高矮秆夏谷个体发育差异及产量形成特点的研究

通过对高矮秆夏谷品种个体发育过程的研究及性状变化与小区产量的相关分析,证明高矮秆夏谷个体发育及产量形成存在着差异。矮秆比高秆品种前期发育早,其植体灌浆期二物质积累和转移变化不明显,籽粒产量主要源于开花后的光合产物积累;高秆品种植体灌浆期干物质积累和转移变化明显,籽粒产量源于植体中的营养转移和开花后的光合产物积累,根据高秆与矮秆品种的形态和个体发育特点,对矮秆品种施行窄行距密植,促使其前期幼苗生长,     

不同株高类型甬优系列籼粳杂交稻产量差异及其形成机理

为了探究不同株高类型甬优系列籼粳杂交稻产量差异及其形成机理,以株高S型(株高135cm)、M型(株高140~150cm)、H型(株高155cm)甬优系列籼粳杂交稻为试验材料进行2年试验,比较不同株高类型产量及其构成因素、茎蘖动态、干物质积累与转运、叶面积动态、光合势与粒叶比以及冠层结构等特征差异。结果表明,与株高S、H型相比,M型增产21.26%和30.50%,结实率高,千粒重大。有效分蘖临界叶龄期到拔节期,M型茎蘖数增长较为缓慢,拔节后群体茎蘖数下降平缓;抽穗前,M型群体干物质积累量较小,抽穗到成熟期干物质积累量大,达10.51t·hm-2;抽穗至成熟期,M型单茎鞘重呈"V"型变化,最大输出量、最大输出率以及最大转化率均以S型最大,表观输出量、表观输出率、表观转化率均以M型最小;结实期,M型叶面积衰减缓慢,光合势、粒叶比较高。与S、H型相比,M型上3叶长宽大小适宜,叶片受光姿态良好,群体的冠层透光性好。甬优系列籼粳杂交稻株高适宜的M型在较大库容的基础上,依靠合理的冠层结构和较大的叶面积指数,中后期拥有较强的光合物质生产与转运能力,保持库容流的稳定性,促进库容的充实,最终实现高产。本研究结果对籼粳杂交稻株高性状的选育具有重要意义。     

大麦矮秆突变体的耐湿性研究

对8个大麦矮秆突变体进行的耐湿性比较研究表明:湿害对突变体的主茎绿叶数、单株鲜重、SOD活性和POX活性等生理生化性状均有较大影响,最终导致籽粒产量显著降低,对湿害反应最敏感的生理形态指标是主茎绿叶数,反应较敏感的生化指标是SOD活性.突变体间的耐湿性存在较大差异,其中95-39、95-31和95-53是较好的矮秆大粒耐湿突变体.     

不同夏谷品种的产量与氮肥利用效率

以8个夏谷品种为材料,在大田试验条件下,系统研究了谷子产量和氮肥利用效率的品种间差异及对氮肥的响应。结果表明,8个夏谷品种的平均产量以施氮处理显著高于不施氮处理,平均增产率为8.2%;氮肥对8个品种的增产效应不同,以济谷14、济谷17和济谷18增产效果显著,而对其它品种的产量无显著的促进作用。8个夏谷品种的氮肥利用效率存在差异;氮肥农学效率以济谷14最高,与其它品种达显著性差异;而豫谷18和济谷18的氮肥偏生产力显著高于其它品种。因此,在华北夏谷生产中,应结合当地生产情况和不同品种氮肥利用特性进行品种的选择和应用。     

谷子EMS矮秆突变体的产量性状分析

为丰富谷子遗传多样性和突变体库材料,本研究采用1%浓度的甲基硫磺乙酯(EMS)诱变晋谷40号 10 h, 在谷子生育期间对突变体M1和M2代材料进行表型性状调查。结果表明,共获得332株表型差异突变型单株,这些突变体类型主要包括株高、穗型、茎粗、育性、刚毛、抗拿扑净、颖壳色、抽穗期、穗轴、粒色、穗紧实度、抗逆性、穗重等;对数量性状的表型指标进行变异分析,其中株高的变异系数最大,为41.25%,抽穗期的变异系数最小,为11.03%;对20份矮秆突变体材料进行产量性状分析,发现E-13、E-58和E-98可作为矮秆、早熟、高产的材料;突变体中发现褐米色、抗拿扑净等优质、适宜产业化的材料。本研究构建的谷子突变体库具有丰富的突变类型,为谷子分子遗传学和育种提供了优异的基础材料。     

底墒差异对夏玉米耗水特性及产量的影响

该试验在中国科学院地理所禹城综合试验站进行，研究了底墒差异对夏玉米耗水特性及产量的影响。得出土壤体积含水率随深度的增加而逐渐趋向稳定，但底墒影响各层的水分含量和夏玉米的耗水深度。若夏玉米生育期间不进行补充灌溉且含水率小于27%时，夏玉米的主要供水层在60～90 cm范围内，冬小麦生育期间不灌水的夏玉米开始利用深层水，底墒相对充足的夏玉米利用的深度可达1.1 m土深。在冬小麦生育期间灌两水(120 mm)条件下，对夏玉米进行补充灌溉可显著提高产量，但在冬小麦生育期间灌一水(60 mm)条件下再进行补充灌溉，其增产作用不及充足的底墒水。冬小麦在抽穗和灌浆期灌溉120 mm，夏玉米生育期间灌水150 mm的处理夏玉米产量达7466.58 kg/hm²。冬小麦在拔节—抽穗—灌浆期灌溉，夏玉米整个生育期都不灌溉的处理水分利用效率(WUE)为33.34 kg/(hm²·mm)。     

水稻产量形成的生理生态研究进展

水稻产量形态规律是水稻育种和栽培的基础理论，已成为作物学研究的热点课题。从产量构成、光合生产和源库结构方面简介了水稻产量形成规律的生理生态研究进展，分析了3个方面的研究特点和构成产量形成过程的网络关系。同时水稻产量形成是一个动态过程，水稻产量性状的最终表现决定于其生长发育过程中众多基因的表达、调控和相互作用，提出应用现代发育遗传学与分子生态学的理论和方法，深入研究水稻产量的形成规律。     

水稻矮秆突变体MU101的诱发及鉴定

利用60Co γ射线辐照籼稻材料M804,获得了1个性状能稳定遗传的矮秆突变体MU101,对其形态学及细胞学方面进行了鉴定分析表明,该突变体田间表现植株矮化,叶色浓绿,株型紧凑,长势较强,抽穗和分蘖正常,节间数较野生型减少2个,各节间不按比例缩短.该突变体可作为一个特殊类别材料进行深入研究,同时也为该突变基因的定位克隆...     

耕作方式对夏大豆产量形成及经济效益的影响

为探讨不同耕作方式对夏大豆产量形成及经济效益的影响,于2013年、2014年连续两年进行了复播大豆翻耕覆膜(TP)、翻耕(T)、旋耕(RT)和免耕(NT)_4种不同耕作方式的田间试验。结果表明:不同耕作方式对复播大豆测定期间的植株性状、单株绿叶面积、净光合势(LAD)、光合特性、产量和经济效益均有显著影响,且两年各处理的各项指标基本表现为TPTRTNT。其中,TP处理的株高、茎粗、最大单株绿叶面积两年平均值均显著高于NT处理的平均值,分别高出19.87%、36.36%和34.83%;开花期-鼓粒期的光合特性表现为:TP使大豆叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率增加,而胞间CO_2浓度降低;各处理两年的LAD均表现为随着生育进程的推进呈先增后降的变化趋势,并于结荚期-鼓粒期内达到最大值。产量也以TP处理的最高,两年平均达到2082.69 kg hm~(-2),分别比T、RT、NT处理高出11.32%、24.84%、23.99%,并均达显著差异水平。两年平均经济效益以TP处理的纯收益最高,达1448.74元hm~(-2),较最低的免耕处理高出164.10%。     

不同抗旱性小麦品种耗水量及产量形成的差异

为明确年际间不同抗旱性旱地小麦品种的产量差异,筛选适于黄土高原东缘种植的旱地小麦品种,于2012—2017年在山西省运城市闻喜县试验基地进行田间试验。选取10个小麦品种,将降水年型与小麦品种抗旱性进行分类(降水年型:欠水年、平水年;小麦品种:强抗旱性、弱抗旱性),比较分析不同年型下抗旱性不同的小麦品种水分利用效率、干物质积累量、产量及产量构成要素的差异,分析产量及干物质积累量与耗水量的关系,明确不同品种小麦的节水增产效果。结果表明,强抗旱性品种包括‘晋麦92’‘运旱20410’‘运旱22-33’‘运旱618’‘运旱719’和‘长6697’,弱抗旱性品种包括‘洛旱6号’‘洛旱9号’‘洛旱11号’和‘洛旱13号’。欠水年,强抗旱性品种的平均耗水量高于弱抗旱性品种,当耗水量增加1 mm时,强抗旱性品种产量提高29.6 kg·hm~(-2),且影响其产量的主要因素是穗数和穗粒数,营养器官干物质积累量提高50.8 kg·hm~(-2),从而水分利用效率较高,尤其‘晋麦92’和‘运旱20410’。此外,强抗旱性品种较弱抗旱性品种单位粮食生产的节水量提高13.61%,消耗1 mm土壤水分增产量提高15.74%,具有较好的节水增产效果。平水年, 6个强抗旱性品种耗水量普遍较高,其中‘运旱20410’和‘晋麦92’的水分利用效率较高,产量也较高。因此,本研究条件下,欠水年和平水年表现均较好的品种是‘晋麦92’和‘运旱20410’。     

不同密度条件下3种类型谷子品种产量及其构成要素变化特征研究

以群体个体并重夺高产型谷子新品种"冀谷26"和靠个体夺高产的单秆大穗型品种"泥里拽"、"聊农4号",靠群体夺高产的密植型品种"豫谷5号"、"冀谷14"为材料,试验研究了不同密度条件下谷子产量及其构成要素的变化。结果表明:靠个体夺高产的单秆大穗型品种谷子产量及其构成要素成穗率、单穗重、穗粒重、结实性均对密度反应敏感;靠群体夺高产的密植型品种对密度反应表现为产量敏感,单穗重、穗粒重比较敏感,成穗率、出谷率不敏感;群体个体并重夺高产品种表现为产量对密度反应不敏感,成穗率、出谷率比较敏感,单穗重、穗粒重敏感;3种类型品种单位面积穗数对密度反应都很敏感。在最适宜密度下群体个体并重夺高产型品种"冀谷26"产量水平明显高于另外两个类型品种,说明群体个体并重夺高产品种自身调节能力较强,丰产性、稳产性突出,代表今后育种的方向。     

木本泥炭对谷子物质生产及产量构成的影响研究

针对新整治旱地土壤养分及有机质含量低、作物产量低等问题,以冀谷38号为供试品种,设置试验处理[FD-A1:木本泥炭+腐熟秸秆+生物激发调节剂I+常规施肥;FD-A2:木本泥炭+腐熟秸秆+生物激发调节剂II+常规施肥;FD-B1:木本泥炭+腐熟秸秆+常规施肥;FD-B2:木本泥炭(减量)+腐熟秸秆+常规施肥]和对照CK(FD-C1:常规施肥)开展大田试验,探究木本泥炭及添加辅料对谷子农艺指标、干物质量积累以及产量的影响。试验结果表明,与常规施肥模式相比,施用木本泥炭能提升谷子农艺指标,木本泥炭减量后还能促进谷子地上生物量及根生物量干物质量积累,木本泥炭添加生物激发调节剂后不仅能提升谷子农艺指标,促进干物质量积累,还能提高谷子产量,添加生物激发调节剂II和生物激发调节剂I较常规施肥模式分别增产15.72%和14.18%,其中木本泥炭+生物激发调节剂II+腐熟秸秆+常规施肥模式为最佳处理模式。     

不同密度下增施有机肥对夏玉米物质生产及产量构成的影响

本研究在夏玉米季适当降低种植密度并连续两年施用有机肥,旨在了解黄淮海地区夏玉米群体物质累积和产量构成对有机肥施用量和种植密度的响应,从而降低倒伏风险,确保稳产、高产。试验采用随机区组设计,设高、中、低3个种植密度,分别为90 000株·hm-2、75 000株·hm-2和60 000株·hm-2,3个种植密度下设不同的有机肥施用量处理,其中高密度下设30 m3·hm-2一种施肥量,中密度下设30 m3·hm-2一种施肥量,低密度下设0 m3·hm-2、30 m3·hm-2和45 m3·hm-23种施肥量。研究结果表明:施用有机肥可以有效改善土壤肥力。施用有机肥第1年,在中、低密度下对玉米干物质生产、群体生长速率和产量构成均产生一定的促进作用,但效果不显著。施用有机肥第2年,低密度下玉米群体衰老速率减缓,叶面积指数和棒三叶叶绿素相对含量在生育后期均维持在较高水平,花后群体生长速率维持在较高水平,且与中高密度无显著差异,群体花后生物量增加幅度最大,成熟期地上部总生物量显著提高甚至接近中高密度。低密度下施用有机肥后穗粒数和千粒重均大幅度提高,从而有效补偿了低密度下穗数的不足,最终低密度下施用45 m3·hm-2有机肥处理产量达10 838 kg·hm-2,与中、高密度下施用30 m3·hm-2有机肥处理的产量11 080 kg·hm-2和11 202 kg·hm-2基本持平且差异不显著。由此可见,通过适度降低密度并增施有机肥能够有效合理地调控群体花前花后生长,避免前期旺长和后期早衰,实现保穗保花增重增产的目的。     

种植密度对川中丘陵夏玉米茎秆性状及产量的影响

以玉米品种‘正红505’为材料,设置4.50万株·hm~(-2)、5.25万株·hm~(-2)、6.00万株·hm~(-2)、6.75万株·hm~(-2)、7.50万株·hm~(-2) 5个密度处理,研究种植密度对川中丘陵夏玉米茎秆性状及产量的影响。结果表明:随种植密度的增加,株高、穗位高、节间长、茎节长粗比逐渐增加,茎粗、茎粗系数、节间干重、单位茎长干物质重、茎秆压碎强度和外皮穿刺强度逐渐减小,除穗位高外,其余各性状均存在显著性差异;其中,当种植密度增加到7.50万株·hm~(-2)时,第1、3、5茎节的外皮穿刺强度分别较4.50万株·hm~(-2)显著降低27.10%、22.78%和30.80%。在本试验设置的密度范围内,玉米产量随密度的增加而先增后减,在6.00万株·hm~(-2)处获得最大值,与4.50万株·hm~(-2)相比,6.00万株·hm~(-2)显著增产12.02%。随种植密度增加,玉米穗长、穗粗、成穗率、穗粒数和千粒重显著降低,有效穗数和秃尖长显著增加。相关分析表明,茎秆压碎强度与外皮穿刺强度呈极显著正相关(r=0.93**),且茎秆压碎强度和外皮穿刺强度分别与茎粗、茎粗系数、节间粗、节间干重和单位茎长干物质重呈显著或极显著正相关,而与株高、节间长和茎节长粗比呈负相关或极显著负相关。其中,茎秆农艺性状与茎秆压碎强度的相关性更好。单株产量与茎粗、茎粗系数、节间粗、节间干重、单位茎长干物质重、茎秆压碎强度和外皮穿刺强度呈显著或极显著正相关,与节间长和茎节长粗比呈显著负相关。逐步回归分析表明,茎粗系数和单位茎长干物质重对茎秆压碎强度的影响最大。综上所述,种植密度是影响玉米茎秆性状和产量的重要因素,适当增加种植密度可以显著增加玉米群体产量,茎粗系数和单位茎长干物质重可以作为评价玉米茎秆抗倒伏能力的重要农艺指标。     

单粒精播对夏直播花生生育生理特性和产量的影响

为探明单粒精播对夏直播花生的个体发育和群体结构以及产量的影响,以‘花育22号’花生为试验材料,研究了麦茬夏直播花生单粒精播(SS)和双粒穴播(DS)在相同密度条件下的植株发育动态、叶片生理特性和产量及其构成因素的差异。结果表明:夏直播花生单粒精播在生育前期的主茎高和侧枝长均高于双粒穴播,而在生育后期则低于双粒穴播,但差异不显著。单粒精播在各个生育期的主茎节数、主茎绿叶数、分枝数和叶面积指数均高于双粒穴播,尤其是分枝数差异显著。夏直播花生单粒精播在饱果期和成熟期的叶片SOD、POD、CAT活性和叶绿素含量以及净光合速率均高于双粒穴播,而其MDA含量低于双粒穴播,其中在成熟期除了CAT活性差异不显著外,其余指标均显著差异。夏直播花生单粒精播的单株饱果数增多,单株果重增加,荚果产量显著高于双粒穴播。夏直播花生荚果产量与单株果重和叶片净光合速率极显著正相关,与经济系数、主茎绿叶数、叶面积指数和叶绿素含量呈显著正相关。     

不同株型品种冬小麦NDVI 变化特征及产量分析

冬小麦不同株型品种和灌溉类型是影响产量遥感估测的重要因素, 对二者的实时监测可以提高产量的估测精度。结合遥感数据(MODIS 数据)与非遥感数据(GPS 数据和外业调查资料), 研究了不同株型品种冬小麦在水、旱地条件下归一化差值植被指数(NDVI)的动态变化特征, 分析了不同生育时期NDVI 与产量之间的关系。结果表明: 冬小麦不同株型品种间NDVI 随生育时期的变化具有明显一致性, 呈“小-大-小”变化趋势; 拔节期至孕穗期不同株型品种冬小麦NDVI 差异显著, 披散型品种高于紧凑型品种, 该时期为准确识别冬小麦株型的最佳时期。水、旱地同一种株型的冬小麦品种在整个生育时期NDVI 均值差异较显著, 均表现为水地冬小麦高于旱地冬小麦, 尤以抽穗初期最为明显。水旱地冬小麦不同生育时期NDVI 与产量相关性均以抽穗初期为最高, 但用抽穗初期和灌浆期NDVI 与产量的复合回归方程进行产量预测比用抽穗初期NDVI 与产量的回归方程效果好, 旱地冬小麦尤为明显。     

一穴多株种植对夏玉米群体质量和产量的影响

增加种植密度是玉米高产的重要手段,但是种植密度的持续增加也带来一系列问题,其中高密群体的郁闭问题已成为限制进一步增加种植密度的主要因素之一。为缓解夏玉米高密度群体的郁闭状况,改善高密度种植下的玉米群体质量和产量形成,本试验在82 500株·hm?2密度下设置了一穴1株(P1)、一穴2株(P2)和一穴3株(P3)3个处理,分析了一穴多株对夏玉米各生育时期的叶面积、干物质、光合势、相对生长率、净同化率、作物生长速率、粒叶比和产量的影响。结果表明,与对照P1相比,P2和P3吐丝期单株叶面积分别增加10.7%~21.9%和7.3%~16.7%,吐丝后20 d分别增加13.5%~21.9%和9.4%~12.7%;P2和P3吐丝期和成熟期干物质积累显著高于P1(P0.05)。一穴多株种植提高了夏玉米6叶展以后的光合势,P2的提高幅度小于P3;P2、P3吐丝后20 d到成熟期相对生长率比P1分别高30.4%~190.7%和33.9%~183.5%,净同化率分别高16.1%~161.9%和30.7%~155.8%。采用一穴多株种植可以提高作物的生长速率、粒叶比和籽粒产量,P2和P3分别比P1增产5.8%~23.5%和4.9%~18.9%。粒重/叶面积、粒数/叶面积与籽粒产量呈显著直线正相关(R2=0.94,P0.000 1和R2=0.76,P0.001)。可见,在高密种植条件下,采用一穴多株种植可以改善夏玉米群体质量、提高产量。本研究推荐高密度下一穴2株种植方式。     

施肥和密度对张杂谷5号光合特性及产量的影响

本研究采用5 因素二次通用旋转组合设计,探讨氮、 磷、 钾、 行距和株距对张杂谷5号光合特性与产量的影响。结果表明,产量与叶面积指数、 净光合速率、 叶绿素含量显著正相关。单因素氮、 行距、 磷、 钾对产量和净光合速率有显著影响,氮肥和行距影响较大,而磷和钾肥影响较小。单因素行距、 株距和氮对叶面积指数有显著影响,随着施氮量的增加以及株距和行距的缩小,叶面积指数均表现先增后减趋势。单因素施氮和钾水平对叶绿素含量有显著影响,随着施氮、 钾量的增加,叶绿素含量均表现为先升后降的趋势。在所研究的5个因素中,施氮水平、 施钾水平以及株距之间交互作用对产量有显著影响; 施钾水平与施氮水平、 株距之间的交互作用对净光合速率有显著影响。该5因素与产量间回归关系极显著,拟合程度较高,可用于实际生产预测。使产量大于6200 kg/hm2 的优化因素取值的95%的置信区间为施氮（N）178197 kg/hm2、 磷（P2O5）88101 kg/hm2、 钾（K2O）5467 kg/hm2、 行距为2224 cm、 株距为1213 cm。     

不同水分条件和覆盖处理对夏玉米籽粒灌浆特性和产量的影响

采用二因素完全随机试验设计,研究了3种水分条件(75%、65%、55%田间持水量)下无覆盖(CK)、地膜覆盖(PM)和秸秆覆盖(SM)处理对夏玉米籽粒灌浆特性、产量、耗水量及水分利用效率的影响。结果表明,不同水分条件下,各处理夏玉米籽粒增重进程符合Logistic生长曲线。相对于无覆盖处理,地膜和秸秆覆盖处理提高了夏玉米的灌浆速率、产量和水分利用效率。其中,中水分(65%田间持水量)条件下地膜和秸秆覆盖处理夏玉米产量及水分利用效率(WUE)增幅最大,增产率分别为21.99%和35.86%,水分利用效率增加幅度分别为16.41%和16.79%;其次为低水分(55%田间持水量)处理,高水分(75%田间持水量)处理增幅最小。     

氮磷肥配施促进半干旱区沟垄集雨种植谷子节水增产

沟垄集雨种植是西北旱作农田广泛运用的高效节水栽培模式,为优化施肥配置,进一步提升其增产效能,该研究在沟垄集雨和平作2种种植模式下分别设置不施肥、低量（N 93 kg/hm2+ P2O548 kg/hm2）、中量（N 186 kg/hm2+ P2O596 kg/hm2）和高量（N 279 kg/hm2+ P2O5144 kg/hm2）共4个施肥量水平,对宁南旱区连续4 a（2012—2015年）施肥梯度处理下谷子产量及水肥利用效率进行了研究。结果表明,沟垄集雨种植较平作可有效降低土壤水分蒸发,谷子全生育期总耗水量减少了18.3~26.8 mm;同一施肥水平下,沟垄集雨种植在2012、2013年（丰水）呈减产趋势,在2014、2015年（平水）显著增产,较平作增加了穗粒数和收获指数,提高了谷子的水肥利用效率。在各降雨年份下,随施肥量的加大,沟垄集雨种植下谷子干物质积累量、产量和水分利用效率均呈增加趋势,当超过中肥后增幅不显著,肥料农学利用效率呈下降趋势,经济收益在中肥下达到最大。综合产量和经济效益分析,中肥是半干旱区谷子沟垄集雨种植模式的适宜施肥量,较平作种植在平水年型下可增产7.6%,水分利用效率和肥料农学利用效率分别提高了14.9%和9.9%。