不同氮素营养水平的水稻冠层光谱红边参数及其应用研究

通过对不同氮素营养水平水稻冠层光谱特性的田间试验研究，发现红边位移现象：在孕穗期之前，红边随施氮量增加向长波方向“红移”；孕穗期后“红移”现象基本消失，而发生“蓝移”。红边参数(红边、红边振幅、红边振幅与最小振幅的比值、红边峰值面积)与上层叶片的叶绿素含量、LAI、累积施氮量有着密切的关系，而与叶片中的叶绿素b、类胡萝卜素、蛋白氮和非蛋白氮之间的相关性不明显。一些红边参数可作为水稻叶绿素含量、LAI测定的简便方法。     

白银地区水浇地春小麦最适群体动态指标的研究

利用最适群体动态理论，研究了水浇地春小麦不同品种的群体动态变化指标。结果表明，春小麦的最适群体动态因品种而异，平均值为５８８万／ｈｍ￣２，成穗数６５８万／ｈｍ￣２，分蘖期、拔节期，抽穗期及成熟期的最适叶面积指数分别为０．５５、４．２、６．２及３．６。将理论指标与大田条件下的实测值比较后认为，适当增加基本苗，达到最适穗数，是该地春小麦进一步高产的关键。     

不同氮素累积量类型籼稻品种有关源库指标的基本特点

2001、2002年,在群体水培条件下,分别以国内外的籼稻代表品种88个和122个为材料,于抽穗期和成熟期测定植株的干物重（包括根系）、全氮含量及产量,采用组内最小平方和动态聚类方法对供试品种成熟期的氮素累积量进行聚类,分析不同氮素累积量类型籼稻品种间有关源库指标的特点。结果表明,供试品种成熟期氮素累积量差异很大,可聚类为A、B、C、D、E、F等6类,类型间的差异均达到了显著水平。高氮素累积量类型籼稻品种有关源库指标的基本特点为：抽穗期和成熟期叶面积系数大、结实期叶面积系数减少量大、结实期叶面积系数减少比例较低、抽穗期单位面积绿叶重大、比叶重高、结实期净同化率较高、单位面积颖花量和库容量大。     

小麦叶面积指数的遗传变异及其影响因素与产量的关系

以"小偃54×京411"的96个重组自交系(RILs)为试材,分析小麦叶面积指数(LAI)相关性状的遗传变异及其影响因素。结果表明,不同生育时期的LAI、MTA(平均叶倾角)、DIFN(无截取散射)均在RIL间存在极显著差异。LAI在RIL群体中呈连续的正态分布。LAI自抽穗期增大,至开花期达最大,灌浆后期降低。不同生育时期的LAI均与群体总茎数、株高和倒三叶叶长呈极显著正相关。灌浆后期的LAI与生物量和产量呈极显著正相关。当控制总茎数和株高不变时,LAI主要与顶三叶的叶面积和叶长呈正相关,其相关系数在开花期最大,灌浆后期降低。对抽穗期LAI>4.0的RIL系而言,该时期LAI与生物量和产量相关性不显著,但灌浆后期的群体平均叶倾角与生物量和产量呈显著正相关。对产量高于京411且株高小于80cm的8个RIL系的分析表明,旗叶与倒二叶叶长比与生物量和产量呈正相关。     

核麦间作条件下小麦光合特性及核桃果实品质的变化

[目的]研究6a生核桃树与冬小麦间作巷道的光环境特性以及对比单间作核桃之间果实品质差异,为核桃与小麦的提升光合作用及品质提供理论支撑.[方法]使用LAI-2200C冠层分析仪和LI-6400便携式光合仪,分别测定2种模式下核桃各时期叶面积指数以及冬小麦各时期的光合生理数据;对比分析间作园与单作园核桃果实品质差异.[结果...     

不同穗型常规籼稻品种源库性状的差异

 【目的】研究不同穗型常规籼稻品种源库性状的差异,为大穗型品种遗传改良及从栽培角度调控源库提高穗重提供参考依据。【方法】在群体水培条件下,2001年、2002年分别以88个、122个常规籼稻品种为材料,测定叶面积、干物重（包括根系）、产量及其构成因素、氮素含量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按单穗重从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究各类品种源库性状的差异。【结果】大穗型籼稻品种抽穗期和成熟期叶面积系数、绿叶重及比叶重均较大,但结实期叶面积系数下降比例小。在一定的范围内,增大叶面积系数有利于提高单穗重;大穗型籼稻品种结实期净同化率大于小穗型品种;大穗型品种库容量较大,适当增大穗重有利于库容量的提高;大穗型品种单位叶面积籽粒产量、单位叶面积库容量、单位干物质库容量、单位氮素库容量较大;影响穗重的主要叶源性状是抽穗期绿叶重、净同化率;影响穗重的主要库性状是库容量、单位叶面积库容量、单位氮素库容量、单位叶面积籽粒产量。【结论】大穗型品种叶面积系数及其构成、库容量及其构成（或库源比）显著大于小穗型品种,绿叶重、结实期净同化率是影响穗重的主要叶源性状,库容量、单位叶面积库容量、单位氮素库容量、单位叶面积籽粒产量是影响穗重主要库容性状。     

基于新型植被指数的冬小麦LAI高光谱反演

【目的】本研究旨在分析冠层叶片水分含量对作物冠层光谱的影响,构建新型光谱指数来提高作物叶面积指数高光谱反演的精度。【方法】在冬小麦水肥交叉试验的支持下,分析不同筋性品种、施氮量、灌溉量处理下的冬小麦叶面积指数冠层光谱响应特征,并分析标准化差分红边指数(NDRE)、水分敏感指数(WI)与叶面积指数的相关性,据此构建一个新型的植被指数——红边抗水植被指数(red-edge resistance water vegetable index,RRWVI)。选取常用的植被指数作为参照,分析RRWVI对于冬小麦多个关键生育期叶面积指数的诊断能力,随机选取约2/3的实测样本建立基于各种植被指数的叶面积指数高光谱响应模型,未参与建模的样本用于评价模型精度。【结果】研究结果表明,随着生育期的推进,冬小麦的叶面积指数呈先增加后降低的变化趋势,不同的水肥处理对冬小麦叶面积指数具有较大影响。开花期之后冬小麦LAI显著下降,强筋小麦(藁优2018)在整个生育期叶面积指数均高于中筋小麦(济麦22);不同氮水平下冬小麦冠层光谱反射率在近红外波段(720—1 350 nm)随着施氮量的增加而增大,与氮肥梯度完全一致,其中2倍氮肥处理的近红外反射率达到最高;不同生育期下冬小麦冠层光谱反射率变化波形大体一致;各个关键生育期的NDRE和WI均存在较高的相关性,而NDRE与LAI的相关性明显优于WI,新构建的植被指数RRWVI与LAI的相关性均优于NDRE、WI;虽然8个常用的植被指数均与LAI存在显著相关,但RRWVI与LAI相关性达到最大,其拟合曲线的决定系数R2为0.86。【结论】通过分析各种指数所构建的冬小麦叶面积指数高光谱反演模型,新构建的RRWVI取得了比NDRE、NDVI等常用植被指数更为可靠的反演效果,说明本研究新构建的红边抗水植被指数可有效提高冬小麦叶面积指数的精度。     

高CO2浓度下冬小麦的高光谱特征及其与叶面积指数和SPAD值的反演

以冬小麦为研究对象,利用开顶式气室试验,开展以环境CO2浓度为对照(CK)和比CK处理的CO2浓度高200μmol·mol-1(T)处理的试验,测定冬小麦主要生育期冠层光谱反射率、叶面积指数(LAI)和SPAD值,分析LAI、SPAD值与原始光谱反射率、光谱特征参数的相关性,并探究最优回归反演模型.结果表明,高CO2浓...     

不同施氮量对杂交水稻干物质生产的影响

以两系杂交稻品种广两优676为材料,研究不同施氮量对杂交水稻干物质生产的影响。结果表明,增施氮肥,叶片的SPAD值维持较高的水平;叶面积指数(LAI)随施氮水平的增加而提高;在移栽至栽后30d,群体生长率(CGR)与施氮量呈线性正相关,此后则与施氮量呈抛物线型相关,且均以施氮量为20g·m-2的处理为最高。总干物质生产量与施氮量的关系,在栽后30d、拔节期呈直线型正相关,而在齐穗期、成熟期则呈先增后减的抛物线型关系;稻谷产量与前期的干物质积累量的关系不密切,而与中、后期干物质积累量呈显著、极显著的正相关。茎叶中贮积的碳水化合物约20%~30%在齐穗后输出到稻穗,构成稻谷产量的21.9%~31.3%。     

宁夏引黄灌区水稻冠层高光谱特征研究

以不同施氮量试验小区为依托,对各生育期水稻(Oryza sativa L.)冠层光谱反射率及一阶微分光谱进行分析。结果表明,水稻冠层光谱随生育期的变化规律与其生长发育变化特征相对应;不同施氮条件下水稻冠层光谱反射率随施氮量增加在可见光波段降低、近红外波段升高,其中550~600 nm和800~900nm处差异明显,是诊断氮素的特征波段;红边位置(λr)和红边斜率(Dr)在孕穗期前均随着氮素水平的提高而增加,齐穗期后λr出现蓝移现象,Dr减小;将特征波长的比值指数、λr和Dr与叶片氮积累量进行相关性分析,结果显示,800 nm和550 nm的反射率之比(R800 nm/R550 nm)与叶片氮积累量的相关性较好,其相关系数为0.864,λr和Dr与叶片氮积累量的相关系数分别为0.814、0.908。说明合适的光谱变量可以诊断水稻氮素状况,进而为合理施肥提供参考。     

基于红边参数不同品种的估算模型

【目的】利用红边参数的动态变化规律建立不同品种滴灌棉花叶面积指数估测模型。【方法】以棉花品种新陆早50号、新陆早58号和鲁棉研24号(杂交棉)为材料,分析LAI和红边位置的动态变化,构建滴灌棉花叶片红边参数-LAI估算模型。【结果】LAI增长最快时期均出现在40~70 d,不同品种滴灌棉花的LAI增长速率有明显的差异,表现为:鲁棉研24号>新陆早50号>新陆早58号;不同品种棉花均在病虫害发生期出现蓝移现象,在棉花正常生长下,出现红移现象。红边参数与LAI均达到极显著相关,构建3个估算模型中,鲁棉研24号精度最高(R²=0.816 8 ,RMSE=0.77)。【结论】建立的估算模型均可对LAI进行有效估测。     

精确定量施肥对贵州高原山区杂交籼稻产量与群体质量的影响

【目的】水稻产量在很大程度上受环境、栽培技术等多种因素的影响。根据各地的气候特点有针对性地采用栽培技术,可以充分挖掘水稻产量潜力,大幅度提高单产。论文旨在探明精确定量施肥对贵州高原山区杂交籼稻群体质量及产量形成的影响效应。【方法】于2010-2011年在贵州省黄平、绥阳、余庆、兴义4个不同生态稻区,以当地具有高产潜力的杂交籼稻品种为试材,设计精确定量施肥模式（accurate fertilizer,AF）与常规施肥模式（conventional fertilizer,CF）,通过对两种施肥模式的比较,研究不同施肥模式的群体质量及产量形成的差异。精确定量施肥模式以斯坦福（Stanford）方程为基础,根据目标产量需氮量、土壤供氮量及氮肥当季利用率计算总施氮量,各阶段的施肥量根据目标产量的阶段需氮量确定。精确施肥模式的总氮按照基肥﹕分蘖肥﹕促花肥﹕保花肥为30%﹕20%﹕35%﹕15%施用,常规施肥模式氮素总量按基肥﹕分蘖肥﹕促保花肥为20%﹕60%﹕20%施用。在有效分蘖临界叶龄期、拔节期、抽穗期、成熟期分别取地上部分测定叶面积和干物质量,成熟期考查穗数、穗粒数、结实率和千粒重。【结果】精确定量施肥模式显著提高了黄平、绥阳、余庆、兴义4个点的水稻产量,增产幅度为12.4%-48.0%,从产量构成因素看,穗数和穗粒数均较常规施肥模式有不同程度提高,穗数增加8.1%以上,穗粒数增加2.5%以上,群体颖花量增加14.3%以上,而结实率和千粒重两种施肥模式的差异较小;比较分析两种施肥模式的穗型大小,精确定量施肥模式较常规施肥模式穗粒数小于100粒的小穗比例降低、100-250粒的大穗和250粒以上的特大穗比例增加,小穗比例减少了36.7%-100%,大穗比例提高了2.2%-11.4%,特大穗比例提高了23.3%-94.9%;在叶面积指数与粒叶比方面;精确定量施肥模式比常规施肥模式的群体叶面积指数拔节前有所降低（4.2%-11.8%）、抽穗期显著提高（4.2%-13.9%）;粒叶比明显增大,其中颖花/叶为9.3%-32.7%、实粒/叶为12.8%-35.7%、粒重/叶为10.1%-36.3%;干物质积累量表现为精确定量施肥模式比常规施肥模式拔节前有所降低,拔节至抽穗期提高了9.8%-50.8%,抽穗至成熟期提高了26.9%-62.7%。【结论】精确定量施肥模式显著提高了贵州杂交籼稻产量,其途径主要通过控制拔节前的群体生长,促进拔节后的群体发展,适度减小拔节前群体叶面积和干物质积累,扩大拔节后尤其是抽穗后群体叶面积和干物质积累,在稳定提高穗数的基础上,控制晚生小穗数量、促进大穗形成,提高穗粒数和粒叶比,实现抽穗后群体干物质的高积累,从而获得高产。     

小麦生长动态对穗粒结构的影响分析

[目的]为扬麦14号的生产管理提供依据。[方法]于2005～2006年进行扬麦14号播种密度试验,使小麦形成不同的长势,研究长势与穗粒结构的关系。[结果]小麦的基本苗和总苗数、分蘖数、叶龄、株高、次生根条数、干物质积累量、抽穗期叶面积指数对穗粒结构的主要指标都有影响,影响最明显的是拔节期总苗数、越冬期单株分蘖数、冬前期和返青期叶龄、株高、冬前期和越冬期次生根条数、拔节期到成熟期干物质积累量和抽穗期叶面积指数。拔节期总苗数、冬前期单株成穗数、叶龄余数、冬前期株高、越冬期次生根条数、越冬期干物质重和抽穗期单茎叶面积对小麦单产的影响较大。[结论]小麦长势影响穗粒结构,最终影响产量和品质。通过人工干预使小麦长势向着高产优质的穗粒结构方向发展。     

不同播期对小麦产量和品质的影响

[目的]探讨播期对小麦生育期、产量和品质的影响。[方法]选用扬麦158、9356、宁麦9号为供试品种,设置7个播期,考察播期对小麦生育期、产量和品质的影响。[结果]随播期推迟,拔节期、抽穗期依次延后,成熟期差异不大;小麦全生育期所需天数缩短。不同播期处理对小麦产量具有显著的调节作用,播期与产量呈极显著的二次曲线关系;不同品种最高产量所对应的播期不同。播期对容重、出粉率、蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、支直淀粉比等有明显的影响,但各品种间有一定的差异。[结论]扬麦158、9356、宁麦9号的适宜播期范围分别为10月28日～11月4日、10月27日～11月4日、10月26～29日。     

氮素用量对节水条件下小麦生育特性和产量的调控效应

以‘石麦12’和‘石麦15’为材料,研究了节水(春季仅灌拔节水)条件下小麦生育特性和产量的氮素调控效应。结果表明:增施氮素能增加各生育时期的群体总茎数、LAI和群体干物重,提高叶片的叶绿素含量、旗叶叶绿素荧光参数值和光合参数值。增施氮素使成熟期单位面积穗数增加,但千粒重和籽粒产量与施氮量的关系呈单峰曲线型,以中氮(225 kg N/hm2)最佳。因此,在节水栽培的小麦生产实践中,应依据土壤肥力状况,采用适宜的氮素施用数量,以实现产量和水肥利用效率的同步增加。     

北方粳稻不同穗型品种冠层特征与干物质生产研究

本文对北方粳稻不同穗型品种的特征与干物质生产和产量的关系进行了研究,结果表明,不同穗型品种,对Ｎ肥高低反应不同,冠层发展动态与干物质生产速率也有明显差异,随着施Ｎ水平的提高,不同穗型品种抽穗前叶面积增长速度增大,抽穗期的ＬＡＩ与抽后群体干物质生产速度和产量间呈二次曲线回归关系,获得最高产量的最适ＬＡＩ与获得最大干物质生产速度的最适ＬＡＩ接近。抽穗后群体干物质生产速度与产量境也呈现极显著的正相关。     

不同时期春播鉴定小麦品种冬春性研究

小麦是河南省传统栽培作物。据统计,河南省小麦种植面积已达5.33×106hm2,约占全国总面积的20%,总产量占全国总产的25%左右,商品量占全国的30%左右,已多年保持播种面积、总产量、单产水平、收购量全国第一[1]。研究及生产实践均证明[2-5],选好、用好小麦品种,使品种的增产潜力得到充分发挥,是确保小麦稳定增产的前提。而河南省主要推广的小麦品种是通过河南省小麦区试推荐审定的品种。近年来随着气候逐渐变暖,秋暖冬寒和春季倒春寒频繁发生,造成小麦冻害时常发生,对小麦生产带来一定的风险[6-9]。冻害的主要原因就是品种选择不当[10],每年都存在不了解品种冬春性,选用春性品种早播,出现一定面积的春性品种早播麦田,因此,品种审定前对其进行冬春性鉴定,为小麦品种审定、合理布局和推有重要意义。为此,作者采用春播鉴定法对2020-2021年度河南省区试95份小麦新品种进行冬春性鉴定,以期为小麦品种审定和推广等提供科学依据。     

寒地粳型超级稻群体构建及其超高产特征研究(英文)

[目的]对超高产群体进行构建研究,并探讨高产群体形成机制。[方法]以超级粳稻品种龙粳21为材料,设置2个水平的行距处理,3个水平的穴距处理和3个水平的穴基本苗数量处理,测定不同处理生育期、干物质积累量、叶面积,产量和产量构成要素等相关指标。[结果]产量与株距和行距呈显著负相关关系,与每穴苗数相关性不显著,对产量的影响程度表现为株距行距苗数。超级粳稻品种龙粳21最优群体插植规格是行距24 cm×株距12 cm,每穴5株基本苗,产量达到10 473.0kg/hm~2,高产原因主要是群体颖花量增多(4.5×108个/hm~2以上)。超高产群体在生育前期群体茎蘖稳步增长,至有效分蘖临界叶龄期(6月25日)达适宜穗数,高峰苗出现在拔节期(7月6日),数量少(为预期穗数的1.2倍),抽穗期成穗率高(85%)。超高产群体在拔节-抽穗期干物质积累量大,抽穗期叶面积指数高、群体质量优[高效叶面积率、总颖花量、颖花/叶(cm~2)和单茎茎鞘重均高],在抽穗期-成熟期光合能力强(叶面积衰减率小,光合势、群体生长率和净同化率均高)、干物质积累量高、群体库容的总充实量大、茎鞘物质的输出与转运协调(实粒数/叶和粒重/叶)均高。[结论]以足够穗数为基础,提高抽穗期-成熟期光合效率,从而提高群体库容总充实量,是寒地粳型超级稻的超高产特征。     

水稻冠层光截获与叶面积和产量的关系

【目的】旨在解析水稻(Oryza sativa L.)冠层光合有效辐射(PAR)截获量及其分布与叶面积和产量的关系。【方法】以2个不同株型水稻品种为材料,设置高、中、低3个施氮水平,构建不同的群体冠层结构,于拔节至成熟期系统测定水稻冠层PAR截获量及其分布、以及叶面积和产量。【结果】水稻群体向上累积叶面积指数的垂直分布呈S型曲线,符合Logistic方程(R20.99);抽穗期、抽穗后17d和成熟期的冠层最大叶面积密度分别出现在0.53、0.56和0.60的相对冠层高度左右;随生育进程的推进,冠层上中部的相对叶面积密度呈递增趋势,而冠层下部的相对叶面积密度呈递减趋势。PAR截获率(FIPAR)与向下累积叶面积指数之间的关系可用方程FIPAR=α×(1-e-K×LAI)来定量描述(R20.86);消光系数K随生育进程的推进而递减,其日变化表现为早晚较高、中午较低。冠层PAR截获量(AIPAR)随生育进程的推进呈多峰分布,最高峰出现在移栽后58-70d,即孕穗至抽穗期,且随施氮量的增加而增大;在典型晴天下,冠层PAR截获量的日变化呈单峰分布,最大值出现在11:00-13:00。【结论】水稻群体叶面积的垂直分布影响冠层光截获;水稻产量与PAR利用率呈正相关,而PAR转化率随PAR截获量的增加呈先增大后减小的趋势,因此维持一定的漏光损失量对水稻高产有利。     

干旱胁迫对不同生育期冬小麦叶片蛋白质和核酸含量的影响

[目的]在冬小麦不同生长发育阶段测定不同水分处理的叶片蛋白质和核酸含量,对叶片蛋白质、核酸代谢从时间、空间上进行讨论。[方法]将小麦生育期划分为出苗至拔节（前期）、拔节至开花（中期）、开花至成熟（后期）3个阶段,同时设3个水分梯度,即田间持水量的30％～40％、50％～60％、70％-80％。共9个处理,测定冬小麦叶片的蛋白质、核酸含量和叶片渗透势,分析干旱胁迫对不同生育期冬小麦叶片蛋白质和核酸含量的影响。[结果]水分胁迫下,小麦叶片蛋白质、核酸含量下降,其中蛋白质含量下降较明显。随小麦的生长发育到孕穗、灌浆阶段,叶内蛋白质、核酸含量下降,尤以核酸含量下降较早,下降幅度也较大,显示大量的N、P从叶片中运输到籽粒中,这是一种库源关系。[结论]从整个生长发育来看,干旱加速蛋白质、核酸分解,促进冬小麦器官早衰。