栽培密度对高产大豆根系生长及花荚形成的影响

为探明栽培密度对高产大豆根系生长和花荚形成的影响规律，田间试验设置21.0（D₁）、30.0（D₂）、48.0（D₃）×104株·hm^-2 3种栽培密度，研究了新大豆27号、新大豆8号在0~60 cm土层中根系生长、开花、结荚过程及产量的变化。结果表明，相对于D1，D2、D3密度下新大豆27号总根干重增加了23.68%、18.48%，总根长增加了9.33%、26.72%，新大豆8号总根干重增加了27.25%、19.71%，总根长增加了6.94%、30.80%，且增量以40~60 cm为主；增加至密度D₃时，新大豆27号开花和结荚高峰出现时间较D₁分别推迟了2、8 d，新大豆8号推迟了2、6 d，但二者单位面积的总花数、总荚数、总腔数和总粒数分别较D₁提高了51.92%、10.29%、7.66%、23.05%和49.47%、31.91%、35.40%、16.11%；总花数与始荚期根干重、根长度呈正相关关系，新大豆27号R²值分别为0.8477^*、0.9106^*，新大豆8号R²值分别为0.7531、0.9993^**；总腔数与始粒期根干重、根长度呈正相关关系，新大豆27号R²值分别为0.6954、0.9837^**，新大豆8号R²值分别为0.7902^*、0.9277^*；且根长度与总花数、总腔数的关系比根干重更密切。合理密植显著提高大豆籽粒产量，是密植促进了大豆根系生长，增加了单位面积总根长和深层根量，进而增加了单位面积花数、荚数、腔数和粒数的结果。     

高产春大豆干物质积累与花荚形成的关系研究

为探明高产春大豆花荚期干物质积累与花荚形成的关系,田间随机区组排列法研究10个高产大豆品种(系)的花期、花荚期干物质增量分别与开花数、成荚数、产量的关系。结果表明,产量在4 527.4～5 734.2 kg·hm~(-2)的范围内,花期干物质增量与产量相关不显著,花荚期干物质增量与产量呈极显著正相关,总花数、总荚数均与产量呈显著正相关;花期干物质增量与开花数呈二次曲线关系,Y_1=-0.050 3X■+42.285X_1-5 312.2,R~2=0.673 9~*;花荚期的干物质增量与成荚数呈线性关系,Y_2=0.090 4X_5+419.47,R~2=0.719 4~(**);开花期叶片干物质增量与开花数呈二次曲线关系,花荚期茎秆、叶片、叶柄干物质增量与成荚数均呈二次曲线关系。花期和花荚期过少或过多茎叶干物质积累量均不利于花、荚形成。花期茎叶稳健生长,荚期荚快速生长有利于增加开花数、成荚数。在花期、花荚期地上部干物质增量分别为4 373,7 801 kg·hm~(-2)、荚干重占33.8%,总花数为3 773.3×10~4朵·hm~(-2)、总荚数为1 127.3×10~4个·hm~(-2),产量可达5 734.2 kg·hm~(-2),其干物质成花效率、成荚效率依次为8.63朵·g~(-1)、1.45个·g~(-1)。     

施氮量对滴灌超高产春玉米根系时空分布及产量的影响

为探究不同施氮量对北疆滴灌超高产春玉米根系生长时空分布特征的影响,采用土壤剖面取样法大田研究了0、150、300、375和450 kg·hm~(-2)5个施氮水平对春玉米0~60 cm土层根系生长及产量的影响。结果表明,滴灌超高产春玉米根干重和根长度主要集中在0~20 cm土层,且生育期内表现为先升高而后降低变化,吐丝期达到峰值。增加施氮量显著提高各土层根干重密度和根长密度。大喇叭口期配合吐丝期施氮可明显延缓春玉米各土层根系衰老,特别是显著提高灌浆期20~60 cm土层根系活力。当施氮量在300 kg·hm~(-2)左右时,春玉米根系长势相对较好,此时农学利用率为13.8 kg·kg-1,籽粒产量为17 117 kg·hm~(-2),较缺氮处理增产32.10%。若继续增加施氮量,各土层根系参数表现为降低变化趋势,且增产不显著,农学效率明显降低。综合考虑,该地区春玉米获取超高产的适宜施氮量可确定为拔节期结合大喇叭口期配合吐丝期施氮300 kg·hm~(-2)。     

新疆高产春大豆鼓粒的粒位差异研究

为探明新疆高产春大豆鼓粒的粒位差异,明确粒重增加的规律,2015-2016年在田间研究了金元20、11-109、新大豆27和黑农61,4个中熟高产春大豆品种(系)主茎不同节组荚、同节异荚、三粒荚各粒的鼓粒进程及单粒重的变化规律。结果表明:不同品种(系)的主茎基部1~3节的荚最早开始鼓粒、鼓粒期最长、单粒重最低,顶部倒1~3节荚始粒期最晚、鼓粒期最短,单粒重介于基部1~3节与顶部倒4~6节之间,顶部倒4~6节荚的始粒期和鼓粒期介于基部1~3节与顶部倒1~3节之间,其单粒重最大。主茎荚始粒期、鼓粒期的差异随节位的差异而增大,节组间最大差异分别为9~24 d和6~15 d;同节位的大、中荚比小荚始粒期早、鼓粒期长、单粒重大;三粒荚各粒增重速度和单粒重均表现为中远近粒位;鼓粒进程及单粒重的差异表现为同株异节同节异荚同荚异粒。鼓粒过程对大豆产量的影响是通过影响单粒重实现的,鼓粒的粒位差异大,增加大豆单株鼓粒期,对高产有利。春大豆产量5 000~5 600 kg·hm-2的单株鼓粒期为45~60 d。     

施氮量对滴灌超高产春玉米光合特性、产量及氮肥利用效率的影响

在田间研究拔节期后5种施氮量处理对春玉米KWS2564吐丝后群体叶面积指数垂直分布、光合势、光合速率(穗位上第3片叶、穗位叶、穗位下第3片叶)、干物质积累、产量和氮肥利用效率的影响,揭示施氮量对滴灌超高产春玉米光合特性及氮肥利用效率的影响规律。结果表明,增施氮肥,主要增大棒3叶以下、棒3叶的叶面积指数,明显延缓吐丝后棒3叶以下叶片衰老,增加群体总光合势;增加吐丝后穗位上第3片叶、穗位叶、穗位下第3片叶的光合速率和气孔导度;增加干物质积累量和产量,降低氮肥利用效率和氮肥偏生产力。施氮量超过300 kg/hm2以上再增加施氮量,叶面积指数、光合速率、干物质和产量的增幅降低,降低氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力。适宜施氮量为300 kg/hm2左右,可获得17 002.6 kg/hm2产量,其吐丝期叶面积指数为6.62,总光合势为423.6 m2/(d·m2),氮肥农学利用效率为13.8 kg/kg。     

不同施氮量下春大豆根系生长与花荚形成的关系

为揭示不同施氮量下春大豆根系生长与花荚形成的关系,大田条件下系统研究了0,75,150,225 kg/hm~24种施氮量对大豆花、荚期0~80 cm土层根系生长和开花、结荚动态的影响,并分析了根系生长与花荚形成的关系。结果表明:施氮显著增加花荚期0~80 cm土层总根系干物质、总侧根长和总侧根表面积,且均以150 kg/hm~2处理增幅最大;施氮明显延长花期,显著增加单位面积总开花数,提高13~18节开花的比例;施氮明显推迟始荚期,延长结荚期,增加荚数和总腔数。花期根干质量、侧根长、侧根表面积的增量与花数呈显著正相关,相关系数分别为0.998**,0.912,0.870;花荚期根干质量、侧根长、侧根表面积的增量与荚数呈显著正相关,相关系数分别为0.856,0.963*,0.968*。花荚期适量施氮肥,能促进根系健壮生长,增加花、荚数,进而提高大豆产量。     

幼苗期不同节位摘心对高产春大豆根系生长和产量的影响

为揭示幼苗期不同节位摘心对高产春大豆根系生长和产量的影响规律,设置了覆膜条件下第一片复叶全展后子叶节摘心（SP₁）、真叶节摘心（TP₁）、复叶节摘心（CP₁）和不覆膜条件下于复叶节摘心（CP₂）4个处理,并设置了不摘心对照组(CK₁和CK₂),系统研究了2种模式下摘心后根系形态和根系活力时空分布特征以及产量构成。结果表明,与对照相比,不同摘心处理的总侧根干重和根系活力均显著增加,且复叶节摘心处理的根系增量高于子叶节摘心处理和真叶节摘心处理,覆膜摘心处理高于不覆膜摘心处理;0~20cm根系增量高于20~40cm根系增量;摘心后第60天（始粒期）CP₁处理的最大总侧根干重、总侧根长度和总侧根表面积分别较对照提高了57.48%、54.03%和55.43%,CP₂处理分别提高了17.95%、10.57%和11.22%,CP₁处理0~20cm和20~40cm根系活力分别较对照提高了29.28%和24.01%,CP₂处理分别提高了31.65%和9.50%;CP₁处理群体荚数和群体粒数分别较CK₁提高了22.05%和18.52%,CP₂处理分别较CK₂下降了1.71%和4.61%（P > 0.05）,但CP₁百粒重和籽粒产量分别较对照提高了4.88%和21.00%,CP₂处理分别提高了9.01%和3.98%。由此认为,复叶节摘心对高产春大豆根系生长、单株荚粒数、百粒重和籽粒产量均有显著促进作用,可以为大豆高产育种及冰雹灾后管理提供理论依据。     

幼苗期摘心对高产春大豆根系生长和产量的影响

试验以主茎型高产春大豆‘新大豆27号’为材料,分别在真叶期(TP)和第一复叶期(CP)摘心,同时设置15(D_1)、18(D_2)、21(D_3)、25(D_4)、30(D_5)万株·hm~(-2) 5个不同密度(复叶期)摘心试验,以此探究近代高产春大豆根系生长和产量对幼苗期摘心的响应规律。结果表明:CP处理总侧根干质量、总侧根长度和总侧根表面积均显著增加,盛荚期(峰值)较对照(CK_1)分别增加了18.66%、14.94%和17.49%,且0～20、20～40 cm和40～60 cm的根系活力分别提高了14.00%、15.43%和15.41%,而TP处理的根系活力则分别下降了8.46%、5.03%和4.82%;CP处理后单株荚数和单株粒数分别高于TP处理6.59%和4.37%,但分别低于对照14.00%和14.02%;TP和CP处理的百粒重分别较对照增加了10.08%和12.25%,TP处理减产5.16%(p0.05),CP处理减产2.64%(p0.05);降低摘心密度(D_3～D_1),则单株结荚节位数、单株荚数、单节荚数和单株粒数会显著增加,当密度下降30.62%(D_2)时群体荚数和群体粒数仅分别下降了2.37%和2.76%(p0.05),而百粒重和产量分别提升了8.92%和5.90%(p0.05),若继续降低密度产量则下降。CP处理减产不显著的主要原因是百粒重显著增加补偿了群体荚粒数的减少,而降低摘心密度D_2表现为增产,说明摘心对产量的补偿效应是分枝数增加导致单株荚数(粒数)和百粒重显著增加的结果。由此认为,第一复叶期摘心对高产春大豆产量形成有显著促进作用。     

密度对中熟春大豆冠层结构及光合特性的影响

为明确种植密度对滴灌中熟春大豆冠层结构及光合特性的影响规律。试验以中熟春大豆品种‘新大豆27号’和品系‘11-109’为试验材料,大田条件下设置18.0万株/hm~2(D_1)、28.5万株/hm~2(D_2)、36.0万株/hm~2(D_3)3个不同种植密度,并对其群体上、中、下3个冠层的叶面积指数(LAI)、叶绿素含量(SPAD值)、净光合速率(Pn)、干物质积累量及产量做了系统测定。结果表明,密度由D_1增加到D_2,叶面积指数、干物质积累量、产量均显著增加;密度由D2增至D3,叶面积指数继续增加,而干物质和产量不再继续增加;植株7节以下叶片的叶绿素含量和净光合速率明显降低,提高结荚节位,降低单株粒数、粒数和经济系数;‘新大豆27号’的叶面积指数、干物质积累、叶片光合速率等对密度的响应不如‘11-109’敏感。D_2是两品种(系)的适宜密度,‘新大豆27号’籽粒产量为5551.13 kg/hm~2,较‘11-109’高14.73%。超高产春大豆品种的冠层结构、光合特性及产量对密度的响应不如高产品种敏感。     

施氮量对滴灌高产春大豆根系生长及产量的影响

为揭示施氮量对滴灌高产春大豆根系生长及产量的影响规律,在田间滴灌条件下采用挖掘取样法研究了0 kg·hm~(-2)(N_0)、75 kg·hm~(-2)(N_(75))、150 kg·hm~(-2)(N_(150))、225 kg·hm~(-2)(N_(225))4种施氮量对新大豆27号0~80 cm土层根系干物质量、侧根长度、表面积、根系活性、伤流量、根瘤数、根瘤质量及产量的影响。结果表明:随着施氮量的增加,0~80 cm土层根系总干物质量、侧根总长度、侧根总表面积呈现先增后降的变化趋势,均以N_(150)处理最高,在R_5(始粒期)期分别较N_0增加27.3%、49.46%、38.14%,其中,0~20 cm土层分别较N_0增加27.0%、29.02%、34.24%;R_5期N_(150)单株伤流量较N_0增加176.0%,R_2(盛花期)期0~20、20~40 cm土层根系活力N_(150)分别较N_0增加44.3%、25.1%;R_5期N_(150)单位面积根瘤数及质量分别较N_0减少8.74%、34.6%;施氮可增加产量,以N_(150)产量最高,为4 889.62kg·hm~(-2),氮肥农学利用效率3.58 kg·kg~(-1)。施氮增加产量主要是促进0~20 cm土层根系生长,提高0~40 cm根系活力的结果。