不同播幅对小麦花后叶片光合特性和产量的影响

为了明确不同播幅对小麦籽粒产量的影响及其形成的生理原因,本研究于2019—2020年和2020—2021年冬小麦生长季,在山东省济宁市兖州区小孟镇史家王子村小麦试验站大田试验条件下设置2种播幅处理:处理1是播幅为8 cm(B1);处理2是播幅为3 cm(B2)。研究了不同播幅对小麦光合特性、冠层光截获特性、干物质积累与转运和籽粒产量的影响。试验结果表明:B1处理开花后叶面积指数和冠层光合有效辐射截获率显著高于B2处理,其冠层光合有效辐射透射率显著低于B2处理;B1处理开花后旗叶叶绿素相对含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均显著高于B2处理,其胞间二氧化碳浓度显著低于B2处理; B1处理开花期和成熟期干物质积累量、开花后干物质在籽粒中的分配量、成熟期籽粒干物质积累量均显著高于B2处理; B1处理穗粒数、千粒重均显著高于B2处理;与B2处理相比, B1处理的2年平均籽粒产量和光能利用率分别高6.12%和7.71%。综上所述,播幅为8 cm的B1处理通过塑造了合理的冠层结构,改善了开花后叶片的光合性能,有利于开花后植株的光合物质生产,从而获得了最高的籽粒产量和光能利用率,为本试验条件下的最...     

不同栽培模式对春玉米干物质积累及转运的影响

以郑单958为供试品种,通过连续2年的田间试验,研究常规栽培(T1)、高产高效栽培(T2)和对照(CK)3种栽培模式下春玉米干物质积累及转运的变化规律。结果表明:高产高效栽培春玉米单位面积干物质积累量各生育时期均显著高于常规栽培和对照,尤以吐丝后为甚,吐丝后干物质转运量、转移效率和对子粒贡献率均以高产高效栽培最高,各器官表现为叶>茎>穗部。春玉米群体干物质最大积累速率和持续时间均表现为高产高效栽培>常规栽培>对照。最大积累速率出现的时间则与之相反。     

控释尿素基施及普通尿素不同基追比对旱地春玉米生长发育及水分利用效率的影响

通过2年的田间试验,研究了控释尿素一次性基施和普通尿素不同基追比对旱地春玉米光合特性、产量及水分利用效率的影响。结果表明:等氮量的控释尿素与普通尿素相比,产量和水分利用效率差异不显著,但等氮量的控释尿素较普通尿素2年平均增产幅度为4.1%一5.8%,产量构成因素中百粒重和行粒数优势较大。同时,控释尿素能保持较高的光合性能和干物质积累量。因此,综合考虑玉米生长发育及产量水分效应,在本试验条件下,陇东旱地春玉米生产中以控释尿素(纯N)240kg/hm²为最佳施肥量。     

水分胁迫对玉米光合速率和水分利用效率的影响

以7个玉米品种为试材,采用单株室外盆栽在开花期进行中度水分胁迫处理,研究了水分胁迫对玉米叶片净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)等光合参数的影响.结果表明:水分胁迫使光反应中心受到抑制,非气孔限制是影响净光合速率增加的主要限制因子;WUE与Pn、Gs、Tr存在显著的正相关关系,与Cj存在显著的负相关关系,叶片在水分胁迫条件下主要通过降低蒸腾作用来提高水分利用效率.     

密度和施肥对旱地马铃薯干物质积累、产量和水肥利用的影响

协同提高产量和资源利用效率,是旱作马铃薯高产高效的基础。本研究以陇薯10号为材料,于2017-2019年进行大田试验,设置当地农民习惯栽培(CK)、高产高效栽培(YE)和超高产栽培(HY)3种栽培模式,测定旱地马铃薯叶面积指数(LAI)、叶片SPAD值、冠层光合能力、干物质积累转运、块茎产量、水肥利用效率等指标。结果表明,与CK相比,YE和HY均提高了马铃薯LAI和叶片SPAD值,YE在降雨较少的2017年增幅更明显;二者均减慢了马铃薯块茎膨大后的LAI和叶片SPAD降低幅度,使其冠层光合能力在块茎膨大期和淀粉积累期2年平均提高29.9%、34.7%和40.2%、50.5%。基于较高的LAI和冠层光合能力,YE和HY的地上干物质在块茎膨大期较CK 3年平均增加123.05%和118.53%;同时块茎膨大后同化物对块茎的贡献率增加22.56%和19.29%,使马铃薯产量在2017-2019年平均增加47.93%和47.78%,水分利用效率平均增加77.59%和75.85%,均达到显著差异水平。YE和HY使马铃薯商品薯产量显著增加,收益显著提高,在2017-2019年分别较CK新增纯收益7330.3元hm^-2和6024.6元hm^-2。较大的群体冠层和较高的物质生产促进了植株对N、P、K的积累,YE的N、P利用效率较CK分别提高15.21%和17.20%,N、K收获指数分别提高3.85%和7.79%;HY的N利用效率提高12.37%。YE的WUE、N和P利用效率较HY提高2.05%、2.53%和23.41%,新增纯收益1305.7元hm-2。因此,YE减施缓释尿素40%并有机替代、密度60,000株hm^-2,能够提高水分和养分利用效率,维持马铃薯花后较高的冠层光合能力,促进茎叶干物质向块茎转运,实现作物增产和资源高效利用协同发展,是半干旱区黑膜覆盖马铃薯种植推荐的高产高效模式。     

秋季玉米秸秆覆盖对丘陵旱地小麦生理特性及水分利用效率的影响

西南丘陵冬春季节干旱频繁,严重影响小麦播种立苗及产量。2012—2013(干旱)和2013—2014年度(湿润),在四川简阳开展田间试验,比较不同玉米秸秆处理方式对旱地小麦生理性状、水分利用效率及产量的影响。试验共设4个处理,分别是无覆盖(CK)、无覆盖+播后和拔节期灌水(T1)、休闲期覆盖(T2)和休闲期+小麦生育期覆盖(T3)。干旱年份T1、T2和T3的产量分别为4151、3926和3603 kg hm–2;较CK增产42.0%、34.3%和23.2%,提高水分利用效率27.2%、29.6%和18.8%。湿润年份处理间产量差异较小。与CK相比,干旱年份灌水和覆盖提高了播种至开花阶段的干物质积累量,有效抑制了花后旗叶、倒二叶的叶绿素降解;覆盖处理有利于保持播前充足的底墒及生育期间较高的土壤含水量;T2处理主要生育时期的根干重、根冠比、根长密度、根质量密度和根表面积密度增加,下层土壤中的根系增多。籽粒产量与各生育阶段干物质积累量、花后旗叶和倒二叶的SPAD及水分利用效率呈显著或极显著正相关。秋季玉米秸秆就地覆盖具有显著的纳雨保墒作用,可提高小麦立苗质量,延缓叶片衰老,进而增产。     

畦田补灌对冬小麦产量形成及水分利用效率的影响

为明确畦灌条件下不同灌水时期和灌水次数对冬小麦产量形成及水分利用的调控效应,于2018—2019年,2019—2020年开展大田试验,设置4个补灌处理：出苗后整个生育期间不灌水（W0）、拔节水（W1）、拔节水+开花水（W2）、返青水+拔节水+开花水（W3）。结果表明,在播种期水分管理一致的条件下,2个年度冬小麦单位面积穗数、穗粒数均随着补灌次数的增加而增加,处理间差异达到了显著水平;千粒质量年度间差异较大,且与花前同化物输入籽粒量呈显著正相关。2018—2019年,W3处理的籽粒产量达到了10 100.05 kg/hm²,与W2处理之间差异不显著,但均显著高于其他处理;2019—2020年,W3处理的籽粒产量为9 604.00 kg/hm²,显著高于其他补灌处理,水分利用效率和灌溉水效益则显著低于其他补灌处理。W1与W2处理水分利用效率差异不显著,但均高于其他处理。相关分析表明,籽粒产量与花后同化物输入籽粒量及花后同化物对籽粒的贡献率均呈显著正相关。综上所述,小麦生育期灌水时期和次数应结合播种期的土壤墒情和关键生育时期的降水量综合考虑,在播种...     

不同滴灌制度对冬小麦光合特性及水分利用效率的影响

以冬小麦青麦7号为材料,设置7个不同滴灌制度处理,即按照小麦生育期分别进行不灌水（ CK1）、漫灌（CK2）、滴1水（W1）、滴2水（W2）、滴3水（W3）、滴4水（W4）和滴5水（W5）,初步研究了不同滴灌制度对冬小麦光合速率及水分利用效率的影响。结果表明：与CK1和CK2相比,滴4水和滴5水花后旗叶SPAD值、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）显著升高,胞间CO2浓度（Ci）显著降低;各滴灌处理中,花后0～30 d,随着滴灌次数的增加,小麦旗叶SPAD值、Pn、Gs和Tr表现为：W4＞W5＞W3＞W2＞W1,W4处理维持较高的光合速率;各处理之间产量差异显著,表现为：W4＞CK2＞W5＞W3＞W2＞W1＞CK1;滴4水的水分利用效率（22．23 kg/（mm·hm2））,显著高于其他处理。综合考虑光合及产量因素,在本半湿润易旱区条件下,以起身水＋拔节水＋开花水＋灌浆水（滴4水）为节水高产最优滴灌制度。     

玉米生产上3个主推品种光合特性、干物质积累转运及灌浆特性

以当前玉米生产主推品种郑单958、先玉335和京科968为试验材料, 考察其光合特性、干物质积累与转运及籽粒灌浆特性, 以揭示高产玉米品种的产量形成特性, 为玉米高产生产提供依据。结果表明: (1)产量以京科968最高、先玉335次之、郑单958最低, 京科968分别较郑单958和先玉335高14.55%和7.93%。(2)穗位叶净光合速率和冠层光合能力表现为京科968>先玉335>郑单958, 且吐丝期>乳熟期。京科968吐丝期和乳熟期的穗位叶净光合速率分别比先玉335高7.84%和16.78%, 比郑单958高22.23%和24.44%; 冠层光合能力分别较先玉335高38.77%和58.41%, 较郑单958高50.83%和56.49%。(3)花后干物质积累量、转移量、干物质转运率和干物质转运对籽粒贡献率均以京科968最高, 分别比先玉335高13.72%、21.20%、6.32%和4.77%, 比郑单958高31.87%、39.96%、18.49%和10.42%。(4)籽粒灌浆参数在不同品种间存在较大差异, 京科968与先玉335的平均灌浆速率(0.73和0.75 g 100-grain^-1 d^-1)相当, 且均高于郑单958 (0.67 g 100-grain^-1 d^-1); 活跃灌浆期以郑单958 (53.69 d)最长、京科968 (51.02 d)次之、先玉335 (48.95 d)最短。(5)相关分析表明, 产量与净光合速率显著正相关, 与花后干物质积累量及转运率极显著正相关。京科968具有较高的光合效率、花后干物质积累量及转运率、灌浆速率及较长的灌浆持续期, 是较郑单958和先玉335高产的重要原因。     

水分胁迫对玉米光合性能及产量的影响

将玉米产量形成过程视为一个系统，采用系统分离方法，逐级深入地研究受旱减产的机制，结果表明，水分胁迫下玉米减产的程度及其原因因胁迫时期而异。开花期水分胁迫减产最重，其次是雌穗小花分化期和灌浆期，拔节期则相对较轻，其可能机制是：开花期和雌穗小花分化期水分胁迫，玉米光合性能严重受损，减少光合产物对籽粒“库”的供应，导致“库”容量减小，进而影响籽粒灌浆和产量形成，灌浆期水分胁迫使光合性能受损，光合“源”的     

不同栽培模式与密度对芸豆产量及干物质积累的影响

为明确不同栽培模式与密度对芸豆生长发育的影响,试验采用二因素裂区设计,研究3种栽培模式对芸豆农艺性状、产量和干物质积累动态的影响。结果表明：密度为10万株/hm ²时,各栽培模式芸豆的单株荚数最多、单株粒数和单株粒重最高;分枝数与茎粗随密度增加而降低。随着生育进程推进,芸豆茎叶干物质积累量呈先上升后下降的趋势,子粒呈上升趋势。110cm垄作和65cm垄作在密度为25万株/hm ²时产量最高,分别为2 525.25和2 389.23kg/hm ²;平作在密度为20万株/hm ²时产量最高,为2 008.44kg/hm ²。故黑龙江省西部半干旱地区110cm垄作,保苗株数25万株/hm ²时更易获得高产。     

不同栽培模式下春玉米物质积累与转运特性的研究

为解析不同栽培模式下产量形成差异,密、肥合理调控和选择最佳栽培模式提供理论指导,以‘先玉335’和‘金山27’为供试品种,在西辽河平原研究了农户模式(NH)、高产模式(GC)和再高产模式(ZGC)下春玉米物质积累与转运特性的研究。结果表明,春玉米各生育时期单株干物质积累量均表现为NH>GC>ZGC,且3种模式间的差异随着生育进程推移而增大;春玉米群体干物质积累量则表现为ZGC>GC>NH,且在成熟期不同模式间差异均达到显著或极显著水平。春玉米单株干物质最大积累速率表现为NH>GC>ZGC,群体干物质最大积累速率的大小顺序则与之相反。春玉米各营养器官干物质转移量、转移率及其对籽粒的贡献率总体上表现为NH>GC>ZGC。从各器官的转运情况来看,2个品种叶的转移率高于茎鞘和穗部营养体,且以穗部营养体最小;器官物质转运贡献率‘先玉335’表现为茎鞘>叶片,而‘金山27’则表现为叶片>茎鞘;穗部营养体物质转运对籽粒的贡献率‘先玉335’大于‘金山27’。     

种植密度对玉米光合特性和产量的影响

采用大田试验,研究5个种植密度（6.00、6.75、7.50、8.25、9.00万株/hm ²）对玉米品种苏玉20、苏玉29和郑单958的光合特性和产量的影响,为品种的合理密植和高产栽培提供理论依据。结果表明,苏玉20、苏玉29和郑单958产量均随密度的增加呈先升后降趋势,株高、穗位和叶面积指数逐渐提高,而单株叶面积和净光合速率逐渐降低。3个品种均在7.50万株/hm ²条件下产量最高,分别为8 264kg/hm ²、8 792kg/hm ²和7 194kg/hm2,在此种植密度条件下植株维持较高的叶面积和光合速率是取得高产的重要原因。本试验中,苏玉20和苏玉29产量均高于郑单958,这可能与郑单958不适宜在江苏中南部地区夏播种植有关。     

外源褪黑素对红小豆生长、光合荧光特性及产量构成因素的影响

以黑龙江省主栽红小豆品种珍珠红为供试材料,采用盆栽方式,分别在苗期、花荚期和鼓粒期喷施0（CK）、50、100和200μmol/L褪黑素,探讨外源褪黑素对红小豆生长、光合荧光特性和产量构成因素的影响。结果表明,与CK相比,50、100和200μmol/L褪黑素处理均能增加红小豆株高、叶面积和干物质积累,提高红小豆净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、最大光化学效率和潜在光化学活性,且褪黑素浓度为100μmol/L时各指标提高幅度最大。在苗期、花荚期、鼓粒期喷施100μmol/L褪黑素处理的红小豆单株粒重分别为5.53、6.13和5.90g,与CK相比分别增加了6.3%、12.1%和9.5%。综上可知,红小豆花荚期喷施100μmol/L褪黑素增产效果最显著。     

油菜素甾醇(BRs)对杂交粳稻灌浆期光合物质、群体氮素积累和利用的影响

以常规杂交粳稻常优3号和籼粳杂交超级稻甬优12为材料,通过叶面施肥分析了油菜素甾醇(BRs)对2个杂交粳稻灌浆期剑叶光合特性、群体干物质积累、氮素吸收利用、非结构性碳水化合物(NSC)积累和植株不同器官NSC/N的影响。结果表明,BRs对2个水稻叶片光合生理指标的影响表现为G_s>T_r>P_n>C_i。喷施2,4-表油菜素内酯(eBL)后能够增强灌浆期叶片净光合速率和蒸腾速率,维持叶绿素含量和胞间CO₂浓度,从而提升叶片光合能力;以及增加群体干物质、氮素和NSC积累量以及干物质积累比例和积累速率、氮素吸收比例和吸收速率、NSC转运比例和转运速率,但降低了氮素干物质生产效率;喷施油菜素吡咯(Brz)后的上述生理效应相反。eBL提升了2个水稻品种花后干物质、NSC和氮素的转移量及氮素对籽粒贡献率,降低了干物质和NSC对籽粒贡献率;Brz则降低了干物质、NSC及氮素的转移量和转移率,提升了干物质和NSC对籽粒贡献率。2个杂交粳稻整个灌浆期地上部不同器官NSC、氮素转运量均表现为eBL>CK>Brz,籽粒灌浆前期>籽粒灌浆后期。2个水稻品种地上部不同器官NSC/N随着籽粒的不断充实呈现上升趋势,其中茎鞘、穗部NSC/N变化最为显著;eBL减小了叶片和茎鞘中的NSC/N,Brz则反之,但喷施BRs后穗部变化规律不明显。籼粳杂交超级稻甬优12比常规杂交粳稻常优3号具有更强的剑叶光合速率,更高的干物质和氮素及NSC积累量,更大的灌浆前期NSC和氮素转运量,最终籽粒实际产量较常优3号增加5.03%~9.32%;eBL对2个水稻品种干物质和氮素积累及NSC转运作用规律不一,Brz对甬优12干物质、氮素积累及NSC转运抑制效应大于常优3号。     

土壤水分胁迫对玉米光合特性的影响

采用盆栽方法,测定了土壤水分胁迫下拔节期和抽雄开花期玉米叶片光合特性。结果表明,水分胁迫下玉米叶片光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)的平均水平与对照相比显著降低;抽雄-开花期下降幅度大于拔节期。光合速率下降主要受非气孔因素限制。水分胁迫改变了玉米叶片光合参数日变化规律。水分胁迫下,白单9的Pn,WUE,叶片叶绿素相对含量和叶面积明显高于白单31。     

玉/豆套作荫蔽对大豆光合特性与产量的影响

在“玉/豆”套作模式下研究了不同株型玉米遮荫对大豆光合特性与产量效益的影响。结果表明,不同株型玉米下大豆生长的温、湿度和透光率是导致大豆叶片形态和光合特性在四叶期后出现差异的直接原因。田间光照不足导致大豆叶面积指数增加,比叶重减小,光合速率和叶绿素a/b值降低,且荫蔽越严重,光合能力越弱,产量越低。玉米收获后,大豆前期遭受的光合抑制得到缓解,光合生产逐渐恢复,恢复能力最强的为紧凑型玉米下的大豆,其生育后期的光合能力已接近单作大豆。初花期组织切片观察发现,随着荫蔽程度的加重,大豆叶片变薄,表皮细胞体积变大,角质层变薄,栅栏组织和海绵组织分化不明显,细胞间隙增大。总之,与紧凑型玉米套作,可减缓大豆生长过程中的弱光胁迫,保证全年高产、高效。     

不同种植形式与密度对玉米品种丹玉405产量及光合特性的影响

以辽宁省主栽玉米品种丹玉405为试验材料,研究不同种植形式与密度对其产量及光合特性的影响。结果表明,以2比空5.70万株/hm2密度种植,产量达到最高,为15 523.8kg/hm2;其次是4比空5.70万株/hm2密度种植,产量为13 776.3kg/hm2。叶向值在4比空4.20万株/hm2密度种植和2比空4.95万株/hm2密度种植的条件下达到较高。叶面积指数和净光合速率随种植密度的增加呈升高趋势,但均在2比空5.70万株/hm2密度种植条件下达到最高值。说明丹玉405采用2比空或4比空5.70万株/hm2密度种植有利于改善群体结构、增加通风透光、提高光能利用率,获得较高经济产量。     

减施氮肥和接种根瘤菌对黑大豆光合特性及产量的影响

为明确减施氮肥与接种根瘤菌对黑大豆植株形态、光合特性、干物质积累量以及产量的影响,选用黑龙江省嫩江市主栽农家品种青仁乌1号为试验材料,随机区组设计,重复3次,设置3个氮肥施用量,分别为当地氮肥施用量（100%）、当地氮肥施用量一半（50%）和不施用氮肥（0）;每个氮肥施用量分别设置接种与不接种根瘤菌处理,100%施氮量+不接种根瘤菌为对照（CK）。结果表明,减施氮肥显著增加黑大豆的叶绿素含量、光合速率、干物质积累量及产量;接种根瘤菌显著提高叶绿素含量、光合能力、干物质积累量及产量,其中减施50%氮肥并接种根瘤菌增产效果最好,与CK处理相比增产7.77%。     

吐丝期干旱胁迫对玉米生理特性和物质生产的影响

以玉米品种郑单958 (抗旱性强)和陕单902 (抗旱性弱)为材料,采用抗旱池栽控水试验,研究了叶片光合特性、保护酶活性以及干物质转运对吐丝期干旱胁迫的响应。结果表明,在吐丝期干旱胁迫下2个品种产量分别降低39.10%和44.87%;叶片净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)显著下降,胞间CO₂浓度(C_i)先升后降。PSII最大光化学效率(F_v/F_m)、实际量子产额(Φ_PSII)、光化学猝灭(q_P)降低,非光化学猝灭(q_N)升高;抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性先升高后降低,而丙二醛(MDA)含量一直升高。说明吐丝期干旱胁迫增加了花前营养器官贮藏同化物转运量(率)及其对籽粒转运的贡献率;但郑单958受干旱影响程度小于陕单902。说明抗旱品种郑单958具高抗氧化酶活性清除活性氧,使得膜脂过氧化程度轻,维持较高的光化学效率,延长叶片光合功能期,促进花前营养器官贮藏同化物转运量对籽粒的贡献率。这可能是其在干旱胁迫下仍能获得较高产量的重要原因之一。