施肥和花期渍水胁迫对油菜产量及其形成影响的模型研究

【目的】渍害是长江流域油菜生产中的主要农业气象灾害之一,本研究旨在定量分析不同氮肥水平油菜花期渍水胁迫对产量及产量构成的影响,为油菜生产中渍水胁迫的灾害评估与预测预警等提供科学依据。【方法】试验于2014-2016年在江苏省农业科学院院部试验农场进行,以宁油18和宁杂19为试验材料,在盆栽和池栽试验条件下模拟花期渍水,比较分析不同施肥条件下不同渍水时间对油菜产量形成的影响。其中,盆栽设置4个渍水持续时间（0、3、6、9 d）、2个施肥处理（包括无施肥（N0）和施肥组（N1）两个水平,N1施肥条件为：N 0.018 kg·m^-2、P₂O₅ 0.012 kg·m^-2、K₂O 0.018 kg·m^-2和硼砂0.0015 kg·m^-2）;池栽设置３个渍水持续时间（0、3、6 d）、2个施肥处理（同盆栽）。【结果】（1）在盆栽条件下,无施肥处理花期渍水3 d后,上述两品种单株产量和单株角果数显著减少,千粒重和角果粒数则大部分在渍水6 d甚至9 d才显著减少;施肥处理的上述两品种单株产量和单株角果数对渍水的响应存在明显差异,宁油18花期渍水3 d后单株产量显著下降,而宁杂19花期渍水6 d单株产量才开始显著下降。在池栽条件下,无施肥处理花期渍水6 d后宁油18单株产量显著减少,而宁杂19花期渍水3 d的后单株产量显著减少;施肥处理花期渍水6 d后上述两品种单株产量均显著减少。油菜籽粒产量、籽粒产量结构、收获指数均随花期渍水时间的增加而减少,其中单株角果数对花期渍水处理最敏感;（2）混合线性模型分析表明,花期渍水时间每增加1 d,收获指数下降0.008,单株角果数下降14.71,每角果粒数降低0.29,千粒重下降0.04 g,单株产量减少1.52 g/plant;从渍水时间与施肥的交互关系看,渍水3 d时,渍水与施肥的交互作用能显著提高产量3.17 g/plant,显著提高单株角果数39.16,能够缓解产量损失;当渍水6 d时,渍水与施肥交互作用有减少产量2.29 g/plant趋势,对产量结构也无显著影响;当渍水9 d时,渍水与施肥交互作用显著降低产量4.78 g/plant,加重产量损失。【结论】花期渍水胁迫明显减少油菜产量和产量结构,其中宁油18比宁杂19更敏感,盆栽比池栽更敏感,单株角果数比角粒数和千粒重更敏感。模型量化表明,短时间渍水胁迫下,施肥能够缓解渍水胁迫对产量、收获指数和角果数的负效应,随着渍水时间延长,施肥缓解渍水胁迫负效应的能力减弱,当渍水达到9 d时,无施肥和施肥处理下渍水对产量、收获指数和角果数的影响较一致;花期渍水时间每增加1 d,收获指数下降、单株角果数、每角果粒数、千粒重与单株产量均明显减少,在施肥条件下渍水3 d时,渍水对油菜的伤害程度较小,但渍水6 d和9 d时,施肥对渍水影响的缓解效果降低。在正常水分管理下,施肥能够显著提高产量及产量结构,但是随着渍水时间增加,施肥缓解渍水对产量的影响不断下降。     

不同基因型小麦灌浆和抗倒伏性能与籽粒产量的关系

为了给小麦高产栽培及新品种选育提供依据,在大田条件下,对14个不同基因型小麦的籽粒灌浆过程和茎秆抗倒伏性进行研究。结果表明:小麦籽粒干质量呈"S"型曲线增长,经Logistic方程模拟,灌浆特性的参数存在差异。粒质量主要由平均灌浆速率、最大灌浆速率、快增期灌浆速率和渐增期持续时间决定,与灌浆持续时间和快增期持续时间关系不显著。渐增期增长有利于扩大库容,利于粒质量的增加。相关分析表明,倒伏指数和倒伏率呈极显著正相关,因此,倒伏指数可反映其抗倒伏性强弱。西农121的倒伏指数最小为0.507,与其他基因型相比差异显著。倒伏指数与基部第2节关系密切,基部第2节机械强度越大、壁越厚、充实度越高,倒伏指数就越小,茎秆抗倒性就越强;适当降低株高可以降低植株的重心高度,增强植株抗倒能力。综合分析说明,西农121、农大1108籽粒灌浆速度较快,粒质量较高,产量表现好,抗倒伏性能良好。     

播期和密度对普冰151小麦籽粒产量与品质的影响

为确定关中地区小麦适宜播期和密度,以普冰151为试验材料,于2014年10月—2015年6月设置10月3日、10月8日、10月13日3个播期和基本苗135、195、255、315万·hm~(-2)4个密度,研究了播期和密度对普冰151产量及品质的影响。结果表明,随着播期的推迟,普冰151的籽粒产量降低,通过增加密度可以提高小麦成穗数,达到增加产量的目的。从播期和密度互作对产量的影响来看,普冰151的适宜播期为10月3日至10月8日,播量随着播期的推迟而增加,基本苗由10月3日的195万·hm~(-2)增加到10月8日的255万·hm~(-2)。随着播期的推迟,蛋白质含量和湿面筋含量呈下降趋势,面团稳定时间呈上升趋势;当密度为255万·hm~(-2)时,蛋白质含量、湿面筋含量和面团稳定时间最大,分别为14.25%、30.72%和10.22 min。因此,可根据实际需要,确定最适宜的播期和密度,使产量和品质协调统一。     

叶面喷施氮肥对小麦SPAD值及产量的影响

为了解叶面施氮效应,在大田条件下,以农大1108和普冰79为材料,研究了在小麦抽穗期、开花期和灌浆期喷施浓度为1.0%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0%的氮肥(尿素)对小麦旗叶SPAD值和籽粒灌浆动态及产量的影响。结果表明,与喷施等量清水的对照(CK)相比,喷施不同浓度氮肥后,两个小麦品种灌浆期旗叶的SPAD值均变化显著:在喷施氮肥浓度为1.0%(H1)、1.5%(H2)和2.0%(H3)时明显增加,在喷施氮肥浓度为2.5%(H4)和3.0%(H5)时明显下降,且H2和H3处理的小麦SPAD值在生育后期能保持一段时间的相对稳定状态,而CK呈下降趋势。两个小麦品种在喷施氮肥以后,H1、H2和H3处理的籽粒灌浆最大速率(Vmax)、籽粒灌浆平均速率(V)以及快增期籽粒灌浆平均速率(Vs)均明显提高,而H4和H5处理的Vmax、V和Vs明显下降。两个小麦品种的5个处理同CK相比,出现最大灌浆速率的时间(Tv)均有所提前,而且快增期持续时间(Tk)也明显缩短。两个小麦品种的产量、穗粒数和千粒重均表现为H3H2H1CKH4H5,且喷施氮肥处理均与CK差异显著。综合来看,叶面喷施浓度为2.0%的氮肥对小麦的增产效果最好。     

基于生物量的油菜叶曲线模型

叶片是油菜最主要的光合器官之一。为定量描述油菜主茎叶曲线,基于2011~2012年和2012~2013年不同品种、移栽密度及施肥水平油菜田间试验,通过观测不同处理油菜叶片的长度、切角、弦角和弦长,分析了直叶片叶曲线方程的生物学意义,构建了直叶片概率模型;假设并验证了弯曲叶片叶曲线方程,定量了叶弯曲度与生物量的关系,构建了叶曲线模型。结果显示,直叶片概率在归一化叶位区间(0,0.4]和(0.4,1]内趋势不同,可用分段函数拟合;叶弯曲度随生物量的增大而减小,可用倒数函数拟合。所建模型利用直线方程模拟直叶片叶曲线,用二次函数模拟弯曲叶片叶曲线。经独立试验资料检验,所建模型对直叶片概率及叶弯曲度均具有较好预测性。     

基于生物量的油菜主茎叶片形态参数模拟研究

为了定量油菜主茎叶片形态参数与生物量间的关系,本研究基于2011—2012年和2012—2013年不同品种、移栽密度及施肥水平油菜田间试验,通过观测不同品种和处理油菜叶片长、最大叶宽和叶柄长等形态参数,并分析了上述参数与叶片生物量的关系,构建了基于生物量的油菜叶长、最大叶宽和叶柄长模型。结果表明,在全生育期,不同品种和处理下油菜主茎叶长和最大叶宽均与叶片生物量的平方根成正比,而叶柄长与叶长成正比。所建模型利用截距为0的线性函数描述叶长和最大叶宽随生物量平方根的变化,用直线式描述叶柄长随叶长的变化。经独立试验资料检验,除宁油16叶柄长模型误差较大外,所建模型对其余形态参数均具有较好预测性,为通过生物量将油菜生长模型与形态结构模型结合提供了机理性较强的方法,为建立油菜功能-结构模型奠定了基础。     

基于Web of Science近10年油菜研究态势分析

基于2004-2013年间Web of Science的SCI\|EXPANDED数据库收录的油菜相关论文（以油菜为主题词）,分析了这一领域发文量年度变化趋势,以及影响力较高的国家/地区、科研机构、期刊、高被引论文等;根据Essential Science Indicators数据库,总结油菜研究前沿;并根据模糊综合评判方法,采用3种不同的权重,对文献计量学指标进行综合排序。结果表明：全世界对油菜研究的重视度在不断提高。总体看,美国、加拿大及德国、英国、法国等欧洲国家在油菜研究方面处于世界领先水平。加拿大、美国和中国科研机构发文量较大,但欧洲科研机构发文普遍质量较高,影响力较大;刊载油菜研究相关论文的优秀期刊和高被引论文均多来自欧洲国家和美国;油菜相关研究多集中在甘蓝型油菜、菜籽油、生物柴油和基因表达等方面。     

基于DTOPSIS法对新疆棉花早中熟区试品种综合评价研究

利用DTOPSIS法对新疆棉花早中熟区试品种作出更合理地分析评价。以2020年新疆自治区棉花早中熟品种区域试验40个参试品种调查数据为资料,利用DTOPSIS法进行综合分析评价,初步研究了该方法在新疆棉花早中熟区试品种评价应用。结果表明：DTOPSIS法比只用产量进行分析更为合理,将各品种的性状指标归纳为统一的量化综合指标可以反映各品种的稳定程度;在40个参试品种,中塔河7号、新827、禾棉AW5的Ci值相对较高,综合性状良好与实际表现一致。综上所述,利用DTOPSIS法评价棉花早中熟区试品种可以较全面地分析出棉花品种的适应性,有效提高新品种推广的成功率。