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| 1 | 玉米生产系统对气候变化的响应与适应显示文摘玉米是我国第一大粮食作物,玉米持续增产对保障国家粮食安全具有重要意义[1]。2020年我国玉米种植面积达到4.12×10^(8) hm^(2),总产达到2.61×10^(8) t。然而,气候变化是全球发展面临的严峻挑战。LOBELL等[2]研究认为气温每升高1℃作物产量减少10%,过去数十年全球增温对全球玉米生产造成了约3.8%的减产影响[3]。气候变化使气候因子超过“波动阈值”(如高温、低温、暴雨、干旱事件)也对农业生产造成了极大危害。未来气候变化(RCP8.5)情景下,我国黄淮海夏玉米区、西北玉米区以及东北春播玉米区平均减产预期会达到16%—25%,气候变化将对我国的玉米生产带来极大挑战。为了准确评估未来发展对全球气候以及玉米生产系统的影响。“十三五”期间,国家设立启动了重点研发计划项目“玉米生产系统对气候变化的响应机制及其适应性栽培途径”,集合全国优势科研单位,针对关键气候因子的时空变化规律及其对玉米生产系统影响、玉米产量形成过程对多气候因子变化的响应与适应机制以及不同种植模式下玉米生产系统应对气候变化的关键技术效应与适应性栽培途径广泛而深入地开展研究和生产实践。 | 谢瑞芝 明博 | 2021 | 中国农业科学2021，54，17： | 12 |
| 2 | 大气CO_(2)浓度升高与氮肥互作对玉米花后碳氮代谢及产量的影响显示文摘【目的】研究大气CO_(2)浓度升高(eCO_(2))及氮肥施用对夏玉米开花吐丝后不同组分碳氮代谢物含量及动态和产量的影响,为全球气候变化下玉米生理过程及产量形成的变化提供理论支撑,同时为玉米作物模型调参提供实证数据。【方法】利用自由大气CO_(2)富集(FACE)平台,以夏玉米品种农大108为试验材料开展田间试验。在常规大气CO_(2)浓度(aCO_(2),(400±15)μmol·mol^(-1))和高CO_(2)浓度(eCO_(2),(550±20)μmol·mol^(-1))下分别设置不施氮(ZN)和施氮(CN,180 kg N·hm^(-2))2个氮水平。对夏玉米产量及其构成要素、干物质积累、花后碳代谢物(可溶性糖、淀粉、总碳)动态和氮代谢物(硝态氮,游离氨基酸、可溶性蛋白、非溶性氮化合物细胞壁氮素和类囊体氮素、总氮)动态以及碳氮比动态进行监测。【结果】(1)eCO_(2)与施氮对夏玉米生物量积累有一定促进作用,但对产量及产量构成因素的影响均不显著。(2)eCO_(2)使玉米花后功能叶碳组份中的可溶性糖浓度显著提高,灌浆后期叶片碳氮比显著提高。(3)eCO_(2)下花后玉米功能叶氮代谢中的必需功能氮组分浓度未受影响,而一些结构性氮组分浓度有降低,eCO_(2)对功能叶中功能氮组分(如可溶性蛋白)的含量没有显著影响;氮代谢中的简单组分(如游离氨基酸)在功能叶中的浓度仅在开花期比aCO_(2)有显著增加,后期没有显著影响;但eCO_(2)下氮代谢中的非溶性氮组分(如细胞壁氮素和类囊体氮素)含量在花后一些时期显著降低。(4)氮肥施用使玉米从抽雄到灌浆后期功能叶非结构性碳水化合物(如可溶性糖)浓度、硝态氮浓度、细胞壁氮素和类囊体氮素含量显著提高;中等土壤肥力下不施氮处理的功能叶可溶性蛋白含量没有受影响,但非溶性氮组分(如类囊体氮和细胞壁氮)含量降低,氮素优先满足作物生长必需的可溶性蛋白。(5)eCO_(2)和氮肥交互作用对不同组分碳氮代谢物的影响不同,体现在不同时期,主要表现为提高了玉米功能叶简单碳氮组分(如可溶性糖和硝态氮)在后期的浓度,且碳氮比提高;提高了灌浆初期细胞壁氮素含量,功能叶总氮浓度仅在灌浆后期表现降低、其他时期没有显著影响。【结论】eCO_(2)对夏玉米的生物量增加有一定作用,玉米穗位叶碳氮比在一些时期显著增加,但对产量无显著影响;eCO_(2)下玉米花后穗位叶非结构性碳水化合物浓度增加,但总氮和非溶性氮素化合物在花后均发生不同程度降低。在未来大气CO_(2)浓度升高为特征之一的气候变化情景下,合理增施氮肥对促进作物碳氮代谢的协调有一定必要性。 | 李明 李迎春 牛晓光 马芬 魏娜 郝兴宇 董李冰 郭李萍 | 2021 | 中国农业科学2021，54，17： | 10 |
| 3 | 氮肥后移促进受渍夏玉米根系形态恢复和提高花后光合性能显示文摘江淮地区受梅雨影响,玉米苗期易发生渍害,如何通过合理运筹氮肥达到减灾效果值得研究。以夏玉米品种‘隆平206’为试验材料,研究不同氮肥运筹方式[氮肥全部基施(N1)、基肥70%+拔节肥30%(N2)、基肥50%+拔节肥50%(N3)和基肥30%+拔节肥50%+大喇叭口肥20%(N4)]对苗期受渍夏玉米根系形态和花后光合性能恢复的影响,以期为苗期受渍夏玉米合理施肥提供理论依据。结果表明,苗期渍水7 d抑制根系生长,根重、根长度、根表面积和根直径均显著降低,渍水对根系形态指标抑制效应表现为:根长度>根表面积>根直径。氮肥后移对渍水后根系生长有显著的补偿效应,氮肥后移量增加,根重、根长度和根表面积显著增加。渍水胁迫解除后18 d,N1-N4处理根长度较渍水前提高1.9~5.1倍,根表面积提高6.3~10.3倍,根直径提高0.7~1.0倍,氮肥后移对根系形态指标补偿生长效应强弱表现为:根表面积>根长度>根直径。渍水使群体叶面积系数降低9.3%~22.5%,氮肥后移可提高群体叶面积系数,较全部基施处理提高3.2%~20.7%。苗期渍水7 d显著降低灌浆期间穗位叶片的光合能力,净光合速率下降,灌浆中期和末期净光合速率分别下降16.1%和28.9%,灌浆后期光合能力下降幅度高于对照,非气孔限制是导致渍水胁迫下净光合速率下降的主要原因。渍水胁迫下,氮肥后移处理改善了穗位叶光合性能,光合能力优于氮肥前移处理。在苗期易导致渍害的地区适当减少基肥比例,后移氮素至拔节期和大喇叭口期,能够对受渍夏玉米起到较好的补偿生长效应。 | 武文明 王世济 陈洪俭 崔权仁 竟丽丽 | 2017 | 中国生态农业学报2017，25，7： | 9 |
| 4 | 陇中半干旱区玉米对光和CO_2浓度的响应模型显示文摘为挑选出最适合陇中半干旱区玉米的光响应和CO_2响应模型,以甘肃省白银市会宁县种植的玉米为试验材料,使用Li-6400型便携式光合仪测定玉米在不同光合有效辐射和CO_2浓度下的光合数据,采用应用较多的非直角双曲线模型、直角双曲线模型、指数模型、M-M模型以及叶子飘建立的光响应模型(以下简称叶子飘模型)与CO_2响应模型对光响应数据和CO_2响应数据进行拟合。结果表明,无论是光响应还是CO_2响应,叶子飘模型均能较好地拟合玉米的光响应和CO_2响应数据,可以较准确地描述玉米的光响应和CO_2响应曲线,并且对光响应过程中的最大净光合速率(P_(n,max))、光补偿点(I_c)、光饱和点(I_(sat))、暗呼吸速率(R_d)、CO_2响应过程中的光合能力(P_(n,max))、CO_2补偿点(C_(ic))、CO_2饱和点(C_(isat))、光呼吸速率(R_p)等光合参数的计算也较可靠。 | 丁林凯 阚飞 李玲 岳宁 周琳琳 魏国孝 | 2019 | 江苏农业科学2019，47，8： | 7 |
| 5 | CO2浓度升高与氮素胁迫对谷子光合特性和产量因素的影响显示文摘为阐明氮肥和CO2浓度升高互作对谷子光合生理特性与产量构成因素的影响,客观评估气候变化背景下谷子的生产潜力,采用开顶式人工气候室和盆栽方法,在不同供氮水平(低氮为0 g/kg;高氮为0.2 g/kg)与不同CO2浓度(大气CO2浓度为400μmol/mol;高CO2浓度为600μmol/mol)下测定谷子拔节期与抽穗期的光合特性、叶片性状以及收获后籽粒产量构成因素参数。结果表明,2种CO2浓度下,氮素胁迫均显著降低了谷子叶片比叶质量与叶氮含量,但在高CO2浓度下,谷子叶片净光合速率(Pn)、叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素(a+b)含量、叶片单位横截面积的光能吸收(ABS/CSM)、QA还原(TRO/CSM)、单位面积电子传递的量子产额(ETO/CSM)以及PSII单位面积内反应中心的数量(RC/CSM)均较正常CO2浓度对氮素胁迫更加敏感;氮素胁迫显著抑制了正常CO2浓度下谷子植株的穗质量与穗粒质量,但对大气CO2浓度升高下的植株无显著抑制。总之,高浓度CO2下,谷子叶片光合性能较正常CO2浓度对氮素胁迫的响应更加敏感,但构成籽粒产量参数并未显著下降。 | 梁煜 常翠翠 郝兴宇 张东升 王卫锋 高志强 宗毓铮 | 2020 | 山西农业科学2020，48，3： | 6 |
| 6 | Increased sink capacity enhances C and N assimilation under drought and elevated CO_2 conditions in maize显示文摘The maintenance of rapid growth under conditions of CO_2 enrichment is directly related to the capacity of new leaves to use or store the additional assimilated carbon(C) and nitrogen(N). Under drought conditions, however, less is known about C and N transport in C_4 plants and the contributions of these processes to new foliar growth. We measured the patterns of C and N accumulation in maize(Zea mays L.) seedlings using 13 C and 15 N as tracers in CO_2 climate chambers(380 or 750 μmol mol^(–1)) under a mild drought stress induced with 10% PEG-6000. The drought stress under ambient conditions decreased the biomass production of the maize plants; however, this effect was reduced under elevated CO_2. Compared with the water-stressed maize plants under atmospheric CO_2, the treatment that combined elevated CO_2 with water stress increased the accumulation of biomass, partitioned more C and N to new leaves as well as enhanced the carbon resource in ageing leaves and the carbon pool in new leaves. However, the C counterflow capability of the roots decreased. The elevated CO_2 increased the time needed for newly acquired N to be present in the roots and increased the proportion of new N in the leaves. The maize plants supported the development of new leaves at elevated CO_2 by altering the transport and remobilization of C and N. Under drought conditions, the increased activity of new leaves in relation to the storage of C and N sustained the enhanced growth of these plants under elevated CO_2. | ZONG Yu-zheng SHANGGUAN Zhou-ping | 2016 | Journal of Integrative Agriculture2016，15，12： | 4 |
| 7 | Effects of post-silking water deficit on the leaf photosynthesis and senescence of waxy maize显示文摘Waxy maize is widely cultivated under rainfed conditions and frequently suffers water shortage during the late growth stage.In this study,a pot trial was conducted to examine the effects of post-silking drought on leaf photosynthesis and senescence and its influence on grain yield.Two waxy maize hybrids,Suyunuo 5(SYN5)and Yunuo 7(YN7),were grown under the control and drought(soil moisture content was 70–80%and 50–60%,respectively)conditions after silking in 2016 and 2017.The decrease in yield was 11.1 and 15.4%for YN7 and SYN5,respectively,owing to the decreased grain weight and number.Post-silking dry matter accumulation was reduced by 27.2%in YN7 and 26.3%in SYN5.The contribution rate of pre-silking photoassimilates transferred to grain yield was increased by 15.6%in YN7 and 10.2%in SYN5,respectively.Post-silking drought increased the malondialdehyde content,but decreased the contents of water,soluble protein,chlorophyll,and carotenoid in the leaves.The weakened activities of enzymes involved in photosynthesis(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase and phosphoenolpyruvate carboxylase)and antioxidant system(catalase,superoxide dismutase and peroxidase)reduced the photosynthetic rate(Pn)and accelerated leaf senescence.The correlation results indicated that reduced Pn and catalase activity and increased malondialdehyde content under drought conditions induced the decrease of post-silking photoassimilates deposition,ultimately resulted in the grain yield loss. | YE Yu-xiu WEN Zhang-rong YANG Huan LU Wei-ping LU Da-lei | 2020 | Journal of Integrative Agriculture2020，19，9： | 3 |
| 8 | 葡萄品种“红地球”光合作用对短期不同梯度水分处理的响应显示文摘对4年生"红地球"葡萄叶片进行为期1个月的4个梯度水分处理:L1(田间最大持水量(50±3)%)、L2(田间最大持水量(60±3)%)、L3(田间最大持水量(70±3)%)、L4(田间最大持水量(80±3)%),在8月测量各处理的植物水势、光合作用日变化、光响应、荧光以及叶绿素含量。结果表明:4个处理方式下Pn日变化均呈单峰曲线,趋势基本一致,8:00时Pn达到最高,之后下降,L1下降的原因是非气孔因素,L2-L4下降的原因主要是气孔因素。日变化Pn平均值按顺序分别为4.61、8.20、7.76、7.60CO2μmol·m^-2·s^-1,在P〈0.05水平上L1显著低于另外3个处理。光响应的数据发现最大光合速率Pnmax则是(L2、L3)〉L4〉L1。通过比较4个处理Fv/Fm以及叶绿素含量,发现L1和L4的Pnmax降低的主要原因是叶绿素含量的降低,与光系统Ⅱ(PSⅡ)光化学效率无关,因为4个处理Fv/Fm没有显著差异(P〈0.05)。因此适度的灌水对于"红地球"保持高Pn是必要的,过量或者不足的灌水都会导致Pn的下降。 | 马帅 冯金朝 任蓝天 李征珍 李昱娴 赵慧卿 冯亚磊 | 2015 | 北方园艺2015，，14： | 2 |
| 9 | CO-2浓度升高和调亏灌溉对不同品种玉米生长及光合特性的影响显示文摘明确不同品种玉米生长和光合特性对CO-2浓度和水分处理双因子的响应规律可为变化环境下品种选育提供参考。采用盆栽试验,分析了两个品种玉米拔节期的株高、茎粗和叶面积以及净光合速率(A)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(E)。结果表明:低水处理使两个品种玉米的茎粗及“京科968”的叶面积显著降低,并使两品种玉米的A和Gs显著降低;除“郑单958”低水处理的株高显著降低外,CO-2浓度升高并未导致两品种玉米的株高、茎粗、叶面积和SPAD显著变化;所有水分处理下,CO-2浓度升高并未造成A显著变化,而两品种玉米的E和Gs均有不同程度的显著降低;CO-2浓度升高使所有水分处理下“京科968”和“郑单958”的Gs降低的均值分别为39.99和21.10。CO-2浓度升高显著提高了“京科968”的叶片水分利用效率(WUE),而对郑单958的WUE无明显影响。CO-2浓度400μmol/mol下,各水分处理的“京科968”的Gs均高于“郑单958”,而600μmol/mol时,“京科968”的Gs则由于降低更多而低于“郑单958”,且具有较高的WUE。表明不同品种玉米应对CO-2浓度升高表现不同,而“京科968”在未来CO-2浓度升高环境下因其较低的G-S可能具有更好的抗旱能力。 | 韩玉薪 李巧灵 王书吉 莫彦 秦姗姗 徐明明 张彦群 | 2020 | 节水灌溉2020，，12： | 1 |
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