作物高产高效的地上地下互作机制与调控途径.pptx

作物高产高效的地上地下互作机制与调控途径 ;提 纲;总体目标 明确高产高效作物群体理想的根系构型与根际过程，揭示高产作物地上群体与地下根系、根际及根层养分水分的互作机制及其调控途径，协同实现作物高产与养分水分资源高效。 五年预期目标 1）阐明高产群体的理想根系/根际动态过程及其调控机制； 2）揭示支撑高产群体结构与功能的植株和器官水平的养分需求特征； 3）明确根层养分水分对高产群体结构和功能的支撑作用，建立高产高效的根层养分水分调控途径； 4）评价根层养??水分调控的资源环境效应和可持续性； 5）发表论文40篇，其中SCI 20-25篇，培养博士研究生8-10人，硕士研究生10-12人。;关键科学问题：高密度高产群体下的地上地下互作机制与调控途径;研究思路;课题共性试验;;; 米国华：增密种植下玉米根系构型的反应特征及根际调控 邹春琴、陈秀秀：作物磷、锌营养调控机制与途径 李世清、岳善超：覆膜旱作春玉米高产高效的地上地下互作机制与调控途径 邓西平、王仕稳：旱地小麦根层养分水分对高产群体的支撑作用与调控途径;提 纲;一、明确了小麦、玉米密植高产条件下长期根层氮素调控的农学、资源与环境效应;;;当季 氮肥回收利用率;10年优化施氮后，0-30cm土壤的SOC库增加23%，SON库增加了8% 不施氮处理10年后，0-90cm土壤的SOC and SON库分别降低8%和 9% 过量施氮不能继续增加土壤有机碳、氮库;Opt. N处理中，环境氮与氮损失基本持平，氮盈余来源于肥料与籽粒氮的差异。 Opt. N处理中，70%的氮盈余转化为土壤有机氮库。 过量施氮不能继续增加土壤有机氮库，反而大大增加了硝酸盐淋洗风险。;根层氮素调控冬小麦-夏玉米轮作体系，单位面积与单位籽粒的GHG排放为5887 kg CO2 eq ha-1和317kg CO2 eq Mg-1, 相对农民传统处理均降低34% 根层氮素调控的土壤碳固持在提升了土壤基础生产力的同时减缓了16%的GHG排放。;小结：长期优化氮管理实现高产高效、减排增效、环境友好;我国四大玉米主产区8-10年定位试验中的氮肥优化用量及其产量反应;二、揭示了密植高产条件下地上群体与地下根层氮素供应的定量化匹配机制，实现高产高效;基于田间实测数据定量七大亚区的小麦产量潜力;基于GYGA-ED定量华北平原灌溉小麦的产量潜力和产量差;相对于西欧，黄淮海平原冬小麦中后期温度高、灌浆时间短，千粒重难以提高。要想实现同等高产水平（9 t/ha以上），需要构建更大的群体，因此调控的难度更大。;根层氮素调控冬小麦分蘖发育与退化的理论模型;扬花;主茎;;;三、阐明了水分限制条件下黄土高原旱地小麦与覆膜春玉米地上-地下定量化互作机制，建立了调控途径，实现高产和水分养分高效 ;;;覆膜的增产机理？ 覆膜对春玉米根系及根冠关系的调控作用？ 覆膜体系农学、资源和环境效应评价？;9.0;四、阐明高产群体的理想根系/根际动态过程及其调控机制;提出了玉米高产与养分水分高效利用的理想根构型;明确了增密条件下玉米根系的适应性反应特征;(Wang et al., 2018, JIA; Wang et al., 2019, JXB);五、探究了品种与根层养分互作在进一步实现高产优质高效的作用;玉米的产量潜力和产量差;品种与氮管理互作进一步提高产量和籽粒蛋白质含量;品种;优化氮肥管理下三个品种花后叶片和茎杆氮浓度变化情况;DH618 高产： 12.2t/ha 高籽粒蛋白质含量： 8.7% ;提 纲;经费使用情况;发表论文：SCI论文46篇，其中IF5的6篇 人才培养：博士后1人，博士17人，硕士16人 国际国内学术会议报告：32次 ;Mi, G., Chen, F., Yuan, L., Zhang, F. (2016). Ideotype root system architecture for maize to achieve high yield and resource use efficiency in intensive cropping systems. Advances in Agronomy. Meng, Q., Cui, Z., Yang, H., Zhang, F., Chen, X. (2017). Establishing high-yielding maize system for sustainable intensification in china. Advances in Agronomy. Zhang W., Xue Y., Chen, X., Zou C. (2019). Zinc nutrition for high productivity and human he