不同土层测墒补灌对小麦旗叶光合特性和干物质积累与分配的影响

2011-2012和2012-2013年连续2个小麦生长季,在大田条件下,设置0~20 cm (D1)、0~40 cm (D2)、0~60 cm (D3)和0~140 cm (D4) 4个土层测定土壤含水量,以各土层平均土壤相对含水量拔节期65%和开花期70%为目标相对含水量,全生育期不灌溉为对照处理 (D0),研究依据不同土层的土壤含水量测墒补灌对小麦旗叶光合特性和干物质积累与分配的影响。结果表明：D2的开花期叶面积指数和单位土地面积上旗叶叶面积、开花后7 d和14 d的旗叶净光合速率和实际光化学效率均高于其他处理,而气孔限制值低于其他处理;D2的成熟期干物质积累量、开花后干物质向籽粒的分配量和开花后同化物分配对籽粒的贡献率亦高于其他处理。两年度D2的籽粒产量分别为9367.4 kg hm^-2和9727.5 kg hm^-2,均显著高于其他处理;同时,D2的水分利用效率高于D0、D3和D4处理,与D1处理无显著差异。因此,于小麦拔节期和开花期依据0~40 cm土层的土壤含水量测墒补灌是同步实现高产和高水分利用效率的有效措施。     

不同土壤耕作方式对小麦旗叶光合特性干物质积累及品质的影响

为探寻淮北砂姜黑土区雨养条件下最优小麦耕作播种模式,采用田间定位试验方法,研究秸秆还田+深耕、深松、旋耕、旋耕(播后不镇压)和旋耕施肥播种机复式播种作业对该区小麦旗叶光合特性和干物质积累的影响效应。结果表明,旋耕处理旗叶光合速率在孕穗期及花后20天为26.54μmol/(m2·s)和10.53μmol/(m2·s),同期旗叶的蒸腾速率也达11.17 mmol/(m2·s)和3.84 mmol/(m2·s),2指标均位于各处理首位。旋耕处理叶绿素含量在花后10天位列第2,仅低于深松处理。蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和硬度等品质指标均以旋耕处理表现突出。综合2年试验结果表明,旋耕耕作方式在小麦生长后期光合优势较强,有利于促进小麦生育后期的干物质积累,并为保持较高的灌浆率奠定了物质基础,为最终取得高产起到积极作用。     

土壤耕作方式对小麦干物质生产和水分利用效率的影响

2007—2010小麦生长季,以高产小麦品种济麦22为材料,利用测墒补灌技术确定灌水量,研究高产条件下条旋耕、深松+条旋耕、旋耕、深松+旋耕和翻耕5种耕作方式对小麦的耗水特性、干物质积累与分配、籽粒产量及水分利用效率的影响。结果表明,深松+条旋耕和深松+旋耕的农田耗水量和0~200 cm土层的土壤贮水消耗量高于条旋耕和旋耕处理,深松+条旋耕的小麦株间蒸发量低于深松+旋耕和翻耕处理。深松+条旋耕和深松+旋耕成熟期的干物质积累总量、籽粒的干物质分配量及分配比例和开花后干物质同化量对籽粒的贡献率均高于翻耕处理,翻耕高于旋耕和条旋耕处理,条旋耕最低。深松+条旋耕三个生长季均获得高的籽粒产量,分别为9 409.01 kg hm^-2、9 613.86 kg hm^-2和9 698.42 kg hm^-2,与深松+旋耕处理无显著差异,翻耕处理次之,条旋耕和旋耕低于上述处理,条旋耕最低。深松+条旋耕处理的水分利用效率在2007—2008生长季与深松+旋耕处理无显著差异;在2008—2010生长季最高,分别为21.39 kg hm^-2 mm^-1和22.09kg hm^-2 mm^-1,深松+旋耕处理次之,旋耕和条旋耕低于翻耕处理。在本试验条件下,深松+条旋耕是兼顾高产节水的最优耕作方式。     

土壤水分和种植密度对小麦旗叶光合性能和干物质积累与分配的影响

2008—2010年连续2个小麦生长季,选用高产小麦品种济麦22,采用测墒补灌的方法,研究土壤水分对不同密度小麦旗叶光合性能、干物质积累与分配、籽粒产量及水分利用效率的影响。第一年在150株 m⁻² (M1)和225株 m⁻² (M2)两个密度下设置3个土壤含水量处理,即拔节期65%+开花期60%(W0)、拔节期75%+开花期75%(W1)和拔节后7 d 75%+开花后7 d 75%(W2);第二年选用第一年的节水高产密度处理M1,但土壤含水量调整为拔节期75%+开花期60% (W’0)、拔节期85%+开花期75%(W’1)和拔节后7 d 85%+开花后7 d 75%(W’2)。两种基本苗密度相比较,M1处理灌浆中后期的旗叶最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSII)和开花后干物质积累量和干物质向籽粒转运量显著高于M2处理。W2处理灌浆中后期的旗叶F_v/F_m和Φ_PSII显著高于W1处理,而W’2处理灌浆中后期的旗叶光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、单叶水分利用效率(WUE_L)和气孔导度(G_s)均显著高于W’1处理。在M1密度下,W2处理的干物质向籽粒的转运量,开花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率显著高于W1处理,获得了较高的籽粒产量和水分利用效率,且干物质积累与分配、籽粒产量和水分利用效率在两年中结果趋势一致。在150株m⁻²密度下,0~140 cm土层平均土壤相对含水量拔节后7 d和开花后7 d均为75%和75%,是本试验条件下节水高产的最佳处理。     

耕作方式对旱地小麦耗水特性和干物质积累的影响

黄淮海地区旱地小麦种植面积较大,降水少且年际间变化幅度大造成其产量低而不稳。耕作措施可影响土壤的蓄水,于2009-2011年连续2个小麦生长季,设置条旋耕、深松+条旋耕、深松+旋耕和旋耕4种耕作方式处理,研究耕作方式对黄淮海地区旱地小麦耗水特性和干物质积累的影响。结果表明,深松+条旋耕处理有利于降低小麦播种至冬前阶段的耗水量,提高开花至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例。2009-2010年度,深松+条旋耕处理播种至拔节阶段0~20 cm土层贮水减少量显著低于深松+旋耕和旋耕处理,拔节至成熟阶段40~160 cm土层贮水减少量显著高于条旋耕和旋耕处理。2009-2010年度的各生育时期和2010-2011年度的苗期、开花期、灌浆期,深松+条旋耕处理株间蒸发量显著低于深松+旋耕和旋耕处理,与条旋耕处理无显著差异。深松+条旋耕处理开花至成熟阶段干物质积累量显著高于其他处理,耗水量显著高于条旋耕和旋耕处理,水分利用效率高于深松+旋耕和旋耕处理,与条旋耕处理无显著差异,而且籽粒产量最高,是本试验条件下的最优耕作方式。     

干旱胁迫对不同品系紫甘薯光合特性及干物质积累的影响

为了筛选抗旱品系,以14个紫甘薯品种(系)为材料(徐薯28为对照),采用盆栽模拟干旱胁迫的方法,分析评价干旱胁迫对紫甘薯光合特性及干物质积累的影响。干旱胁迫20 d时对其叶片光合特性及干旱胁迫70 d时对其产量进行测定分析。结果表明:干旱胁迫下,参试紫甘薯品种(系)的叶绿素含量指数(CCI)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、单株薯块鲜质量和干质量表现出不同程度的降低;CCI和Pn值较高的品种为宁紫薯1号和徐紫薯6号;烟薯0747和泰中11号受干旱胁迫影响较大;14个紫甘薯品种(系)中,徐紫薯6号、徐紫薯1号、徐薯33、徐102903、漯紫薯1号、商077-1、宁紫薯1号、徐薯28属气孔限制因素导致的光合速率降低类型,其余品种(系)属于非气孔限制因素导致的光合速率降低类型;研究结果表明:宁紫薯1号、徐紫薯6号抗旱性较强,烟薯0747、泰中11号抗旱性较弱。     

花后遮阴对小麦旗叶光合特性及籽粒产量和品质的影响

为阐明麦田遮阴对小麦旗叶光合特性与产量品质的影响,2008—2009年在大田生产条件下,于小麦开花后设置不同程度的遮阴处理,分析了对旗叶光合参数及籽粒产量和主要品质性状的影响。结果表明,遮阴使不育小穗增加,穗粒重和千粒重降低,导致明显减产,遮阴20%、50%和80%处理分别比对照产量降低27.6%、49.0%和60.2%。遮阴后小麦旗叶的叶绿素a和叶绿素b的含量均增加,但叶绿素a/b的比值降低;遮阴使旗叶净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著降低,但胞间CO2浓度有所增加。净光合速率受影响程度的时间排序为灌浆初期灌浆中期灌浆后期。遮阴使小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、谷蛋白和醇溶蛋白含量以及谷蛋白/醇溶蛋白的比值都显著提高(P0.05),其中谷蛋白/醇溶蛋白比值增加说明小麦开花后遮阴对谷蛋白的影响强度大于对醇溶蛋白的影响。遮阴虽然导致产量明显降低,但提高了面团延展性、形成时间、稳定时间和面团吸水率等面团流变学特性,由此可见小麦籽粒形成期光照强弱的巨大差异,导致在淀粉与蛋白合成过程中量比关系发生紊乱,进而引起不同光照下产量与品质的显著不同。     

不同耕作方式与秸秆还田对土壤养分及小麦产量和品质的影响

为探寻稻麦两熟区高产优质高效的耕作方式和秸秆还田组合,从2001年开始,在长江中下游稻麦两熟区进行田间连续定位试验。设置稻麦双季免耕与秸秆还田（NTS）、麦季免耕与秸秆减量还田（RNT）、稻季免耕与秸秆减量还田（RCT）、稻麦双季翻耕与秸秆还田（CTS）、稻麦双季少耕与秸秆减量还田（MTS）以及稻麦双季翻耕无秸秆还田（CT,对照）6个处理。分析了不同耕作方式与秸秆还田组合下2009-2018年土壤有机质与全氮含量的变化,进一步明确其对小麦产量与品质的影响。结果表明,连续秸秆还田显著提高耕层土壤养分含量,其中MTS处理下土壤有机质与全氮含量较对照分别增加了29.64%和19.76%,具有明显的养分积累效果;但连续免耕不利于小麦产量的提高,RNT和RCT处理小麦产量较高,分别比NTS处理增加了16.33%和10.34%;同时RNT处理小麦的加工品质及面条质量也有提高趋势。因此,麦季免耕与秸秆还田结合的耕作模式有利于提高中弱筋小麦的产量和品质,可作为该地区发展优质高产高效小麦优先选择的耕作技术组合。     

双季稻区不同土壤耕作模式对水稻干物质积累及产量的影响

为探明双季稻区不同土壤耕作模式下双季水稻干物质积累及产量的变化,以紫云英-双季稻大田定位试验为平台(设双季水稻翻耕+秸秆还田(CT)、双季水稻旋耕+秸秆还田(RT)、双季水稻免耕+秸秆还田(NT)、双季水稻旋耕+秸秆不还田(RTO,对照)4种土壤耕作处理),于2016-2017年取样,应用常规试验方法系统分析了不同处理条件下早稻和晚稻干物质积累及产量的变化。结果表明,早稻和晚稻各个主要生育期,各处理水稻LAI大小顺序均表现为CTRTNTRTO。早稻和晚稻各个主要生育期,水稻植株的群体根系和地上部总干质量及茎、叶、穗群体干质量均表现为CTRTNTRTO。早稻和晚稻齐穗期和成熟期,根系干质量占总干质量的比例均表现为CTRTNTRTO;齐穗期和成熟期,茎的比例均以RTO处理最高;苗期和分蘖期,叶比例均以NT和RTO处理最大,CT处理最小;早稻和晚稻的成熟期,穗的比例分别以RT和NT处理最大。不同处理早稻和晚稻产量大小顺序均表现为CTRTNTRTO,2个不同年份CT、RT和NT处理早稻产量分别比RTO处理增加733.3,534.1,300.5 kg/hm~2和731.1,556.9,276.2 kg/hm~2;晚稻产量分别比RTO处理增加582.5,399.8,282.9 kg/hm~2和717.6,558.9,345.1 kg/hm~2。总的来说,土壤翻耕和旋耕结合秸秆还田的综合措施水稻干物质总量大而且分配合理,有利于改善产量构成因素,增加水稻产量。     

不同灌水方式对小麦根系、光合及品质的影响

为小麦持续节水增产增效提供理论帮助和科学依据,在人工防雨玻璃篷下研究了9种灌水方式(不同灌水时期和灌水量组合)对小麦根系、光合、品质及产量的影响。结果表明,小麦的总根长、总体积、总表面积、平均直径和总根尖数皆以W1处理(全生育期水分充足)最高,拔节期和抽穗期灌水可获得与W1相当的根系性状。小麦冠层叶绿素密度灌1水下以W2(拔节期45 mm)和W3(抽穗期45 mm)灌水处理最高。总灌水量相同,增加灌水次数对小麦光合的影响不大,拔节期和抽穗期灌水组合是灌2水下最佳灌水时期组合。抽穗期灌水与其他生育期灌水处理相比,利于提高蛋白质含量;W1处理的淀粉含量、湿面筋含量和沉降值最高,其次为W2,且二者间的差异不显著。W1的穗数、穗粒数、千粒质量和产量最高,其次为W2,分别比W0(全生育期不灌水)显著增加了3.2%,5.4%,6.1%,15.3%和2.1%,4.3%,5.6%,10.9%,且总灌水量相同,灌1水的增产效果可优于或相当于灌2水和灌3水的效果。相关分析表明,根系总体积、总表面积、平均直径、总根尖数与光合速率、冠层叶绿素密度、千粒质量、产量皆呈显著或极显著正相关关系。研究得出,拔节期和抽穗期灌水最利于小麦根系、光合、品质及产量的改善;灌水总量相同,增加灌水次数的效果不明显。     

黄淮麦区不同小麦品种生育前期光合生理特性及物质积累变化研究

为了解黄淮麦区不同小麦主推品种在生育前期的光合生理特性及其干物质积累变化特点,且为筛选高光合育种亲本提供依据,以温麦6号、周麦18、矮抗58、百农418和百农419为试材,研究了其生育前期光合速率、叶绿素含量(SPAD)、叶绿素荧光参数、叶面积指数(LAI)及干物质积累变化规律。结果表明,在生育前期,百农419表现出较强的光合生理特点,其SPAD值在1月10日、1月25日、2月10日、3月1日分别比温麦6号高出2.75%,3.55%,1.43%,20.50%,比周麦18高出8.76%,10.82%,15.80%,16.44%,比矮抗58高出14.19%,16.16%,2.05%,13.74%,比百农418高出14.67%,10.63%,6.01%,13.55%;最大光化学效率(Fv/Fm)和电子传递速率(ETR)在4个测定时期均最高,显著高于温麦6号,在1月10日、1月25日、2月10日3个时期显著高于周麦18;光合速率比温麦6号高出20.75%,14.08%,2.91%和13.40%,比周麦18高出44.49%,31.67%,14.96%和20.10%,比矮抗58高出76.11%,28.30%,9.43%和17.51%,比百农418高出49.95%,82.29%,31.40%和20.35%;LAI明显高于其他品种,最终表现为生育前期百农419干物质积累较多。不同小麦品种在生育前期的光合生理特性结果表明,百农419具有作为高光效育种亲本的潜力。     

施氮量对不同品种小麦物质积累、转运及产量的影响

在大田条件下,以豫麦49-198、郑麦0943、百农418、许科316为试验材料,设置施纯氮120kg/hm ²（N1）、210kg/hm ²（N2）、300kg/hm ²（N3）3个施氮水平,比较分析不同施氮量对不同品种小麦干物质、氮素积累与转运以及产量的影响。结果表明：同一品种不同施氮量处理、同一施氮量不同品种间小麦干物质积累量、干物质转运规律和氮素积累量、氮素转运规律以及子粒产量存在显著差异。适当增施氮肥可以有效增加小麦植株群体干物质积累量,成熟期,豫麦49-198和郑麦0943在N2处理干物质积累量最高,百农418和许科316在N3处理干物质积累量最高。不同品种小麦营养器官花前贮藏干物质和氮素的转运量、转运率以及物质转运对子粒的贡献率均在N2处理达到最高。豫麦49-198和郑麦0943在N2处理获得最高产量,分别达8 036.67和6 873.33kg/hm ²,百农418和许科316在N3处理获得最高产量,分别为7 636.67和7 713.33kg/hm ²。因此,在小麦生产过程中,应根据不同品种合理施氮,实现高产。     

水氮调控对小麦植株干物质积累、分配与转运的影响

为明确陕西关中地区节水高肥效的生产最优灌溉和施肥技术,以陕西关中3个品种为供试材料,设置不同灌水模式、施氮量、施肥方式,采用裂区设计,对不同小麦品种植株各器官干物质的积累、分配和转运进行研究。结果表明:3个品种间籽粒干物质分配量和比例均无显著差异,各器官中的干物质向籽粒的转运量、转运率及其对籽粒的贡献率表现不一致;施氮量对小麦干物质氮素积累、分配和转运的影响均无显著差异;施氮量相同的情况下,60%底肥+40%追肥处理,各器官中干物质的积累量和分配比例,以及各营养器官中干物质向籽粒的转运量、转运率和贡献率均高于100%底肥处理。四因素对小麦植株干物质积累分配与转运的影响顺序为:品种>灌溉模式>施氮量>施氮方式。     

亚种间杂交稻光合特性及物质积累与运转的研究

亚种间杂交稻穗大粒多，增产潜力大，同亚种内品种间杂交稻相比，亚种间杂交稻剑叶的气孔密度和气孔导度大，抽穗以后叶片的光合速度高。在抽穗期，亚种间杂 亚种内杂种的干物质积累量相关很小，叶和叶鞘中储存的可生碳水化合物以及干重颖花比前者则小于后者。抽穗至成熟，亚种间杂种的干物质积累量和干重颖花比明显刘于亚种内杂处，但前者的物质运转率、茎鞘物质的输出率和转换率均低于后者。对亚种间杂种物质运输率的原因进行了计     

3种质地土壤上As胁迫对小麦灌浆期旗叶光合特性的影响

为了深入探讨壤土、黏土、沙土3种主要农田土壤质地条件下As胁迫对小麦的影响差异,研究了小麦灌浆期的根长、分蘖、分生根数目、干物质量等形态指标及旗叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)、叶绿素含量等光合特性指标。结果表明:当As≤15 mg/kg时,小麦受到的胁迫作用不明显;当As≥30 mg/kg时,小麦则开始呈现出根长降低,分生根数目减少等明显的胁迫效应。当As≥30 mg/kg时,在壤土和黏土条件下生长的小麦根长较长,分生根数目较多,并且小麦旗叶的Pn、Gs、Ci、WUE、叶绿素相对含量较沙土条件下高。As胁迫对3种质地土壤上小麦植株干物质量影响不同,壤土上As≥30 mg/kg时、黏土上则As≥45 mg/kg时及沙土上各处理As胁迫下,小麦干物质量出现明显降低。总的来说,壤土和黏土条件可以在一定程度上缓解小麦所受到的As胁迫作用,而沙土对As胁迫缓解效果较差。因此,选择适宜的土壤质地种植小麦,能有效缓解As对小麦植株的胁迫作用。