温室黄瓜干物质分配与产量预测模拟模型初步研究

依据温室黄瓜(Cucumis sativus)器官生长与温度和辐射的关系，建立了基于分配指数和采收指数的温室黄瓜干物质分配与产量预测模拟模型，并利用不同品种和基质的试验资料对模型进行了检验。结果表明，模型对黄瓜地上部分干重、根干重、茎干重、叶干重、果实干重的预测结果与1∶1直线之间的R²分别为0.98，0.73，0.83，0.92，0.94；RMSE分别为232，6.8，157.6，173.9，196.8 kg/hm²。模型对黄瓜产量的预测结果与1∶1直线之间的R²为0.80，RMSE为7526.4 kg/hm²。本模型对不同基质、品种的黄瓜干物质分配和产量的预测值与实测值符合度均较高，说明本模型的普适性较好。模型不仅能较好地预测中国现有生产水平下温室黄瓜的干物质分配及产量，而且可以为实现中国温室黄瓜生产环境优化调控和模式化栽培管理提供决策支持。     

电导率对温室黄瓜叶面积和干物质生产影响的动态模拟

电导率是温室营养液管理的重要参数.为定量研究不同电导率对温室黄瓜光合与干物质生产的影响,该文以温室黄瓜为试验材料,于2009年10月至2010年7月进行了不同电导率的营养液栽培的试验,定量分析了电导率对温室黄瓜叶面积、光合速率和干物质生产的影响,构建了以辐热积为尺度的叶面积指数、最大光合速率和干物质生产模型,并用独立的试验数据对模型进行了检验.结果表明:模型对温室黄瓜叶面积、最大光合速率和干物质产量的模拟值与实测值之间的决定系数分别为0.89、0.93和0.94,回归估计标准误差分别为0.21m2/m2、1.52 μmol/(m2.s)和36.77 kg/hm2,预测相对误差分别为4.5％、11％和9.2％.该研究建立的模型可以为温室黄瓜的营养液管理和决策提供依据.     

不同果实负载下温室黄瓜干物质分配的模拟

黄瓜是中国温室栽培的最主要作物之一,果实负载决定着果实发育和产量,构建不同果实负载下温室黄瓜干物质分配模型对温室黄瓜栽培管理具有重要的理论意义和实践价值。根据温室黄瓜生长对光温需求,以辐热积（TEP）为尺度建立温室黄瓜干物质分配模型,并用与建模试验不同的试验数据进行模型检验。模型对温室黄瓜茎、叶和果实干质量的预测结果与实测值1∶1线回归估计标准误（RMSE）和决定系数（R2）分别为223.08、119.23、316.34 kg/hm2和0.76、0.73、0.75,模型的预测结果与实测值之间的吻合度较好。     

温室甜椒生长与产量预测模型

基于光温的作物生长模拟模型是进行温室作物和环境优化调控的有力工具。通过不同品种、不同生态地点的温室播期试验,定量分析辐射和温度对甜椒干物质分配和果实采收指数的影响,以及果实干物质量增长和鲜质量增长的关系,建立以辐热积为预测指标的甜椒干物质分配模型,并将其与光合作用驱动的干物质生产模型以及果实干物质量增长和鲜质量增长的定量关系相结合,建立温室甜椒生长动态与产量预测模型。利用与建模相独立的试验资料对模型进行检验,结果表明,模型对Venlo型连栋温室和日光温室中种植的不同品种甜椒的干物质生产与分配和产量的预测结果较好,建立的模型参数少且易获取,实用性较强,可以为中国温室甜椒生产中光温的管理提供决策支持。     

施氮对甜瓜干物质积累、分配及产量和品质的影响

研究氮肥对甜瓜干物质积累、分配以及产量和品质的定量影响是实现露地甜瓜栽培氮肥优化管理的前提。试验以自育品种新蜜杂36号为材料,定量分析不同氮肥施用水平对甜瓜干物质、产量及品质的影响,结果表明,增施氮肥显著提高甜瓜干物质积累和氮素吸收,在P2O5140 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2的基础上施N 225 kg/hm2,甜瓜产量和品质均为最高,各施氮处理氮肥利用率在11%~29%之间且氮肥利用率随施氮量的增加而降低。     

氮肥运筹对棉花干物质积累、氮素吸收利用和产量的影响

通过膜下滴灌田间试验,研究不同氮肥运筹模式对棉花干物质积累、氮素吸收利用及产量的影响。结果表明,各处理棉花干物质及氮素积累均符合Logistic方程;棉花干物质积累最快时期出现在出苗后83～139 d。不同的氮肥运筹可明显影响到棉花氮素吸收最大速率及其出现日期,以有机无机氮肥配施（N2+M）处理的氮素吸收最大速率较高,且其出现日期相对较早。棉株对干物质分配中心与氮素吸收分配中心一致。各施氮处理氮肥利用率在32.11%～49.24%之间,N2+M处理氮肥利用率最高,其它处理氮肥利用率随施氮量的增加而降低。本试验中,N2+M处理产量达1890 kg/hm2,显著高于其它处理。     

叶片氮浓度对温室黄瓜花后叶片最大总光合速率影响的模拟

光合作用是作物产量和品质形成的基础,直接受到叶片含氮量的影响.该文通过不同定植期不同氮素处理试验,建立了不同光温条件下温室黄瓜叶片适宜氮浓度的求算方程,并定量分析了不同光温条件下黄瓜叶片最大总光合速率与叶片氮浓度的关系.在此基础上,进一步建立了适合不同光温条件的温室黄瓜花后叶片最大总光合速率与叶片氮浓度关系的通用模型,并用与建模相独立的试验数据对模型进行了检验.结果表明,建立的模型能较好地预测不同定植期黄瓜叶片氮浓度对叶片最大总光合速率的影响.模型对温室黄瓜叶片最大总光合速率的预测结果与实测结果之间基于1:1直线的决定系数和均方根差分别为0.83和1.56 μmol·m-2·s-1.建立的模型可以为温室黄瓜周年生产的氮素精确管理提供理论依据与决策支持.     

施氮量对香料烟干物质积累及氮利用率的影响

以香料烟品种云香巴斯马一号为材料,研究了不同氮肥用量对香料烟干物质积累量、积累强度、产量、产值及氮素利用率的影响.结果表明:随施氮量的增加,香料烟各器官中干物质积累量呈增加的趋势;干物质积累强度均表现为先上升后下降的趋势;各器官干物质在生长期间分配规律一致;产量、产值呈逐渐上升的趋势,增产率为80.43％～140.23％,增值率为66.90％～116.20％;氮素收获指数呈上升趋势;氮肥农艺利用率、氮肥表观利用率、氮肥生理利用率呈先上升后下降的趋势;氮肥偏生产力、土壤氮素依存率呈下降的趋势.     

加工番茄地上部干物质分配与产量预测模拟模型

为了探究加工番茄在滴灌栽培条件下地上部干物质分配动态和产量形成过程,该文通过定量分析加工番茄的生长发育特征,设置不同品种的播期试验,构建了基于分配指数(partitioning index,PI)和收获指数(harvest index,HI)的加工番茄地上部干物质分配与产量预测的模拟模型。利用与建模数据相独立的试验资料对模型进行了初步检验,结果表明,模型对不同播期、品种的加工番茄各生育期（出苗至开花、开花至坐果、坐果至红熟、红熟至拉秧期）干物质量,全生育期总干物质量、地上部茎、叶、果干质量的预测结果与1:1直线间的R2分别为0.9754、0.9936、0.9840、0.9713;0.9856;0.9595、0.9798、0.9671;RMSE和RE分别为0.029 t/hm2、11.43%;0.074 t/hm2、5.09%;0.250 t/hm2、6.83%;0.102 t/hm2、5.71%;0.504 t/hm2,8.06%;0.332 t/hm2,14.62%;0.200 t/hm2,10.84%;0.549 t/hm2,18.30%。模型对加工番茄产量的预测结果与1:1直线间的R2为0.9658,RMSE和RE分别为5.806 t/hm2、8.07%。该模型对于不同播期、品种的加工番茄干物质分配与产量的预测值与模拟值之间符合度较高,表明模型具有较好的预测性和适用性。该研究可为滴灌加工番茄精准栽培提供理论参考。     

中、高产型小麦干物质和氮素累积转运对水氮的响应

  【目的】  研究产量高低差异明显的小麦品种干物质和氮素积累转运对水氮响应的差异,为以产量为目标的小麦优化水氮运筹提供参考。  【方法】  于2016—2018年,以中产型品种‘泰科麦33’和高产型品种‘济麦22’为供试材料进行了两因素三水平完全方案田间试验。两因素为灌水量和氮肥用量,3个灌溉水平为300、450和600 m3/hm2,依次表示为W₁、W₂、W₃;3个施氮量为135、180和225 kg/hm2,依次表示为N₁、N₂、N₃。测定小麦关键生育期氮素和干物质积累量,在成熟期调查了产量和产量构成因素。  【结果】  两个品种小麦水氮互作效应对穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量和氮肥偏生产力影响显著,中产型品种的产量对水氮的响应顺序表现为W₂ > W₃ > W₁、N₂ > N₃ > N₁;高产型品种的产量对水氮的响应顺序表现为W₃ > W₂ > W₁、N₂ > N₃ > N₁。高产和中产品种产量对氮素的反应一致,高产品种比中产品种对水分的要求更高。品种特性及其水氮互作效应显著影响小麦开花期和成熟期干物质积累量。籽粒产量与花前干物质对籽粒的贡献率呈线性负相关,与开花后干物质对籽粒贡献率呈线性正相关,表明开花后干物质是籽粒干物质的主要来源。品种及其水氮互作效应均显著影响小麦开花期和成熟期氮素的积累量。籽粒产量与花前氮素积累量对籽粒的贡献率呈线性正相关,与开花后氮素积累对籽粒贡献率呈线性负相关,表明花前氮素积累是籽粒氮素的主要来源。在显著相关的性状中,生物量、开花后干物质输入籽粒量、开花后干物质对籽粒的贡献率之间呈显著正相关;花前氮素积累量、总氮素积累量、花前氮素转运量、开花后氮素输入籽粒量、花前氮素积累量对籽粒的贡献率以及氮素收获指数之间显著正相关。  【结论】  水、氮及其互作效应显著影响小麦穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量、氮素偏生产力、花前干物质积累量、成熟期干物质积累量、开花后干物质输入籽粒量、花前氮素积累量、成熟期氮素积累量、花前氮素转运量等性状。不适宜的灌水量和氮肥施用量会促进花前干物质向籽粒的过度运转,不利于形成高产。中、高产型小麦籽粒产量对氮素的响应均表现为为N₂ > N₃ > N₁,但对灌溉量的响应不同,中产型品种适宜的灌水量为450 m3/hm2,高产型品种适宜的灌水量以600 m3/hm2较为理想。     

Nitrogen relations in winter wheat cultivars differing in grain protein percentage and stature

Accumulation of reduced nitrogen and its partitioning between vegetative tissue and grain are two important aspects of the nitrogen economy of wheat (Triticum aestivum L.). The objectives of this study were to 1) determine the range of nitrogen harvest index (NHI) among four hard red winter wheat cultivars differing in grain protein percent (GPP) and the influence of NHI on grain protein percent, and 2) to contrast the partitioning of nitrogen and dry matter to the component parts of the plant throughout growth and development. Plants were grown in a nutrient solution and nitrogen salts were withheld from the solution when the wheat reached anthesis. High nitrogen percentage of plant parts tended to correlate positively with grain protein percentage at first node and anthesis stages, but correlated negatively at latter stages. Dry weight was important in the accumulation of nitrogen; however, neither dry weight nor total plant nitrogen was correlated with GPP. Nitrogen harvest index was correlated strongly and positively with GPP and was independent of plant stature. The selection of parents with high NHI could be an important criterion in breeding programs to increase GPP of wheat.     

氮肥减施对宽幅播种冬小麦产量形成和氮肥利用效率的影响

为明确氮肥减施对宽幅播种冬小麦产量和氮肥利用效率的影响,设置氮肥减施(减肥处理)、农户习惯施肥量(习惯施肥处理)、不施氮(无肥处理)3个处理,通过大田试验研究了不同处理冬小麦的群体动态、干物质积累特征、产量及其构成和氮肥利用效率的影响。结果表明,无肥处理的产量比习惯施肥处理低36.83%,而减肥处理的产量比习惯施肥处理高6.01%。无肥处理的最大茎蘖数显著低于习惯施肥处理,导致亩穗数和收获期生物量显著低于习惯施肥处理。减肥处理的最大茎蘖数也显著低于习惯施肥处理,但由于成穗率显著提高,亩穗数和收获期生物量与习惯施肥处理无显著差异。无肥处理的有穗单茎花后干物质积累量、花后干物质对籽粒的贡献率与习惯施肥处理无显著差异。而减肥处理的花后干物质积累量、花后干物质积累对籽粒的贡献率比习惯施肥处理分别显著提高39.70%和14.51个百分点。减肥处理的地上部氮吸收量与习惯施肥处理无显著差异,但氮收获指数提高2.97%,氮肥农学效率提高12.94%,氮肥偏生产力提高41.09%,氮肥利用率提高11.90个百分点。上述试验结果表明,宽幅播种配合氮肥减施可通过降低最大茎蘖数,提高成穗率,促进花后干物质积累及向籽粒分配,提高氮肥利用效率和产量。本研究为宽幅播种冬小麦实行氮肥减施提供了科学依据。     

Partitioning of phosphorus in different height isolines of winter wheat

Wheat (Triticum aestivum L.) grain yields and composition are influenced greatly by P and its interactions with other nutrients. Because most P in grain, like N, is remobilized from vegetative parts, high harvest index of dwarf wheats may adversely influence partitioning of P to grain. Isogenic tall, single semidwarf, and double dwarf ‘Pawnee’ wheat lines were used to characterize P partitioning, P nutrition before and after anthesis, and relationship between P and N. Plants were grown in hydroponic cultures with three P levels; the first study determined P, N, and dry matter accumulation from anthesis to maturity, the second study determined the effect of withholding P after anthesis on P, N, and dry matter partitioning during grain development. Plants continued to absorb P when it was available after anthesis, but grain growth was influenced more by P nutrition before anthesis than after anthesis. Leaf blades, sheaths, and stems were major sources of P for grain growth when the nutrient was withheld and major sites of P accumulation when the nutrient was supplied after anthesis. Content of N in plants was favored by ample P levels. Dwarfing genes increased harvest index, but had little effect on P partitioning because of differences in dry matter accumulation.     

秋闲期秸秆覆盖与氮肥减施对旱地冬小麦干物质积累、结实特性和产量的影响

[目的]研究秋闲期秸秆覆盖对旱地小麦播前土壤墒情和小麦生产特性的影响以及减少氮肥用量的可行性,为四川旱地小麦高产高效管理提供理论依据.[方法]于2016―2018年在四川省仁寿县四川农业大学试验基地开展冬小麦–夏玉米轮作田间定位试验,供试作物为冬小麦.试验采用裂区设计,主区为夏玉米秸秆粉碎覆盖(SM)和不覆盖(NM);...     

氮素供应及修剪方式对设施樱桃番茄产量及氮素营养的影响

以“千禧”樱桃番茄为试材,研究不同氮素供应水平及植株打顶后的修剪方式对樱桃番茄的果实发育、产量及氮素营养的影响。结果表明,与传统修剪方式（Pc）相比,在氮素供应充足条件下,优化修剪方式（Po）可明显提高樱桃番茄的产量和果实单果重。其中在适宜氮素供应水平下,樱桃番茄产量提高49%,平均单果重提高20%;在氮素过量供应条件下,樱桃番茄产量提高27%,平均单果重提高25%。进一步分析表明,优化修剪能显著提高樱桃番茄果实的干物质积累比例,并通过提高植株叶片中的氮含量来促进番茄源活力,说明在适宜的氮素供应水平下,改善打顶后的樱桃番茄的库源关系可以显著提高番茄的产量。     

用辐热积法模拟温室黄瓜叶面积、光合速率与干物质产量

依据温室黄瓜叶片生长与温度和辐射的关系，用辐热积构建了两种不同整枝方式下的叶面积模拟模型，并与已有的光合速率和干物质生产模型相结合，建立了适合中国种植技术的温室黄瓜光合速率与干物质生产模拟模型，并利用不同品种、基质的试验资料对模型进行了检验。结果表明，本模型比积温法和比叶面积法能更准确地预测温室黄瓜的叶面积和总干重，为温室作物生长模拟提供了新思路。     

控释尿素不同条施深度下鲜食玉米产量和氮素利用效应

通过田间试验研究一次性施肥条件下控释尿素不同条施深度(0,5,10,15cm)对鲜食玉米产量、干物质积累变化、氮素利用率和土壤无机氮含量的影响,为控释尿素在鲜食玉米上的应用推广提供依据。结果表明:控释尿素施用深度的不同主要影响鲜食玉米抽雄至乳熟收获期的干物质积累,该阶段10,15cm深度下鲜食玉米的干物质积累速率和积累量显著高于0,5cm。随着控释尿素施用深度的增加,鲜食玉米鲜穗产量、乳熟收获期植株总吸氮量以及氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率和氮肥表观利用率均呈现递增趋势,与0cm相比,15cm深度处理的鲜穗产量和收获期植株总吸氮量分别显著提高13.3%和53.0%,氮肥偏生产力从70.9kg/kg增加到80.4kg/kg,氮肥农学利用效率从6.8kg/kg增加到16.3kg/kg,氮肥表观利用率从3.3%提高到33.7%;10cm深度处理仅较0cm处理显著提高了植株总吸氮量和氮肥表观利用率,而5cm深度处理的鲜穗产量、乳熟收获期植株总吸氮量、氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率和氮肥表观利用率与0cm处理间均无显著差异。抽雄期叶片光合特性测定结果表明,与不施氮(CK)相比,控释尿素的施用显著提高了单株叶面积、叶面积指数和穗位叶净光合速率,与0cm相比,15cm深度处理的单株叶面积、叶面积指数、叶片净光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度均有不同程度的提高。关键生育期的土壤无机氮测定结果表明,控释尿素施用深度的增加可以提高拔节期、抽雄期和乳熟收获期行间(施肥部位)0—20cm土层、抽雄期和乳熟收获期行间(施肥部位)20—40cm土层以及乳熟收获期玉米种植行(非施肥部位)0—20cm的土壤无机氮含量。可见,控释尿素深施能够提高鲜食玉米抽雄期以后的土壤供氮能力和改善叶片光合特性,促进干物质积累和氮素吸收,从而提高氮肥利用率和鲜穗产量。试验设置条件下,控释尿素最佳的施用深度为15cm。     

适宜套作玉米品种的物质积累与分配特性

为明确适宜套作玉米品种的干物质积累分配特性,以套作减产率较高的玉米品种(珍禾玉1号、众望玉18)、套作减产率较低的玉米品种(荣玉1210)为试验材料,设置套作和单作两种种植模式,利用¹³C同位素示踪法,研究适宜套作玉米品种在套作模式下的产量及产量构成、干物质积累与分配特点。结果表明,套作减产率较高的玉米品种在套作与单作条件下的产量差异达显著水平,两年平均减产率为20.40%,而套作减产率较低的玉米品种产量在两种模式下产量差异不显著。套作减产率较高的玉米品种在套作条件下的花后干物质同化量和收获指数与单作相比分别下降了21.18%、11.24%,而套作减产率较低的玉米品种在套作模式下的花后干物质同化量和收获指数较单作分别提高了48.14%、2.42%。两类品种在套作条件下宽行穗位叶¹³C向穗分配比例较窄行高5.96%,向茎秆和穗位叶的分配分别减少5.01%、0.13%,套作减产率较低的玉米品种窄行穗位叶¹³C向穗的转移率比套作减产率较高的玉米高10.90%,但向茎秆的转移率降低了8.98%。因此,与单作相比,两类品种在套作条件下,套作减产率较低的玉米品种能够维持较高的花后干物质积累量,光合产物向籽粒的分配比例提高,收获指数增加,且套作大豆产量显著提高,实现了套作双高产的目标。本研究结果为筛选与培育适宜套作玉米品种提供了理论依据。     

基于大型称重式蒸渗仪的日光温室黄瓜蒸腾规律研究

为探索在日光温室条件下黄瓜蒸腾规律,利用大型称重式蒸渗仪对其开展相关研究。研究发现,在试验采用的种植模式下,黄瓜全生育期（105 d）蒸腾量为147.74 mm,其中：苗花期、盛果期和尾果期蒸腾耗水量分别为14.06 、102.85和30.84 mm,日均蒸腾强度为1.41 mm/d,盛果期的蒸腾量占到蒸腾总量的69.6％。各生理指标、气象因子与蒸腾强度的相关性依次为：净辐射>相对湿度>水面蒸发量>叶面积指数>温度。经回归分析,建立了多个日光温室迷你黄瓜蒸腾经验模型,可用以估算蒸腾量。