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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

zwxb301@mail.caas.net.cn

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

    o2突变引起糯玉米籽粒淀粉积累差异研究

    韩洁楠张泽刘晓丽李冉...
    1207-1222页
    查看更多>>摘要：糯玉米是主要鲜食玉米类型,opaque2(o2)基因导入可增加籽粒赖氨酸含量,但同时引起籽粒皱缩、淀粉含量下降等,限制了其育种应用.为发掘优良糯玉米受体,以籽粒饱满圆型o2 近等基因系(o2-NIL)糯 2/wx1wx1o2o2 和皱缩型黄糯 2/wx1wx1o2o2 为研究材料,通过对鲜食期、成熟期的百粒重和籽粒成分测定,发现淀粉和可溶性糖含量不同可能是导致 2 份糯玉米o2-NILs表型差异的主要原因.利用实时荧光定量PCR技术分析,发现授粉后 10～24 d两糯玉米o2-NILs中 6 个淀粉合成基因动态表达模式不同,其中Sh1、Sh2、SSⅢa和SBEⅡb差异较大.分析胚乳转录组数据,发现两糯玉米o2-NILs中 24 个海藻糖和糖基水解酶编码基因和 48 个o2 胚乳修饰基因变化不同,以上结果表明淀粉合成关键基因前期表达量高,后期与对照无差异,且糖代谢基因表达变化有利于淀粉合成可能是糯2/wx1wx1o2o2 淀粉含量和百粒重不受 o2 突变影响,籽粒性状明显优于黄糯 2/wx1wx1o2o2 的重要原因,同时多个胚乳修饰基因的差异表达可能与该结果直接相关.本研究结果可为o2 突变体在玉米育种中的应用提供重要参考.

    糯玉米糯2/wx1wx1o2o2黄糯2/wx1wx1o2o2籽粒饱满度淀粉糖代谢差异基因

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    大豆籽粒Ve含量的全基因组关联分析

    张红梅张威王琼贾倩茹...
    1223-1235页
    查看更多>>摘要：维生素E(Ve)是大豆油中一种天然抗氧化剂,是评价大豆油营养价值的重要指标.本研究利用含有 264 份的大豆自然群体在2021年和2022年测定了籽粒中α-、γ-和δ-生育酚含量,并进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS).本研究共检测到 199 个与大豆Ve含量显著关联的SNP位点,其中 9 个可在 2 个环境或者 2 个性状被重复检测到,分别位于 3 号、7 号、11 号、12 号、13 号、15 号、17 号和 18 号染色体上.其中位于 7 号染色体上的显著关联信号是控制α-生育酚含量的主效位点,可在 2 年环境中被检测到,表型变异解释率为 9.83%.对该位点候选基因进行筛选,获得一个编码myb转录因子的基因Glyma.07G054000,可能是这个位点的效应基因.另外,在 12 号染色体上得到 2 个编码γ-生育酚甲基转移酶的基因Glyma.12G014200 和Glyma.12G014300,有可能是影响Ve含量的重要基因.本研究结果有助于解析大豆籽粒Ve含量的遗传基础及其调控机制,为大豆品质遗传改良奠定了基础.

    大豆籽粒Ve含量全基因组关联分析候选基因

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    多元化种植模式下秸秆还田配合水氮管理对水稻产量形成与氮素吸收利用的影响

    胡明明丁峰彭志芸向开宏...
    1236-1252页
    查看更多>>摘要：研究多元化种植模式下,不同前茬秸秆还田与水氮管理对水稻产量形成、干物质积累分配及氮素吸收利用的影响.2018-2019 年以杂交稻F优 498 为材料,采用三因素裂裂区设计,主区设置油菜-水稻(Py)、小麦-水稻(Px)、青菜-水稻(Pq)3种种植模式秸秆还田,裂区设置常规淹水灌溉(W0)和干湿交替灌溉(W1)2种水分管理方式,裂裂区设置不施氮处理(N0)、常规施氮处理(N1)、精量减氮处理(N2)3 个施氮水平,分析测定了拔节期、齐穗期和成熟期不同处理下秸秆还田的腐解率、氮素释放率、水稻各器官的干物质积累分配、植株氮素吸收利用以及籽粒产量.结果表明,Py的平均产量分别较Px、Pq增加 2.55%、13.99%,主要原因是其有效穗数和千粒重较高;Py可促进各营养器官干物质和氮素积累,有利于干物质分配、提高茎鞘氮素贡献率和氮肥利用率,Py各时期的平均干物质积累总量、氮素积累总量分别比 Px和Pq增加 5.25%、7.48%和 14.60%、17.30%,Py的氮肥偏生产力较Pq显著增加 24.90%,但Py的秸秆腐解率和氮素释放率较低.3 种模式下W1 处理的水稻产量分别比W0 处理增加 5.10%(Py)、1.76%(Px)和 4.80%(Pq),W1处理可促进秸秆腐解和氮素释放,促进干物质积累和氮素吸收转运,有利于 Py和 Px模式下的干物质分配,进而提高氮肥利用率.同一秸秆还田和水分管理下,N2 处理可促进秸秆腐解和氮素释放,有利于干物质分配和氮素转运,提高了齐穗期、成熟期茎鞘和叶片氮素积累量,进而提高氮肥利用率,N2 处理的产量、干物质积累量较N1 处理略有下降,但二者差异不显著.综合考虑分析,油-稻种植模式下,油菜秸秆还田配合干湿交替灌溉与精量减氮(120 kg hm-2)有利于干物质积累分配、氮素吸收转运,进而提高氮肥农学利用率、氮肥偏生产力,并可节约 20%氮肥投入,实现水稻稳产高效生产.

    水稻多元化种植模式秸秆还田水氮管理产量形成氮素吸收利用

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    江苏省滨海盐碱地籼粳杂交稻产量优势形成特征

    耿孝宇张翔刘洋左博源...
    1253-1270页
    查看更多>>摘要：旨在探明滨海盐碱地大田条件下籼粳杂交稻产量优势形成特征.2021-2022 年,在江苏省滨海盐碱地择取中度盐碱地(medium saline-alkali soil,MS,土壤电导率平均 2.7 dS m-1)和重度盐碱地(high saline-alkali soil,HS,土壤电导率平均 7.2 dS m-1)两类典型田块,以籼粳杂交稻(甬优 2640 和甬优 4949)、常规粳稻(南粳 9108 和淮稻 5 号)、杂交籼稻(丰优香占和Y两优372)3种类型水稻品种为试材,探究实地条件下盐胁迫对不同类型品种产量及其形成特征的影响.与中度盐碱地相比:(1)重度盐碱地下各类型品种的穗数、每穗粒数、结实率和千粒重均显著低于中度盐碱地.中度和重度盐碱地下,籼粳杂交稻的产量均显著高于常规粳稻和杂交籼稻,这主要是由于其较高的每穗粒数.(2)重度盐碱地下各类型品种关键生育期(拔节、抽穗和成熟期)的群体茎蘖数及茎蘖成穗率均显著下降.中度和重度盐碱地下,常规粳稻和杂交籼稻关键生育期的群体茎蘖数及茎蘖成穗率均高于籼粳杂交稻.(3)重度盐碱地下各类型品种关键生育期的干物重均显著下降.中度及重度盐碱地下,籼粳杂交稻抽穗期和成熟期干物重、拔节期—抽穗期和抽穗—成熟期作物生长速率均显著高于常规粳稻和杂交籼稻.重度盐碱地下各类型品种的收获指数呈上升趋势.籼粳杂交稻在重度盐碱地下的收获指数高于常规粳稻和杂交籼稻.(4)重度盐碱地下各类型品种关键生育期的叶面积指数、播种期—拔节期、拔节期—抽穗期和抽穗期—成熟期光合势均显著下降.中度和重度盐碱地下,籼粳杂交稻成熟期叶面积指数和抽穗期—成熟期光合势均显著高于常规粳稻和杂交籼稻,抽穗期—成熟期叶面积指数衰减率则呈相反趋势.(5)重度盐碱地下各类型品种株高、上三叶叶长和叶宽、叶片 SPAD 值和光合速率均显著下降.中度和重度盐碱地下,籼粳杂交稻上三叶叶长和叶宽、叶片 SPAD 值和光合速率均高于常规粳稻和杂交籼稻.本研究结果表明,滨海盐碱地实地条件下,盐胁迫显著影响水稻产量及其形成特征.与常规粳稻和杂交籼稻相比,籼粳杂交稻在滨海盐碱地仍具有较高的产量优势,这主要得益于其较高的每穗粒数;此外,较高的作物生长速率、较大的上三叶叶面积及其较强的叶片持绿性也是籼粳杂交稻在滨海盐碱地具有较好产量优势的重要特征.

    滨海盐碱地水稻籼粳杂交稻产量形成

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    外源物质浸种对迟播油菜越冬期抗寒性及产量的影响

    王先领姜岳雷贻忠肖胜男...
    1271-1286页
    查看更多>>摘要：确保迟播油菜产量是压减长江流域双季稻区冬闲田的关键,提高越冬期抗寒性、促进冬前干物质积累是增加迟播油菜产量的有效途径.播前外源物质浸种是提高越冬期抗寒性,促进冬前快速生长的有效措施.试验选用早熟品种华油杂 137,设置清水(CK),0.01 mmol L-1、0.05 mmol L-1、0.10 mmol L-1 的甜菜碱(T1-1、T1-2、T1-3),0.1 mmol L-1、0.5 mmol L-1、1.0 mmol L-1 的脯氨酸(T2-1、T2-2、T2-3),0.03%、0.15%、0.30%的过氧化氢(T3-1、T3-2、T3-3),0.001 mmol L-1、0.01 mmol L-1、0.05 mmol L-1 的苹果酸(T4-1、T4-2、T4-3),25 mg L-1、100 mg L-1、300 mg L-1 的氧化纳米锌(T5-1、T5-2、T5-3),0.5 mmol L-1、1.0 mmol L-1 的多胺(T6-1、T6-2)浸种处理后,于 2021-2023 年开展田间试验,研究不同外源物质及浓度浸种对迟播油菜越冬期抗寒性及产量的影响.结果表明,不同外源物质和不同浓度浸种处理影响迟播油菜出苗率,部分处理如 T3-3、T4-2、T5-3 与 CK 相比显著提高,提高幅度分别达到 19.2%、15.3%、17.3%.部分外源物质浸种也显著提高了迟播油菜抗寒性,其机制一方面是提高抗氧化系统中过氧化物酶、过氧化氢酶活性和谷胱甘肽含量,减少活性氧、过氧化氢及丙二醛含量,另一方面是增加可溶性糖、脯氨酸、苹果酸、多胺、甘露醇等渗透调节物质含量,提高膜联冷应答蛋白激酶含量从而提高抗寒性.叶片抗寒性的增加有利于越冬期叶片生物量的积累,有效分枝数增加,单株角果数增加,从而促进产量的提高.另外,对筛选出的 9 个正向指标和3 个负向抗寒性指标进行综合评价,结果表明,2 年平均产量排序和抗寒性综合评价值排序结果基本一致,产量较高、抗寒性较强的浸种处理为 T5-3、T5-2、T2-3、T1-2.该研究可为长江流域迟播油菜冬前壮苗培育、提高越冬期抗寒性提供理论与技术支撑,为迟播油菜抗逆稳产、促进冬闲田开发利用提供依据.

    油菜迟播抗寒性外源物质浸种

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    稻油系统周年产量差及形成因素探究:以湖北省武穴市为例

    曹馨元杜明利王宇诚陈欣华...
    1287-1299页
    查看更多>>摘要：明确农户水平稻油系统的产量差及进一步增产的限制因素对保障我国粮油安全具有重要作用.本研究以我国典型稻油系统生产区湖北省武穴市为研究对象,采用作物模型与田间调查相结合的方法评估了该地区稻油系统周年产量差,并使用单因素方差分析和条件推断树综合比较了农户在土壤条件和管理措施上的差异,以探究该地区限制稻油系统产量进一步增长的主要栽培因素及可行的增产途径,为因地制宜地缩小产量差提供新思路.结果表明:(1)武穴市水稻季和油菜季的潜在产量分别为11.79 t hm-2和4.43 t hm-2,按照水稻和油菜籽粒的能量当量换算系统周年能量后,稻油系统的最高周年潜在能量为284 GJ hm-2.水稻季和油菜季的平均实际产量分别为8.11 t hm-2和1.82 t hm-2,系统平均实际周年能量为165 GJ hm-2.该地区稻油系统的平均周年相对产量差(产量差与潜在产量的比值)为42%,其中油菜季(59%)比水稻季(31%)具有更大的产量提升空间.相较于湖北省和长江流域的平均水平,武穴市稻油系统周年潜在能量相近,而周年实际能量分别低13%和5%,导致该地区的产量差相对较大,其中分别有83%和61%的农户相对产量差大于湖北省和长江流域平均水平.(2)该地区周年产量较低的农户具有以下主要特征:土壤为沙壤土,耕层较浅;水稻季虫草害防治效果差,水稻季肥料做底肥一次施用且轻施氮、钾肥;油菜季重施肥料,且油菜机收损失较大.(3)武穴市89%的农户选择种植常规稻品种黄华占,其实际产量已达到该品种潜在产量的90%左右;种植油菜品种的种类较多且产量差异较大.综上,武穴市稻油系统仍具有较大的增产空间;缩小当地稻油系统产量差的技术措施包括:适当深耕提高土壤生产力;油菜季选择当地适宜的高产油菜品种;水稻季加强推广高产优质杂交稻品种,重点关注增加水稻用种量,提高直播密度和播种时的封闭除草,系统周年施肥管理上应降低油菜季而提高水稻季的肥料用量,水稻季仅施底肥的农户适当增施追肥等.

    产量差田间调查稻油系统作物模型管理措施

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    稻麦复种模式下氮肥与稻秸互作对小麦产量和N2O排放影响及推荐施肥研究

    陆汝华王文轩曹强田永超...
    1300-1311页
    查看更多>>摘要：优化氮肥施用和秸秆还田技术为途径的农业管理措施被认为是提升农业可持续性的有效手段,然而当前关于氮肥和秸秆还田对小麦产量和N2O排放影响的研究仍十分有限.为此,本研究基于 2000-2022 年发表的关于长江中下游流域氮肥和秸秆投入下小麦产量和 N2O 排放变化的文献,运用随机森林建模,定量分析氮肥和秸秆还田对小麦产量和N2O排放的影响,并结合情景设置进行了特定地点的小麦产量和N2O排放模拟,同时评估了碳排放强度(CEE)和净生态系统经济效益(NEEB).结果表明,建立的区域尺度小麦产量与N2O排放对氮秸互作响应的随机森林模型,验证结果R2 分别为 0.66 和 0.65,RMSE分别为 0.70 和 1.11.结果表明施氮量和土壤有机质是影响小麦产量和N2O排放的重要因素.综合来看,达到最大产量所需的氮肥量为 208～212 kg hm-2,达到最小CEE所需的氮肥量为 113～130 kg hm-2,达到最高的NEEB所需的氮肥量为202～205 kg hm-2,其中在6.75 t hm-2 的秸秆投入下施用202 kg hm-2 的氮肥可以获得最高的生态收益 1.37 万元.优化氮肥和秸秆投入具备减少作物碳排放强度并获得最大净生态环境效益的潜力.

    施氮量秸秆投入小麦N2O排放模型推荐施肥

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    不同覆盖措施对土壤水热状况及春玉米产量和水分利用效率的影响

    王永亮胥子航李申梁哲铭...
    1312-1324页
    查看更多>>摘要：为提高黄土高原东部河谷平原春玉米水分利用效率,探究最适宜该地区春玉米种植的地表覆盖措施,基于连续 7 年长期定位试验,于 2021-2022 年开展田间试验,共选取无覆盖(CK)、地膜覆盖(plastic film mulching,FM)以及秸秆覆盖(straw mulching,SM)3 个处理,研究不同覆盖措施对土壤水热状况及春玉米产量和水分利用效率的影响,系统分析了 2 年试验期土壤水分与温度动态变化及春玉米各阶段水分生产力,为该地区春玉米水肥高效提供利于农业可持续发展的科学管理措施.结果表明:与无覆盖处理相比,地膜覆盖具有增温效应,2 年内土壤温度提高0.72～2.63℃;秸秆覆盖具有降温效应,2 年内土壤温度降低 0.20～1.51℃.与无覆盖处理相比,地膜与秸秆覆盖处理均可改善春玉米生长前期土壤含水量,并驱动土壤"湿干交替"现象促进水分吸收,提高水分利用效率,实现增产.虽然地膜覆盖处理改善了前期土壤含水量,促进春玉米前期生长发育,但会导致根系生长过浅,不利于生长后期水分利用,甚至植株存在倒伏风险(2021 年倒伏率高达 72.14%),影响产量形成.与地膜覆盖处理相比,秸秆覆盖处理驱动土壤"湿干交替"时表现出更强水分缓冲力,协调春玉米各阶段生长发育,生长后期水分利用效率显著提高 25.17%～34.71%,并降低倒伏风险.2 年平均数据显示,与地膜覆盖处理相比,秸秆覆盖处理产量与水分利用效率显著提高8.55%和 10.23%,经济效益显著提高 12.57%.综上所述,秸秆覆盖可作为该地区春玉米水肥高效可持续利用的科学管理措施.

    黄土高原春玉米覆盖措施产量经济效益水分利用效率

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    条带垄覆对西南黄壤坡耕地径流和高粱水分利用的影响

    陈玉章吴松果卢成霖李瑞...
    1325-1340页
    查看更多>>摘要：针对西南区坡耕地季节性干旱突出、降水径流损失大、高粱低产低效益等问题.2020-2021 年,在黔西南山区以前茬种植春玉米的 7°黄壤缓坡耕地为研究对象,研究了横坡种植模式(作物行向与坡向垂直)下传统露地平作(CK)、条带垄覆地膜(RFM)和条带垄覆玉米整秆(RSM)3 种不同处理对径流、以及高粱耗水特性、水分利用效率、产量和纯收效益的影响.结果表明,与CK相比,在横坡垄作模式下,RFM和RSM处理高粱生育期内的降雨径流深度分别平均显著下降 27.3%和 42.1%,纳水系数分别平均增加 9.5 和 14.6 个百分点.2 个条带垄覆横坡种植较CK显著增加高粱生育期的耗水量,其中拔节至抽穗阶段、灌浆至成熟阶段耗水量与产量分别呈显著(r = 0.51*)和极显著(r = 0.81**)正相关.与CK相比,RFM、RSM显著增加高粱成熟期生物量、穗粒数和千粒重,籽粒产量分别平均显著增加8.5%和 6.2%,但水分利用效率分别平均显著下降 12.6%和 21.4%.主要原因是,条带垄覆可显著增加高粱全生育期0～100 cm土壤贮水量,提高拔节至抽穗、灌浆至成熟阶段的耗水量,促进了高粱植株的生长发育和产量形成,且高粱秸秆产量的增幅(21.4%)显著高于籽粒产量增幅(7.3%),秸秆产量的大幅增加虽然降低了水分利用效率,但秸秆产量的增加是籽粒增产的重要保障.RSM 处理的纯收益和产投比分别平均较 CK 增加 2962.9 元 hm-2 和 2.3%,而 RFM处理由于增加了劳动强度、机械和地膜投入,导致纯收益和产投比分别平均较CK下降 1502.6 元 hm-2 和 32.6%.因此,条带垄覆玉米整秆横坡种植在显著提高降水有效性的同时,可实现产量和纯收益双增的目的,是西南黄壤旱坡耕地高粱增产增收的可行模式.

    条带垄覆径流水分利用高粱产量纯效益

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    氮钾减量配施对甘薯产量和品质的影响

    杨春菊唐道彬张凯杜康...
    1341-1350页
    查看更多>>摘要：基于重庆地区土壤肥力及施肥水平,在保证作物稳产、优质的情况下,探讨氮钾减量配施对甘薯产量、品质、养分利用和土壤肥力的影响,以期确定本地区甘薯是否存在减肥空间以及适宜的减量配施策略.2021-2022 年连续2 年在重庆市北碚区歇马街道西南大学薯类作物研究所开展田间试验,采用双因素随机区组试验设计,氮、钾各三水平,分别以常规施N量为 126.00 kg hm-2(A1),减施 10%(A2)和 20%(A3);常规施K2O量 96.00 kg hm-2(B1),减施5%(B2)和 10%(B3).试验结果表明,一定程度的氮钾减量配施不会造成甘薯产量的显著下降,氮肥减施达到 20%(A3)甘薯单株结薯数显著降低,A3 较A1 显著减产 9.25%.氮肥减施 10%和 20%分别较A1 的块根可溶性糖含量显著增加了 0.25%和 0.36%,钾肥减施 10%则较B1 的可溶性糖含量显著增加了 0.47%.但氮钾减量配施对甘薯块根淀粉率和可溶性蛋白含量存在不利影响.综上所述,相较于本地常规施氮钾量,减氮 10%(A2)配合减钾 5%(B2),即施氮量为 119.70 kg hm-2、施钾量为 86.40 kg hm-2,不会降低渝薯 198 产量和土壤酶活性,可作为本区域甘薯生产中的推荐施肥量.

    甘薯氮钾肥减量配施产量品质土壤肥力

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