玉米/豆科间作种植模式对作物干物质积累、分配及产量的影响

【目的】为探明玉米/豆科间作种植模式中作物的干物质积累与分配规律及种间竞争关系,揭示玉米/豆科间作体系的增产效应。【方法】通过田间试验,设置玉米单作(MM)、大豆单作(SS)、玉米/大豆间作(MS)、花生单作(PP)、玉米/花生间作(MP)等5种种植模式,研究了作物的干物质积累分配和种间竞争强弱及其对作物产量的影响。【结果】间作降低作物各生育时期的干物质积累量。玉米干物质积累量为MS处理显著低于MP处理,物质分配比例为吐丝期之前茎秆分配比例增加,吐丝期后穗分配比例增加,且MS处理显著高于MP处理。间作大豆、花生的干物质分配比例,大豆鼓粒期或花生饱果期之前为茎、叶高,之后为荚果高。MS和MP处理的玉米显著减产10.4%、18.5%;大豆和花生显著减产8.4%和48.7%。MS和MP的土地当量比(LER)分别为1.81、1.33,且MS比MP的系统产量高13.6%。玉米对大豆的种间竞争力(Ams0)和产量的营养竞争比率(CRms1)较弱,而对花生则表现为竞争能力较强(Ams0,CRms1)。【结果】间作种植模式可通过影响作物干物质积累量和分配比例及种间竞争关系影响作物产量构成因子,从而影响作物产量。两种间作种植模式相比,玉米大豆间作比玉米花生间作的增产效应高。     

甜瓜生长发育与糖组分梯度积累动态研究

为探索甜瓜发育过程中生长模式、果实糖分积累与梯度分布的情况,在新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所甜瓜基地进行小区试验,以甜瓜品种西州密25号为研究对象,测定其不同生长期果实纵横径、糖分积累的变化规律。结果表明:甜瓜果实纵、横径、单果质量都是单"S"型生长曲线,生长发育前期增长相对较慢,随后迅速生长,后期生长缓慢趋于平缓;果实发育早期葡萄糖、果糖迅速积累,蔗糖含量几乎检测不到,然而甜瓜网纹期至成熟期蔗糖迅速积累。果实成熟期检测的糖分梯度变化为蒂部果肉葡萄糖含量蔗糖含量果糖含量,脐部果肉与中部果肉蔗糖含量葡萄糖含量果糖含量。     

稻米镉关键积累时期研究

探明水稻不同生育期镉积累特征对于稻米安全生产具有重要的科学价值与现实意义,本研究采用水培试验方法,于水稻不同生育期分阶段添加外源镉,分析水稻不同生育期低浓度镉（50 μg·L^-1）胁迫下水稻每个生育期、主要部位镉含量及其内在关联。抽穗期阶段镉胁迫对水稻籽粒镉积累速率影响最为明显,最高达到 3.41 μg·蔸^-1·d^-1。孕穗期和抽穗期阶段镉胁迫对稻米镉积累量贡献率较高,中嘉早 17 号分别为 40.51%、31.66%,湘晚籼 13 号分别为 37.97%、35.46%。研究表明,孕穗期、抽穗期是控制镉米形成的关键时期,本结果可为镉超标稻田的安全生产及阻控米镉积累提供支持和科学指导。     

镉处理对水稻镉安全材料的镉积累及转移特性的影响

采用土培试验,以前期筛选出的水稻Cd安全材料D62B为试验材料,普通材料Luhui17为对照材料,研究水稻Cd安全材料对Cd的转移特性以及不同叶位对Cd的积累差异。结果表明:在不同Cd处理浓度下,D62B生长受到了一定程度的抑制,且各器官生物量均随Cd处理浓度的增加而显著降低。在分蘖期、抽穗期和成熟期,当Cd处理浓度为8 mg·kg~(-1)时,D62B生物量分别较1mg·kg~(-1)Cd处理降低了43.74%、45.72%和40.24%。D62B地上部各器官Cd含量在不同生育期均显著低于Luhui17,且成熟期穗部Cd含量仅为Luhui17的44.52%~54.59%;D62B根系对Cd的滞留率在不同生育期均大于Luhui17,茎叶-穗的转移系数显著低于Luhui17。抽穗期,D62B上部3片功能叶(简称3片功能叶)的Cd含量在不同Cd处理下均显著低于普通材料Luhui17,其积累量则在4 mg·kg~(-1)和8 mg·kg~(-1)Cd处理浓度下显著低于Luhui17,分别为Luhui17的72.10%和78.00%,且倒2叶Cd积累量差异最大。据此认为,D62B根系对Cd较强的固持作用以及抽穗期3片功能叶低Cd积累量是其籽粒Cd含量较低的主要因素之一,这为后期水稻Cd低积累品种的培育及推广应用提供理论依据。     

不同玉米(Zea mays)品种对镉锌积累与转运的差异研究

选取20个玉米(Zea mays)品种作试验材料,通过田间试验研究了镉-锌(Cd-Zn)复合胁迫下玉米的生长发育及其积累和转运Cd、Zn的差异,以期筛选出Cd、Zn低积累的玉米品种。结果表明,Cd-Zn复合胁迫下,玉米的株高、叶面积、生物量、产量以及玉米根、茎叶和籽粒中Cd、Zn含量在品种间均表现出显著差异。有2个品种籽粒的Cd含量超过国家食品卫生标准(≤0.2 mg·kg-1),13个品种茎叶的Cd含量超过国家饲料卫生标准(≤0.5 mg·kg-1),所有品种籽粒和茎叶的Zn含量均符合国家食品卫生标准(≤50mg·kg-1);有7个品种的Cd富集系数1,13个品种茎叶转运系数1,所有品种籽粒转运系数均1;20个玉米品种Zn的富集系数均1,有18个品种茎叶转运系数1,6个品种籽粒转运系数1。根据玉米生物量、产量、籽粒Cd和Zn含量、富集系数、转运系数等指标进行评价,认为红单6号、红育1号、云优78、平单2号、屏单2号5个品种可作为Cd低积累玉米品种,雅玉98可作为Zn低积累玉米品种,可分别在个旧地区Cd、Zn中、轻度污染土壤上推广种植。     

不同灌溉方式下设施土壤硝态氮的积累特征及其环境影响

以不同灌溉方式下设施土壤及番茄为研究对象,采用田间试验与室内分析相结合的方法,对连年采用沟灌、滴灌和渗灌灌溉方式的设施土壤硝态氮、全盐含量、pH及番茄果实硝酸盐含量、水分生产效率进行了研究。结果表明:三种灌溉方式土壤硝态氮、全盐含量均呈现出明显的表聚现象,0~20 cm土层范围内,滴灌处理硝态氮含量和全盐含量明显低于沟灌和渗灌处理;不同灌溉方式土壤的pH值均随着土层加深而升高,在0~30 cm土层范围,土壤pH值滴灌高于沟灌,沟灌高于渗灌。沟灌和渗灌番茄果实硝酸盐含量显著高于滴灌,沟灌和渗灌番茄果实硝酸盐含量差异不显著;渗灌和滴灌水分生产效率明显高于沟灌。土壤硝态氮含量与土壤pH值呈极显著负相关,与全盐含量呈极显著正相关。总之,设施土壤硝态氮积累与土壤全盐含量、pH值、番茄果实硝酸盐含量关系密切;与沟灌和渗灌相比,滴灌更有利于抑制土壤退化。     

降雨和施肥对秦岭北麓俞家河水质的影响

为了探讨小流域内种植业的施肥措施对流域内地面水质的影响机制,选取秦岭北麓的俞家河小流域为研究对象,设置8个覆盖整个流域特征的监测断面,并于该流域主要经济作物猕猴桃的3个典型施肥时期的不同降雨条件下对河流水质进行监测,分析水体中氮、磷和有机污染物含量的时空分布特征以及降雨和施肥对其产生的影响。结果表明:俞家河流域总氮浓度的变化范围是4.53~11.45 mg·L~(-1),平均值为6.51 mg·L~(-1);总磷平均浓度的变化范围是0.004~1.377 mg·L~(-1),平均值为0.312 mg·L~(-1);CODMn浓度的变化范围为0.89~11.23 mg·L~(-1),平均值为3.15 mg·L~(-1)。早春基肥期总氮平均负荷为227.03 g·d-1,流域负荷增加了73.34%;盛夏追肥期总磷平均负荷为11.36 g·d-1,流域负荷增加了117.36%。大雨时期总氮、总磷、COD_(Mn)负荷分别为228.10、9.94、174.53 g·d-1,对应增加的百分比为35.93%、84.31%、69.65%。水体总氮、总磷浓度与降雨密切相关,雨强越大,浓度和负荷增加越显著,雨强是造成该流域氮素流失的主要气象参数。早春基肥期果园施加氮肥是水体总氮的主要来源,盛夏追施肥会增加水体磷素污染风险,早春施肥期大雨后存在较高的COD_(Mn)污染风险,降雨和施肥的叠加效应是导致面源污染发生的主要因素。河流污染负荷较高的区域集中于中部,主要由两岸猕猴桃园施肥引起,居民的生活污染也有一定贡献。     

豆科和非固氮植物氮磷利用效率的比较研究

为深入理解物种养分利用策略,服务于农作物的施肥管理,选择固氮植物大豆及非固氮植物苋菜和稗草为研究对象,同时选择另一试验的苜蓿作为豆科植物的补充材料,利用温室施肥试验研究了固氮和非固氮植物氮(N)、磷(P)元素积累量与生长速率的关系以及NUE的差异。结果表明:豆科植物氮素利用效率在整个生育期显著低于非豆科植物;豆科植物苗期磷素利用效率高于其后几个时期。固氮植物中氮磷积累量每增加一倍对应的总生长速率平均增加0.5~0.7倍(大豆N:0.69,P:0.54;苜蓿N:0.52,P:0.53),显著低于非固氮植物总生长速率2~3倍的增加量(苋菜N:2.75,P:2.23;稗草N:2.87,P:2.10)。4种植物氮磷NUE的差异,体现了固氮与非固氮植物在其生活史中不同的养分利用和分配方式,及不同的环境养分适应策略,但差异背后的生理机制仍需进一步的研究。此外,若要提高化肥利用效率,应在豆科植物生长初期少施氮肥,增施磷肥。     

不同种植方式对糜子干物质积累及产量的影响

为明确种植方式对糜子产量的影响,以抗旱高产糜子品种‘陕糜1号’为材料,常规等行距条播为对照(CK),研究等行距穴播(CX)、宽窄行条播(KT)和宽窄行穴播(KX)3种不同种植方式对糜子地上部干物质积累、顶三叶叶绿素含量及产量的影响。结果表明,糜子抽穗后,不同种植方式的地上部分干物质积累量均呈现先上升后随植株衰老下降的趋势;叶片、叶鞘和茎秆干物质积累呈单峰变化趋势,在抽穗后14d达到最大值;籽粒随着生育期推进呈"S"型增长趋势;顶三叶叶绿素相对含量(SPAD值)在抽穗14d后总体呈下降趋势。CX、KT和KX 3种种植方式的干物质积累量、顶三叶叶绿素含量均显著高于CK;KX、KT 2种种植方式下的产量显著高于CX、CK,但CX与CK的产量差异不明显。综合分析显示,因地制宜选择宽窄行种植方式是糜子增产增效的关键栽培措施。     

不同氮肥模式对玉米干物质及产量的影响

为了给玉米节氮增效栽培模式的构建提供依据,以氮高效品种九玉1034为供试材料,德美亚1号为对照品种,统一底肥,设置3个追氮肥处理即0、300、600 kg/hm2,研究并探讨不同氮肥模式下2个玉米品种的产量及构成因子、干物质积累量。结果表明,随施氮量增加,2个玉米品种的产量、穗行数、行粒数、千粒重均增加且以追施氮肥600 kg/hm2处理最高。随追氮肥量的增加,2个玉米品种的干物质积累量呈上升趋势,追施氮肥600 kg/hm2处理条件下,2个玉米品种的干物质积累量和产量都达到最高,九玉1034的产量增长幅度较大,但德美亚1号在高氮条件下产量增长不明显,说明德美亚1号适宜在较贫瘠或施氮条件不良的土壤条件下种植,九玉1034在较肥沃的土壤条件下种植,才能够达到较高产量。