不同密度对棉花根系生长与分布的影响

 利用根钻挖掘法研究了大田条件下6个种植密度对棉花根系生长分布的影响。结果表明：1.5万～8.7万株·hm^-2密度水平根干物质质量密度、根长密度在吐絮之前持续增加,而10.5万株·hm^-2处理在盛铃期后出现下降。在盛蕾期至初花期,棉花根干物质质量密度、根长密度均随种植密度的增加而增大;在盛花期至吐絮初期,根干物质质量密度以3.3万株·hm-2处理最高,3.3万～10.5万株·hm^-2处理根长密度显著高于1.5万株·hm^-2。根系垂直分布结果表明,0～30 cm土层内的根干物质质量和根长分别占所测土体中根量的67.80%～97.44%和54.01%～93.33%。低密度处理（1.5万株·hm^-2、3.3万株·hm^-2）的浅层（0～20 cm）根干物质质量密度和根长密度在盛蕾期均低于其它处理,深层（30～60 cm）根干物质质量密度和根长密度在初花期至盛铃期低于其它处理。吐絮初期,各密度处理根长密度在深层土壤有显著差异。     

不同栽培模式对旱作冬小麦根系生长 时空分布及水分利用的影响

为了研究不同栽培模式对旱作冬小麦根系生长时空分布以及水分利用的影响,利用2个旱作冬小麦品种在覆膜、覆盖有机肥、播量减半、追施氮肥等单因子或综合栽培条件下进行大田实验,测定冬小麦不同生育期的根系生长特征参数和水分消耗特征,综合最终产量及水分利用效率。结果表明,半干旱地区覆膜和有机肥由于明显的保水优势,能提高小麦花后各层根重,尤其是花期60 cm以下深层根量分布,促进水分利用;覆膜和有机肥综合应用时根系生长不一定累积增加,但是产量和水分利用效率提高4%以上;覆膜小麦根系群体调节能力强,播量减半处理后根重增加,产量受影响较低;拔节期追肥显著提高土壤深层根量,使冬小麦土壤水分消耗时间后移,同时配施有机肥使‘长旱58’产量达到7.0 t/hm2,在所有栽培模式中最具产量优势;不同小麦品种对于栽培模式的响应不同,应结合实际生产采用最佳栽培模式以提高产量和水分利用效率。综合以上,不同栽培模式的综合应用将是半干旱地区旱作农业进一步提高产量和水分利用效率可行途径。     

不同灌水方式对小麦根系、光合及品质的影响

为小麦持续节水增产增效提供理论帮助和科学依据,在人工防雨玻璃篷下研究了9种灌水方式(不同灌水时期和灌水量组合)对小麦根系、光合、品质及产量的影响。结果表明,小麦的总根长、总体积、总表面积、平均直径和总根尖数皆以W1处理(全生育期水分充足)最高,拔节期和抽穗期灌水可获得与W1相当的根系性状。小麦冠层叶绿素密度灌1水下以W2(拔节期45 mm)和W3(抽穗期45 mm)灌水处理最高。总灌水量相同,增加灌水次数对小麦光合的影响不大,拔节期和抽穗期灌水组合是灌2水下最佳灌水时期组合。抽穗期灌水与其他生育期灌水处理相比,利于提高蛋白质含量;W1处理的淀粉含量、湿面筋含量和沉降值最高,其次为W2,且二者间的差异不显著。W1的穗数、穗粒数、千粒质量和产量最高,其次为W2,分别比W0(全生育期不灌水)显著增加了3.2%,5.4%,6.1%,15.3%和2.1%,4.3%,5.6%,10.9%,且总灌水量相同,灌1水的增产效果可优于或相当于灌2水和灌3水的效果。相关分析表明,根系总体积、总表面积、平均直径、总根尖数与光合速率、冠层叶绿素密度、千粒质量、产量皆呈显著或极显著正相关关系。研究得出,拔节期和抽穗期灌水最利于小麦根系、光合、品质及产量的改善;灌水总量相同,增加灌水次数的效果不明显。     

长江中下游小麦品种根系改良特征及其与产量的关系

为探明小麦品种更替过程中根系改良特征对氮肥的响应及其与产量形成的关系,从而为高产品种选育及根冠构型建成提供理论依据。本研究以长江中下游不同年代大面积推广的代表性小麦品种南大2419、扬麦1号、扬麦158和扬麦16为材料,采用大田和盆栽试验,研究了3个施氮水平(纯氮0、225和300 kg hm–2)下小麦根系形态与生理特性的差异及其与产量的关系。结果表明,小麦籽粒产量随品种育成年代推进逐步增加,现代品种对施氮的响应较早期品种大。现代小麦品种拔节至开花阶段根系干物质积累量和生长速率显著高于早期品种,而播种至拔节期早期品种的根系生长在无氮条件下具有较强的生长优势。小麦根系总根长、表面积、根体积、0~60 cm土层根重密度、根系活力和SOD活性随品种育成年代逐步提高,而MDA含量显著降低。增施氮肥促进了不同年代品种根系生长,但现代品种增幅较早期品种大,说明品种改良提高了小麦根系对氮肥的响应。籽粒产量与开花期根系总根长、表面积、根系生物量和0~60 cm根重密度呈显著正相关。因此,增加根系与土壤接触面积和高氮适应性、提高根系生理活性、延缓根系衰老是长江中下游小麦品种演变的重要特征也是高产高效栽培调控的重要目标。     

籼、粳超级稻品种根系形态及若干生理特征的差异

为阐明籼、粳超级稻根系干物质积累与分布特征和主要形态生理性状指标的差异及其与产量形成的关系,以当地主体且具有代表性的2个超级杂交籼稻组合和2个常规粳型超级稻品种为试验材料,对麦稻两熟制条件下籼、粳超级稻单茎和群体根干重、总根长、根数、根体积、根系吸收面积、发根力、抽穗后根系伤流强度及根冠比、每条根长、根直径、根密度、颖花根流量、抽穗期根系在土层中的分布和产量构成等方面进行了系统的比较研究。结果表明：(1)整个生育期,粳稻的根冠比、每条根长、发根数、发根体积、发根干重及颖花根流量、穗数、群体颖花量、结实率和实收产量均高于籼稻,而根直径、每穗粒数和千粒重低于籼稻,其中根冠比、每条根长、颖花根流量、穗数、每穗粒数、结实率和实收产量差异达显著或极显著水平;(2)粳稻抽穗前(含抽穗期)单茎根干重、总根长、根数、根体积和根系总吸收表面积及根密度均低于籼稻,但差异不显著,而成熟期这6个指标粳稻均显著或极显著高于籼稻;(3)粳稻拔节前单茎活跃吸收表面积和活跃吸收表面积比均小于籼稻,而拔节后(含拔节期)两者差异趋势与之相反,差异显著或极显著;(4)除拔节期群体根干重、拔节期和抽穗期群体根数外,其他群体形态生理特征指标粳稻均显著或极显著高于籼稻;(5)无论是单茎还是群体,粳稻抽穗后0~35 d根系伤流量均显著或极显著高于籼稻;(6)粳稻0~10 cm土层根系干重所占比例极显著低于籼稻,10 cm以下土层根系干重占根系总干重的比例极显著高于籼稻,粳稻扎根更深,进一步强化了植株抗倒防早衰能力。与超级杂交籼稻相比,常规粳型超级稻抽穗后根系生长优势不断加大,特别是群体生长优势,成熟期粳稻所有根系形态生理特征指标均优于籼稻,是粳稻高产形成的重要原因和保障。     

四倍体小麦与六倍体小麦杂种的染色体遗传特性

四倍体栽培小麦(Triticum turgidum L., AABB)和普通小麦(Triticum aestivum L., AABBDD)是两种目前主要的小麦栽培种。通过远缘杂交转移利用四倍体小麦(或六倍体小麦)基因是六倍体小麦(或四倍体小麦)遗传改良的重要方法。然而,两者杂种F1为基因组组成不平衡的五倍体,其中A和B基因组染色体均为两套,而D基因组染色体仅一套。亲本间的遗传差异,包括核基因组和细胞质基因组,可能影响五倍体杂种的染色体传递效率。本研究以多个不同遗传背景的四倍体小麦和六倍体小麦为亲本,配置正反交五倍体杂种F1,采用多色荧光原位杂交技术分析自交F2代植株的染色体组成规律。结果表明,杂交亲本的遗传背景对杂种F1自交结实率影响显著;不论是以四倍体小麦还是六倍体小麦做母本, AB基因组染色体在F1自交过程中相对稳定, F2后代的数目均接近28条(27.9 vs. 28.0);以四倍体小麦为母本F2平均保留的D基因组染色体数显著多于以六倍体小麦为母本的后代(7.0 vs. 2.9)。因此,以四倍体小麦为最终目标后代时,应优先以六倍体小麦为母本进行杂交组合的配置;以六倍体小麦为最终目标后代时,应优先以四倍体小麦为母本开始最初的杂交组合配置。     

活化水对小麦生长及根系活力的影响

为探究活化水对小麦生长及根系活力的影响,以小偃22号为供试品种,采用室内水培和大田试验相结合的方式,分析地下水经去电子、磁化、先去电子后磁化、先磁化后去电子等活化处理后对小麦种子发芽率、株高、叶片叶绿素含量(SPAD值)、地上与地下部干物质量、根系活力、根系构型及籽粒产量的影响。结果表明,大田条件下,同一灌溉量水平(180 mm),活化水灌溉的小麦拔节期-灌浆期株高与干物质量的增量显著高于地下水灌溉;且活化水灌溉的小麦籽粒产量较地下水灌溉处理提高了1.0%～17.8%。室内研究发现,与地下水处理相比,活化水培养可提高小麦种子发芽率(4.0%～64.3%)和叶片叶绿素含量(8.9%～17.3%),同时地上部干物质量、根干物质量和根系活力分别显著提高了59.6%～102.4%,35.9%～90.9%,75.8%～194.2%,各根系构型指标(总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数等)也相应提高。总之,室内水培与大田试验均表明各类活化水能够促进小麦生长,提高根系活力,改善根系构型,增加叶片叶绿素含量,促进植株干物质量的累积,进而提高产量。     

秋季玉米秸秆覆盖对丘陵旱地小麦生理特性及水分利用效率的影响

西南丘陵冬春季节干旱频繁,严重影响小麦播种立苗及产量。2012—2013(干旱)和2013—2014年度(湿润),在四川简阳开展田间试验,比较不同玉米秸秆处理方式对旱地小麦生理性状、水分利用效率及产量的影响。试验共设4个处理,分别是无覆盖(CK)、无覆盖+播后和拔节期灌水(T1)、休闲期覆盖(T2)和休闲期+小麦生育期覆盖(T3)。干旱年份T1、T2和T3的产量分别为4151、3926和3603 kg hm–2;较CK增产42.0%、34.3%和23.2%,提高水分利用效率27.2%、29.6%和18.8%。湿润年份处理间产量差异较小。与CK相比,干旱年份灌水和覆盖提高了播种至开花阶段的干物质积累量,有效抑制了花后旗叶、倒二叶的叶绿素降解;覆盖处理有利于保持播前充足的底墒及生育期间较高的土壤含水量;T2处理主要生育时期的根干重、根冠比、根长密度、根质量密度和根表面积密度增加,下层土壤中的根系增多。籽粒产量与各生育阶段干物质积累量、花后旗叶和倒二叶的SPAD及水分利用效率呈显著或极显著正相关。秋季玉米秸秆就地覆盖具有显著的纳雨保墒作用,可提高小麦立苗质量,延缓叶片衰老,进而增产。     

耕作与保墒措施对小麦不同生育阶段水分利用及产量的影响

为探明不同耕作与保墒措施下冬小麦不同生育阶段的水分利用特征,采用田间试验,研究了普通耕作、深松、秸秆覆盖、保水剂、有机肥等措施对小麦不同生育阶段的耗水量、干物质积累量、水分利用及产量等的影响。结果表明,在小麦不同生育阶段均以秸秆覆盖和深松处理的保墒、储水效果较佳。在小麦整个生育期中,有机肥处理的耗水量最大,而深松和秸秆覆盖处理较少。在小麦拔节期前,有机肥处理更利于干物质的积累;在小麦拔节-孕穗期,以保水剂和深松处理积累的干物质量较高。孕穗期以后,秸秆覆盖处理的干物质积累量均高于其他处理,且秸秆覆盖处理在小麦全生育期的干物质积累量也较高。除返青-拔节期和孕穗-扬花期外,小麦不同生育阶段的水分利用效率均以秸秆覆盖处理最高,且其产量和水分生产效率均高于其他处理,其产量较普通耕作提高了50.9%,水分生产效率提高了11.7 kg/(mm·hm~2)。综上所述,秸秆覆盖处理较其他措施更能有效地改善小麦不同生育阶段的水分环境,从而促进小麦产量和水分利用率的提高。     

水分胁迫条件下有机肥对小麦根苗生长的影响

水分胁迫条件下施用有机肥对小麦根苗生长的影响研究表明：随着水分胁迫程度的加剧,无论施肥与否,小麦根系均表现出根重下降、根长缩短、根活力降低、次生根数与根系吸收面积减小、根系SOD、POD活性明显降低、MDA含量和根冠比明显增高的趋势。但施有机肥促进小麦根系的生长,改善根系生理特性,增加根系吸收面积和活力,具以肥促根、以肥调水、延缓根系衰老的作用。有机肥和土壤水分对小麦产量的增加具有明显的正交互作用,特别是在小麦生长中心发生转换的关键时期,即拔节期,水肥的显著互作促进根系的生长,在一定程度上缓解干旱胁迫的影响,最终导致土壤水分利用率的提高和产量的增加。     

CHA 杂种小麦生育特点及农艺因子调控效应研究

１９９１－１９９４年度对杂种小麦叶蘖生长,根系生育,分蘖成穗,幼穗分化,籽粒灌浆,干物质积累分配等的系统深入研究结果表明,ＣＨＡ杂种有诸多方面的优势;分蘖发生相对较早,且根多蘖壮,与主茎差距小,成穗相对较整齐;初生根生长快,扎得深,次生根条数多且根系粗壮,根干重及深层根比率高,生理活性强,籽粒灌浆快,增期早,强度大,持纽时间长,粒重优势突出;播期,密度,供水等农艺措施对根,茎,叶蘖的生长,干物质积     

地下滴灌对土壤特性及韭菜根系分布的影响

在日光温室内利用地下滴灌栽培韭菜试验,结果表明,由于地下滴灌是通过埋于作物根系活动层的灌水管带定时定量地为作物供水,改变了水分在土壤中的运移方式,与对照相比,地下滴灌耕层土壤有机质含量增加13.71%~30.08%,土壤容重降低11.2%~12.4%,耕层土壤孔隙度增加12.2%~13.9%,给根系创造了良好的生长环境,促进根系向深层土壤生长,10~15cm、15~20cm长的根占总根量的比率增加12.5%、2.9%,0~5cm土层内韭菜根干重占所有土层根干重比率降低30.2%,5~10cm、10~15cm、15~20cm土层内分别增加19.9%、8.5%、1.8%。     

膜下滴灌水氮对棉花根系构型的影响

 通过分层挖掘法,研究了膜下滴灌棉花根系构型对水氮的响应。结果表明：灌水量增加,根干重增加,根长、根表面积降低。表土层根干重、根长下降,深土层增加,各土层根表面积下降。高氮对根系具有明显的抑制作用,各土层根干重、根长、根表面积下降。水氮交互对根干重、平均根长、亚表土层根干重、表土层和深土层根长、根表面积影响明显。灌水300 mm,根干重及根干重在亚土层中的分布以276kg·hm^-2最高。施氮对平均根长密度的影响差异不明显。低氮和高氮促进深土层根长、根表面积增加。灌水600 mm,深土层根长以276kg·hm^-2最高,各土层根表面积随供氮水平的增加下降。水分是影响皮棉产量的主要因子,水分胁迫降低了氮肥的增产效应,氮肥促进了灌水的增产效果,但过多的氮肥供应降低增产效果。     

水肥对小麦根系整体影响及其与地上部相关的研究

研究表明, 即使在50 cm土层以下出现干土层, 根长、根重及地上部干重都会随着干土层厚度的增加而呈降低趋势, 其中产量的反应更为敏感. 3m土层中存在50 cm干土层(50～100 cm), 就会使减产达到显著标准, 但根系等营养器官虽有差异都未达到显著水平. 研究还表明, 拔节期(雌雄原基分化)灌水较之起身期及孕穗期灌水, 对根长、根重     

土壤深松下磷肥施用深度对夏玉米根系分布及磷素吸收利用效率的影响

采用大田试验与土柱试验相结合的方式,设置距离地表-5 cm (P5)、-10 cm (P10)、-15 cm (P15)和-20 cm(P20)施用磷肥处理,以不施磷肥为对照(CK),研究磷肥施用深度对夏玉米根系分布、干物质积累与产量形成及磷肥吸收和利用效率的影响。结果表明,磷肥施用深度显著影响夏玉米根系干重及根长,表现为P15P10P20P5CK。与常规磷肥施用深度(P5)处理相比,P15处理玉米籽粒产量两年平均提高23.1%,根干重及总根长两年平均提高13.1%、22.9%; P15、P20处理均增加了-20 cm以下土层的根干重比例及根长比例,土柱试验分别达到35.4%和36.4%、58.7%和59.3%,大田试验根干重两年均达到19.0%,根长比重分别达到39.8%和39.9%。根系分布的优化促进了植株磷素积累与转运, P10、P15、P20处理较P5处理磷积累量2年平均提高10.6%、25.2%和14.7%,磷转运量平均提高46.9%、76.6%和57.6%,籽粒产量相应增加12.9%、23.1%和10.6%。P15比P5处理的磷肥偏生产力、农学利用效率和表观利用效率两年平均值分别提高19.1 kg kg~(–1)、19.1 kg kg~(–1)和25.2%。磷肥深施能够增加深层土壤根系的分布比例,提高植株对磷肥的吸收、利用效率,显著提高夏玉米产量,在本试验条件下以磷肥集中施用在-15 cm处效果最好。     

The Grain Quality of Landraces of Wheat as Compared with Modern Cultivars

Landraces of tetraploid and hexaploid wheat from the Northern Negev in Israel were evaluated over two years for their grain quality attributes. Twenty-one populations of tetraploid wheat (Triticum durum, represented by 56 accessions) and 8 populations of hexaploid wheat (T. aestivum and T. compactum, represented by 13 accessions) were compared with 3 and 4 modern improved Israeli cultivars of tetraploid and hexaploid reheat, respectively. This comparison allowed to estimate the progress made in the improvement of gram quality m present-day cultivars. Except for grain protein content in the hexaploids, significant variation was revealed among landraces in kernel weight, protein content (tetraploids), sedimentation, mixograph score and carotin content. The best modern cultivars were comparable to the best landraces in kernel weight and carotin content (tetraploids), indicating that modern wheat breeding maximized kernel weight and carotin content, as compared with the tested landraces. Gram protein content and/or quality was not maximized in modern cultivars and its improvement was deemed possible by introgression from the best landraces in this respect.     

Genetic Variance in Cadmium Tolerance and Accumulation in Wheat Materials Differing in Ploidy and Genome at Seedling Stage

Cadmium (Cd) tolerance and accumulation in wheat varieties differing in ploidy and genome were investigated at seedling stage under controlled environmental conditions. The wheat varieties included six diploid, eight tetraploid, seven hexaploid and three octoploid species together with wheat relatives containing different genomes. Parameters of growth and photosynthesis were measured and the ratio of a given parameter under Cd treatment to that of the control was referred to as the Cd‐tolerant index of this parameter. Cd concentrations in shoots and roots, Cd accumulation in shoots (SCA) and Cd translocation (ratio of SCA to total Cd accumulation in plants) of the wheat varieties differing in ploidies generally decreased from octoploid to diploid, except for material containing the CCUU genome. It was found that Cd tolerance of these 24 wheat varieties varied with different ploidy and genomes at seedling stage. B and D genomes played a positive role, whereas the R genome played a negative role in Cd tolerance. By contrast, there were no significant differences between ploidies in Cd tolerance based on the observed growth and photosynthesis parameters. Using principal components analysis and cluster analysis, Triticum boeoticum Boiss was found to be the most Cd‐tolerant variety exhibiting low Cd translocation rates, whereas T. aestivum cv. Huixianhong and Jinghui 1 were identified as the most Cd‐sensitive varieties showing also higher Cd translocation rates.     

种植方式对寒地冬小麦土壤水分利用及产量的影响

为明确不同种植方式下寒地冬小麦土壤水分效应对根系形态及产量形成的影响,试验采用垄沟播种和传统平播,对黑龙江省冬小麦的土壤水分及产量进行了研究。结果表明:小麦生育中后期沟播土壤水分显著高于平播,分蘖初期20~30cm、30~40cm、40~50cm沟播下土壤体积含水率显著高于平播种植方式,分别提高9.87%、7.82%、4.17%;沟播塑造了较优的根系形态,提高了土壤水分的利用状态,灌浆中后期灌浆速率增加,显著提高粒重,较平播产量提高14.10%,产量增加553kg/hm²。沟播是寒地冬麦区较为安全理想的种植模式。     

Evaluation of heat stress tolerance in irrigated environment of T. aestivum and related species. I. Stability in yield and yield components

Wheat production is often limited by continual or terminal heat stress. The current study was aimed at the characterization of wild relatives and cultivated Triticum species for their heat tolerance in yield and its analysis in relation to yield components which confer yield stability at the three ploidy levels. Thirty-two non-cultivated and cultivated genotypes belonging to diploid, tetraploid and hexaploid wheat species were evaluated for heat stress tolerance in the field under full irrigation. Wheat species were sown in the field(New Delhi, India; 77°12′E, 28°40′N, 228.6 m m.s.l) at two dates of sowing, November (normal) and January (late Sowing) during winter seasons of 1994–95 and 1995–96. The late sown crop experienced 3°C warmer temperatures than that of the normal sown crop. Wide variability was observed for grain yield stability under heat stress, as the heat susceptibility index (S) ranged from 0.13 to 2.08. Hexaploidy conferred the productive and adaptive advantages as it combined high yield and stability when compared to the tetraploid and diploid groups. However within each ploidy group wide variation was observed for heat tolerance. T. aestivum cv C306 & HI1136, T. dicoccoides, T. monococcum acc. BSP1 and Ae. speltoides ssp. liqustica were highly heat tolerant in their grain yield. Stability in grain no. m- 2 conferred yield stability in all three ploidy levels, although grain weight stability also contributed to yield stability in moderately stable T. turgidum and T. sphaerococcum under heat stress. Higher biomass and grain no. m-2 are the two important traits which could be considered potential selection criteria for yield under heat stress. Of the two components of grain no. m-2, stability in spike no. m-2could be considered more important trait than grain no. spike-1. Since wide variation for heat tolerance of all the yield components are available among the wheat species, these species can be used for improving specific yield components of cultivated wheat. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.