灌溉春玉米大喇叭口期光合特性及水分利用效率研究

为了寻求在气候变化过程中保持作物产量不断增长,提高作物水分利用效率的地面灌溉节水与生物节水综合配套技术。通过分期播种和不同灌溉方式对大田春玉米进行试验,采用LI-6400便携式光合仪测定了石羊河流域灌溉区环境因子和春玉米大喇叭口期叶片光合生理指标和水分利用效率,分析了不同播期和不同灌溉方式对春玉米光合参数和水分利用效率的影响。结果表明：滴灌、喷灌和漫灌3种灌溉方式中滴灌最有利于提高春玉米叶片的净光合速率（提高10%~21%）、气孔导度（提高33%~43%）和作物水分利用效率（提高12%~20%）。方差分析表明,不同播期对春玉米叶片净光合速率、气孔导度和水分利用效率影响较小,但第二播期的净光合速率较第一、三播期提高10%~20%、蒸腾速率提高20%~28%、气孔导度提高20%~28%。通过显著性相关分析,空气温度、大气CO2浓度和光合有效辐射是影响滴灌叶片光合参数的主要环境因子,相关系数达0.810~0.986(P<0.05)。光合有效辐射和大气CO2浓度是影响喷灌叶片光合参数的主要环境因子,相关系数达0.850~0.980(P<0.05)。空气湿度、温度和大气CO2浓度是影响漫灌光合参数和水分利用效率的主要环境因子,相关系数达0.969~0.989(P<0.05)。滴灌也是最适宜于干旱区的抗旱、节水、节肥和增产的灌溉方式,3个播期中第二播期（4月20日“谷雨”前后）是当地最适宜于地膜春玉米播种的时期。     

不同覆膜栽培方式对玉米光合特性及产量形成的影响

为探索山西晋中地区获得玉米高产稳产的适宜覆膜种植方式,在大田试验条件下研究了4种覆膜方式对玉米叶面积指数、光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶片水分利用效率及籽粒产量的影响。结果表明：与对照相比,不同覆膜栽培方式均可显著提高叶面积指数、净光合速率、气孔导度和叶片水分利用效率,可显著提高花后叶片的蒸腾速率,从而显著提高产量。其中,起垄膜侧种植方式处理的光合特性最佳,产量最高,较对照提高36.2%。籽粒产量与穗行数呈显著正相关,与穗长、行粒数及百粒重呈极显著正相关;抽穗期、灌浆期和成熟期光合参数与籽粒产量的相关性略高于拔节期和大喇叭口期,说明通过提升花后的光合作用能够更有效地提高作物产量。总之,起垄膜侧种植栽培方式有利于玉米提高光合特性和籽粒产量,是一种适合晋中地区玉米生产的覆膜方式。     

垄沟种植及其施肥优化对旱地小麦产量和水肥利用效率的影响

为解决降雨偏少且季节分布不均和施肥偏多但方式不合理等我国旱地小麦生产面临的主要问题,并探讨旱地小麦增产增收的栽培模式。设置常规平作(平作+均匀施肥)、垄沟种植(起垄沟播+均匀施肥)、垄沟种植减肥(起垄沟播+减肥25%+均匀施肥)、垄沟种植定位施肥(起垄沟播+减肥25%+播种行侧下定位条施)4种栽培模式,比较了小麦主要生育时期的茎蘖数和干物质积累量,播前和收获期0～200 cm土壤水分以及产量、水分利用效率和肥料偏生产力。与常规平作相比,垄沟种植促进了休闲季土壤蓄水,从而使播前土壤蓄水量提高5.4%～5.5%,主要生育时期的群体茎蘖数和干物质积累量显著增加,进而使小麦产量、水分利用效率和肥料偏生产力分别提高10.1%～11.2%,7.2%～8.6%,10.3%～11.4%。垄沟种植减肥较垄沟种植,肥料偏生产力显著增加,增幅为22.9%～34.6%,产量和水分利用效率在第1年无显著差异,后2 a显著降低,但上述指标均优于常规平作。与其他3个处理相比,垄沟种植定位施肥的产量和水肥利用效率均最优,虽然产量和水分利用效率较垄沟种植的增幅不显著,但肥料偏生产力显著提高35.2%～37.8%。可见,在豫西旱地,垄沟种植有利于提高小麦产量和水分利用效率,垄沟种植+减肥25%会在一定程度上降低小麦产量,但有利于提高肥料偏生产力。垄沟种植定位施肥协同提高了产量、水分利用效率和肥料偏生产力,是适宜于旱区推广的冬小麦栽培措施。     

玉米/辣椒间作对玉米和辣椒光合特征、 生物量和产量的影响

通过大田试验,研究玉米和辣椒间作对玉米、辣椒的光合指标、生物量和产量的影响。结果表明：在间作方式下,玉米、辣椒的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度、水分利用效率及气孔限制值均表现为较单作不同程度的增大趋势;玉米/辣椒间作条件下,玉米和辣椒的生物量和产量显著高于单作。因此,间作方式改善了玉米、辣椒的光合作用条件,提高了玉米和辣椒的生物量或产量。     

河北平原麦玉两熟轮耕模式对土壤特性及作物产量的影响

于2016-2017年冬小麦-夏玉米一年两熟生长季,设小麦季深松+玉米季免耕（S-N）、小麦季旋耕+玉米季深松（R-S）和小麦季深松+玉米季深松（S-S）处理,以常规耕作方式小麦季旋耕+玉米季免耕（R-N）为对照,在河北平原中部南和县对不同轮耕模式下土壤理化性状、微生物特性、水热状况、产量及水分利用效率进行研究。结果表明,对比小麦播种前,R-S和S-S处理土壤非毛管孔隙度均有显著上升,0~15和15~30cm土层分别平均提高15.2%和18.0%;R-N处理0~15和15~30cm土层非毛管孔隙度比小麦播前分别下降11.3%和7.3%。单季或两季深松可显著提高农田土壤碱性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和脲酶活性,其中R-S和S-S处理提高最明显。单季深松或两季深松均可显著提高微生物生物量碳和活跃微生物量,0~30cm土层分别平均提高6.3%和20.6%。两季深松土壤呼吸平均提高12.4%,且呼吸速率变幅增大。深松可增大土壤周年温度变幅,提高水分利用效率,两季深松可显著提高周年作物产量达8.62%。深松可改善土壤物理性状,提高作物产量,提高土壤关键酶活性和呼吸速率,扩大土壤温度日变幅,优化土壤微生物环境。     

限量补灌对旱地冬小麦灌浆期旗叶光响应及产量的影响

在大田条件下,以青麦6号为试验材料,研究了5个灌水处理下旱地冬小麦灌浆期旗叶的光合参数、水分利用效率和产量的变化.采用开放式气路测定了小麦旗叶的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率等相关指标,并通过非直角双曲线模型对小麦旗叶的净光合速率进行模拟,得出了旗叶光响应曲线的特征参数.结果表明,在补灌小于两水的情况下,旗叶的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率都随着补灌量的增加呈上升趋势,均以拔节水60 mm+灌浆水60 mm(W3)的处理最高,而胞间CO2浓度、水分利用效率随着补灌量的增加呈下降趋势;而在补灌三水的情况下,在拔节水60 mm+孕穗水60 mm+灌浆水60 mm(W4)的处理的净光合速率、气孔导度都明显小于补灌一水和两水的处理,而胞间CO2浓度、蒸腾速率却明显大于补灌一水和两水的处理,同时水分利用效率也是所有处理中最低的,表明过量的补灌对旱地小麦灌浆期旗叶的光合作用有消极作用.产量虽然以W3处理的产量为最高,但是除去对照处理,其他4个处理之间产量差异不显著.综合考虑产量、水分利用效率等因素,以拔节水60 mm(W1)的处理为达到旱地冬小麦高产的最佳补灌模式.     

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。     

灌溉和种植模式对冬小麦播前土壤含水量的消耗及水分利用效率的影响

为探讨华北平原地区冬小麦节水栽培的生产措施,2004-2006年,以冬小麦品种8049为试验材料,在大田4种灌溉条件下,研究了等行距平作、宽窄行平作、沟播和垄作4种种植模式对播前土壤含水量消耗及冬小麦耗水量、产量和水分利用效率的影响。结果表明,与等行距平作相比,另3种模式增加了播前土壤含水量的消耗,其耗水量显著提高,尤以沟播模式30 cm以下播前土壤含水量的消耗最为明显。和等行距平作相比,在灌拔节水+抽穗水和灌拔节水+抽穗水+灌浆水条件下,沟播模式显著提高冬小麦产量;而垄作模式的产量没有显著提高。在灌拔节水或灌拔节水+抽穗水条件下,沟播种植模式的水分利用效率显著高于其他3种种植模式。在本试验条件下,沟播种植结合灌拔节水或灌拔节水+抽穗水是一种值得推广的节水种植模式。     

灌溉和种植模式对冬小麦播前土壤含水量的消耗及水分利用效率的影晌

为探讨华北平原地区冬小麦节水栽培的生产措施,2004-2006年,以冬小麦品种8049为试验材料,在大田4种灌溉条件下,研究了等行距平作、宽窄行平作、沟播和垄作4种种植模式对播前土壤含水量消耗及冬小麦耗水量、产量和水分利用效率的影响.结果表明,与等行距平作相比,另3种模式增加了播前土壤含水量的消耗,其耗水量显著提高,尤以沟播模式30 cm以下播前土壤含水量的消耗最为明显.和等行距平作相比,在灌拔节水+抽穗水和灌拔节水+抽穗水+灌浆水条件下,沟播模式显著提高冬小麦产量;而垄作模式的产量没有显著提高.在灌拔节水或灌拔节水+抽穗水条件下,沟播种植模式的水分利用效率显著高于其他3种种植模式.在本试验条件下,沟播种植结合灌拔节水或灌拔节水+抽穗水是一种值得推广的节水种植模式.     

绿洲灌区不同耕种模式对小麦、玉米光合特性及产量的影响

为提出有利于小麦、玉米光合作用与产量形成的耕植模式，在河西走廊绿洲灌区进行田间试验，设置免耕(NT)、传统耕作(CT)两种耕作方式，小麦玉米间作(W/M)，小麦后插播冬油菜玉米轮作(W-G→M)、小麦玉米轮作(W→M) 3种种植模式，测定不同耕作种植模式下小麦、玉米的光合特性指标、叶绿素含量及产量状况。结果表明，与CT相比，NTW/M小麦净光合速率、蒸腾速率、气孔导度较CTW/M分别高出54.96%、1.18%、13.79%;NTW/M玉米净光合速率、蒸腾速率较CTW/M分别高出53.19%、25.99%，与轮作相比，NTW/M小麦净光合速率较NTW-G→M、NTW→M分别高出34.81%、32.73%，气孔导度分别高出1.02%,35.62%，蒸腾速率分别高出8.89%、30.92%；与CT相比，NTW/M小麦4叶片、2叶片叶绿素含量较CTW/M分别高出8.93%、3.19%;NTW/M玉米4叶片、2叶片叶绿素含量较CTW/M分别高出20.79%、7.97%，与轮作相比，NTW/M小麦4叶片、2叶片叶绿素含量较NTW-G→M分别高出8.33%、2.10%;NTW/M小麦4叶片、2叶片...     

不同玉米品种光合特性及青贮产量品质的差异性研究

明确内蒙古中熟区不同玉米品种光合效率、青贮产量及品质的差异性,为筛选适宜内蒙古中西部地区种植的中熟青贮玉米品种提供理论依据。系统分析了先玉335、利禾1号、东裕120、金创998、京科青贮301和种星青饲1号6个玉米品种关键生育时期的叶面积指数、叶绿素含量、光合特征指标的动态变化规律以及青贮收获期的产量和品质指标。结果表明,随生育期的推进各品种的各项光合指标变化规律均表现为抽雄吐丝期>大喇叭口期>灌浆初期>灌浆中期。各品种玉米的叶绿素含量均无显著差异。种星青饲1号、先玉335和利禾1号叶面积指数显著高于其他玉米品种,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率的变化趋势较平缓,其生物产量均达到了20 100kg/hm ²以上,品质优良,综合各玉米品种的光合特性、产量以及品质分析得出,种星青饲1号、先玉335以及利禾1号3个品种作为内蒙古中熟区青贮玉米种植。     

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。     

叶面肥“天达-2116植物细胞膜稳态剂”对烟草叶片气体交换特征的影响

摘要：为了揭示叶面肥“天达-2116”对烟草光合速率的影响,本试验对比分析了喷施和不喷施叶面肥“天达-2116”两种处理下,旺长期叶片的光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及水分利用率对光强响应特征。结果表明：喷施叶面肥时烟草的光合速率、蒸腾速率、气孔导度都随光强的增强而逐渐增大。不喷施条件下,蒸腾速率和气孔导度随光强的增强而逐渐增大,而在高光强（>1200μmol s-1m-2）下,会产生光饱和现象。喷施叶面肥“天达-2116”条件下的光合速率、蒸腾速率、气孔导度均高于不喷施的,但并未改变水分利用效率。因此,适量喷施叶面肥“天达-2116”可以显著改善烟草叶片的的光合生理性状和气体交换能力。     

腐殖酸水溶肥料对水分胁迫下小麦光合特性及产量的影响

为了解腐殖酸水溶肥料对水分胁迫下小麦光合特性及产量的影响。以‘永良四号’为试验材料,采用盆栽方法研究了拔节期水分胁迫后,腐殖酸水溶肥料对小麦叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率及产量的影响。结果表明,在不同水分胁迫下,腐殖酸水溶肥料均有效地改善了小麦光合特性,与对照相比,叶绿素含量增加5.62%~84.32%,光合速率增加0.87%~75.38%,气孔导度降低7.96%~53.25%,蒸腾速率降低15.96%~58.32%。水分胁迫后,净光合速率和叶绿素含量下降。但在水分胁迫时喷施腐殖酸水溶肥料,叶绿素含量和净光合速率增加,蒸腾速率减弱,因而水分利用效率提高。小麦增产4.48%~7.75%,增产效果显著,增产幅度为：正常供水>适度控水>中度水分胁迫。综合分析表明,腐殖酸水溶肥料能改善小麦光合特性,增加其产量。     

苗期土壤水分亏缺后玉米光合生理的恢复

通过模拟土壤水分亏缺试验,研究了玉米在土壤水分亏缺后光合生理的恢复机制.结果表明:不同处理玉米光合生理在复水后30 d内均可以恢复正常生长.轻度亏缺处理玉米叶片气孔导度和蒸腾强度在复水后0～10 d可恢复正常,光合速率和胞间CO2浓度在复水后10～20 d恢复正常,但叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/Fo、qP、qN)和叶片光合色素含量的恢复相对较为缓慢.重度水分亏缺处理玉米光合生理指标恢复滞后于轻度亏缺处理.轻度亏缺处理复水后玉米净光合速率的恢复主要受气孔因素影响,重度水分亏缺处理玉米净光合速率的恢复在复水0～10 d主要受非气孔因素影响,复水10 d后主要受气孔因素影响.     

马铃薯不同品种(系)的光合特性比较与聚类分析

利用LI-6400XT便携式光合仪,测定盛花期17个马铃薯品种(系)倒四叶的顶小叶的光响应曲线和CO2响应曲线,并使用直角双曲线模型拟合光合参数。结果表明,马铃薯品种(系)间的光合性状均达到极显著差异;利用主因素分析,在方差累计贡献率为86.58%时,筛选出对划分马铃薯光合类别有显著影响的6个主导因子,即最大净光合速率(Amax)、光补偿点(Ic)、暗呼吸速率(Rd)、初始羧化效率(CE)、叶片蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Cond.)。以6个光合性状进行聚类分析和判别分析,可以将马铃薯17品种(系)分为4大类,建立4个判别能力较高的判别模型。通过对综合性状的评价,选出具有较高净光合速率、特别耐阴、较低消耗、中等蒸腾速率、较高气孔导度、中等初始羧化效率的D类5个高光效品种(系),即合作88、D520、东农1014III03、青薯9号和2010-11。     

大田遮阴对夏玉米光合特性和叶黄素循环的影响

以郑单958和振杰2号为试验材料,大田条件下设置花粒期遮阴(S1)、穗期遮阴(S2)、全生育期遮阴(S3) 3个处理,遮光度为60%,以自然光照为对照,研究遮阴对夏玉米光合特性和叶黄素循环的影响。结果表明,遮阴后夏玉米产量显著降低,且遮阴时期对产量的影响表现为S3>S1>S2,郑单958和振杰2号的S3分别减产96.87%和90.78%。遮阴后叶片的光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、叶绿体色素含量显著降低,胞间CO₂浓度(C_i)较同期对照先降低后升高,即叶片光合作用的降低受到气孔与非气孔因素双重影响,2个供试品种变化一致。遮阴期间光合电子传递量子效率(Ф_PSII)降低,原初光能转换效率(F_v/F_m)和非光化学猝灭(NPQ)显著升高,叶黄素循环库(A+Z+V)和脱环化状态(A+Z)/(A+Z+V)升高,即在长期遮阴条件下叶片捕获的光能分配发生了变化,光合电子传递的能量占吸收光能的比例降低,叶黄素循环的启动辅助过剩光能的热耗散。遮阴结束初期(A+Z)/(A+Z+V)和NPQ迅速升高,说明光恢复初期叶片对弱光适应后的自然光照比较敏感,叶黄素循环增强抑制强光对光合机构的破坏。