Root system architecture (RSA) plays a major role in plant fitness, crop performance, and grain yield yet only recently has this role been appreciated. RSA describes the spatial arrangement of root tissue within the soil and is therefore crucial to nutrient and water uptake. Recent studies have identified many of the genetic and environmental factors influencing root growth that contribute to RSA. Some of the identified genes have the potential to limit crop loss caused by environmental extremes and are currently being used to confer drought tolerance. It is hypothesized that manipulating these and other genes that influence RSA will be pivotal for future crop advancements worldwide.

In order to utilize agricultural soils as an option to offset atmospheric carbon, it is essential to ascertain the degree of stability of the accrued carbon. A two step acid hydrolysis technique was used to separate labile and recalcitrant carbon pools in soil upto 30cm depth to analyze their responses to different tillage managements after eight years of continuous practice in a sub-humid tropical rice–wheat system of Indo-Gangetic plains. There were four tillage practices; tillage before sowing/transplantation of every crop (RCT-WCT), tillage before transplanting of rice but no tillage before sowing the succeeding wheat crop (RCT-WNT), tillage before sowing of wheat but no tillage before sowing of rice (RNT-WCT), and no tillage before sowing of rice as well as wheat (RNT-WNT). It was observed that reduction in tillage frequency enhanced the total and recalcitrant carbon contents in soil with the maximum rate of sequestration recorded under RNT-WNT (0.59tCha611yr611). The fraction of carbon translated into recalcitrant pool was constant under all the tillage combinations indicating that carbon stabilization was dependent predominantly on organic matter input in the rice–wheat system. Conventional tillage on the other hand caused loss of carbon from the soil as observed by reduction in total soil carbon content under RCT-WCT. Reduction in recalcitrant carbon content under RCT-WCT further indicated that acid hydrolysis might not represent long term carbon accumulation reliably. Concentration of phenolics in labile pool increased under RNT-WNT, RCT-WNT and RNT-WCT practices which also had higher total and recalcitrant carbon pools. This indicated towards contribution of phenolics in carbon stabilization in the soil. Results of the present study further suggested that adoption of no till agriculture in the region offers significant carbon sequestration opportunity under proper agricultural management.

近年来,随着农业科学的进步,玉米免耕播种技术也越来越被广泛应用。但是长期的使用也会出现一些问题,影响到玉米的正常播种。文章简要介绍了玉米免耕播种中出现的一些比较常见的问题,并分析其原因,得出一些有建设性的意见。

在等氮量条件下研究深松与施氮 方式对玉米子粒灌浆特性及产量和品质的影响。结果表明,深松使玉米灌浆后期百粒重增加,隔行深松(T1)对灌浆后期百粒重的增加作用大于行行深松 (T2);追氮处理最大灌浆速率(Gmax)、平均灌浆速率(G)、灌浆后期百粒重与灌浆活跃生长期(P)均大于一次性基施氮肥处理,且随追氮次数的增加 灌浆后期百粒重增加;深松使Gmax增加,最大灌浆速率出现的天数(Tmax)提前,对灌浆速率的增加作用T1处理大于T2处理;各施氮处理对灌浆速率的 影响表现为拔节期、灌浆期分别追施氮肥拔节期追施氮肥一次性基施氮肥。追氮对子粒灌浆的促进作用大于深松措施。灌浆后期百粒重与产量极显著正相关。G和 Gmax与灌浆后期百粒重的相关系数较大,其他灌浆参数相关性较小。子粒蛋白质含量与产量呈极显著正相关;淀粉含量与产量呈显著负相关;油分含量与产量间 的相关性较小。

The severe soil deterioration and the accompanying decline in maize yield are the main factors jeopardizing the sustainability of agricultural production in the black soil region of Northeast China. Conservation tillage practices have been proposed as new practices to enhance soil fertility and to produce food from a dwindling land resource in this region, but wide adoption of these practices can occur only when the practices demonstrate a steady increase in agricultural production. To compare the effects of tillage on corn yield, the structural equation modeling (SEM) was used in analyzing the relationships between maize growth/yield and soil properties (physical and chemical characteristics) based on a long-term (12 years) tillage study that included no tillage (NT), ridge tillage (RT) and conventional tillage (CT) practices. Compared with CT, NT and RT had higher maize grain yield, soil carbon/nitrogen ratio and soil moisture, and lower soil temperature and seedling emergence rate. The advantages of NT and RT in maize yield were primarily ascribed to the favorable soil nutrients and soil water content, which could increase plant size at the later growing season and ultimately yield more maize grain. The lower soil temperature and subsequently lower emergence rates in NT and RT at early stages (sowing to emergence) of maize growth did not exert negative effects on maize yield. These adverse effects of low soil temperature and low emergence rates could be offset by postponing sowing date without compromising the maize yield. Our study indicated that both NT and RT practices could offer a potentially significant improvement over the current conventional tillage practice in the black soil region of Northeast China.

61The highest soil water potential was recorded under zero tillage.61The lowest soil temperature was registered under zero tillage.61A significant decreasing in maize yield occurred when zero tillage is used.61The higher maize yield was attained with the conventional tillage.61Wireless sensors network used in this study was suitable and adequate.

【目的】研究海河低平原渠灌区土壤深松对冬小麦的节水增产效应， 以提高冬小麦产量和水分利用效率。【方法】于2011—2012年和2012—2013年冬小麦生长季，以冬小麦品种良星99为材料，大田条件下，通过小 麦季设置旋耕（RT）、深松（SRT）和深耕（MRT）3种耕作方式处理，在海河低平原渠灌区进行了2个周期的研究。【结果】（1）深松可提高土壤水分入 渗速率。水分入渗速率稳定时，深松处理土壤水分入渗速率为0.05 mm·s-1，分别是旋耕处理和深耕处理的2.50倍和1.67倍。（2）渠灌条件下，深松有利于水分在土壤中快速下渗，优化水分在深层土壤中的分布，提 升深层土壤对灌水的储蓄能力。灌水后48 h，在0—180 cm 土层，深松处理土壤水分增量为158.5 mm，旋耕和深耕处理分别为142.5和144.1 mm，分别相当于深松处理的89.9%和90.9%。（3）在冬小麦冬前阶段，深耕处理棵间蒸发量最高，分别是深松和旋耕处理的1.15倍和1.35倍。 冬小麦返青后，旋耕处理棵间蒸发量提高，尤其是春季灌水后，旋耕处理日棵间蒸发量上升更快，最高达1.32 mm·d-1，而深松处理和深耕处理则仅为0.78和0.85 mm·d-1。深松处理全生育期棵间蒸发量最低，仅为138.17 mm，分别相当于深耕处理和旋耕处理的86.9%和89.7%。（4）冬小麦播种至拔节期，旋耕处理0—100 cm 土层含水量高于深松和深耕处理；拔节期至成熟，0—20 cm 土层，旋耕处理含水量最高；20—80 cm 土层，深松处理含水量最高；80 cm 以下土层，3个处理差异不显著。（5）深松处理生育期耗水量为419.1 mm，比旋耕和深耕处理节水约6%；深松处理对灌水和降水的消耗比例分别为41.2%和22.0%，显著高于深耕和旋耕处理。（6）深松处理产量平均为 8550 kg·hm-2，分别比旋耕和深耕处理提高15.4%和6.9%，其水分利用效率比旋耕和深耕处理分别高22.9%和14.0%。【结论】土壤深松可增加 麦田地表水入渗速率，减少灌水和降水的无效蒸发，提高土壤对灌水和降水的储蓄，降低冬小麦耗水量，提高其水分利用效率和灌水生产效率，最终显著提高冬小麦 产量，具有较好的节水增产效应。建议在海河低平原渠灌区冬小麦种植中采用深松耕作措施。

创立了一种时间短、质量高的石蜡切片制作方法。针对动植物材料结构特点不同,在脱水、透明、透蜡、包埋、染色和封固等环节进行了一系列改良,获得了染色清晰、组织结构完整的切片。该文以小蜡树为例,详细介绍了改良后的石蜡切片制作方法。实验结果表明,相比传统制作方法,改良后的制作方法减少了切片制作时间,缩短了实验周期。同时,有效地提高了批量制备石蜡切片标本的整体质量,有利于实验教学和组织学、病理学等领域的研究工作。

我国是世界上最大的苹果生产国和消费国,苹果种植面积和产量均占世界总量的40%以上,在世界苹果产业中占有重要地位。黄土高原地区是我国苹果主要栽植区,苹果栽培历史悠久,在生产中面临的主要问题是老果园的更新及新果园的建立,由于土地资源有限,很多果园是在老果园中进行换茬更新,由此引起的苹果重茬障碍成为苹果园更新换茬的主要限制因素。果园重茬障碍是影响果树发展的世界性难题,研究其发生机理及其控制技术也是果树栽培技术研究领域的重要内容。本研究对黄土高原地区老果园及重茬果园土壤真菌的群落结构进行分析,具体结果有以下几个方面： 1.从黄土高原地区8个县区分两批采集的共84份土壤样品(每批42份)中分离纯化得到土壤真菌16属,利用物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、均匀度和种群优势度等指标对黄土高原地区的8个县区的土壤真菌的群落结构分别进行分析,结果表明：土壤真菌的数量和类群分布在该地区不同果园土壤中存在较明显的差异。在不同县区中,果园土壤真菌的种类和数量及群落多样性指数存在较明显的差异,但总体趋势始终是老果园行内土壤真菌的物种总数和物种数量最高,大多数重茬果园的物种总数、物种数量和均匀度最低。而老果园行间和小麦正茬土壤真菌的多样性指数和均匀度变化较大,无明显规律性。同一县区中,老果园行内土壤真菌的物种多样性指数、均匀度明显高于重茬果园。上述结果说明,老果园行内的真菌群落结构趋于稳定,是经过多年的微生物间相互适应及协同进化等因素使土壤真菌不同物种间达到一个相对稳定的平衡状态。而重茬果园由于老果树的移开,使真菌群落的结构遭到不同程度的破坏,真菌群落结构失衡,可能是造成苹果园重茬障碍的一个重要因素。 2.分别对比分析8个县区土壤真菌的物种组成规律,结果表明,老果园行内土壤中具有生防作用的木霉属和粘帚霉属真菌数量占整体物种百分数高于重茬果园；而重茬果园土壤中具有较强致病性的镰孢属和轮枝孢属真菌数量所占整体物种百分数高于老果园,这说明,重茬园中某些具有致病作用的真菌类群数量相对增多,同时具有生防作用的真菌类群的相对降低是造成重茬障碍的关键因素之一。而镰孢属和轮枝孢真菌可能是黄土高原地区重茬果园果树重茬病害的主要致病菌。 3.为了进一步验证常规土壤真菌分离方法对土壤真菌群落多样性分析的可靠性,对第二批采集的42个土壤样品在进行常规分析的基础上又利用PCR-DGGE技术对该地区土壤中真菌多样性进行了分析。通过试剂盒提取的土壤微生物总基因组DNA片段在17kb左右,使用带有“GC”夹子的引物进行PCR扩增以后获得扩增片段在230bp左右。结果表明,同一个地区内,老果树行内的土壤微生物获得的条带数量最多,而重茬果园的土壤微生物获得的条带数量最少,老果树行间和小麦正茬的土壤微生物获得的条带数量波动较大。依据不同地区苹果园土壤真菌群落结构的相似性构建聚类分析树可以看出,同一地区,重茬果园的土壤真菌结构相似性很高,同时老果园行内的土壤真菌的相似性也很高。此分析结果与常规土壤真菌分离方法进行的多样性分析结果具有相似的趋势。 4.利用稀释平板法从采集的土样中还分离得到513株放线菌菌株。室内对峙培养法选择了对4种致病镰孢菌(尖孢镰孢菌F. oxysporum、层出镰孢菌F. proliferatum、腐皮镰孢菌F. solani和串珠镰孢菌F. moniliforme。)有较好防治效果的放线菌菌株21株。对1株立枯丝核菌(Rhizoctomia solani AG-4)有较好生防效果的放线菌菌株6株。其中菌株35-5抗菌谱较广,对实验真菌生防效果好；对层出镰孢菌抑制效果较好的放线菌菌株有35-7、25-15、18-5；对串珠镰孢菌抑制效果较好的放线菌菌株有24-6、37-12、35-5；对尖孢镰孢菌抑制效果较好的放线菌菌株有33-8；而此次实验未筛出对腐皮镰孢菌有理想抑制效果的放线菌菌株。37-12和24-6两株放线菌菌株对丝核菌的抑制效果最强。 5.综合考虑各放线菌菌株对测试菌株的抑制效果,从中选出9株土壤放线菌菌株,采用生长速率法对9株放线菌的发酵液进行抑菌活性复筛,结果表明,放线菌菌株37-12对立枯丝核菌的抑制率达到95%,而且对其他测试菌的抑制率也达到50%以上,具有较高的广谱生防效果。其次是放线菌菌株24-6,对测试菌抑制率达到40%-80%。 6.利用16SrDNA区序列分析方法对放线菌菌株24-6和37-12进行了序列测定,利用Balst方法在GenBank中进行序列比对,结果表明,2株放线菌菌株都是属于链霉菌属。

为明确深松一体化播种下海河低平原区夏玉米农田土壤水热特性和微生物动态变化, 于2012-2013年在河北省农林科学院旱作农业研究所深州试验站, 以玉米品种'郑单958'为试验材料, 设置夏玉米深松一体化播种和免耕播种两个处理, 从玉米出苗开始, 根据生育进程定期测定农田土壤水热特性和微生物状况。结果表明, 深松一体化播种处理可提高土壤温度, 并扩大温度日较差, 玉米全生育期深松一体化播种处理比免耕播种处理土壤温度平均提高1.5%。免耕播种处理有利于表层土壤水分储蓄, 而深松一体化播种处理有利于深层土壤水分储蓄。其中, 在0~20 cm土层, 免耕播种处理比深松一体化播种处理土壤含水量高17.5%; 在40~100 cm土层, 深松一体化播种处理比免耕播种处理含水量则提高9.2%。在0~40 cm土层中, 深松一体化播种处理土壤中真菌数量、细菌数量、土壤微生物量碳和土壤有机碳含量2年平均分别增加26.8%、17.5%、23.5%和57.8%, 均显著高于免耕播种处理; 放线菌减少18.62%, 显著低于免耕播种处理。整体来看, 深松一体化播种可促进玉米农田真菌数量、细菌数量、土壤微生物量碳和土壤有机碳含量的增加, 扩大土壤温度日较差, 提高了土壤对水分的储蓄能力。这对改善海河低平原区夏玉米农田生产力, 促进农田可持续利用, 提高作物产量具有积极意义。

为探明免耕栽培对玉米根系性状及其产量的影响,用杂交玉米贵单8 号进行了大田试验,比较了玉米在免耕栽培及常耕栽培条件下的根系性状及其产量表现.结果表明:免耕栽培玉米根系的表面积、根长、体积、根尖数均显著低于翻 耕栽培,但根系直径差异不显著；相对于翻耕栽培,免耕栽培玉米穗位叶面积显著减小,穗位高显著降低,但株高和茎粗没有显著差异；在产量构成因子中,空秆 率、穗粒数、千粒重不存在显著差异,免耕栽培玉米较翻耕栽培玉米倒伏率高,有效株数少,致其单位面积产量显著低于翻耕栽培玉米.

以郑单958为试验材料,大田条件下通过传统耕作(CK)、隔行深松(T1)和行行深松(T2)研究耕作方式对春玉米根系空间分布与地上部生长发育和产量的影响。与CK相比,T1、T2处理根总量较大,根系空间分布合理,利于根系吸收深层土壤的水分及养分;叶面积在前期T1、T2处理优势不明显,生长中后期叶面积指数均高于CK;深松处理(T1、T2)的单株干物质积累量增加,最大干物质积累速率加快,达到最大干物质积累速率的日期(Tmax)推迟,干物质积累速率最大时的生长量(Wmax)增大,生长活跃天数(p)延长,单株干物质积累潜力(Dwp)明显升高。深松处理明显增加玉米产量,T1、T2处理较CK产量分别提高4.72%和5.46%。深松增产的主要因素在于千粒重的提高,两个深松处理(T1、T2)之间产量未达到显著差异;相对于T2处理,T1处理节约动力、经济效益较高。

以郑单958为试材,研究了不同深松方式对玉米根系分布及水分利用效率的影响,为实现玉米高产栽培提供理论依据。结果表明:行行深松、隔行深松均可有效打破犁底层,10~40cm土壤容重在整个生育时期显著低于常规耕作,且行行深松的后效作用更明显;深松提高了土壤蓄水保墒能力,有效缓解春旱对玉米幼苗的影响;深松后增加了土壤中30~50cm耕层及垂直垄向20~30cm范围的根量,有利于深层根系的生长、延缓玉米深层次根系衰老;深松也显著提高了植株水分利用效率和玉米产量,且行行深松的效果更为明显。

<p>于2012&mdash;2013年在河北省农林科学院旱作农业研究所深州试验站, 以郑单958为供试品种, 设置夏玉米深松播种和免耕播种两个处理, 从玉米出苗开始, 根据生育进程定期观察玉米根系形态、生理指标及微观结构、玉米冠层光合特性和叶面积指数, 成熟期测定产量, 计算水分利用效率和2 m土体水分储蓄情况。结果表明, 0~60 cm土层, 深松播种处理可提高玉米根系干物质积累、表面积、根长和活跃吸收面积比例, 全生育期分别比免耕播种处理提高30.5%、24.6%、29.7%和56.3%。0~60 cm土层, 深松播种处理玉米根系脯氨酸含量、硝酸还原酶活性和根系活力分别比免耕处理高140%、37%和36.5%。全生育期, 深松播种处理根系伤流液总量比免耕播种处理提高15.2%。0~40 cm土层, 深松播种处理单根和整株根系导水率分别提高15.8%和17%。0~40 cm土层, 深松播种处理玉米根系中柱导管直径增大, 中柱鞘细胞壁及中柱内薄壁细胞的细胞壁增厚栓化, 髓细胞数量增多但整体在髓腔横切面积中所占比例偏小, 后生木质部导管直径增大、数量增多, 皮层厚度降低；0~20 cm土层, 深松播种处理根系皮层中部细胞虽也较大但层数较少, 相当于免耕处理的86.2%。深松播种处理可提高玉米叶面积指数, 全生育期平均比免耕处理高12.5%；深松播种处理还可提高叶片光合速率和光合势。深松播种处理玉米籽粒灌浆速率全生育期平均比免耕播种处理高5%。与免耕处理相比, 深松播种处理2年平均穗粒数、千粒重和产量分别比免耕播种处理提高2.4%、3.9%和8.2%, 耗水量降低9.1%, 产量和水分利用效率分别比免耕处理高8.2%和14.4%, 2 m土体贮水量提高31.7%。</p>

在不同种植密度条件下,研究了玉米营养器官重要部位的解剖结构差异,通过定量测定并利用SPSS软件分析它们与密度和产量指标的相关性,结果如下: 随着密度增加,单株玉米的根条数显著减少,根系总直径和中柱总直径显著减小,中柱直径占根直径的百分比略有减小。在高密度条件下,根系原生木质部和后生木质部的导管数目显著减少、导管直径明显减小,根系韧皮部的总原数变少、总横截面积减小。相关性分析显示,上述根系各项结构都与密度呈显著负相关,与单穗籽干重、千粒重和穗粒数表现出显著的正相关。 密度对穗位节和穗下第一节的机械组织厚度影响不大,对这两节的维管束总数目和总横截面积的影响较大。种植密度增大到5000-6000株/亩时,维管束总数目和总横截面积显著低于4000株/亩。相关性分析显示,这两节的维管束数目和总横截面积与密度呈显著的负相关,与产量指标呈显著的正相关。随着密度的增加,穗位节和穗下第一节的维管束木质部导管直径变小、韧皮部面积减小、筛管数目减少,韧皮部的变化显著大于木质部。相关性分析显示,韧皮部面积和筛管数目与密度呈显著的负相关,与产量指标呈显著的正相关。 随着密度的增加,单株叶面积减少,棒五叶长度增加,宽度减小,叶形趋于细长;表皮细胞变化不大,叶片厚度5000株/亩时最厚;叶脉的脉间距和横截面积无显著差异,但木质部的面积有显著差异,高密度明显低于低密度。高密度导致叶片表皮的气孔密度下降、气孔器的长度和宽度略微增大。相关性分析显示,叶面积、叶脉结构和气孔密度与种植密度呈显著负相关,与产量指标呈显著正相关。 实验结果表明,高密度对根系的影响最大,对穗位节和穗下第一节韧皮部的影响大于木质部,对叶片结构的影响较小。

以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料，应用普通尿素和腐植酸尿素，采用单独或混合按一定比例分层施用方式，探讨其对小麦生长发育和产量的影响效果。结果表明，与常规施肥处理（OPT）相比，氮肥分层施用处理 OPT1、OPT2的小麦产量分别增加5．3％和4．4％，产量差异主要来自有效穗数和穗粒数；同时，小麦各生育时期干物质积累量和氮素含量也有所增加，氮素利用率分别提高6．4和4．2个百分点。