不同株高类型杂交高粱产量、养分吸收及品质对氮肥的响应

  【目的】  生产中我国杂交高粱品种株型差异较大。研究不同株高类型高粱产量、品质和养分利用效率对氮肥的响应,为高粱优质高效生产提供理论依据。  【方法】  采用田间试验方法,供试作物为我国不同生态区具有代表性的不同年代育成的40个杂交高粱品种。根据株高将40个杂交高粱品种分为矮秆 (<1.3 m)、中秆 (1.3～1.6 m) 和高秆 (>1.6 m),每个品种均设置不施氮 (N0) 和施N 150 kg/hm2 (N150) 两个处理。高粱成熟期调查地上部生物量、产量及产量构成,分析高粱地上部氮磷钾养分吸收量、氮吸收与利用效率,测定籽粒淀粉、蛋白质及单宁含量。  【结果】  随株高增加,高粱地上部干物质累积量和籽粒产量明显增加,但对收获指数没有显著影响。施氮显著提高了中秆和高秆高粱品种的产量和穗粒数,但降低了千粒重,而施氮对矮秆品种的产量及其构成没有显著影响。同一氮处理条件下,高秆和中秆品种的籽粒产量、穗粒数及地上部氮累积量没有显著差异。高秆品种的磷、钾累积量最高,矮秆最低,施氮提高了3个株高品种的磷钾累积量,特别是矮秆品种的磷钾累积量。3个株高品种的氮吸收效率相当,为25.5%～30.4%,但高秆和中秆品种籽粒氮利用效率显著高于矮秆品种。株高与高粱籽粒淀粉含量呈正相关,与蛋白质含量呈负相关,与单宁含量无显著相关性。相同氮处理下,高秆和中秆品种籽粒淀粉、蛋白质和单宁含量相当。施氮降低了所有品种籽粒淀粉含量,提高了蛋白质含量,且对矮秆品种的影响大于中秆和高秆品种。  【结论】  不同株高类型杂交高粱品种的收获指数和氮吸收效率没有明显差别,高秆和中秆高粱品种具有较高的穗粒数、籽粒产量、淀粉含量及氮利用效率,中秆品种的氮磷钾养分需求量低于高秆品种。施氮降低了籽粒淀粉含量,提高了中秆和高秆品种的穗粒数进而提高产量,但矮秆高粱产量及其构成对氮不敏感。综合考虑产量、肥料利用效率和满足高粱机械化收获对株高的要求,建议生产中优先考虑株高为1.3～1.6 m的杂交高粱品种。     

生育后期干旱对冬小麦产量和生理特性的影响

盆栽试验的结果表明:后期干旱明显降低冬小麦叶片光合速率和蒸腾速率,并导致保护酶活性下降,MDA累积,叶片衰老加速,硝酸还原酶活性下降,干物质生产受到显著影响。但中度干旱会提高籽粒中酸性转化酶、蔗糖合成酶、碱性转化酶的活性,有利于同化物向籽粒库转运分配;而严重干旱会降低籽粒的代谢活性,不利于同化物向籽粒库转运分配。后期中度干旱对穗粒数、千粒重无影响,对籽粒产量的影响较小,提高了收获指数和水分利用效率。严重干旱显著降低了株高、有效穗数、穗粒数和千粒重,显著降低了产量;同时收获指数和水分利用效率也降低。     

不同产量水平旱地冬小麦品种的氮磷利用差异分析

以9个旱地冬小麦品种为材料,通过田间试验研究不同产量水平旱地冬小麦品种氮、磷效率的差异。结果表明,不同冬小麦品种的籽粒和地上部吸氮量、吸磷量、氮磷收获指数、氮磷效率均存在明显差异。随养分投入水平的提高,不同产量水平品种的籽粒和地上部吸氮量、吸磷量均提高,高产品种随养分投入增加而提高的敏感程度高于中产和低产品种。氮磷收获指数随养分投入水平的提高没有明显的变化规律。低养分投入水平下,高产品种的氮肥回收率和偏生产力分别较低产品种高222%和49%;磷肥回收率和偏生产力分别较低产品种高766% 和49%,高投入降低了各产量水平品种的偏生产力。     

水分胁迫下不同年代冬小麦品种干物质积累与转运特性

为了明确河南中部地区冬小麦品种改良过程中物质积累与转运特性及对水分亏缺响应的差异, 选取新中国成立以来6个不同年代主栽冬小麦品种, 采用测坑试验研究了冬小麦品种在不同水分胁迫(CK: 充分供水田间持水量的75%~85%; MD: 轻度干旱, 田间持水量的60%~70%; SD: 重度干旱, 田间持水量的45%~55%)下干物质生产与积累转运特性的演进特征及其与产量的关系。结果表明, 品种改良协调了干物质在各生育阶段的分配, 使花前和花后干物质积累与转运对籽粒的贡献更加平衡。在品种更替过程中, 株高和穗下节降低, 千粒重、籽粒产量和收获指数增加, 干物质积累总量无显著差异, 千粒重和收获指数的提高对产量增加起重要作用。在CK、MD和SD处理下, 20世纪90年代和2002年品种比20世纪50年代品种平均株高降低35.2%、36.2%和38.2%, 平均千粒重比增加31.7%、17.4%和56.3%, 平均籽粒产量增加40.4%、43.0%和52.4%; 20世纪90年代和2002年品种的收获指数比20世纪80年代及以前品种增加31.4%、22.3%和24.6%。CK处理早期品种干物质积累在抽穗至开花阶段超过现代品种。MD和SD处理的20世纪90年代及以后的品种花前干物质转运能力高, 茎秆干物质输出率增加, 花后贮藏物质积累降幅小, 干物质贮藏转运分配比例适宜, 对籽粒贡献率高, 是水分胁迫条件下现代品种高产的基础。     

黄土塬区高底墒条件下养分差别对冬小麦产量的影响

为研究底墒与施肥组合处理对冬小麦产量的影响,在黄土塬区王东沟小流域塬面农田开展田间试验。3个底墒水平土壤含水量比较高,其2 m土层相对含水量分别为72%,82%,94%;试验年份冬小麦生育期降水301 mm,超过多年平均值的39%。试验结果表明:不施肥时,产量因底墒不同差别较大,且底墒过高会造成产量与收获指数的下降,而施肥后冬小麦产量均显著提升,但底墒不同所致产量的差别减小;施肥可显著增加冬小麦穗数、穗粒数、千粒重、株高,提高水分利用效率与降水利用效率,耗水量虽有增加,但产量提高的程度更大;在试验年份的降水条件下,高底墒会造成土壤水分的深层渗漏,下渗深度可超过5 m。     

旱地高产小麦品种籽粒锌含量差异与产量构成和锌吸收利用的关系

【目的】 明确旱地条件下高产小麦品种籽粒锌含量差异与产量构成及锌吸收利用的关系,对通过品种选育和施肥调控提高旱地小麦籽粒产量和锌营养,实现小麦高产优质生产有重要意义。 【方法】 于2013—2016年连续三年在黄土高原典型旱地进行了小麦裂区田间试验。 以我国主要麦区的123个小麦品种为试材,每个品种设置不施肥和施N 150 kg/hm2、P₂O₅ 100 kg/hm2两个处理。分析了高产小麦籽粒锌含量差异及其与干物质累积、产量构成、锌吸收和分配之间的关系。 【结果】 施肥条件下,高产小麦品种籽粒锌含量存在显著差异,小麦籽粒锌含量与籽粒产量间无显著相关性,但与千粒重、锌吸收量、锌收获指数和籽粒锌形成效率呈显著正相关,与穗粒数呈显著负相关。在高产品种中,无论施肥与否高锌品种的籽粒锌含量均显著高于低锌品种;高锌品种的籽粒锌含量因施肥而显著提高,低锌品种却降低。施肥条件下,高锌品种的籽粒产量、生物量和收获指数与低锌品种相比无显著差异,穗数却显著降低;高锌品种的籽粒锌吸收量、地上部锌吸收量、锌收获指数和籽粒锌形成效率均显著高于低锌品种。且高锌品种的产量、生物量、穗数、穗粒数和锌吸收量因施肥引起的提高幅度均亦显著高于低锌品种。 【结论】 在黄土高原旱地低锌土壤上,无论是品种选育还是施肥调控,促进小麦锌的吸收和向籽粒的转移是提高小麦籽粒锌含量的关键。      

灌水量和时期对不同品种冬小麦产量和耗水特性的影响

为明确品种更替过程中冬小麦的耗水特性、产量和水分利用效率(WUE)的变化规律,以及对水分胁迫的响应,于2010-2012两个生长季选取河南中北部建国以来不同年代的7个主栽品种为试验材料,在田间设置三个水分处理下(W0,返青后不灌水;W1,拔节期灌水;W2,拔节和灌浆期分别灌水),研究了冬小麦的耗水特性、产量构成因素、收获指数和水分利用效率的变化过程。研究结果表明:在冬小麦更替过程中,冬小麦总耗水和土壤贮水消耗与年代差异不显著,而受降雨和灌溉影响较大。从20世纪50年代至现在,90年代及以后的冬小麦品种千粒重在41g以上,明显高于早期品种。两年生长季冬小麦籽粒产量增加58.4%和41.8%,平均每次更替增加396和362kg/hm2;收获指数增加37.0%和18.0%,平均每次更替增加0.2和0.1;WUE增加55.3%和40.8%,平均每次更替增加0.11和0.10kg/m3。现代品种源、库关系得到改善,千粒重大幅度增加和收获指数增加是籽粒产量提高的主要原因。籽粒产量和WUE由品种和水分互作效应决定,在拔节期和灌浆期灌水可明显提高籽粒产量水平,并在一定程度上提高了水分利用效率。     

不同生育期增温对水稻产量及氮、磷含量的影响

人类活动导致全球温度上升,明确增温对水稻产量和氮、磷含量的影响,可为预测和评估未来气候条件下水稻产量及品质提供依据。选用泰瑞丰5号、镇稻16号两个品种水稻进行盆栽试验,分别在分蘖期、孕穗期、抽穗期、开花期和灌浆期将水稻置于较对照高5℃的生长箱中处理7 d,分析不同生育期增温对水稻产量及氮磷含量、氮磷收获指数的影响。结果表明,不同生育期增温显著影响水稻的产量构成因素,其中,孕穗期和抽穗期增温对水稻产量影响最大;孕穗期增温下泰瑞丰5号和镇稻16号的穗粒数、结实率和籽粒重最低。总体而言,与对照相比,不同生育期增温显著增加了泰瑞丰5号和镇稻16号茎、叶、壳、籽粒的氮含量(p0.05)。而不同生育期增温对水稻磷含量的影响取决于增温时期及水稻品种。与对照相比,分蘖期、抽穗期、开花期和灌浆期增温使泰瑞丰5号的氮收获指数显著降低,而抽穗期增温使镇稻16号的氮收获指数显著降低。与对照相比,抽穗期和灌浆期增温显著降低了泰瑞丰5号的磷收获指数,分蘖期和抽穗期增温显著降低了镇稻16号的磷收获指数。本研究结果表明,孕穗期和抽穗期是增温影响水稻产量和氮磷吸收的关键时期。     

小麦收获指数和其它几个农艺性状的基因效应分析

本利用Ｈａｙｍａｎ的双列杂交法对９个产量性状进行了遗传分析。结果表明：籽粒产量、生物学产量、每穗小穗数和穗长存在上位性效应，收获指数、每穗粒数、株高、千粒重和每穗不孕小数符合加－显遗传模型。株高以加性效应为主，表面为部分显性；收获指数、每穗粒数、千粒重和每穗不孕小穗数以显性效应为主，表面为超显性。多数产量性状的显性基因为增效基因。株高的狭义遗传率最高，其次为收获指数和千粒重。株高在早代选择就有效     

不同品种水稻的产量构成因素及其对氮磷吸收的差异研究

为筛选出适合江苏地区种植的高产、高效水稻品种,采用盆栽试验,测定了江苏地区常见的11个水稻品种的株高、产量、结实率、总干物质量以及不同部位N、P含量,分析了水稻产量与其构成因素、氮磷积累量、氮磷收获指数间的相关关系。结果表明,水稻平均产量为16.85 g pot~(-1),变化幅度为8.28~25.18 g pot~(-1),品种间产量差异显著(P0.05),其中泰瑞丰5产量最高。水稻各部位氮素含量从大到小依次为:籽粒叶≈根茎谷壳,其中苏秀9籽粒中氮含量显著高于其他品种。磷素在水稻各部位中的含量分布为:籽粒根≈茎叶≈谷壳,籽粒中的磷含量最多的是南粳5055。相关分析表明,水稻的产量与总干物质量、穗粒数、氮磷积累量及氮磷收获指数均存在显著的相关性。不同品种水稻的产量、籽粒氮磷含量存在显著差异,这为高产、高效水稻品种的筛选提供了重要的科学依据。     

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。     

Comparison of Growth,Pod Distribution and Canopy Structure of Old and New Cultivars of Oilseed Rape ( Brassica napus L.)

Growth, canopy structure and yield components of four selected spring-type cultivars of oilseed rape (Derby, Cyclone, Gulle and Christa) were studied in a field experiment conducted in 1993. Growth analysis was carried out by taking six samples at two-weekly intervals. Area indices of leaves, stems and pods as well as dry matter of plant components were measured. The cultivars showed two different patterns of development and were classified into two groups: old and new cultivars. The first group (Derby and Cyclone) was characterized by short plants, bearing more branches that started branching earlier and on a low position on the stem, while the second group (Gulle and Christa) were characterized by tall plants with thick stems and few branches, starting higher on the stem. Yield could not be directly related to differences in the canopy structure between old and new types. The highest yielding cultivar (Cyclone) belonged to the new category, but the second highest yielding cultivar (Gulle) was of the old type. The study of canopy structure revealed that the pods were distributed evenly on the uppermost branches of the cultivar Cyclone, while for the other cultivars most of the pods were on the main stem, especially in cultivars Gulle and Christa (old group). The cultivars differed significantly in most yield components. In addition to stem and pod development, number of branches and leaf area after anthesis were important characteristics for yield improvement. There were significant differences between cultivars in oil and protein content.     

Wheat growth and yield under different depth film-bottomed cultivation in sandy land

The crop cultivation with film-bottomed tillage may benefit more, but little is known about the yield and the relationships among the last yield components under different depth film-bottomed tillage. We conducted a field study on sandy land to quantify response of wheat (Triticum aestivum L.) yield and its components under 60, 70 and 90 cm depth film-bottomed tillage. Morphological measurements included yield, plant height (PH), leaf area index (LAI), plant dry weight (PDW), spike per unit area (SPU), length of spike (LS), kernels per spike (KPS) and kernel weight (KW). The results suggested that the film-bottomed tillage significantly improved plant height, leaf area index and plant dry weight during wheat growing period, and increased seven yield components during harvest stage. The best performance of main yield production components always occurred in 70 cm depth treatment that can be effectively used to maximize wheat in sandy land. Correlation of yield production with other yield components except length of spike did not show similar patterns. The mechanism with respect to influence of film-bottomed tillage on wheat yield need further research.     

水分亏缺对不同小麦品种矿质元素吸收分布及水分利用的影响

在限制小麦灌溉面积的大背景下,为进一步稳产促优,本文探讨了华北地区水分亏缺对不同小麦品种矿质元素吸收、分布特性及其与植株水分利用和产量的关系。选用3个生态类型冬小麦品种(抗旱品种‘沧麦6001’、丰水高产品种‘邯麦9’和多抗超高产品种‘济麦22’),设置正常和水分亏缺两个水平的人工气候室箱体栽培试验,主要调查了小麦不同器官矿质元素含量、积累量变化、分配比以及矿质元素变化对水分利用效率和产量的影响。结果表明,矿质元素的含量和分配具有器官特异性,其中小麦叶片Ca、籽粒Cu和Zn、茎秆Na的含量、分配比最高;Fe含量、积累量及Fe分配比因品种、器官、水分差异而不同:正常水分下,‘沧麦6001’以茎秆、‘邯麦9’以叶片的Fe含量、分配比最高;‘济麦22’以茎秆和颖壳Fe含量较高,以叶片和颖壳Fe分配比较高。而水分亏缺下,‘沧麦6001’和‘邯麦9’Fe含量以籽粒最高,‘济麦22’以叶片最高;3品种Fe分配比均以籽粒最高。此外,水分亏缺增加了小麦籽粒Cu、Zn含量及分配比,籽粒Zn、Na和Ca积累量,显著增加‘沧麦6001’的水分利用效率和产量以及‘济麦22’的产量水分利用效率;而降低了‘沧麦6001’籽粒Mn、‘邯麦9’籽粒Cu和Mn、‘济麦22’籽粒Cu和Fe积累量以及‘邯麦9’水分利用效率、干物重、产量。综上,水分亏缺下,‘沧麦6001’更易高产高效,籽粒Fe含量增加,但需补充一定的Mn元素;‘济麦22’的水分利用效率增加,产量未显著下降,需补充一定Fe元素保证品质;‘邯麦9’产量和水分利用效率均显著下降,且籽粒中Cu和Mn积累下降明显。相关分析表明,Cu、Zn、Ca、Mn含量与干物重变化之间存在一定的相互调节作用,但未直接影响产量和水分利用效率,这可能与品种间差异及品种和水分互作影响有关。但矿质元素可能通过影响干物重间接调控水分利用效率的趋势是存在的,尚需进一步研究和验证。     

Grain characteristics, chemical composition, and functional properties of rye (Secale cereale L.) as influenced by genotype and harvest year

Grain characteristic, chemical composition, and functional properties of rye were measured in 19 different cultivars grown in one location in up to 3 years. The cultivars included 8 adapted hybrids, 7 adapted population cultivars, and 4 nonadapted population cultivars. The results showed a significant influence of both harvest year and genotype on grain characteristics, chemical composition, and functional properties of the grain. Multivariate data analysis confirmed that the variations in the data were explained by yearly and genotype differences. Calculations of variance components showed that the variations in plant height, harvest yield, and protein content were mainly due to genotype differences and to a lesser extent to differences among harvest years. The kernel weight, hardness index, and content of dietary fiber components, however, were more strongly influenced by the harvest year than by the genotype. Differences in starch properties measured by falling number (FN), amylograph peak viscosity, and temperature at peak viscosity were more strongly influenced by harvest year. The water absorption was strongly influenced by genotype effects, compared to yearly differences. FN and amylograph peak temperature were positively correlated (r = 0.94). No correlation was found between the water absorption and the relative proportion of water-extractable arabinoxylan (AX) compared to the total AX content. However, the degree of ferulic acid cross-linking showed a negative correlation (r = -0.70) with the water absorption.     

灌溉制度对膜下滴灌甜菜产量及水分利用效率的影响

为制定新疆合理的甜菜膜下滴灌制度,设置3个灌水次数(8、9和10次)和2个灌水定额(45和60mm)两因素全组合试验,于2016—2017年在新疆玛纳斯县农科院甜菜改良中心开展田间试验。结果表明,灌水次数增加时甜菜叶面积指数与产量增加,含糖率降低,对甜菜的水分利用效率、耗水量无明显影响(P0.05),甜菜叶绿素值随灌水次数与定额增加呈下降趋势;在灌水次数与定额交互作用下,灌水8次时由于土壤相对含水率低于50%,甜菜会减产;当灌水9次,灌水定额为45 mm时,增加15 mm灌水定额土壤相对含水率达50%以上,此时甜菜增产7.4%～7.7%,糖产增加9.4%～9.7%;而继续增加灌水次数时,会导致甜菜含糖率降低而降低糖产。因此针对新疆膜下滴灌甜菜以60 mm灌水定额灌水9次为宜,可获得高产与糖产,较传统新疆膜下滴灌甜菜制度节水10%。该研究对指导新疆膜下滴灌甜菜灌溉制度具有一定意义。     

比较研究苏北沿海滩涂盐土上不同油菜品种生物学特征和产量构成

以实验室自育的5个油菜品种(系)及其他6份油菜品种(系)为试验材料,研究了这11份油菜品种(系)在轻(中)度盐化土中的越冬性状、生物学特性、产量构成特性,得出如下结论:南盐油系列品系(种)在盐土上植株生长势强,从基部开始分枝,分枝多;南盐油系列品种(系)茎粗与宁油16、三北98、秦油66和秦油9号差异不明显,但高于宝杂油1号和秦油33;各品种(系)株高差异不大;荚长与荚宽差异也不大。南盐油系列品系(种)产量显著高于对比的宝杂油1号、秦油66、秦油9和秦油33,一次与二次分枝数与菜籽产量的回归分析显示其R2均达极显著水平。     

不同品种菠菜叶柄和叶片的硝态氮含量及其与植株生长的关系

温室盆栽试验研究了我国北方不同菠菜品种叶柄和叶片的硝态氮含量及其与植株生长的关系。结果表明,30个菠菜品种地上部分的生长量和硝态氮含量存在显著差异。叶柄和叶片在反映品种间生长量和硝态氮含量变异方面的作用并不相同。叶片占植株地上部鲜重的比例高于叶柄,品种间叶片生长量的差异亦大于叶柄,叶片与植株生长量的正相关关系更为显著。但与生长量的情况不同,叶柄的硝态氮含量、累积总量均显著高于叶片,是菠菜累积硝态氮的主要器官。叶柄硝态氮含量的品种间差异远大于叶片,与植株地上部硝态氮含量的正相关性更为显著。菠菜不同品种之间,叶柄硝态氮含量与地上部鲜重、干重及水分均表现出显著的正相关关系,而叶片硝态氮含量与植株生物量及其各组分之间却无这种关系。