水分胁迫对糜子物质生产及光合特性的影响

【目的】研究水分胁迫对糜子物质生产及光合特性的影响,为糜子抗旱节水栽培和水分高效利用提供理论依据。【方法】以榆糜2号为材料,采用盆栽试验,以充足供水(占田间最大持水量的65%~70%)为对照,分别在糜子全生育期及拔节前、后进行中度(占田间最大持水量的35%~40%)、重度(占田间最大持水量的15%~20%)水分胁迫,分别于播种后不同时期采样测定干物质、顶三叶叶面积、旗叶光合参数,并在成熟期测定穗部性状和籽粒产量。【结果】(1)与对照相比,全生育期重度及拔节后中度和重度水分胁迫显著降低了糜子成熟期地上部干物质积累量。拔节前水分胁迫增加干物质向叶片和茎的分配,减少向根的分配,但拔节后水分胁迫却减少干物质向穗、叶的分配,增加向根的分配。(2)全生育期和拔节后重度水分胁迫显著降低了糜子穗粒质量,拔节前中度水分胁迫显著增加了穗粒数,其他处理对糜子穗粒质量、穗粒数和千粒质量无显著影响。(3)水分胁迫降低了糜子顶三叶叶面积及旗叶净光合速率,且随着胁迫程度的加剧,降低幅度增大,但恢复供水后,糜子顶三叶叶面积会受激发而继续增大,其净光合速率会逐渐恢复正常。【结论】全生育期和拔节后重度水分胁迫会降低糜子产量、叶面积、地上部干物质积累量和旗叶净光合速率,而拔节前水分亏缺对糜子干物质积累及产量的影响可以通过拔节后恢复水分供应得以补偿。     

不同品种（系）小豆花后干物质积累与转运特性

【目的】探讨不同品种小豆地上部各器官的干物质积累、分配与转运规律。【方法】2008-2009年,以高产小豆品种(系)"2000-75"、"冀红9218"和低产小豆品种(系)"红宝1号"、"湾选1号"为材料,研究小豆开花至成熟期植株茎秆、叶片、幼壳、籽粒等的干物质积累特性。【结果】小豆开花后,植株地上部干物质和籽粒干物质积累均呈近"S"型变化趋势,花后7～14d是生物产量和籽粒产量形成的关键时期,高产品种"2000-75"和"冀红9218"地上部干物质和籽粒干物质积累速率明显较低产品种"湾选1号"和"红宝1号"快;主茎上部开花节位叶片是籽粒充实的主要源器官,其转运率高达17.23%～22.31%,对籽粒产量的贡献率最大。不同品种小豆间干物质积累和转运能力差异显著,高产品种"2000-75"和"冀红9218"各器官干物质积累和转运能力强,尤其是主茎上部开花节位叶片干物质积累较多,为后期产量形成奠定了基础。【结论】在小豆生产实践中,提高籽粒产量的关键是选用库容大的多荚、大粒型品种;加强花后田间管理,以延缓主茎开花节位叶片衰老;采用去除无效分枝等措施,增强源库间的物质运输与分配。     

施磷量对春小麦干物质积累、分配及产量的影响

【目的】研究施磷量对春小麦干物质积累、分配及产量的影响,为生产中磷肥合理施用提供依据。【方法】采用裂区试验设计,以春小麦新春26号（A1）、新春34号（A2）为主区,施磷量为副区,共五个水平,分别为0（P0）、45（P1）、90（P2）、135（P3）、180（P4）kg／hm2。【结果】施磷量对春小麦各器官干物质积累量、干物质积累总量、成熟期干物质在各器官中的分配率、花后干物质对籽粒贡献率及花前干物质转移率、籽粒产量及产量构成因素影响极显著（P＜0.01）;品种间花期、成熟期干重、花后干物质对籽粒贡献率、茎和颖壳干物质分配率、总干物质、籽粒产量、主穗长有极显著性差异（P＜0.01）。随施磷量的增加,小麦总干物质积累表现为先快后慢的递增趋势;而穗粒数、千粒重和籽粒产量均表现为一定范围内随施磷量的增加而增加,超过一定范围则反之;且施磷量与籽粒产量及干物质积累总量间表现为正相关关系,相关系数分别为0.920、0.969,籽粒产量与干物质积累总量间也表现为正相关关系,相关系数为0.941;各器官花后干物质分配比例表现为：籽粒＞茎＞颖壳＞叶片＞叶鞘。【结论】在一定范围（0～135 kg／hm2）内增施磷肥可提高春小麦籽粒分配率及后期的光合能力,实现增产,且磷肥最佳施用量为135 kg／hm2。     

小麦品种改良过程中物质积累转运特性与产量的关系

【目的】探明小麦品种改良过程中物质积累与转运特性及其与产量形成的关系,为选育高产品种、制定育种目标提供理论依据。【方法】选用32个20世纪不同年代代表性小麦品种于2007-2009年进行大田试验,分析小麦不同生育时期干物质生产与积累转运特性的演进特征及其与产量的关系。【结果】随着品种改良进程,籽粒产量和收获指数逐步提高,而20世纪60年代品种生物产量显著降低随后保持稳定;开花期叶面积、叶面积指数及旗叶光合速率逐步提高,为花后物质积累提供了物质和能量来源。品种改良显著提高了小麦拔节前和开花后物质积累量及群体生长速率,但降低了拔节至开花期积累量和生长速率;提高了花前干物质转运量、转运率及贡献率,但降低了花后干物质贡献率。小麦籽粒产量与拔节前及开花后干物质积累量、生长速率及花前干物质贡献率显著正相关,与拔节开花阶段物质积累量和生长速率及花后干物质贡献率显著负相关。【结论】品种改良提高了小麦物质生产能力和生产效率,协调了不同生育阶段物质积累,平衡了花前和花后干物质对籽粒的贡献。因此,提高拔节前营养生长、增加花后干物质积累和花前物质转运是小麦产量改良的重要物质基础,也是今后小麦高产育种的重要目标。     

连作对糜子抽穗后光合特性和干物质积累的影响

【目的】探究连作对糜子生长发育及籽粒产量形成的影响,明确导致糜子连作障碍的生理机制,为糜子高产高效栽培提供理论依据。【方法】以"内糜5号"为试验材料,设置糜子连作和芸豆与糜子轮作(对照)2个处理,分别于抽穗期、开花期、灌浆前期、灌浆后期、成熟期,测定连作、轮作下糜子旗叶光合特性、叶绿素含量、植株主茎绿叶面积和地上部干物质量,并于成熟期测定产量及其构成因素等指标。【结果】(1)连作显著降低了糜子旗叶净光合速率、叶绿素总含量、叶绿素b含量及植株主茎绿叶面积,在抽穗期和开花期影响尤为显著;(2)连作导致糜子抽穗后植株衰老进程加快,籽粒灌浆被迫提前终止,使植株干物质积累量减少、籽粒产量下降。【结论】连作糜子植株早衰和功能叶片光合性能下降是导致籽粒产量下降的主要原因,因此在栽培中应注重合理的轮作倒茬。     

扩大管行比对滴灌春小麦干物质积累、转运和籽粒产量的影响

【目的】研究扩大管行比对滴灌春小麦干物质积累和籽粒产量的影响。【方法】在大田条件下,以新春22号和新春44号为供试材料,设置1管4行(TR₄)、1管6行(TR₆)和1管8行(TR₈),3种不同的管行比滴灌带配置方式,测定不同管行比种植方式下,滴灌春小麦植株及各器官干物质积累量、产量和产量构成因子等指标。【结果】不同处理下2个小麦品种的单株和各器官干物质积累量随带宽增加均呈下降趋势,且均以TR₄处理为最大。在TR₄处理下,2个小麦品种的总干物质积累量于成熟期达到最大值,且新春44号干物质积累量高于新春22号。新春44号干物质最大积累量、干物质积累速率均高于新春22号。2个品种的籽粒产量均随着带宽的增加呈下降趋势,在TR₄处理下,新春22号和新春44号的籽粒产量分别为7 716.45和8 096.48 kg/hm²。【结论】在TR₆处理下,小麦籽粒产量降幅较小,新春44号产量降幅度小于新春22号,且新春44号籽粒产量高于新春22号。新春44号更适于在大管行比滴灌种植方式下种植。     

氮磷配比覆膜黑豆花后干物质积累与转运特性

为了探明不同氮磷配比下覆膜黑豆花后干物质的积累与转运特性,揭示黑豆产量形成的内部生理机制,以‘连枷条’黑豆品种为材料,对开花至成熟期间植株主茎叶、分枝叶、主茎杆、分枝秆及豆荚等地上部各器官的干物质积累、分配和转运进行研究。结果表明,黑豆开花后,地上部干物质的积累量呈先增加后下降的变化趋势,籽粒干物质在开花初期增质量较慢,后期快速增加,呈近"S"型的增长趋势;黑豆植株干物质在各器官中的分配随生长中心的转变发生变化,而后又随着籽粒的灌浆将茎叶中储备的同化物不同程度地转移到生殖器官中,主茎叶对黑豆籽粒充实的贡献最大。不同氮磷配比下黑豆地上部干物质的积累、分配和转运差异显著,N2P0和N1P3处理下的黑豆地上部干物质积累速率、籽粒积累速率以及干物质在主茎叶中的分配比例和转运率明显较同一时期其余4组处理高。综合分析表明,开花结荚期是黑豆籽粒产量形成的关键时期,主茎叶是籽粒充实的主"源",合理的氮磷配比是提高黑豆植株干物质"源"器官积累能力、促进干物质向"库"器官转运从而获得高产的关键。     

小麦穗离体培养下干物质及锌元素的积累规律

以花后2 d的济麦20为试验材料,利用离体穗培养的方法,研究了低锌(19.5μg/mL Zn)和高锌(195μg/mL Zn)处理下离体穗各器官干物质及锌元素的积累规律,以探讨锌对籽粒建成和籽粒锌积累的影响。结果表明,随培养天数的增加,离体穗干物质积累总量呈增加趋势。高锌处理有利于倒二节、穗下节、旗叶、旗叶鞘、穗轴和颖壳干物质的积累,其籽粒干物质量却明显降低,仅为低锌处理的十分之一。因此,高锌处理离体穗干物质积累总量低于低锌处理。随培养天数的增加,离体穗各器官锌含量呈增加趋势,且高锌处理下各器官锌含量均明显高于低锌处理。不同器官锌含量存在差异,表现为旗叶较高,而籽粒较低。随培养天数的增加,离体穗锌积累量呈"快-慢-快"的递增趋势,高锌处理除籽粒外其他器官锌的积累量远高于低锌处理。低锌处理下锌主要积累于颖壳、籽粒和旗叶,籽粒锌积累量占总量的20%;而高锌处理下锌主要积累于颖壳和旗叶,在籽粒中积累较少,仅占总积累量的3%。     

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。     

两系法杂交水稻抽穗结实期干物质积累与分配的动态变化及其杂种优势研究

从单茎水平上探讨了25个水稻两系杂种(含亚种间)抽穗结实期叶、茎鞘、穗以及单茎植株干物质积累、分配动态；考察了干物质积累、分配与籽粒产量的关系，并通过杂种与其相应父本的差异比较，分析了干物质积累的杂种优势，结果表明：杂种干物质变化存在因组合不同而异的特点，总体上开花期叶片和茎鞘部干物质积累达到最大值，穗部和单茎植株干物质积累在籽粒灌浆末期达到最大值．叶和茎鞘干物质所占比例从抽穗之日起呈下降趋势，穗部所占比例则一直上升；抽穗后第1～7d，茎鞘为干物质的主要贮存器官，至抽穗后第14d，穗部转变为干物质的主要贮存器官．单茎籽粒产量与抽穗后叶干物质积累呈正相关关系，且以抽穗后第1～7d相关系数较大；抽穗后第1d茎鞘干物质积累与单茎籽粒产量呈正相关关系，自第7d始转为负相关关系；籽粒产量与抽穗后穗部和单茎干物质积累量呈正相关关系；籽粒产量与单茎干物质积累在各器官中分配的相关趋势和籽粒产量与各器官干物质积累的相关趋势基本一致．多数组合抽穗后叶、茎鞘、单茎植株干物质积累表现出负向父本优势，单茎穗干物质则表现出正向父本优势的组合数多，单茎籽粒产量和结实率的父本优势表现出因组合不同而异的特点．