不同栽培模式对油菜产量和倒伏相关性状的影响

为建立与油菜相匹配的高产高效栽培管理方式,设置3种栽培模式即常规栽培(FP)、超高产栽培(SP)和高产高效栽培(HH),于2013—2014年在湖北枝江单季稻区用中熟油菜品种华双5号,武穴双季稻区用早熟品种华早291选择不同肥力田块(高肥力、低肥力)进行试验,测定3种栽培模式下油菜生物量和生育期间的光能资源利用率、产量、田间倒伏等指标。结果表明,与FP相比,在高、低肥力下,SH和HH均提高了各时期的光能截获率和光能利用效率,HH模式薹肥施用比例高,在后期光能截获率下降速率最低,仍保持较高的光合面积,有利于干物质的积累。SH模式和HH模式下,收获指数和产量均显著高于FP模式,且以SH模式最高。株高、根冠比和抗折力均表现为SHHHFP;倒伏指数与倒伏角度的变化趋势较为一致,在不同地力条件下均表现为SHFPHH。综上,HH模式的籽粒产量虽略低于SH模式,但不显著,而后期倒伏显著降低。与SH模式相比,HH模式通过增加种植密度,减少氮肥投入和施肥次数,起到了"以密抗倒、以密省肥"的效果,机械收获效率显著提高,可实现高产高效栽培。     

6-苄氨基嘌呤(6-BA)对不同氮素水平下玉米叶片衰老过程中光系统II性能的调控效应

以玉米自交系齐319 (Qi 319)为试材,利用叶绿素荧光快速诱导动力学曲线,研究了喷施外源激素6-苄氨基嘌呤(6-BA)对不同氮素水平下玉米花后叶片光系统II (PSII)性能的调控效应。两年研究结果表明,花后穗位叶叶绿素含量和净光合速率(P_n)均呈降低的趋势。在不施氮条件下,外源喷施6-BA,可提高叶绿素含量及后期P_n,但对PSII反应中心的活性无显著改善。施氮可显著提高P_n和PS II的性能,6-BA可显著增强其效果。二者互作条件下,叶绿素含量显著提高,P_n显著增加(P<0.05),PSII供体侧和受体侧的活性得到有效改善,其中对PSII供体侧性能的改善幅度大于对受体侧,PSII反应中心的活性提高以花后10 d最显著。光合性能的提高使单株生物量和籽粒产量显著增加(P<0.05)。因此,在适量施用氮肥的条件下结合喷施6-BA可以显著改善叶片光合性能。     

不同耕作方式与氮肥类型对夏玉米光合性能的影响

为了探讨不同耕作方式与氮肥类型对夏玉米光合性能的影响及其作用机制,本试验以玉米杂交种郑单958为供试材料,通过快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)及820 nm光吸收等技术,深入研究了玉米花后叶片叶绿素含量、含氮量、气体交换参数、光系统II(PSII)、光系统I(PSI)及二者间的协调性。两年研究结果表明,与常规尿素相比,施用控释尿素均可显著提高玉米花后穗位叶叶绿素含量、净光合速率(Pn)及后期气孔导度(Gs),明显改善光系统间协调性。与旋耕相比,深松可进一步加强施氮对玉米叶片光合性能的促进作用。控释尿素结合深松可显著提高叶绿素含量及Pn,明显改善叶片PSII反应中心供体侧和受体侧性能,增强电子由PSII向PSI的传递,使花后叶片PSII与PSI间协调性显著增加,有利于产量形成期光合性能稳定。光合性能的提高显著增加了穗粒数和单株籽粒产量,最终提高玉米产量。因此,深松与控释尿素结合可有效地协调PSII与PSI,提高夏玉米光合性能,促进玉米增产。     

氮素对高大气CO2浓度下小麦叶片光合功能的影响

为探讨高大气CO₂浓度下植物光合作用适应现象的光合能量转化和分配的氮素响应及其对C₃植物光合功能的影响,本试验对盆栽小麦进行2个大气CO₂浓度和2个氮水平的组合处理,通过测定小麦光合气体交换参数、叶绿素荧光参数和叶绿素含量等指标,研究施氮对高大气CO₂浓度下小麦叶片光合功能的影响。结果表明,大气CO₂浓度升高后,低氮处理小麦叶片光合速率发生明显的适应性下调,光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)下降;但高氮叶片则无明显的光合作用适应现象发生。高大气CO₂浓度下低氮叶片光化学速率、PSII线性电子传递速率(J_F)、光合电子流的光化学传递速率(J_C)、Rubisco羧化速率(V_C)和TPU下降,并随生育时期推进其下降趋势更为明显,但高氮叶片的上述参数无显著变化;小麦叶片J_C/J_F、V_C/J_C和V₀ /V_C随氮素水平和大气CO₂浓度的变化无显著变化,表明施氮能提高光合机构对光合能量的传递速率,但对光合能量的分配方向无明显影响。施氮提高小麦叶片氮素和叶绿素含量,并且使高大气CO₂浓度下光合氮素利用效率(NUE)明显增加。大气CO₂浓度升高后,施氮增强光合机构的光合能量运转速率,同化力提高,无明显的光合作用适应现象;由于氮素水平与大气CO₂浓度对小麦叶片的光合能量利用存在明显的交互作用,而且高大气CO₂浓度下施氮使得小麦叶片NUE增加、正常大气CO₂浓度下降低,证明高大气CO₂浓度下施氮对光合作用具有直接的影响。     

有机物料还田对夏玉米穗位叶光合性能及氮代谢的影响

明晰不同物料还田对夏玉米穗位叶光合性能及氮代谢的影响,为有效利用农业废弃物提供理论依据。2018—2019年在川中丘陵区石灰性紫色土上进行大田试验,设置无物料还田(CK)、蚕豆秸秆还田(faba bean straw, FS)、油菜秸秆还田(rape straw, RS)、猪粪还田(pig manure, PM) 4个处理,研究不同物料还田下夏玉米产量、叶片光合性能及氮代谢的特征。结果表明:(1)不同有机物料还田第2年FS处理的玉米籽粒增产效果最佳,比CK显著增加24.85%。(2)各物料还田处理的夏玉米叶面积指数、叶面积积累速率、群体光合势和光合色素含量,随生育期推进均呈先增后降的趋势。与CK比, FS、PM处理提高叶面积指数、叶面积积累速率和群体光合势,但RS处理有降低效果;夏玉米六叶期光合色素含量在处理间差异不显著,吐丝期叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量均是RS处理比CK显著增加,但吐丝后20d时FS处理的叶绿素a、b、总叶绿素含量分别比RS处理显著增加34.67%、42.08%、36.24%。(3)有机物料还田显著增加夏玉米穗位叶硝酸还原酶活性,各还田处理的营养器官氮素积累与...     

不同品种小麦灌浆期旗叶光合特性及光合基因表达对臭氧浓度升高的响应

利用开放式臭氧(O₃)浓度升高平台,以不同小麦品种(烟农19和扬麦16)为供试作物,研究了O₃浓度升高条件下不同品种灌浆期叶片光合特性和光合基因表达的差异。结果表明,与对照处理相比,O₃浓度升高处理达75d导致小麦灌浆期叶片光合响应参数表观量子效率、最大净光合速率和叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量下降,使得小麦灌浆期叶片总可溶性糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量增加。通过荧光定量PCR测定发现, O₃浓度升高还引起小麦叶片叶绿体编码基因psaA、psbA和rbcL基因表达下调。不同小麦品种光合生理指标和叶绿体基因表达水平的变化幅度不同,烟农19的响应幅度均大于扬麦16。该研究结果可为O₃污染环境下不同小麦品种光合响应差异机制和小麦耐性品种的选育提供理论依据。     

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...     

不同栽培模式对旱地春玉米光合特性和水分利用率的影响

明确旱地春玉米高产与水分高效协调的栽培技术及其生理原因,对提高水分限制条件下玉米水分利用效率及玉米可持续生产具有重要意义。本文以郑单958为材料,于2010年和2011年在陕西长武进行大田试验,设置当地农户栽培(对照)、高产高效栽培、超高产栽培和再高产高效栽培等4种栽培模式,比较了其对春玉米光合特性和水分利用效率的影响。结果表明,当地农户栽培、高产高效栽培、超高产栽培和再高产高效栽培产量平均达7.7、9.2、11.7和10.6 t hm^-2,高产模式较对照产量分别提高20.1%、52.9%和37.7%,水分利用效率分别提高27.8%、60.9%和45.1%。与当地农户栽培相比,高产高效栽培、超高产栽培和再高产高效栽培提高了花后叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和单叶水分利用效率(WUE_L);相对电子传递速率(ETR)、PSII实际量子产额(Φ_PSII)和光化学猝灭(q_P);延缓了叶片衰老;花后干物质积累量分别增加29.0%、82.3%和56.1%。结果说明通过地膜覆盖、增加密度和氮肥运筹等关键栽培技术的集成与优化,可实现旱地春玉米高产与水分高效30%以上的目标;其增产增效的主要原因在于显著增强玉米花后叶片光捕获能力与光化学效率,延缓叶片早衰,促进花后干物质积累及其对籽粒的贡献率。     

晒田强度和穗肥运筹对三角形强化栽培水稻光合生产力和氮素利用的影响

以杂交中稻组合II优498为材料,在三角形强化栽培(TSRI)条件下,研究3种晒田强度(0~20 cm土壤相对含水量为80%±5%、60%±5%和40%±5%,分别记为W₁、W₂和W₃)和3种穗肥运筹(晒田复水后第1、8和15天施用第1次氮素穗肥,分别记为S₁、S₂和S₃)对灌浆结实期水稻光合生产和氮素利用的影响。结果表明,晒田程度和穗肥运筹对水稻光合生产、干物质积累、氮素积累、转运和利用和产量的影响存在显著互作效应,且晒田影响最为显著,氮素穗肥运筹次之。轻度晒田(W₁)复水后第1天施用第1次氮素穗肥会降低抽穗后15 d和30 d的群体光合和有效穗数,推迟至复水后第8天或第15天施用第1次氮素穗肥可以提高抽穗后15 d和30 d的群体光合、收获指数和氮素稻谷生产效率;中度和重度晒田(W₂和W₃)复水后第1天和第8天施用第1次氮素穗肥可以提高孕穗期和齐穗期剑叶P_n和抽穗后15 d和30 d的群体光合、干物质积累、籽粒产量及构成指标、稻株氮素积累与利用。经过分析比较得出,TSRI模式下W₂S₁为晒田强度和穗肥运筹的最优组合,产量达到10.96 t ha^-1。     

甘蓝型油菜黄化突变体的光合特性及叶绿素荧光参数分析

调查油菜自发黄化突变体(NY)、野生型(NG)及其正反交后代材料(F₁和rF₁)的光合色素含量、光合特性、叶绿素荧光参数及农艺性状,分析五叶期各参数的变化规律。表明,突变体叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素均大幅减少,其中叶绿素b减幅最大;净光合速率显著降低,胞间CO₂浓度升高,但气孔导度与野生型等相当,表明光合速率不受气孔限制;光补偿点和光饱和点升高,暗呼吸速率与野生型等相当,表观量子效率和光补偿点处量子效率显著降低;CO₂补偿点、光呼吸速率和羧化效率均显著降低,CO₂饱和点则显著升高;突变体的荧光参数,包括F_o、F_m、F_v/F_m、F_v'/F_m'、Φ_PSII、q_p、NPQ和ETR均显著降低,说明光合色素含量降低导致PSII反应中心捕光能力弱和光化学转化效率低,使叶片光合速率降低。突变体的黄化持续时间较长,对生长发育产生影响较大,单株籽粒产量只有野生型的57.09%,但与正常材料组配F₁的光合特性和农艺性状均能恢复到正常水平。     

不同栽培管理条件下夏玉米产量与肥料利用效率的差异解析

于2017—2018年在泰安、淄博和烟台,根据生产调研和各地夏玉米高产经验,在同一地块综合设置了超高产栽培、高产高效栽培和农户栽培3种栽培模式,分别模拟超高产生产水平(SH)、高产高效生产水平(HH)和农户生产水平(FP) 3个层次。并分别设置不施氮(SHN_0、HHN_0、FPN_0)、不施磷(SHP_0、HHP_0、FPP_0)和不施钾(SHK_0、HHK_0、FPK_0)的肥料空白处理。定量分析不同产量层次之间产量差及肥料利用效率差,探究产量差和效率差的影响因素及缩差增效途径。结果显示,当前山东省夏玉米SH、HH和FP的籽粒产量分别实现了光温潜力产量的68.13%、63.71%、53.22%。随着产量差距的增大,肥料利用效率降低。FP的N、P、K肥料利用效率分别为4.23、5.83、4.94 kg kg~(–1), SH的分别为3.84、4.64、2.97 kg kg~(–1)。通过优化栽培措施后,高产高效管理模式能够较FP籽粒产量提升10.49%, N、P、K的肥料利用效率分别提高67.07%、101.35%、57.65%,是实现产量与肥料利用效率协同提升的有效技术途径。对各产量水平进行产量性能分析发现,随着产量水平的提高,平均叶面积指数和单位面积穗数明显提高,而穗粒数、平均净同化率和粒重则有所下降。随着产量水平的提高,吐丝后干物质和N、P、K元素积累比例有增加的趋势。因此,在保持现有功能性参数不降低情况下,优化结构性参数是当前产量与资源利用效率协同提升的有效措施,今后高产高效应更加注重生育后期群体结构性能的优化。     

玉米穗位叶主要光合荧光参数与高光谱数据的相关分析

穗位叶光合相关参数状况直接影响玉米后期产量构成,探讨高光谱遥感数据与叶片光合相关参数的关系,对快速,准确评价玉米穗位叶光合特性状况具有重要的意义。通过设置4个不同氮肥水平（N0：0 kg/hm²,N1：170 kg/hm²,N2：340 kg/hm²,N3：500 kg/hm²）,以抽雄吐丝期玉米穗位叶为研究对象,分析叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)等光合参数,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、吸收的光能被用于光化学反应的份额(P)、非光化学淬灭系数(NPQ)等荧光参数,叶绿素含量(Chl)、类胡萝卜素含量(Cars)、叶绿素含量/类胡萝卜素含量(Chl/Cars)等光合色素参数以及光谱反射率的变化规律,明确光合荧光相关参数与原始光谱反射率、一阶微分光谱、植被指数等高光谱数据之间的关系。结果表明,Pn、Tr、Fv/Fm、ΦPSⅡ、P、Chl、Cars、Chl/Cars等8个参数随着氮肥的增加呈现上升趋势,与对照相比差异显著(P<0.05),而Gs和NPQ在各处理下差异不显著(P>0.05),NPQ随着氮肥的增加呈现先减小后增大的趋势。对于光谱反射率,可见光波段光谱反射率随着氮肥的增加而降低,近红外波段施肥处理反射率比未施氮肥处理显著升高,红边位置出现“红移”现象。通过Pn、Tr、Fv/Fm、ΦPSII、P、NPQ、Chl、Cars、Chl/Cars与原始、微分光谱及植被指数相关性分析,最佳高光谱变量分别为Dλ₆₉₉、Dλ₇₀₁、Dλ₇₀₃、Dλ₇₀₂、Dλ₇₀₁、R₇₆₄、Dλ₆₉₉、Dλ₆₉₉、Dλ₇₀₀,相关系数分别为0.81、-0.73、-0.54、-0.58、-0.61、-0.49、-0.996、-0.997、-0.877,均达到了极显著水平(P<0.01);而Gs的相关性最佳高光谱变量为Dλ₅₇₅,相关系数为0.47(P<0.05)。因此,利用高光谱遥感技术评价玉米抽雄吐丝期穗位叶光合荧光相关参数具有可行性,对评价玉米后期产量构成具有重要的意义。     

浅埋滴灌下分期追氮对玉米花后光合特性、氮素利用和产量的影响

为研究浅埋滴灌下不同氮肥追施方式玉米花后光合特性、氮素利用和产量形成的差异,以氮肥一次性追施(CK)和氮肥分期追施(NFQ) 2种氮肥追施方式的玉米为研究对象,对其花后叶源特性、光合特性、氮素利用和产量及产量构成因素进行比较分析。结果表明,2018—2020年NFQ花后叶源特性显著优于CK,其叶面积指数、叶绿素SPAD值和叶片氮素含量分别平均较CK提高了6.35%、11.02%和5.34%。NFQ花后光合特性亦显著优于CK,其净光合速率、瞬时光能利用率、瞬时水分利用效率和瞬时羧化速率分别平均较CK提高了6.98%、4.28%、20.49%和12.73%。NFQ氮素积累转运量均显著高于CK,其氮素积累量和转运量分别平均较CK提高了23.73%和19.29%。NFQ产量均显著高于CK,试验年份平均增产9.40%,穗粒数和千粒重的显著提高是增产的主要原因。本研究认为,西辽河平原井灌区玉米生产的适宜氮肥追施方式为拔节期、大口期、吐丝期按3:6:1比例追施。     

糜子/绿豆间作模式下施氮量对绿豆叶片光合特性及产量的影响

探讨施氮量对间作条件下绿豆叶片光合特性、氮素特征及产量的影响,以期为西北旱区糜子//绿豆间作模式的合理施氮提供理论依据。试验于2018-2019年在陕西榆林采用裂区设计,主处理设糜子间作绿豆(PM)、绿豆单作(SM)2种种植模式,副处理设0(N0)、45(N1)、90(N2)和135 kg hm^-2(N3)4个氮肥水平。结果表明,施氮处理下间作绿豆叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(T_r)比不施氮平均增加10.5%~24.5%、15.2%~29.5%,提高了叶片光合特性;PSII最大光化学效率(F_v/F_m)、PSII实际光化学效率(ΦPSII)平均增加2.9%~7.8%、11.7%~28.4%,PSII非光化学淬灭系数(non-photochemical quenching coefficient,NPQ)降低10.3%~17.4%,叶片叶绿素荧光参数得到改善,对弱光的截获和利用能力提高,叶片PSII反应中心活性增强。单株叶面积、单位干质量叶片氮含量(N_mass)和单位面积氮含量(N_area)均随施氮量增加表现为先升高后降低的趋势;Chl a、Chl b含量增加,光合氮利用效率(photosynthetic N-use efficiency,PNUE)则比不施氮有所降低;不同施氮量均显著增加间作绿豆干物质积累量和荚数,百粒重2年平均分别比不施氮增加1.1%~6.9%,产量增加9.3%~19.7%。2年试验间作各处理土地当量比(land equivalent ratio,LER)为1.63~2.07,表现为间作产量优势。由此可知,施氮可改善间作绿豆叶片光合物质生产能力,延缓衰老,有效调节了光合系统对遮阴的适应性反应,且间作叶片光合性能对氮肥的响应要大于单作。糜子/绿豆间作模式LER大于1,可作为西北旱作农业区推广种植模式,在90 kg hm^?2施氮量下间作绿豆叶片光合特性表现最好,产量最高,LER最大,是其适宜施氮水平。     

缺钾胁迫对大豆植株钾素与干物质积累的影响

为了给大豆生产中合理施用钾肥提供重要理论依据和参考,本试验采用砂培方法,自大豆V3期开始,连续进行4 次缺钾处理,研究了缺钾胁迫对大豆植株钾素和干物质积累的影响。结果表明：大豆V3~R1期缺钾胁迫,下部叶、柄钾素向上部转移,以供给新生的上部器官,保证其生长;在R1~R3期、R3~R5期、R5~R6期缺钾胁迫,所有营养器官中的钾素均向荚果中转移,以保证其生长发育;V3~R1期、R1~R3期主要以营养生长为主,此时断钾,钾素对营养生长阶段的大豆干物质积累未有很大的影响。R3~R5期、5~R6期为钾素对干物质积累影响最关键时期,此时断钾,干物质积累下降明显。     

马铃薯/玉米套作对马铃薯品种光合特性及产量的影响

以马铃薯品种中薯5号(早熟, 株型直立)和米拉(中晚熟, 株型扩散)单作为对照, 在大田条件下, 调查马铃薯/玉米套作模式中2个品种光合指标的变化、块茎形成期至块茎增长期不同叶位气体交换参数的变化, 分析光合指标对产量的影响。结果表明, 整个生育期马铃薯叶绿素含量(Chl a+Chl b)套作高于单作, 叶面积指数(LAI)、比叶重(SLW)和叶绿素a/b值(Chl a/b)套作低于单作。从块茎形成期至块茎增长期, 群体光合有效辐射(PAR)、水分利用效率(WUE)、气孔限制值(L_s)呈下降趋势, 净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间二氧化碳浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)呈上升趋势。PAR、P_n、G_s、T_r均随叶位的降低显著下降, 套作下降幅度低于单作。套作中、下层叶片P_n的下降受气孔因素和非气孔因素限制。套作降低了马铃薯上层叶P_n, 提高了中、下层叶P_n。套作中薯5号的Chl a+Chl b生育前期高于米拉, 生育后期低于米拉, SLW则相反; LAI和Chl a/b整个生育期高于米拉。套作中薯5号上层叶PAR高于米拉, 中、下层叶PAR低于米拉; 套作中薯5号上层叶P_n与米拉相近, 中、下层叶P_n高于米拉; 各层叶WUE、L_s高于米拉, G_s、C_i、T_r低于米拉。总之, 套作改变了马铃薯的光合特性, 并显著降低了马铃薯块茎产量; 套作恶化了中薯5号/玉米复合群体的光环境, 改善了米拉/玉米复合群体的光环境, 米拉/玉米套作体系土地当量比(1.40)大于中薯5号/玉米体系(1.24), 显示了较强的套作优势, 宜在生产中优先推广。     

不同覆膜栽培方式对玉米光合特性及产量形成的影响

为探索山西晋中地区获得玉米高产稳产的适宜覆膜种植方式,在大田试验条件下研究了4种覆膜方式对玉米叶面积指数、光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶片水分利用效率及籽粒产量的影响。结果表明：与对照相比,不同覆膜栽培方式均可显著提高叶面积指数、净光合速率、气孔导度和叶片水分利用效率,可显著提高花后叶片的蒸腾速率,从而显著提高产量。其中,起垄膜侧种植方式处理的光合特性最佳,产量最高,较对照提高36.2%。籽粒产量与穗行数呈显著正相关,与穗长、行粒数及百粒重呈极显著正相关;抽穗期、灌浆期和成熟期光合参数与籽粒产量的相关性略高于拔节期和大喇叭口期,说明通过提升花后的光合作用能够更有效地提高作物产量。总之,起垄膜侧种植栽培方式有利于玉米提高光合特性和籽粒产量,是一种适合晋中地区玉米生产的覆膜方式。     

不同栽培方式对长江下游棉田资源利用效率的影响

我国农业对自然环境依赖性强,农业生产环境相对恶劣、资源利用效率低下,作物栽培理论与技术需要不断创新和完善。为建立与当前生产模式相匹配的作物高产高效栽培管理方式,选用棉花品种泗杂3号,于2012—2013年在长江下游棉区(江苏大丰)不同地力水平田块(高、低)进行麦棉两熟栽培管理方式定位试验,设超高产栽培、常规栽培和高产高效栽培,系统测定棉花生物量、产量和生育期间的温光、氮肥资源利用效率。结果表明,栽培方式和地力水平显著影响棉花产量,而产量的差异主要由温光、氮肥资源利用效率的差异造成。棉花产量提高的限制因子是低下的资源利用效率。高产高效栽培较常规栽培产量提高27.5%,温光资源利用效率分别提高27.7%、23.4%、氮肥偏生产力提高10.1%,是长江下游较为适宜的栽培方式。因此未来生产中应进一步合理优化栽培方式来提高棉田资源利用效率,以达到高产高效的目标。     

强闪光抑制棉花叶片光系统Ⅱ活性和热耗散

除持续强光导致光合作用效率降低外,强闪光也能够影响光合功能,但规律和机制尚不清楚。为研究强闪光对喜光植物棉花叶片光合功能的影响,选用陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种新陆早45号为材料,于强闪光处理(20,000μmol m–2 s–1, 300 ms,间隔10 s,处理时间持续30 min)前后分别测定叶绿素荧光、P700和气体交换。结果表明,强闪光处理后不仅有活性的PSI (光系统I)反应中心含量下降,同时PSⅡ (光系统Ⅱ)电子传递活性也受到限制。与对照相比,强闪光处理后PSI的ΦND (PSI供体侧限制引起的非光化学量子产量)下降,ΦNA (PSI受体侧限制引起的非光化学量子产量)增加,暗示强闪光能够抑制PSI受体侧电子传递活性。强闪光处理不仅使PSⅡ的实际量子产量明显下降,而且非光化学猝灭和ΦNPQ (PSⅡ调节性能量耗散的量子产量)也降低;但是,ΦNO (PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量)明显增加,表明强闪光导致热耗散降低和PSⅡ失活。此外,强闪光处理后光合速率和气孔导度均降低,但细胞间隙CO2浓度增加,证明强闪光处理后同化能力的降低不是气孔限制导致的。因此,本研究认为强闪光处理不仅抑制PSI活性,而且导致PSⅡ失活和可调节性热耗散下降;光合电子传递活性的下降可能是强闪光下光合速率降低的重要原因。