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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

    320份蚕豆蛋白质含量的SSR关联分析

    陈志凯周仙莉张红岩滕长才...
    2775-2786页
    查看更多>>摘要:蚕豆是重要的植物蛋白源作物,富含8种必须氨基酸且含量均衡,挖掘蚕豆蛋白质相关基因不仅有利于优质蛋白蚕豆品种选育,而且对于未来植物蛋白的需求具有重要意义.本研究以320份蚕豆种质资源为材料,测定了 1年3个点(青海西宁市、互助县、湟源县)的蛋白质含量,并用筛选的132对SSR引物进行了蚕豆蛋白质含量关联分析.结果表明,蛋白质含量范围在19.51%~54.34%,3个地点的变异系数分别为10.835、20.865、13.380,均符合正态分布,具有表型多样性.132个标记在320份材料中共检测到778个多态性位点,平均等位基因数为6,变幅为3~12,多态性信息量(PIC)的变幅为0.1527(V1797)~0.8225(SSR-12192),平均值为0.5583,PIC值大于平均值的标记占总数的49.24%,选用的标记基因遗传多样性较高;遗传结构分析将320份材料分成2个亚群,其中亚群Ⅰ有176份材料,亚群Ⅱ有107份材料,其余37份没有明显的群类归属特性,为混合类群,供试群体结构较为单一;利用GLM和MLM 2种关联分析模型共检测到与蛋白质含量显著相关的22个SSR标记,有3个SSR标记与蛋白质含量极显著相关(SSR-10894、SSR-12695、V1929),在多个环境中均检测到SSR-13584,解释率范围在4.07%~5.19%,V1929在湟源县的2种模型关联分析中均极显著相关,解释率分别为10.00%、9.20%.该研究结果可为亲本选配及蚕豆蛋白相关基因挖掘及品质育种提供理论基础.

    蚕豆蛋白质含量SSR标记关联分析

    二氢赤霉素对不同增密条件下蜀麦133冠层光能截获和产量的影响

    刘雨杭赵书宏祝婷婷梁振宇...
    2787-2800页
    查看更多>>摘要:为探究新型赤霉素抑制剂"二氢赤霉素"对不同增密条件下小麦冠层光能截获和产量的影响,于2021-2023两个生长年度选用国审小麦品种蜀麦133在成都大邑县开展二因素裂区大田试验,主区密度分别为250万株hm-2(常规密度,B1)、300万株hm-2(增密20%,B2)、350万株hm-2(增密40%,B3)和400万株hm-2(增密60%,B4),副区分别为喷施清水(CK0)、200 mg L-1多效唑-甲哌鎓混合剂(CK1)、100 mg L-1二氢赤霉素(C2)和200 mg L-1二氢赤霉素(C3).结果表明,增密导致小麦冠层光环境变差,从B1增密到B4,小麦叶面积指数(LAI)和上部光能截获率(IPAR)分别增加16.7%~61.0%和10.3%~17.9%;旗叶面积、叶夹角、叶绿素含量、下部IPAR和净光合速率分别降低8.5%~16.8%、3.5%~11.2%、1.6%~6.1%、4.2%~12.0%和2.2%~7.3%.喷施二氢赤霉素显著改善小麦冠层结构,C3显著降低各密度下的旗叶叶面积、叶夹角和上部IPAR,分别达18.5%、17.0%和19.1%;显著提升叶绿素含量、LAI、下部IPAR、光能转换率和光能利用率,分别达18.7%、21.5%、62.2%、23.1%和26.6%.二氢赤霉素显著增加籽粒占比和花后干物质积累量,C3显著提升分别达36.4%和13.3%.增密显著增加有效穗数达23.7%,降低穗粒数和千粒重.喷施二氢赤霉素进一步提升增产潜力,C3显著增加有效穗数、穗粒数、收获指数和产量分别达4.4%、12.4%、10.3%和8.5%.因此,二氢赤霉素对增密后的小麦冠层光环境具有显著改善作用,有效提高小麦光能截获率与光能利用率,增加花后干物质积累,显著提高籽粒产量.在本试验条件下,增密到300万株hm-2配施200 mg L-1二氢赤霉素产量最高.

    小麦二氢赤霉素种植密度冠层结构光能截获率产量

    基于能量效率与碳效率的长江中游不同水旱轮作系统可持续性分析

    杨博文梁修仁秦明广曹英健...
    2801-2817页
    查看更多>>摘要:长江中游地区是我国典型水旱轮作区,合理评价不同水旱轮作模式的生态经济效益对推动该区稻田可持续生产具有重要意义.本研究选取玉米-晚稻(MR)、油菜-中稻(RR)和小麦-中稻(WR)3种水旱轮作模式,对比其在秸秆还田(S+)与秸秆不还田(S-)处理下的作物产量、能量效率和碳效率等方面的差异.结果表明:(1)MR模式作物产量较RR和WR模式显著高22.25%和14.81%.秸秆还田显著提高MR、RR和WR模式作物产量7.12%、6.54%和6.43%.(2)MR模式光能利用率和产投比均显著高于RR与WR模式,耗能强度显著低于RR和WR模式.秸秆还田显著提高MR、WR模式光能利用率和RR、WR模式耗能强度,显著降低MR、RR和WR模式产投比.(3)MR模式碳生产效率和碳生态效率显著高于RR和WR模式.秸秆还田显著提高了 MR、RR和WR模式碳生产效率和碳生态效率.(4)MR模式碳足迹显著低于RR和WR模式.秸秆还田显著降低了 MR、RR和WR模式碳足迹.综上,与油菜-中稻和小麦-中稻模式相比,玉米-晚稻模式具有较高的作物产量、能量效率、碳效率和较低的碳足迹;秸秆还田利于提高作物产量,同时提高了各模式能量效率和碳效率,降低了碳足迹.可见,玉米-晚稻水旱轮作配合秸秆还田具有较好的生态经济效益,可作为长江中游水旱轮作区一种可持续生产技术.

    水旱轮作秸秆还田能量效率碳效率碳足迹

    绿洲灌区绿肥还田对减量灌水小麦产量的补偿机制

    毛守发韦金贵柴强樊志龙...
    2818-2830页
    查看更多>>摘要:探讨绿肥对减量灌水春小麦产量构成及光合产物积累分配特征的响应和机制,可为构建新型小麦节水型种植制度提供实践和理论依据.依托2017年在甘肃河西绿洲灌区开始的小麦复种绿肥田间定位试验,于2021-2022年研究了不同绿肥处理方式下减量灌水小麦的群体生长动态、光合产物累积、转运分配和产量特性.试验采用裂区设计,设420 mm(I3,地方常规灌水量)、370 mm(I2,减量50 mm)和320 mm(I1,减量100 mm)3个灌水水平,绿肥全量翻压还田(WG)、绿肥仅根茬还田(WGR)和不种绿肥(W)3种绿肥处理方式,组成9个处理.结果表明,减量灌水降低了小麦产量和收获指数,绿肥还田可补偿因减量灌水造成的产量负效应.与I3相比,I1处理小麦籽粒产量、生物产量和收获指数分别降低11.5%、3.8%和8.1%,I2籽粒产量降低了 3.4%;与W相比,WG籽粒产量、生物产量和收获指数分别提高10.9%、3.7%和8.0%,WGR籽粒产量和收获指数提高了 4.8%和3.4%;与WI3相比,WGI2籽粒产量和收获指数分别提高7.2%和5.3%,WGI1和WGRI2的籽粒产量、生物产量和收获指数差异不显著,即麦后复种绿肥并全量还田可补偿减量灌水100 mm产生的产量负效应,可超量补偿在减量灌水50 mm的负效应.绿肥还田补偿减量灌水对小麦产量负效应的主要原因是:(1)绿肥还田提高了小麦生育后期的群体生长率(CGR)和净同化率(NAR),增大了小麦穗数、穗粒数与千粒重.与WI3相比,WGI2拔节至孕穗、孕穗至开花、开花至灌浆期CGR分别提高10.4%、10.5%和7.9%,WGRI2拔节至孕穗、孕穗至灌浆期CGR分别提高6.7%和5.7%,WGI1无显著变化;WGI2较WI3孕穗至开花、开花至灌浆期NAR分别提高4.5%、4.8%,穗数和千粒重分别提高5.7%和6.9%,WGI1、WGRI2较WI3穗数、穗粒数与千粒重差异不显著.(2)绿肥还田提高了减量灌水小麦的花后干物质积累量和对籽粒的贡献率.I2、I1较I3花后干物质积累量和对籽粒的贡献率分别降低8.8%、5.3%和23.1%、13.7%;WG、WGR较W花后干物质积累量和对籽粒的贡献率分别提高19.6%、8.9%和14.0%、9.3%;与WI3相比,WGI2、WGRI2花后干物质积累量差异不显著.在干旱绿洲灌区,麦后复种绿肥是实现小麦生育期减量灌水的可行措施,绿肥可通过优化小麦光合产物的累积和分配补偿由于减量灌水造成的小麦减产,绿肥全量还田的节水潜力更高.

    绿肥还田减量灌水春小麦干物质积累产量补偿效应

    播量对缩行带状滴灌燕麦抗倒伏能力和产量的影响

    杨志雪刘景辉米俊珍孙婧...
    2831-2847页
    查看更多>>摘要:为明确缩行带状滴灌下播量对燕麦抗倒伏能力和产量的影响,于2022-2023年以抗倒伏品种"坝莜1号"和易倒伏品种"燕科 2 号"为试验材料,分别设 90 kg hm-2(S1)、120kg hm-2(S2)、150 kg hm-2(S3)、180 kg hm-2(S4)和210 kg hm-2(S5)5个播量,研究其对燕麦茎秆基部理化特性、抗倒伏能力、产量及构成因素的影响.结果表明,燕麦株高和重心高度随播量增加呈先升高后降低趋势,"坝莜1号"在S3处理下最高,较其他处理株分别增加了2.63%~13.36%和1.49%~12.30%;"燕科2号"在S2处理下最高,较其他处理分别增加了 2.52%~15.20%、4.67%~21.21%.两燕麦茎秆基部第二节间长随播量增加而增加,S1较其他处理降低了 10.86%~96.39%,第二节间粗、干重、充实度及抗折力随播量增加而减小,S1较其他处理分别增加了 1.76%~32.81%、9.08%~125.89%、26.88%~292.64%、6.48%~129.70%.随着播量的增加,燕麦茎秆基部纤维素、可溶性糖、C/N、钾、硅含量逐渐降低,氮含量相反.与其他处理相比较,S1处理各化学组分含量分别增加了 5.81%~74.10%、1.62%~24.34%、4.78%~55.41%、1.90%~107.78%、2.00%~17.37%,氮含量降低了 2.95%~22.66%.倒伏率和倒伏级别在不同年份和品种间表现不同:2022年坝莜1号和燕科2号分别在S4~S5和S3~S5播量下发生倒伏,2023年两燕麦均发生倒伏,且倒伏率和倒伏分级随播量增加而增加.穗粒数和千粒重随播量增加而降低,但籽粒产量呈先升高后降低趋势,"坝莜1号"和"燕科2号"分别在150 kg hm-2和120 kg hm-2下籽粒产量最高.相关性分析表明,燕麦茎秆基部节间形态特征和化学组分含量显著影响茎秆基部抗折力,从而影响田间倒伏率和级别,可作为评价燕麦抗倒伏能力的关键指标.综合考虑抗倒伏能力与籽粒产量,坝莜1号最佳播量为150 kg hm-2,燕科2号最佳播量为120 kg hm-2.

    茎秆基部形态茎秆基部化学组分含量抗折力倒伏率产量

    氮肥减施对青贮玉米豆科饲草间作系统水分利用特征的影响

    桑会哲王超樊志龙殷文...
    2848-2859页
    查看更多>>摘要:针对河西绿洲灌区青贮玉米氮肥投入高、水分利用效率低等问题,本研究在减氮条件下,探讨间作豆科饲草对青贮玉米产量及耗水特征的影响,为青贮玉米水分高效利用提供理论依据和技术支撑.试验于2022-2023年在武威绿洲农业综合试验站开展,设置3个种植模式(M:青贮玉米单作;MH:青贮玉米-秣食豆间作;ML:青贮玉米-拉巴豆间作)和 4 个施氮水平(N3:360 kg hm-2;N2:306 kg hm-2;N1:252 kg hm-2;N0:0 kg hm-2).结果表明,2 种混播模式下N1处理的青贮玉米和豆科饲草干物质积累量较N3显著提高,MH模式下分别提高10.0%和20.5%,ML模式下分别提高16.5%和28.8%.MH模式下N1处理饲草产量与N3差异不显著,但ML模式下较之提高22.4%,且ML模式饲草产量在N1水平下较MH模式提高12.3%.引入豆科饲草可降低间作系统棵间蒸发量,MH、ML模式的棵间蒸发量在N1水平下比M模式相同施氮水平分别降低23.5%、30.0%,但2种模式不同施氮处理间棵间蒸发量差异不显著.青贮玉米间作拉巴豆结合氮肥减施30%可降低蒸散比,较M模式相同施氮水平降低23.0%.间作豆科饲草提高了水分利用效率,MH、ML模式水分利用效率在N1、N2、N3水平下较M模式分别提高43.3%、29.5%、17.9%和51.9%、30.2%、21.2%.其中,以MLN1处理提升幅度最大,较MN3处理水分利用效率提高52.4%.因此,青贮玉米间作豆科饲草结合施氮量252 kg hm-2可降低棵间蒸发量、提高饲草产量和水分生产力,是绿洲灌区青贮玉米生产适宜采用的种植模式和施氮量.

    间作施氮水分利用效率青贮玉米豆科饲草

    三七种植适宜区的分布及其对气候变化的响应

    王露赵炯超王艺璇米艳华...
    2860-2869页
    查看更多>>摘要:探究气候变化背景下三七种植适宜区的时空变化特征可为三七引种栽培、规模生产以及产业发展提供理论参考.基于云南省131条三七地理分布数据和15个环境变量,利用MaxEnt模型分析影响三七分布的主导因子,划分云南省二七种植适宜区,明确1961-2020年间云南省三七种植适宜区变化特征.研究结果表明:(1)影响三七分布的主导因子和对应的最适宜区的阈值分别为平均气温日较差(小于10.0℃)、最高气温≥33℃天数(少于5d)、坡向(北向)、≥10℃年积温(4708.0~5331.9℃ d)、年日照时数(1636.7~1963.3 h)和降水季节性差异(92%~96%).(2)三七种植适宜区主要集中在云南省东南部,包括文山、红河、昆明、玉溪和曲靖等地,约占云南省国土面积的4.8%.(3)1961-2020年间的气候变化提高了云南三七的种植适宜性和适宜区面积,适宜性提高的区域约占全省的18.1%.(4)60多年间,云南省三七最适宜区界限呈向北扩张趋势,适宜区呈向高海拔、高纬度区域迁移的趋势.本研究对于制定合理的云南省三七产业布局和降低气候变化对三七生产的潜在风险,以及农业土地资源管理利用提供理论基础和技术支撑.

    三七MaxEnt模型气候变化主导因子种植适宜区

    叶面喷施调节剂对迟播油菜越冬期氮素利用和产量的影响

    郭茂畅陈杜娟袁金展张哲...
    2870-2882页
    查看更多>>摘要:确保迟播油菜产量是缓解长江流域稻油茬口矛盾、挖掘冬闲田潜力的关键.本研究以早熟油菜品种华油杂137为试验材料,随机区组设计,3叶期设置清水对照(CK)及10、25、50 mg L-1的赤霉素(gibberellic acid,GA3,G1,G2,G3),0.25、0.5 mg L-1 的 2,4-表油菜素内酷(2,4-epibrassinolide,2,4-EBR,B1,B2),10、20 mg L-1 的胺鲜酯(diethyl aminoethyl hexanoate,DA-6,D1,D2)的叶面喷施处理.于2021一2023年2个生长季进行田间小区试验,研究叶面喷施调节剂对迟播油菜越冬期氮素利用和产量形成的影响.结果表明,与CK相比,迟播油菜叶面喷施适量浓度的GA3、2,4-EBR和DA-6具有增产效应,过量施用(如G3、B2处理)则会有负面作用,其中G1、B1和D2的产量增幅较高,2021-2022较CK分别增加13.9%、10.3%和6.3%,2022-2023则分别增加12.5%、7.2%和6.2%.叶面喷施调节剂处理后,越冬期叶面积和叶干重显著增加.其机制一方面是叶片赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(IAA)和玉米素(Zt)含量增加,脱落酸(ABA)含量下降,叶面积增加;另一方面是叶片硝酸还原酶(nitrate reductase,NR)、谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)和谷氨酸合成酶(glutamate synthetase,GOGAT)活性增强,叶片氮同化能力提高,叶干重增加.相关分析表明,产量与叶面积和叶干重呈正相关,叶面积与GA3、IAA和Zt含量呈显著正相关,与ABA含量呈显著负相关,且NR、GS和GOGAT活性分别与GA3、IAA和Zt含量呈显著正相关,而与ABA含量呈显著负相关.综上,迟播油菜在三叶期叶面喷施适宜浓度GA3、2,4-EBR和DA-6通过调节叶片激素含量,一方面提高了 NR、GS和GOGAT酶活性,叶片氮素同化能力改善,氮素利用率提高;另一方面促进了叶片扩张,形成更大叶面积,有利于干物质积累而提高产量;且以G1(10 mg L-1 GA3)、B1(0.25 mg L-1 24-EBR)和D2(10 mg L-1 DA-6)的处理效果较好.本研究可为长江流域迟播油菜冬前壮苗培育及提高冬闲田利用率提供理论和技术支撑.

    油菜迟播叶面喷施调节剂氮素利用产量

    外源水杨酸对镉胁迫下大豆生理特性和抗逆基因表达的影响

    王子然鲁一薇杨婧怡王成龙...
    2883-2895页
    查看更多>>摘要:研究镉(Cd)对大豆种子萌发和早期幼苗生长的胁迫伤害及外源水杨酸(SA)的缓解作用.以大豆品种"中黄13"为试验材料,采用纸间发芽法和水培法.研究Cd和外源SA对大豆种子萌发、种胚和幼苗抗氧化系统、幼苗光合特性、营养元素吸收转运和抗逆基因表达的影响.2.5 μmol L-1CdCl2胁迫诱发大豆种胚和幼苗氧化损伤,抑制幼苗对营养元素的吸收和转运、降低幼苗光合作用,进而抑制大豆种子萌发和早期幼苗的生长.添加50 μmol L-1 SA可减轻Cd对种胚和幼苗的氧化胁迫伤害,降低Cd在幼苗中的积累,促进幼苗对营养元素的吸收和转运、增强幼苗光合作用.Cd胁迫下,添加SA幼苗生长7 d,幼苗叶片H2O2、O2和 MDA含量分别比Cd胁迫处理降低46.31%、29.85%和37.89%.根系H2O2、O2-和MDA含量分别比Cd胁迫处理降低59.24%、46.30%和46.84%.幼苗叶中Cd含量比Cd胁迫处理降低63.50%,幼苗叶中Ca、Cu、Fe、Mg、Zn等元素含量比Cd胁迫处理分别增加84.45%、71.42%、192.50%、145.13%和141.20%,幼苗根中Ca、Cu、Fe、Mg、Zn 等元素含量比 Cd 胁迫处理分别增加 186.13%、453.51%、198.05%、131.39%和 112.50%,幼苗净光合速率(Pn)、PSⅡ最大光合效率(Fv/Fm)比Cd胁迫处理提高137.60%和24.99%.外源SA通过诱导上调大豆幼苗抗氧化系统基因表达,下调参与Cd转运蛋白基因DMT、IRT和MT1表达量,诱导抗氧化酶活性提高、降低幼苗对Cd的吸收,促进幼苗对营养元素的吸收和转运、增强幼苗光合作用,缓解Cd对大豆种子萌发和早期幼苗生长的胁迫伤害.

    大豆水杨酸镉胁迫种子萌发幼苗生长基因表达

    玉米、花生根际土AMF群落特点及其对磷肥的响应

    赵维胡晓娜郑艳梁娜...
    2896-2907页
    查看更多>>摘要:为了探明玉米、花生根际土丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)多样性和群落结构特点及其对磷肥的响应,本试验基于高通量测序技术研究了不施磷与施磷时玉米和花生根际土 AMF群落的多样性、组成和结构,并结合其土壤理化因子进行相关性分析.结果表明:玉米根际土 AMF群落α多样性高于花生,施磷较不施磷降低玉米、花生根际土 AMF群落α多样性;玉米、花生AMF群落优势科(属)均集中在球囊霉科(球囊霉属),但其优势种的组成及优势群落的相对丰度存在显著差异.玉米根际土 AMF群落的近明球囊霉科、近球囊霉属、GlBb12、Torrecillas12b_Glo_G5 和 Lamellosum 的相对丰度显著高于花生,分别高 17.38%、16.97%、5.90%、3.29%和 7.79%;施磷较不施磷显著降低玉米根际土近明球囊霉科、近明球囊霉属和花生根际土球囊霉科的相对丰度,分别降低16.89%、16.88%和11.00%,显著增加玉米根际土 Viscosum和Yamato09_A1的相对丰度.通过冗余分析(RDA)可知,土壤速效磷(AP)、有效铁(AFe)、有机质(OM)和全磷(TP)的含量及pH值是影响玉米、花生根际土 AMF群落α多样性及其基于科、属水平AMF群落结构的主要因子.综上,玉米、花生招募AMF群落具有偏好性,对磷肥响应存在差别,关键在于玉米、花生与磷肥影响了根际土中AP、AFe、OM和TP的含量及pH值.本研究为玉米、花生AMF群落结构的改善和磷肥调控高产提供理论基础.

    玉米花生根际土磷肥高通量测序AMF群落