间作响应密植的地上部生理生态机制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31771738
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C1312.耕作学
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:陈桂平; 黄鹏; 王利立; 殷文; 胡发龙; 王一帆; 任旭灵; 郭瑶; 张乃旭;
- 关键词:
项目摘要
Compact planting is the fundamental practice for improving yield of crops, however, there lack of academic basis about above-ground eco-physiological responses of intercropped crops to high planting density, and also the correlations between compact planting and density-tolerant property. The theory for yield improvement of intercropping through plant density increasing is still scarce. Therefore, typical cereal-cereal and cereal-legume intercropping models are employed in this project under different combinations of plant densities, strip ratios, crop breeds, and fertilization rates. The objectives of this research are to: (1) determine the dynamic of various indicators, i.e. photosynthetic physiology, chlorophyll fluorescence kinetics, senility and yield capability of intercropped crops, and compare the differences of physiological characteristics between sole and intercropped crops at various growth stages to further reveal the mechanism of density-tolerant property in intercropping systems; (2) investigate the spatio-temporal dynamics of light distribution and photosynthate accumulation of the population, analysis the influence of compact planting on intra- or interspecific relationships between intercropped components, and clarify the above-ground ecological mechanisms for density tolerance; (3) study the effect of different treatment on morphological indicators, e.g. plant height, stem diameter, leaf shape, LAI, leaf angle and azimuth, and reveal the morphological adaptation mechanism for density tolerance in intercropping systems; and (4) discuss the relationships between key agronomic practices with above-ground physiology, ecology and morphology indicators, and establish the agronomic regulation mechanism on densification and yield improvement through optimizing above-ground ecophysiological characteristics. This project will definitely contribute to provide vital theoretical basises for extending the compact planting effect and establishing production improvement techniques in intercropping systems based on biological interaction potentials.
密植是作物增产的简捷高效措施,但间作作物地上部生理、生态特征对密植的响应,以及这些响应对间作耐密性的影响研究薄弱,生产中缺乏进一步增密增效的理论依据。项目以小麦/玉米、玉米/豌豆为研究对象,在不同密度、带型、品种和施肥组合下:(1)研究作物光合生理、叶绿素荧光动力、衰老指标的动态变化,量化单作与间作作物在不同管理措施下的生理特征差异,明确间作耐密的生理学机制;(2)检测群体的光分布和光合产物累积时空动态,解析密植对间作作物种间互作和补偿生长的影响,理清间作耐密的地上部生态学机制;(3)研究作物株高、茎粗、叶倾角和方位角对间作和单作的响应差异,揭示间作耐密的作物形态学适应机制;(4)明确作物地上部生理、生态和形态学指标与产量的相关关系,构建基于地上部生理生态特征优化的间作增密增产调控理论。项目的实施将为深入挖掘间作密植效应,建立同步发挥作物自身和种间互作增产潜力的间作技术提供重要理论依据。
结项摘要
密植是作物增产的简捷高效措施,但间作作物地上部生理生态特征对密植的响应研究薄弱,生产中缺乏进一步增密增效的理论依据。项目以玉米||豌豆、小麦||玉米为研究对象,通过密度和施氮优化等方面研究了间作响应密植的地上部生理生态机制。.玉米间作豌豆较单作玉米具有更高的耐密性。相同占地面积下,间作较单作均具有增产效应。间作通过提高豌豆收获后玉米群体生长率、光合势和净同化率,延长玉米高光合持续时间,促进营养器官同化物向籽粒转运,是间作耐密的重要群体光合生理基础。豌豆收获后,间作玉米在不同密度下具有更高叶绿素相对含量和净光合速率,在高密下保持较高Fv/Fm,形成了耐密的叶片光合生理基础。间作提高豌豆收获后玉米气孔密度和指数,缓解高密导致叶片厚度降低的趋势,提高叶片叶绿体数量和基粒片层数,是间作玉米耐密的叶片解剖结构响应机制。豌豆收获后,间作玉米叶片光合关键酶基因表达上调,叶片光合关键酶活性增加,在基因尺度上揭示了间作响应密植的分子生物学机制。.小麦间作玉米较单作玉米具有更高的耐密性。间作较单作可提高小麦玉米净同化率、光合速率,间作净同化率随着玉米密度的增加而增大,但随着小麦密度增加与施氮量减小而降低;适度增大玉米密度,Fv/Fo与Fv/Fm增大而增强作物对弱光的适应。间作较单作玉米降低了群体中上部及中下部冠层透光率,且透光率随着玉米密度增加而显著降低。间作较单作提高了玉米花后叶片光合关键酶活性,弱化了减氮降低玉米光合关键酶活性的负效应。间作提高了叶片光合作用天线蛋白有关基因的表达量,提高了根系氮素代谢相关基因的表达量,从基因层面解释间作具有更强的光合和氮素利用能力。.总之,间作玉米较单作在豌豆与小麦收获后具有更高的光合关键酶活性及其基因相对表达量,提高了叶片净光合速率、群体光合势并促进干物质向籽粒转运,获得较高产量,增强了耐密性。本研究将为深入挖掘间作密植效应,建立同步发挥作物自身和种间互作增产潜力的间作技术提供理论依据。
项目成果
期刊论文数量(40)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Optimizing water use between intercropped pea and maize through strip row ratio expansion and N fertilizer reduction in arid areas
在干旱地区通过扩大条行比和减少氮肥来优化间作豌豆和玉米之间的水分利用
- DOI:10.1016/j.fcr.2020.108001
- 发表时间:2021
- 期刊:Field Crops Research
- 影响因子:5.8
- 作者:Yan Tan;Falong Hu;Qiang Chai;Guang Li;Cai Zhao;Aizhong Yu;Hong Fan;Zhilong Fan;Wen Yin
- 通讯作者:Wen Yin
Expanding row ratio with lowered nitrogen fertilization improves system productivity of maize/pea strip intercropping
降低氮肥用量扩大行比提高玉米/豌豆条带间作系统生产力
- DOI:10.1016/j.eja.2019.125986
- 发表时间:2020-02
- 期刊:European Journal of Agronomy
- 影响因子:5.2
- 作者:Yan Tan;Falong Hu;Qiang Chai;Guang Li;Jeffrey A. Coulter;Cai Zhao;Aizhong Yu;Zhilong Fan;Wen Yin
- 通讯作者:Wen Yin
民勤绿洲区撂荒农耕地抗风蚀效果
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:水土保持学报
- 影响因子:--
- 作者:杨彩红;王军强;柴强;严长庚;赵宇浩
- 通讯作者:赵宇浩
绿洲灌区地膜秸秆交替覆盖玉米农田土壤水分利用特征
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:干旱地区农业研究
- 影响因子:--
- 作者:陈桂平;郑德阳;郭瑶;范虹;殷文
- 通讯作者:殷文
Integration of tillage and planting density improves crop production and carbon mitigation of maize/pea intercropping in the oasis irrigation area of northwestern China
耕作与种植密度一体化提高西北绿洲灌区玉米/豌豆间作作物产量和碳减排
- DOI:10.1016/j.fcr.2021.108281
- 发表时间:2021-08-26
- 期刊:FIELD CROPS RESEARCH
- 影响因子:5.8
- 作者:Yang, Hongwei;Hu, Falong;Ren, Xuling
- 通讯作者:Ren, Xuling
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其他文献
不同带型及施氮条件下玉米间作豌豆的产量表现和氮肥利用率
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- 发表时间:2013
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- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:作物学报
- 影响因子:--
- 作者:王巧梅;樊志龙;赵彦华;殷文;柴强
- 通讯作者:柴强
不同隔根方式下间作小麦玉米的竞争力及产量响应
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:中国生态农业学报
- 影响因子:--
- 作者:柴强;齐万海
- 通讯作者:齐万海
不同灌溉方式及间作对小麦产量及边际效应的影响
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:甘肃农业大学学报
- 影响因子:--
- 作者:罗照霞;柴强
- 通讯作者:柴强
老年人脑微出血与收缩压晨峰的相关性
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:中华老年心脑血管病杂志
- 影响因子:--
- 作者:张春华;仇发美;赵颖馨;柴强;崔谊;张华;王娟;刘振东
- 通讯作者:刘振东
其他文献
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