关中地区大蒜临界氮浓度稀释曲线及验证

过量施氮是关中地区大蒜生产的突出问题。构建针对关中地区主栽大蒜品种的临界氮浓度稀释曲线模型,进行氮素营养诊断和调控,对大蒜减氮稳产十分必要。基于2 a的大田试验,选用关中地区2个代表性主栽大蒜品种(苍山和改良蒜),设置施氮水平0(N0)、60(N60)、120(N120)、180(N180)、240(N240)、300(N300)kg/hm2(基追比4:4:2),分析不同施氮水平对地上部干物质和植株氮浓度的影响,分别构建了2个品种大蒜的临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明:关中大蒜地上部临界氮浓度与最大干物质符合幂函数关系。使用基于临界氮浓度稀释曲线模型构建的氮营养指数模型对各处理氮素营养状况进行诊断,N240处理的氮营养指数接近于1,且可以获得最大的地上部干物质和相对产量。同时,氮营养指数与相对地上部干物质、相对产量的相关性均达到极显著水平。因此,240 kg/hm2可以作为关中地区大蒜施氮量的重要参考,该研究构建的大蒜临界氮浓度稀释曲线模型和氮营养指数模型对于大蒜的氮素营养诊断和精确施氮具有重要的意义。     

弱光条件下不同穗型小麦品种旗叶光合特性和抗氧化代谢

在大田试验条件下,比较了大穗穗型小麦品种泰农18和多穗型品种济南17的叶绿素含量、净光合速率(P_n)、可溶性蛋白和总糖含量、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量对不同程度弱光响应的差异,为黄淮麦区小麦高产稳产栽培及品种选用提供理论依据。从开花期至成熟期分别对两品种进行25%(S1)、50%(S2)和90%(S3)的弱光处理,以正常光照(S0)为对照。结果表明,S1和S2处理提高了小麦灌浆期内旗叶叶绿素含量和最大光化学效率(F_v/F_m),而S3处理提高了花后0~6 d旗叶叶绿素含量和F_v/F_m,之后显著低于对照;随弱光程度增强旗叶花后实际光化学效率(Φ_PSII)升高,而叶绿素a/b比降低。S2和S3处理显著抑制了旗叶抗氧化酶活性,降低了旗叶P_n、可溶性蛋白和可溶性总糖含量;而S1处理增强了旗叶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,提高了小麦旗叶P_n、可溶性蛋白和可溶性总糖含量。相同处理条件下,与泰农18相比,济南17的旗叶叶绿素含量较高,光系统II (PSII)活性较强,同时抗氧化酶活性下降较慢,膜脂过氧化程度低,使叶片功能免受破坏,保证了光合作用的进行。75%光照条件下(S1)的小麦抗氧化酶具有较高活性,叶片膜脂化程度低,抗逆性较强,旗叶P_n高值持续期长,有利于光合产物的积累。多穗型品种比大穗型品种更能适应黄淮麦区小麦生育后期光照不足的生产条件。     

15N示踪法研究弱光对不同穗型冬小麦氮素积累和转运的影响

在大田试验条件下,采用15N示踪法,设置不遮光(T0)、开花后1～10d遮光(T1)、开花后11～20 d遮光(T2)和开花后21～30 d遮光(T3)4个处理,每个处理设置15N尿素作底肥+普通尿素作追肥和普通尿素作底肥+ 15N尿素作追肥两个15N示踪的微区,研究灌浆期弱光条件下不同穗型小麦品种对不同来源氮素的吸收、分配、转运和氮素利用效率的影响.结果表明,灌浆期不同阶段遮光均不利于植株对氮素的吸收、积累和转运,品种间表现一致,呈T0 ＞T3 ＞T2 ＞T1规律;小麦植株吸收的氮素68.0 ％～71.39％来自土壤氮,对追施氮的吸收量大于底施氮,灌浆期遮光增加了土壤氮素在营养器官的分配比例,不利于营养器官中土壤氮素向籽粒中的转运;各处理籽粒产量、肥料氮吸收量、氮肥利用率和肥料偏生产力均表现为T0 ＞T3＞ T2 ＞T1.相同处理条件下,济麦22籽粒产量和对肥料的利用大于山农8355.小麦灌浆期阶段性遮光降低了植株对氮素的吸收、转运和籽粒产量,以灌浆前期遮光影响最大,中期次之,后期最小;相同遮光条件下济麦22的籽粒产量和氮素利用率较高.     

减源对密植夏玉米品种抗倒伏性能及产量的调控效应

于2019年和2020年采用二因素裂区试验设计,主区为不同耐密性高产品种：郑单958（紧凑型）和正大12（半紧凑型）;副区为减源强度：在花前一周从上至下分别移除植株1片叶（D1）、2片叶（D2）、3片叶（D3）和4片叶（D4）,以不做任何处理为对照（CK）。对乳熟期和蜡熟期的玉米植株形态、基部第3节间的穿刺强度、折断力及籽粒产量构成因素等指标进行分析,探究密植玉米植株抗倒伏性能及籽粒产量对叶源减少的响应。结果表明：乳熟期,D1、D2处理的株高、穗位高和穗位系数较CK分别显著降低1.03%、3.03%,2.29%、6.17%和1.32%、4.17%,茎粗和单位茎长干物质量较CK分别增加4.15%、33.94%和1.91%、5.72%。蜡熟期,D2处理时郑单958的穿刺强度和折断力较CK分别提高了26.51%和32.44%,正大12的穿刺强度和折断力较CK分别提高了55.28%和21.53%。灌浆期,郑单958和正大12的D2处理可溶性糖含量较CK分别增加2.91%和10.83%,木质素含量分别增加2.74%和6.90%,D3、D4处理的纤维素含量较CK分别降低1.17%和0.47%、11.57%和13.72%。D2处理的总倒伏率显著降低且产量最高,郑单958达11 203.90 kg·hm^-2,正大12达11 742.34 kg·hm^-2。可见,适度去除顶部1~2片叶可优化夏玉米株型,通过影响茎粗使节间、单位节间干物质量得到更好地分配,从而提升抗倒伏性能,改善干物质向籽粒的分配进程,最终实现产量提高。     

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。     

秸秆腐解与养分释放特征对腐熟剂用量的响应

农业生产系统存在秸秆养分释放与作物生长需求匹配程度低等问题,拟通过腐熟剂用量调节还田小麦秸秆腐解及养分释放率,使之与作物生长需求相吻合,进而提升夏玉米产量。以人元腐熟剂为供试腐熟剂,小麦秸秆为供试秸秆,郑单958 为供试玉米品种。采用完全随机区组试验设计,设置4 种腐熟剂施用量:30 kg/hm²(T1)、45 kg/hm²(T2)、60 kg/hm²(T3)、75 kg/hm²(T4),以不施腐熟剂为对照(CK)。测定秸秆腐解率、养分释放率、夏玉米关键生育期的株高、茎粗、生物量和作物产量,通过回归分析探究秸秆养分阶段性释放如何调控夏玉米生长及籽粒产量形成。腐熟剂用量为45 kg/hm² 时,秸秆最终腐解率可达69.28%。腐熟剂用量对不同养分释放的调控效果不同,其中,氮和有机碳的释放率呈线性变化,磷和钾的释放率呈阶段性变化。腐熟剂施用对抽雄期(VT)各养分释放率均有显著的促进效应。三叶期(V3)较CK 而言,T2 和T4 处理氮、磷释放率增幅分别达到203.67%、187.05% 和17.72%、45.24%; 抽雄期,T3 处理秸秆钾、有机碳释放率较CK 分别增加5.33% 和22.42%; 生理成熟期(R6),T2 处理的氮、磷、钾释放率分别较CK 增加了2.55%、17.87%、3.78%,T1 处理的有机碳释放率较CK、T3 处理分别增加3.64% 和4.61%。此外,腐熟剂施用后,夏玉米株高和茎粗均显著增加。成熟期,T2 处理单株生物量可达320.0 g,较CK 增幅17.19%。最终,T2 处理玉米产量显著提升,达11.6 t/hm²。腐熟剂施用显著影响麦秆腐解率,施用45 ～ 60 kg/hm² 腐熟剂后夏玉米花前小麦秸秆的养分释放率显著提升,在夏玉米生长关键期提供更多养分,最终显著提升了夏玉米籽粒产量。     

夏玉米不同部位干物质临界氮浓度稀释曲线的构建及对产量的估计

准确和动态地诊断营养生长阶段植株氮状况,对于评估植物氮需求、预测玉米产量以及优化氮素管理至关重要。基于植物的氮诊断工具可优化夏玉米生产中氮素的管理,本研究旨在开发和验证基于玉米地上部不同部位干物质的临界氮浓度稀释曲线,并建立玉米相对产量(relative yield,RY)与不同生长阶段氮素营养指数(nitrogen nutrition index,NNI)和累积氮素亏缺(accumulated nitrogen deficit,AND)的关系。本文以2个不同氮效率的品种为试验材料进行连续4年的田间定位试验,设置4个氮素水平(0、150、225和300 kg hm^?2),分析不同施氮量对2个玉米品种营养生长阶段干物质的影响,基于叶干物质(leaf dry matter,LDM)、茎干物质(stem dry matter,SDM)和植物干物质(plant dry matter,PDM),构建不同的临界氮浓度稀释曲线。结果表明,基于LDM、SDM和PDM建立的临界氮浓度稀释曲线,均能很好地诊断玉米氮营养状况;3条临界氮浓度稀释曲线对产量进行预测比较发现,RY与NNI和AND在不同生长阶段之间的相关性均达到显著水平,相关系数R2值均大于0.65,其中R2值在V12?VT时期最大,同时回归模型的验证结果表明,在V12?VT时期模型显示出可靠性。R2值大于0.92,RMSE值小于10%,证实了模型在V12和VT两个时期关系的稳定性。总的来说,一定的条件下,基于LDM和SDM建立的临界氮浓度稀释曲线可以对基于PDM建立的临界氮浓度稀释曲线进行代替。在V12?VT阶段,RY与NNI和AND的稳定关系很好地说明了在受氮素限制和非氮素限制下RY的变化,并对夏玉米产量进行准确的估计。本研究为花前玉米的氮肥管理提高粮食产量提供理论依据。     

赤霉素GA4+7种子引发处理对玉米光合作用及产量的影响

研究了外源赤霉素处理玉米种子对其光合特性的影响,可为通过外源激素调控玉米生长和种子加工技术开发提供依据。以玉米种子‘郑单958’为材料,设置10、60、120 mg/L 3个质量浓度的GA4+7[m（GA4）:m（GA7）=40:60]进行浸种后回干的引发处理,以常规不处理的种子为对照,测定了大田试验玉米叶片光合参数、叶绿素荧光参数、叶面积及光合产物积累量及光合色素含量。结果表明:GA4+7种子引发处理可提高玉米叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、单株叶面积、干物质积累量以及光合色素含量,同时可降低叶绿素a与叶绿素b比值,有效降低初始荧光（F0）,增大最大荧光（Fm）、PSⅡ的光能转换效率（Fv/Fm）和实际量子效率（F/Fm'）,提高百粒重和籽粒产量,其中以60 mg/L的GA4+7处理（G2）效果最明显。在三叶期、七叶期与拔节期,G2处理玉米的净光合速率分别比对照提高74.3%、42.6%和39.6%（差异显著,P0.05）,单株叶面积分别提高30.9%、48.5%和24.1%（差异显著,P0.05）,干物质积累量分别增加19.6%、46.9%和52.9%（差异显著,P0.05）,总叶绿素含量分别提高21.5%、12.1%和11.1%（差异显著,P0.05）,百粒重和籽粒产量显著高于对照,分别提高6.0%和9.7%（P0.05）。     

小麦豌豆间作对群体光合特性和生产力的影响

为探究小麦和豌豆间作对群体光合特性和生产力的影响,本研究于2019—2021年在陕西关中地区开展田间试验,设置4行小麦+2行豌豆(W4P2)、2行小麦+2行豌豆(W2P2)两种条带种植处理,以单作小麦(CKW)和单作豌豆(CKP)为对照,分析了小麦和豌豆叶片净光合速率(P_n)、群体光合速率(CAP)、干物质累积及群体生产力等指标。结果表明:与单作相比, W2P2和W4P2间作处理显著提高了小麦叶片SPAD和P_n,但豌豆叶片SPAD和P_n不同程度降低。小麦与豌豆间作显著提高了花前群体光合速率, W4P2的CAP较其对照群体光合CAP_CK42(2/3CAP_CKW+1/3CAP_CKP)增加6.2%～8.0%,而W2P2处理的CAP较其对照群体光合CAP_CK22(1/2CAP_CKW+1/2CAP_CKP)增加6.2%～8.5%。与CKW相比,W4P2和W2P2间作处理单位面积小麦干物质积累能力显著增强...     

小麦抗倒伏研究动态追踪——基于WoS和CNKI数据库的文献计量分析

为追踪小麦抗倒伏研究领域内的发展动态,基于科学引文数据库(Web of Science)和中国知网数据库(CNKI),对1990—2020年相关文献进行计量学分析,可视化呈现了该领域的研究态势。结果显示,近30年小麦抗倒伏研究逐渐成为作物学科研究的热点,研究机构主要集中于英国和中国。抗倒伏研究的代表性刊物为Field Crops Research、《麦类作物学报》等。研究方向主要为小麦倒伏遗传效应及基因定位、茎秆表型及组成物质与抗倒伏性能的关系、倒伏发生的评价与监测、倒伏防控的农艺措施等。随着学科间交叉融合,对小麦生长的全过程动态监控及智能调控,将成为小麦抗倒伏研究的重点。该分析结果有利于相关研究者深入了解小麦抗倒伏研究的发展趋势,为小麦抗倒伏理论与技术研究提供依据。