南疆杏棉复合系统条件下棉花冠层的光特性

为了探明杏棉复合系统条件下棉花冠层光合特性及遮荫对棉花产量的动态影响,以中棉43号为试材,研究了4种复合系统下棉花冠层光照强度、光合有效辐射(PAR)、叶面积指数(LAI)及产量构成要素。结果表明:宽幅棉花冠层光照强度、PAR、LAI优于窄幅棉花(即:6 m×4 m6 m×3 m4 m×2 m4 m×1.5 m),棉花冠层各光合指标在间作带中从东到西呈现出由小增大再减小的变化趋势;4种复合系统下棉花产量及主要生长指标有较大差异,其中各系统间籽棉产量、蕾铃脱落率、收获株数均达到极显著差异,6 m×4 m模式下平均籽棉产量达到6 092.59 kg/hm2,是4 m×1.5 m模式的3.1倍;各复合系统产值与单作田产值的大小表现为6 m×4 m6 m×3 mCK4 m×1.5 m4 m×2 m。     

滴灌量对北疆复播大豆生长、生理特征和产量的影响

在大田滴灌条件下,通过设置W_1(3 000 m3·hm~(~(-2)))、W_2(3 600 m3·hm~(~(-2)))、W_3(4 200 m3·hm~(-2))、W_4(4 800 m3·hm~(-2))4个灌溉量处理,研究了滴灌量对复播大豆叶面积指数(LAI)、叶绿素含量(SPAD值)、光合速率、蒸腾速率等光合参数、干物质积累及产量和水分利用效率的影响。结果表明,复播大豆的LAI、SPAD值在整个生育期内均表现为W_3W_4W_2W_1。从开花期至鼓粒期,叶片的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均随着滴灌量的增加呈现"先增后降",但叶片胞间CO2浓度(Ci)的变化却"先降后增"。全生育期单株干物质呈"S"形变化趋势;干物质最大积累速率(Vm)、快增期的持续时间(Δt)及干物质总量均以W_3处理最高。产量以W_3处理最高,为3 741.23 kg·hm~(-2),较W_1、W_2和W_4处理分别高出30.42%、13.98%和8.44%,差异达显著水平(P0.05)。灌溉水利用效率(IW_UE)在W_1、W_2、W_33个灌溉处理之间差异不显著,但均显著高于W_4处理。在本试验条件下,北疆复播大豆的最适滴灌量为4 200 m3·hm~(-2)。     

钾肥和密度对胡麻干物质及钾积累转运和产量的影响

采用田间试验,以陇亚杂1号胡麻品种为材料,研究了3个钾肥用量(K2O):0,45 kg·hm~(-2)和90 kg·hm~(-2)和3个密度水平:4.5×10~6,7.5×10~6株·hm~(-2)和10.5×10~6株·hm~(-2)对胡麻干物质和钾养分积累、转运、子粒产量以及子粒中钾积累量的影响。试验结果表明,钾肥和密度促进了胡麻干物质及钾养分的积累和转运,随施钾量和密度的增加,胡麻干物质和钾积累量增加,转运量升高,来自叶和蒴果皮及茎中干物质和钾对子粒的贡献率降低,子粒产量来自花后干物质积累量增加,子粒中钾来自花后钾积累的量增加。在施钾45 kg·hm~(-2),密度7.5×10~6株·hm~(-2)处理下,花前营养器官干物质和钾转运量最高,分别为1 183.56 kg·hm~(-2)和30.28 kg·hm~(-2),对子粒贡献率最低,分别为40.28%和58.72%,子粒产量和子粒钾最高,分别为2 938.33 kg·hm~(-2)和51.57 kg·hm~(-2),与不施钾,密度4.5×10~6株·hm~(-2)处理相比较,分别提高了44.32%和49.43%。在本试验区同等环境条件下种植胡麻,以施钾45kg·hm~(-2),密度7.5×10~6株·hm~(-2)为宜。     

北疆春播、麦后复播青贮玉米物质生产和温光生态效应利用的比较

以新玉15号为供试品种,研究了春播和麦后复播青贮玉米(复播1期,6月30日播种;复播2期,7月10日播种)在产量、干物质积累和光温气候资源利用等方面的差异。结果表明:春播、复播1期、复播2期的群体干物质产量分别为15 615、17 615、14 671 kg·hm-2,春播、复播1期、复播2期鲜重产量53 988、67 251、68 327 kg·hm-2;复播青贮玉米生育期明显缩短,光合有效辐射和≥10℃积温较春播少;复播1期苗期、穗期、灌浆期均处于最适温度范围之内;春播、复播1期、复播2期的LAI峰值为5.01、5.72、6.36,总光合势分别为2.45×106、2.84×106、3.37×106m2·d-1·hm-2。复播青贮玉米的产量潜力主要在于大口期之前生育期优越的光温资源条件,且大口期之前干物质积累速率较春播快。     

不同耕作方式对夏大豆干物质生产及土壤水分的影响

为探究北疆伊犁河谷滴灌条件下不同耕作方式对复播大豆干物质生产及土壤水分的影响,于2013、2014年连续两年进行了复播大豆翻耕覆膜(TP)、翻耕(T)、旋耕(RT)和免耕(NT)4种不同耕作方式的田间试验。结果表明:不同耕作方式对复播大豆土壤含水量、叶面积指数(LAI)和各组织(茎、叶、叶柄、荚、粒)干物质积累量、产量均有显著影响,且两年各处理平均值基本表现为TPTRTNT。其中,TP处理土壤含水量均值达18.64%,比T、RT、NT处理高出5.39%、7.67%、12.31%;LAI及干物质积累量均随生育进程推进表现出先升后降的变化趋势,且TP处理两年的全生育期LAI与单株干物质积累量的均值分别高出NT处理55.68%和58.67%,均达显著差异水平(P0.05)。此外,TP处理单株荚数、单株粒数、百粒重两年平均值也分别高于NT处理的50.28%、48.10%、11.77%,其产量最高达2 082.69 kg·hm~(-2),比产量最低的NT处理增产20.82%。在滴灌条件下,与T、RT和NT处理相比,TP可增大复播大豆群体叶面积指数,促进植株光合产物的积累,提高各器官干物质积累量,进而增大单株干物质积累量,达到增产。因此,滴灌条件下翻耕覆膜方式是较为适宜北疆伊犁河谷复播大豆的高产耕作方式。     

不同滴灌量下冬小麦耗水特性及干物质积累分配研究

在2013—2014年、2014—2015年田间试验研究了W1(2 550、2 325 m3·hm~(-2)),W2(3 450、3 000 m3·hm~(-2)),W3(4 350、3 675 m3·hm~(-2)),W4(5 250、4 350 m3·hm~(-2))4种滴水量处理对0~140 cm土层含水量及小麦叶面积指数、光合势、干物质积累分配、水分利用效率及产量等的影响。结果表明,拔节至灌浆期间,在每次滴水225~900 m3·hm~(-2)的范围内,增加滴水量主要直接增加0~60 cm土层含水量,间接减少60~140 cm土层储水消耗量,W4土壤储水消耗较W1减少50%左右;增加拔节至成熟期间冬小麦群体叶面积指数、光合势;增加干物质积累量和花后光合产物对子粒的贡献率,降低花前营养器官贮藏物向子粒的转移量、转移率和其对子粒的贡献率,增加产量、降低灌溉水利用效率。总滴水量大于3 675 m3·hm~(-2)(其中,拔节至灌浆期间的滴水量大于2 700 m3·hm~(-2))增产不显著,并且大幅度降低灌溉水利用效率。降水量对冬小麦产量形成影响很小,灌水量对小麦产量和水分利用效率起决定性作用;北疆冬小麦全生育期适宜总滴水量为3 450~3 675 m3·hm~(-2)(其中,拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期各450~675 m3·hm~(-2)),可以获得的产量是6 737.4~8 604.1 kg·hm~(-2)。     

限量灌溉和施磷对冬小麦生长及水分利用的影响

在大田条件下研究了不同灌水和施磷组合对冬小麦生长及水分利用的影响。结果表明:灌水和施磷均可提高冬小麦的株高、生物量、产量及其产量构成。在不同水分条件下,冬小麦的株高随灌水量的增加而增加,水分对冬小麦的产量和千粒重的影响达到显著水平,而不同水分条件对穗长、穗重和穗粒数没有显著影响。在不同施磷处理下,随着施磷量的增加,分蘖数、穗数、千粒重、产量及其灌溉水利用效率有显著增加,但施磷对株高没有显著影响。本试验条件下,施磷量120 kg/hm2时,株高、干物质及其产量达到最大,当施磷量超过120 kg/hm2时,相关物质生产指标呈下降的趋势;灌水量为180 mm与施磷肥量为120 kg/hm2是冬小麦干物质积累和产量的最优组合。     

SUNSCAN冠层分析系统在农田生态系统观测中的应用

在夏玉米实验田对英国Delta公司生产的SUNSCAN冠层分析系统进行了实地验证,观察其对冠层上下PAR、LAI等生态指标的观测状况。结果表明:该系统可同步实现冠层顶部入射PAR、冠层底的TPAR、LAI及入射PAR中散射辐射占的比例等多项生态指标的测量,克服了以往仪器观测的繁琐及时间上的不同步性,其中对LAI的多样本无损伤性观测较传统方法更具有代表性;自动记录观测具有动态监测太阳总辐射的日变化功能,该系统最佳观测时段是上午9∶00～11∶00和下午13∶00～15∶00。SUNSCAN冠层分析系统是一种高效、轻便的测量工具,具有较大的应用潜力。     

绿洲生态条件下氮磷肥配施对冬小麦干物质分配及产量的影响

在西北绿洲生态条件下,设165 kg·hm-2(N1),225 kg·hm-2(N2)两个氮素(纯氮)水平和105 kg·hm-2(P1)、165 kg·hm-2(P2)两个磷素(P2O5)水平共4个处理,研究了氮磷配施对冬小麦产量及干物质积累及分配、灌浆特性的影响。结果表明:N2P1、N2P2具有较高的籽粒产量,分别为7 644.73、7 686.25 kg·hm-2,同时,水分利用效率(WUE)也较高,分别为11.67、11.49 kg·hm-2·mm-1;千粒重和穗粒数随施氮量增加而提高,磷对籽粒产量构成要素影响不显著;氮、氮和磷互作对籽粒平均灌浆速率(V)、最大灌浆速率(Vmax)、有效灌浆持续期粒重增加值(Ws)和有效灌浆持续期灌浆速率(Vs)均有显著影响,但影响籽粒重量的主要因素是Vmax;氮、磷及氮和磷互作对不同器官干物质积累及其分配影响在不同生育时期表现不一。     

活性制剂对冬小麦光合特性及产量的影响

通过田间试验,在冬小麦开花前叶面喷施多功能抗蒸腾剂(FA)和自主研发的多糖类活性制剂(GR),比较研究其对冬小麦叶绿素含量、光合蒸腾特性、干物质积累与分配、水分利用及产量的影响。结果表明,喷施制剂17 d后,冬小麦旗叶总叶绿素含量和光合速率较对照增加了5.0%~9.1%和33.1%~56.7%;FA和GR促使收获期小麦茎叶干物质重显著提高了23.5%和16.0%,同时,FA使冬小麦穗干重和总干物质累积量也显著增加了30.2%和22.0%;喷施FA和GR后,小麦产量比对照提高了7.1%和5.1%。分析认为增产与两种生化制剂促进冬小麦叶绿素合成,提高光合潜能,以及有效调控植株体内干物质分配有关。     

喷灌与地面灌溉冬小麦干物质积累、分配和运转的比较研究

以中优9507为材料,采用大田试验的方法,研究了喷灌和地面灌溉条件下冬小麦干物质积累、分配和运转状况。试验结果表明:与对照地面灌溉相比,在冬小麦生长的中前期(分蘖期～拔节期),喷灌条件下冬小麦地上部干物质总量较小,但是在冬小麦生长的中后期(抽穗期～成熟期),喷灌有利于植株对干物质的积累,其干物质总量明显高于地面灌溉条件下;在抽穗前,喷灌和地面灌溉条件下各器官干物质的分配率差异不显著,在抽穗后的灌浆期,喷灌条件下叶片、籽粒中的干物质分配率提高,其茎鞘的干物质分配率则降低;喷灌条件下叶片、颖壳、茎鞘贮藏物质的转化率均低于地面灌溉,其抽穗后生产的干物质对籽粒的贡献率较地面灌溉显著提高;喷灌条件下冬小麦的结实率、千粒重、产量分别较地面灌溉提高了5.9%1、.23 g、491.4 kg/hm2,差异在处理间均显著;喷灌条件下冬小麦的耗水量小于地面灌溉,水分利用效率高于地面灌溉。     

冬小麦冠层截留及其消散过程

采用擦拭法测定冬小麦不同生育时期的冠层截留。研究发现冬小麦最大冠层截留量为1mm,发生在抽穗开花期,也是叶面积指数最大值时期。在冬小麦生长前期,冠层截留随着叶面积指数的增大而增大,后期冠层截留随着叶面积指数的减少而减少。冠层截留消散过程主要受空气温度和湿度等气象要素的影响,温度越高、相对湿度越低,冠层截留消散的越快;温度越低、相对湿度越高,冠层截留消散的越慢。冠层截留消散过程还受小麦水量的影响,在喷灌刚结束时,小麦植株上的水分多,冠层截留消散的较快,随着水分的蒸发,冠层截留消散的速度减慢。     

玉米秸秆还田对冬小麦产量和不同生育期土壤硝态氮累积量的影响

以田间试验方法研究了玉米秸秆还田配施氮肥对后茬冬小麦产量和小麦生育期土壤硝态氮累积量的影响。试验采用裂区设计,主处理包括玉米秸秆还田(S1)和不还田(S0)2个处理,副处理为5个不同施氮水平,分别为0、84、168、252 kg·hm~(-2)和336 kg·hm~(-2)。结果表明,施氮量较低时(分别低于99 kg·hm~(-2)和79 kg·hm~(-2)时),秸秆还田处理小麦产量低于秸秆不还田处理,施氮量较高时则相反;两条氮肥肥效曲线呈相交规律。施氮252 kg·hm~(-2)时,秸秆还田处理分别增产9.5%和2.1%,施氮336 kg·hm~(-2)时,秸秆还田处理分别增产7.0%和5.6%。冬小麦冬前分蘖期土壤硝态氮主要累积在0~40 cm土层;施氮量高于84 kg·hm~(-2)时,秸秆还田处理硝态氮累积量有高于相同施氮量下不还田处理的趋势,其中0~20 cm土层N336+秸秆还田处理硝态氮累积量比不还田处理提高25%(武功试验地)。冬小麦返青期土壤硝态氮较冬前分蘖期大幅降低,此期秸秆还田处理0~20 cm土层硝态氮累积量有低于秸秆不还田处理的趋势。周至县连续三年田间试验结果表明,秸秆还田处理冬小麦收获期土壤硝态氮累积量有高于秸秆不还田处理的趋势,不施氮肥处理0~1 m土层秸秆还田比不还田处理累积量显著提高43.4%。秸秆还田对冬小麦产量和土壤硝态氮累积量的影响与施氮量有关,施氮量较低时秸秆还田条件下冬小麦返青期土壤硝态氮含量较低,引起作物速效氮供应的短期(返青期追施氮肥前)缺乏,影响小麦生长,进而导致小麦减产。连续秸秆还田处理有利于小麦收获期2 m土壤硝态氮累积,减少向下淋溶。     

华北地区冬小麦生产潜力数值模拟及其自然正交分析

利用自然正交分解(EOF)对由机理性作物生长模型模拟的华北地区冬小麦的光温和气候生产潜力结果进行了分析,揭示生产潜力在时空上的分异规律。首先在中国科学院禹城综合试验站进行了冬小麦田间试验,测定了冬小麦生理生态及干物质积累过程等试验数据。根据试验数据对WOFOST模型进行了改进,获取了相关模型参数并对模型进行了充分验证,验证结果表明模型可以较好地模拟冬小麦生长过程。随后利用验证后的WOFOST模型模拟了华北地区42个站点1961—2006年冬小麦的光温生产潜力和气候生产潜力,并对其进行EOF分析。结果表明华北地区光温生产潜力呈东北高西南低的变化趋势,气候生产潜力大致呈南高北低的趋势,该结果与以往研究结果较为一致。EOF分析则表明,影响光温生产潜力最重要的因子是辐射,其次是温度。影响气候生产潜力最重要的是降水,其次是该区域光温条件的综合效应。     

施磷量对旱地小麦氮磷钾和干物质积累及产量的影响

针对目前农业生产中存在的施肥增产效应下降问题,研究了磷肥用量对冬小麦养分、氮磷钾和干物质积累及产量的影响,以期为高产高效施肥提供依据.在黄土高原旱地进行田间试验,设不施磷,施磷P2O5 50kg/hm2(不足)、P2O5 100 kg/hm2(适量)和P2O5 150 kg/hm2(高量)4个水平,在不同生长期采样测定...     

金诺丰叶面肥对旱地冬小麦陕农981旗叶光合和灌浆特性及产量的影响

以冬小麦陕农981为材料,采用单因素随机区组设计,研究了不同时期喷施叶面肥金诺丰对陕农981灌浆期旗叶光合特性、籽粒灌浆特性和产量的影响.结果表明:金诺丰能够提高小麦灌浆期旗叶的光合速率和籽粒灌浆速率,分别较对照提高14.5%和10.7%;增加籽粒干物质的积累量,较对照增加2.6%;产量构成三要素都有不同程度提高,成穗数、穗粒数、千粒重分别平均提高8.0%、7.5%和2.6%.不同时期喷施对产量的影响大小依次是拔节期＞开花期＞灌浆期＞分蘖期＞返青期.     

水氮耦合对滴灌复播大豆干物质积累氮素吸收及产量的影响

为探明不同水氮组合对复播大豆干物质积累、氮素吸收及产量的影响,于2013年7—10月在新疆伊宁县进行了不同滴灌量与施氮量的裂区田间试验。滴灌量为主因子,分设3 000 m3·hm-2(W1)、3 600 m3·hm-2(W2)、4 200 m3·hm-2(W3)、4 800 m3·hm-2(W4)四个灌水梯度;施氮量为副因子,设0 kg·hm-2(N0)、150 kg·hm-2(N1)、300 kg·hm-2(N2)三个水平。结果表明:同一施氮量条件下,随着滴灌量的增加各施氮处理干物质积累平均速率、干物质积累持续时间及氮素吸收量基本表现为"先增后降"的趋势,且均在W3处理(4 200 m3·hm-2)达到最大;在低水量(W1)条件下增加氮肥的投入,有利于增加复播大豆干物质积累,提高复播大豆氮素吸收量,进而提高复播大豆产量,但降低了氮素籽粒生产效率;水分充足时适量增施氮肥能促进大豆干物质的积累,增加植株氮素的吸收量,增加氮素籽粒生产效率,而过量追施氮肥,阻碍根系吸收氮素进入植株体内,降低氮素的利用效率,且W3N1组合条件下,干物质积累量、植株氮素吸收量、产量均达到最大,产量达到3 741.23 kg·hm-2,分别比低水低肥处理(W1N0)、高水高肥处理(W4N2)增加了54.30%、17.02%。     

不同旱地春小麦新品种（系）干物质积累和产量形成的特点

为了探明不同旱地春小麦新品种(系)干物质积累与分配规律及其产量形成特点,以2016年甘肃省春小麦区域试验中07001-2-5、06044-3-7-12、06004-5-3、06005-4-1、04013-1-3-5、甘春25号和西旱2号等7个参试品种(系)为材料,研究和比较了不同春小麦新品种(系)干物质积累运转及产量形成的规律。结果表明:随着生育进程的推进,不同春小麦新品种(系)的叶面积指数在抽穗期达到峰值。小麦成熟期的干物质积累量和籽粒干物质分配量均以06044-3-7-12最大,明显较对照西旱2号高10.08%和12.84%。干物质分配比例籽粒茎秆+叶鞘+叶片穗轴+颖壳。甘春25号、06044-3-7-12和06004-5-3花后干物质积累量分别较对照显著高出33.39%、24.46%和14.37%。花后干物质同化量对籽粒的贡献率占到72.84%～83.60%,其中甘春25号最高,较西旱2号显著高出4.43%。不同旱地春小麦新品种(系)的籽粒千粒重和产量均以甘春25号最高,其次是新品系06044-3-7-12,分别比西旱2号增产6.15%和3.17%,差异显著。可见,在本试验条件下,各小麦干物质积累量在籽粒中的分配比例最高;花后干物质积累量和对籽粒的贡献率均高于花前。其中,甘春25号花后干物质积累量显著高于其它新品种(系),对籽粒的贡献率较其它品种(系)高出2.89%～29.38%,千粒重和籽粒产量显著高于其它新品种(系)。