冬小麦-夏花生种植系统生物固氮效应及氮素优化利用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31801316
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1312.耕作学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The proper utilization of the biological N fixation of legume crop to decrease the N inputs of the cropping system, which is the critical path to carry out the high N use efficiency of the system. Winter wheat-summer peanut system is one of the most important cropping patterns in North China Plain, ascertaining the impacts of different N treatments on the biological N fixation of peanut and the influencing mechanism of the translocation of N from peanut on the N use efficiency of the following winter wheat are very important to decrease the nitrogen inputs and increase the N use efficiency in the winter wheat-summer peanut system. The winter wheat-summer peanut cropping system is the research object of the study, both field plot trails and microplot experiments are designed for the current study, the 15N isotope-dilution technique is adopted in the study. The measurements of the weight and the activity of peanut nodules at different at growth stages, and the measurements of total nitrogen content and 15N content in the whole plant of both summer peanut and winter wheat, and in soil depth until 200cm, are both conducted in order to obtain the nitrogen fixation effect of peanuts under different nitrogen application levels and therefore reveal the influencing mechanism of the translocation of N from peanut on the N use efficiency of the following winter wheat. At the same time, using STICS model to further analyze the effects of different nitrogen applications on the nitrogen utilization in the winter wheat-summer peanut system, and put forward the optimized nitrogen management mode under different yields target.
合理利用豆科生物固氮减少农田氮素肥料投入,是实现作物生产系统氮素高效利用的重要途径。冬小麦-夏花生是华北地区重要种植模式,阐明不同施氮水平花生固氮潜力、氮素转移及其对冬小麦氮素利用的影响机制,对冬小麦-夏花生系统氮肥节约高效利用意义重大。本研究以冬小麦-夏花生系统为研究对象,综合运用微区试验和小区试验,采用15N同位素标记技术,测定花生不同时期根瘤活性和根瘤重、夏花生和冬小麦收获期全株和0~200cm土体全氮含量和15N含量,研究不同施氮水平下花生固氮效应,揭示花生氮素转移对下茬冬小麦氮素利用的影响机制。同时,利用STICS模型进一步解析不同施氮水平对冬小麦-夏花生系统氮素利用的影响,提出不同目标产量下氮素优化管理模式。

结项摘要

冬小麦-夏花生是华北地区重要种植模式,氮肥过量投入显著影响了花生的固氮效率,导致系统的增产效益和氮素利用效率明显下降。合理利用豆科固氮减少系统氮肥投入,是提升系统氮素利用效率的关键途径。本项目基于3年田间定位试验和盆栽试验,结合STICS作物模型,重点开展了1)不同施氮水平对花生固氮效应的影响,2)花生氮素转移对下茬冬小麦氮素高效利用的影响,3)冬小麦-夏花生系统氮素优化管理等三方面的研究工作。研究结果表明:(1)过量施氮显著制约夏花生固氮效率,随着施氮量增加0-60cm土层NO3-含量升高,花生固氮酶活性下降,3年试验结果表明N0、N50、N100、N150和N200处理下夏花生的平均固氮量分别为95、79、70、45和40 kg N hm-2。(2)过量施氮使得夏花生贪青旺长,收获期籽粒灌浆不足导致产量降低,3年田间试验结果表明N150处理下夏花生单产水平最高。综合考虑经济收益、花生单产水平和氮肥利用效率,夏花生高产高效的适宜施肥区间为144-159 kg N hm-2。(3)花生季对下茬冬小麦存在明显的氮素转移现象;花生秸秆还田和根际沉降氮对下茬冬小麦的氮素贡献受花生季施氮量的影响,两年试验结果表明,不同夏花生施氮量对下茬冬小麦生长发育及其氮素吸收与显著影响,小麦产量随上茬夏花生土壤残留增加而增加,周年施氮量270 kg N hm-2是本研究中系统产量和氮素资源利用效率兼顾的施氮处理。(4)研究结果阐明了不同施氮水平对夏花生生物固氮效应的影响,揭示了不同施氮处理下夏花生对下茬冬小麦氮素转移特性,初步明确了华北地区冬小麦-夏花生系统高产高效的周年推荐施氮量,对优化不同目标产量下华北地区冬小麦-夏花生系统氮素优化管理具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
1951—2015年中国主要粮食与油料作物种植结构变化分析
  • DOI:
    10.11841/j.issn.1007-4333.2019.11.20
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡忆雨;朱颖璇;杨雨豪;邹军;陈阜;尹小刚
  • 通讯作者:
    尹小刚
全球禾-豆生产系统作物多样性变化特征及其影响
  • DOI:
    10.11841/j
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡忆雨;邹军;吴尧;王小慧;杨雨豪;陈阜;尹小刚
  • 通讯作者:
    尹小刚
1981-2015年华北地区种植结构演变及其驱动机制分析
  • DOI:
    10.11841/j.issn.1007-4333.2019.12.03
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邹军;朱颖璇;杨雨豪;刘文胜;胡忆雨;陈阜;尹小刚
  • 通讯作者:
    尹小刚

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其他文献

Dmap类化合物的合成及催化Mannich和Perkin反应
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈治明
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹慧;严双琴;谢亮亮;蔡智玲;高国朋;尹小刚;吕先发;汪素美;朱海琴;伍晓艳;黄锟;陶芳标
  • 通讯作者:
    陶芳标
非线性强度任意二聚的非线性链的透射性质
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    胡冬生;张艳玲;尹小刚;徐江
  • 通讯作者:
    徐江

其他文献

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氮肥减施对豆茬冬小麦土壤氮吸收的影响及其微生物学机制
  • 批准号:
    32372234
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    2023
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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