耕作措施对东北春玉米根系特征和水分利用的调控效应及其机制

季节性干旱与耕层土壤浅是制约东北雨养区春玉米持续高产、稳产的主要障碍因素。耕作措施有助于改善土壤结构、增强土壤蓄水能力，提高作物对水分的高效利用。阐明不同耕作措施对春玉米根系特征和水分利用的调控效应和机制，不仅可为节水栽培提供理论依据，同时为春玉米持续高产稳产的耕作栽培调控途径提供技术支持。本研究通过对不同耕作措施下的土壤理化性状变化和根系形态、空间分布和活力的监测，揭示耕作对作物根系特征的作用机制和影响因素；采用稳定性同位素示踪方法监测土壤分层水分和作物植株不同组分的同位素丰度，利用常规作物生理生化测定方法测定作物光合特性、蒸腾特性和叶绿体荧光反应，结合测定作物干物质重、籽粒产量，比较和分析不同耕作措施下的根系特征对土壤水分利用的差异和对作物水分利用效率的调控机制。通过综合比较分析，阐明耕作方式对春玉米根系特性以及作物水分利用效率的调控机制。

针对东北雨养区季节性干旱与耕层土壤浅等制约东北雨养区春玉米持续高产、稳产的主要因素，本研究在吉林公主岭设置田间原位试验，通过对不同耕作措施下的土壤理化性状、土壤水热、玉米叶片光合性能、干物质积累与产量形成以及根系形态、空间分布和活力变化的监测，揭示耕作方式对玉米生长发育、根系特性以及土壤水分利用效率的调控效应与机制。结果表明：东北雨养区采用秋整地、春季平地播种结合夏季深松的耕作方式有利于提高耕层土壤水分、改善耕层土壤结构、改善玉米根系的空间构型，进而促进作物光合性能、提高干物质转运率，提高玉米籽粒产量.本研究可为东北地区玉米高产稳产的耕作栽培调控途径提供理论依据和技术指导。项目实施期间共发表（接受）学术论文5篇，其中SCI论文2篇、EI论文1篇、中文核心2篇；参与编写专著1部；培养博士后1名、博士研究生1名以及硕士研究生1名，对照研究目标，圆满完成各项任务。