硫素水平对夏玉米产量及生理特性影响的研究

每公顷基施0(CK)、36.3(S1)、413.85(S2)kg硫时,玉米每公顷产量分别为9 784.5、10639.5和11322kg,处理分别比对照增产8.73%和15.71%,并提高了果穗长度,增加了穗行数和行粒数,对千粒重影响不大.玉米单株的千物质积累量、株高、绿叶面积、比叶重及光合势、净同化率均表现为S2>S1＞CK.施用硫肥后,提高了功能叶片的叶绿素a、b以及叶绿素总含量,但施硫处理间在前期差异不大,后期S2处理叶绿素含量较高,叶绿素a/b比值各处理间相对稳定.施用硫肥提高了玉米叶片的光合速率,表现为S2>S1＞CK.施用硫肥还提高了玉米植株的气孔导度和蒸腾速率.     

硅氮配施对水稻光合特性、叶绿素荧光及产量的影响

为探明氮肥和硅肥用量对水稻光合作用及叶绿素荧光参数的调控效应,及氮硅配施调控水稻光合作用的内在生理基础。以超级稻品种广两优476为供试材料,采用2个氮肥水平、3个硅肥水平的大田试验,研究氮硅互作对水稻光合及荧光特性的影响。结果表明,增施氮肥和硅肥均能提高水稻叶片叶绿素含量,低氮水平下高硅肥处理光合作用最强,高氮水平下中硅肥处理光合作用最强,适当增施氮肥有利于水稻叶片降低非辐射能量耗散,将更多的吸收光能用于光化学反应,低氮水平下增施硅肥能有效改善叶绿素荧光参数指标,提高水稻叶片光合性能,但在高氮条件下,随着硅肥用量的增加,初始荧光（F0）、非光化学淬灭系数（NPQ）表现为先减后增,而PSⅡ潜在活性（Fv/F0）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）表现为先增后减,表明硅肥过量会导致水稻光化学效率下降。硅氮互作对水稻光合生理指标影响显著,低氮水平下增施硅肥能有效改善水稻叶片光合性能,高氮水平下适宜的硅肥用量为37.5 kg/hm2,此时水稻叶片光能利用效率最高,利于光合产物的形成和积累,可为高产打下良好的基础。     

密度对夏玉米品种光合特性和产量性状的影响

对不同密度条件下不同株型6个夏玉米品种进行了研究,筛选具有超高产潜力的优势品种。结果表明,对于不同株型品种,光合速率均是低密度处理高于高密度,其中紧凑型品种CF008光合速率最高。从产量性状分析,CF008产量最高,郑单958其次;CF008不同密度之间差异不显著;郑单958低密度产量显著高于高密度。同样,CF008经济系数最高,郑单958、金海5号和鲁单6003依次降低,不同密度间差异不显著。说明紧凑型品种的表现明显好于半紧凑型品种。     

铅胁迫对玉米光合特性及产量的影响

试验选用玉米为试材,在盆栽条件下设置不同铅处理浓度,通过测定不同生育时期玉米叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Cs)、胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素含量(Chl)和产量等指标,探讨了不同浓度铅胁迫对玉米光合生理特性及产量的影响。结果表明：①不同浓度的铅胁迫处理,除低浓度铅处理的各项指标基本好于对照外,其余处理均不同程度地使叶片Tr下降,Pn、Cs和Chl含量降低,Ci上升;②铅胁迫影响了玉米子粒产量形成。穗粒数的减少是玉米产量下降的主要限制因子。进一步分析成熟后的果穗性状,发现铅胁迫主要是通过秃尖和穗长变化影响穗粒数和穗粒重,最终影响子粒产量。     

水肥耦合对玉米光合特性及产量的影响

利用可精确控制水分条件的水肥平衡场,在不同水肥耦合处理的条件下,研究了水肥耦合对玉米光合特性及产量的影响,结果表明:不同水肥耦合处理的条件下,玉米的光合速率有所不同,气孔导度的变化与光合速率的变化表现基本一致,而对蒸腾速率、细胞间CO₂浓度影响不大.其中,在自然降水条件下,有机肥和无机肥的配合,有利于玉米子粒灌浆期维持较高的光合速率,表现出良好的产量潜力.充足水条件下,有机肥和无机肥的配合,光合速率及气孔导度表现较低,表现产量有所下降,说明供水量与施肥量之间有一个平衡系数.表明黑龙江省北部黑土区自然生态条件下,为充分发挥玉米的产量潜力,最佳的管理措施是增施无机肥和有机肥的配合.     

低温胁迫及恢复对玉米光合特性的影响

以玉米自交系掖478、合344、吉853为材料,在不同低温胁迫及恢复正常温度情况下比较幼苗光合作用及叶绿素荧光参数等指标的变化。结果表明,随着胁迫温度的下降和低温胁迫时间的延长,3个玉米自交系幼苗叶片初始荧光F_o呈上升趋势,F_v/F_o、F_v/F_m整体上均呈下降趋势。叶绿素荧光参数随着低温胁迫程度的加强变化较大,且相同温度下的变化幅度掖478<合344<吉853。3个玉米自交系在各温度胁迫后恢复到常温时的叶片初始荧光F_o下降,F_v/F_m、F_v/F_o整体上呈上升趋势。掖478恢复常温1～2 d后恢复到正常水平,抗冷性最强;吉853的PSⅡ系统受损较重,恢复常温3 d未达正常水平,抗冷性较弱。     

密度对不同株型玉米光合特性及产量的影响

对不同密度条件下3个不同株型春玉米的光合特性及产量进行了研究。结果表明,随密度增加叶面积指数(LAI)、初始荧光(F₀)上升,单株功能叶片光合速率(P_n)、PSⅡ的潜在活性(F_v /F₀)、PSⅡ最大光化学量子产量(F_v /F_m)下降;产量构成因素表现为单位面积有效穗数先上升后下降,穗粒数下降,百粒重变化因品种而异。先玉335、金玉4号和吉农大302最高产量分别为9 638.45、8 523.94、8 330.92 kg/hm²;先玉335最适播种密度为75 000株/hm²,吉农大302为60 000～67 500株/hm²,金玉4号为45 000株/hm²。先玉335群体产量与LAI、单株F₀呈正相关,与单株P_n、F_v /F_m、F_v /F₀呈负相关;吉农大302与金玉4号群体产量与LAI、单株F₀呈负相关,与单株P_n、F_v /F_m、F_v /F₀呈正相关,且金玉4号的相关程度要高于吉农大302。     

磷肥对玉米灌浆期光合系统性能的影响

在棕壤肥料长期定位试验基础上,测定不同水平磷肥处理玉米产量、灌浆期玉米穗位叶叶绿素荧光参数等指标。结果表明,施用磷肥能显著提高玉米产量,增施磷肥可以明显影响叶绿素荧光诱导动力学曲线变化,无论在低量有机肥还是高量有机肥投入条件下,增施磷肥均可以降低玉米穗位叶OJIP曲线的K、J和I值,减少叶片放氧复合体系统损伤程度。合理的氮磷比例可以有效提高PSⅡ电子传递性能,对于PSⅡ供体侧性能无明显影响。随着磷肥的施入,PSⅠ反应中心P700的最大氧化还原能力和光系统Ⅰ和Ⅱ的协调性受到一定抑制。     

主要增产措施对玉米光合特性与产量的影响

通过玉米生产中常用增产措施──更换品种、合理密度、大口期追肥和齐苗对玉米光合特性与产量性状影响的研究结果表明；①5个供试品种间虽产量达极显著差异，但单叶光合速率的差异未达显著水平．在同一基因型内，种植密度和大口期追肥两种措施对叶面积和光合速率均产生了明显的影响，进而导致产量的不同．且光合速率对增密的反应较叶面积更敏感．②随植株密度增加，株间光合速率间的变异增大。③在株间雌穗库差异较大的状态下，叶片光合速率与产量呈显著的正相关关系。     

不同类型小黑麦产量形成的光合特性差异

为了明确不同类型小黑麦产量形成的光合特性,以加工型品种东农8809、饲用型品种东农5305和粮饲兼用型品种东农96026为材料,采用随机区组试验,探讨了不同类型小黑麦主要生育阶段叶绿素荧光参数、光合参数、叶绿素相对含量以及产量的差异。结果表明,加工型品种东农8809生育后期PSⅡ最大光化学效率下降幅度大,非光化学系数高,光能消耗大,籽粒产量形成受到限制;饲用型品种东农5303扬花前光合能力较强,生物产量潜力高,花后非光化学淬灭系数增加量大,花后叶绿素相对含量迅速下降,叶片衰老快;粮饲兼用型品种东农96026净光合速率高,开花后叶绿素相对含量降幅小,叶片衰老慢,光化学淬灭系数高,PSⅡ电子传递活性大,成熟期最大荧光产量和最大光化学效率大及籽粒产量潜力高。说明不同类型小黑麦光合特性不同,花后较强的光合能力是籽粒产量高的基础;对于粮饲兼用型小黑麦来说,较小的热耗散释放比例及较高的花后光合能力是其以大穗实现较高籽粒产量的途径。     

氮肥施用量对超高产玉米光合性能及产量的影响

在田间栽培条件下,研究不同施氮量对玉米植株光合性能及产量的影响。结果表明,增施氮肥能够增加玉米叶片的叶绿素含量、叶面积指数,提高光合速率、蒸腾速率和气孔导度。施用过量的氮肥会造成植株贪青徒长,使生育后期的光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降,影响产量。施氮量300 kg/hm2为试验区最适施氮量。     

培肥方式对陇中旱农区玉米光合特性和产量的影响

依托2012年设在陇中旱农区的田间定位试验,设置单施化肥(CF)、有机肥+化肥(SC)、单施有机肥(SM)、单施玉米秸秆(MS)和不施肥对照(NA)5个处理,研究培肥方式对全膜双垄沟播玉米叶绿素含量(SPAD)、光合特性、叶面积指数、干物质积累和产量的影响。结果表明,单施化肥和有机肥化肥配施显著增强了玉米光合作用,4种培肥方式均增加了玉米叶片叶绿素含量和叶面积指数,CF、SC、SM和MS处理较NA分别增加了74.6%和80.0%、64.5%和74.0%、18.9%和28.9%、12.9%和25.8%。在各生育时期,CF和SC处理干物质积累量显著高于NA处理。CF和SC处理显著提高了玉米产量,子粒产量较NA分别增加了148.7%和119.1%,生物产量较NA分别增加了118.4%和105.0%。在陇中旱农区应用全膜双垄沟播技术种植玉米,化肥单施和有机肥配施化肥均可通过增加叶片叶绿素含量和叶面积指数改善光合作用,从而提高玉米产量。要维持玉米产量的可持续提高,有机肥化肥配施更加适宜。     

玉米光合性能与产量关系的研究

为搞清玉米光合性能与产量的关系，大田条件下研究了叶面积、日照时数、叶片光合速率、光合量、呼吸量和收获指数与单株生物产量和籽粒产量的关系，结果表明：拔节期单株干重分别与当时的单株叶面积、累积日照时数、地上部呼吸量是显著或极显著的正相关，与叶片光合速率相关性最差；收获指数与单株籽粒产量相关性最好，吐丝期穗下叶光合量对单株籽粒产量的贡献最大。苗期的栽培措施应有利于扩大叶面积，育种实践中应注重收获指数的选择。     

密度对玉米光合生理特性和产量的影响

以廊玉6号和农大108为试验材料,研究密度对玉米光合生理特性和产量的影响。结果表明:叶片光合速率、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、单株叶面积和单株干物重随着密度增加均降低;叶面积指数(LAI)、群体干物重(PDW)、光合势(LAD)和作物生长率(CGR)随密度增加而增大。生育前期差别不明显,中后期效应显著。无论单株性状还是群体性状,廊玉6号对密度的反应均比农大108迟钝,廊玉6号的耐密性强于农大108。本试验条件下,廊玉6号和农大108的适宜密度分别为67500株/hm2和60000株/hm2。     

覆盖作物和氮素用量对玉米产量及光合特性的影响

通过2种覆盖作物和5个氮素用量大田试验,探讨氮素和覆盖作物对玉米产量和光合特性的影响。随氮素用量增加,玉米产量先升高后趋于稳定,75 kg/hm²氮处理有效穗数最大,225 kg/hm²氮处理穗粒数和百粒重最大;低氮水平下,黑麦覆盖玉米产量最大。覆盖作物增加玉米花后20 d前的叶绿素含量,且提高了高氮处理开花后20～40 d的叶片光合速率;黑麦覆盖显著增加玉米中、上部叶面积。光能利用差异主要在花后40 d,氮素用量225～300 kg/hm²时黑麦覆盖最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学淬灭(qP)和表观电子传递速率(ETR)均高于玉米单作。综上,玉米-覆盖作物系统的玉米低氮量处理增产幅度大,高氮量处理产量高;以黑麦覆盖处理较好。     

带状复合种植对玉米和大豆光合特性及籽粒产量的影响

为比较带状复合种植和清种种植模式下玉米和大豆光合特性以及产量的差异,2015年和2016年进行大田试验,研究了玉米和大豆2∶4带状复合种植模式及清种种植对玉米和大豆光合特性及籽粒产量的影响。结果表明:(1)与清种玉米相比,对于高秆品种(垦丰41),带状复合种植提高了玉米净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度和水分利用效率;对于矮秆品种(垦丰40),2015年带状复合种植净光合速率等指标略小于清种玉米,但水分利用效率和胞间CO2浓度均大于清种玉米,有利于玉米籽粒内含物质的积累,而2016年净光合速率和蒸腾速率等指标均大于清种玉米;(2)对于高秆品种(垦丰41),除叶绿素含量略小外,清种大豆的各光合生理指标均大于带状复合种植;对于矮秆品种(垦丰40),带状复合种植净光合速率、气孔导度和叶绿素均大于清种大豆,且净光合速率均达到极显著差异水平;(3)带状复合种植增加了玉米穗粒数、穗重、籽粒重,虽产量较清种略有降低,但总经济效益高于清种;(4)带状复合种植大豆较清种大豆单株荚数、单株粒数、单株粒重和百粒重均有所降低,且产量明显下降,但总体经济效益高于清种经济效益。综合分析认为:玉米大豆带状复合种植增加了玉米光合生理特性,且对于增加玉米和大豆总产量和总体经济效益具有重要意义。     

叶面喷肥对先玉335叶片光合特性及产量的影响

以紧凑型玉米品种先玉335为试验材料,叶面喷施混合肥(NPK)、磷钾肥(PK)、氮肥(N),以喷施清水(CK)为对照,研究不同生育时期叶面肥对其光合特性及产量的影响。结果表明:不同叶面肥处理对玉米叶面积、叶绿素含量(Chl)、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾强度(Tr)均有不同程度的影响,因生育时期而不同;叶面肥处理后产量均高于对照,以混合肥处理产量增加最多,磷钾肥处理次之,氮肥处理增幅最小。     

不同密度对利民33光合特性和产量的影响

在大田试验条件下设7万(T1)、8万(T2)、9万(T3)、10万(T4)和11万株/hm²(T5)5个处理,测定玉米叶面积指数和叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率测定(Tr)和玉米产量,研究不同密度对利民33光合特性及产量的影响.研究结果表明,在吐丝期T4密度下LAI最高,在灌浆后期T2密度下LAI最高;在吐丝期和灌浆后期叶绿素含量均随着密度的增加呈降低趋势;吐丝期和灌浆后期净光合速率和光能利用率均表现出T2密度下最高,玉米产量与净光合速率和光能利用率密切相关.利民33在T2密度条件下光能利用率最高,产量最高,达12 124.64 kg/hm².