覆膜旱作水稻干物质生产光截获模型研究

根据覆膜旱作节水灌溉水稻群体结构试验中观测的冠层结构参数及各生育阶段水稻干物质等试验资料,分析了冠层光截获与干物质生产之间的相互关系。提出了两种描述覆膜旱作节水灌溉的水稻干物质-光截获表达式。     

不同品种和密度对粒用高粱辐射利用率的影响

不同品种和密度对粒用高粱辐射利用率的影响Ｗ．Ｄ．Ｒｏｓｅｎｔｈａｌ等用累积吸收辐射来估计干物质积累有几个模型（Ｊｏｎｅｓ等，１９８６等）。其中最出色的是ｄｅＵｒｉｅｓ（１９８３）提出的关于生长和其它方面的模拟模型。１９７７年Ｍｏｎｔｅｉｔｈ把辐射转化...     

卷叶水稻的光分布模拟及适宜叶面卷曲度分析

 以叶面高度卷曲的水稻组合两优E32、中等卷曲组合两优培九和不卷曲组合汕优63为材料,引入叶面卷曲度因子,用有效叶面积指数代替传统的叶面积指数（LAI）,模拟水稻冠层内的辐射传输,比较了不同叶面卷曲度因子材料的光合有效辐射截获率、转化率和利用率,探讨了不同材料的最适叶面卷曲度及最佳群体密度。结果表明,有效叶面积指数比传统的叶面积指数能更准确地预测冠层内光合有效辐射的分布。两优E32叶片过度卷曲,有效叶面积指数偏小,光合有效辐射利用率不高;而汕优63叶片平展且披散,下层叶片长期受光条件不良,光合能力弱,光合有效辐射利用率也不高。相比之下,两优培九的光合有效辐射截获率、转换率分布较为合理,光合有效辐射的利用率也较高,最适LAI为7.6,与常规栽培条件下的群体密度（LAI=7.9）接近。两优E32和汕优63的最适LAI分别为9.8和6.2,而常规栽培条件下的群体密度过小或过大,导致光合有效辐射利用率不高。利用孕穗期至齐穗期有效辐射利用率的实测值,通过输入不同的叶面卷曲度因子,得到两优E32、两优培九和汕优63的最佳叶面卷曲度因子分别为0.12、0.11和0.08,均非常接近两优培九的实际叶面卷曲度因子（0.11）。     

株行距配置对超级杂交稻产量及群体光能利用的影响

为了探明不同株行距配置方式对超级杂交稻产量和光能截获的影响,2006和2007年,选用3个超级杂交稻品种,在湖南省长沙、桂东和永州3个试验点进行大田试验,主要研究了等行距、宽行窄株、宽窄行3种插植方式下的超级杂交稻干物质积累特性、群体生长特征、光能利用及产量表现。结果表明,3个超级稻采用宽窄行插植方式的平均产量为9387kg／hm^2,分别比宽行窄株和等行距处理高2．4％和4．3％。采用宽窄行和宽行窄株插植,在不降低群体有效光合辐射截获量的同时,可提高中下部叶片的光截获量．从而提高群体的光合利用率,增加籽粒充实度,实现较高的产量。     

栽插密度对天优华占辐射利用及产量的影响

在大田条件下研究了不同栽插密度对超级杂交晚稻天优华占辐射利用和产量形成的影响。结果表明,在栽插密度为21.4万穴/hm2(株行距20.0 cm×23.3 cm)至37.5万穴/hm2(株行距13.3 cm×20.0 cm)范围内,天优华占产量随栽插密度减小呈先增大后减小的趋势,栽插密度主要通过有效穗影响产量。全生育期的平均辐射截获率(ALIR)、总辐射截获量(TIPAR)和辐射利用率(RUE)均随栽插密度的降低而逐渐减小。产量与ALIR、TIPAR及生育中、后期的群体辐射截获率(LIR)和有效辐射截获量(IPAR)均呈极显著正相关,与RUE呈显著正相关。天优华占栽插密度为30万穴/hm2(株行距16.7 cm×20.0 cm)时,整个生育期的平均LAI最大,且在生育中、后期叶面积指数适中,中、后期的群体LIR和IPAR以及后期的干物质积累量最大,产量构成因子间关系协调,在保证足量有效穗的基础上能够形成大穗、大粒,产量最高。     

机插条件下不同米粉稻品种产量形成特点与辐射利用率比较

于2016年早、晚季在湖南省浏阳市永安镇开展大田试验,对湖南常用米粉稻品种陆两优996、中嘉早17和中早39的产量形成特点和辐射利用率进行比较。结果表明,早季陆两优996的产量比中嘉早17和中早39高35.34%~46.18%,差异显著;晚季各品种的产量差异未达显著水平。早季陆两优996的每穗粒数、千粒重、成熟期干物质量、收获指数比其他2个品种分别高14.77%~29.41%、6.11%~13.20%、23.34%~34.78%、9.96%~10.65%;辐射截获量和辐射利用率比其他2个品种分别高7.29%~13.75%和14.86%~18.93%。     

旱碱地增施叶面肥对减氮棉田冠层光分布及产量的影响

为了研究机采种植模式下不同水平减施氮肥后增施叶面肥对棉花花铃期冠层光分布、叶面积指数及与产量的影响,旱碱地条件下,设置0（CK）、60（N1）、90（N2）、120（N3）、150（N4）、180（N5,当地常规施氮量）、225 kg·hm^－2 （N6）7个施氮水平,其中N1～N4喷施叶面肥4次,测定花铃期群体叶面积指数（Leaf area index, LAI）、冠层光分布和籽棉产量。结果表明：与当地常规施氮量相比,减施（60～150 kg·hm^－2）氮肥后,棉花花铃期叶面积指数降低0.7%～5.5%,冠层光总截获率降低0.2～1.7百分点,冠层光透射率升高0.2～0.8百分点;各减施氮肥处理群体叶面积指数与冠层上层叶片的光截获率均呈显著正相关,与下层叶片的光截获率则呈负相关;籽棉产量随施氮量的减少而降低,二者有较高的相关性（R²＝0.990 5）。减氮（90～150 kg·hm^－2）增施叶面肥处理的LAI、冠层光总截获率、光透射率、冠层上下层叶片光截获率以及籽棉产量与当地常规施氮量180 kg·hm^－2处理差异均不显著。综上,旱碱地机采模式棉田增施叶面肥,对减施氮肥棉花花铃期冠层光分布、叶面积指数及籽棉产量有一定补偿作用。     

旱碱地增施叶面肥对减氮棉田冠层光分布及产量的影响

为了研究机采种植模式下不同水平减施氮肥后增施叶面肥对棉花花铃期冠层光分布、叶面积指数及与产量的影响,旱碱地条件下,设置0（CK）、60（N1）、90（N2）、120（N3）、150（N4）、180（N5,当地常规施氮量）、225 kg·hm^－2 （N6）7个施氮水平,其中N1～N4喷施叶面肥4次,测定花铃期群体叶面积指数（Leaf area index, LAI）、冠层光分布和籽棉产量。结果表明：与当地常规施氮量相比,减施（60～150 kg·hm^－2）氮肥后,棉花花铃期叶面积指数降低0.7%～5.5%,冠层光总截获率降低0.2～1.7百分点,冠层光透射率升高0.2～0.8百分点;各减施氮肥处理群体叶面积指数与冠层上层叶片的光截获率均呈显著正相关,与下层叶片的光截获率则呈负相关;籽棉产量随施氮量的减少而降低,二者有较高的相关性（R²＝0.990 5）。减氮（90～150 kg·hm^－2）增施叶面肥处理的LAI、冠层光总截获率、光透射率、冠层上下层叶片光截获率以及籽棉产量与当地常规施氮量180 kg·hm^－2处理差异均不显著。综上,旱碱地机采模式棉田增施叶面肥,对减施氮肥棉花花铃期冠层光分布、叶面积指数及籽棉产量有一定补偿作用。     

氮磷钾用量对小麦冠层不同层次光截获和干物质分配的影响

为明确不同氮、磷、钾用量对小麦冠层不同层次光截获和干物质分配的影响,以济麦22为供试材料,设置F0（不施肥）、F1（N 180 kg·hm^-2,P₂O₅ 75 kg·hm^-2,K₂O 60 kg·hm^-2）、F2（N 225 kg·hm^-2,P₂O₅ 120 kg·hm^-2,K₂O 105 kg·hm^-2）和F3（N 270 kg·hm^-2,P₂O₅ 165 kg·hm^-2,K₂O 105 kg·hm^-2）4个施肥量处理,比较分析开花后不同氮、磷、钾用量对小麦叶面积指数、冠层不同层次光截获特性和成熟期干物质分配的影响。结果表明,F1处理下叶面积指数显著高于F0处理,而与F2和F3处理间无显著差异;开花后15 d,F1处理下小麦冠层不同层次及总PAR截获率和截获量均显著高于F0处理,而与F2和F3处理间无显著差异。F1处理下成熟期干物质在小麦冠层不同层次营养器官中的分配量、籽粒中的分配量及总干物质积累量显著高于F0处理,而与F2和F3处理间无显著差异。成熟期干物质在小麦冠层不同层次营养器官和籽粒中的分配量以及总干物质积累量与冠层上层（顶部至株高2/3）、中层（株高2/3至株高1/3）和总PAR截获率均呈显著正相关。F1处理（N 180 kg·hm^-2,P₂O₅ 75 kg·hm^-2,K₂O 60 kg·hm^-2）为本试验条件下的最优处理。     

水稻冠层光分布模拟与应用

 综合已有作物模型的优点,构建了水稻冠层光分布模型,并进一步与原有光合作用和干物质生产模型相耦合,构建了水稻光合生产模型。新模型将水稻冠层按叶面积指数划分为5层,各层次水平面上的太阳辐射强度按Monsi和Saeki的指数模型进行分布;模型利用日照百分率资料推算直接辐射与散射辐射,并考虑了光合有效辐射的日变化、冠层结构和太阳位置对直接辐射消光系数的影响。利用独立的水稻田间试验资料,对主要生育期冠层内的光分布进行了初步验证,结果表明模拟值与观测值之间具有较好的一致性。最后,将基于冠层光分布模型与原有光合生产模型进行了比较,预测水稻干物质积累量的根均方差分别为0.74 t/hm2和1.26 t/hm2,建立的基于冠层光分布模型的预测性较好。研究结果将为水稻生长模型的改进完善以及生产管理调控与品种数字化设计奠定基础。     

不同磷钾处理下套作大豆干物质积累及钾肥利用率的动态变化

在磷钾供应条件下,以贡选1号为材料,研究了套作大豆干物质积累及钾肥利用率的动态变化。结果表明,套作大豆干物质积累量和钾素吸收量随生育时期推进而持续增加,两者变化趋势一致,符合“S”形曲线,均可用Logistic方程y=k/(1+ae-bx)加以拟合。干物质积累速率前期缓慢,随后迅速上升,出苗后79.3d达到高峰后缓慢下降,钾肥吸收速率与干物质积累速率趋势一致,但最大吸收速率出现时间（出苗后73.6d）早于干物质积累最大速率出现时间。钾肥利用率呈现先升高后降低的趋势,最高阶段利用率与最大吸收速率出现时间基本一致（出苗后75d～90d）。施用磷钾提高了钾素吸收速率、干物质积累速率、钾肥积累利用率和阶段利用率,但没有改变其变化趋势。     

基于库调节的温室番茄干物质生产与分配

研究了库调节对温室番茄（Lycopersicon esculentum Mill．）品种“Capita”干物质生产与分配的影响。结果表明，温室番茄干物质生产主要由LAI决定而与果穗座果数无直接关联，在果穗修剪为恒定的6（或3）个果实时，叶片修剪能显著降低LAI，从而导致植株总干物质生产的显著降低。增加果穗座果数与叶片修剪均能显著提高植株果实的累积干物质分配率。增加植株密度并不能提高植株果实干物质分配率，但可以提高LAI。高密度处理中单位面积植株果实干重的增加主要是由于总的干物质生产增加的缘故。     

不同施氮条件下咖啡果干物质积累、产量及氮肥利用率

为探明咖啡适宜施氮量,以中粒种咖啡主栽品种 24-2 为试材,研究施氮量对咖啡果干物质积累、产量及氮肥 利用率的影响。结果表明：施氮有利于咖啡果干物质积累,特别是在果实干物质积累贡献较大的果实膨大期和成熟期; 中氮（N560）和高氮（N760）处理果实干物质积累量较未施氮（CK）处理在开花坐果期、果实膨大期、成熟期分别 增加 30.60%和 35.91%、45.25%和 49.37%、49.13%和 56.64%,随施氮量增加各处理积累量呈增加趋势。氮肥用量过高 不利于提高咖啡氮肥利用率,各处理以 N560 的氮肥利用率、氮肥农学利用率和氮肥生理利用率最高,较 N760 处理分 别高 9.76%、18.18%和 7.34%。因此,N560 处理是兼顾产量和氮肥利用率的较优处理,本研究结果为海南中等肥力咖 啡种植区的氮肥施用提供理论依据。     

施氮量对四川省同纬度不同海拔地区超级杂交稻产量及氮肥利用率的影响

为探明施氮量对四川省同纬度不同海拔地区超级杂交稻产量形成及氮肥利用率的影响，以超级杂交稻泸优727和高产杂交稻内6优107为材料，在四川省汉源县（高海拔）、沐川县（中海拔）和泸县（低海拔）进行大田试验，研究不同施氮量（225、180、150、105、0 kg/hm2，分别记作N1、N2、N3、N4、N0）对超级杂交稻产量形成和氮肥利用率的影响。结果表明，同纬度不同海拔地区间超级杂交稻产量差异较大。与泸县点和沐川点相比，汉源点超级杂交稻产量分别增加62.1%和84.1%，其增产优势主要表现在有效穗数、每穗粒数、齐穗前干物质、齐穗后干物质、总干物质和收获指数增加上。超级杂交稻产量对施氮量的响应随海拔高度的变化而改变。汉源点和沐川点4个施氮处理间超级杂交稻产量差异不显著；泸县点N2处理超级杂交稻产量与N1处理相当，N3、N4处理超级杂交稻产量较N1处理分别显著降低6.7%和18.0%。超级杂交稻氮肥农学利用率和氮肥偏生产力随着氮肥减施量的增加呈显著增加趋势。与N1处理相比，N2、N3和N4处理超级杂交稻氮肥农学利用率分别增加6.8%～27.1%、27.9%～70.0%和37.3%～138.6...     

硕丰安对花生生长的调控

选用高产大花生品系农大818，研究起垄覆膜种植喷施硕丰安对花生生长的调控作用。结果表明，盛花期施用硕丰安可抑制植株旺长，降低植株高度，提高饱果期植株冠层光截获率，提高主茎顶叶的光合速率（Pn)、光吸收率、叶绿素含量以及玉米素核苷（ZR）含量和硝酸还原酶（NR）活性，降低叶斑病的发病率，荚果产量达5953.9kg/hm^2，比对照处理增产36．4％。     

宽幅播种条件下种植密度对小麦群体结构和光能利用率的影响

为探讨宽幅播种条件下种植密度对小麦群体结构和光能利用率的影响,以小麦品种济麦22为试验材料,在大田试验条件下设置90×10⁴ 株·hm^-2（D1）、180×10⁴ 株·hm^-2（D2）、270×10⁴ 株·hm^-2（D3）、360×10⁴ 株·hm^-2（D4）4个种植密度处理,分析了不同种植密度下麦田0~100 cm土层土壤相对含水量、小麦群体动态、叶面积指数、冠层光截获特性、光能利用率、阶段干物质积累量、籽粒产量及水分利用效率的特点。结果表明,D2处理的麦田0~100 cm土层土壤相对含水量在返青期显著高于D3、D4处理,与D1处理无显著差异;在拔节期、开花期、成熟期D2处理显著高于D1、D4处理,与D3处理差异不显著。群体总茎数在越冬期、返青期、拔节期均随种植密度的增加而增加,且不同处理之间差异显著,在开花期、成熟期D4处理显著高于其他处理,D3、D2处理差异不显著,但显著高于D1处理;分蘖成穗率在D2处理下达到最大值,为52.51%;D2处理的叶面积指数在开花后0 d、开花后7 d、开花后14 d显著高于其他处理;开花后7 d,D2处理的冠层光合有效辐射截获量、截获率、光能利用率均显著高于D1、D3、D4处理,冠层光合有效辐射透射率表现为D3、D2处理差异不显著,但显著低于D4处理和D1处理。D2处理的拔节至开花阶段、开花至成熟阶段干物质积累量显著高于其他处理,单位面积穗数随种植密度的增加而增加,但D2、D3处理差异不显著;穗粒数、千粒重随种植密度的增加而降低,D1、D2处理差异不显著,但显著高于D3、D4处理;籽粒产量及水分利用效率均在D2处理下达到最大值,分别为9 158.71 kg·hm^-2、17.21 kg·hm^-2·mm^-1。这说明在本试验条件下,180×10⁴ 株·hm^-2为构建宽幅播种小麦合理群体结构、提高群体光能利用率、籽粒产量及水分利用效率的最优种植密度。     

不同基因型棉花品种高光效特性研究

缺乏高产稳产且早熟不早衰的棉花品种是黄河流域棉花生产的主要限制因素之一。研究了黄河流域推广的几种不同基因型棉花品种对光能的利用情况。结果表明，百棉1号具有优越的株型特征，虽然群体光截获率并非最高，但叶片光合速率（P_n）、基于吸收光能的性能指数（PI_ABS）在生育后期明显优于其他品种，产量较高。本研究阐释了百棉1号高产稳定的生理基础，可为黄河流域棉花生产选用品种提供指导。     

紫外线辐射增强条件下的水稻育种思考

紫外线辐射随着臭氧层的变薄而增强。增强的紫外线B（UV—B）辐射对水稻的生长发育有较大影响。UV—B辐射增强使水稻的光合作用下降,植株矮化,叶面积减小,干物质生产量减少,每株有效穗、每穗总粒数、结实率、千粒重下降,最终导致水稻籽粒产量下降。水稻对UV—B辐射增强的反应具有基因型差异,不同品种间抵抗UV—B辐射作用的能力差异较大。建立抗UV—B辐射的水稻种质资源库,开展抗UV—B辐射的杂交水稻遗传和育种研究,选育抗（耐）UV—B辐射的优质高产及综合性状好的水稻品种（组合）,是提高应对紫外线辐射增强的能力,保证水稻生产持续发展,保证粮食安全的具有前瞻性的重要课题。     

推迟拔节水对冬小麦群个体结构特征和产量的影响

为了明确河北省限灌1水条件下推迟拔节水对小麦群个体结构和质量的影响,于2019-2020年以衡观35和藁优2018为供试材料,全生育期仅灌1水,设置3个灌水时期,分别在拔节期（T1）、拔节后6 d（T2）和拔节后12 d（T3）灌水60 mm,分析推迟拔节水后冬小麦个体结构、群体大小、冠层光分布、花后各叶层衰老以及产量的变化。结果表明,随灌水时期的推迟,两品种上三叶的长度和面积、穗长、株高、穗数、开花期至花后21 d的叶面积指数、冠层光合有效辐射总截获率以及旗叶层光合有效辐射截获率都呈降低趋势,但倒2叶及以下各层的光合有效辐射截获率呈上升趋势。T2和T3处理冠层中下部叶片受光条件的改善显著延缓了叶片SPAD值的衰退,T1处理的倒2叶SPAD值在花后21 d时开始显著低于推迟灌溉处理,倒3叶、倒4叶和倒5叶SPAD值均在开花期时已显著低于推迟灌溉处理,T1处理叶片的早衰使其LAI在花后28 d时低于T2和T3处理。最终T2处理依靠较优的冠层光分布和个体叶片质量获得了最高的籽粒产量,藁优2018的T3处理产量也显著高于T1处理,但衡观35的T3处理因穗数过少,导致产量低于T1处理。拔节后6 d灌溉同步提升了小麦群个体质量,是本试验条件下的最优处理。     

施用缓释肥对甘蔗干物质积累及氮素利用率的影响

针对我国甘蔗生产上化肥施用量大、肥料利用率低等突出问题,通过田间试验研究2种缓释肥组合施用对甘蔗干物质积累和氮素利用率的影响。以新台糖22号为供试材料,设置4个处理：CK0（不施肥）、CK1（常规施肥,每公顷施N 300 kg、P2O5 225 kg、K2O 225 kg）;T1（等养分缓释肥,每公顷施N 300 kg、P2O5 225 kg、K2O 225 kg）;T2（减20％养分缓释肥,每公顷施N 240 kg、P2O5 180 kg、K2O 180 kg）。结果表明,常规施肥和缓释肥处理在萌芽率、分蘖率、茎径和有效茎数上没有显著差异;而T1株高显著高于CK1;伸长期CK1的干物质净积累比例高于T1及T2;成熟期则相反,T1及T2高于CK1;成熟期T1叶的干物质积累所占比例显著高于CK1;T1处理的蔗茎产量和糖产量最高,分别比CK1高11.0％和10.8％;T1和T2处理的两年氮素利用率均显著高于CK1,其中T2两年平均比CK1提高9％。在减少1次施肥的基础上,施用与常规化肥等养分的缓释肥能显著增加株高、甘蔗产量及糖产量,并提高氮素利用率;施用减20％养分的缓释肥能提高氮素利用率,甘蔗产量和糖产量不低于常规施肥。