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秸秆覆盖条耕（以下简称条耕）是一种改善土壤质量和作物生长的保护性耕作系统。目前，条耕在我国东北春玉米种植区应用广泛，但是相比传统耕作，其产量优势并不稳定。条耕系统下玉米早期易遭受土壤低温、紧实胁迫，限制营养生长，导致穗粒数减少，从而造成产量损失。为了增加条耕系统下的玉米产量，探究其产量形成机制和增产策略至关重要。
近日，中国农业大学资源与环境学院米国华教授团队在The Crop Journal在线发表了题为“Maize yield in a strip-till system can be increased by increasing nitrogen accumulation, plant growth, and ear development around silking stage in Northeast China”的研究论文，作者通过分析传统耕作（CT）和条耕（ST）系统下的玉米全生育期干物质动态积累过程、临界期玉米氮素积累和小花发育、吐丝期土壤氮素有效性及根系生长特征，揭示了条耕系统下玉米穗粒数形成的生理机制。
研究者前期鉴定了条耕系统下增产玉米品种DKM753和减产玉米品种DK517。本研究通过分析两个品种在传统耕作和条耕系统下的产量及其构成要素，明确了产量差异主要归因于穗粒数（GN）的变化。Logistic生长曲线显示，在玉米快速生长阶段（V14-R3），DKM753在条耕系统下的干物质积累速率（Vmax和V）显著提高，而DK517则显著下降。在条耕系统下，干物质积累速率与穗粒数之间存在显著的正相关关系。进一步分析发现，DKM753在条耕系统下干物质积累的增加主要归因于临界前期（吐丝前两周）较大的叶片扩展速率（LER）。此时，较大的叶面积指数（LAI）为临界期幼穗发育提供了较大的源。并且，与传统耕作相比，条耕系统下的秸秆覆盖和局部施氮提高了吐丝期玉米根区氮素有效性。品种DKM753具有较强的根系结构，使其能更好地利用土壤中的氮源（source），从而增加植株氮素积累，促进小花发育，保证了籽粒库（sink）的建立，最终实现产量增加。
作者和基金项目
中国农业大学资源与环境学院沙野博士为该文第一作者，米国华教授为通信作者。该研究得到国家重点研发计划项目（2022YFD1500705）和国家自然科学基金项目（U19A2035）的资助。
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