深松措施下磷肥施用深度对春玉米根系特性的影响

为探明深松措施下磷肥施用深度对春玉米根系特性的影响,实现根系与磷素在空间上充分耦合,可为玉米高产栽培磷肥合理运筹提供科学依据,采用裂区设计,以耕作方式为主区,副区为施磷深度,研究深松措施下不同施磷深度不同春玉米品种的根系生物量、比根长和根系活力,并分析其与产量的相关性。结果表明:旋耕措施下,0～20 cm土层根干质量吐丝期P12和P18较高,乳熟期P12较高,P24吐丝期低于P6而乳熟期高于P6; 20～60 cm土层吐丝期和乳熟期磷肥深施处理均高于P6,以P12最高。深松+旋耕措施下,0～20 cm土层春玉米根干质量吐丝期施磷深度处理均高于正常施磷P6,0～20 cm土层乳熟期和20～60 cm土层吐丝期和乳熟期均为P12和P18较高。旋耕措施下0～20 cm和40～60 cm土层比根长P12最大,与P6差异显著,20～40 cm土层P24最高。旋耕措施下3个土层根系活力和0～20 cm,40～60 cm比根长均表现为P12最高,深松+旋耕措施下根系活力除20～40 cm吐丝期外,P12与P18差异不显著,均高于P6,比根长0～20 cm土层吐丝期和乳熟期P12最高,P24最低,40～60 cm土层P12和P18差异不显著,P12高于P6和P24。除吐丝期20～60 cm土层根系生物量外,2个生育期各土层根干质量、比根长和根系活力与产量呈显著、极显著相关,根系干质量和比根长主要影响因素是深松和磷肥施用深度,根系活力与深松密切相关。综上,春玉米总根干质量、比根长和根系活力与产量呈正相关,总体表现为深松+旋耕旋耕措施,磷肥施用深度在旋耕措施下12 cm左右较为适宜,在深松+旋耕措施下12～18 cm较为适宜。     

肥料运筹对超高产小麦群体质量、根系分布、产量和品质的效应

在小麦超高产栽培条件下利用不同施肥量和不同施肥比例的处理,研究了小麦群体质量、根系分布、子粒产量和品质。结果表明：在超高产栽培条件下,增施肥料,群体生物量在所增加,提出了超高产小麦适宜的生物量和叶面积系数的动态参考指标。根长密度随土层加深而逐渐减少,增施肥料可以提高根长密度。根系平均直径以0－10cm土层内最大,增施肥料对根系平场直径的影响不大。根系的总表面积以0－10cm土层内最大,以下锐减。增施肥料可增加根总表面积,施氮磷比例为1：1时效果最好。不同土层内根系总长度所占比例差异很大,其中0－10cm土层占50％以上。增施肥料可以提高产量和品质,其中以施氮磷钾比例1：1：0．6时效果最好。     

麦棉两熟双高产条件下麦棉复合根系生长的时空动态分布

在麦棉两熟双高产条件下,以单作棉和单作麦为对照,利用根钻与DT-SCAN扫描相结合的方法研究麦棉复合根系群体生长的时空动态分布,结果表明,套作棉和单作棉的根长和根长密度、根表面积以及根系平均直径均随生育进程呈单峰曲线,套作棉40 cm以下各土层根系根长和根长密度、根表面积的衰退速率在盛花期后明显低于单作棉,根系     

浅埋滴灌条件下灌溉定额对玉米根系形态特征和生理特性的影响

为研究浅埋滴灌条件下灌溉定额对玉米根系形态特征和生理特性的影响。以‘农华101’为供试品种,在浅埋滴灌条件下,灌溉定额设1600 m³/hm²(W1)、2000 m³/hm²(W2)和2400 m³/hm²(W3)3个处理,以传统畦灌灌溉定额4000 m³/hm²为对照(CK),于2017和2018年进行田间试验。结果表明,W1、W2处理与CK之间的玉米籽粒产量差异不显著,W3处理显著高于CK;各处理灌溉水利用效率均显著高于CK。玉米根干重,0~20 cm土层吐丝期2017年浅埋滴灌各处理均显著低于CK,2018年W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著,0~20 cm土层完熟期2年均表现为W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著;20~40 cm土层吐丝期和完熟期均表现为W1处理显著低于CK,W3、W2处理与CK之间的差异不显著。株、行间根幅10、20 cm土层处处理间差异不显著;30 cm土层处行间根幅W1、W2处理显著低于CK,W3处理与CK之间的差异不显著,株间根幅各处理均显著低于CK。根条数吐丝期10 cm土层处W3处理显著高于CK,W1、W2处理与CK之间的差异不显著,20 cm土层处W2、W3处理显著高于CK,W1处理与CK之间的差异不显著;乳熟期10、20 cm土层处均表现为W3处理显著高于CK,W1、W2处理与CK之间的差异不显著。根系活力各处理均低于CK,处理间随着灌溉定额的增加而增大,随着土层的加深差异逐渐减小;SOD、POD酶活性0~20 cm土层吐丝期和乳熟期处理间差异均不显著,20~40 cm土层吐丝期SOD、POD酶活性W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著,乳熟期SOD酶活性表现W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著,POD酶活性W1、W2处理显著低于CK,W3处理与CK之间的差异不显著;MDA含量0~20 cm土层吐丝期处理间差异不显著,乳熟期W1处理显著低于CK,W2、W3处理与CK之间的差异不显著,20~40 cm土层吐丝期和乳熟期处理间差异均不显著。浅埋滴灌节水灌溉使玉米根系在土壤表层分布比例增加,适当增加灌溉定额有利于提高玉米根条数和根系酶活性,可为水肥利用效率的提高创造条件。本研究可为玉米浅埋滴灌高产高效栽培提供依据。     

不同栽培模式对春玉米干物质积累及转运的影响

以郑单958为供试品种,通过连续2年的田间试验,研究常规栽培(T1)、高产高效栽培(T2)和对照(CK)3种栽培模式下春玉米干物质积累及转运的变化规律。结果表明:高产高效栽培春玉米单位面积干物质积累量各生育时期均显著高于常规栽培和对照,尤以吐丝后为甚,吐丝后干物质转运量、转移效率和对子粒贡献率均以高产高效栽培最高,各器官表现为叶>茎>穗部。春玉米群体干物质最大积累速率和持续时间均表现为高产高效栽培>常规栽培>对照。最大积累速率出现的时间则与之相反。     

苜蓿轮作玉米后不同种植年限玉米生育后期叶片衰老特性

为探讨苜蓿轮作玉米后不同种植年限玉米生育后期叶片衰老特性,以金山27为试材,紫花苜蓿地为前茬,连续4年采用同一高产栽培方案种植玉米,吐丝期开始,每10 d 1次,测定不同层位叶片叶绿素、丙二醛（ MDA）含量和超氧化物歧化酶（ SOD）、过氧化物酶（ POD）活性。结果表明：苜蓿轮作玉米后,玉米产量随玉米种植年限的增加而降低,与种植玉米第一年相比,第二、三、四年产量分别下降了9．7％,13．6％和19．1％。苜蓿轮作玉米后,不同种植年限玉米吐丝后叶片衰老速率随玉米种植年限的增加而增加,且随生育进程差异增加。不同生育时期和层位春玉米叶片叶绿素含量随玉米种植年限增加而下降,吐丝后20 d到叶丝后40 d差异达显著水平,尤以穗位叶为甚。不同生育时期和层位叶片SOD和POD活性随玉米种植年限的递增均呈下降趋势,不同年限间SOD、POD活性随生育进程差异逐渐增加。不同生育时期和层位玉米叶片MDA含量随玉米种植年限增加而增加,且随生育进程差异增大,穗位叶最为明显。苜蓿轮作玉米后,随玉米种植年限的增加,玉米产量下降,生育后期叶片SOD、POD活性降低,MDA含量升高,叶片衰老速率增大,尤以穗位叶为甚。     

不同时期补灌对春玉米植株氮再分配及氮素利用特性的影响

为探究春玉米花后营养器官氮再分配及氮素利用特性对不同生育时期补充灌溉的响应,以郑单958为材料,设置拔节期、大口期、吐丝期和吐丝后15 d 4个关键时期的灌水处理及不灌水对照,进行了2年大田试验研究。结果表明,春玉米生育前期灌水能够显著增加吐丝期叶片氮浓度和积累量,但茎秆中氮素增加相对不明显。大口期和吐丝期灌水显著促进了叶片和茎秆中氮素的再利用,叶片氮素再利用率达到34%~59%。灌水处理显著增加了单株籽粒氮积累量,但籽粒氮含量下降了3.6%~25.4%。各时期补充灌水有效改善了春玉米的氮利用特性,2年中受粉正常年份的氮肥偏生产力、氮素利用效率、氮收获指数分别提高了2.8%~11.2%,29.2%~59.4%,14.3%~25.0%。灌水促进了玉米植株氮的再利用,有效改善了玉米的氮利用特性,其中吐丝期灌水处理效果最为显著。     

栽培模式对杂交粳稻常优5号根系形态生理性状和地上部生长的影响

以杂交粳稻常优5号为材料, 设置未施氮肥处理(0N)、当地高产栽培(对照)、超高产栽培和氮肥高效利用栽培等4种栽培模式, 观察其对水稻不同生育期根系形态生理和地上部生长的影响。结果表明, 不同栽培模式下水稻产量差异极显著。超高产栽培与氮肥高效利用栽培两年的平均产量分别为12.29 t hm^-2和9.62 t hm^-2, 平均分别较对照增产41.4%和10.7%。上述两种栽培模式的氮肥农学利用率(每kg施氮量增加的产量)分别较对照增加80.7%和76.8%, 灌溉水利用效率分别较对照提高62.1%和32.3%。与对照相比, 超高产栽培与氮肥高效利用栽培均增加了水稻地上部干物重、叶面积指数、根干重、根长, 提高了粒叶比, 改善了库源关系, 并提高了根冠比与根系伤流量。同时也提高了灌浆期剑叶净光合速率、根系氧化力、根系总吸收表面积与根系活跃吸收表面积, 生育中后期根系、叶片以及根系伤流液中的玉米素(Z)与玉米素核苷(ZR)含量、灌浆期籽粒中蔗糖合酶(SuSase)以及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)活性。这说明, 通过栽培技术的集成与优化可以提高水稻灌浆期根系和地上部的生理活性, 促进水稻高产与水分养分高效利用。     

不同栽培模式下春玉米生育后期冠层生理特性研究

以金山27为供试品种,通过连续2年的田间试验,研究农户(NH)、高产高效(GCGX)、再高产(ZGC)和再高产高效(ZGCGX)4种栽培模式下春玉米冠层生理指标的变化规律,为进一步提高玉米产量提供理论依据。结果表明:不同生育时期和层位春玉米叶片叶绿素含量均为ZGCGX>ZGC>GCGX>NH,棒三叶差异最大。不同叶位叶片叶绿素含量均为吐丝期高于乳熟期。吐丝期和乳熟期春玉米净光合速率均表现为:ZGCGX>NH>GCGX>ZGC。吐丝期各栽培模式间差异不显著;乳熟期ZGCGX模式与NH差异不显著,但均显著高于GCGX、ZGC模式。吐丝期和乳熟期春玉米冠层光合能力表现为:ZGCGX>ZGC>GCGX>NH,ZGCGX模式与GCGX、ZGC和NH模式均达极显著水平。吐丝后40 d内,各层位叶片SOD酶活性均为:ZGCGX>ZGC>GCGX>NH。POD酶活性为ZGCGX栽培模式略高于GCGX栽培,而显著高于ZGC和NH模式,且随叶位降低差异增大。各层位叶片的MDA含量为NH模式最高,ZGCGX模式最低。     

我国玉米品种更替过程中根系生理特性的演进Ⅰ.根系活性与ATPase活性的变化

我国1950 s～1990 s期间主要推广玉米品种(Zea mays L.)根系活力随播种后天数的变化可用高斯模型作较好地模拟,根系活力随生育进程的推进先增后降,呈单峰曲线变化,在籽粒灌浆期(播种后67～74天)达到高峰;上层(0～20 cm)根系活力高于下层.随玉米品种更替根系活力增强,在40～100 cm根层和生育后期更为突出.对根系生长的高斯方程     

膜下滴灌高产棉花根、冠生物量累积特性研究

在新疆膜下滴灌大田条件下,选用新陆早43号和新陆早45号2个棉花品种,测定不同产量水平棉田棉株根系生物量及其空间分布、地上部生物量、根冠比等,分析滴灌棉花产量形成过程中根、冠生物量的累积特征。结果表明:与一般产量棉田及中低产棉田相比,高产棉田在整个生育期根系生物量较高、中下层根系分布比例较大,棉株总生物量、地上部生物量、棉铃生物量均较高,根冠比较低;产量构成因子表现为总铃数较多、铃重较高。高产棉花由于其生物量快速累积起始时间较早、累积速率快,进而棉株根系生物量、总生物量累积多。因此,根据参试棉花品种的生育特点,在适期早播促生育进程提前、前期营养器官稳健生长的前提下,采取水肥后移或适当推迟停水时间,可适度增加棉花中下层根系分布,降低根冠比,提高光合产物向棉铃的分配比例,增加铃重,进一步提高棉花产量。     

基于磷肥施用深度的夏玉米根层调控提高土壤氮素吸收利用

良好的根系构型能够促进作物高效获取土壤养分。基于磷肥施用深度的根层调控技术可以优化夏玉米根系的时空分布并促进其与土壤水分、养分供应的空间匹配性,为通过玉米根系挖潜实现节肥增效提供理论与技术支撑。本试验以不施磷肥处理为对照(CK),设置距离地表-5 cm (P5)、-10 cm (P10)、-15 cm (P15)和-20 cm (P20)深度施用磷肥处理,分析各处理对夏玉米根系分布、植株生长及产量形成、氮素吸收、积累与转运的影响。结果表明,磷肥适当深施显著促进夏玉米根系生长,根干重、根长密度、根系表面积和根体积均显著增加,整体表现为P15P10P20P5CK。随着磷肥施用深度的增加,深层玉米根系显著增加。P15和P20处理根干重所占比重,在20～40cm土层分别为12.3%和12.1%;在40～60 cm土层分别为6.7%和6.9%。根系分布深度的增加促进了对土壤氮素的吸收,深施磷肥处理各土层中尤其是20cm以下土层土壤氮素含量显著降低。根系分布的优化同时促进了植株氮素积累与转运, P15处理较P5处理氮素吸收效率、氮积累量、转运量及氮肥偏生产力2年平均分别提高14.5 kg kg–1、19.2%、48.9%和6.4kgkg–1,籽粒产量2年平均增产16.4%。在本试验条件下,磷肥集中施用在-15cm处理,能显著促进夏玉米深层土壤根系的生长,扩大根系养分利用空间,增加根系对深层土壤氮素的吸收,促进植株氮素积累及转运,提高其生产力,最终提高产量。     

北方超级粳稻根系生理、叶片光合性能特点及其相互关系

以北方粳型超级稻代表品种沈农265和沈农606为试材,秋光和辽粳294为对照,采用盆栽试验,在不同生育时期测定根系伤流速度、根系吸收面积、单株根系氧化力和叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。结果表明,沈农265和沈农606在整个生育期内根系吸收面积、单株根系氧化力和伤流速度都显著地高于对照品种,特别是在生育后期,根系衰老缓慢,生理活性强。在灌浆结实期,两个品种的叶绿素含量和光合速率与对照品种差异显著,光合特性下降速度明显慢于对照品种。说明超级粳稻沈农265和沈农606具有明显的根系生理优势和叶片光合优势,灌浆结实期根系生理活性与叶片叶绿素含量呈显著正相关。     

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     

The Effect of Inter-row Cultivation on Yield of Weed-free Maize

Inter-row cultivation can be a means to reduce herbicide use in maize ( Zea mays L.) production. Apart from its effect on weeds, inter-row tillage may increase available water and nitrogen in the soil, affect soil temperature and damage crop roots. In 10 out of 13 field experiments conducted in the Netherlands from 1977 to 1985, 4- to 7-cm deep inter-row cultivation of a weed-free maize crop did not significantly affect whole plant dry matter yield. In two experiments yield was increased with inter-row cultivation; in one experiment inter-row cultivation significantly decreased yield. These differences in crop response could not be attributed to factors known to affect crop response to inter-row cultivation such as slope, soil texture, precipitation or mean temperature. Ten-cm deep cultivation caused yield reduction, probably due to root damage.     

南方坡耕地种植苎麻水土保持机理研究

为了明确苎麻水土保持机理,进而为大面积利用苎麻治理坡耕地水土流失提供理论依据,对苎麻不同利用方式叶面积指数、茎叶截留效应、枯落物持水能力、地下根系分布进行了研究。结果表明：不收获小区苎麻叶面积指数明显大于对照;苎麻不收获小区茎叶截留量最大为2.56 mm,高于其他小区;最大枯落物持水量,不收获小区最大为2.4 mm,饲用小区最小为0 mm;种植苎麻小区不同类型根系鲜重为萝卜根>扁担根>龙头根>细根;苎麻根系深度可达60 cm,玉米根系深度只有30 cm。研究表明,苎麻水土保持效果好,主要是其根系入土深、主根发达、根系分布广、覆盖时间长、叶面积指数大。     

生物炭对水稻根系形态与生理特性及产量的影响

为明确生物炭对水稻根系与产量的效应,探明生物炭在水稻生产上应用的潜力与价值。采用盆栽试验研究了生物炭对超级粳稻不同生育期根系生长、形态特征及生理特性的影响。结果表明,土壤中施入生物炭能增加水稻生育前期根系的主根长、根体积和根鲜重,提高水稻根系总吸收面积和活跃吸收面积。在水稻生育后期,生物炭在一定程度上延缓根系衰老。根系伤流速率、根系活力和可溶性蛋白在整个生育期内均高于对照,同时维持了较为适宜的根冠比,根系生理功能增强;生物炭处理的水稻产量增加,表现为每穴穗数、每穗粒数、结实率提高,比对照平均增产25.28%。以每千克干土加20 g生物炭处理的产量最高,比对照提高了33.21%。生物炭处理对水稻根系形态特征的优化与生理功能的增强具有一定的促进作用。     

麦茬直播夏玉米产量限制因素与高产技术研究

为了探究麦茬直播夏玉米产量限制因素及高产技术,总结了黄淮海夏玉米生产情况、生产中存在的主要问题,分析了夏玉米生产中耕层浅薄土壤理化性状差、播种质量差缺苗断垄严重、水肥投入不合理肥料利用率低、灾害发生频繁玉米稳产性差、玉米收获偏早等高产限制因素,结合已有研究,提出了（1）深耕改土与秸秆直接还田,（2）合理密植、提高播种质量,（3）因土壤养分和玉米需求平衡施肥,（4）不同基因型玉米间作抗逆、综合防治病虫草害,（5）适时晚收等高产技术对策,以期为黄淮海麦茬直播夏玉米增产提供理论与技术依据。     

条带深松对不同密度玉米群体根系空间分布的调节效应

为探究条带深松耕作(SS)对密植玉米群体根系空间分布与容纳量的调节效应,本试验设置3个种植密度(低密：4.50万株 hm^-2、中密：6.75万株 hm^-2、高密：9.00万株 hm^-2),以土壤免耕(NT)为对照,利用小立方原位根土取样器,通过“3D monolith”根系空间取样方法,比较研究玉米个体与群体根系的空间分布对种植密度与土壤耕作方式的响应。结果表明,单株根长受种植密度影响显著,在0~50 cm土层中(每10 cm为一土层),高密种植的单株根长较低密种植减少110.31、43.18、15.73、10.49和17.45 m;在高密种植条件下,与土壤免耕比,条带深松耕作增加20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm土层中的单株根长13.32%、19.80%、47.20%;单株根干重与单株根长的变化一致。种植密度对群体总根长的影响不显著,却显著影响群体根系的空间分布。与低密种植比,高密种植的植株中心根长密度在0~10 cm、10~20 cm土层中分别降低3.82 cm cm^-3、0.62 cm cm^-3,但植株之间的根长密度在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm土层中分别增加1.13 cm cm^-3、0.18 cm cm^-3、0.06 cm cm^-3、0.05 cm cm^-3;在高密种植条件下对土壤进行条带深松耕作,与土壤免耕比,植株中心的根长密度在0~10 cm土层中降低16.10%,在10~20 cm、20~30 cm土层中却分别增加47.45%和13.37%,植株之间的根长密度在20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm土层中分别增加50.26%、30.72%和106.15%;条带深松耕作显著提高密植玉米群体下层根系的容纳量。高密条件下条带深松耕作增加了群体根干重、深层根系量、植株间根系分布及根表面积,进而增加了地上部群体叶面积指数及地上部干重,最终促进产量显著提高。说明密植群体通过条带深松耕作改善了群体的根系空间分布,减弱了上层根系的拥挤,通过增加深层土壤根系量及植株之间根系量增加了群体根系容纳量,发挥了密植群体根系功能,实现了密植群体的高产。     

棚栽嫁接西瓜种栽地土壤黄瓜绿斑驳花叶病毒病带毒性研究

为明确棚栽嫁接西瓜地耕作层土壤黄瓜绿斑驳花叶病毒病的带毒情况,以棚栽嫁接西瓜黄瓜绿斑驳花叶病毒病病株根部为中心按向边膜和相邻植株2 个不同方向分别采集植株根部以及距植株根部40、80 cm的表土(0~5 cm)、深土（与表土取样点相对应,距表土23~27 cm深）,及取病地不同耕作方式后的土壤,进行双抗体夹心酶联免疫吸附法(DAS-ELLSA)检测以确定土壤的带毒性。结果发现：根围土壤带毒率检测中,健康株与隐症带毒株均不带毒,显症病株中,根部、边膜方向距根部40 cm和80 cm、相邻植株方向距根部40 cm和80 cm,5 个取样点的带毒率表土依次为100%、80%、70%、40%、20%,深土依次为80%、50%、50%、40%、30%;病地不同耕作方式后的土壤带毒检测中,西瓜—水稻—芋头未检测到病毒,西瓜2 年连作与3 年连作带毒率均高于90%,表土自然消解1 年、西瓜—水稻—西瓜、西瓜—蔬菜—西瓜、西瓜—蔬菜—春玉米、西瓜—蔬菜—水稻、西瓜—甘蔗—水稻的带毒率则依次为50%、42.86%、35%、30%、24%、20%。说明病株表土带毒率高于深土,离病株根部越近,或者病株藤蔓覆盖越茂盛,土壤带毒率越高;轮作对病地土壤中的病毒有降解作用。