土壤水分胁迫对玉米光合特性的影响

采用盆栽方法,测定了土壤水分胁迫下拔节期和抽雄开花期玉米叶片光合特性。结果表明,水分胁迫下玉米叶片光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)的平均水平与对照相比显著降低;抽雄-开花期下降幅度大于拔节期。光合速率下降主要受非气孔因素限制。水分胁迫改变了玉米叶片光合参数日变化规律。水分胁迫下,白单9的Pn,WUE,叶片叶绿素相对含量和叶面积明显高于白单31。     

行距配置对玉米茎秆抗倒伏特性及光合性能的影响

为探究不同行距配置对玉米茎秆抗倒伏特性及光合性能的影响,明确山西省春玉米栽培适宜的种植行距,本试验于2015年在山西省农科院东阳试验基地展开,以‘大丰30’为试验材料,设置宽行种植(80 cm)、窄行种植(40 cm)、宽窄行种植(80 cm+40 cm)和等行距种植(60 cm)4种行距处理,分析了玉米茎秆抗倒伏特性、叶面积指数(LAI)、光合参数及产量对不同行距处理的响应。结果表明,宽行种植和宽窄行种植较窄行距种植和等行距种植,玉米株高、穗位高和穗位高系数降低;抽雄期和灌浆期,不同节间茎秆硬皮穿刺强度和弯曲性能提高,LAI、叶片光合速率、蒸腾速率提高;穗长、穗行数、行粒数、百粒重提高,产量分别提高17%、9%以上,且宽窄行种植更具优势。此外,抽雄期至成熟期,玉米籽粒产量与叶面积指数、叶片光合速率和蒸腾速率均呈显著或极显著正相关。总之,宽窄行种植(80 cm+40 cm)有利于提高玉米茎秆抗倒伏特性,提高光合作用,优化产量构成,提高籽粒产量,可为山西省玉米种植提供技术支撑。     

不同栽培方式对玉米光合特性及产量的影响

为探索贵州地区玉米获得高产稳产的适宜栽培方式,在大田试验条件下,开展了6种不同栽培方式试验,揭示了6种不同的栽培方式对玉米叶面积指数、气孔导度、蒸腾速率、光合速率以及最终籽粒产量的影响,为贵州玉米高效生产提供基础理论依据。结果表明:与对照相比,秸秆覆盖和地膜覆盖均可提高叶面积指数、净光合速率,抽雄期的净光合速率达到峰值,从而显著提高玉米产量。在乳熟期,不同处理方式的光饱和点明显高于抽雄期,明显表现出移栽的要高于直播的,达到了差异显著性水平,地膜覆盖育苗移栽的LSP、LCP、AQE、A_(max)均显著性提高,表观量子效率的增大,提高了净光合速率,延缓了衰老,提高了光补偿点,进而提高最终产量,最终测产的结果也是地膜覆盖育苗移栽产量最高,相对于常规直播提高了20.5%,秸秆覆盖和常规对照的差异并不明显。籽粒产量与行粒数、穗行数、百粒重、穗长呈显著性相关。总的来说,地膜覆盖育苗移栽有利于提高玉米的光合特性和籽粒产量,是一种适合贵州地区的一种栽培方式。     

液膜对棉花叶片蒸腾特性及水分利用效率的影响

研究了液膜不同浓度对棉花叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素荧光诱导动力学参数及水分利用效率的影响。结果表明，液膜不同浓度均能降低棉花叶片的蒸腾速率和气孔导度；较高浓度液膜增大叶片qN值，降低叶片净光合速率；适宜浓度液膜(40～50倍)显著提高叶片水分利用效率，对净光合速率无明显影响。     

半干旱区沟垄集雨对玉米光合特性及产量的影响

在中国西北黄土高原半干旱区, 沟垄集雨种植(RFPRH)系统被逐步推行, 以改善农田水分状况, 提高作物水分利用效率(WUE), 达到高产稳产的目的。为了探索该种植方式的适宜降雨量, 在人工模拟不同降雨量下, 以传统平作为对照, 研究了沟垄集雨种植对夏玉米土壤水分含量、功能叶片的光合参数、荧光参数和叶绿素相对含量(SPAD)以及籽粒产量的影响。结果表明, 在230 mm和340 mm降雨量下, 集雨处理的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、PS II最大光化学量子产量(F_v/F_m)、PS II的潜在活性(F_v/F_o)和光化学猝灭系数(qP)均较对照显著增加; 叶绿素相对含量(SPAD)分别提高17.7%和13.9%, 叶片瞬时水分利用效率提高26.9%和10.1%, 籽粒产量增加75.4%和36.7%。在440 mm降雨量条件下, 集雨处理的F_m、F_v/F_m、F_v/F_o、qP和SPAD值在拔节期显著增加, G_s在抽雄期显著增加, P_n在抽雄期和孕穗期显著下降, 水分利用效率在全生育期比对照平均低13.2%, 其他各生育时期光合生理特性及籽粒产量与对照相比差异不明显。说明沟垄集雨种植在偏旱的年份, 可显著提高玉米光合效率和叶片水分利用效率, 其全生育期适宜雨量上限可能是440 mm。     

土壤水分胁迫对不同肥水类型冬小麦品种花后光合特性及产量的影响

为给小麦抗旱育种和节水高产栽培提供理论和技术支持,以山东省6个不同肥水类型的冬小麦品种（‘青麦6号’、‘鲁麦21’、‘烟农21’、‘烟农24’、‘济麦22’、‘良星99’）为材料,研究了水分胁迫对冬小麦花后光合特性与产量的影响及品种间差异。结果表明,在水分胁迫条件下,各冬小麦品种花后叶面积指数、旗叶叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率均有所降低,产量显著下降。品种间对水分胁迫反应差异显著,其中旱地品种‘青麦6号’在水分胁迫条件下,旗叶叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率及气孔导度均高于其他品种,产量构成因素和产量降低幅度最小,产量最高,仅比同期水分处理下降了14%。     

不同栽培模式对旱地春玉米光合特性和水分利用率的影响

明确旱地春玉米高产与水分高效协调的栽培技术及其生理原因,对提高水分限制条件下玉米水分利用效率及玉米可持续生产具有重要意义。本文以郑单958为材料,于2010年和2011年在陕西长武进行大田试验,设置当地农户栽培(对照)、高产高效栽培、超高产栽培和再高产高效栽培等4种栽培模式,比较了其对春玉米光合特性和水分利用效率的影响。结果表明,当地农户栽培、高产高效栽培、超高产栽培和再高产高效栽培产量平均达7.7、9.2、11.7和10.6 t hm^-2,高产模式较对照产量分别提高20.1%、52.9%和37.7%,水分利用效率分别提高27.8%、60.9%和45.1%。与当地农户栽培相比,高产高效栽培、超高产栽培和再高产高效栽培提高了花后叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和单叶水分利用效率(WUE_L);相对电子传递速率(ETR)、PSII实际量子产额(Φ_PSII)和光化学猝灭(q_P);延缓了叶片衰老;花后干物质积累量分别增加29.0%、82.3%和56.1%。结果说明通过地膜覆盖、增加密度和氮肥运筹等关键栽培技术的集成与优化,可实现旱地春玉米高产与水分高效30%以上的目标;其增产增效的主要原因在于显著增强玉米花后叶片光捕获能力与光化学效率,延缓叶片早衰,促进花后干物质积累及其对籽粒的贡献率。     

西北旱作区不同种植密度对玉米光合特性和产量的影响

在旱作区采用全膜双垄沟播种植方法,研究45 000、52 500、60 000、67 500和75 000株/hm2 5个种植密度对玉米品种陇单9号光合特性和产量的影响。结果表明,种植密度在67 500株/hm~2以下时,叶面积指数(LAI)、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和水分利用效率(WUE)随种植密度增加而增大,光合指标与LAI呈显著正相关,但种植密度过大时,叶片遮阴导致Pn和WUE显著下降。穗行数、行粒数、千粒重和出子率随密度增加而降低;种植密度在45 000~67 500株/hm~2范围内,产量随密度增加而增大,产量最高达10 879.5kg/hm~2。因此,西北旱作地区,当密度为67 500株/hm~2时,陇单9号的P_n、WUE最高,产量也最高。     

种植方式对矮秆高粱辽杂37号光合性能及产量的影响

对矮秆高粱在辽宁西部地区适宜种植模式进行试验研究,为矮秆高粱的推广提供理论依据。以矮秆高粱辽杂37号为试验材料,分别设置二比空、三比空、大垄双行、一穴双株以及常规种植方式(CK)等5种种植方式,研究不同种植方式对高粱叶面积指数、叶片光合性能和产量的影响。结果表明,二比空和大垄双行种植方式较常规种植方式增产效果显著,大垄双行产量为9969.8kg/hm~2,二比空产量为9909.6kg/hm~2,分别比常规种植增产9.7%和9.0%,并使其群体保持较高的叶面积指数。在开花期和灌浆期,二比空、大垄双行处理叶面积指数显著高于常规种植,分别较常规种植高6.68%和7.91。净光合速率、气孔导度、细胞间隙CO_2浓度、蒸腾速率在各处理之间表现出较大差异,其中净光合速率的表现为二比空、大垄双行与常规种植处理达显著水平;气孔导度表现为二比空、大垄双行处理显著高于一穴双株和常规种植处理,而胞间CO_2浓度则表现相反。蒸腾速率的表现为二比空、大垄双行、三比空、一穴双株均高于常规种植,且达显著水平。可见二比空和大垄双行种植方式有助于矮秆高粱光合条件的改善,可作为辽西地区矮秆高粱高产首选的种植方式。     

普通小麦光合碳同化与产量性状杂种优势的关系

以按照NCII遗传交配设计配制的20个普通小麦杂交种及其亲本为材料,系统测定灌浆初期、中期和后期旗叶的6个光合碳同化相关性状,包括光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、水分利用效率和原初光能转化效率,并与产量性状杂种优势进行相关分析。结果显示,杂种优势值因组合、性状和发育时期不同而差异很大。偏相关分析表明,光合碳同化性状与穗长和有效穗数杂种优势之间没有相关性,但与其他产量性状杂种优势之间存在显著的相关关系,特别是在作物籽粒产量形成最为关键的灌浆中期,光合速率、胞间CO₂浓度、水分利用效率和原初光能转化效率与穗粒数、千粒重、单株产量和主茎穗产量等性状的杂种优势呈显著或极显著正相关,说明较高的光合能力及水分利用效率可能是小麦产量杂种优势形成的重要生理基础之一。     

抽穗后冬小麦旗叶光合特性的变化对产量的影响

为了探讨不同小麦品种之间的光合特性的差异及光合作用与经济产量的关系,本研究选取4个不同冬小麦品种分别在6个生育时期进行了光合特性的测定。结果表明：小麦旗叶6项光合特性指标随发育进程变化的趋势、变化程度基本相同,但不同品种在不同发育时期内光合特性指标的数值、变化程度不同;6项光合特性指标均与籽粒产量正相关;相关程度表现为绿叶面积>气孔导度>胞间CO₂浓度>净光合速率>叶绿素含量>蒸腾速率;不同时期光合特性与籽粒产量的相关性顺序为灌浆中期>灌浆前期>灌浆后期>开花期>抽穗期>灌浆末期;在开花期至灌浆后期,维持和提高旗叶的绿叶面积、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO₂是提高小麦产量的基础。因此,在开展小麦高光效育种时,对种质资源材料进行光合特性测定和比较对育种工作具有非常重要的参考价值和指导意义。     

不同种植模式玉米生长发育和产量形成的研究

为研究不同种植模式玉米生长发育和产量形成的差异,以玉米‘京农科728’为研究对象,设置65 cm均匀垄作(CK)、68 cm均匀行平作(M1)和136 cm大垄双行垄作(M2)3种种植模式,对出苗质量、植株形态、光合生理特性和产量及产量构成因素进行比较分析。结果表明：与对照相比,M2保苗密度显著增加,株距显著缩小且变异系数更低;M2株高、穗位高、叶面积指数和单株干物重分别降低12.61%、11.21%、1.59%和3.67%,群体繁茂程度较低但叶面积指数和单株干物重下降程度均较小;M2净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率分别提高了25.24%、25.41%、53.60%和14.82%,功能叶片的光合能力显著增强;2017—2018年M2分别增产12.60%和17.59%,群体收获穗数的显著提高是增产的主要原因。本研究推荐,黑龙江省第一积温带玉米适宜种植模式为136 cm大垄双行（宽行90 cm+窄行46 cm）垄作模式。     

缺磷对不同穗型小麦光合生理特性和产量的影响

采用石英砂培养的方法，研究了拔节期和挑旗期缺磷对大穗型小麦CA9325和多穗型小麦晋麦2号（JM2）生长后期旗叶的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Cs）、细胞间隙CO2浓度（Ci）和气孔限制值（Ls）等光合生理性状，光合产物积累和产量构成的影响。结果表明：（1）缺磷降低两品种旗叶的净光合速率、蒸腾速率、气孔     

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。     

春玉米苗期光合速率、蒸腾速率及气孔导度对土壤干旱的反应

为深入探索东北地区土壤水分含量变化对春玉米光合作用、蒸腾速率和气孔导度的影响,揭示玉米苗期干旱减产的生理机制,2010年春季在东北地区中部开展分期播种与土壤水分处理试验,进行土壤湿度、玉米苗情、净光合速率(NPn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)等观测,分析它们之间的关系。结果表明,春玉米苗期叶片NPn、Tr和Gs与土壤水分变化之间分别呈二次函数关系,0~20 cm深土壤湿度在19.5%以上时,玉米叶片气孔导度大,光合作用和蒸腾作用旺盛;土壤湿度在19.0%以下,随着土壤湿度下降,NPn和Tr近于线性下降,土壤湿度每降低1个百分点,NPn和Tr分别下降1.6 μmol/(m2.s)和0.5 mol/(m2?s)。玉米叶片Tr和Gs与NPn的关系为线性函数,Gs和Tr每降低1 mol/(m2?s)和1 mmol/(m2?s),NPn分别下降0.89和3.09 μmol/(m2?s)。玉米苗在干旱胁迫下气孔关闭,蒸腾作用减弱,使光合速率快速下降,进而抑制玉米营养生长,最终导致减产。     

不同灌水量下喷施腐植酸对燕麦光合特性及产量的影响

研究旨在明确不同灌水量下喷施腐植酸对燕麦光合特性及产量的影响。在防雨棚池栽条件下,以蒙农大燕1号为试验材料,在3种不同灌水量（60、120和180mm）处理下,于孕穗期和开花期分别在叶面喷施腐植酸（HA）和等量清水（WT）,CK为不喷施处理,分析测定燕麦植株形态、光合参数及产量构成因素等指标。结果表明,在60mm和120mm灌水量下,HA处理的株高、单株叶面积、气孔导度（G_s）、净光合速率（P_n）和蒸腾速率（T_r）均显著提高（P<0.05）,胞间CO₂浓度（C_i）降低,60mm灌水量下各指标增幅高于120mm灌水量;P_n平均分别提高了43.4%和36.3%,单株叶面积平均分别提高了54.3%和34.7%（P<0.05）;与CK相比,喷施HA后籽粒产量显著提高,60mm和120mm灌水量下增产率分别达22.7%和18.0%,穗长和单穗粒数均显著增加（P<0.05）;而WT处理对植株形态、光合参数和产量等指标无显著影响。180mm灌水量,HA处理P_n和单株叶面积较CK和WT显著增加,籽粒产量提高幅度不显著。综上,在较低灌水量下喷施腐植酸可以改善燕麦光合能力,促进籽粒灌浆并提高籽粒产量。     

不同年代中籼水稻品种的叶片光合性状

旨在探明中熟籼稻在品种改良过程中籽粒产量和叶片光合性能的变化特点。以江苏省近70年来不同年代在生产上应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪50-60年代、60-70年代、80-90年代和21世纪00-10年代(超级稻) 4种类型,研究其产量、冠层结构及叶片光合特性的变化。结果表明,随品种的改良,中籼水稻品种的产量不断提高。群体总颖花量、面积指数和粒叶比显著增加,叶基角减小,群体透光率、光合势(绿叶面积持续期)、抽穗期剑叶光合速率、气孔导度、蒸腾速率和PSII最大和实际光化学效率以及荧光与非荧光淬灭系数增加。最大叶面积指数和全生育期总光合势与籽粒产量呈极显著正相关。灌浆期剑叶光合速率、气孔导度、PSII最大和实际光化学量子效率以及荧光和非荧光淬灭系数与结实率或粒重呈显著相关。表明在品种改良过程中,株型和叶片光合性能的改善是中籼水稻产量提高的重要原因。     

2种植物生长调节剂对糜子光合特性和产量的影响

为探究化学调控技术对糜子叶片光合特性和产量的调控效果,以糜子品种粘丰5号和齐黍1号为试验材料,采用大田试验,设置播种前1mg/L烯效唑（S₃₃₀₇）和50mg/L胺鲜酯（DTA-6）浸种2个处理,以清水浸种为对照（CK）,测定不同生育时期糜子的光合特性、干物质积累、农艺性状及产量构成因素等指标。结果表明,与CK相比,S₃₃₀₇和DTA-6浸种均可提高糜子拔节期和灌浆初期叶片叶绿素相对含量、气孔导度、蒸腾速率和净光合速率;S₃₃₀₇和DTA-6均可增加糜子茎粗,降低株高。S₃₃₀₇可提高灌浆盛期2个糜子品种茎干重、叶干重和穗干重,DTA-6对灌浆盛期糜子叶干重和穗干重有增加作用;S₃₃₀₇可提高2个糜子品种穗粒数;DTA-6增加了粘丰5号有效穗数,提高了齐黍1号穗粒数和千粒重。S₃₃₀₇和DTA-6处理下粘丰5号分别较CK增产11.05%和5.43%,齐黍1号分别较CK增产5.73%和16.24%。因此,S₃₃₀₇对粘丰5号、DTA-6对齐黍1号作用效果更好,增产率最高。