分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻分蘖消长和产量形成的影响

以3个耐冷性不同的寒地粳稻品种东农428、龙稻7和松粳10为材料,设置7个施氮量水平,在分蘖期进行冷水处理,研究分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻分蘖消长和产量形成的影响。结果表明,冷水胁迫下寒地粳稻分蘖生长速度下降,最高分蘖数、有效分蘖率、有效穗数、每穗粒数、千粒重、结实率和产量均降低。随着氮肥用量的增加,分蘖生长速度加快,最高分蘖数增加,分蘖盛期推迟,有效分蘖率、千粒重、结实率下降。100 kg/hm2的氮肥用量下寒地粳稻的有效穗数、每穗粒数、产量及产量冷水反应指数最接近对照,最能够减轻低温冷害下寒地粳稻产量的损失。     

春小麦光合生理和产量对干旱-复水的响应

为探究不同生育时期土壤干旱对不同抗旱性小麦品种光合生理特性和产量的影响,以抗旱性弱品种"新春22号(XC22)"和抗旱性强品种"新春6号(XC6)"为试验材料,在土柱栽培和大田条件下,分别设置常规灌溉(CK)、分蘖期轻度干旱(W1)、分蘖期中度干旱(W2)、拔节期轻度干旱(M1)和拔节期中度干旱(M2)5种处理,研究小麦叶片叶面积指数(LAI)、叶绿素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数及地上部干物质积累、穗重与产量的变化。结果表明:抗旱性弱品种"XC22"受水分胁迫影响更大,复水后恢复能力较弱,仅W1处理能恢复到与CK相等水平。同"XC22"相比,抗旱性强品种"XC6"在M1处理后,"补偿效应"表现更加明显,RuBPC酶活性、气体交换参数与叶绿素荧光参数均能在复水后快速恢复至CK水平,较其他处理恢复能力更强,乳熟期其净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)与叶绿素荧光参数的暗适应下最大荧光产量(Fm)、光适应下最大荧光产量(Fm'')、PSⅡ实际光合量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qp)较CK分别显著提高11.39%,7.50%,7.38%和7.86%,6.78%,17.24%,2.48%。轻度干旱处理并未减少小麦干物质积累和产量,反而有助于穗重的增加,且"XC6"在M1处理下,干物质积累、穗重与产量均显著高于CK。光合参数与产量的相关与通径分析表明,产量与Pn、Gs、Fm、Fm''、qp呈极显著正相关,且Pn在产量形成中的促进作用更大。春小麦花后光合生理特性的恢复与保持受拔节期水分胁迫影响更显著。在新疆滴灌模式下,生育前期轻度干旱胁迫,有利于抗旱性强品种小麦复水后光合性能改善,增加地上部干物质积累,促进光合产物向生殖器官的转运,有利于产量形成。     

干旱胁迫与正常供水钾肥影响甘薯光合特性及块根产量的差异

【目的】干旱胁迫影响甘薯叶片光合特性及块根产量,研究通过施肥缓解干旱胁迫机理可为甘薯抗旱高产栽培提供理论依据。【方法】选用食用型甘薯品种“泰中6号”为材料,以硫酸钾(K2SO4)为供试肥料,水分处理设为土壤最大持水量的60%~70%(正常供水W1)和30%~40%(干旱处理W0); 钾肥设K0、 K1、 K2、 K3四个水平,K2O用量分别为0、 12.0、 24.0和36.0 g/m2。分析不同钾肥用量对不同生长时期甘薯叶片相对含水量、 叶绿素荧光参数、 光合特性及收获期块根产量的影响。【结果】在干旱胁迫和正常灌水条件下,施钾处理均显著增加了甘薯叶面积和叶片叶绿素含量,提高净光合速率(Pn),增加光合产物的生产和积累,提高块根产量和收获指数。两种水分条件下,块根产量均以K2处理最高, 干旱胁迫下K2与K3处理差异显著,正常灌水处理不显著。两种水分条件下,甘薯叶片光合参数对钾肥的响应存在显著差异,干旱胁迫下施钾使叶片水分利用效率(WUE)增大,气孔导度(Gs)降低,气孔阻力增大,蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)降低,水分蒸腾量减少; 而正常灌水条件下上述指标对钾肥的响应趋势相反。两种水分条件下施钾均可以增大叶片相对含水量(RWC),提高实际光化学效率(ΦPSII)和最大光化学效率(Fv/Fm),但是干旱胁迫下施钾增幅较大。【结论】干旱胁迫下适量施钾可以提高甘薯的抗旱性,增加甘薯产量,过量施钾使甘薯产量显著降低,而正常水分供应时,稍多钾肥对产量影响不显著。干旱胁迫与正常灌水条件下施钾对叶片光合参数的调控效应存在显著差异。施用钾肥可增大叶面积,提高叶绿素含量和光合性能,调节叶片气孔关闭,增大叶片气孔阻力,减少水分蒸腾损失,增加叶片相对含水量,提高水分利用效率和净光合速率; 施钾还能提高叶片PSⅡ原初光能转换效率和实际光化学效率,减少过剩激发能对光合机构的破坏,提高甘薯叶片的光合能力。干旱条件下钾肥的调节功能优于正常水肥供应。     

开花期与块茎膨大期干旱胁迫及旱后复水对马铃薯影响的差异

2021年4-7月在沈阳农业大学大型水分控制试验场进行马铃薯的控水实验,选取马铃薯开花期和块茎膨大期,设置轻度干旱（开花期土壤相对湿度50%、块茎膨大期土壤相对湿度60%）、中度干旱（开花期土壤相对湿度40%、块茎膨大期土壤相对湿度50%）和重度干旱（开花期土壤相对湿度30%、块茎膨大期土壤相对湿度40%）以及对照（开花期土壤相对湿度70%、块茎膨大期土壤相对湿度80%）处理,在每一个生育阶段各级干旱处理5d后进行复水,复水水平控制到对照处理水平,研究干旱胁迫及旱后复水对马铃薯光合特性、叶绿素荧光、生长及产量的影响。结果表明：开花期与块茎膨大期遭遇干旱胁迫会使叶片气孔导度、净光合速率均显著低于对照处理,叶片光系统II的光化学淬灭系数、光能转换率显著降低,非光化学淬灭系数显著升高。开花期轻度干旱持续5d后复水,叶片净光合速率比干旱处理提高20%,但块茎膨大期中、重度干旱恢复的程度很小。各级干旱处理下叶面积指数较对照下降17.6%～50.3%,干物质重降低23.4%～51.4%;开花期各级干旱处理下的马铃薯产量,分别较对照处理减少1.0%～19.6%,而块茎膨大期各级干旱处理下的马铃薯产量...     

氮肥用量和插秧密度对寒地粳稻籽粒转氨酶活性及蛋白质含量的影响

试验以寒地粳稻牡丹江30、东农426、松粳14为材料,采用裂区设计,研究氮肥用量和插秧密度对寒地粳稻籽粒转氨酶活性、蛋白质含量、蛋白质产量及水稻产量的影响。结果表明:3个品种齐穗后籽粒谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)活性呈单峰曲线变化,到达峰值时间不同;齐穗后21、28、35 d GOT活性和齐穗后14、21、28、35 d GPT活性分别与齐穗后21、28、35 d籽粒蛋白质含量呈显著或极显著正相关;籽粒蛋白质含量均随施氮量的增加而升高,插秧密度处理间差异不明显;综合水稻产量和蛋白质产量,牡丹江30最佳处理为N2D3(N 150 kg/hm2,30 cm×16.6 cm),东农426为N3D2(N 225 kg/hm2,30 cm×13.3 cm),松粳14为N3D1(N 225 kg/hm2,30 cm×10.0 cm)。     

土壤水分变化对金银花叶片生理生态特征的影响

在不同的土壤含水量条件下,测定了金银花叶片的叶面积、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素总量、比叶重、光合日变化、日碳固定总量等多个指标。结果表明：随着土壤含水量的降低,金银花的叶面积降低,而叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素总量、比叶重都升高;土壤干旱加剧了金银花叶片光合日变化的波动,土壤相对含水量最低（30.01%）时,光合速率谷底值比峰值降低了89.47%;但日碳固定总量变化不大。金银花通过减小叶面积,增加叶绿素含量、比叶重来保持一定的碳积累以便适应土壤干旱。     

施钾量对寒地粳稻抗倒伏能力的影响

以东农425、东农427和松粳6号为试验材料,研究不同施钾量对寒地粳稻抗倒伏能力的影响。结果表明,在适当钾肥用量处理下,水稻株高增加,重心上移,基部第1、2节间长缩短,第3节间长伸长,各节间粗度、充实度、茎壁厚、抗折力和弯曲力矩都增加,倒伏指数减小,抗倒伏能力增强,茎鞘可溶性总糖含量增多,产量增加。基部各节间抗折力与节间粗度、充实度、茎壁厚和茎鞘可溶性总糖含量呈极显著正相关,与株高、重心高度和产量相关性不显著。第1、2节间抗折力与节间长呈极显著负相关,第3节间抗折力与节间长相关性不显著。东农425和东农427在K2O施用量为75 kg/hm2抗倒伏性最好,松粳6号在K2O施用量为100 kg/hm2抗倒伏性最好。     

氮肥运筹对寒地水稻产量及光合物质生产的影响

为探讨氮肥运筹对寒地水稻产量及光合物质生产的影响,以粳稻品种垦粳7号和垦粳8号为试验材料,于2017～2018年在大田条件下设置5种氮肥运筹方式:零氮空白处理T0、农民常规施氮T1(施氮量150 kg/hm~2,基肥∶追肥1∶追肥2=6∶3∶1)、平衡施氮T2(施氮量150 kg/hm~2,基肥∶蘖肥∶调节肥∶穗肥=4∶3∶1∶2)、减氮10%施肥T3(施氮量135 kg/hm~2,基肥∶蘖肥∶调节肥∶穗肥=4∶3∶1∶2)、调节氮肥前移T4(施氮量150kg/hm~2,基肥∶蘖肥∶调节肥∶穗肥=5∶3∶0∶2),其中以T1为对照,研究氮肥运筹对寒地水稻产量、干物质积累与转运、高效叶面积、光合势、群体生长率和净同化率的影响。结果表明:与T1相比,T2和T3的增产幅度分别为4.12%～12.79%和2.17%～7.11%,T4减产幅度为3.91%～17.32%;T2、T3改善了寒地水稻齐穗期至成熟期的群体结构,提高了群体干物质量、阶段干物质积累量以及叶、茎、鞘的物质输出量、输出率、转化率;此外,T2和T3也分别提高了齐穗期和灌浆盛期的高效叶面积以及拔节至成熟期群体叶面积指数,并使结实期叶面积衰减率分别显著降低了17.92%和28.92%;T2、T3和T4虽然降低了分蘖盛期至拔节期水稻光合物质生产,但拔节至成熟期的光合势、群体生长势和净同化率均高于T1。综上所述,平衡施氮方式和减氮施肥方式能有效地控制移栽至拔节期的物质生产,提高了齐穗期至成熟期光合生产和干物质转化效率,获得较高的群体质量,从而提高水稻产量。     

不同土壤水势与氮素营养对杂交水稻生理特性和产量的影响

以超级杂交水稻“两优培九”为试验材料,研究了不同土壤水势和氮素营养对其生理特性和产量及氮肥利用率的影响。结果表明, 1）同一土壤水势下,植株地上部分干重与总干重随氮肥水平的提高而提高,而根冠比则降低。2）在同一氮肥水平下,叶片净光合速率、叶绿素a和叶绿素b及其总含量、SPAD值及叶片水势随着土壤水势的降低而降低,而叶绿素a/b、丙二醛的含量和过氧化物酶的活性随之而增加;同一土壤水势下,叶绿素a和叶绿素b及其总含量、SPAD值均随氮肥水平的提高而提高,而叶片水势、叶绿素a/b和丙二醛的含量随之降低。3）在同一氮肥水平下,水稻产量随土壤水势的降低而降低;土壤轻度干旱时,水稻产量高低顺序为高氮中氮低氮;而当土壤水分充足或土壤重度干旱时,则表现为中氮高氮低氮。随着土壤水势的降低,中、高氮处理的氮肥农学利用率降低。试验结果还表明,225 kg/hm2施氮水平在0 kPa土壤水势下有明显的增产效果,过度增施氮肥并不利于水稻增产与氮肥利用率的提高。     

干旱胁迫对水稻生长、生理特性和产量的影响

以皖稻153、两优0293等9个品种为材料,利用土壤水势张力计控制土壤水分,在分蘖期和孕穗期进行自然干旱处理与常规水分管理,研究干旱对不同品种水稻生长、生理特性和产量的影响。结果表明:分蘖期和孕穗期水稻土壤水势控制在-75kPa左右10d时间,对水稻的株高、分蘖动态、绿叶面积、叶片水势和叶片含水量均产生明显影响;水稻植株生理指标对干旱胁迫响应明显,MDA浓度、POD活性、SOD活性、可溶性糖含量和脯氨酸含量均有不同程度增加,且差异均达极显著水平;从产量上看,新两优6号、新两优香4号和两优0293三个品种抗旱性较强,其中,新两优6号干旱处理分别比对照减产最小,仅是3.32%和4.27%;新两优香4号和两优0293两个品种虽然也减产,但减产幅度在10%以内。     

不同时期水分处理对水稻生长及产量的影响

为了研究水分胁迫处理对水稻生长及产量的影响,采用盆栽试验方法,在水稻分蘖期、孕穗期、开花期和灌浆期进行水分胁迫处理,设3个处理水平,处理H 1土壤水势为0（土壤饱和含水量90%-100%）,处理H2土壤水势-30 kPa,处理H3土壤水势-50 kPa,保水层作对照（CK）。结果表明,分蘖期水分胁迫影响水稻分蘖数、LA I和株高,导致单位面积有效穗数不足而严重影响产量,处理平均产量比对照低29.5%;孕穗期水分胁迫影响水稻库容的建立,穗小、穗粒数少、千粒重低而严重影响产量,处理平均有效穗数比对照少26.7%,处理平均产量比对照低63.8%;开花期千粒重处理H 1比CK高12.9%,差异极显著（P〈0.01）,产量处理H1高于CK,处理H2和处理H3产量均低于CK,差异极显著（P〈0.01）;灌浆期处理H1千粒重比CK高11.2%,差异极显著（P〈0.01）,产量处理H1比CK高12.76%,差异显著（P〈0.05）。     

干湿交替灌溉与施氮量对水稻叶片光合性状的耦合效应

【目的】探讨干湿交替灌溉与施氮量耦合对水稻光合性状及其效应的影响,从光合源及光合质方面阐明不同水氮组合处理在光合性状上的差异。【方法】以新稻20为材料进行土培试验,设置浅水层灌溉 (0 kPa)、轻度干湿交替灌溉 (–20 kPa) 和重度干湿交替灌溉 (–40 kPa) 3种灌溉方式及不施氮 (N0)、中氮 (MN, 240 kg/hm2) 和高氮 (HN, 360 kg/hm2) 3种氮水平,研究不同水氮耦合处理对水稻产量、叶片叶绿素含量、叶面积指数、叶片氮含量、净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率的影响。【结果】灌溉方式与施氮量存在显著的互作效应,轻度干湿交替灌溉增加了主要生育期叶片叶绿素含量、氮含量、净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率,提高抽穗后群体叶面积指数,且与MN耦合后产量最高,为本试验最佳的水氮耦合运筹模式;重度干湿交替灌溉则显著降低主要生育期叶片叶绿素含量、叶片氮含量、叶面积指数、净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率;在同一灌溉方式下,中氮处理提高叶片净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率,有利于穗后叶片叶绿素含量及叶面积指数提高,重施氮肥反而降低叶片光合及荧光效率。水稻叶片叶面积指数、光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ潜在活力及最大光化学效率与产量均呈显著或极显著的正相关关系。水稻主要生育期光合性状指标的供氮效应均为正效应,轻度干湿交替灌溉下主要生育期叶片叶绿素含量、氮含量、净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率的供水效应及耦合效应均为正效应,而重度干湿交替灌溉的控水及耦合效应则为负效应。【结论】轻度干湿交替灌溉耦合中氮处理水稻叶片净光合速率、光合氮素利用率、PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率提高,有利于穗后叶片叶绿素含量及叶面积指数形成,表明通过适宜的肥水调控发挥水氮耦合效应,可以创造良好的光合性状,提高水稻光合生产能力,从而促进水稻高产。     

旱涝交替胁迫条件下粳稻叶片光合特性

为研究分蘖期和拔节期旱涝交替胁迫对粳稻叶片光合特性和产量的影响,于2013年进行盆栽试验,分别在粳稻分蘖期(tillering stage,T)和拔节期(jointing stage,S)设置涝-轻旱(light drought,LD)和涝-重旱(sever drought,HD)共4个旱涝交替胁迫处理,其中分蘖期涝保持水深10 cm,拔节期涝保持水深15 cm,同时以浅水勤灌(CK)为对照,测定叶片净光合速率、气孔导度、潜在水分利用效率和胞间二氧化碳浓度以及最终产量等。结果表明,胁迫结束时,T-HD处理净光合速率极显著低于CK和T-LD处理(P0.01);T-LD和T-HD处理气孔导度和胞间二氧化碳浓度均极显著低于CK(P0.01);S-HD处理净光合速率极显著低于CK(P0.01),且气孔导度比CK低62.73%(P0.01);S-LD和S-HD处理胞间二氧化碳浓度呈升高趋势,且S-LD和S-HD处理潜在水分利用效率均低于CK。复水至10月10日,各处理净光合速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度均显著高于CK(P0.05)。相同光强下,各处理净光合速率低于CK,但光补偿点、光饱和点和暗呼吸速率均高于CK,并且提高了水稻CO_2响应曲线的净光合速率。但各处理最终产量均显著低于CK(P0.05)。研究结果可为分析水稻干物质积累、灌溉水利用效率等提供依据。     

穗分化期旱涝急转对超级杂交早稻产量和生理特性的影响

为了探明旱涝急转对水稻产量形成的影响及其成因,以超级杂交早稻组合淦鑫203为材料,采用桶栽方式,于穗分化初期设置不旱不涝(NDNF)、干旱不涝(DNF)、不旱淹涝(NDF)及旱涝急转(DFAA)4种处理,研究不同处理下超级杂交早稻组合的产量及其构成、叶片叶绿素含量、光合参数以及内源激素等的变化。结果表明,相对于NDNF,DNF、NDF及DFAA的单株产量均不同程度下降,降幅分别为33.60%、16.92%和37.31%,且DNF和DFAA与NDNF间差异显著,DNF较NDF更不利于淦鑫203产量的形成,因此,穗分化期干旱较淹涝对超级杂交早稻产量负面影响更大,而DFAA单株产量又较DNF低,表明旱后淹涝急转存在叠加减产效应。与NDNF相比,DFAA下淦鑫203倒2叶的蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和叶绿素含量均不同程度降低,稻叶光合速率显著下降,表明穗分化初期DFAA对淦鑫203光合作用具有一定的叠加损伤效应;此外,淦鑫203倒2叶内源生长促进类激素IAA和GA3含量上升,ZR含量下降,内源生长抑制类激素ABA含量在处理结束前期上升,后期下降。综上,超级杂交早稻幼穗分化期遭受严重干旱不仅影响其产量的形成,还会显著降低其耐淹能力,DFAA下光合性能的下降及内源激素平衡的改变可能是产量下降的主要原因。本研究结果为双季早稻应对"旱"、"涝",尤其是"旱涝急转"等气象灾害提供了参考依据。     

干旱胁迫下冬小麦产量结构与生长、生理、光谱指标的关系

通过控制生育期水分条件形成不同程度的干旱胁迫,对冬小麦生长、产量及生理指标和冠层高光谱反射率对干旱胁迫的反应进行监测,建立冬小麦减产率与生长、生理及冠层光谱反射率的相关模型。研究结果表明:不同生育期冬小麦干物质积累速度随水分胁迫程度的增大而减小;叶绿素含量与水分条件的关系不同于其他参数,表现为中等水分条件下叶绿素含量最大,严重水分胁迫下叶绿素含量最低;不同水分条件下光合速率呈两种不同日变化特征,且正常供水处理的光合速率明显高于严重干旱处理。光合速率和增强植被指数(EVI)同冬小麦减产率相关性较强,能够建立较好的关系模型用于小麦产量预测。