贵州不同年代糯高粱品种（系）干物质生产及光能利用特性差异分析

以贵州省不同年代酒用糯高粱品种（系）为研究对象,采用随机区组试验设计,对其干物质积累总量、产量构成以及花后叶面积指数（LAI）、SPAD值动态、光能截获量（L_i）进行分析,结果表明:随着年代更替,贵州省酒用糯高粱生产性能逐步提高,新品种（红缨子、黔高8号）较老品系（黑壳糯、红壳糯）产量和干物质积累总量平均分别增加25.5%和23.4%;穗粒数、穗粒重平均分别显著增加44.6%和58.9%;花后LAI平均分别为3.41和2.14,新品种较老品系增加59.3%;花后37d,SPAD值降幅分别为23.8%和81.2%;新品种的光合速率（P_n）和蒸腾速率较老品系分别增加16.1%和34.3%,胞间CO₂浓度降低23.5%;新品种的花期L_i较老品系增加8.3%,差异显著。相关分析结果显示,产量、干物质积累总量与P_n、LAI、SPAD值、光能截获量呈极显著正相关,P_n、L_i与SPAD值、LAI呈极显著正相关。上述结果表明花后叶片失绿变缓、光化学效率的提高以及L_i的增加可能是糯高粱单产随年代更替稳步提升的原因。     

新老玉米品种花粒期干物质及氮素积累转运机制的差异分析

为明确新老玉米品种各器官干物质及氮素积累和分配的差异,以我国20世纪70年代主推杂交品种中单2号和21世纪前10年的主推杂交品种先玉335和郑单958为材料,设置追氮100,200 kg/hm~2以及密度5.25万,7.50万,10.50万株/hm~2等处理,以阐明其氮素营养策略和调整机制差异。结果表明,玉米新品种花前干物质较老品种高0.43 t/hm~2,且新品种吐丝期茎秆生物量与叶片生物量的比值为2.53,比老品种显著低11.7%;新品种吐丝期茎秆氮积累量与叶片氮积累量的比值为0.76,较老品种显著低15.8%,新品种叶片氮素运移对籽粒氮积累的贡献较老品种平均高出4.3%;2年间新品种平均6.21%的花前叶片干物质和24.7%的花前茎秆干物质在整个花后籽粒灌浆期阶段外运,老品种平均为12.7%,29.1%。在各种栽培条件下,玉米叶片转运氮素占吐丝期叶片氮积累量的比例始终保持在63%左右,而茎秆为60%左右。新品种花前干物质和氮素积累策略是更加侧重叶片干物质和氮素积累,老品种则是侧重茎秆,且在灌浆期新品种优先启动茎秆的养分运移,为叶片养分的过早运移提供缓冲,维持灌浆期叶片较高的光合功能,而获得更高产量;在多年来品种更替过程中,新老品种叶片和茎秆的氮素转运极限是相近的,差别在于新品种具有更高效的氮素积累和转运策略,以在不同栽培条件下获得更高的产量。     

减氮增密对杂交糯高粱籽粒产量和干物质生产的影响

为探讨减氮增密对高粱光合作用、干物质积累与转运特征及产量的影响,2017—2018年选用杂交糯高粱品种晋渝糯3号为供试材料,大田试验,设置常氮常密(CK)、常氮增密(T1)、减氮常密(T2)、减氮增密(T3)4个处理,测定高粱抽穗期叶绿素含量(SPAD)和叶面积指数(LAI)、干物质积累与转运、产量及其构成因素。结果表明,与CK相比,减施氮肥降低抽穗期高粱顶三叶的SPAD和LAI,增加密度虽然降低顶三叶的SPAD,却能显著提高LAI。随生育进程的推进,高粱群体干物质积累量呈递增趋势,拔节期后迅速增加,成熟期积累最大。减少施氮量,提高高粱叶和茎鞘的花前干物质转运率及其转运量对籽粒的贡献率,但降低群体干物质积累量和花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率。增加密度显著提高高粱群体干物质积累量、叶和茎鞘花前干物质的转运量、转运率及对籽粒的贡献率,但显著降低了花后干物质对籽粒的贡献率。增加密度,降低单穗质量和千粒质量,但显著增加高粱籽粒产量。减氮处理降低高粱单穗质量和千粒质量,但减氮下常密产量下降,增密产量却显著增加。与CK相比,T1和T3处理2 a平均产量分别显著增加8.43%和7.92%,但两处...     

贵州新老两代糯高粱品种(系)产量和氮肥利用率的差异

为了明确贵州新老两代糯高粱品种(系)的产量和氮肥利用率差异,以红缨子、黔高8号,红壳糯、黑壳糯为试验材料,设置2个氮肥处理(LN和HN),采用裂区试验设计,研究了其产量、氮素积累以及氮肥利用特性之间的差异.结果表明:2010s品种较1990s品系的产量、干物质和氮素积累总量平均分别增加了25.4％,25.1％,33.3％.氮素收获指数在LN处理下,品种间差异显著,HN下不显著;与LN处理相比,1990s品系的花后氮占比在HN处理下明显降低,幅度为20.9％,说明2010s品种在花后的氮素同化能力上要更强,在低氮、高氮水平下都具备更强的籽粒氮素累积能力.2010s品种较1990s品系的氮肥偏生产力、氮素表观回收率、氮肥利用率以及氮肥农学效率分别提高了13.9 kg/kg、0.7 kg/kg、20.3％和4.1 kg/kg,产量、干物质和氮素积累总量与氮肥利用率显著正相关,表明贵州糯高粱单产的增加可能是氮肥利用率的提高导致的氮积累增加所致,为糯高粱的正常生理代谢提供了充足的氮供应.     

施氮量对酒用糯高粱品种红缨子产量及氮素吸收利用的影响

为探明贵州地区糯高粱氮肥高效利用的施肥技术,以品种红缨子为研究对象,设置0（N0）、120（N120）、240（N240）、360（N360）、480（N480）、和600kg/hm2（N600）6个施氮水平,研究了糯高粱的产量和氮素吸收利用特征。结果表明,糯高粱产量、干物质积累总量和氮素积累总量随氮素水平的提高呈先升高后降低的趋势,增施氮素较不施氮素能够显著提高糯高粱的产量、干物质积累总量和氮素积累总量,其中以N240处理增幅最大,较N0处理分别增加28.87%、35.83%和49.62%。随着施氮量的增加,糯高粱氮素表观回收率、氮肥农学利用率、氮肥利用率、氮肥偏生产力和产投比呈下降趋势。利用二次多项式和平方根模型分别拟合糯高粱产量和效益的施氮效应,当施氮量分别为294.5和252.6kg/hm2时产量最高,施氮量分别为168.2和132.7kg/hm2时效益最大。兼顾产量、效益及氮肥利用效率,120~240kg/hm2的氮肥施用量是适宜的。     

不同氮素利用效率型小麦品种的生理差异分析

以不同氮素利用效率型小麦品种（2个氮高效、2个氮低效和2个中间型）为材料,分别在灌溉及雨养条件下测定其花后旗叶氮素同化及转运相关酶等生理性状的动态变化,同时在开花期和成熟期测定氮素积累及转运相关性状。结果表明,氮高效型品种晋麦54和晋麦66具有更高的植株氮素积累总量、氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、花后氮素转运量、花后氮素转运效率和单株产量,以及更低的花前氮素转运量和花前对籽粒氮积累的贡献率。同时,氮高效型品种的各酶活性及可溶性蛋白质含量高于其他4个品种,而中间型品种晋麦73和泰麦269又高于氮低效型品种晋麦61和泰农18。相关性分析结果显示,参试小麦品种多数关键酶活性与氮素籽粒生产效率、氮素干物质生产效率、花后氮素转运量、花后氮素转运效率、花后对籽粒氮积累的贡献率和单株产量呈显著正相关;与花前对籽粒氮积累的贡献率和花前氮素转运量呈显著负相关。     

不同氮素水平对糯高粱物质生产及氮素利用特性的影响

以糯高粱黔高8号为研究对象,设置不同的氮素水平,对糯高粱的物质生产及氮素利用特性进行研究,结果表明:糯高粱的产量、干物质积累总量和氮素积累总量随氮素水平的提高呈现先增加后降低的趋势,增施氮素较不施氮素能够显著提高糯高粱的产量、干物质积累总量和氮素积累总量,其中以N150处理增幅最大;高氮素处理N300和N450较N150处理的糯高粱干物质生产效率、氮素收获指数、氮素表观回收率、氮素农艺效率、氮肥农学利用率、氮肥利用率和氮肥偏生产力都有不同程度的降低,说明高氮素水平下,氮素利用效率较低,氮肥损失较高。综合考虑,贵州省贵阳地区糯高粱施氮量以稍高于150kgN/hm~2为宜。     

公顷产10000kg小麦氮素和干物质积累与分配特性

以泰山23和济麦22为试验品种,通过连续2年的田间试验,对单产高达10 000 kg hm^-2的小麦进行了施氮量和氮素吸收转运和分配特性的研究。在2006-2007年生长季,随着施氮量的增加,小麦籽粒产量先增加后降低,施纯氮240 kg hm^-2 (N240)和270 kg hm^-2(N270)处理的产量分别达9 954.73 kg hm^-2和10 647.02 kg hm^-2,比不施氮肥处理(N0)分别增加11.20%和18.93%。与N0处理相比,施氮处理显著增加了小麦植株氮素积累量、籽粒氮素积累量和开花后营养器官氮素向籽粒的转运量;随着施氮量的增加,成熟期小麦植株氮素积累量呈先增后降趋势,以N270处理最高;开花后营养器官氮素向小麦籽粒转运量和转运率先升后降,转运量以N270处理最大,为213.78 kg hm^-2;而转运率以N240处理最高,为67.98%。随施氮量的增加,小麦成熟期各器官干物质积累量、花后营养器官干物质再分配量和再分配率先增后降,均以N270处理最高;开花后干物质积累对籽粒的贡献率亦呈先增后降的趋势,以N240处理最高。2005-2006年的试验结果呈相同变化趋势。在本试验条件下,小麦产量水平达10 000 kg hm^-2时的适宜施氮量为240~270 kg hm^-2,可供生产中参考。     

公顷产10000kg小麦氮素和干物质积累与分配特性

以泰山23和济麦22为试验品种,通过连续2年的田间试验,对单产高达10 000 kg hm^-2的小麦进行了施氮量和氮素吸收转运和分配特性的研究。在2006—2007年生长季,随着施氮量的增加,小麦籽粒产量先增加后降低,施纯氮240 kg hm^-2 (N240)和270 kg hm^-2(N270)处理的产量分别达9 954.73 kg hm^-2和10 647.02 kg hm^-2,比不施氮肥处理(N0)分别增加11.20%和18.93%。与N0处理相比,施氮处理显著增加了小麦植株氮素积累量、籽粒氮素积累量和开花后营养器官氮素向籽粒的转运量;随着施氮量的增加,成熟期小麦植株氮素积累量呈先增后降趋势,以N270处理最高;开花后营养器官氮素向小麦籽粒转运量和转运率先升后降,转运量以N270处理最大,为213.78 kg hm^-2;而转运率以N240处理最高,为67.98%。随施氮量的增加,小麦成熟期各器官干物质积累量、花后营养器官干物质再分配量和再分配率先增后降,均以N270处理最高;开花后干物质积累对籽粒的贡献率亦呈先增后降的趋势,以N240处理最高。2005—2006年的试验结果呈相同变化趋势。在本试验条件下,小麦产量水平达10 000 kg hm^-2时的适宜施氮量为240~270 kg hm^-2,可供生产中参考。     

播期对直播水稻产量、花后各器官干物质和氮素积累及转运的影响

为探究播期对直播水稻产量、花后干物质和氮素积累与转运的影响,以水稻品种白粳1号、长白9号和龙粳31号为供试材料,设置3个播期（SD1、SD2和SD3）,比较不同播期条件下3个品种的产量、抽穗期和成熟期各器官干物质及氮素积累与转运特点。3个品种抽穗期和成熟期各器官干物质及氮素积累量、抽穗至成熟期各器官干物质及氮素转运量和产量均表现为SD2>SD3>SD1。相关分析表明,产量与成熟期穗干物质及氮素积累量呈显著正相关,与叶片干物质和氮素转运量呈显著正相关。在本试验条件下,播期的推迟提高了3个品种有效穗数及结实率,进而提高了产量,同时促进了各器官物质转运量与转运率的提高。各品种SD2处理的产量及花后干物质、氮素积累量最高,SD2为适宜播期。     

施氮量对不同品种小麦物质积累、转运及产量的影响

在大田条件下,以豫麦49-198、郑麦0943、百农418、许科316为试验材料,设置施纯氮120kg/hm ²（N1）、210kg/hm ²（N2）、300kg/hm ²（N3）3个施氮水平,比较分析不同施氮量对不同品种小麦干物质、氮素积累与转运以及产量的影响。结果表明：同一品种不同施氮量处理、同一施氮量不同品种间小麦干物质积累量、干物质转运规律和氮素积累量、氮素转运规律以及子粒产量存在显著差异。适当增施氮肥可以有效增加小麦植株群体干物质积累量,成熟期,豫麦49-198和郑麦0943在N2处理干物质积累量最高,百农418和许科316在N3处理干物质积累量最高。不同品种小麦营养器官花前贮藏干物质和氮素的转运量、转运率以及物质转运对子粒的贡献率均在N2处理达到最高。豫麦49-198和郑麦0943在N2处理获得最高产量,分别达8 036.67和6 873.33kg/hm ²,百农418和许科316在N3处理获得最高产量,分别为7 636.67和7 713.33kg/hm ²。因此,在小麦生产过程中,应根据不同品种合理施氮,实现高产。     

四川盆地单产9000 kg hm~(-2)以上超高产小麦品种产量结构与干物质积累特点

选择3个典型超高产品种和7个一般高产品种(对照)在4个环境(年份×地点)下考察其产量、产量构成因素和干物质积累、转运特点,以揭示四川盆地高温、高湿、弱光照生态条件下超高产小麦品种的产量形成特性,为超高产育种和生产提供依据。超高产品种在4个环境下的平均产量达9338 kg hm 2,比对照品种高24.2%;其穗数(449×104hm–2)、穗粒数(42.3)、粒数(18 825 m–2)、千粒重(47.8 g)分别比对照高8.2%、10.7%、18.3%和0.6%。超高产品种在各个生育阶段的干物质积累速率、干物质积累量都高于对照品种,尤其是生育前期,如在分蘖盛期和拔节期干物质积累量分别高11.1%和18.2%;同时,其干物质转运量、转运效率和对籽粒的贡献率也高于对照品种,成熟时非籽粒器官干物质所占比重较对照品种低1.2~3.5个百分点。小麦籽粒产量与各个生育阶段的群体干重和分蘖、拔节期的个体干重呈极显著正相关,超高产品种具有分蘖力强,前期生长旺盛、干物质积累多,后期分配到籽粒的干物质比例较高等特点,这是高产的生理基础。     

施氮方式对玉米-大豆套作体系中作物产量及玉米籽粒灌浆特性的影响

氮肥的过量施用和低效利用, 造成资源浪费和环境污染, 不利于农业的可持续发展。为了减少氮肥的投入量, 发挥氮肥的增产效益, 本研究对玉米-大豆套作模式的施氮量和施肥距离进行优化调整。通过两年田间试验, 探讨了减氮36% (RN36%)、减氮18% (RN18%)和习惯施氮(CN) 3种施氮水平和距离窄行玉米0 cm (D1)、15 cm (D2)、30 cm (D3)、45 cm (D4) 4种施肥距离对作物产量和玉米花后干物质积累与转运、籽粒灌浆特征的影响。结果表明, 与习惯施氮相比, 减氮18%处理的玉米花后干物质转移量、转移率及对籽粒的贡献率分别提高了22.65%、18.75%和15.90%, 籽粒平均灌浆速率和最大灌浆速率提高了9.79%和10.76%; 玉米、大豆产量及系统周年产量提高了4.95%、7.07%和5.35%; 各施肥距离间, 以距离窄行玉米15~30 cm的施肥效果最佳。减氮18%时, D2处理下玉米的平均灌浆速率、最大灌浆速率、穗粒数及百粒重比玉米常规穴施(D1)处理分别提高了10.32%、10.92%、9.08%和4.75%; 玉米、大豆产量和系统总产最高。玉米-大豆套作体系下, 减氮18%和距离窄行玉米15~30 cm施肥有利于增加玉米花后干物质的积累, 促进干物质向籽粒中转运, 增大灌浆速率, 增加百粒重和穗粒数, 提高玉米产量和大豆产量, 以实现系统周年作物增产。     

滴灌模式和水分调控对夏玉米干物质和氮素积累与分配及水分利用的影响

采用裂区试验设计探究了地下滴灌和地表滴灌(drip underground, DU; drip surface, DS)模式下土壤水分调控(分别为田间持水量的40%～50%、60%～70%和80%～90%,记为W40、W60和W80)对夏玉米干物质和氮素积累与分配及水分利用效率的影响。结果表明,DU处理的吐丝后氮素积累量及水分利用效率分别较DS显著提高了6.18%和4.85%～8.61%。夏玉米的干物质、氮素指标及产量对滴灌模式的响应依赖于土壤水分调控水平,在W40和W60处理条件下,DU处理显著增加夏玉米的净光合速率,提高了吐丝后干物质和氮素的积累量及向籽粒的转运,最终DU处理的干物质积累量、籽粒氮素积累量、产量及氮肥偏生产力分别提高了3.29%～19.94%、?1.10%～20.65%、3.29%～19.94%和3.31%～23.64%。而在W80处理条件下, DS处理的干物质积累量、吐丝后氮素积累量、产量及蒸散量比DU处理分别提高了6.80%～12.24%、5.93%、8.39%～14.91%和9.73%～14.57%。综上所述,在限水灌溉条件下,地下滴灌能够增加吐丝后干物质积累量、氮素积累量及其对籽粒氮素的贡献率,最终增加产量。在充分供水条件下,地表滴灌更有利于干物质及氮素的积累,但由于消耗过多的水分,因此水分利用效率未显著增加。     

Genetic variation for dry matter and nitrogen accumulation and translocation in two-rowed spring barley: I. Dry matter translocation

A 4-year field study was carried out to determine dry matter and nitrogen accumulation until anthesis and at grain filling period and dry matter translocation and utilization in grain filling of barley. Twenty two-rowed spring barley (Hordeum vulgare ssp. distichum L.) cultivars originated from different countries (Yugoslavia, Germany, Australia, the Czeck Republic, Netherlands, France and USA) were grown during 1995–1998 on a non-calcareous chernozem soil near Novi Sad (45° 20′N, 15° 51′E, 86 m asl). Dry matter and nitrogen accumulation depended on the cultivar and year. In a year with favorable weather conditions, 58% of dry matter was accumulated during pre-anthesis, while in a year with less favorable weather the amount was 48%. In the favorable year 91% and in unfavorable year 65% of nitrogen was accumulated until anthesis. The results indicated that the greater amount of dry matter and nitrogen accumulated before anthesis. Dry matter translocation efficiency depended on the cultivar and ranged from 3 to 16.4%, while the contribution of pre-anthesis assimilates to kernel varied from 4 to 24.2%. Cultivars that have been developed for the growing conditions of the area where the experimental site was located, i.e. adapted ones, did not use pre-anthesis dry matter for grain filling. High positive correlations (P<0.01) were found between biomass at anthesis and biological yield, dry matter translocation efficiency, contribution of translocated dry matter to grain yield, and total plant nitrogen at maturity. Accumulated nitrogen at anthesis was positively correlated (P<0.01) with growing degree–days until anthesis, dry matter at anthesis and dry matter translocation parameters. Heritability for the investigated characters was rather high, over 0.60.     

施氮对不同氮效率玉米干物质形成及籽粒发育的影响

为了揭示不同氮效率玉米在不同氮素水平下籽粒发育和地上部干物质积累的差异,通过田间小区试验,在3个氮素供应水平N0、N1、N2（施纯氮量分别为0、140、210 kg/hm²）下,对6个不同玉米品种（‘屯玉99’(A),‘并单390’(B)、‘郑单958’(C)、‘晋单65’(D)、‘先玉335’(E)、‘潞玉19’(F)）干物质的积累变化和籽粒发育进行了对比分析。结果表明：这6个品种可以分为3种不同氮效率类型：高氮高效型（‘屯玉99’和‘并单390’）;双高效型（‘晋单65’和‘先玉335’）;低氮高效型（‘潞玉19’和‘郑单958’）。在N1(140 kg/hm²)水平下氮素能够明显促进玉米营养体干物质的积累,促进籽粒产量的增加。随着施氮量的增加,高氮高效型和双高效型品种光合碳量增加,为籽粒提供了充足的碳源;高氮高效性品种地上部干物质积累的增加大于籽粒干物质的积累的增加,而双高效品种籽粒干物质积累增加较快。同时,施氮还可以促进这2种类型玉米顶部籽粒发育,增加产量。而低氮高效品种在氮素作用下,营养体干物质有明显增加,籽粒没有明显变化;施氮会促进营养体干物质的转移;同时过高(N2)或过低(N0)的施氮量都会造成其顶部籽粒发育不完善,影响产量。     

中国不同年代玉米亲本自交系的灌浆特性与氮素运转

大田试验条件下,选择我国1960s、1980s、2000s三个年代在生产中大面积应用的玉米亲本自交系为试验材料,比较分析了遗传改良过程中玉米骨干自交系灌浆特性及氮素运转的演变特征。结果表明,当代玉米品种及其亲本自交系的产量显著高于其他年代品系(P<0.05),且不同年代品种产量提高与其亲本产量密切相关(P<0.05),亲本自交系产量提高与其穗粒数相关性不显著,而与粒重呈显著正相关(P<0.05)。对粒重变化研究表明,当代亲本自交系的灌浆速率呈先慢后快的趋势,籽粒灌浆的积累起始势(R₀)较高,灌浆最大速率出现时间(T_max)延迟,灌浆速率最大时生长量(W_max)和最大灌浆速率(G_max)明显较高。当代亲本自交系具有较高的干物质积累和日增干重,其茎鞘物质输出率和茎鞘物质贡献率均高于1960s自交系,且在高密度条件下优势更为明显。当代亲本自交系具有较高的氮素积累总量(P<0.05),氮素输出率、贡献率的优势不明显(P>0.05),而氮素利用效率及氮收获指数显著高于1960s自交系(P<0.05)。表明遗传改良过程中玉米骨干自交系籽粒产量及氮效率得到同步提高,这与其自身较高的籽粒灌浆能力和物质运转效率密切相关。     

光、氮及其互作对超级粳稻产量和物质生产特征的影响

大田条件下以超级粳稻南粳44和宁粳3号为材料,设置2种氮肥水平(N10:150 kg hm–2,N20:300 kg hm–2)和3种遮光处理(L1:不遮光,L2:抽穗前遮光20 d,L3:抽穗后遮光20 d),研究光、氮及其互作对超级粳稻产量和物质生产特征的影响。结果表明,较之L1,L2不仅减少了有效穗数和每穗粒数,导致总颖花量下降,降幅达24.81%~35.63%,而且还显著降低了抽穗期茎蘖数和叶面积指数,降幅达2.90%~6.44%和19.02%~27.17%,导致抽穗至成熟阶段的光合势、干物质积累量显著下降,最终产量显著下降,降幅达27.23%~35.26%。较之L1,L3主要影响了抽穗至成熟阶段的光合物质积累,导致结实率和千粒重显著下降,降幅达1.49%~4.48%和5.54%~9.17%,最终产量显著下降,降幅达10.91%~18.47%。L2条件下,随着氮肥水平增加,抽穗期茎蘖数与叶面积指数均显著增加,导致抽穗至成熟阶段光合势、干物质积累显著增加,最终有效穗数、每穗粒数、总颖花量以及产量显著提高。L3条件下,随着氮肥水平增加,抽穗至成熟阶段的光合物质积累显著提高,其中茎叶干物质向穗部转运量显著增加,转运率和贡献率也进一步提高,最终产量显著提高。由此可见氮肥施用能部分弥补因弱光逆境对超级粳稻物质生产及其产量的影响。