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期刊信息/Journal information
作物学报
中国作物学会　中国农业科学院作物科学研究所
作物学报

中国作物学会　中国农业科学院作物科学研究所

万建民

月刊

0496-3490

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010-82108548

100081

北京市海淀区中关村南大街12号

作物学报/Journal Acta Agronomica SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《作物学报》是中国科学技术协会主管、中国作物学会和中国农业科学院作物科学研究所共同主办、科学出版社出版的有关作物科学的学术期刊。前身可追溯到1919年1月中华农学会创办的《中华农学会丛刊》, 后相继改名为《中华农林会报》、《中华农学会报》、《中国农业研究》和《农业学报》, 1962年改为现名《作物学报》。主要刊登农作物遗传育种、耕作栽培、生理生化、生态、种质资源、谷物化学、贮藏加工以及与农作物有关的生物技术、生物数学、生物物理、农业气象等领域以第一手资料撰写的学术论文、研究报告、简报以及专题综述、评述等。办刊宗旨是为繁荣我国作物科学技术、促进国内外学术交流和加速我国的农业现代化建设服务。读者对象是从事农作物科学研究的科技工作者、大专院校师生和具有同等水平的专业人士。《作物学报》从1999年起连续12年获“国家自然科学基金重点学术期刊专项基金”的资助。2006—2011年连续6年获“中国科协精品科技期刊工程项目(B类)”资助。从2002年起连续9年被中国科技信息研究所授予“百种中国杰出学术期刊”称号。2011年获第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖, 2005年获“第三届国家期刊奖提名奖”。2009年被中国期刊协会和中国出版科学研究所授予“新中国60年有影响力的期刊”称号。据北京大学图书馆编著的《中文核心期刊要目总览》(2004和2008年版)登载, 《作物学报》被列在“农学、农作物类核心期刊表”的首位。
正式出版
收录年代

    有机肥替代化肥氮对谷子氮素累积、产量及品质的影响

    王媛许佳茵董二伟王劲松...
    149-160页
    查看更多>>摘要：有机肥部分替代化肥是一种实现化肥减量的可持续农业生产措施.本研究于2020和2021连续2年以"沁黄2号"为供试材料,设不施氮(CK)、常量化肥氮(NPK)、有机肥替代25％化肥氮(25％M)、有机肥替代50％化肥氮(50％M)、有机肥替代75％化肥氮(75％M)和有机肥替代100％化肥氮(100％M)6个处理,研究不同替代率对谷子产量构成和氮素吸收的影响,并分析氮素吸收调控小米米色、糊化特性和类胡萝卜素组分的效应,明确谷子生产中有机肥最佳替代率.结果表明,2年中较低的有机肥替代化肥氮率显著提高了谷子植株氮素累积,但随着替代率的持续增加,植株氮素累积量呈降低趋势,最终影响谷子产量和小米品质.2020年,25％M处理显著提高了谷子地上部氮素累积量,较NPK处理提高9.6％;2021年,25％M处理谷子地上部氮素累积量、生物量、穗粒数和产量达到最高,较NPK处理分别提高6.1％、12.0％、15.4％和12.0％.50％M处理显著影响了小米的米色、糊化特征和类胡萝卜素含量,与NPK相比,小米籽粒红绿值、橘色值、支链淀粉含量、总淀粉含量、小米糊化最终黏度、叶黄素含量、玉米黄质含量和黄色素含量的增幅分别可达6.0％、6.0％、7.4％、4.3％、7.8％、20.7％、17.4％和2.8％.但有机肥完全替代化肥降低了谷子地上部氮素吸收、地上部生物量、穗粒数及谷子产量,也抑制了小米叶黄素和玉米黄质含量的提升.2年均表现出谷子地上部氮吸收量与小米单粒重、直链淀粉含量和小米糊化回升值呈显著的负相关.且2021年谷子地上部氮吸收量还与小米总淀粉含量、蛋白质含量、小米粉糊化峰值黏度和小米黄色素含量呈显著的负相关,与小米糊化峰谷黏度呈显著的正相关.综上,施氮总量120 kg hm-2下,有机肥替代25％～50％化肥氮能通过促进植株氮素的吸收,实现产量、米色、蒸煮特性及类胡萝卜素的协同提升,为谷子化肥减量和提质增效生产提供技术支撑.

    谷子有机肥替代化肥氮率氮素累积产量米色糊化特性类胡萝卜素

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    密植对不同年代大豆品种群体光合生产和产量形成的影响

    丁树启程彤王弼琨于德彬...
    161-173页
    查看更多>>摘要：密植是挖掘优良大豆品种生产潜力的有效途径,但对于育种时间跨度长达百年的大豆品种而言,其对密植的响应差异仍不清楚.为明晰密植对不同年代大豆品种群体光合生产和产量形成的影响,以1930s—2020s育成的50个大豆品种为试验材料,探究了不同年代大豆品种(1930s—1940s、1950s—1960s、1970s—1980s、1990s—2000s和2010s—2020s)在不同密度水平(常规密度200,000株hm-2和高密度300,000株hm-2)下叶面积指数(LAI)、叶面积指数增长率(LGR)、光合势(LAD)、干物质积累、作物生长率(CGR)、下部叶片衰老和产量的响应差异.结果表明,随着育成年代的推进,大豆群体光合生产能力和产量均逐渐提升.与老品种(1930s—1940s,1950s—1960s和1970s—1980s)相比,新品种(1990s—2000s和2010s—2020s)在高密度下表现出更好的生长状态.新品种在高密度下的叶面积指数(LAI)增幅更大,盛荚期(R4)的LAI的增幅依次为17.79％和23.06％,盛荚—鼓粒期(R4—R6)的LAI衰减更缓慢,LAD增幅更大.在R6期,新品种在高密度下的干物质积累增幅更大,依次为25.28％和28.96％,其CGR也显著增加(P<0.05),依次为21.66％和25.38％;此外,新品种在高密度下下部叶片黄叶节位上移量和叶片SPAD值的降幅较小,表现出较强的抗衰老特性.在产量方面,新品种在高密度下单位面积粒数和荚数增幅较大,百粒重降幅较小,产量显著(P<0.05)提升,其产量增幅依次为4.49％和5.04％.综上,生育初期,新品种在高密度下表现出较强的"源"增加能力,其叶源值高且稳定,光能截获量大,干物质积累多,促进籽粒"库"快速发育;而生育后期,其叶面积指数衰减速度较慢,群体光合能力强,籽粒灌浆充分,因而显著提高单位面积粒数和荚数,从而弥补百粒重的微降,实现大豆产量显著提升.

    大豆密植不同年代光合生产产量

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    干湿交替灌溉与植物生长调节剂对水稻光合特性及内源激素的影响

    赵黎明段绍彪项洪涛郑殿峰...
    174-188页
    查看更多>>摘要：为探明干湿交替灌溉与植物生长调节剂(plant growth regulators,PGRs)对水稻光合特性、内源激素及产量的影响.采用盆栽与大田相结合方式,以龙粳31为试验材料,设置轻干湿交替灌溉(MI)和重干湿交替灌溉(HI)2种灌溉处理,于分蘖盛期和剑叶展叶期喷施已酸二乙氨基乙醇酯(diethyl aminoethyl caproate,DA)、6-苄氨基腺嘌呤(6-benzylaminoadenine,BA)和BA(分蘖盛期)+DA(剑叶展叶期)3种PGRs,并设置清水对照,探究干湿交替灌溉、PGRs及互作下干物质积累、光合特性、内源激素及产量差异.结果表明,与HI相比,MI显著增加了抽穗后叶面积、叶面积指数、SPAD值及净光合速率,提高了剑叶与籽粒IAA、GA3和ZR含量,降低了ABA含量,增加了干物质积累及茎鞘物质转运能力,并在改善节间性状基础上增加了结实率、每穗粒数及粒重,增产5.30％(盆栽)和5.11％(大田).与CK相比,喷施BA+DA显著提高了抽穗后剑叶净光合速率、干物质积累及茎鞘物质转运能力,提高了剑叶与籽粒IAA、GA3和ZR含量,增加了千粒重、结实率、收获指数、每穗粒数和粒重,增产6.60％(盆栽)和6.05％(大田),其次是BA.干湿交替灌溉与PGRs互作对叶面积指数、内源激素含量、每穗粒数及千粒重存在显著影响,其中MI×(BA+DA)处理更有助于维持抽穗后绿叶功能持续期,提高叶片SPAD值、叶面积、叶面积指数和净光合速率,增强干物质积累及茎鞘物质转运能力,提高叶片与籽粒IAA、GA3和ZR含量,促进同化物向籽粒输出,并在稳定穗数基础上增加了千粒重、每穗粒数和粒重,提高了结实率和收获指数,实现产量较其他处理及CK增幅3.17％～12.57％(盆栽)和3.14％～11.55％(大田),而HI×(BA+DA)处理可实现MI×CK产量效果.综上所述,干湿交替灌溉配合喷施BA+DA可作为本区域水稻高产高效生产环节中的一种节水化控栽培组合措施.

    水稻干湿交替灌溉植物生长调节剂光合特性内源激素产量

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    基于无人机多光谱数据和氮素空间分异的玉米冠层氮浓度估算

    郝琪陈天陆王富贵王振...
    189-206页
    查看更多>>摘要：作物冠层氮素营养的遥感诊断对指导作物精准施氮,提高作物氮效率和产量具有重要意义.本研究针对玉米冠层纵深大影响无人机估算氮浓度精度的问题,基于2022年和2023年不同氮肥运筹处理下田间无人机多光谱数据和氮浓度实测数据,分析玉米冠层氮浓度空间分布特征,并利用随机森林算法确定估算冠层氮浓度的有效叶层.进一步结合随机森林算法和多光谱植被指数构建有效叶层氮浓度估算模型,最终将有效叶层氮浓度转换到冠层尺度实现冠层氮浓度的估算.结果表明:(1)九叶展期和大喇叭口期玉米冠层氮浓度表现为上层叶片>中层叶片>下层叶片,吐丝期和乳熟期表现为中层叶片>上层叶片>下层叶片.(2)各时期估算冠层氮浓度的有效叶层分别为下层、中层、中层和中层.与支持向量回归模型相比,随机森林回归估算冠层氮浓度的精度较高.(3)结合随机森林算法,基于有效叶层氮浓度估算冠层氮浓度的平均RMSE、NRMSE和MAE分别为0.10％、4.41％和0.07％,而直接基于植被指数估算冠层氮浓度的平均RMSE、NRMSE和MAE分别为0.19％、9.00％和0.15％.综上,玉米冠层氮浓度存在空间分异特征,估算冠层氮浓度时考虑基于随机森林和植被指数估算的有效叶层氮浓度能明显提高冠层氮浓度的估算精度.本研究确定的考虑空间分异的冠层氮浓度估算框架可为玉米氮素营养实时诊断提供理论支撑.

    玉米冠层氮浓度氮素空间分异多光谱数据机器学习

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    减氮及有机肥替代对旱地冬小麦干物质积累、转运、分配和产量的影响

    张军胡川周起晖任开明...
    207-220页
    查看更多>>摘要：探究减氮及有机肥替代对旱地冬小麦产量形成和经济效益的影响,为实施化肥减量和有机肥替代提供理论和技术依据.2021—2023年度,基于2019年开始设置在黄土高原和黄淮海平原交汇处典型旱地冬小麦产区(河南洛宁和河南孟津)的定位试验,研究了冬小麦干物质积累转运分配特性、氮肥干物质生产效率、产量及其构成要素和经济效益.试验设置不施氮肥(NN)、农户施氮(FN)、基于FN减氮20％(RN)和RN基础上20％氮肥用有机肥替代(OSN)4个处理.结果表明:(1)与FN相比,RN处理降低了小麦拔节期、开花期和成熟期的干物质积累量、花前干物质转运量以及成熟期茎鞘、穂轴+颖壳和籽粒的干物质分配量,但对籽粒产量无显著影响.(2)与FN和RN相比,OSN处理提高了各生育阶段的氮肥干物质生产效率,从而增加了拔节期、开花期、成熟期的干物质积累量,而且提高了花前干物质转运量、花后干物质积累量、花后干物质积累量对籽粒的贡献率,进而使成熟期地上部各器官的干物质分配量均得到显著提高,最终使籽粒产量分别显著增加15.03％和17.12％,经济效益增加3.84％和4.23％.(3)小麦产量与花前干物质转运量、花后干物质积累量和花后干物质积累量对籽粒的贡献率呈极显著正相关,与花前干物质转运量对籽粒的贡献率呈极显著负相关.综上,在雨养条件下,小麦季施氮量为172 kg hm-2(夏休闲-冬小麦)和192 kg hm-2(夏玉米-冬小麦)的基础上,OSN处理提高了氮肥干物质生产效率,增加各生育时期的干物质积累量,其花前干物质转运量和花后干物质积累量的协同增加使其获得了最高产量,实现增产增收,适宜在产量水平为5000 kg hm-2的雨养旱地冬小麦高产栽培中应用.

    旱地冬小麦减氮有机肥替代干物质积累转运产量经济效益

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    行距配置和种植密度对棉花干物质生产及产量的影响

    辛明华秘雅迪王国平李小飞...
    221-232页
    查看更多>>摘要：行距配置和种植密度是影响棉花产量和品质的重要因素.当前新疆棉花种植主要采用宽窄行配置,也有等行距配置方式,但对这两种方式的认识尚存在争议.为此,本研究以中棉所88号为供试材料,采用裂区设计,行距配置(等行距和宽窄行)为主区,种植密度12×104株hm-2(D1)、16×104株hm-2(D2)和18×104株hm-2(D3)为裂区,开展了2年大田试验,比较研究了行距配置和密度对棉花群体生长发育、干物质积累和分配、以及产量和纤维品质的影响.结果表明,中等密度(16×104株hm-2)下等行距和宽窄行处理组合的叶面积指数(LAI)增速、LAI峰值,以及吐絮期生殖器官生物量的分配比例均高于其他处理组合,且二者无显著差异.各处理组合间的棉花群体生长率(CGR)、净同化率(NAR)和棉铃生长率(BGR)均无显著差异.2年平均,中等密度下等行距和宽窄行处理组合的籽棉产量相当,纤维品质指标也无显著差异.表明在中等密度下,无论采用等行距还是宽窄行种植模式,均能达到理想的产量和品质.本研究为新疆棉花行距配置和密度选择提供了科学依据.

    棉花单双行配置密度生长指标干物质积累与分配产量及品质

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    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

    王丽萍李盼赵连豪樊志龙...
    233-246页
    查看更多>>摘要：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5.8～7.0 d和6.2～7.7 d,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.

    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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    马铃薯转录因子StFBH3对非生物逆境胁迫的响应分析

    宋倩娜宋慧洋李京昊段永红...
    247-259页
    查看更多>>摘要：bHLH(basic helix-loop-helix)作为植物界第二大类转录因子,在植物应对环境胁迫响应中起着重要的调控作用.探究马铃薯(Solanum tuberosum L.)bHLH家族基因功能将为马铃薯改良和育种提供一定的理论依据.本研究克隆了马铃薯StFBH3基因(Gene ID:102582309),利用qPCR技术分析了不同逆境胁迫下StFBH3基因表达模式,结果表明,StFBH3基因在马铃薯根和叶中的表达量较高,且该基因的表达受渗透、高盐和脱落酸(abscisic acid,ABA)诱导;以过表达StFBH3基因的马铃薯试管苗为材料,在分别含有不同浓度甘露醇(mannitol)、NaCl和ABA的MS培养基中,过表达StFBH3马铃薯株系的叶绿素含量显著高于野生型,根长显著长于野生型.在干旱和高盐处理下,土壤栽培的过表达马铃薯株系较野生型表现较强的耐受性,叶片相对含水量、叶绿素含量和过氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于野生型.qPCR分析发现,干旱和盐胁迫处理下相关基因(KAT1)的表达量在过表达马铃薯株系中较野生型显著降低.以上结果表明,StFBH3基因可能在马铃薯对渗透、干旱和高盐等胁迫响应中起正向调控作用.本研究也为StFBH3基因在马铃薯中的生物学功能深入理解提供一定的参考依据.

    马铃薯StFBH3转录因子逆境胁迫

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    青稞分蘖角度的QTL定位

    杨景发余鑫莲姚有华姚晓华...
    260-272页
    查看更多>>摘要：分蘖角度是青稞株型的主要构成因素,在提高青稞产量与抗倒伏性中发挥着极为重要的作用.为解析青稞分蘖角度的遗传机制,本研究以青稞品种'达章紫'(株型松散)和'昆仑10号'(株型紧凑)为亲本构建的RIL群体为材料,基于高密度遗传图谱,在多环境中进行青稞分蘖角度的QTL定位,并利用RIL群体衍生的剩余杂合系,对鉴定到的主效QTL qTA7H-1进行精细定位.在青稞7条染色体上共检测到9个控制分蘖角度的QTL,解释表型变异为6.41％～33.57％,其中,qTA3H-1和qTA7H-1为多环境共检测的主效QTL,平均加性效应分别为5.42°(增效)和-3.87°(减效);在减效QTL qTA7H-1初定位区间筛选到4个剩余杂合体,自交衍生F8:9近等基因系,在置信区间内加密设计14对分子标记对RHL群体极端单株进行检测,利用获得的5种交换类型单株,将qTA7H-1进一步界定在PC08(32,252,397)与PA10(41,790,765)约9.54 Mb的物理区间内.本研究初步揭示调控青稞分蘖角度的遗传因子,为开展分蘖角度性状的遗传改良与分子设计育种奠定了基础.

    青稞分蘖角度QTL定位主效位点

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    玉米大豆间作对喀斯特区土壤理化性质及微生物碳代谢特征的影响

    钱玉平宿兵兵高吉星阮粉花...
    273-284页
    查看更多>>摘要：为探明喀斯特区玉米大豆带状复合种植对土壤理化性质及微生物群落结构多样性的影响,本研究设置玉米大豆间作(MSI)、玉米单作(MM)和大豆单作(SM)3种模式,采用Biolog-ECO微孔培养法,旨在揭示玉米大豆种植模式对土壤微生物碳源代谢活性、多样性以及土壤性质的影响及其机制.结果表明,与MM及SM相比,MSI土壤微生物群落丰富度指数(McIntosh index)分别显著提高了11.90％和58.40％,平均颜色变化率(average well color develop-ment,AWCD)分别显著增加了24.50％和80.10％,羧酸类、氨基酸类和酚酸类碳源的平均相对吸光度分别显著提高了34.50％、63.70％和61.80％;碳源代谢指纹图谱表明,MSI模式中土壤微生物通过提高衣康酸的代谢活性进而增加了对羧酸类碳源的利用,通过提高L-苯丙氨酸、L-苏氨酸和甘氨酰-L-谷氨酸的代谢活性从而增加了氨基酸类碳源利用,通过提高吐温40、吐温80和肝糖的代谢活性从而增加了对多聚类碳源的利用;同时,MSI处理土壤SOC分别较MM和SM显著提高8.50％和72.84％,NH4+-N和TN含量分别较SM处理显著增加46.70％和33.30％;主成分分析表明,提取的2个主成分解释了碳源利用总变异的79.69％,种植模式对碳源代谢的综合利用能力表现为MSI>MM>SM,其中MSI土壤微生物群落对羧酸类、氨基酸类和多聚类代谢利用能力最强;冗余分析则表明,显著影响碳源代谢利用的2个环境因子分别是TN(53.50％)和SOC(30.90％),其中TN促进了羧酸类和氨基酸类碳源的代谢利用,SOC加强了胺类和酚酸类碳源的利用.综上可见,玉米大豆间作模式土壤微生物碳代谢的偏好性主要由微生物群落结构多样性引起,同时又受土壤全氮和有机质含量的调控,表明微生物群落结构与土壤理化因子间的互作可能是大豆玉米复合种植增产增效的一个关键因素.

    玉米大豆土壤微生物碳源代谢活性土壤理化性质Biolog-ECO

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