冬小麦产量形成模拟模型研究

根据小麦生理生态学理论，建立了冬小麦产量形成及最终产量模拟模型（WYSM），作为小麦生长模型的子模型。模型较为全面地考虑了孕穗期水分、低温霜冻、高温及生长后期干热风对冬小麦粒数的影响，将灌浆期分成3个阶段，引入3个品种参数，考虑每个阶段最大灌浆速率，并利用温度、水分、籽粒体内N/C比等因子进行修正，考虑源库限制，最后采用产量构成因素方法建立小麦最终产量模型。利用北京地区和河南地区不同年份和不同品种的试验资料对模型进行了验证。结果表明，WYSM模型对小麦产量构成因子及最终产量的模拟效果很好，模拟值与实测值吻合度高，粒数、粒重、产量及灌浆过程模拟的相对均方差（NRMSE）为4.2%～10.9%，相对误差（RE）绝对值的平均值为2.9%～6.7%，决定系数R2为0.88～0.99，说明模型不仅具有较强的机理性而且具有较高的预测性和适用性。     

黄土高原地区玉米生产潜力模拟研究

比较了作物生产潜力常规研究方法与作物生长模拟研究方法的特点, 在玉米生长模拟模型介绍、模型验证和气候、土壤、作物数据库组建的基础上, 应用DSSAT3中的CERES-玉米模型模拟研究了黄土高原22个地点玉米光温生产潜力和气候生产潜力, 获得了各点6～15年玉米的产量潜力值, 并统计计算了研究时段内玉米生产潜力的平均值、标准     

玉米渍水模拟模型研究及验证

作物模拟模型是研究作物生态生理过程的新工具,尽管还不完善,但是具有广泛的应用前景.本研究在试验的基础上,根据MACROS模型和文献资料组建了玉米水分模拟模型,加强了模型在渍水方面的功能.经验证,模型能较好地反应我国南方地区玉米的生长发育过程和土壤水分运动,可以用于渍害易发地区的玉米生产研究.并以杭州市为例,应用模型     

棉花生长发育与产量形成模拟模型(CGSM)研究

以太阳辐射、气温为驱动变量,建立了棉花生长发育与形态发生及产量形成的动态模拟模型(CGSM)。模型通过太阳辐射能利用率的变化,逐日模拟出棉田当日生产的净生物量,并分配到各个器官分别生长,从而可得到各所需时间的单位面积总干重、茎枝总重、总叶重、蕾花铃总重和叶面积系数等;根据棉花生长所经历的温度,可模拟株高、主茎叶数、果枝数、果节和蕾铃发生与分布并可在计算机上显示出生长期内任意时刻的彩色棉株图。经检验证明,本模型基本上能较准确地模拟高产棉花的生长发育动态,可在一定的程度上为生产管理决策提供参考。     

株型对玉米群体光合速率和产量的影响

在大田条件下，采用人工改变株型的方法，比较了原型（平展型）与改型（紧凑型）玉米不同密度的群体光合速率，结果表明，改型群体光合速率比原型平均提高１７．２％，籽粒产量增加５．３％￣８．６％。抽丝期群体光合速率和籽粒产量之间呈极显著的正相关（ｒ＝０．８６９２）。改型玉米群体内光合有效辐射、ＣＯ２浓度分布比原型相对的“均匀”，是群体光合速率较高的重要原因，认为玉米作物的优化群体结构为紧凑型玉米个体所组成的     

高产夏玉米群体光合速率与产量关系的研究

高产夏玉米群体光合速率在整个生育期的变化呈单峰型曲线,开花期达最大值.紧凑型品种在适宜高密度下具有较高的群体光合速率,易获高产,平展型品种在适宜低密度下,大喇叭口期上部叶＞上部叶下部叶,平展型品种上部叶＞中部叶＞下部叶.高产群体光合最适叶面积指数紧凑型品种6-7,平展型品种4-5.玉米开花后的群体光合速率与生物产     

粮饲兼用型玉米青贮产量形成与生理特性的研究

本试验选用在四川当地适合作青贮的粮饲兼用型玉米品种川单21、成单22、雅玉8号和燎原青贮玉米2号及从新疆引进的专用青贮玉米品种新青2号为材料，研究了不同青贮玉米的产量形成及其光合生理特性。结果表明，鲜物质、干物质产量以及果穗产量均以粮饲兼用型玉米较高，其中以雅王8号表现最优。粮饲兼用型品种在抽丝后的叶面积指数(LAI)、群体光合势(LAD)和净光合率(NAR)等几个重要生理指标上均表现出明显优势，叶面积指数、群体光合势持续期长、净光合速率高而衰减速率慢是粮饲兼用型品种产量高的重要生理原因。     

WOFOST模型对山东省夏玉米发育期与产量模拟的适用性评价

夏玉米作为山东省最主要的粮食作物,其生长发育与产量变化,对保障地区乃至全国的粮食安全具有举足轻重的作用。不同生育期内气象要素的不同组合对夏玉米发育进程与产量形成等将产生重要影响。WOFOST作物模型机理性较强、定量水平高,且更为高效,能够为客观、定量、动态地评估气象要素对夏玉米生产的影响提供技术支撑。为提高作物模型模拟的准确性,将山东省分为鲁西北、鲁中、鲁西南、鲁东南与半岛5个调参区域,并结合山东省10个夏玉米观测站2012-2014年玉米主栽品种的生长发育数据,开展模型的调参验证与适用性评价。研究结果表明,WOFOST模型对山东省各观测站点所有年份出苗期的模拟误差均不超过4d,决定系数（R ²）在0.43~0.99,归一化均方根误差（nRMSE）为0.3%~1.9%;针对开花期和成熟期,各观测站点绝大多数年份模拟误差均不超过5d,大多数观测站点R ²分别在0.77~0.99与0.51~0.99,各观测站点nRMSE分别在0.4%~2.3%与0.7%~3.2%;绝大多数观测站点产量模拟R ²在0.68~0.99,相对误差为0.8%~16.7%,绝大多数观测站点相对误差小于10%;nRMSE在1.2%~19.5%,均小于30%,大部分观测站点nRMSE小于10%。各评价指标均在可接受的范围内,WOFOST模型能够对山东省夏玉米发育期与产量进行较准确的模拟。     

水分胁迫对玉米光合性能及产量的影响

将玉米产量形成过程视为一个系统，采用系统分离方法，逐级深入地研究受旱减产的机制，结果表明，水分胁迫下玉米减产的程度及其原因因胁迫时期而异。开花期水分胁迫减产最重，其次是雌穗小花分化期和灌浆期，拔节期则相对较轻，其可能机制是：开花期和雌穗小花分化期水分胁迫，玉米光合性能严重受损，减少光合产物对籽粒“库”的供应，导致“库”容量减小，进而影响籽粒灌浆和产量形成，灌浆期水分胁迫使光合性能受损，光合“源”的     

豫西地区青贮玉米光合和产量方面品种适应性研究

为了在豫西地区筛选到适宜的青贮玉米品种,以‘郑青3号’、‘京科932’、‘川单99’、‘郑单958’和‘雅玉8号’（对照处理）为材料,通过分析不同品种抽雄吐丝期的光合特性指标和荧光特性指标,结合最终鲜干草产量以及籽粒产量结果进行适应性分析。结果表明：‘郑单958’和‘川单99’表现较好的光合性能,‘川单99’表现出较好的叶绿素荧光性能且具有较高的鲜草产量,‘郑单958’具有较高的籽粒产量。因此,‘川单99’是豫西地区种植较为适宜的青贮玉米品种,‘郑单958’则是豫西地区收获籽粒和青贮饲料均适宜的兼用型玉米品种。     

生物炭对玉米物质生产及产量的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,通过盆栽试验,研究生物炭颗粒、炭基肥及普通化肥对玉米物质生产及产量的影响。结果表明,生物炭颗粒处理的最大干物质积累增长速率最低、出现时间较早,过早进入干物质增长速率下降阶段,影响产量的积累,穗重、穗粗、千粒重、理论产量均显著低于对照不施肥处理(CK),而秃尖长和秕粒数却高于CK。炭基肥处理的最大干物质积累增长速率出现的时间较晚,能够使干物质生长直线增长阶段延长,生育后期干物质增长速率仍大于其他处理,对产量的增加均起到了促进作用。炭基肥处理的穗重、穗粗、千粒重、理论产量均显著高于CK。与普通化肥相比,炭基肥处理对产量增加的促进作用更大,各炭基肥施用量中以T2(1 500kg/hm2)处理产量最高。     

种植密度对玉米光合特性和产量的影响

采用大田试验,研究5个种植密度（6.00、6.75、7.50、8.25、9.00万株/hm ²）对玉米品种苏玉20、苏玉29和郑单958的光合特性和产量的影响,为品种的合理密植和高产栽培提供理论依据。结果表明,苏玉20、苏玉29和郑单958产量均随密度的增加呈先升后降趋势,株高、穗位和叶面积指数逐渐提高,而单株叶面积和净光合速率逐渐降低。3个品种均在7.50万株/hm ²条件下产量最高,分别为8 264kg/hm ²、8 792kg/hm ²和7 194kg/hm2,在此种植密度条件下植株维持较高的叶面积和光合速率是取得高产的重要原因。本试验中,苏玉20和苏玉29产量均高于郑单958,这可能与郑单958不适宜在江苏中南部地区夏播种植有关。     

油菜素内酯对春玉米灌浆期叶片光合功能与产量的调控效应

以玉米品种"郑单958"为材料,在大田条件下,采用植物生长调节物质油菜素内酯(brassinolide,BR)对苞叶和穗位叶喷施处理,研究了BR对玉米穗位叶功能、籽粒灌浆及产量的调控作用。结果表明,灌浆期随生育进程,玉米穗位叶叶绿素含量、光合速率、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Ru BPCase)以及蔗糖磷酸合酶和蔗糖合酶的活性均显著下降。同时,籽粒蔗糖含量显著降低,但淀粉含量和粒重均显著增加。与对照相比,BR处理显著增加玉米穗位叶叶绿素含量,提高光合速率,增强PEPCase、Ru BPCase、蔗糖磷酸合酶和蔗糖合酶的活性。BR处理显著增加籽粒蔗糖和淀粉积累,提高玉米籽粒干物质积累。在产量构成上,BR显著缩短秃尖长度,增加穗粒数和千粒重,显著提高产量。本研究说明,灌浆期喷施BR可提高玉米叶源的活性,延长叶片光合功能持续期,促进籽粒灌浆和物质积累,从而实现增产。     

玉/豆套作荫蔽对大豆光合特性与产量的影响

在“玉/豆”套作模式下研究了不同株型玉米遮荫对大豆光合特性与产量效益的影响。结果表明,不同株型玉米下大豆生长的温、湿度和透光率是导致大豆叶片形态和光合特性在四叶期后出现差异的直接原因。田间光照不足导致大豆叶面积指数增加,比叶重减小,光合速率和叶绿素a/b值降低,且荫蔽越严重,光合能力越弱,产量越低。玉米收获后,大豆前期遭受的光合抑制得到缓解,光合生产逐渐恢复,恢复能力最强的为紧凑型玉米下的大豆,其生育后期的光合能力已接近单作大豆。初花期组织切片观察发现,随着荫蔽程度的加重,大豆叶片变薄,表皮细胞体积变大,角质层变薄,栅栏组织和海绵组织分化不明显,细胞间隙增大。总之,与紧凑型玉米套作,可减缓大豆生长过程中的弱光胁迫,保证全年高产、高效。     

缺氮对细胞质雄性不育玉米产量和光合特性的影响

在露天池栽条件下, 比较研究了玉米细胞质雄性不育系(CMS)与其同型可育系的产量构成及其光合特性对氮素亏缺的响应。结果表明, 在相同氮素供应水平下, CMS的产量显著高于其同型可育系, 平均增产达11.5%, 缺氮条件下千粒重、收获指数显著提高, 而穗粒数差异不显著。花后CMS玉米叶片具有较高的含氮量、叶面积指数、叶绿素含量和可溶性蛋白含量, 且在生育后期降低缓慢, 延长了有效光合持续期, 延缓了植株衰老进程。不育植株生育后期的净光合速率(P_n)、细胞间隙CO₂浓度(C_i)和气孔导度(G_s)均显著高于其可育系, 且气体交换参数对缺氮反应不敏感。不育系的叶绿体荧光参数实际光化学效率(FPSⅡ)、电子传递速率(ETR)和最大光化学效率(F_v/F_o)在生育后期也保持较高水平。说明不育植株生育后期在光合能力、电子传递和光能转化方面均具有明显优势, 其产量提高可能是籽粒充实期叶片生理质量和光合效率共同提高的结果。     

不同环境下玉米产量表现能力研究

为了解决玉米育种中产量试验的精确性低、一致性差等问题,并找到一个较好的组合筛选方法,本研究分析了玉米杂交种在不同环境下的产量表现能力,尝试将生产力、竞争力和补偿力进行分别估计,并研究了三者与其他性状之间的关系.结果表明竞争力与生产力呈负相关,同时竞争力与株高、雄穗分枝数、叶面积等性状正相关.这些结果将为玉米育种的组合选择和鉴定工作提供一个新的思路.     

马铃薯/玉米套作对马铃薯品种光合特性及产量的影响

以马铃薯品种中薯5号(早熟, 株型直立)和米拉(中晚熟, 株型扩散)单作为对照, 在大田条件下, 调查马铃薯/玉米套作模式中2个品种光合指标的变化、块茎形成期至块茎增长期不同叶位气体交换参数的变化, 分析光合指标对产量的影响。结果表明, 整个生育期马铃薯叶绿素含量(Chl a+Chl b)套作高于单作, 叶面积指数(LAI)、比叶重(SLW)和叶绿素a/b值(Chl a/b)套作低于单作。从块茎形成期至块茎增长期, 群体光合有效辐射(PAR)、水分利用效率(WUE)、气孔限制值(L_s)呈下降趋势, 净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间二氧化碳浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)呈上升趋势。PAR、P_n、G_s、T_r均随叶位的降低显著下降, 套作下降幅度低于单作。套作中、下层叶片P_n的下降受气孔因素和非气孔因素限制。套作降低了马铃薯上层叶P_n, 提高了中、下层叶P_n。套作中薯5号的Chl a+Chl b生育前期高于米拉, 生育后期低于米拉, SLW则相反; LAI和Chl a/b整个生育期高于米拉。套作中薯5号上层叶PAR高于米拉, 中、下层叶PAR低于米拉; 套作中薯5号上层叶P_n与米拉相近, 中、下层叶P_n高于米拉; 各层叶WUE、L_s高于米拉, G_s、C_i、T_r低于米拉。总之, 套作改变了马铃薯的光合特性, 并显著降低了马铃薯块茎产量; 套作恶化了中薯5号/玉米复合群体的光环境, 改善了米拉/玉米复合群体的光环境, 米拉/玉米套作体系土地当量比(1.40)大于中薯5号/玉米体系(1.24), 显示了较强的套作优势, 宜在生产中优先推广。     

玉米籽粒产量与产量构成因子的关系及条件QTL分析

以我国玉米育种的骨干亲本齐319和黄早四构建的230个F2:3家系群体为材料,通过条件分析结合QTL定位方法探讨了单株产量(GYPP)与单株粒数(KNPP)和百粒重(KWEI)的遗传关系。结果表明,百粒重比单株粒数和单株产量遗传力高,受环境影响小。相关分析表明,单株粒数和百粒重与单株产量均呈现显著正相关,单株粒数与单株产量的相关系数更高。单株产量非条件QTL分析共定位到5个遗传主效应QTL和5对上位性位点,其中4个是控制3个性状(单株产量、单株粒数和百粒重)的一因多效性位点,1个是控制2个性状(单株产量和单株粒数)的一因多效性位点,全部5对上位性位点都与单株粒数和百粒重有关。条件QTL分析还检测到14个QTL位点及10对上位性位点,这些位点在非条件QTL分析中未被检测到,其效应较小。因此,单株粒数和百粒重与单株产量密切相关,通过改良单株粒数和百粒重可有效提高产量;条件QTL分析方法在单个QTL水平上证实了单株产量与单株粒数、百粒重较强的遗传相关性,并且能够检测到更多效应较小的QTL;发掘的两个效应较大的一因多效位点可为玉米高产分子育种和进一步精细定位提供理论参考。     

种植密度、氮肥和水分胁迫对玉米产量形成的影响

为阐明种植密度、氮肥和水分胁迫对不同玉米品种产量形成的影响,选用6个玉米品种,在两种密度(45 000株 hm^-2和75 000株 hm^-2)、两种施氮水平(纯氮112.5 kg hm^-2和337.5 kg hm^-2)和两种水分(前期干旱控水和正常灌水)处理下进行大田试验,调查玉米源库性状的主要生理参数和籽粒产量。结果表明,在环境压力较小时(低密度、高氮和正常灌水),玉米品种间籽粒产量、源性状(叶面积指数、穗位叶净光合速率和群体源供应能力)、库性状(群体库容量)、源库协调性状(群体库源比值、籽粒灌浆速率和收获指数)以及成熟期干物质积累量和吐丝期至成熟期干物质积累量差异较小,而逆境胁迫下(高密度、低氮和干旱),差异较大。环境压力较大时(高密度、低氮和干旱),叶面积指数、群体源供应能力、成熟期干物质积累量、吐丝期至成熟期干物质积累量、群体库容量和收获指数与籽粒产量呈显著或极显著正相关。由此说明,在玉米品种产量改良中要强化逆境人工选择,以适应自然选择,改善玉米品种逆境下的群体源库性状,增强吐丝期至成熟期叶片的光合生产效率,强源促库,提高逆境下的生产能力和适应性。