北疆棉花不同品种叶片营养元素含量变化及其与产量的关系

研究了北疆棉花不同品种花铃期、吐絮期叶片N、P、K、B、Cu、Zn元素含量及其与棉花产量的关系。结果表明,不同品种花铃期养分含量除P以外均存在显著差异:石杂2号叶片营养元素含量最高,万氏217最低;石杂2号和新陆早26号棉株叶片的N、K、Cu、Zn和B的含量显著高于标杂A1和新陆早33(P0.05),而标杂A1和新陆早33的含量变化基本一致。吐絮期不同品种叶片N、P、K和B含量无显著差异,但Cu、Zn含量差异显著。花铃期棉花叶片N、K与子棉产量、皮棉产量显著相关,花铃期和吐絮期B元素的含量与子棉、皮棉产量极显著相关。     

短季棉和长季棉钾效率和根系对钾缺乏响应的差异

为了探讨不同熟性棉花品种之间是否存在钾效率和根系生长对钾缺乏响应差异，在室内水培条件下，以中熟/长季棉（百棉1号、鲁棉研28）和早熟/短季棉（中棉所50、百棉2号）为材料，将刚出苗的幼苗转移至含不同K浓度[钾缺乏（0．05 mmol/L）和钾充分（2．5 mmol/L）]的培养液中生长，于幼苗期开展研究。结果表明，幼苗在营养液中分别生长至7 d和13 d时，4个棉花品种的钾效率（钾缺乏条件下的幼苗干质量）和根系干质量及根系总长度、总表面积和总体积对钾缺乏响应方面均存在显著差异，但均没表现为长季棉类品种和短季棉类品种两大类别之间的一致性差异；4个品种的钾效率和根系生物参数（根干质量、根系总长度和总面积）呈正相关。13 d时，低钾对长季型棉花品种细根长度和面积的抑制率（61．8％～75．5％）明显高于短季型棉花品种百棉2号（47．7％～51．4％），并且明显提高了中棉所50的细根长度和面积；低钾对长季型棉花品种中根长度和面积的抑制率（40．7％～53．9％）也明显高于短季型棉花品种（18．0％～36．2％）。幼苗培养从7 d延长至13 d时，不论是高钾水平还是低钾水平下，细根长度和面积所占比例增加，中根长度和面积所占比例下降；低浓度钾条件下，2个短季型棉花品种的细根长度和面积所占比例上升幅度显著大于2个长季型棉花品种。因此，不同熟性棉花品种的细根生长对钾缺乏的响应存在差异性。     

不同品种棉花发芽对小麦化感物质反应的研究

以百棉2号、中四5号、开棉5号、99B四个棉花品种为小麦植株化感物质的受体材料，比较小麦化感物质对这些品种种子发芽指标如发芽率、发芽指数、活力指数、苗长以及POD（过氧化物酶）比活力的影响，通过对各品种间被测指标的差异显著性分析，结果表明：不同棉花品种种子发芽对小麦化感物质的反应不同，其中百棉2号对小麦化感效应反应最佳，其次分别为中四5号、开棉5号、99B。     

硝普钠和Ca2+对盐胁迫下棉花幼苗生长的影响

试验以抗虫棉99 B为材料,通过测定发芽率、幼苗叶片电导率、根系活力、POD酶活性和叶绿素、脯氨酸、丙二醛含量等相关指标,研究了硝普钠和Ca2+混合浸种对盐胁迫条件下棉花幼苗生长的影响。结果显示:硝普纳和Ca2+混合液浸种,显著提高盐胁迫条件下99 B棉花种子发芽率、幼苗根系活力、POD酶活性、叶绿素及脯氨酸含量,显著降低幼苗叶片的电导率及MDA含量。其中0.1 mmol/L硝普纳和5 mmol/L Ca2+混合浸种处理,对提高盐胁迫条件下棉花幼苗的抗性效果最佳。     

液体地膜覆盖对棉花生理特性的影响

研究结果表明，液体地膜覆盖棉花根系伤流中游离氨基酸总量和无机磷含量明显增加，根系活力增强；叶片光化学特性得以改善，光合效率提高；发育的棉铃中转化酶活性增强，加速了光合产物向棉铃中运输的速度。     

高产、优质抗虫杂交棉冀优杂69的选育及应用

冀优杂69是利用海岛棉、陆地棉种间杂交转基因后代与常规棉杂交育成,其突出表现抗棉铃虫、高产、抗病、优质。2003-2004年在河北省棉花品种区域试验中,霜前皮棉较对照品种新棉33B、DP99B分别增产25.4%和33.9%,适宜冀中南棉区及黄河流域同类生态区春播种植。     

早熟高产抗虫棉冀优768的选育

冀优768是利用携带有外源抗棉铃虫Bt基因的326作母本,以具有海岛棉、陆地棉、野生棉遗传基础的322系作父本,其后代在黄枯萎混生重病地、不防治棉铃虫的高压胁迫下,经过连续定向选择育成。其突出表现早熟、抗棉铃虫、高产、抗病。2003-2004年在河北省冀东棉花品种区域试验中,霜前皮棉较对照品种新棉33B、DP99B分别增产40.6%和39.2%;2004年生产试验,籽棉、皮棉和霜前皮棉产量分别较对照DP99B增产14.1%,29.0%和38.5%,籽皮棉产量均居第1位;纤维长度29.7 mm,整齐度84.9%,比强度28.7 cN/tex,伸长率6.4%,麦克隆值5.0。2006年4月通过河北省农作物品种审定委员会审定(审定编号:冀审棉2006017),准予在冀东及同一生态类型区推广。     

陆地棉品种根系特性与耐旱性关系的研究

研究了不同陆地棉品种棉花根系特性与耐旱性的关系。结果表明,耐旱型较非耐旱型棉花品种根系发达,主根长,各级侧根数量多且长,总根系长度长;一级侧根数、侧根总长、根系总长度与耐旱性呈显著或极显著正相关;棉花根系重量与生物学产量、子棉产量、皮棉产量呈极显著正相关。单位主根长度一级侧根着生密度可作为棉花耐旱性鉴定和选育的指标。     

杂交稻开花后根系活力与旗叶衰老和产量形成的关系

比较研究杂交水稻和常规水稻开花后旗叶衰老、根系活力及产量形成的关系。结果表明：（１）水稻开化后旗叶与根系各衰老指标变化关系十分密切。根系伤流强度下降，伤流液中氨基酸含量的下降、ＭＤＡ含量的上升与旗叶叶绿素、可溶性蛋白质含量及ＳＯＤ活性降低、ＭＤＡ含量和膜相对电导度增加正相关。（２）极叶早衰导致旗叶光合速率迅速降低，籽粒增重缓慢，千粒重低，结实率低。（３）与常规水稻相比，杂交稻生育后期根叶衰老快。因     

免耕半固态直播对水稻根系生长特性的影响

为探究免耕半固态播种模式对水稻根系形态结构及生理活性的影响,通过设计翻耕半固态直播(FZ)、免耕半固态直播(MZ)、水稻插秧(YZ)和传统撒直播(CK)的田间对比试验,研究了不同栽培模式下水稻根系生长特性的变化规律。结果表明:2 a中不同栽培方式下根系形态结构、根系氧化活力、根系伤流液强度及其组分存在不同。FZ、MZ和YZ较CK处理水稻根系干物质、根数、根系体积、最长根长和根冠比等均增加,使得根系形态结构得到改善。与CK相比,2 a双季稻中FZ、MZ和YZ处理的根系氧化活力在分蘖期-成熟期均增加,且2017年根系伤流液强度在齐穗期-成熟期也均呈增加的变化规律,其中根系伤流液组分中可溶性糖、可溶性蛋白和氨基酸等含量均有所提高。综上所述,水稻半固态播种和插秧的种植方式有利于改善根系形态结构、提高根系生理活性、增加根系伤流液组分的含量,从而使水稻中后期根系衰老减缓,促进地上部生长、增加产量。     

不同栽培模式下春玉米花后衰老的差异性研究

研究不同栽培模式下春玉米花后衰老的差异性,为解析不同模式的产量差异、评价模式优劣和延衰调控提供理论指导。以‘金山27’为供试品种,设农户(NH)、高产(GC)和再高产(ZGC) 3种栽培模式,测定春玉米根冠生理指标的变化规律。不同栽培模式下玉米各层位叶片衰老速率均表现为NH>GC>ZGC,穗位叶衰老速率小于穗上、穗下第3叶。叶片SOD和POD活性均表现为ZGC>GC>NH,酶活性峰值的出现时间ZGC较NH和GC晚10天左右。叶片MDA含量均表现为NH>GC>ZGC,但在不同阶段差异幅度有所变化。根系活力总体上表现为ZGC>GC>NH,且模式间的差异随根层深度的增加而增加;根系活力随生育进程的推移而下降,其降速表现为NH>GC>ZGC。ZGC模式种植密度较高（9万株/hm2）,合理的养分调控及深松有效延缓了玉米花后的衰老速度,叶片SOD和POD活性强,MDA含量低。同时深松和氮肥后移提高了花后根系活力,保证了增密后的养分供应,为高产的实现奠定了基础。     

棉花钾吸收动力学的初步研究和应用

研究了影响棉花钾吸收动力学参数的因素,初步确定了钾吸收动力学方法在棉花上应用的条件,比较了转基因抗虫棉新棉99B和常规棉中棉所35苗期的钾吸收特性。结果表明,棉花钾吸收动力学参数受到苗龄、耗竭液中起始钾浓度及培养液中钾浓度的显著影响,在苗龄较小(3～4叶苗与4～5叶苗相比)、耗竭液中起始钾浓度较高(0.35与0.2mmol·L1相比)、培养液中钾浓度较高(2.0与0.5mmol·L1相比)的情况下,Km、Cmin均比较高,而Imax在前两种条件下较高、在后一种条件下较低。在5～6叶期,新棉99B的Imax显著降低于中棉所35,而Km、Cmin显著高于后者(培养液中K 为0.5mmol·L1),耗竭液中起始K 为0.2mmol·L1),说明新棉99B吸收有限钾的能力低于中棉所35。     

肥料运筹对晚稻产量及根系和叶片衰老进程的影响

为了解施肥对水稻生长和衰老进程的影响,通过肥料运筹田间试验,研究晚稻产量及根系和叶片衰老的变化规律。结果表明,不施肥处理及缺N处理在整个生育进程中根系伤流量及叶绿素含量均低于其他处理,且生育后期衰老速率快于其他处理,有机无机肥配施(NPK+OM)处理在整个生育进程中根系伤流量及叶绿素含量均保持最高水平,且后期衰老速率明显慢于其它处理;不施肥或偏施肥处理水稻产量显著低于氮磷钾配施处理;NPK+OM处理产量最高为7.55 t/hm2,比不施肥(CK)处理增产35.51%;水稻叶绿素含量衰减率与根系伤流衰减率呈极显著正相关(P<0.01);水稻产量与根系伤流量和叶绿素含量衰减率呈极显著负相关。这一结果表明：氮磷钾配施,尤其是氮磷钾配施有机肥有助于延缓杂交水稻的衰老进程,对提高杂交水稻产量作用明显。     

棉花根系的生长特性及其与栽培措施和产量关系的研究 Ⅱ栽培措施对棉花根系生长的影响及其与地上部和产量的关系

本文研究了灌溉、施肥量与播种期对露地棉与地膜棉根系的生长特性及其与地上部的相互作用和产量形成的影响。结果表明,生长期灌水处理棉株根系入土浅,总长度减少,未灌水处理根量在深土层明显增加;重肥处理根系入土深,深土层根量增加。灌水及重肥处理根系新根量均增加,根系伤流量增大,生理活力增强。早播棉株主根深度增加,根重增大,尤在生育前期增长明显,同时.根系建成提前,根系分布范围广。灌水、重肥与早播处理棉株根重、地上部重及籽棉产量等均增加。棉株根量与产量间存在显著相关关系,蕾期根量对产量的效应最大。     

硼对棉花不同品种根系吸收活力、根系分泌物和伤流液组分的影响

营养液培养条件下研究棉花不同品种根系特性对缺硼反应的差异。结果表明 ,缺硼后两棉花品种根系生长受抑制 ,根重、体积、总吸收面积及活跃吸收面积均显著降低 ,但敏感品种 970 6降低幅度比不敏感品种 970 2更大 ;缺硼还使敏感品种根系比表面积降低 ,而不敏感品种却明显增加。缺硼胁迫对两棉花品种伤流量和根系分泌物的影响也不同 ,它们的一些组分如可溶性糖、游离氨基酸、NO- 3、K+和无机磷等的含量在品种之间存在一定的差异     

Root morphological traits of winter wheat under contrasting environments

Roots strongly influence the growth and yield of field crops. We characterized root morphological traits of 10 winter wheat varieties in order to determine the extent they were influenced by the environments and impacted grain yield under two irrigation regimes at Bushland (a cooler, drier site with clay loam soil) and Uvalde (a warmer, wetter site with clay soil) in Texas, USA, from 2015 to 2017. Major root traits, including root diameter, specific root length (SRL), root surface area (SSA), tissue mass density (TMD), root length density (RLD), and root weight density, were measured and related to one another and to grain yield. RLD of wheat decreased but SRL and SSA increased with soil depth. Irrigation was second to environment in affecting root traits. Compared with Uvalde, the environment of Bushland promoted deeper root growth, higher TMD, but reduced SRL and SSA. Water deficit inhibited RLD and root: shoot ratio at Bushland, but moderately promoted them at Uvalde. Both SRL and RLD were positively associated with grain yield, with the former relation stronger under drought. The dichotomy of “conservative” versus “acquisitive” root strategy partially explained the variations of root traits of winter wheat in contrasting environments.     

玉米密植群体下部叶片衰老对植株碳氮分配与产量形成的影响

玉米密植会造成花后下部叶片早衰, 为探明其对植株根系性能、碳氮积累分配及产量形成的影响, 采用大田与土柱栽培相结合的方式, 以登海661和郑单958为试材, 分析了密植条件下两品种花后碳氮分配、根系性能和植株干物质积累量的变化。两年结果表明, 玉米密植群体下部叶片早衰导致两品种花后穗位叶叶绿素含量和净光合速率显著降低, 向根系转运的光合产物数量显著减少, 成熟期(R6)的根系生物量、根长密度和根系表面积较CK显著减少。根系性能的下降导致花后氮素吸收量显著降低, 叶片光合速率降低、整株叶片衰老进程加快, 单株籽粒产量显著下降, 登海661较CK低7.61%, 郑单958较CK低8.35%。郑单958的花后叶片衰老要早于登海661, 且叶面积和净光合速率比登海661低, 导致花后干物质积累量和产量较登海661显著降低。可见玉米密植群体花后下部叶片衰老加速了根系衰老, 降低了氮素吸收量, 影响整株绿叶面积和光合持续期, 最终导致花后干物质积累量和籽粒产量降低。     

Including root architecture in a crop model improves predictions of spring wheat grain yield and above‐ground biomass under water limitations

Although the root length density (RLD) of crops depends on their root system architecture (RSA), the root growth modules of many 1D field crop models often ignored the RSA in the simulation of the RLD. In this study, two model set‐up scenarios were used to simulate the RLD, above‐ground biomass (AGB) and grain yield (GY) of water‐stressed spring wheat in Germany, aiming to investigate the impact of improved RLD on AGB and GY predictions. In scenario 1, SlimRoot, a root growth sub‐model that does not consider the RSA of the crop, was coupled to a Lintul5‐SlimNitrogen‐SoilCN‐Hillflow1D crop model combination. In scenario 2, SlimRoot was replaced with the Somma sub‐model which considered the RSA for simulating RLD. The simulated RLD, AGB and GY were compared with observations. Scenario 2 predicted the RLD, AGB and GY with an average root mean square error (RMSE) of 0.43 cm/cm³, 0.59 t/ha and 1.03 t/ha, respectively, against 1.03 cm/cm³, 1.20 t/ha and 2.64 t/ha for scenario 1. The lower RMSE under scenario 2 shows that, even under water‐stress conditions, predictions of GY and AGB can be improved by considering the RSA of the crop for simulating the RLD.     

土壤缺钾对棉花钾运转和分配的影响

在盆栽条件下应用86Rb 标记和原子吸收分光光度法,研究了常规棉中棉所12、中棉所35和转基因抗虫棉新棉99B、中棉所41四个品种的钾运转和分配情况.盛花期中棉所35上部叶的86Rb 主要运转到主茎,中部叶的86Rb 主要运转到产量器官.缺钾促进了棉花下部主茎叶和果枝叶中的钾向上部和中部转移,有利于提高钾在植株体内的再利用;而抗虫棉新棉99B和中棉所41下部主茎叶和果枝叶中钾的转运能力较差,可能是它们在生产上后期易早衰的原因之一.产量器官是棉花钾营养的第一大和最终库器官,而主茎则担负着储存和中转的功能.土壤缺钾时,棉花主茎叶和产量器官的钾运转和分配比例提高;另外,种子和纤维的钾浓度随供钾水平的变化在棉株各器官中最小.这些结果说明,钾缺乏时棉株一方面会尽可能维持叶片的功能,从而满足棉株对同化产物的需求;另一方面会利用有限的钾资源优先保证后代的繁衍.     

免耕高留茬抛秧稻的产量及若干生理特性研究

通过与常耕插秧和抛秧的比较,分析了免耕高留茬抛秧分蘖消长、根系生长、籽粒灌浆和产量特性;同时研究了不同育秧方式和秧龄对免耕高留茬抛秧稻产量及产量构成的影响。结果表明,免耕高留茬抛秧分蘖缓慢,有效穗数较少。抽穗前植株发根力较低,但抽穗后10 d植株发根力高于其他种植方式,抽穗后30 d根系伤流强度显著高于常耕插秧和抛秧,后期植株衰老延缓。强势粒灌浆过程差异较小,但免耕高留茬抛秧延长了弱势粒灌浆时间,增加了弱势粒重,提高了单穗颖花数、籽粒充实率和千粒重。产量与其他处理差异不显著。在免耕与前作秸秆高留茬还田条件下,旱育带泥抛栽根多活力高,促进了水稻分蘖早生快发,比塑盘育秧抛栽极显著增产;3个抛栽秧龄中,以秧龄40 d处理产量最高。