超高产大豆品种辽豆14号的冠层特性与产量性状研究

 【目的】探讨超高产大豆的株型优势，对超高产大豆辽豆14号的形态和生理性状进行研究。【方法】采用超高产大豆辽豆14号与普通大豆辽豆11号进行多年对比试验，对株型性状进行分析。【结果】从苗期到盛荚期，辽豆14号的叶绿素含量和光合速率要低于辽豆11号，但在盛荚期以后，则高于辽豆11号；从不同节位叶片光合速率看，超高产大豆品种上下冠层叶片的光合速率差异小，下部叶片衰老慢；辽豆14号不同节位叶柄长度和叶形指数的变化更加合理，在叶面积指数较高的情况下，能够使更多光能透射到冠层中下部，使群体下部无截获散射更大，平均叶倾角也更大；辽豆14号的叶面积指数与光合势达最大时期比辽豆11号略晚，但辽豆14号高叶面积指数维持的时间长，后期下降缓慢；在结荚期前辽豆14号生物产量的积累与辽豆11号差异不显著，但在结荚期以后要显著大于辽豆11号。在结荚期以后辽豆14号光合产物向荚的累积速度要显著大于辽豆11号，使辽豆14号最终粒茎比较大。【结论】超高产大豆辽豆14号盛荚期到鼓粒末期的叶层结构有利于冠层保持良好的受光态势，维持较高的LAI和光合势，全冠层有较高的光合生产能力及光合产物转化能力，这是超高产大豆高产的重要原因。     

大豆生殖生长期冠层结构及其与冠层辐射的关系研究

通过对大豆生殖生长期冠层结构特征、冠层辐射特性变化的分析表明,存在产量差异的3个大豆品种(系)生殖生长期有着不同的冠层发展动态,高产品种北丰11的群体LAI和LAD相对较大,叶片在各个方向分布均匀,平均叶倾角小,相应地辐射透过系数较低,光截获的比例相对较高,有利于干物质的同化积累,光能利用率高。     

大豆冠层透光性的研究

本研究于1979—1981年在东北农学院进行。通过20个无限结荚习性及有限结荚习性大豆品种顶荚形成初期的不同冠层叶面积指数(LAI)、不同冠层光截获率(RLI)、全冠层光合生产率(RDMP)等光合生理生态性状对株荚数(NPP)、株粒数(NSP)、株粒重(SWP)、粒茎比(SSR)、主茎荚数(PMS)以及主茎荚/节(PNMS)等产量性状进行多元回归方程集合的分析,明确了该光合生理生态性状对此等产量性状形成的效应。进而,在哈尔滨地区大豆生育期、结荚习性、叶形、种粒大小、化学品质及抗病虫性等生态类型的基础上,初步建立了哈尔滨地区亩产450斤左右的无限和有限结荚习性大豆的顶荚形成初期的理想株型优良冠层模式。为大豆理想株型育种提供了科学依据。     

密植条件下去叶处理对夏玉米籽粒灌浆及产量的影响

增加种植密度是当前玉米增产的重要举措之一。然而,随着密度的提高,群体拥挤,叶片之间郁闭遮阴,导致群体中下部叶片光合速率下降,致使籽粒灌浆受阻,粒质量降低,严重限制高密度条件下产量的进一步增加。因此,如何提高密植玉米群体对光能的有效利用,增强群体光合能力进而提升产量成为当前玉米高产栽培的关键问题。2016年在种植密度为82 500株/hm~2的大田试验条件下,以紧凑型玉米‘郑单958’和半紧凑型玉米‘强盛101’为试验材料,于吐丝后7d进行不同程度去叶处理,即分别去除顶部1片叶(S1),2片叶(S2),3片叶(S3),4片叶(S4),以不去叶为对照(CK)。结果表明,去叶可显著改善密植玉米群体冠层透光率(LT),去除顶部2片叶(S2)能延缓密植夏玉米冠层中下部叶片的衰老,延长群体LAI高值持续期,同时还有效提高功能叶SPAD值。此外,去除顶部2片叶(S2)还显著增加灌浆中期籽粒的灌浆速率,使收获期粒质量增加,进而表现增产。其中成熟期,‘郑单958’S2处理较对照增产13.1%,‘强盛101’增产12.7%。可见,去除顶部2片叶(S2)能显著改善籽粒灌浆中后期冠层中下部叶源光照环境,保证籽粒灌浆期间有较高的源叶面积,籽粒灌浆速率得以显著提高,成熟期粒质量得以明显增加,最终收获较高的群体产量。     

大豆宽窄密栽培冠层叶荚粒垂直分布调查分析

笃宽台栽培大豆冠层叶荚粒的分布特点进行了分析,宽窄密栽培可协调大豆冠层叶的分布,降低了叶密度高,次大层出现有最大层的上一层,增加中下部的通透性,延长下部叶片的寿命,提高光能利用率。荚粒及粒重分布台上层比例增加,下层比例降低．荚粒及产量上移。宽台各处理比三垄栽培增产３８．７％￣４６．２％。     

膜下滴灌对新疆杂交棉群体光合性能、冠层结构和产量的影响

在田间试验条件下,以杂交棉兆丰1号为试验材料进行了不同膜下滴灌量的试验,探讨滴灌水量对南疆杂交棉群体光合性能、冠层结构及产量的影响。结果表明:限量滴灌条件下棉田土壤水分亏缺,群体光合速率(CAP)和叶面积指数(LAI)降低,群体呼吸速率(CR)及CR占群体总光合速率的比例(CRP)在盛花期上升,进入盛铃期以后又迅速下降,叶片平均叶簇倾斜角度(MFLA)增大,散射辐射透过系数(TCDP)和直射辐射透过系数(TCRP)增加,对光能的截获率降低。过量滴灌促进杂交棉生长势强的特性发挥,造成棉株营养体过旺,群体叶源量(CLSC)较高,但生育后期CR上升快,CAPP最低,光合物质累积量虽较高,分配到生殖器官中的同化物较少,产量下降。适量滴灌棉株长势稳健,叶片生理机能优化,CAP增强,LAI上升快,且后期能保持较高的LAI水平,较小MFLA,较低的TCDP和TCRP,群体对光的截获率高,产量较高。研究同时表明南疆地区兆丰1号的适宜滴灌定额为3 000~4 125 m3/hm2,产量可达7 714.3~8 289.5 kg/hm2,据此提出了杂交棉较理想的群体光合特征和冠层结构指标。     

新疆超高产棉花叶、铃空间分布及与群体光合生产的关系

【目的】研究超高产棉花冠层叶面积分布、叶倾角、主茎节间长度等指标的变化,探讨叶片空间配置对冠层结构的影响及与群体光合生产的关系,揭示超高产形成的机理。【方法】定向培育棉花超高产田,系统测定高产棉花不同生育时期叶面积指数、叶倾角、主茎节间长度等指标的空间分布,分析冠层结构变化对群体光合速率的影响及与棉铃空间分布的关系。【结果】单产皮棉4 000 kg•hm-2超高产棉花吐絮前株高72.3-87.7 cm,主茎平均节间长度为7.15-7.20 cm,中上部节间较长;盛花期至盛铃后期叶面积指数在冠层上、中、下3层的分布比例为1﹕1﹕1,上部叶片的叶倾角为48.8-53.8、中部41.0-49.3、下部30.1-40.1,叶片群体光合速率上、中、下层的分布比例为1.5﹕1.5﹕1;至吐絮期,冠层上部的叶面积指数维持在0.95-1.76,叶片群体光合速率为8.1-13.2 μmol•m-2•s-1,占叶片总群体光合速率的45.9%-59.8%;植株上、中、下部结铃数的比例为1.8﹕1.2﹕1,冠层上层铃数较多,铃库所占比例大。【结论】超高产棉花形成的生理基础在于,盛花期至盛铃后期主茎中上部节间长,叶层间隙及叶倾角大,中下部叶面积指数分布比例高,叶片群体光合速率高且在冠层垂直方向呈均匀分布;吐絮期上层叶面积指数和叶片群体光合速率下降缓慢,棉铃空间分布与叶片群体光合速率的空间分布相吻合,叶铃关系协调。     

不同株型玉米光截获模拟研究

作物的高产与本身的结构有着十分密切的关系,玉米的叶倾角对玉米产量及品质起着决定作用。通过将一维辐射传输模型(考虑不同叶倾角)与农田生态系统模型相结合研究不同株型玉米的光截获量和冠层有效辐射,分析比较了不同株型(叶倾角)玉米截获辐射与光能利用的关系。结果表明:在叶面积指数较低时,偏平伸型植株截获的总光合有效辐射大于偏直立型;在叶面积指数较高时,不同株型玉米截获的总光合有效辐射差别不大。对于玉米的整个冠层结构而言,1～2层偏平伸型植株截获的光合有效辐射大于偏直立型;3～4层2种株型截获的光合有效辐射差别不大;5～10层偏直立型植株截获的光合有效辐射大于偏平伸型。     

种植密度对玉米-大豆带状间作下大豆光合、产量及茎秆抗倒的影响

【目的】阐明玉米-大豆带状间作下大豆植株冠层在不同种植密度下的光环境变化规律,明确种植密度对间作大豆叶片光合特性、产量形成及茎秆抗倒的影响,为构建寡日照地区间作大豆合理群体密度提供理论参考。【方法】本研究以大豆（川豆-16）和玉米（正红-505）为试验材料。采用双因素随机区组设计,主因素为种植方式,设玉米-大豆带状间作和大豆带状单作2个水平,副因素为大豆的3个种植密度（PD1=17株/m²,PD2=20株/m²,PD3=25株/m²),研究种植密度对间作大豆冠层内部光环境变化、叶片光合特性、植株生长动态、田间倒伏率及产量构成等的影响。【结果】2年结果表明,在玉米-大豆带状间作系统中,大豆生长中后期受高位作物玉米遮荫和自荫性增加的影响,其植株群体冠层内部的光合有效辐射（PAR）、叶面积指数（LAI）、叶片光合能力、分枝数及产量显著降低,但受玉米影响的程度因大豆种植密度的不同而不同。在间作模式下,PD1和PD2处理的大豆植株群体冠层光合有效辐射比PD3处理分别增加了45.4%和24.8%,净光合速率分别增加了46.1%和12.3%,单株有效荚数分别增加了53.2%和27.2%,单株分枝数分别增加了270.4%和140.9%,田间倒伏率分别降低了50.3%和19.3%。相关性分析发现,间作大豆的田间倒伏率与冠层内部光合有效辐射、叶片净光合速率、茎秆抗折力、茎叶干物质比、单株分枝数及单株有效荚数呈显著负相关,与株高、叶面积指数和单株无效荚数呈显著正相关。【结论】在玉米-大豆带状间作模式下,20株/m²的大豆密度（PD2）有利于创造良好的群体冠层内部光环境,降低植株田间大豆倒伏率,增加光合产物积累,从而提高大豆产量。     

新疆杂交棉超高产冠层结构特征及群体光合性能研究

在田间自然条件下,以标杂A1为研究对象,测定了超高产条件下杂交棉冠层不同层次的叶面积配置、叶倾角变化和光分布等冠层结构特性,以及不同层次叶片叶绿素SPAD值、光合速率和光合物质累积与分配等物质生产特征。结果表明,超高产条件下标杂A1叶面积指数高,冠层中部有较好的透光性,底部漏光损失较小,群体光分布较均匀。棉花初花期至盛花期,同一品种不同产量水平条件下相同部位叶片叶绿素SPAD值无明显差异,但产量水平高的棉田植株中下部叶片净光合速率较高;不同类型品种间表现为,标杂A1各层叶片叶绿素SPAD值均高于常规棉品种,但单叶净光合速率无明显优势。盛铃期至吐絮期,产量水平高的棉田叶片叶绿素SPAD值和净光合速率下降缓慢;杂交棉品种两者均高于常规棉品种。标杂A1超高产条件下植株中下部叶片对总光合的贡献高于一般高产棉花,且盛铃后期茎和铃等非叶绿色器官仍保持较高光合速率,而一般高产棉花已表现为呼吸消耗。超高产标杂A1总干物质积累高,且主要集中于中上部,叶片与籽棉干重在各层次分布比例相近,与其光分布相适应,有利于光能的有效利用。     

Some Eco-Physiological Characteristics at R4-R5 Stage in Relation to Soybean Yield Differing in Maturities

Digital plant canopy imager and photosynthesis analyzer system were used to analyze the characteristics of canopy structure, photosynthetic physiology and micro-environmental factors at R4-R5 stage in different yielding soybean cultivars or lines with different maturities. The results showed that the common characteristics of high yielding soybean cultivars were high LAI, uniform foliage distribution in all horizontal directions, less variance of photosynthetic rate between top and bottom leaves in canopy and relatively higher photosynthetic rate of the whole canopy. All these characters combined in all resulted in higher canopy photosynthetic productivity, and pod number, seed number and seed weight per plant, especially pod and seed number in top and middle canopy were increased. The characters of high yielding canopy varied among maturities. Light interception was more important to early cultivars. Less foliage inclination angle was benefit to intercept more solar energy during yield formation. As late soybean cultivars had a more closure canopy and higher LAI, greater foliage inclination angle in all layers of high yielding canopy made more solar radiation penetrate into canopy, which was beneficial to yield formation.     

不同密度对新疆高产棉花冠层结构光合特性和产量形成的影响

研究了北疆棉区推广棉种新陆早 10号与新陆早 12号在不同种植密度条件下冠层结构特征和光合特性的差异 ,得出高密度植棉理论密度 2 2 5 0 0 0株 /hm2 是较为适宜的种植密度。研究结果显示 ,群体密度过高或过低都不利于形成理想群体冠层和获得高产。 2品种相比 ,新陆早 10号较新陆早 12号对高密度反应敏感 ,高密种植可获得较高产量。因此在高密条件下选择新陆早 10号 ,中高密条件下选择新陆早 12号栽培种植较为适宜。叶面积指数升高 ,叶片平均倾斜角度减小 ,群体散射辐射透过系数和群体直射辐射透过系数降低 ,对光能的截获率增加 ,由此得出了不同品种对种植密度的反应表现及理想群体冠层结构的合理指标 ,为增加棉花产量提供了理论依据     

不同育成年代大豆品种光合速率及农艺性状分析

为筛选出具有高光效和农艺性状优良的大豆种质资源,对黑龙江省和吉林省育成的140份大豆品种进行了光合速率和农艺性状的变化分析。结果表明:随着年代的推移,不同年代品种在始荚期(R3)、始粒期(R5)、鼓粒期(R6)3个时期光合速率平均值呈递增趋势;各熟期组间光合速率的平均值差异不显著,但熟期组内变异系数较大,说明可以从不同熟期组中筛选光合速率高的材料作为高光效、高产优异的品种资源利用,例如:黑河27、黑河38和黑农41等品种;生育日数有缩短趋势;株高和主茎节数有增加趋势;单株荚数、单株粒重和百粒重随年代递增,是产量随年代增加的主要因素。     

黄淮海地区大豆产量及其稳定性评价

【目的】解析黄淮海地区大豆育成品种产量构成因素对产量的贡献及其品种与环境的互作,鉴定代表性品种高产与稳产性,为黄淮海大豆育成品种在生产及育种中的有效利用提供理论依据。【方法】利用能够直观分析农作物双向数据的GGE（genotype + genotype-by-environment interaction）双标图,根据GGE中的“环境之间的关系”（“environmental vector” view）、“哪个赢在哪里”（“which-won-where” view）及“高产性和稳产性”（“mean VS stability” view）分析参试品种的高产特性与不同年份试验的代表性,解析黄淮海区域有代表性的94个夏大豆品种在2008—2010年份的产量与产量组成因子。【结果】不同年份相同区域的试验品种表现差异很大,品种与环境存在互作。单株粒重、单株粒数、单株荚数、百粒重是产量的主要贡献性状,其中,影响产量最重要的因素是单株粒重。三年中,受不同年度环境影响较小、稳产性较好且高产的品种有冀9号-3L-2、冀豆17、徐豆10号、中作00-484和7651-1。【结论】在产量构成因素中,对产量影响的最重要因子是单株粒重,其次为单株粒数、单株荚数和百粒重;相同区域不同年份间品种产量差异较大,品种与环境之间存在互作。     

不同生育期大豆的农艺性状遗传参数分析

笔者对377份不同生育期的大豆品种与主要农艺性状的遗传参数进行了研究。结果表明:(1)在选育新品种时,若以全生育期、荚长、单株荚数、单株粒数进行选择可望获得早熟、高产新品种;若以荚长、荚宽进行间接选择可望获得大粒新品种。(2)不同生育期类型各品种间产量构成因素均达极显著水平,早熟品种的单株荚数、单株粒数、单株产量、百粒重的处理间达极显著水平。(3)早熟品种的茎粗、全生育期的变异系数最大;中熟品种的株高、结荚高度、单株荚数、单株粒数、单株产量的变异系数最大;晚熟品种荚长、荚宽、百粒重的变异系数最大。(4)单株荚数、单株粒数的遗传力较低,而遗传进度较高;百粒重、单株产量的遗传力较高,遗传进度较低。     

基于测土配方施肥（TRPF）系统处理的大豆灰色关联度分析

为验证三江平原测土配方施肥TRPF系统在大豆施肥技术上的效果,在田间设置肥料效应试验,应用灰色关联度和方差分析法,对2012年不同施肥量大豆6个主要性状的表现进行了综合分析,为系统的下一步升级做准备.结果表明：测土配方施肥处理（T4处理）的产量,节数、分枝数、单株有效荚数、单株粒数及单株粒重表现最好,与其他处理之间均存在着显著或极显著差异,并且测土配方施肥处理产量最高,与对照相比增产30.32％;常规施肥增产14.73％;低肥处理增产8.43％;高肥处理增产2.17％.关联度分析表明,不同施肥处理大豆的6个性状的关联序表现为,单株荚数＞单株粒重＞单株粒数＞节数＞株高＞分枝数.因此在测土配方施肥的基础上,可以选用多荚型（或多粒型）品种,来提高品种的产量潜力.     

极早熟区大豆冠层受光量及其对产量的影响

2015-2016年对黑河市九三管理局30年气象要素及大豆品种黑河43在覆膜、不同密度等级和化控处理下全生育期产量和鼓粒期的冠层结构、受光量和光分布特征进行测量分析。两年实验结果表明：2015年降雨较多,产量增长;2016年7~8月降雨量极少,干旱胁迫严重影响植株生长发育,叶面积指数小、受光量小,产量减产;光在冠层内分布呈线性变化,主要集中在大豆冠层顶部;单位土地面积受光量与单位叶面积受光量、单株叶片数、叶面积指数、单叶面积均呈显著正相关关系,说明冠层结构是影响冠层受光量的主要因素,叶面积指数越大,单叶面积越大,单位土地面积受光量越多,大豆百粒重及产量均与单位叶面积受光量呈正相关关系,与单位土地面积受光量呈显著正相关关系,表示在黑河地区大豆受光量对大豆生长发育和产量增长具有重要影响;覆膜及D2密度（48万粒/hm2）处理下受光量最高,产量最高。因此增密与覆膜结合,调整植株冠层结构,保证植株生长发育,提高叶面积指数,充分利用当地光温水气候资源是进一步提高单产的途径。     

50年黑龙江省大豆遗传改良的产量及品质变化

本研究针对黑龙江省过去50年推广的大豆品种产量及品质变化进行研究。结果表明，品种推广年代与产量之间表现显著的线性回归关系，产量呈逐年增加的趋势，平均每年提高1．27％。产量的提高与英数、英粒数、粒数及收获指数密切相关，而与百粒重关系不大。经过50年的遗传改良，大豆蛋白质和脂肪含量变化不大，且品种间变异幅度较小。R2期（盛花期）叶氮含量、单株叶氮量、比叶氮及LAI（叶面积指数）与产量及品质关系不大，但此时期干物质重与产量里负相关关系，生育前期的干物质积累对产量的贡献不大。     

不同氮素水平对北疆高产杂交棉功能叶生理特性及产量的影响

【目的】结合北疆气候条件和植棉特点,研究不同氮肥用量对杂交棉叶片光合特性和产量的调节效应,探讨北疆杂交棉氮肥运筹措施,为杂交棉的高产栽培提供理论依据。【方法】以杂交棉标杂A_1为研究对象,通过设置不同用量氮肥处理,研究不同施氮量对杂交棉叶片光合速率、叶绿素含量、叶簇倾角、叶面积指数等指标变化的影响。【结果】随施氮量增加,杂交棉单株结铃数和单铃重呈现先增加后减少的趋势。在试验条件下,施氮量在374.7～375.6 kg/hm~2时,杂交棉籽棉产量达到最大。施氮量不足或过量,对叶片光合速率、叶绿素含量、叶簇倾角和叶面积指数均产生不同程度的影响,从而影响到光合物质的生产和转移,最终影响到产量。【结论】适宜的施氮量是杂交棉保持较高的光合速率、合理的叶簇倾角和叶面积指数,并获得高产的关键。