黑龙江省不同年代玉米杂交种产量对种植密度和施氮水平的响应

明确不同年代春玉米生产力对种植密度和氮肥水平的响应特征及其趋势,对高产高效的耐密品种选育和密植抗倒栽培具有重要的理论参考和技术指导意义。本文以黑龙江近50年来第一积温带大面积种植的8个典型春玉米品种为材料,于2009和2010年进行密度和施肥的田间试验,比较不同年代主栽品种生产力演变特征。结果显示,黑龙江省1970s—2000s玉米品种更替过程中,单株生产力与群体产量均明显提高,平均增幅分别为16.96 g 10年^-1和790 kg hm^-2 10年^-1;植株空秆率和倒伏率显著下降,株高、穗位、单株叶面积、穗粒数、千粒重显著提高。随着密度的提高,各年代玉米的单株产量呈显著下降趋势,群体产量呈抛物线形上升,群体最高产量的理论密度增幅为3 507株 hm^-2 10 年^-1;空秆率显著提高,但倒伏率仅1970s和1980s的品种呈递增趋势;株高、单株叶面积、棒三叶面积、穗粒数与千粒重均呈现下降趋势,穗位随密度增加呈显著上升趋势。各年代品种株高、穗位、单株叶面积和千粒重随氮肥水平提高呈增加趋势。在150~450 kg hm^-2的施氮水平范围,随着氮肥水平的提高,各年代品种增产效果不明显。各主要指标在年代、密度和氮肥水平之间存在显著的互作效应。对照东北玉米现有的品种特性、种植密度和施肥现状表明,选育耐密品种和实施密植抗倒栽培的增产潜力大,在现在的施肥水平上进一步提高种植密度是东北春玉米高产增效耕作栽培的技术创新方向。     

氮肥运筹模式对小麦茎秆抗倒性能的影响

以高产强筋小麦品种烟农19为试验材料, 通过不同施氮水平(202.5、270.0和337.5 kg hm^-2)和不同基追比例的施肥试验, 对小麦茎秆结构和细胞壁化学成分及茎秆抗倒指数(CLRI, 茎秆机械强度/茎秆重心高度)等生理生化指标进行了研究。结果表明, 氮肥运筹模式显著影响小麦茎秆抗倒能力。基部节间长度和含氮量均随施氮水平和基肥比例的增加而增加, 基部节间粗度、秆壁厚度、节间充实度、机械强度则表现相反。而细胞壁纤维素、木质素含量和CLRI则随施氮水平的增加呈现出先增后降的趋势, 但随基肥比例的增加而下降。CLRI与基部节间粗度、壁厚、充实度及机械强度呈极显著正相关, 而与基部节间长度和氮含量呈极显著负相关。CLRI可作为小麦抗茎倒伏能力的综合评价指标。     

水稻品种氮肥群体最高生产力及其增长规律

在提出氮肥群体最高生产力概念的前提下, 以长江中下游地区有代表性的50个早熟晚粳品种(系)为供试材料, 比较研究品种间氮肥群体最高生产力的差异及其与产量构成因素、株型和氮肥农学利用率的关系。结果表明: (1)在基础地力产量为6 t hm^-2的沙壤土上, 50个早熟晚粳品种氮肥群体最高生产力对应的施氮量主要集中在225~300 kg hm^-2, 各品种的氮肥群体最高生产力因种而异, 变动在7.42~11.02 t hm^-2, 差异显著。(2)氮肥群体最高生产力与群体颖花量呈显著正相关(r = 0.865), 生产力处于顶层与高层水平品种的颖花量极显著高于中层、低层品种, 而颖花量的增加主要体现在每穗粒数的极显著增加。(3)氮肥群体最高生产力随高效叶面积与单穗重增加而增长, 顶层和高层水平品种的基本株型性状均显著优于中层和低层水平品种, 主要表现为株高105~110 cm, 基部节间粗0.65 cm左右, 高效叶面积大(高效LAI大于5), 穗型较大。(4)品种间理论氮肥群体最高生产力随对应施氮量增加而增长, 但相同对应施氮量下, 品种生产力亦有一定差异。(5)筛选出6个氮肥群体最高生产力(≥10.5 t hm^-2)与氮肥农学利用率均较高且协调统一的品种。     

种植密度对高产夏玉米登海661产量及干物质积累与分配的影响

选用玉米品种登海661和农大108,设置不同种植密度,研究高产条件下种植密度对夏玉米产量及干物质积累与分配的影响。结果表明,种植密度增加后群体产量和干物质积累量显著增加,单株产量和干物质积累量反之。登海661在9万株 hm^-2时充分发挥了生长潜能,可获高产。随种植密度的增加,开花期和乳熟期茎秆干物质积累量的降幅大于叶片,主要影响茎秆干物质积累;成熟期茎秆干物质积累量降幅小于叶片,主要影响叶片干物质积累。乳熟期以后茎秆和叶片的干物质输出率均随种植密度增加显著减少,茎秆的贡献率随种植密度增加显著减少,而叶片的贡献率,随种植密度增加显著增加。密度3~9万株 hm^-2时茎秆对籽粒干物质积累量贡献率大,10.5~13.5万株 hm^-2时叶片对籽粒库建成影响大。     

施氮量对晋南旱地冬小麦光合特性、产量及氮素利用的影响

在自然降水条件下,通过2年大田试验研究了施氮量对晋南旱地冬小麦光合特性、产量、氮素利用效率以及0~200 cm土层NO₃-N残留的影响。结果表明,在0~270 kg hm^-2施氮量范围内,随施氮量的增加,旗叶的净光合速率和叶绿素含量增加,气孔导度增大,胞间二氧化碳浓度降低,旗叶蒸腾速率显著提高; 但施氮量超过180 kg hm^-2时,除蒸腾速率外其他光合指标均无显著变化。N180处理的氮素当季回收率及氮素农学效率均最高,且显著高于N90处理。生物产量以N270处理最高,且与其他处理差异显著; 但施氮量超过180 kg hm^-2时,氮素营养对籽粒产量不再有显著贡献。从产量构成因素来看,提高穗数和穗粒数是增加当地旱作小麦籽粒产量的关键。施氮量90~270 kg hm^-2会造成土壤NO₃-N的残留,残留量占施氮量的35%左右,其中20~40 cm和40~60 cm土层出现NO₃-N积累峰值,NO₃-N残留会导致氮素淋失风险增加及产量对氮肥反应不明显。综合考虑光合特性、产量、氮素利用率和NO₃-N残留量,当地旱作冬小麦施氮量以180 kg hm^-2左右为宜。     

河南植棉区施氮量对麦棉两熟产量及氮肥利用率的影 响简

 研究了河南植棉区麦棉两熟施氮量对两季产量和氮肥利用率的影响。结果表明,施氮能显著提高小麦产量、总有效穗数和穗粒数,籽粒千粒重随施氮量增加而降低;商丘和内黄试验点小麦最高产量所需的施氮量分别为201.4 kg·hm^-2和187.2 kg·hm^-2,经济最佳施氮量分别为163.0 kg·hm^-2和134.9 kg·hm^-2。施氮也能显著提高棉花产量和单株成铃数;适量施氮可提高铃重;商丘和内黄试验点棉花最高产量所需的施氮量分别为244.4 kg·hm^-2和224.2 kg·hm^-2,经济最佳施氮量分别为225.9 kg·hm-2和207.0 kg·hm^-2。小麦氮肥利用率以施氮量180 kg·hm^-2最高。麦棉两季氮肥利用率,商丘试验点随施氮量增加而降低;内黄试验点以施氮量390 kg·hm^-2最高。小麦、棉花氮肥偏生产力、农学利用率均随施氮量增加而降低。     

施氮量对旱地小麦耗水特性和产量的影响

2009—2010和2010—2011小麦生长季, 分别利用小麦品种济麦22和山农16, 研究了施氮量0 (N0)、90(N1)、120 (N2)、150 (N3)、180 (N4)和210 kg hm^-2 (N5)条件下的小麦耗水特性和产量水平。N3处理的耗水量在播种至拔节期与N1和N2处理无显著差异, 但在拔节至成熟期显著高于N1和N2处理; N4处理各阶段耗水量与N3处理无显著差异; N5处理在返青至开花期耗水量显著增加。当施氮量由90 kg hm^-2增加到150 kg hm^-2时, 小麦对深层土壤贮水利用能力增强, 但施氮量继续增加, 80 cm以下土层土壤贮水消耗量未显著增加。N3处理在拔节后株间蒸发量显著低于N1和N2处理, 开花后旗叶水分利用效率显著高于N1和N2处理, 但与N4和N5处理拔节后的株间蒸发量及开花后旗叶水分利用效率无显著差异。在本试验条件下, N3处理的产量、水分利用效率和降水利用效率最高, 氮肥生产效率也较高, 因此150 kg hm^-2是适宜的施氮量。     

氮肥和种植密度对带状种植小麦抗倒能力的影响及边际效应

西南地区小麦以套作为主,因有效穗不足而使产量受到严重制约。本研究目的是提出该地区套作小麦高产栽培的适宜密度和氮肥施用量,提高小麦生育后期的抗倒伏能力,确保有效穗和最终产量。2009-2010和2010-2011连续两年度,选用主推品种川麦42,在纯氮120 kg hm^-2和180 kg hm^-2 2个施氮水平下,按60、120、180、240和300万株 hm^-2密度进行带状种植,对小麦群体发展、茎秆形态特征和倒伏机械特性进行了行间差异分析。结果表明,边行、次边行和中间行均随种植密度的增加茎蘖数和有效穗增多,但单株干物重及其在穗中的分配比例下降,茎秆质量降低。群体发展和个体质量在拔节后表现出显著的边行优势,成穗率、有效穗、单茎干物重、节间粗度、茎壁厚度、节间充实度和机械强度均以边行最优;同时密度对边行优势有显著影响,在180万株 hm^-2密度下,边行的有效穗基本达到饱和;密度继续增加时次边行和中间行的有效穗显著增加,并伴随株高和重心高度增加、单茎干物重降低、干物质分配在穗中的比例减小、节间充实度和茎秆机械强度急剧下降、倒伏时期提前、倒伏指数和倒伏程度增加。增加施氮量有提高中间行茎秆机械强度和降低倒伏指数、增强茎秆抗倒伏能力的趋势,但总体表现不显著。因此认为,120~180万株 hm^-2种植密度有利于套作小麦个体和群体质量的协调,是南方丘陵旱地带状种植小麦抗倒高产的适宜种植密度。     

苏中地区直播水稻的群体生产力及氮肥运筹的效应

近年来直播水稻在江苏等地区扩展迅速,但其栽培和育种的专项研究很少。本研究对江苏省苏中地区直播稻生产力水平进行了调查,在此基础上进一步实施水稻直播栽培模式下氮肥施用量和运筹比例试验,探讨直播水稻群体生长和产量形成对氮肥施用的反应特征。调查结果显示,苏中地区普通农户直播水稻的产量平均为7 710 kg hm^-2,显著低于机插和人工移栽稻,直播稻氮肥施用量一般在270 kg N hm^-2之上,氮肥不合理施用的现象普遍存在。小区试验表明,施氮量和氮肥运筹比例均对直播稻产量有显著影响,氮肥施用量主要通过有效穗数和每穗粒数对产量发挥作用,而氮肥运筹比例主要对每穗粒数产生影响。在本试验条件下,氮肥施用量270 kg N hm^-2,基肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶3∶3的产量最高。在上述施肥条件下,直播水稻群体结构较为合理,个体和群体的物质生产量均处于较高水平,结实期物质生产能力较强,经济系数表现合理的较高水平(0.53左右),同时有相对较好的抗倒性能。对直播水稻的增产途径和高产群体特征进行了较深入的讨论。     

地力与施氮量对超级稻产量、品质及氮素利用率的影响

以超级稻中熟中粳徐稻3号为供试材料,研究麦茬田高、中、低3种地力水平下施氮肥(0、148.5、223.5、297.0、372.0、445.5 kg hm^-2)对超级稻产量及其构成因素、氮素利用率、稻米品质的影响。结果表明：(1)徐稻3号的产量在不同施氮水平下均表现高地力>中地力>低地力的趋势;高、中、低地力上出现的最高产量对应的最适施氮量分别为260.8 kg hm^-2、290.5 kg hm^-2、345.5 kg hm^-2。(2)氮肥表观利用率与施氮量之间存在显著或极显著的二次相关关系,高、中、低3种地力土壤条件下氮肥最高利用率对应的施氮量分别为268.6 kg hm^-2、293.4 kg hm^-2、335.2 kg hm^-2。(3)培肥地力有利于稻米营养品质、加工品质、蒸煮食味品质的提高,不同地力土壤要施适量氮肥才可以改善稻米的外观品质,优化稻米的营养品质。综合以上超级稻高产、优质、高效的施氮范围,建议该区超级稻施氮范围为高地力田240.0~270.0 kg hm^-2,中地力田285.0~315.0 kg hm^-2,低地力田330.0~360.0 kg hm^-2。     

播种密度对冬小麦茎秆形态特征和抗倒指数的影响

于2001－2002年在安徽农业大学试验农场研究了不同播种密度对冬小麦茎秆形态特征和抗倒指数的影响。结果表明：播种密度大小显著影响茎秆形态特征、植株C/N比大小和茎秆抗倒指数,小麦茎秆形态特征与植株的抗倒性密切相关。其中,基部三节间的健壮程度与小麦抗倒关系最为密切,相关程度为：第2节间＞第1节间＞第3节间。茎秆健     

氮肥水平和栽插密度对杂交稻茎秆理化特性与抗倒伏性的影响

以杂交稻金优527为材料,分别在中低海拔地区雅安(600 m)和高海拔地区西昌(1 590 m)进行了以氮肥水平为主区,栽插密度为副区的田间裂区试验。结果表明,随施氮量和栽插密度的增加,茎秆基部节间变细长,茎壁变薄,秆型指数降低,茎鞘中淀粉、纤维素、木质素含量降低,充实度变差;氮肥水平和栽插密度还影响茎秆中氮、钾、硅、钙、镁、铁、锌、铜、锰等矿质元素的含量,从而影响茎秆的倒伏指数和抗倒伏能力。水稻基部茎秆的倒伏指数与株高、重心高度和基部各伸长节间的长度及氮、镁含量正相关,与茎粗、茎壁厚、比茎重、秆型指数及淀粉、纤维素、木质素和钾、钙含量负相关,与茎秆硅含量呈二次函数关系,适宜的硅含量为4.5~4.8 mg kg^-1。由于生态条件不同,两试点水稻茎秆抗倒能力和受氮肥水平与栽插密度影响的程度存在一定差异,高产、抗倒栽培要因地制宜。金优527基部节间的临界倒伏指数为200。     

壮秆剂及用量对水稻产量和抗倒伏能力的影响

以籼粳杂交稻品种甬优2640、超级稻南粳9108为供试材料,设置壮秆剂A(壮秧剂∶速效硅∶生物炭=1.0∶0.5∶1.0)5个处理(A-1:18.75 kg hm~(–2)、A-2:37.5 kg hm~(–2)、A-3:56.25 kg hm~(–2)、A-4:75 kg hm~(–2)、A-5:93.75 kg hm~(–2)),壮秆剂B("杰伟"牌水稻生长调节剂)5个处理(B-1:7.5 kg hm~(–2)、B-2:15 kg hm~(–2)、B-3:22.5 kg hm~(–2)、B-4:30 kg hm~(–2)、B-5:37.5 kg hm~(–2))。在齐穗后30 d观测水稻基部第1节间(N1)、第2节间(N2)、第3节间(N3)、第4节间(N4)抗倒伏能力和主要物理性状,比较研究壮秆剂不同用量对水稻产量及抗倒伏能力的影响。两年试验结果表明,壮秆剂A对水稻产量及抗倒伏能力的影响要优于壮秆剂B,随着壮秆剂用量的增加水稻产量呈先增后减的趋势,其中A-3处理产量最高,其原因在于每穗粒数、结实率、千粒重均有所增加,壮秆剂B中B-3产量最高,壮秆剂A增产效果优于B的原因在于千粒重的增加。随着壮秆剂用量的增加,各节间倒伏指数呈现先减后增趋势,其中A-3、A-4处理的N_2、N_3倒伏指数显著小于对照。进一步分析壮秆剂A与B抗倒伏能力增强的原因在于抗折力的增加,壮秆剂A主要是通过增加N_1、N_2、N_3节间茎秆粗度、茎壁厚度和节间充实度增强了抗倒伏能力,壮秆剂B主要是增加N_1、N_2、N_3节间茎壁厚度来增强抗倒伏能力,两者比较壮秆剂A效果更明显。     

施氮期对小麦茎秆木质素合成的影响及其抗倒伏生理机制

为明确氮肥施用模式对小麦茎秆木质素合成与积累及抗倒伏能力的影响,2011-2012和2012-2013生长季,选用济麦22 (抗倒伏)和山农16 (不抗倒伏)品种,分析不同生育期追施氮肥处理的茎秆木质素含量和木质素合成相关酶活性,及其与抗倒伏指数和产量的关系。各处理总施氮量为240 kg hm⁻²,其中80 kg hm⁻²播前基施,其余氮肥按4种模式追施,分别是起身期和孕穗期各一半(N1)、拔节期全施(N2)、拔节期和开花期各一半(N3)和孕穗期全施(N4)。与N2和N3处理相比,N1和N4处理的茎秆木质素含量高,茎秆抗折力大,茎秆抗倒能力强。各处理对木质素合成关键酶活性有显著影响,其中N1的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、酪氨酸解氨酶(TAL)和过氧化物酶(POD)活性较高;N2处理第2节间形成后0~7 d时PAL、TAL和POD活性显著高于其他处理,但第2节间形成后21 d时迅速下降;N3处理第2节间形成后0~21 d时PAL、TAL和POD活性低,但开花期(21 d)追氮延缓了3种酶活性的降低;N4处理显著提高了第2节间形成14 d后的酶活性。在乳熟期和蜡熟期,两品种的基部茎秆抗折力和抗倒伏指数均以N1和N4处理显著优于其他处理,并且N1和N4处理的籽粒产量也显著高于其他处理。试验结果表明,孕穗期追肥的N1和N4处理有助于提高茎秆中PAL、TAL、POD活性及木质素含量,提高小麦茎秆的机械强度及抗倒伏能力,降低小麦倒伏面积和倒伏程度。     

适期晚播对不同密度冬小麦产量和茎秆抗倒性能的调控效应

(方法)本试验在宽幅播种条件下,以大穗型冬小麦品种泰农18为材料,设计常规播期10月10日和适期晚播10月20日2个播期处理,各播期下分别设置225、375和525万/公顷3个种植密度,(目的)研究了播期和密度互作对冬小麦产量及产量形成、茎秆重心高度、基部节间机械强度和茎秆抗倒指数的影响,以期明确适期晚播对密植高产冬小麦产量和茎秆抗倒性能的调控效应。(结果)研究结果表明,播期和种植密度显著影响冬小麦的产量和抗倒性能。各播期间适度密植(375万/公顷)可通过提高穗数获得高产,且在两播期间无显著差异。适度晚播显著提高各密度冬小麦抗倒指数；在晚播条件下,随种植密度增加,小麦重心高度提高的幅度、基部节间机械强度降低的幅度显著低于常规播期,从而使得适期晚播密植小麦的抗倒能力仍可维持在较高水平。(结论)适度密植小麦可通过适期晚播平衡其产量和抗倒能力,本试验条件下,采用375万/公顷的种植密度,在10月20日播种,可协同实现高产、稳产。     

重穗型水稻植株抗倒伏能力的研究

以18个不同穗重型水稻品种为材料，研究了重穗型水稻植株的抗倒伏能力及其与茎秆的物理性状、机械组织特性的关系。结果表明：重穗型品种单穗重大、产量高与其株高的适当增加密切相关。重穗型品种由于单穗重和株高的增加，弯曲力矩加大，但抗折力也明显提高，故而其茎秆抗倒伏能力并未降低。重穗型品种茎秆抗折力强的主要原因     

水稻甬优12不同产量群体的株型特征

以籼粳交超级稻甬优12为试材,比较研究高产(10.5~12.0 t hm^-2)、更高产(12.0~13.5 t hm^-2)、超高产( >13.5 t hm^-2) 3个群体的株型特征。结果表明,穗长、穗粒数、一次和二次枝梗数,超高产群体分别为21.56、356.34、20.46和73.98 (两年平均值),均高于对应的高产和更高产群体,但一次和二次枝梗的结实率略微降低。超高产群体上部三叶的长、宽以及卷曲率高,倒一、二、三叶的卷曲率分别为1.84、1.47、1.26,叶基角和披垂度小,抽穗后的主茎绿叶数多。超高产群体株高为143.50 cm,分别较更高产、高产群体高1.98%和3.83%,上部第一、二、三节间长度增加,穗长加穗下节间长占株高比例、穗下节间占秆长比例高,分别为39.84%和37.75%;基部第一、二、三节间长度缩短,茎秆粗度和茎壁厚度增加,茎、鞘干物重以及K、Si含量高,提高了基部节间的抗折力同时降低了倒伏指数。     

烯效唑干拌种对甜荞茎秆抗倒性能的影响

以中抗倒伏甜荞品种宁荞1号为材料,设置0、100、200和300 mg kg^–1烯效唑干拌种处理,研究倒伏习性、产量、茎秆抗折力、倒伏指数、茎秆形态特性和茎秆解剖结构的变化,探讨烯效唑干拌种对甜荞茎秆抗倒性能的影响。结果表明,烯效唑干拌种对甜荞茎秆抗倒性能有显著影响。随烯效唑干拌种浓度的增加,产量、茎秆抗折力、第2节间粗、第2节间干重、节间充实度、机械组织层数、机械组织厚度、茎壁厚度、维管束数目和维管束面积先增加后降低,倒伏率、倒伏指数、株高、茎秆重心高度、茎秆鲜重和第2节间长先降低后增加。当烯效唑干拌种浓度为200 mg kg^–1时,能有效优化甜荞茎秆结构,改善茎秆质量,减小倒伏风险,增加产量。