不同氮肥处理对荞麦干物质积累、农艺性状及产量的影响

为探索陕甘宁黄土高原地区栽培荞麦高产最适施氮量,以甜荞品种——西农9976为试验材料,设置4个氮肥水平,2016年施肥水平为:0 (N0)、45 (N45)、135 (N135)和225kg/hm2(N225);2017年施肥水平为:0(N0)、90(N90)、180(N180)和270kg/hm2(N270),比较不同施氮量下荞麦产量和主要农艺性状,分析叶绿素含量和各器官干物质积累的动态变化规律。试验结果表明,不同氮肥处理均能提高荞麦的株高、一级分枝数、二级分枝数、单株花簇数、千粒重和单株粒数,使其产量显著上升;荞麦主茎叶片的叶绿素含量(SPAD)随施氮量增加先上升后降低;荞麦各器官干物质积累量与施氮量呈正相关,但在苗期和初花期,荞麦各器官干物质积累量随施氮量增加呈抛物线。因此,生产上建议陕甘宁黄土高原地区荞麦生长过程中投入180kg/hm2的氮肥,且注重施氮比例及时期,以此达到最佳的生产效益。     

11种除草剂对秋播豌豆生长发育的影响及防效研究

化学除草剂已成为农田控制杂草的重要技术措施,但目前还没有针对豌豆田杂草的高效、安全除草剂。为此,本文以陕西省关中地区主栽品种‘西豌2号’为试验材料,采用6种苗前除草剂（48%氟乐灵乳油、50%乙草胺乳油、33%二甲戊灵乳油、96%精异丙甲草胺乳油、50%敌草胺水分散粒剂、40%扑草净可湿性粉剂）和5种苗后除草剂（15%精吡氟禾草灵乳油、10%精喹禾灵乳油、12.5%烯禾啶乳油、10.8%高效氟吡甲禾灵乳油、12%烯草酮乳油）处理,设清水喷施（CK1）和人工除草（CK2）为对照,调查秋豌豆田杂草种类,研究不同除草剂的防除效果,探讨各除草剂对秋豌豆生育进程、形态特征、经济效益等相关指标的影响。结果表明：1）研究区秋豌豆田杂草共7科13种,以阔叶类杂草为主,其中阔叶杂草9种。除草剂对杂草株数和鲜重均有不同程度的防效作用,苗前除草剂以33%二甲戊灵综合防效最佳,苗后除草剂以12%烯草酮综合防效最佳。2）自越冬期至开花期,各除草剂均对秋豌豆株高、叶绿素相对含量产生显著影响,但从始荚期开始,影响不再显著。不同种类的除草剂对秋豌豆根、茎、叶器官各时期干物质的积累量均有不同程度的抑制作用,各处理的秋豌豆茎、叶器官干物质的移动率及转运率均高于人工除草,叶器官干物质的移动率及转运率均高于茎器官。3）除草剂对百粒重、荚长等产量构成因素影响不显著,除10.8%高效氟吡甲禾灵导致产量略微下降之外,其他除草剂均表现出一定的增产作用,其中33%二甲戊灵、12%烯草酮可使秋豌豆增产25%以上。所有除草剂处理的净收入均有所增加,以33%二甲戊灵、12%烯草酮处理的净收入为同时期除草剂中最高。由此可见,除草剂的使用有助于种植者经济效益的提高,结合各除草剂的防除效果、安全性、经济效益,苗前除草剂33%二甲戊灵和苗后除草剂12%烯草酮在秋豌豆田的综合效应分别为同时期除草剂中最佳。本试验条件下,针对秋豌豆田,苗前除草剂推荐使用33%二甲戊灵,苗后除草剂推荐使用12%烯草酮。     

基于高光谱反射率的糜子冠层叶片叶绿素含量估算

连续两年大田试验研究不同糜子品种叶绿素含量与冠层光谱反射率,并基于不同植被指数建立糜子叶片叶绿素含量的估测模型。结果表明,参试糜子品种叶绿素含量在整个生育期呈现"低-高-低"的抛物线变化趋势,最大值出现在抽穗期到开花期之间;不同品种各生育期内冠层光谱反射率趋势一致,在近红外波段,冠层光谱反射率与叶绿素含量呈稳定正相关,灌浆初期光谱反射率达到最大值;可见光波段,拔节期、开花期和灌浆初期冠层光谱反射率与冠层叶绿素含量呈正相关,成熟期呈负相关;糜子冠层叶绿素含量与760~900、630~690、550 nm波段组合的植被指数具有较高相关性;基于RVI、PSNDb、GNDVI750能较好地建立糜子叶绿素含量统一检测模型,决定系数分别为0.791、0.779、0.748;模型验证的相对误差分别为9.58%、8.93%、11.80%;均方根误差分别为0.045、0.140、0.196。表明利用RVI、PSNDb、GNDVI750建立的模型能较为准确地预测糜子冠层叶绿素含量。     

氮肥对糜子籽粒灌浆期农田小气候及产量的调控效应

为研究旱地条件下氮肥对糜子灌浆期农田小气候、植株光合特性及产量的影响,以榆糜2号为试验材料,在陕西榆林小杂粮示范基地设置4个氮肥处理,分析糜子灌浆期农田小气侯指标、光合生理指标及产量构成要素。试验结果表明,与不施肥对照相比,氮肥处理显著降低糜子株间光照度和株间气温,减少漏光损失的同时又增加株间相对湿度;整个籽粒灌浆期,随着氮肥水平的提高,糜子不同节位叶片的叶绿素相对含量(SPAD)和净光合速率(Pn)均呈增加趋势。其中,以N4处理(纯氮195kg/hm2)对糜子籽粒灌浆期农田小气候特性及光合特性的影响最大。N3处理(纯氮150kg/hm2)的糜子产量可达到4 605.8kg/hm2,比对照增加了44.7%,是该地区糜子生产适宜的施氮量。     

糜子绿豆间作模式下糜子光合物质生产及水分利用效率

【目的】探索不同间作系统对糜子光合物质生产及水分利用的影响,筛选适于西北旱作农业区糜子与绿豆最佳间作模式,以期为糜子高产高效生产及生态环境保护提供依据。【方法】 于2017—2018年连续2个作物生长季,在陕西榆林小杂粮试验示范站设置4种间作模式,包括2行糜子间作2行绿豆间作（2P2M）、4行糜子间作2行绿豆间作（4P2M）、4行糜子间作4行绿豆间作（4P4M）、2行糜子间作4行绿豆间作（2P4M）,单作糜子（SP）和单作绿豆（SM）作为对照,研究不同糜子绿豆间作系统下糜子地上叶片光合特性和叶绿素荧光参数、地下土壤水分分布和利用效率,分析糜子产量效益。【结果】 与单作糜子相比,间作处理使开花期糜子旗叶叶绿素相对含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率分别增加2.9%—13.5%、5.0%—32.3%、1.3%—6.3%和2.1%—8.7%,2P4M和2P2M处理使其达到最大值,提高了糜子叶片光合物质生产能力;糜子//绿豆显著增加糜子旗叶光系统Ⅱ的最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学淬灭系数（qL）及实际光化学效率（Φ_PSII）,降低非光化学淬灭系数（NPQ）,使其间作糜子增强对光能的捕获和转化能力,减少无效的漏光损失和热量损耗,提高对高光的利用能力。间作复合系统降低糜子土壤含水量,且中层（60—140 cm）土壤含水量的降低幅度明显高于上层（0—40 cm）与下层（160—200 cm）,这与复合群体作物根系深浅搭配具有直接关系。间作有利于提高糜子的水分利用效率,2年间2P2M、4P2M、4P4M和2P4M处理平均分别比单作增加11.5%、2.3%、20.8%和30.1%,促使水分利用最大化;间作处理下的糜子生物量和产量也显著上升,4P2M间作模式下的产量比单作增加6.7%,2P4M间作模式下的产量比单作增加36.8%,增产效果明显,且间作绿豆作为劣势作物产量降低幅度较小,所创造出的土地利用率最大。【结论】 糜子与绿豆间作能够增强糜子地上光合物质生产能力,延缓叶片衰老,同时改善西北旱作农业区糜子地下土壤水分利用环境,提高农田土地和水分生产力。2P4M间作模式具有最高的土地生产力和水分利用效率优势,适合于西北旱作农业区推广应用。     

种植密度对糜子不同生育时期饲料品质的影响

探讨糜子饲料营养价值,明确适宜种植密度和刈割时期对饲料品质的影响,为饲草糜子资源开发与利用提供参考。采用单因素随机区组试验设计,设5个种植密度,分别测定拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期和成熟期植株干物质产量,粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗灰分(Ash)、钙和磷的含量,并通过粗饲料品质评定指数饲料相对值(RFV)和粗饲料品质分级指数(GI)进行品质评定。结果表明,随种植密度增加,糜子干物质产量先增加后降低;同一种植密度下,拔节期CP和EE含量最高,CF含量最小,抽穗之后CF、NDF和ADF含量有所增加;成熟期150万株·hm~(-2)处理下NDF和ADF含量均显著低于其他密度处理;Ash含量在拔节期和开花期随种植密度增加表现为升高-降低-升高的趋势,拔节期钙和磷表现为降低-升高-降低的趋势。综上所述,拔节期糜子营养品质表现最好,是高品质糜子饲草最佳的刈割时期,可进行多次刈割作为优质草粉加工原料或者直接饲喂,该时期120～150万株·hm~(-2)密度处理营养品质和干物质产量表现相对较好;综合考虑产量与品质因素,成熟期150万株·hm~(-2)处理下营养品质表现优于其他密度处理,饲料相对值和粗饲料品质分级指数分级均为2级,且可获得较高的干物质产量,是糜子干草饲料适宜种植密度。     

植物生长调节剂S3307和DTA-6对大豆源库碳水化合物代谢及产量的影响

【目的】探讨植物生长调节剂对大豆叶片和籽粒碳水化合物代谢及产量的影响,进一步从源库理论的角度挖掘调节剂增产的作用机理,为调节剂的应用提供依据。【方法】本研究于2013年和2014年在大田栽培条件下进行。以合丰50和垦丰16为材料,在始花期(R1期)叶面喷施60 mg·L~(-1)促进型调节剂2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯(DTA-6)和50 mg·L~(-1)延缓型调节剂烯效唑(S3307),以喷施清水为对照(CK)。喷施调节剂后30 d开始第一次取样,以后每隔5 d取样一次,共取样5次。测定叶片和籽粒中蔗糖、淀粉、果糖含量及叶片中转化酶、蔗糖磷酸合酶(SPS)和蔗糖合酶(SS)活性。大豆成熟期测产。【结果】籽粒建成初期(喷施调节剂后30—35 d),S3307和DTA-6的叶片蔗糖、果糖和淀粉含量呈下降趋势;籽粒蔗糖、果糖和淀粉含量呈上升趋势,说明更多的碳水化合物用于籽粒的建成。籽粒建成中期(喷施调节剂后35—45 d),S3307的叶片蔗糖、果糖和淀粉含量一直呈上升趋势;S3307和DTA-6的籽粒蔗糖和果糖含量普遍高于CK,为籽粒灌浆提供了充分的物质保障。籽粒建成后期(喷施调节剂后50 d),S3307和DTA-6的叶片蔗糖含量达到最大,且与CK差异显著,S3307的叶片淀粉含量高于CK,DTA-6的叶片果糖含量高于CK;S3307和DTA-6显著提高了籽粒中蔗糖含量,S3307同时提高了2个品种籽粒果糖含量,而DTA-6降低了合丰50籽粒果糖含量;S3307和DTA-6提高了合丰50籽粒淀粉含量,降低了垦丰16籽粒淀粉含量,说明调节剂对不同的大豆品种调控效果存在差异。调节剂增加叶片蔗糖含量的同时,S3307和DTA-6提高了叶片SPS和SS活性;在多数测定时期内,显著降低了叶片转化酶活性。S3307和DTA-6协调了源库系统碳水化合物代谢的动态平衡。与清水对照(H-CK和K-CK)相比,调节剂处理H-S、H-D和K-S、K-D两年平均增产为20.07%、14.57%和10.54%、10.95%,增产极显著。相关分析得出,叶片蔗糖含量与叶片SPS、SS活性和淀粉含量呈正相关(0.893**、0.888**和0.981**),与叶片转化酶活性和果糖含量呈负相关(-0.872和-0.862);同时与籽粒蔗糖、果糖和淀粉含量成正相关(0.918**、0.832和0.810)。由此可知,蔗糖是碳水化合物代谢的中心枢纽。【结论】S3307和DTA-6通过提高源端叶片SPS和SS活性,降低叶片转化酶活性,调控了不同大豆品种源库碳水化合物的生理代谢,显著提高了大豆产量,其中S3307的作用效果较好。     

播期对糜子农艺性状及淀粉理化性质的影响

【目的】分析不同播期对糜子籽粒性状、农艺性状和籽粒淀粉理化性质的影响,为后续机理研究提供依据。【方法】 采用盆栽试验,以陕糜1号为试验材料,设置4月20日（B1）、5月10日（B2）、5月30日（B3）、6月20日（B4）4个播期,全生育期保持土壤充足供水。系统研究糜子成熟期农艺性状指标、籽粒性状及籽粒淀粉理化性质,分析不同播期下糜子株高、穗长、穗柄长、穗分枝数、千粒重、籽粒长/宽/圆度等农艺性状指标,研究淀粉晶体结构,粒径分布、直链淀粉含量以及淀粉的热焓特性及糊化特性的变化,总结淀粉的直链淀粉含量、热焓特性及糊化特性与形态指标、粒径分布及粒径参数的相关性。【结果】 随着播期的推迟,糜子的株高、穗长、穗柄长极显著增加,主茎分蘖、分枝显著减少,穗二级分枝数和籽粒粒宽显著降低。籽粒淀粉粒径分布均呈双峰分布,且与其他播期相比,B1播期下粒径>28 μm颗粒的比例最高（25.5%）,5—28 μm颗粒的比例最低（67.5%）。播期不影响糜子淀粉的晶体类型,但是影响了X-射线衍射图谱的衍射峰强度。B1播期的直链淀粉含量（1.3%）极显著高于其余播期处理（0.18%—0.53%）。不同播期的籽粒淀粉的热焓特性相关指标中,糊化起始温度（To）、峰值温度（Tp）和终值温度（Tc）整体呈现出先增加后降低的趋势,而热焓值（ΔH）没有显著差异。不同播期下的糜子淀粉糊化特性各项指标均呈现显著性差异,其中,B3的峰值黏度（Pv）、谷值黏度（Tv）、最终黏度（Fv）和破损值（BD）显著高于其余处理,而回生值（SB）及糊化温度（PT）显著低于其他处理。随着播期的推迟,糜子淀粉的峰值黏度和破损值呈现先增加再减少的趋势,B1淀粉的热糊稳定性最强,B3淀粉的冷糊稳定性最强,但热糊稳定性最差,B2淀粉的冷糊稳定性最差,B4的冷糊、热糊稳定性均处于中间水平。【结论】 适宜的播期可以提供充分满足糜子生长需要的光、温条件。早播使糜子籽粒千粒重显著增加,籽粒更加饱满,且籽粒淀粉的平均粒径增加,具有较高的直链淀粉含量,更加适合加工热食,具有更高的营养价值。播期不影响淀粉的晶体类型,但是影响淀粉的X-射线的衍射峰强度,也会影响糊化特性等指标。     

干旱胁迫及复水条件下烯效唑对大豆幼苗形态和生理特性的影响

以干旱敏感品种SN14和耐旱品种HN64为试材,采用盆栽试验方法,于大豆三叶期喷施植物生长调节剂烯效唑(S3307),研究干旱胁迫及复水条件下调节剂对大豆幼苗形态和生理指标的影响。结果表明:干旱胁迫及复水条件下,S3307处理的两品种株高均小于CK,显著增加了两品种的茎粗、根长和根干重,增强了植株抗旱能力。在轻度(60%~70%)、中度(50%~60%)和重度(35%~50%)干旱胁迫条件下,SN14-S3307和HN64-S3307处理的叶片相对电导率分别比SN14-CK和HN64-CK减少51.10%、31.13%、46.03%和49.00%、12.00%、42.00%;SN14-S3307和HN64-S3307处理的叶片相对含水量分别比SN14-CK和HN64-CK增加8.96%、4.74%、7.87%和15.23%、14.01%、7.00%;SN14-S3307和HN64-S3307处理叶绿素含量分别比SN14-CK和HN64-CK增加5.22%、4.66%、2.24%和8.00%、7.59%、3.61%。综上所述,三叶期喷施烯效唑能够提高大豆苗期的抗旱能力,起到壮苗的作用。     

氮肥运筹对糜子生育后期干物质积累与转运及叶片氮素代谢的调控效应

【目的】通过分析不同氮肥水平对糜子干物质积累、转运及生育后期功能叶片氮素代谢的影响,探讨糜子干物质积累、转运特征和氮代谢变化规律,为糜子节肥增产提供理论依据。【方法】采用大田试验,以榆糜2号为试验材料,设置60 kg·hm^-2（N1）、105 kg·hm^-2（N2）、150 kg·hm^-2（N3）、195 kg·hm^-2（N4）4种不同施氮水平,以不施肥为对照（CK）。连续两年研究了糜子抽穗期、开花期、灌浆期和成熟期干物质积累、转运及产量变化,分析了不同氮肥条件下,糜子旗叶、倒二叶和倒三叶叶片的谷氨酰胺合成酶（GS）活性、硝酸还原酶（NR）活性、游离氨基酸含量和可溶性蛋白含量以及籽粒中含氮量、蛋白质含量等氮素代谢指标的变化规律,进一步研究了不同氮肥水平下糜子产量及产量构成因素的变化,总结了糜子干物质积累特性、叶片氮素代谢与产量的相关性。【结果】试验结果表明,随着施氮量的增加,糜子不同器官的地上部干重呈先上升后下降的趋势,开花期糜子N3（150 kg·hm^-2）处理下的茎干重、叶干重、鞘干重和穗干重最大,分别比不施肥（CK）提高了51.2%、40.8%、64.2%和41.3%;氮肥处理促进了糜子抽穗后植株干物质在不同器官中的移动与转运,提高了地上部器官对籽粒的贡献率。其中,N3（150 kg·hm^-2）处理下的叶干物质移动率比不施肥提高了9.6%,转运率提高了12.4%;氮肥处理下的糜子不同叶位叶片GS活性、NR活性、游离氨基酸含量以及可溶性蛋白含量均表现出先上升后下降的变化趋势,但施氮不影响糜子生育期内叶片氮素代谢的整体变化规律。同一生育时期,糜子顶3叶叶片GS活性、NR活性、游离氨基酸含量以及可溶性蛋白含量均表现为旗叶＞倒二叶＞倒三叶,N3（150 kg·hm^-2）处理下达到最大值;氮肥处理下的糜子籽粒含氮量比不施肥分别提高了4.0%、6.0%、7.8%和8.9%;不同处理籽粒蛋白质含量变化趋势基本一致,分别较不施肥增加3.89%、5.75%、7.54%和8.59%,并且差异均与CK达到显著水平。氮肥处理显著增加了糜子穗长、茎粗、单株穗数和千粒重及产量,2015年,不同氮肥处理条件下的糜子产量较不施肥分别增加10.09%、29.71%、44.73%和35.99%;2016年分别增加19.08%、30.60%、65.85%和39.14%。两年试验条件下,N3（150 kg·hm^-2）处理的糜子产量增加比例均最大,增产效果最好。【结论】适宜的施氮量可促进糜子干物质积累与转运,有利于改善生育后期糜子叶片的氮素代谢,延缓了叶片的衰老,提高糜子产量。本试验条件下,陕北地区糜子生产的最佳氮肥施用量为150 kg·hm^-2。