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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

    宽幅精播下施氮量对冬小麦耗水特性和产量的影响

    延飞龙张振赵俊晔石玉...
    2014-2024页
    查看更多>>摘要：为明确宽幅精播条件下冬小麦高产高效的适宜施氮量,于 2020-2022 年在山东省兖州小麦试验站进行田间试验,供试品种为济麦 22.在宽幅精播条件下,设置 5个处理,分别为不施氮(N0)、施氮 150 kg hm-2(N1)、180 kg hm-2(N2)、210 kg hm-2(N3)、240 kg hm-2(N4),研究施氮量对冬小麦耗水特性、旗叶衰老特性、荧光特性和籽粒产量的影响.结果表明,N2 处理显著增加了 60～120 cm土层土壤水分的吸收利用,与N3 和N4 处理相比,N2 处理有效减少了开花前无效分蘖的水分消耗,降低了总耗水量.N2 处理开花后日耗水量高,显著增加了旗叶抗氧化酶活性,其开花后 14～28 d旗叶荧光参数显著高于其他处理.N2 和N3 处理籽粒产量和水分利用效率显著高于其他处理,但N2 处理氮肥农学效率最高,较N1、N3、N4 处理分别高 6.88%、10.60%、45.37%(2020-2021 年)和 7.03%、13.56%、43.71%(2021-2022 年).综上所述,施氮 180 kg hm-2 处理可提高冬小麦对深层土壤水分的吸收利用,增加开花至成熟期阶段耗水量,延缓旗叶衰老,提高籽粒产量与水氮利用效率,是本试验条件下的最优处理.

    宽幅精播施氮量耗水特性水氮利用效率

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    滴灌条件下施氮量对不同氮效率水稻品种物质积累及养分吸收的影响

    宋志文赵蕾毕俊国唐清芸...
    2025-2038页
    查看更多>>摘要：研究滴灌条件下施氮量对不同氮效率品种关键生育时期干物质积累和氮素吸收转运及产量的影响,为干旱半干旱区滴灌水稻高产高效生产提供技术参考.试验于 2021-2022 年开展,以氮高效品种(T-43)和氮低效品种(LX-3)为供试材料,采用裂区设计;设置4个施氮水平,分别为N0(0 kg hm-2)、N1(150 kg hm-2)、N2(300 kg hm-2)和N3(450 kg hm-2).分析滴灌水稻在抽穗期和成熟期干物质积累、氮素吸收利用及产量对施氮量的响应差异.结果表明:(1)施用氮肥可以增加滴灌水稻干物质积累量(1.99%～26.02%)和氮素积累量(25.67%～97.69%),提高水稻产量(23.75%～66.75%);但过量施氮(450 kg hm-2)会减小对干物质积累的促进作用,导致结实率和穗粒数下降,使氮素主要集中在秸秆中,最终降低水稻对氮素的利用效率.(2)在同一施氮条件下,T-43 的有效穗数、结实率、抽穗期叶片和穗部干物质及氮素积累量均高于 LX-3(分别为 1.65%～5.19%、0.42%～8.47%、7.61%～19.68%、19.81%～40.73%、19.81%～30.23%和 20.14%～49.65%),最终产量高于LX-3(4.23%～28.47%).(3)氮素利用效率对施氮量的响应存在品种间差异(P<0.05).与 LX-3 相比,T-43 有更高的氮肥农学利用效率、氮素回收率和氮肥偏生产力(分别高1.05%～25.23%、5.86%～20.05%和 10.09%～18.01%).综上所述,在滴灌栽培条件下,选用氮高效品种(T-43),配施 300 kg hm-2 氮肥表现出更佳的氮素吸收转运能力和更高的产量,能更好地利用养分资源,是本试验最佳的品种和施氮量组合方式.

    滴灌水稻氮效率品种干物质积累氮素积累氮素利用

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    根际微生物响应再生稻衰老的演变特征及其延效机制

    郭春林林满红陈婷陈鸿飞...
    2039-2052页
    查看更多>>摘要：探索根际微生物响应再生稻生育后期植株衰老进程的菌群演变规律及其生态对策是防止作物早衰发生,促进耕地土壤肥力和作物生产力协同提升的关键.本研究选用 2 个具有亲缘关系的常规再生稻品种黄华占(Huanghuazhan,HHZ)和丰华占(Fenghuazhan,FHZ)为供试材料,采用高通量测序等方法研究再生稻生育后期根际菌群随植株衰老进程而发生的多样变化、菌群演变生态策略和物种间生态位关系.结果表明,2 个具有紧密亲缘关系的供试品种其生育后期的自然衰老变化趋于一致.但在同等施肥条件下,丰华占生育后期的所有相关生理指标衰败速度均明显高于黄华占,即呈现早衰现象,并显著影响其头季和再生季稻的干物质积累与籽粒灌浆结实,进而减产.进一步分析结果证实,根际微生物多样性与再生稻植株的衰老进程紧密关联,具体表现在随着再生稻生育后期的推进,FHZ 根际微生物多样性 Chao 1 指数和 Shannon 指数下降幅度更大,根际微生物生态位宽度变小.进一步分析发现,HHZ头季稻成熟期较FHZ头季稻成熟期根际土壤显著提高了地杆菌属(Geobacter)、卤囊菌属(Haliangium)、亚硝酸盐氧化菌属(Candidatus_Nitrotoga)以及硝化螺菌属(Nitrospira)的相对丰度(0.61%、0.17%、0.42%和 0.045%);而在慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)以及芽单胞菌属(Gemmatimonas)上HHZ较FHZ显著下降了 0.29%、0.76%和 0.15%;HHZ根际上调的微生物在土壤的营养循环和有效性转化上起到重要功能作用,其根际土壤微生物生态位宽度比FHZ高36.81%,反映了根际微生物对资源利用的差异,是微生物适应土壤胁迫环境的生物印迹.本研究认为植物早衰发生是根际微生物生态对策的结果,再生稻头季植株根际土壤微生物群落结构差异对其再生季具有显著的延效作用.因此,加强再生稻头季后期的根际调控,强化根际土壤微生物菌群的合理构建,促进根际正效应形成,是活化土壤营养环境,防止再生稻早衰发生,进一步提升再生季稻产量的关键.

    再生稻早衰根际微生物根际效应栽培调控

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    不同品种玉米根-冠生长对土壤紧实胁迫的差异性响应特征

    梁璐周宝元高卓晗王瑞...
    2053-2066页
    查看更多>>摘要：黄淮海地区农业集约化和机械化发展导致土壤紧实问题日益加重,限制玉米产量的进一步提升.明确不同品种玉米根系和地上部生长对土壤紧实胁迫的差异性响应特征,可为该区玉米高产栽培提供理论依据.本研究选用 3个玉米品种,采用机械碾压的方法在同一田块模拟无紧实胁迫(NC:no compaction stress,容重 1.0～1.3 g cm-3)、中度紧实胁迫(MC:moderate compaction stress,容重 1.4～1.5 g cm-3)和重度紧实胁迫(HC:heavy compaction stress,容重>1.6 g cm-3)3 个紧实程度处理,定量解析不同程度土壤紧实胁迫下不同品种玉米根冠生长各指标及产量的变化规律.结果表明,与NC相比,MC和HC处理导致玉米减产 3.8%～10.3%和 12.5%～33.3%.玉米根冠生长及产量形成对土壤紧实胁迫的响应存在基因型差异.MC处理下,DK517的根长、根干重及根冠比较ZD958和DH605分别提高6.0%和 14.0%、15.7%和 29.6%、18.8%和 24.8%,但最大叶面积指数、植株总干物重和产量无显著差异;HC处理下,DK517的根长和根干重较ZD958 和DH605 分别提高 8.4%和 22.5%、29.6%和 57.8%,且最大叶面积指数、植株总干物重和根冠比分别提高 4.6%和 15.5%、3.7%和 20.9%、28.0%和 32.1%,因此产量分别增加 7.5%和 27.2%.相关分析表明,土壤容重和贯穿阻力与玉米根冠生长各指标和产量呈显著负相关关系(P<0.01).综上所述,土壤紧实胁迫会显著抑制玉米根系和地上部生长而造成减产,但不同品种玉米根冠生长对不同程度土壤紧实胁迫的响应存在着差异,重度土壤紧实胁迫下根冠生长均具有优势的品种能够维持较高的产量,研究结果可为玉米品种改良和土壤紧实下耕作措施优化提供理论依据.

    玉米根-冠生长土壤紧实胁迫响应特征

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    氮肥用量对玉米-油菜和水稻-油菜轮作模式下油菜产量及氮素吸收利用的影响

    刘陈王昆昆廖世鹏杨佳群...
    2067-2077页
    查看更多>>摘要：旱-旱和水-旱轮作是我国长江流域冬油菜的典型种植模式,氮养分缺乏是油菜产量主要限制因子.利用2016-2023 年在湖北省武汉市布置的裂区同田对比定位试验,探究氮肥用量对不同轮作模式下油菜产量和氮素吸收利用的影响差异,为科学施氮提供依据.试验设计的主处理为旱地油菜(玉米-油菜)和水田油菜(水稻-油菜)2 种轮作模式,副处理为 4 个氮肥用量(0 kg N hm-2、75 kg N hm-2、150 kg N hm-2、225 kg N hm-2),分析了油菜产量、产量构成因子和氮素积累量等相关指标.7 年试验结果表明,旱地和水田油菜的产量和氮素吸收在不同氮肥投入下的响应存在差异.当不施氮或低施氮(75 kg N hm-2)时,水田油菜产量显著高于旱地油菜,分别高出 53.9%和 20.8%,地上部氮素积累量分别高出 57.8%和 18.3%;当施氮量为 150 kg N hm-2 时,2 种轮作无显著差异;在高施氮(225 kg N hm-2)时,旱地油菜产量和氮素积累量较水田分别增加 11.2%和 16.0%.旱地油菜的氮肥农学利用效率、贡献率和表观利用率较水田油菜分别平均增加 16.5%、20.5%和 22.0%,氮肥对旱地油菜的增产潜力更大,但水田油菜季土壤基础氮素供应量较旱地高 61.5%,对氮肥的依赖性更小.综上,增加氮肥用量显著提高了油菜产量和氮素积累,水田油菜在低氮投入下表现出较高的稳产性,而旱地油菜在较高氮投入下丰产潜力更高.因此,在实际生产中应根据不同轮作模式调整油菜施氮量,旱地油菜可以适当增加氮肥用量以获得高产,水田油菜要充分利用土壤供氮能力适当控制氮肥用量,以达到油菜高产高效生产和氮肥高效利用的目的.

    玉米-油菜轮作水稻-油菜轮作氮肥用量油菜产量氮素积累量

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    干旱条件下深施肥对春小麦旗叶生态化学计量特征及其光合碳同化的影响

    梁进宇尹嘉德侯慧芝薛云贵...
    2078-2090页
    查看更多>>摘要：深施肥能提高旱地作物的水肥利用效率,是作物增产的重要技术途径之一,但目前对其营养生理机制,尤其是从旗叶生态化学计量特征的角度缺乏系统研究分析.本研究采用桶栽定量控制试验的方法,在 2021-2022 年以'陇春 35 号'为供试品种,设置 30 cm深施肥(D30)、15 cm浅施肥(D15)和不施肥(CK)3 个处理,研究不同处理对春小麦挑旗至灌浆期春小麦旗叶碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量特征(C/N、C/P、N/P)的影响,揭示春小麦旗叶养分含量及生态化学计量特征对旗叶 SPAD 值、Pn、地上部干物质积累、地上部生长速率、产量形成的影响.结果表明,灌浆期D30旗叶C/N值较D15和CK分别降低2.1%～6.4%、5.4%～10.2%;C/P值分别降低3.8%～5.2%、5.4%～6.0%;2021 年N/P值分布提高 1.4%和 4.1%,2022 年N/P值分别降低 1.6%和 0.2%.灌浆期D30 旗叶SPAD值较D15 和CK分别提高 1.8%～6.5%、15.5%～18.2%;Pn分别提高 21.6%～27.0%、28.5%～36.6%.扬花至灌浆期D30 地上部生长速率较 D15 和 CK 分别提高 22.1%～41.2%、68.4%～80.8%.成熟期 D30 地上部干物质积累量较 D15 和 CK 分别提高10.6%～11.1%;产量分别提高 15.7%～16.0%、46.5%～49.3%.D30 氮肥贡献率较D15 提高 46.6%～52.4%;氮肥偏生产力提高 15.7%～16.0%;氮肥农学效率提高 69.6%～76.7%.相关性分析表明,灌浆期春小麦旗叶 C、N、P含量与旗叶SPAD值、Pn、地上部干物质积累呈正相关;旗叶生态化学计量特征与旗叶SPAD值、Pn、干物质积累呈负相关.因此,在干旱条件下 30 cm深施肥通过提高春小麦挑旗至灌浆期旗叶C、N、P含量,延缓扬花期后旗叶N、P含量的降低,优化旗叶生态化学计量特征,降低N、P对春小麦旗叶光合作用的限制,提高春小麦旗叶Pn和地上部生长速率,并且延缓旗叶衰老,促进产量增加.

    春小麦干旱深施肥生态化学计量特征旗叶衰老

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    长江流域迟播甘蓝型油菜播种期和播种量优化配置研究

    娄洪祥黄肖玉江萌宁宁...
    2091-2105页
    查看更多>>摘要：为解决长江流域稻油茬口矛盾,提高冬闲田利用率,亟须迟播油菜(10 月 25 日之后播种)配套技术研究.本研究以早熟品种'华油杂 137'为材料,在湖北武汉进行 2 年播种期(10 月 25 日至 11 月 15 日间,各播种期间隔 3 d,用S1～S8 表示)和播种量(2.5、5.0、7.5、10.0 和 12.5 kg hm-2,用R1～R5 表示)单因素试验,考察生育期、成苗动态、农艺性状、产量和倒伏指标,统计有效积温,通过线性回归和平滑曲线拟合分析,优化播种期和播种量的配置参数,为迟播油菜生产提供技术支撑.结果表明,(1)播种期推迟,迟播油菜的生育期缩短、根颈粗降低、分枝数减少、产量降低且茎秆倒伏指数增加;4 个生育期中,苗期和花期有效积温与产量呈极显著正相关.(2)播种量增加,各生育期成苗数和收获密度提高,但生育期缩短、有效积温减少,角果层厚度降低、倒伏指数先降后增、产量呈先增后降趋势.(3)2 年不同播种期产量数据回归分析表明,播种期推迟至S3～S4 时,越冬前有效积温保持在 317.1℃以上,苗期有效积温达 401.1℃,终花 35 d收获产量可达 2700.0 kg hm-2,倒伏指数为 1.5 左右;2 年不同播种量产量数据平滑曲线拟合分析表明,不同播种量下收获密度与产量呈抛物线关系,收获密度为 64.2×104 株 hm-2 时终花 35 d收获产量达峰值,为 2948.5 kg hm-2,而倒伏指数为 1.6.综上,配置 7.5～10.0 kg hm-2 的播种量确保收获密度达 64.2×104 株 hm-2,抢时播种确保冬前有效积温达 317.1℃,可显著提高迟播油菜产量与抗倒性.

    迟播油菜播种期播种量产量抗倒性有效积温

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    秸秆还田方式与播种深度对夏直播花生土壤物理性状与出苗特性的影响

    朱荣昱赵蒙杰姚云凤李艳红...
    2106-2121页
    查看更多>>摘要：为探讨播种深度及不同小麦秸秆还田方式下对土壤物理性状、花生下胚轴生长动态以及出苗率的影响,通过设置小麦-花生周年定位试验,花生季采用裂区试验设计,主区为小麦秸秆还田方式,包括翻耕还田(P)、旋耕还田(R)、免耕覆盖(N);裂区为花生品种,试验选用大粒花生品种山花 108(B)与小粒花生品种山花 106(S);裂裂区为播种深度,2021 年设置 3 cm(3)、5 cm(5)、9 cm(9)、15 cm(15),2022 年设置 3 cm(3)、6 cm(6)、9 cm(9).结果表明,翻耕还田和旋耕还田提高了土壤温度,但降低了土壤含水量;免耕覆盖处理显著增加了6 cm以下土层的土壤紧实度;相同秸秆还田方式下,两品种均表现为适当浅播(播深 3 cm和 6 cm)显著提高了出苗率,深播(播深>9 cm)处理增加了下胚轴伸长速率,提高了子叶脂肪酶活性,降低了子叶干重、子叶中蔗糖与可溶性糖的含量,与PB3相比,PB6和PB9子叶可溶性糖和蔗糖含量分别下降 19.72%和 39.43%和 14.15%和 40.23%;与PS3 相比,PS6、PS9 子叶可溶性糖和蔗糖含量分别下降 10.08%、24.84%和 20.04%、37.08%,说明深播增加了出苗过程中子叶养分消耗;相同播种深度下,翻耕还田和旋耕还田的籽粒产量显著高于免耕覆盖;增加播种深度,各秸秆还田方式下单位面积株数以及单株结果数均显著降低,与PB6 相比,PB3 和PB9 处理荚果产量分别降低 7.47%和 14.94%;与PS3 相比,PS6 和PS9 处理荚果产量分别降低 11.66%和 24.03%.因此,秸秆翻耕还田处理有利于改善土壤结构,缩短花生出苗时间,提高出苗率以及花生荚果产量,在此条件下大粒型花生与小粒型花生的适宜播深分别为 5～6 cm与 3 cm.

    花生秸秆还田播种深度出苗特性

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    大豆萌发期耐盐性鉴定方法建立及耐盐大豆资源筛选

    刘欣玥郭潇阳王欣茹辛大伟...
    2122-2130页
    查看更多>>摘要：土壤盐渍化会影响大豆萌发和生长,筛选萌发期耐盐大豆种质对于耐盐大豆品种选育及盐渍土利用意义重大.本研究以 8 份代表性大豆种质为材料,蛭石为培养基质,用 150 mmol L-1 NaCl进行盐胁迫处理,以水处理作为对照,测量 2 d和 3 d的大豆发芽率和芽长,旨在建立大豆萌发期耐盐性鉴定指标和评价方法.与对照相比,盐胁迫下大豆发芽率和芽长均下降.盐处理 2 d不同种质间相对发芽率、相对芽长无显著差异,盐处理 3 d相对芽长差异显著,可用以进行不同大豆萌发期耐盐性评价.以 150 mmol L-1 NaCl对 48 份大豆种质进行盐处理,3 d相对芽长作为评价指标,将萌发期耐盐性划分为 5 级,1 级为高度耐盐型,2 级为耐盐型,3 级为中度盐敏感型,4 级为盐敏感型,5 级为高度盐敏感型.鉴定出萌发期高度耐盐种质 5 份,耐盐种质 12 份.同时对 48 份种质进行出苗期和苗期耐盐性鉴定,鉴定出 3 份从萌发期到苗期均耐盐的种质,分别为中黄 685、黑农 94 和东生 104.本研究建立了一套室内大豆萌发期耐盐性鉴定方法,为耐盐种质鉴定利用奠定了基础.

    大豆种质资源萌发期耐盐性鉴定

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    甘蔗硝酸盐转运蛋白1/肽转运蛋白家族6.4基因(ScNPF6.4)克隆及其调控分蘖功能分析

    李旭娟李纯佳田春艳孔春艳...
    2131-2142页
    查看更多>>摘要：甘蔗(Saccharum spp.hybrid)是重要的糖料和能源作物,分蘖是影响其产量的重要性状之一.硝酸盐转运蛋白 1/肽转运蛋白家族(NITRATE TRANSPORTER 1(NRT1)/PEPTIDE TRANSPORTER(PTR)family,NPF)成员在植生长发育中发挥重要作用,甘蔗中NPF基因的挖掘利用可为甘蔗品种分蘖遗传调控和产业升级奠定重要基础.本研究通过前期转录组数据结合反转录PCR(reverse transcription PCR,RT-PCR)从甘蔗品种ROC22 中获得其NPF家族成员6.4 基因的cDNA全长序列(命名为ScNPF6.4),并对其进行序列结构、理化性质、系统进化等分析,然后开展了该基因在苗期甘蔗中的组织特异性、甘蔗腋芽萌发过程中的表达情况以及响应激素处理的表达模式分析,最后将该基因遗传转化水稻过表达进行功能验证.结果表明,ScNPF6.4 的cDNA包含 1 个 1806 bp的开放阅读框,编码 601 个氨基酸,属于易化子超家族(major facilitator superfamily,MFS)蛋白,其蛋白分子量为 63.9 kD,理论等电点为 9.23,包含12 个跨膜螺旋区.该蛋白不存在信号肽,具疏水性,属于一类稳定的非分泌蛋白,系统进化分析表明其属于NPF 6.4亚族蛋白.亚细胞定位分析表明该蛋白定位于内质网.组织特异性分析发现,ScNPF6.4 在苗期甘蔗根中相对表达量最高,在叶和茎基部相对表达量较低;ScNPF6.4 在不同甘蔗品种腋芽萌发阶段均上调表达;适量浓度的植物外源激素 6-BA、ABA、GA3、IBA、乙烯利和SLs均能诱导苗期甘蔗中ScNPF6.4 的上调表达;水稻中异位过表达ScNPF6.4可增加水稻分蘖数并提前孕穗.以上结果表明,ScNPF6.4 正调控甘蔗分蘖芽萌发,其表达受外源植物激素调控,该基因过表达可增加水稻分蘖数并促进提前孕穗,克隆该基因可为甘蔗分蘖早生快发高产育种提供重要的基因资源.

    甘蔗ScNPF6.4分蘖植物外源激素功能分析

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