氮肥的响应，以期为黄土高原半干旱区谷子高产高效生产提供理论依据。[方法]于2022-2023年选用陕豫谷3号谷子品种进行大田试验，采用裂区设计，主因素为种植模式(垄沟集雨种植模式，R;传统平作种植模式，T)，副因素为施氮量(0 kg·hm-2，N0;60kg·hm-2，N1;135 kg·hm-2，N2;210 kg·hm-2，N3)，在不同种植模式下测定谷子旗叶净光合速率、叶绿素相对含量、各生育时期地上部群体干物质积累量、氮素积累量，以及成熟期农艺性状和产量，并计算氮素利用率。[结果]同一施氮量下，与传统平作种植模式相比，垄沟集雨种植模式下谷子旗叶的净光合速率、叶绿素相对含量在降雨较多的2022年仅灌浆期有所提高，在降雨较少的2023年抽穗期、开花期、灌浆期则均有提高，两年间垄沟集雨种植模式均增强了谷子生育中后期的光合能力，延缓叶片衰老;谷子地上部群体干物质积累量、氮素积累量在2022年的拔节期、灌浆期、成熟期有所提高，在2023年各生育时期均有增加，且N1、N2、N3间均无显著性差异，地上部干物质积累量、氮素积累量分别提高了 0。6％-39。5％、0。9％-51。1％;籽粒氮素积累量、花后氮素积累量、花后氮素对籽粒贡献率在两年间均有显著增加，满足了谷子全生育期的养分需求，改善了传统平作种植模式下谷子生育后期氮肥供应不足问题;氮肥偏生产力在两年间均有增加，分别提高了 3。7％-14。3％、2。8％-27。6％，氮肥农学利用效率在2022年于210 kg·hm-2施氮量下略有降低，氮肥农学利用效率、氮肥利用效率在2023年施氮量超过135 kg·hm-2时均有所降低，三者均随施氮量的增加而降低;谷子穗粗、单穗重在两年间均有提高，穗长则有所下降;产量在两年间均有显著性提高，分别增加了 3。7％-14。3％、2。8％-27。6％，在降雨较少的2023年增产效果更为显著，且当施氮量超过60 kg·hm-2时，产量无显著性增加。[结论]在黄土高原半干旱区，垄沟集雨种植模式配施60-135 kg·hm-2氮肥更有利于谷子氮素利用和产量形成。

    谷子垄沟集雨种植氮素利用产量黄土高原

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    玉米大斑病菌细胞周期蛋白依赖性激酶结构亚基StCks1鉴定及其基因功能分析

    张博文赵丽雯徐璐李盼...
    900-908页
    查看更多>>摘要：[目的]Cks1(cyclin-dependent kinase subunit 1)是细胞周期蛋白依赖性激酶复合体CDK(cyclin-dependent kinase)的结构亚基，是细胞周期调控过程中的关键基因。论文旨在鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)StCks1，分析玉米大斑病菌附着胞发育过程中StCks1表达量差异及其互作蛋白，为进一步研究StCks1在附着胞发育中的作用打下基础。[方法]通过对玉米大斑病菌野生型菌株01-23全基因组数据分析，获取StCks1蛋白序列;利用软件MEGA 5。0和在线数据库Pfam、SMART对酿酒酵母、裂殖酵母和拟南芥等物种Cks1蛋白进行系统发育树构建和保守结构域分析;收集玉米大斑病菌附着胞发育不同时期样品进行转录组测序以及表达量分析。利用原核诱导表达系统，构建原核表达载体pGEX-6p-3-StCks1，并转化大肠杆菌表达菌株BL21，对重组蛋白GST-StCks1诱导表达纯化;通过GST pu1 1-down、Western blot技术和酵母双杂交试验，鉴定StCks 1的互作蛋白。[结果]玉米大斑病菌全基因组中鉴定到唯一 StCks1蛋白编码基因，该蛋白由130个氨基酸组成;其三级结构主要由4股β折叠和3个a螺旋构成，含有HxPEPH(His-any-Pro-Glu-Pro-His)保守位点和Cks保守结构域;通过转录组测序和表达量分析发现，StCks1在附着胞发育不同时期表达量显著上调;重组蛋白GST-StCks 1在1 mmol·L-1 IPTG，30 ℃诱导2 h可获得大量可溶性蛋白;通过GST pu1 1-down技术获取大量互作蛋白并进行质谱鉴定，通过Western blot和酵母双杂交试验，验证StCks 1与细胞周期蛋白依赖性激酶CDK1存在互作。[结论]玉米大斑病菌中含有唯一的StCks1，通过与细胞周期蛋白依赖性激酶CDK1互作调控附着胞的发育。

    玉米大斑病菌细胞周期调控StCks1原核诱导表达纯化GSTpu11-down

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    山大齿猛蚁和日本弓背蚁对小地老虎的捕食行为

    高冬梅皇甫佳一郭萧
    909-918页
    查看更多>>摘要：[目的]小地老虎(Agrotis ipsilon)是粮食和经济作物的重要地下害虫之一。论文旨在明确山大齿猛蚁(Odontomachus monticola)和日本弓背蚁(Camponotus japonicus)对小地老虎的捕食特性，丰富小地老虎生物防治技术手段，降低小地老虎防治成本与化学农药用量。[方法]在猎物被土壤覆盖和裸露两种自然条件下，观察并统计山大齿猛蚁和日本弓背蚁在1、6、12、24和48 h内对不同虫态小地老虎的捕食选择性、捕食方式以及捕食致死率;在室内，利用两种蚂蚁的试验种群开展捕食行为序列特征研究。通过统计分析，明确两种蚂蚁捕食行为差异及控害特点。[结果]日本弓背蚁对小地老虎卵的致死率较低，48 h累计致死率仅为12。67％;山大齿猛蚁不取食小地老虎卵。两种蚂蚁对小地老虎幼虫和蛹的控制效果超过49％，最高达98。67％，且控制效果随小地老虎龄期增长而降低。山大齿猛蚁和日本弓背蚁捕食行为序列存在一定差异:两种蚂蚁对小地老虎低龄幼虫均以直接搬运为主;对体型较大的小地老虎高龄幼虫，日本弓背蚁具有试探、攻击、召唤同伴、猎物切割、群体搬运等行为，呈现出明显的群体性行为;而山大齿猛蚁对大型猎物的捕食行为较为单一，未观察到召唤同伴、群体搬运等行为，群体捕食行为不明显。两种蚂蚁对小地老虎捕食行为的差异也体现在捕食方式和对小地老虎的致死率方面:日本弓背蚁对小地老虎低龄幼虫多直接搬运回巢，捕食效率极高，对小地老虎高龄幼虫多以集体捕猎;山大齿猛蚁捕猎小地老虎高龄幼虫时丢弃比例较高，但因叮咬蜇刺，逃脱捕猎的小地老虎幼虫死亡率较高。此外，土壤覆盖极大地影响蚂蚁对小地老虎幼虫的发现，山大齿猛蚁和日本弓背蚁仅能发现地表猎物，不具备探测地下猎物的能力。[结论]日本弓背蚁和山大齿猛蚁对小地老虎幼虫和蛹均有较好的控制作用，小地老虎虫龄越低控制效果越好，两种蚂蚁对小地老虎高龄幼虫捕食行为存在一定差异，但不影响对小地老虎的控制效果。

    蚂蚁地下害虫小地老虎致死率捕食行为序列天敌昆虫

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    局部供氮对干旱胁迫下玉米苗期生长发育和水氮利用的影响

    王语张渝鹏朱冠亚廖航烯...
    919-934页
    查看更多>>摘要：[目的]春旱频繁和过度施氮不利于春玉米苗期生长发育，并对后期生长和产量造成负面影响。研究干旱胁迫下局部供氮对玉米苗期生长、根系形态和水氮利用的影响，以期为促进玉米苗期根系发育、实现水氮高效利用和高产稳产提供技术依据。[方法]2021和2022年设置玉米水、氮两因素分根盆栽试验，设计5种供氮方式:不施氮(两侧均不施氮，N0/N0)、均匀低氮(两侧均低氮，LN/LN)、局部低氮(A侧低氮而B侧不施氮，LN/N0)、均匀高氮(两侧均高氮，HN/HN)和局部高氮(A侧高氮而B侧不施氮，HN/N0)，供氮一侧LN和HN的施氮量分别为每kg干土中施氮0。12和0。24 g;水分管理于三叶期开始并持续3周，设计3个土壤水分状况:重度干旱(35％田间持水量，W0)、适度干旱(55％田间持水量，W1)和正常水分(75％田间持水量，W2)。水分管理结束后测定植株生长性状、干重、根长、氮素吸收量、耗水量、水氮利用效率等指标。[结果]干旱胁迫显著抑制玉米苗期的植株生长、干物质累积和氮素吸收，但提高根冠比。相比W2，W0导致总根长平均降低48。0％，而W1对根长影响较小。干旱胁迫降低玉米的氮素回收利用率，W0和W1较W2平均分别下降10。1和4。6个百分点，W0还导致水分利用效率平均降低19。4％，而W1则使水分利用效率平均提高11。9％。供氮方式也显著影响玉米苗期的植株生长、干物质累积与氮素吸收利用，而且水氮两因素呈现出显著的交互作用。基于2022年结果，LN/LN地上部干重最高，W0、W1和W2条件下相比N0/N0分别提高8。3％、12。6％和23。6％。根系干重以LN/N0最高，3个水分条件下较N0/N0分别提高9。5％、17。0％和31。2％，且W1和W2条件下显著提高根冠比。HN/HN对玉米苗期生长的负面影响最严重，地上部干重在W0、W1和W2条件下较N0/N0分别下降30。1％、14。6％和7。0％，根系干重降幅更高(41。0％、44。2％和34。9％)，因此显著降低根冠比。HN/N0对地上部干重影响较小，但显著降低根干重和根冠比。相比N0/N0，HN/HN和HN/N0均导致根长显著降低，而LN/N0通过促进未供氮一侧的根系增殖而显著增加总根长。施氮显著提高氮素吸收量，各水分条件下均以LN/LN较高，而LN/N0较低，氮素回收利用率则以LN/LN较高，而HN/HN较低。随干旱胁迫程度的减轻，各处理间氮素吸收量和氮素回收利用率的差异明显增大。植株耗水量和水分利用效率均以LN/LN和LN/N0较高，其次为HN/N0，而HN/HN最低。与不施氮相比，均匀或局部低氮对玉米苗期发育呈现促进作用，而均匀或局部高氮则呈抑制作用，而且干旱胁迫程度增加导致均匀或局部高氮供应的负面效应加剧。总体上，局部供氮方式较均匀供氮方式对根系生长的影响更大，诱导了根系的形态可塑性反应。相关分析发现，不同水分和供氮条件下，玉米苗期地上部干重、水分利用效率、氮素回收利用率与总根长均呈显著的正相关关系。对于局部供氮方式，未供氮一侧根长与地上部干重、水分利用效率和氮素回收利用率的相关性更高。[结论]与均匀供氮相比，局部供氮方式可促进玉米苗期根系在未施氮一侧的大量增殖而增加干重并提高总根长。推荐采用局部低氮供应方式施用基肥以促进苗期根系发育，提高水分利用效率和植株耐旱性。

    局部供氮干旱胁迫玉米苗期根系生长分根培养水氮利用

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    施用生物炭和秸秆还田对农田温室气体排放及增温潜势的影响

    高尚洁刘杏认李迎春柳晓婉...
    935-949页
    查看更多>>摘要：[目的]农业生态系统增温潜势是影响全球气候变化的重要部分。本研究通过田间试验明确施用生物炭和秸秆还田对农田增温潜势的影响，以期为减缓气候变化和农业废弃物资源化利用提供理论依据。[方法]在山东省桓台县农业生态系统试验站的冬小麦-夏玉米轮作农田中开展了 3年田间定位试验，试验共设置4个处理:①对照(CK);②施用生物炭9。0 t·hm-2·a-1©;③ 全量秸秆还田(S);④秸秆还田配施9。0 t·hm-2·a-1生物炭(CS)。4个处理均施等量的氮磷钾化肥，其中氮肥为尿素，用量为200 kg·hm-2·a-1，磷肥为过磷酸钙，用量为55 kg·hm-2·a-1，钾肥为硫酸钾，用量为40 kg·hm-2·a-1。采用静态暗箱-气相色谱法测定各处理温室气体(CO2、N2O和CH4)的排放通量并计算净全球增温潜势(NGWP)和温室气体排放强度(GHGI)，分析连续施用生物炭和秸秆还田对农田温室气体排放及增温潜势的影响。[结果](1)综合3年的温室气体排放情况，与CK处理相比，S和CS处理的年平均生态呼吸排放量(Re)分别增加了 47。8％和67。9％(P＜0。05);C处理的年平均N20累积排放量降低了 20。3％(P＜0。05)，而S和CS处理的N2O年平均累积排放量分别增加了 23。6％和41。4％(P＜0。05)。(2)与CK处理相比，C、S和CS处理的土壤有机碳年平均变化量(△S0C)均有显著增加，其中CS处理增幅最大，增加了 150。6％(P＜0。05)。与第1年相比，C、S和CS处理第3年的△S0C均有显著增加(P＜0。05)，分别增加了 21。7％、20。8％和17。8％。各处理的NGWP和GHGI均存在显著差异，与CK相比，C、S和CS处理的年平均NGWP分别降低了 163。5％、171。7％和273。0％(P＜0。05)，与第1年相比，C、S和CS处理第3年的NGWP均有显著降低(P＜0。05)，分别降低了 73。4％、58。8％和54。7％。与CK相比，C、S和CS处理的年平均GHGI分别降低了 236。2％、253。3％和388。9％(P＜0。05)，C、S和CS处理第3年的GHGI较第1年分别降低了 126。3％、98。2％和108。6％(P＜0。05)。就产量而言，C、S和CS处理的作物产量保持相对稳定，有轻微增长，但与CK相比无显著差异。[结论]与单施化肥相比，在施化肥的基础上添加生物炭、秸秆还田、秸秆还田配施生物炭的措施均能够在不影响作物产量的前提下抑制增温潜势，其中秸秆还田配施生物炭能够最大程度地降低农田增温潜势，因此秸秆还田配施生物炭是增加农田固碳、缓解气候变化的一项有效措施。

    生物炭秸秆还田温室气体冬小麦-夏玉米轮作土壤有机碳变化量净全球增温潜势温室气体排放强度

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    河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度空间格局及影响因素分析

    朱瑞明赵荣钦焦士兴李小建...
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    查看更多>>摘要：[目的]探索不同乡镇和灌溉模式的农业碳排放空间格局及其影响机制，揭示农业水资源和能源消耗的组合特征差异，为农业灌溉模式优化、水资源与能源节约以及低碳可持续发展提供参考依据。[方法]利用遥感影像、气象数据、统计资料和问卷调研等多源数据，对河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度及其空间分布格局进行分析，对比不同灌溉模式(雨养为主的灌溉模式，PI模式;地表水灌溉为主的灌溉模式，SWI模式;引水灌溉工程为主的灌溉模式，WDI模式;地下水灌溉为主的灌溉模式，GI模式)下的碳排放强度差异，并通过地理探测器探究其影响机制。[结果](1)2018年河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度均值为15。05 kg·t-1，并呈现出由西向东呈现波动下降和从北向南减少的空间分布格局。碳排放强度高(＞20。64 kg·t-1)的乡镇主要集中在西部高海拔地区，碳排放强度低(＜13。76 kg·t-1)的乡镇主要分布在东南部地区。(2)4种灌溉模式中，冬小麦单位产量灌溉碳排放强度最高的是PI模式(22。22 kg·t-1)，最低的是SWI模式(11。05 kg·t-1)。(3)平均海拔与有效降水量对碳排放强度空间分异的解释力分别达到49％和39％，是影响冬小麦灌溉碳排放强度的关键因素。同一驱动因素在不同灌溉模式下的影响具有差异性，能源消耗对WDI模式下的冬小麦灌溉碳排放强度空间分异格局的影响力最强，土地投入强度在GI模式下的驱动作用最为显著。此外，不同驱动因素交互作用后具有双因子增强效应和非线性增强效应。[结论]河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度存在空间异质性和灌溉模式差异，PI模式的冬小麦灌溉碳排放强度最高，WDI模式的碳排放量最高。平均海拔与降水是主导河南省乡镇尺度冬小麦灌溉碳排放强度空间分异格局形成的主要原因，人为因素则是不同灌溉模式下灌溉碳排放强度空间分异的主导力量。

    碳排放乡镇尺度灌溉模式冬小麦碳排放强度驱动因素河南省

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