【科研新进展】（21）我校在黄土高原半干旱区覆膜农田资源协同高效利用研究方面取得新进展

近期，我校“旱作农业高效用水理论与技术研究”团队在黄土高原半干旱区覆膜农田资源协同高效利用研究方面取得新进展。

农田垄沟覆盖种植系统（Ridge-furrow mulching system,RFMS）是提高黄土高原作物生产力的有效措施，然而RFMS驱动土壤的时空水热变化影响作物生产的关键生理生态机理并不明确。为了更好地揭示这种机理，指导北方旱区水分高效利用、进行RFMS优化、农业区划及抗旱作物育种研究，该研究团队通过长期持续地开展定位试验研究发现：RFMS在改善土壤温度和水分状况的基础上，表现了一种应对半干旱地区水热资源缺乏的协同利用特征。RFMS显著提高了土壤根层温度，缓和了土壤温度昼夜骤变，为喜热作物玉米生长提供了更多>10 ℃的生理有效温度。RFMS的热效应通过促进作物生长发育，间接促进了作物对水分的利用，驱动了土壤湿-干交替的高效水分利用策略：在20–120 cm土层，与对照不覆盖相比，春玉米播种后50-130天土壤水分表现为湿-干-湿的交替状态，与此同时，RFMS可以持续改善0–20 cm土层水分状况，即使在中深层水分亏缺期仍能促进气孔开放，提高玉米光合速率。研究同时发现，RFMS可提高玉米根层土壤有效积温是半干旱地区农业关键生产资源协同高效利用的重要保证。热量供应极大改善通过缩短营养生长延长生殖生长，改善了玉米的物候，驱动了光、养、水、热资源向生殖生长汇集的再分配策略，以及干物质和养分由营养器官向籽粒转运的资源高效利用策略。研究初步阐明了半干旱区RFMS驱动覆膜栽培玉米光、养、水、热协同高效利用的生理生态机理，并为旱作农业与灌溉农业技术融合下的旱区节水农业发展提供理论与技术支撑。

相关研究结果“Plastic film mulching stimulates soil wet-dry alternation and stomatal behavior to improve maize yield and resource use efficiency in a semi-arid region”和“Ridge-furrow mulching system regulates diurnal temperature amplitude and wetting-drying alternation behavior in soil to promote maize growth and water use in a semiarid region”以姊妹篇形式发表在农林科学领域TOP期刊《Field Crops Research》（中科院一区，IF=3.127）；“Ridge-furrow mulching system drives the efficient utilization of key production resources and the improvement of maize productivity in the Loess Plateau of China”发表在同为农林科学领域TOP期刊的《Soil & Tillage Research》（中科院一区，IF=3.824）。论文第一作者为我校博士生张旭东，韩清芳教授为论文通讯作者。

该研究得到国家“863”计划课题（2013AA102902）、公益性行业专项（(201303104）和国家科技支撑计划（2012BAD09B03）的资助。

文章链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037842901831551X?via=ihub

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378429018313224?via=ihub

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016719871831188

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