迟播对冬小麦灌浆后期高温胁迫下旗叶光合能力和产量的影响

为了解迟播对冬小麦灌浆后期高温胁迫下旗叶光合的调控效应,在大田条件下设置2个播期(常规播期10月8日、推迟播期10月22日)和2种灌浆期温度(开放式增温、自然温度),分析了迟播小麦旗叶光合能力的变化及其对灌浆后期高温胁迫的响应。结果表明,灌浆期高温降低了小麦旗叶光合速率、花后干物质生产量、粒重和产量。与常规播期相比,迟播提高了高温胁迫下小麦旗叶叶绿体类囊体膜不饱和脂肪酸指数,保持类囊体膜相对稳定,减轻高温对旗叶光合机构的损伤;增强了旗叶活性氧清除能力,保障能量传输,减少热耗散,提高光化学反应中可利用能量的分配比例,保持较高的光合系统同化力;提高了气孔导度和胞间CO_2浓度,增加光合作用底物供应。总之,迟播小麦的旗叶可在灌浆期高温胁迫下保持较高的光合能力,有利于提高粒重和产量。     

雨养和灌水条件下种植密度对冬小麦产量、氮素利用率和水分利用效率的影响

于2015—2016、2016—2017年连续两个小麦生长季,选用大穗型品种泰农18(T18)和中穗型品种山农22(S22)为试验材料,设置雨养(全生育期不灌水)和灌水(每次灌水60 mm)2个灌溉水平,泰农18选用135、270、405、540株·m~(-2)4个种植密度(分别用T135、T270、T405、T540表示),山农22选用90、180、270、360株·m~(-2)4个种植密度(分别用S90、S180、S270、S360表示),研究了雨养与灌水条件下种植密度对冬小麦籽粒产量、氮素利用率及农田耗水特性、水分利用效率的影响。结果表明,在雨养和灌水条件下,随种植密度增加,两品种籽粒产量、氮素利用率、总耗水量和水分利用效率均呈先上升后降低趋势,泰农18和山农22种植密度分别为405、270株·m~(-2)时上述各指标达到最大值,并且种植密度的增产增效效应在雨养和灌水条件下存在显著差异,雨养条件下增加种植密度的增产效应及其对氮素利用率、水分利用效率的提升效应显著高于灌水条件,这与其在雨养条件下干物质提升幅度大(雨养和灌水条件下分别为29.78%和20.42%)、氮素利用效率下降幅度小(雨养和灌水条件下分别为12.90%和17.65%)和耗水增量低(雨养和灌水条件下分别为4.95%和6.74%)有关。两品种冬小麦在雨养条件下基于氮素积累增量、水分消耗增量的密度增产效应亦优于灌水条件,生产中将有限的肥水投入到雨养或节水栽培条件下其增产效应可能更为显著。     

香稻产量和品质对化肥施用及气候因素的响应

  【目的】  香稻因其独特的香味深受消费者喜爱,明确香稻产量和品质对化肥施用的响应及其与气候条件的关系,对综合提升香稻产量和品质具有重要意义。  【方法】  在中国知网、谷歌学术等数据库以关键词“水稻”、“香气”、“香味”以及“香稻”和“香米”及其组合进行文献检索,共获得501组试验数据对。将施肥与对照分为两组,采用整合分析方法(meta-analysis),分析了施用氮磷钾肥对香稻产量和品质的影响,以及在不同生育期累积降水量、积温和日照时数条件下的变化率。  【结果】  施用氮、磷、钾肥,香稻的平均增产率分别为23.7%、25.8%、18.0%。与不施用氮肥相比,施用氮肥对粳稻和籼稻增产率分别为27.6%和20.2%;与不施用钾肥相比,施用钾肥对粳稻和籼稻的增产率分别为29.9%和7.3%。施用氮肥可显著增加香稻碾磨品质(整精米率)和蒸煮品质(粗蛋白含量,胶稠度),施用钾肥可显著增加香稻碾磨品质(整精米率)、蒸煮品质(粗蛋白含量,胶稠度)、外观品质(垩白度)和香味品质(2-乙酰-1-吡咯啉含量,以下简称2-AP)。施用氮肥对籼型常规香稻的品质提升效果显著,而施用钾肥则对籼型杂交香稻的品质提升更显著。此外,施用氮肥下香稻整精米率的变化率随生育期内有效积温升高呈持续增加趋势,而随累积降水量和日照时数的增加呈先升后降趋势;胶稠度的变化率随气候变化(有效积温、降水量和日照时数等的增加)呈现先降后增趋势。施用钾肥下香稻整精米率的变化率随生育期内有效积温和日照时数升高呈现先降后增趋势,而随累积降水量的变化呈先升后降趋势;垩白粒率的变化率随气候变化均呈先降后增的趋势;胶稠度的变化率随气候变化(有效积温、降水量和日照时数等的增加)均呈降低的趋势。  【结论】  施用氮肥或钾肥均有助于香稻产量和品质的协同提升,且对籼型香稻增产提质效果更显著。同时生育期内累积降水量、有效积温、日照时数影响着氮肥和钾肥的产量和品质效应,分别达到800～1100 mm、2900～3400 ℃·d和800～1000 h时,结合氮肥调控可协同提高香稻产量、加工品质和蒸煮品质;分别达到500～800 mm、2900～3400 ℃·d和400～600 h时,结合钾肥调控可协同提高香稻产量、加工品质、蒸煮品质和外观品质。     

播期对冬小麦干物质积累、分配与产量的影响

为探究播期对冬小麦干物质积累、分配和产量的影响,以泰农18(T18)和济麦22(J22)为试验材料,设置10月1日、8日、15日、22日、29日(分别用B1、B2、B3、B4、B5表示)共5个播期,研究了不同播期下冬小麦阶段干物质生产及其占总干物质比例、花前营养器官干物质转运和花后干物质生产对籽粒产量的影响。结果表明,推迟播期虽然降低小麦拔节前的干物质生产量及其占总干物质生产量的比例,但当播期由B1推迟至B4时,T18和J22两品种拔节—开花期阶段干物质生产量分别增加13.80%和8.41%,占总干物质比例分别由46.81%、50.75%增加至50.92%、52.39%;开花—成熟阶段干物质生产量分别增加29.67%和56.87%,占总干物质比例由32.52%、25.92%增加至40.30%、38.75%。B4播期因拔节后较高的干物质生产能力使其成熟期干物质积累量高于其它播期,并结合较高的抗倒伏能力和收获指数获得了最高产量。而其高产的光合产物,则主要依赖于花后光合物质生产及其对产量贡献率的提升。当播期继续推迟至B5播期时,其各阶段及成熟期干物质积累量低于B4播期,进而导致产量降低。本试验研究结果可为区域小麦适宜播期的确立提供理论依据。