不同类型谷子品种(系)光合性能、干物质积累转运和籽粒灌浆特性对产量的影响

为探究华北夏谷区谷子品种的产量形成特性,以‘豫谷18’为对照(CK),测定不同类型谷子品种(系)‘S 410’、‘豫谷35’和‘张杂13’在不同生育时期的光合性能、干物质积累转运及籽粒灌浆特性。结果表明:1)不同类型谷子品种产量差异显著,弯曲中穗型‘豫谷35’的产量、千粒重、出谷率和实收穗数比‘豫谷18’(CK)分别高0.35%、0.31%、0.80%和5.40%。2)灌浆期旗叶净光合速率(P_n)由高到低均表现为‘豫谷35’>‘豫谷18’(CK)>‘张杂13’>‘S 410’;灌浆期冠层光合能力以‘豫谷35’最高、‘豫谷18’和‘张杂13’次之、‘S 410’最低。由拔节期至成熟期,‘豫谷35’、‘豫谷18’、‘张杂13’和‘S 410’谷子叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(G_i)和蒸腾速率(T_r)均表现为开花期>拔节期>灌浆期>成熟期。3)花后干物质的积累量、转移量、转运率和收获指数均表现为‘豫谷35’最高,分别比CK高16.45%、17.40%、17.17%和7.31%。4)不同籽粒部位灌浆持续时间、最大灌浆速率出现的时间和灌浆活跃期持续时间均表现为上部>下部>中部;弯曲中穗型‘豫谷18’与‘豫谷35’的平均灌浆速率分别为0.42和0.46 g/(1 000粒·d),且均高于弯曲大穗型‘张杂13’(0.29 g/(1 000粒·d))和直立小穗‘S 410’(0.33 g/(1 000粒·d))。5)相关分析表明,产量与P_n显著正相关,与花后干物质积累量及转运率极显著正相关。综上,在华北夏谷区应选育具有较高的花后干物质积累量、干物质转移量和干物质转移率,较高的光合速率和冠层光合能力以及灌浆速率相对较高的弯曲中穗型品种,是实现谷子优质高产的有效途径之一。     

小麦品种改良过程中物质积累转运特性与产量的关系

【目的】探明小麦品种改良过程中物质积累与转运特性及其与产量形成的关系,为选育高产品种、制定育种目标提供理论依据。【方法】选用32个20世纪不同年代代表性小麦品种于2007-2009年进行大田试验,分析小麦不同生育时期干物质生产与积累转运特性的演进特征及其与产量的关系。【结果】随着品种改良进程,籽粒产量和收获指数逐步提高,而20世纪60年代品种生物产量显著降低随后保持稳定;开花期叶面积、叶面积指数及旗叶光合速率逐步提高,为花后物质积累提供了物质和能量来源。品种改良显著提高了小麦拔节前和开花后物质积累量及群体生长速率,但降低了拔节至开花期积累量和生长速率;提高了花前干物质转运量、转运率及贡献率,但降低了花后干物质贡献率。小麦籽粒产量与拔节前及开花后干物质积累量、生长速率及花前干物质贡献率显著正相关,与拔节开花阶段物质积累量和生长速率及花后干物质贡献率显著负相关。【结论】品种改良提高了小麦物质生产能力和生产效率,协调了不同生育阶段物质积累,平衡了花前和花后干物质对籽粒的贡献。因此,提高拔节前营养生长、增加花后干物质积累和花前物质转运是小麦产量改良的重要物质基础,也是今后小麦高产育种的重要目标。     

氮肥基追比对啤酒大麦花后叶片光合特性、干物质分配及产量的影响

在江苏南京和盐城两生态点研究总施氮量为225 kg·hm-2条件下,氮肥基追比对苏啤3和单2两个大麦品种花后叶片光合特性、干物质分配及产量的影响.结果表明:大麦花后叶片净光合速率、叶面积指数、花后干物质转运量及对籽粒贡献率均随着氮肥基追比先升高后降低,在氮肥基追比为7∶3时达到最大.大麦籽粒产量亦呈现相同的趋势,以氮肥基追比7∶3处理的产量最高.进一步分析表明,采用合理的氮肥基追比、保持花后较高的光合速率有利于提高花后干物质积累和再分配,最终提高籽粒产量.     

宽幅播种对冬小麦花后干物质积累及转运的影响

为探寻不同播种方式对冬小麦生长及产量形成的调控,在大田条件下,以‘尚农5号’为供试材料,研究宽幅播种与常规播种2种种植方式对冬小麦籽粒灌浆速率及花后营养器官干物质积累、转运及其对籽粒的贡献率。结果表明,与常规播种方式相比,宽幅播种方式在籽粒快增期、缓增期灌浆速率显著提高,并且其灌浆持续时间显著缩短,说明宽幅播种有利于花后各器官干物质积累。利用多种非线性回归模型筛选出最佳拟合方程,即小麦营养器官花后干物质积累动态符合三次变型多项式Y=b+b₁x+b₂x²+b₃x³,花后10~12天各器官干物质积累量达到最大值,之后各器官干物质积累量迅速降低。宽幅播种比常规处理花后营养器官干物质转移量提高17.92%。此外,2个处理花后营养器官干物质转移量对籽粒贡献率均达到45%以上。综上,宽幅播种方式不仅可提高小麦籽粒灌浆速率,还可促进开花后营养器官贮存的干物质向籽粒运转,说明这一技术的应用将有利于增加小麦产量形成,可降低小麦生长后期干热风和衰老对小麦产量的影响。     

不同小麦品种粒重与籽粒灌浆特性探究

籽粒灌浆特性对小麦产量有重要影响。本研究以7个小麦新品种为材料,探究不同品种的产量构成因素和籽粒灌浆规律,通过Logistic方程对籽粒灌浆过程进行拟合,继而分析灌浆参数与千粒重的相关性。结果表明:单位面积(公顷)穗数对产量的贡献存在一定的局限性,穗粒数、千粒重均与产量极显著正相关。最大灌浆速率V_(max)、平均灌浆速率V_(mean)与千粒重显著正相关;快增期灌浆速率V_2、缓增期灌浆速率V_3及平均灌浆速率V_(mean)均与最大灌浆速率V_(max)极显著正相关,与千粒重显著正相关。渐增期、快增期和缓增期3个阶段的粒干重积累量(K_1、K_2、K_3)与千粒重极显著正相关。灌浆时间各参数T、T_1、T_2、T_3与千粒重均无显著相关。快增期灌浆速率V_2、缓增期灌浆速率V_3和快增期持续时间T_2、缓增期持续时间T_3均显著负相关。生产上,可以选择灌浆速率快的品种和配套栽培技术,提高快增期的灌浆速率,实现千粒重和产量增加的目标。     

不同穗型小麦籽粒灌浆、干物质积累与转运特性及其与产量的关系

以多穗型品种矮抗58、中穗型品种百农4199和大穗型品种周麦18、周麦22为材料,研究其籽粒灌浆、干物质积累与转运特性及其与产量的关系,以期为高产小麦品种的选育提供理论依据。结果表明,干物质积累渐增期大穗型品种干物质积累量最高,表现为大穗型品种中穗型品种多穗型品种;快增期和缓增期中穗型品种平均灌浆速率最高,花前积累的干物质转运到籽粒的质量及对粒质量的贡献率显著高于其他穗型品种,干物质积累量实现反超,表现为中穗型品种大穗型品种多穗型品种。干物质积累平均速率是产量的最主要影响因素,其他对产量产生显著影响的因素表现为干物质转运量干物质积累最大速率干物质积累最大速率出现时的积温干物质贡献率,另外,干物质平均积累速率、2个拐点出现的时间通过影响干物质积累最大速率出现时的积温间接地对产量产生影响。     

不同播期对小麦‘泰科麦31'干物质积累转运及产量的影响

为明确不同播期对小麦新品种‘泰科麦31'干物质积累转运、叶面积指数、籽粒灌浆速率和产量结构的影响,于2019—2021年小麦生长季进行‘泰科麦31'不同播期试验。设置9月30日、10月10日、10月20日和10月30日4个播期,依次记作SD1、SD2、SD3和SD4,测定不同播期下‘泰科麦31'不同生育期的干物质积累量、叶面积指数、籽粒灌浆速率和产量结构。系统分析了‘泰科麦31'不同播量对其干物质积累转运、叶面积指数、籽粒灌浆速率和产量的影响。结果表明：SD2处理下‘泰科麦31'整个生育期干物质积累量最高,其中拔节到开花阶段和开花到成熟阶段的干物质积累量均在SD2处理下最高;花后干物质积累对籽粒的贡献率的变化趋势为SD2>SD1>SD3>SD4;在越冬期和返青期,播期对‘泰科麦31'叶面积指数的影响的趋势为SD1>SD2>SD3>SD4,但在返青期之后,叶面积指数为SD2>SD3>SD1>SD4;15~25 d是‘泰科麦31'籽粒灌浆的快增期,在25 d时籽粒灌浆速率达到最高,25~30 d是‘泰科麦31'籽粒灌浆的缓增期,SD4的籽粒灌浆的增长要明显高于其他播期;SD2处理下‘泰科麦31'产量最高,相关性分析可知,SD2产量最高的原因得益于SD2处理下的穗数最高。     

夏玉米籽粒灌浆特性及其与粒重的相关性分析

以登海605和登海618为材料,分析了不同处理夏玉米籽粒灌浆特性及灌浆参数与粒重的相关性。结果表明:夏玉米籽粒干物质积累呈Logistic曲线的变化趋势;籽粒灌浆呈现先增大后减小的变化趋势,可分为渐增期、快增期和缓增期3个阶段;提高平均灌浆速率R、渐增期灌浆速率R1、灌浆快增期灌浆持续时间T2和缓增期灌浆持续时间T3等灌浆参数指标,对于提高夏玉米成熟期粒重具有重要的作用;籽粒最大灌浆速率出现的时间主要受渐增期持续时间影响;灌浆期最大灌浆速率Rmax与快增期籽粒灌浆速率R2和缓增期灌浆速率R3呈极显著正相关。     

氮用量对大穗型小麦品种同化物供应及籽粒灌浆的影响

在大田条件下,研究了不同氮肥用量对豫麦66同化物供应及籽粒灌浆的影响。结果表明:增施氮素提高旗叶光合速率,尤其在灌浆中后期,同时增加籽粒WSC含量。随着施氮量增加,旗叶WSC含量在花后0~28d相对较低,旗叶淀粉含量降低,表明施氮能使营养物质及时外运,促进糖分向籽粒运输,为淀粉合成提供底物供应。在花后25d籽粒淀粉积累速率随施氮量增加而提高,尤其在接近成熟时籽粒淀粉含量及其淀粉积累速率均增加,显示施氮使库端利用和转化同化物的能力较强。籽粒淀粉积累速率与灌浆速率的变化均呈单峰曲线,两者呈显著正相关(r=0.844),增加施氮量两者积累高峰期推迟,且前期慢,后期快。     

不同棱型大麦品种(系)籽粒灌浆特性和产量性状分析

以河南省的主栽品种和正在培育品系为材料,通过大田试验,拟合大麦灌浆过程生长曲线,分析其参数变化情况。结果显示,大麦籽粒灌浆进程均呈“慢—快—慢”的“S”型曲线,拟合的Logistic方程决定系数均大于0.9906,并达到极显著水平;籽粒灌浆过程中缓增期持续时间较长,快增期持续时间次之,渐增期时间较短,快增期平均灌浆速率最高,其最终干物质积累量也明显高于渐增期和缓增期。二棱型品种(系)的3个时期平均灌浆速率(‘驻3’的V1除外)和最终干物质积累量均高于多棱型品种(系);各品种(系)实际千粒重均低于理论千粒重。在穗数和千粒重协同下,多棱型品种(系)穗粒数高的最终产量高,而二棱型品种(系)穗部籽粒数低于多棱型品种(系),在一定的穗数下,千粒重高的产量相应较高。     

稻茬过晚播小麦不同品种适应性的比较

以生产上大面积推广应用的8个小麦品种(宁麦14、宁麦19、苏麦188、扬麦16、扬麦22、扬辐麦4号、扬麦23和扬麦25)为试验材料,研究过晚播(较适播期推迟30 d以上)条件下不同小麦品种产量、群体结构特性、剑叶光合特性与灌浆特性的差异。结果表明:扬麦22苗期繁茂性好,分蘖发生早,成穗数多,开花期、成熟期干物质积累量最高,且具有较高的花后干物质积累量,花后剑叶叶绿素含量及净光合速率较高,两年平均产量达7 200.38 kg·hm~(-2),具有较高的产量潜力且稳产性好。扬麦23产量水平仅次于扬麦22,平均产量达7 104.62 kg·hm~(-2),在整个生育时期群体结构协调,具有较高的干物质积累量;花后0～14 d剑叶叶绿素含量及净光合速率较高,快速灌浆启动早,峰值灌浆速率大,快速完成灌浆,避免高温逼熟。过晚播条件下扬麦16虽具有生育前期繁茂性好、籽粒灌浆速率高、稳产性好、熟期最早等特点,但过晚播后穗数较难提高,限制其产量潜力。综合而言,稻茬过晚播条件下,推荐选用扬麦22和扬麦23,有利于小麦生产潜力发挥。     

春玉米高产栽培下（≥15 000 kg/ hm）光合和物质积累转运特性

为揭示春玉米高产栽培下产量形成的生理机制,以郑单958为供试品种,设高产栽培(HY)和常规栽培(CK),于2009-2011年进行试验,分析高产栽培下春玉米的光合特性和干物质积累与运转规律。结果表明,3年春玉米高产栽培产量稳定达到15 000kg/hm2,平均单产16 086.8kg/hm2,较对照增产52.8%。高产春玉米叶面积指数(LAI)大,衰退慢,最大LAI达到6.62,成熟期仍保持在3.2以上;从大喇叭口期开始,SPAD值、单位土地面积净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)明显提高,在吐丝期时达到最大且持续保持较高水平;与对照相比,开花期营养器官干物质积累量、花后营养器官(茎、叶和鞘)干物质转运量、转运率及其对籽粒贡献率平均值分别提高22.44%、114.1%、46.56%和42.68%,均达到显著水平。可见,要实现高产再高产,需保证春玉米生育中后期具有光合效率高、功能期较长的高产群体,且在增加开花期营养器官干物质积累量和花后营养器官干物质转运量的同时,进一步促进花后营养器官干物质向籽粒的转移。     

两系杂交稻茎鞘物质运转与籽粒充实特性研究

选用不同类型的两系杂交稻品种,研究了结实期茎鞘物质运转与籽粒灌浆结实的关系。结果表明,两系杂交稻在抽穗后的净光合速率和干物质积累量明显高于三系杂交稻;茎鞘物质的输出率与结实率、充实率、最大灌浆速率和平均灌浆速率呈显著的正相关;各品种以下部茎鞘物质积累多、转运率高;茎鞘物质转运启动时间早、运转强度大,其转运率高、结实率高、充实度好,表明早期转运对籽粒灌浆充实的重要性;抽穗期提高糖花比,同时在灌浆始期促进茎鞘非结构性碳水化合物向籽粒库运转,有利于激发库的活性,启动和促进更多的籽粒灌浆,减少空秕粒的产生,增加籽粒充实率。     

两系杂交稻茎鞘物质运转与籽粒充实特性的研究

选用不同类型两系杂交稻组合 ,研究了结实期茎鞘物质运转与籽粒灌浆结实的关系。结果表明 :两系杂交水稻在抽穗后的净光合速率和干物质积累量明显高于三系杂交稻。茎鞘物质的输出率与结实率、充实率、最大灌浆速率、平均灌浆速率呈显著的正相关关系。各组合以下部茎鞘物质积累多、转运率高。茎鞘物质转运启动时间早、运转强度大 ,其转运率高的组合 ,结实率高、充实度好 ,表明早期转运对籽粒灌浆充实的重要性。抽穗期提高糖花比 ,同时在灌浆始期促进茎鞘非结构性碳水化合物向籽粒库运转有利于激发库的活性 ,启动和促进更多的籽粒灌浆 ,减少空秕粒 ,增进籽粒充实。     

限水减氮对小麦旗叶光合特性和群体干物质积累与分配的影响

为明确微喷灌条件下限水减氮对小麦旗叶光合特性、干物质积累与分配的影响,2014—2015年,在河北省石家庄市藁城区设置了灌水和施氮量的2因素裂区试验,测定小麦的相应指标。结果表明:W3处理的小麦灌浆前期旗叶的净光合速率(Pn)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学速率(ΦpsⅡ)比对照WCK显著降低,灌浆中后期与对照WCK(拔节期67.5mm、开花期67.5mm)相比差异不显著;成熟期干物质在籽粒中的分配量显著高于W1(拔节期67.5mm)和W2(拔节期37.5mm、开花期30mm),与WCK相比显著降低,但成熟期干物质在籽粒中的分配比例与WCK差异不显著;花前干物质转移量、转移率及对籽粒贡献率都显著高于WCK,花后干物质积累量比WCK低11.39%;成熟期生物产量和籽粒产量较WCK分别降低7.15%和7.95%,灌溉水生产效率分别提高85.69%和84.10%;水分生产效率达到25.32 kg/hm2·mm。施N 120,180和240kg/hm2的3个处理间各指标差异都不显著。综合小麦籽粒产量和水氮生产效率表现,小麦灌水拔节期37.5mm、开花期15mm、灌浆期15mm的灌溉模式(即W3处理)结合总施N 120kg/hm2为本试验条件下的最优限水减氮组合。     

播期与密度对沿淮行蓄洪区玉米籽粒灌浆特性的影响

[目的]了解不同播期和密度对玉米籽粒灌浆的影响.[方法]以郑单958为供试材料,研究沿淮行蓄洪区不同播期和密度对玉米籽粒灌浆特性的影响.[结果]早播(6月15日)较晚播(6月25日)籽粒灌浆持续时间增长,渐增期有所缩短;快增期和缓增期延长.沿淮行蓄洪区玉米籽粒灌浆持续期可这60d左右.玉米籽粒灌浆速率随吐丝后天数增加呈先增加后降低的趋势,玉米高产适宜收获期为10月上旬.随着播期推迟,玉米籽粒最大潜力势降低,籽粒灌浆时间缩短,但籽粒灌浆渐增期持续时间较长.播期推迟,最大灌浆速率、平均灌浆速率均增大,但渐增期灌浆速率较小.不同播期间玉米籽粒粒重的差异主要是通过渐增期灌浆速度和灌浆期持续天数决定.不同种植密度对玉米籽粒粒重的影响主要是快增期和缓增期持续时间和该时期籽粒干重积累量所致.[结论]试验结果为提高玉米的产量和品质提供了理论依据.     

遮阴强度对小麦光合及籽粒灌浆特性的影响

对拔节期开始遮阴小麦的光合及籽粒灌浆特性进行研究。结果表明,随着遮阴强度加大,小麦旗叶净光合速率（P_n）和蒸腾速率(T_r)显著降低,细胞间隙CO₂浓度(C_i)随遮阴强度加大显著增大(P<0.05)。采用Logistic模型拟合籽粒灌浆过程,对籽粒灌浆参数与粒质量的相关性进行分析表明,遮阴处理后降低的主要是平均灌浆速率、最大灌浆速率、渐增期灌浆速率、快增期灌浆速率和缓增期灌浆速率,而对灌浆持续期、最大灌浆速率出现时间、渐增持续期、快增持续期和缓增持续期影响较小。根据不同灌浆时段参数与最大理论千粒质量的相关分析可知,小麦快增期和缓增期的灌浆速率越快,籽粒积累的干物质越多,粒质量就越大。因此,籽粒质量的增加应更多地关注快增期和缓增期的灌浆速度。     

小麦籽粒灌浆与脱水特性

【目的】研究小麦品种籽粒灌浆与脱水特性,为培育灌浆快、脱水快的少（免）晾晒小麦品种提供选择方法和理论依据。【方法】2015—2016年以长江中下游地区7个主推小麦品种为试验材料,采用Logistic方程拟合、多重比较及相关分析等方法,测定灌浆与脱水指标,生理成熟期及收获期籽粒含水率等。【结果】籽粒灌浆呈“S”型“慢-快-慢”的增长趋势,但不同品种最大灌浆速率、平均灌浆速率及灌浆持续时间差异显著,扬麦11、扬麦158、扬麦16最大灌浆速率及平均灌浆速率较大,花后30 d籽粒干重均达35 g以上,灌浆持续期较短;扬麦15灌浆速率仅次于上述3个品种,但灌浆持续期最长;宁麦13、扬麦20、扬麦22灌浆速率较小。最大灌浆速率、平均灌浆速率以及渐增期、快增期和缓增期的灌浆速率均与千粒重极显著正相关,3个灌浆时期灌浆速率R2>R1>R3,花后30 d灌浆基本完成。籽粒灌浆完成后进入脱水阶段,生理成熟期和收获期籽粒含水率、生理成熟后籽粒脱水速率品种间差异显著,扬麦11、扬麦158、扬麦16生理成熟后籽粒脱水速率较高,扬麦15最低。收获期籽粒含水率与生理成熟期籽粒含水率、籽粒平均脱水速率、生理成熟后2 d籽粒脱水速率显著或极显著相关。【结论】扬麦11、扬麦158、扬麦16灌浆速率大,灌浆完成早,籽粒脱水快。花后30 d粒重>35 g可作为育种材料灌浆快慢的选择指标,生理成熟期后籽粒平均脱水速率可作为衡量小麦品种脱水快慢的选择指标。     

播期对玉米干物质积累转运和籽粒灌浆特性的影响

以郑单958和京单58为试验材料,设置春播(5月14日播种)和夏播(6月13日播种)2个播期处理,研究播期对玉米干物质转运和籽粒灌浆特性的影响。结果表明:春播条件下,两品种的粒重、茎鞘、叶片干物质转运率及产量均高于夏播。京单58茎鞘干物质向籽粒的转运能力、粒重及产量均高于郑单958;其中,郑单958和京单58的百粒重分别较夏播高17.2%和15.1%;京单58(42.4 g)比郑单958(35.0 g)高20.9%;夏播条件下郑单958和京单58达到最大灌浆速率的时间(Tmax)较春播分别缩短了5.4 d和3.2 d。京单58的灌浆持续期(P)略短,但灌浆起始势(R0)和最大灌浆速率(Gmax)高于郑单958;粒重与灌浆期平均气温呈显著正相关(相关系数分别为0.78*),与Gmax和R0均呈极显著正相关(相关系数分别为0.91**和0.93**)。由此说明,播期主要是通过温度条件影响玉米干物质积累、转运及籽粒灌浆特性;茎秆干物质向籽粒中转运速率快、灌浆速率高是京单58在春夏播条件下粒重和产量较高的原因。     

沿淮地区不同小麦品种花后生长差异及其与产量的相关性

采用随机区组试验设计,于2014-2016年连续2a研究沿淮地区当前生产中推广的8个小麦品种花后生长差异及与产量的关系,旨在为沿淮地区小麦育种及生产中选择品种提供参考。结果表明:随着花后籽粒灌浆的进行,品种间叶面积指数及叶绿素SPAD值差异逐步加大,叶面积指数2014-2015年在开花期、灌浆中期和灌浆后期品种间最大差异分别达18.81%、27.61%和33.32%,2015-2016年最大差异分别达26.87%、61.95%和108.69%;叶绿素SPAD值2014-2015年最大差异分别达16.28%、16.63%和118.89%,2015-2016年最大差异分别达11.49%、19.54%和237.75%;品种间花后光合速率差异2014-2015年最高达29.32%、2015-2016年最高达26.13%;2a试验花后同化物的积累量及其对籽粒的贡献率品种间差异显著,干物质积累和分配比例品种间均差异显著;产量与花后叶绿素SPAD值、叶面积指数呈极显著正相关,与叶片的干物质积累量亦呈极显著正相关,与茎鞘、穗轴+颖壳的干物质分配比例呈极显著负相关,与花前营养器官中贮存同化物的转运量、花后同化物的积累量以及花后同化物积累量对籽粒的贡献率呈正相关。2a试验结果说明‘洛麦23’‘矮抗58’‘邯6712’产量位于8个品种的前3位,且与其他品种产量差异显著,适宜在安徽沿淮地区推广种植。