人工控制条件下BS型小麦光温敏雄性不育系育性与光合特性的关系研究

BS型小麦光温敏雄性不育系（简称不育系）是二系法杂交小麦应用的核心,为了研究不育系育性与光合特性的关系,改进不育系制繁种技术,提高繁种产量,以5份不育系（BS107、BS1086、BS640、BS608和BS366）和常规品种京411为研究材料,利用人工气候箱进行光温调控,研究不同材料在孕穗期、抽穗期、开花期、花后10d、花后20d和花后30d的净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）、蒸腾速率（T_r）和光合系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学效率（F_v/F_m）等光合特性指标的差异,分析短日低温（不育系制种区）和长日高温（不育系繁种区）条件下不育系结实率与P_n、G_s、C_i、T_r和F_v/F_m的相关性。结果表明：BS107和BS1086的P_n、G_s和T_r变化趋势相近,BS640和BS366的G_s和C_i变化趋势相近,BS608的P_n、G_s、C_i和T_r变化趋势与其他不育系差异较大。P_n、G_s、C_i和T_r较高的材料为BS640,P_n和T_r较高的材料为BS1086,P_n、G_s和T_r较低的材料为BS608。在短日低温条件下,不育系结实率与P_n、G_s、C_i、T_r和F_v/F_m相关性不显著;在长日高温条件下,不育系结实率与P_n、G_s和T_r呈正相关,从相关系数的大小来看,对结实率影响最主要的因子是G_s,其次是P_n和T_r。     

谷子和玉米叶片光合荧光参数对烟嘧磺隆胁迫的响应差异

为探明谷子和玉米对烟嘧磺隆胁迫差异的光合生理机制,采用盆栽试验,选用谷子（张杂10号和晋谷21号）及玉米（迪甜8号和农大108号）为试验材料,在四叶一心期喷施5个不同剂量的烟嘧磺隆,分别在处理后7d和15d测定幼苗株高、叶面积、SPAD值、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、胞间CO₂浓度（C_i）、叶片最大光化学产量（F_v/F_m）、实际光化学效率[Y(Ⅱ)]、光化学猝灭系数（q_P）和非光化学猝灭系数（NPQ）的变化。结果表明,除7.5g/hm²的烟嘧磺隆处理之外,张杂10号、晋谷21号和迪甜8号的株高、叶面积、SPAD值、P_n、G_s、T_r、F_v/F_m、Y(Ⅱ)和q_P在用药后7d和15d时均显著低于对照,各指标在用药浓度15.0~60.0g/hm²处理之间的下降幅度均随烟嘧磺隆剂量的升高而增大;而C_i和NPQ却呈相反趋势。在15.0~120.0g/hm²处理之间,处理后7d和15d农大108号的所有指标均与对照差异不显著。综上所述,谷子对烟嘧磺隆的抗性弱于玉米,品种间也存在差异,部分原因是烟嘧磺隆显著降低了敏感品种叶片的叶绿素含量,虽然增加了光能热耗散,但PSⅡ功能还是受到抑制,导致光合能力下降。     

氮肥对非充分灌溉下棉花花铃期光合特性及产量的补偿作用

研究氮肥对非充分灌溉下棉花花铃期光合特性及产量的补偿作用及其机制, 以期为干旱地区棉花水肥高效利用提供理论依据。以“新陆中54号”为试材, 采用裂区试验设计, 主区为总灌溉量2800 m ³ hm ^-2(非充分灌溉)和3800 m ³ hm ^-2(常规灌溉), 副区为4个施氮(纯N)水平(0、150、300和450 kg hm ^-2)。同一氮肥处理下, 非充分灌溉处理棉花花铃期叶面积指数(LAI)、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、单株光合产物积累与分配、单株结铃数、单铃重及籽棉产量均低于常规灌溉处理, 但籽棉增产率和灌溉水生产力高于常规灌溉处理; 同一灌溉量下, 随着氮肥施用量的增加, 棉花花铃期LAI和单株光合产物积累量先增后降, 且表现为N450>N300>N150>N0, T_r、P_n、单株光合产物向生殖器官分配比例、单株结铃数、单铃重、籽棉产量、籽棉增产率及灌溉水生产力均表现为N300>N450>N150>N0; 非充分灌溉下增施氮肥的补偿效果随着氮肥用量的增加呈先增加后下降的趋势, N300处理补偿效果最显著, 与常规灌溉处理相比, 补偿效应主要表现在棉花花铃期P_n平均提高10.9%, 单株光合产物积累向生殖积累器官分配比例提高10.7%, 单株结铃数、单铃重、籽棉增产率及灌溉水生产力分别提高5.0%、8.0%、7.1%和7.5%; 氮肥对棉花花铃期光合特性及产量构成因素的影响大于水分。非充分灌溉下氮肥施用量为300 kg hm ^-2时补偿效应最大, 虽然在产量上有所下降, 但从干旱地区农业缺水的现实考虑, 可准确灌溉施肥, 且籽棉产量较常规灌溉处理仅下降1.3%。因此, 在南疆自然生态条件下, 非充分灌溉下施氮300 kg hm ^-2时棉花花铃期LAI、T_r、P_n及单株光合产物积累量适宜, 向生殖器官转运补偿效果显著, 具有最大的产量补偿作用, 且节水26.3%。     

机械收获模式下直播冬油菜密度与行距的优化

以华油杂62为材料,采用裂区设计,设置密度15万株hm^–2 (D1)、30万株hm^–2 (D2)、45万株hm^–2 (D3)为主区;行距15 cm (R15)、25 cm (R25)、35 cm (R35)为裂区,研究密度及行距变化对油菜群体人工收获产量、叶面积指数(LAI)、角果皮面积指数(PAI)、透光率、抗倒伏、抗裂角性能及机械收获产量的影响,探讨透光率与产量、抗倒性的关系,建立机械化生产模式下油菜密度及行距最优配置。结果表明,密度增加或行距减小,油菜成株率适宜,LAI、PAI值增加,冠层透光率下降,群体生物量及经济系数增加,人工收获产量增加;但单位LAI(PAI)光拦截量、单株生物量及根干重下降,且较低的单位LAI (PAI)光拦截量有利于提高油菜经济系数;密度及行距处理间差异及互作效应显著,与农户习惯种植模式(D2R25)相比,在D3R15处理下可增产14.1%,获得最高人工收获产量。密度或行距增加,地上部鲜重、株高降低及根冠比增加,导致油菜茎秆、根倒角度下降,抗裂角指数增加,机械收获产量变化趋势与人工收获产量一致,与机械收获总损失率相反,表明除通过提高油菜抗倒性和抗裂角性降低机收损失外,较高的人工收获产量是获得较高机械收获产量的前提。由回归方程可知,与常规30万株hm^–2密度、25 cm行距配置比,密度43.8万株hm^–2和行距21 cm配置可使蕾薹期LAI提高21.02%、透光率及单位LAI光拦截量分别下降32.47%与17.36%,角果期PAI增加15.08%、透光率及单位PAI光拦截量分别下降32.04%与3.30%,获得较高的机械收获产量,进一步提高油菜机械化生产效益。     

棉花种植密度对LAI-2200植物冠层分析仪测定叶面积指数的影响

LAI-2200植物冠层分析仪是一种能直接、无损侧量植物叶面积指数的商业仪器。本研究于2014年在河北省河间市对3个密度棉田LAI-2200测定的叶面积指数(LAI)与实际LAI进行了对比。结果表明,LAI-2200测定的低(6.5万株/hm²)、中(10.5万株/hm²)、高(15.0万株/hm²)3个密度棉田认I的均方根误差(RMSE)分别为0.86,0.62和0.66,提示增加密度有利于提高LAI-2200测定结果的准确性。此外,3个密度棉田蕾期一盛铃期(出苗后47~102d)LAI-2200测定值与实际叶面积指数线性回归的决定系数(R2)分别为0.91,0.86和0.82,纳什效率系数(EF)分别为0.90,0.80和0.84,提示不同密度的模拟质量都比较高,以低密度的模拟质量最佳。盛铃期(出苗后106d)棉株发生倒伏后人工扶起,棉田的自然冠层结构遭到破坏,中高密度棉田LAI-2200刚定值有小于实际LAI的现象,提示倒伏棉田不宜应用LAI-2200进行冠层分析。     

不同时期化控对密植玉米冠层结构及籽粒灌浆特性的影响

合理的冠层结构能够保障作物群体生产功能得到充分发挥,而喷施化学调控物质是塑造作物冠层的重要措施之一,其中化控时期的选择至关重要。本研究以先玉335为供试品种,分别在60,000株hm^–2 (D1)和90,000株hm^–2(D2) 2个种植密度下,设置3个化控处理(化控剂为乙烯利复配剂), T10 (十叶期喷施450 L hm^–2化控试剂)、T₁₅ (十五叶期喷施450 L hm^–2化控试剂)、CK (喷施清水作对照),研究了在不同密度下的不同时期化控处理对玉米冠层结构的调控,分析了冠层结构改变对籽粒灌浆特性和产量的影响。结果表明,在D1密度下,化控处理对产量影响不显著,而在D2密度下, T15较CK两年平均增产7.3%,穗粒数和千粒重分别增加2.6%和3.6%, T10处理穗粒数和千粒重均降低。T15处理吐丝期上部叶夹角降低17.5%,十四至十七叶位的叶面积减小,使穗位层光能截获率增加11.5%,在乳熟期净光合速率(Pn)仍能维持较高,完熟期群体叶面积指数(LAI)显著提高51...     

密度对大豆光合特性和产量的影响

以垦丰16为试材,在30万株/hm²、33万株/hm²、36万株/hm²和39万株/hm²4个密度条件下,研究不同密度对大豆光合特性和产量的影响。结果表明,叶面积指数和光合势随着密度的增加而增加,叶绿素含量和冠层光合速率随着密度的增加而降低。在一定密度范围内(M1~M3),产量随着密度的增加而增加,M3产量最高达3815.22kg/hm²,当密度增加到一定程度则产量开始下降。     

玉米光合特性和冠层微环境对密度和行株距配置的响应

适宜密度及行株距配置可构建合理的玉米群体和冠层结构,提高光合效率,系统分析玉米光合特性及冠层微环境对密度和行株距配置的响应机制,为华北平原玉米光温高效生产提供科学依据。试验采用裂区设计,主区设密度6.75万株/hm ²（D1）和8.25万株/hm ²（D2）,副区为3种行株距配置:60cm等行距（H1）、宽窄行80cm+40cm（H2）、匀播（H3）38cm（行株距相同,D1）和34.5cm（行株距相同,D2）。结果表明:常规生产密度等行距（D1H1）种植和高密度宽窄行（D2H2）种植能形成合理的群体冠层结构,具有适宜的冠层温度、CO₂浓度和相对湿度,能促进植株对光能的吸收和利用,提高净光合速率,从而获得较高的产量。因此,在常规密度等行距种植基础上,进一步增加密度至8.25万株/hm ²时,宽窄行种植方式具有较高的产量潜力。     

种植密度和行距配置对超高产夏玉米群体光合特性的影响

在67 500株 hm^-2、90 000株hm^-2和112 500株hm^-2等3个种植密度条件下,研究了密度和行距配置对超高产夏玉米品种登海701产量和群体光合特性的影响。结果表明,随密度增加,籽粒产量、叶面积指数(LAI)、光合有效辐射(PAR)上层截获率、群体光合(CAP)和群体呼吸(CR)、干物质积累量均提高;而叶绿素含量、穗位叶层和下层PAR截获率则降低。在67 500株 hm^-2下,宽窄行与等行距处理相比无显著优势。但在90 000株 hm^-2和112 500株 hm^-2密度下,80 cm+40 cm行距处理的产量、叶面积指数(LAI)、叶绿素含量、穗位叶层的PAR截获率、花后群体光合速率(CAP)平均值均显著高于其他行距处理(等行距、70 cm+50 cm和90 cm+30 cm);而群体呼吸速率与光合速率的比值(CR/TCAP)则显著低于其他行距处理。说明在较高密度条件下,80 cm+40 cm的宽窄行配置有助于扩大光合面积、增加穗位叶层的光合有效辐射、提高群体光合速率、减少群体呼吸消耗,从而提高籽粒产量。     

5-氨基乙酰丙酸和乙烯利对东北春玉米功能叶光合生理特性和产量的影响

以中单909为材料,设置5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）和乙烯利（ETH）不同浓度复配组合,于拔节期（V6）进行叶面喷施。研究5-ALA-ETH复配剂对缓解东北春玉米冠层郁闭效应、提高叶片净光合效率（P_n）、增强叶片的光合产物供给能力、保障春玉米稳产增产的调控效应。结果表明,A2E1（22.5g/hm² 5-ALA+450mL/hm² ETH）处理能够增强叶片的光合生理活性,调控效果最佳,其中V7期叶片叶绿素含量相比对照（CK）显著提高8.9%,V12期叶片RuBP羧化酶（RuBPCase）和PEP羧化酶（PEPCase）活性比CK分别显著提高65.2%和87.1%,V8和V12期叶片P_n比CK分别显著提高14.8%和24.5%。同时,该处理提高了叶片蔗糖的合成能力,其中V12期叶片蔗糖合酶（SS）活性比CK显著提高85.0%,V11期蔗糖磷酸合酶（SPS）活性比CK显著提高33.1%,V7、V9和V12期叶片蔗糖含量比CK分别显著提高69.2%、16.8%和78.6%。在玉米收获期,A2E1处理显著增加了玉米穗长、穗粒数和产量,相比CK分别提高了5.4%、6.2%和5.4%,玉米秃尖长显著缩短50.4%。综上所述,5-ALA（22.5g/hm²）和ETH（450mL/hm²）复配能够改善东北春玉米生育期内光合生理特性,提高收获穗粒数和产量,增强其抵抗冠层郁闭效应胁迫的能力。     

新疆机采模式下棉花株行距配置对冠层结构指标及产量的影响

【目的】为了研究不同株行距配置对机采棉花冠层结构指标及产量的影响。【方法】在田间条件下,选用棉花杂交种鲁棉研24号和常规品种新陆早60号为供试材料,设置适宜机采的1膜3行等行距(76 cm+76cm+76 cm)低密度、1膜6行宽窄行(66 cm+10 cm)高密度及1膜3行等行距(76 cm+76 cm+76 cm)双株高密度3种配置方式进行试验。【结果】等行距低密度下,棉花生育前期生长旺盛,叶面积指数与光吸收率迅速增加至最高值;生育后期,叶面积指数及光吸收率下降幅度分别为10.4%~13.6%、3.7%~4.2%,低于其他两种处理,且干物质积累量较高。等行距低密度下杂交棉产量最高。【结论】等行距低密度下杂交棉实现高产的生理基础主要是:生育前期叶面积指数及光吸收率增长迅速,干物质积累较快;生育后期叶面积指数及光吸收率下降缓慢,能维持较高水平,光合生产能力较高,干物质积累量最大。     

密度和空间布局种植方式对夏玉米穗位叶光合生理性状的影响

为探明夏玉米适宜种植方式的光合生理机制,采用裂区试验设计研究了种植密度(9.3万,8.1万,6.9万,5.7万株/hm~2)、空间布局(等行距1穴1株,等行距1穴3株和宽窄行1穴3株)以及它们的交互作用对夏玉米郑单958开花后不同生育时期(开花期、抽丝期、灌浆前期、灌浆后期和完熟期)净光合速率及其相关性状的影响。结果表明:宽窄行1穴3株能显著降低夏玉米开花期和完熟期穗位叶净光合速率,而8.1万株/hm~2密度下的净光合速率不受空间布局的影响;等行距1穴1株空间布局下,种植密度不会显著影响穗位叶净光合速率。种植密度、空间布局以及它们交互作用对类胡萝卜素含量影响显著。等行距1穴3株空间布局下,9.3万株/hm~2种植密度显著降低前3个观测时期类胡萝卜素含量,而6.9万株/hm~2在宽窄行1穴3株以及5.7万株/hm~2在等行距1穴1株空间布局下显著降低完熟期类胡萝卜素含量。种植密度、空间布局及其交互作用均对PSⅡ最大光化学效率无显著影响。综上可知,8.1万株/hm~2种植密度不受空间布局的显著影响,而等行距1穴1株空间布局不受种植密度的显著影响,均能保证夏玉米郑单958植株的净光合作用及其相关指标维持在较高水平。结果也为从光合物质基础和光合水分生理基础方面(色素含量、荧光特性、净光合速率和蒸腾速率)解释种植方式-光合产物源-产量库之间的关系提供了理论数据。     

不同行距配比对玉米光合生理指标及茎秆特性的影响

以‘大丰30’为试验材料,在同一密度下（75000株/hm²）设置5种不同行距配比,研究不同行距配比对玉米光合生理指标及茎秆力学特性的影响。结果表明：行距配比为40 cm×80 cm时,棒三叶的叶绿素含量(SPAD)在灌浆期达到峰值;行距配比为30 cm×90 cm时,棒三叶净光合速率在灌浆期最高。大口期开始,行距配比为40 cm×80 cm时,叶面积指数(LAI)最高。单株干物质积累量以40 cm×80 cm最高。各行距配比的茎秆硬皮穿刺强度与茎秆弯曲性能随着节位的下降均呈逐渐增强的趋势,从大到小为 40 cm×80 cm>50 cm×70 cm>30 cm×90 cm>60 cm×60 cm>20 cm×100 cm。穗长、穗粗、千粒重和穗粒数各处理间均有不同变化,行距配比为40 cm×80 cm时产量最高,比等行距60 cm×60 cm增产7.96%。由此可见,行距配比为40 cm×80 cm,有利于大穗型品种‘大丰30’的光合性能和茎秆强度的提高,从而达到抗倒伏增产的目的。     

高密度条件下行距配置对春玉米光合特性及产量的影响

为探明在9.0万株/hm2高密度种植条件下旱地春玉米最佳的株行距配置,采用随机区组设计,12个处理(DH1.等行距40.0 cm,DH2.等行距50.0 cm,DH3.等行距60.0 cm,DH4.等行距70.0 cm,DH5.等行距80.0 cm,DH6.等行距90.0 cm,KH1.宽窄行(53.3 cm+26.7 cm),KH2.宽窄行(66.7 cm+33.3 cm),KH3.宽窄行(80.0 cm+40.0 cm),KH4.宽窄行(93.3 cm+46.7 cm),KH5.宽窄行(106.7 cm+53.3 cm),KH6.宽窄行(120.0 cm+60.0 cm))。3次重复,研究了行距配置对郑单958在旱地春播情况下产量和群体光合特性的影响。结果表明,随着行距的缩小,穗位叶SPAD值、穗位叶净光合速率、叶面积指数(LAI)、PAR截获率、单株干物质积累量、籽粒产量均提高;其中,50.0 cm+50.0 cm和66.7 cm+33.3 cm配置2年平均籽粒产量较90.0 cm+90.0 cm和120.0 cm+60.0 cm配置的平均产量提高24.3%,除2013年DH6处理产量显著高于KH6处理外,其余等行距处理和宽窄行处理之间产量无显著性差异。高密度条件下山西省春玉米最佳行距配置为50.0 cm+50.0 cm和66.7 cm+33.3 cm。     

半干旱区沟垄集雨种植谷子的肥料效应及其增产贡献

研究沟垄集雨种植施肥水平对谷子生长的影响及其对产量的贡献, 为完善集雨种植技术理论体系及半干旱区谷子的合理施肥提供科学依据。在宁南旱农区进行了2个年型的二因素大田试验, 研究了沟垄半覆膜集雨(R)和传统裸地平作(T) 2种种植模式下4个施肥水平(高量N 270 kg hm ^-2 + P₂O₅ 180 kg hm ^-2, H; 中量N 180 kg hm ^-2 + P₂O₅120 kg hm ^-2, M; 低量N 90 kg hm ^-2 + P₂O₅ 60 kg hm ^-2, L; 不施肥对照, CK)对谷子株高、叶面积、光合指标、干物质积累量和水肥利用效率的影响, 并分析了集雨模式下的增产贡献来源。结果表明: (1)集雨模式有效促进了边行谷子光合生理和生长, 在各施肥水平下谷子株高、顶三叶叶面积、P_n (净光合速率)、T_r (蒸腾速率)和生物量较平作模式分别提高7.1%~23.5%、1.7%~22.7%、10.4%~20.3%、8.0%~55.9%和9.8%~30.0%; 中行各指标较平作模式均下降不显著。(2)集雨种植模式显著提高了谷子的水肥利用效率, 配施氮磷肥水分利用效率显著增加, 在丰水年高肥处理显著高于中、低肥处理, 欠水年中肥处理最高且显著高于高肥处理, 与低肥处理差异不显著; 肥料利用效率随着施肥量的增加而下降, 在丰水年低肥处理的肥料利用率显著大于高肥和中肥处理, 欠水年各施肥水平间差异显著。(3)施肥对谷子的增产贡献大于种植模式。施肥对产量的贡献率在丰水年随施肥量的增加而增加, 高、中、低施肥处理间差异显著, 达27.8%~49.3%, 欠水年各施肥处理间差异不显著(19.2%~23.7%); 种植模式贡献率在2年中各施肥处理间差异均不显著。综合考虑, 集雨模式在丰水年施高肥、欠水年施中肥可实现谷子高产高效生产。