控释氮肥对棉花的增产效应研究

大田条件下,以普通尿素为对照,研究了控释N肥对棉花光合特性和产量的影响及其肥效特点。结果表明:施等量N(150kg/hm2)控释N肥处理和对照相比,在棉花开花结铃期可有效增加叶面积,提高棉叶PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和PSⅡ潜在光化学活性(Fv/Fo),改善叶肉细胞的光合能力,提高叶片光合效率,从而提高群体光合效率,增加单株结铃数和铃重,子棉产量显著增加10.3%,肥效提高10.2%。而施N量比对照减少20%的处理,子棉产量与对照平产,但其肥效比对照提高29.0%,且一次性基施免追肥,省工省时。     

施钾对不同基因型棉花光合特性及产量和品质的影响

在田间条件下,研究了施钾对抗虫杂交棉中棉所38、抗虫棉新棉33B、常规棉中棉所12光合特性和产量及品质的影响。结果表明,与不施钾相比,不同基因型棉花施氯化钾225.kg/hm2,棉花叶面积指数(LAI),叶绿素荧光动力学参数PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学活性(Fv/Fo)、PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ),叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs),棉花干物重及分配到生殖器官的比例,棉花总成铃数、铃重和衣分均有不同程度提高;中棉所38、新棉33B和中棉所12皮棉产量分别增加13.60%、10.66%和4.21%;棉纤维2.5%跨距长度、比强度、马克隆值和纤维整齐度等品质也得到改善。中棉所38和新棉33B比中棉所12施钾的效果更好,生产上应优先给抗虫杂交棉和抗虫棉品种施用钾肥。     

氮肥对新疆棉花产量形成期叶片光合特性的调节效应

在新疆生态条件下,采用裂区设计研究了氮肥用量对棉花产量形成期叶片光合特性的调节效应。结果表明,适量追施氮肥在一定程度上可以改善叶片光合性能,提高植株生育后期叶片叶绿素含量和硝酸还原酶(NR)活性;维持叶片较高的PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和PSⅡ光化学最大效率(Fv/Fm);提高中下部叶片的光合速率,延缓了叶片衰老,保证了棉花生育后期光合产物的形成,从而使棉花达到高产。这种调节效应因品种和生育时期的不同而异。新陆早6号在盛铃前期叶片叶绿素含量、NR活性、光合速率及Fv/Fo和Fv/Fm随氮肥用量增加而增加,盛铃后期至吐絮期叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm、叶片光合速率等指标均以中氮处理(300.kg/hm2)最高,高氮处理易造成植株盛花期生长过旺,群体荫蔽,影响了叶片光合作用;新陆早7号中氮处理与高氮处理之间差异不明显。因此,生产上应根据不同品种和生育时期进行合理施肥,避免因施肥不当造成产量下降和浪费肥料。     

钾营养对棉花苗期生长和叶片生理特性的影响

在田间试验条件下,研究了施钾对棉花苗期生长和功能叶片生理特性的影响。试验设2个品种,4个施钾量。结果表明,施钾增加了棉花株高和单株叶片数,而对单株叶面积的影响不同,当施钾(K2O)量为180.kg/hm2时,叶面积达最大值,继续增施钾肥叶面积减小;施钾促进了叶绿素的合成,同时增加了叶绿素荧光动力学参数Fv/Fo、Fv/Fm和qP值,降低了qN值,增加了PSⅡ的实际量子效率(ФPSⅡ)和光合电子传递速率(ETR),从而提高了棉花功能叶的光合功能;施钾还增加了叶片中生长素(IAA)、玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA3)的含量,降低了脱落酸(ABA)的含量,提高了IAA/ABA、ZR/ABA、GA3     

施氮量对花铃期短期渍水棉花叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响

试验于20052~006在南京农业大学卫岗试验站进行,采用盆栽方法,设置正常灌水(土壤相对含水量为75%±5%)和棉花花铃期短期渍水处理(将正常灌水的棉花增加灌水至盆内有可见明水,持续8 d,然后用导管排出表面水层,使盆内土壤相对含水量逐渐恢复到75%±5%),每个水分处理设置3个施氮水平(N 0、3.73、7.46 g/pot,分别相当于大田N 02、40、480 kg/hm2),研究施氮量对棉花叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,与正常灌水处理相比,渍水棉花的叶绿素(Chl)含量、类胡萝卜素(Car)含量和Chl/Car比值显著降低。渍水降低了棉花净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),降低幅度随施氮水平的提高而增大;渍水结束时,渍水棉花的Pn和Gs均随施氮水平的提高而降低。渍水提高了棉花叶片叶绿素初始荧光(Fo)和非光化学猝灭系数(qN),降低了最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ(PSⅡ)量子产量(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),Fo和qN的升高幅度与Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP的降低幅度均随施氮水平的提高而增大。花铃期短期渍水显著降低了棉花生物量和籽棉产量,适量施氮(N 240kg/hm2)可提高渍水棉花的生物量和籽棉产量。     

不同水分处理下冬小麦旗叶叶绿素荧光参数的变化研究

用叶绿素荧光诱导动力学技术研究了变水条件对冬小麦旗叶叶绿素荧光参数:初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的原初光能转化效率(Fv/Fm)和潜在活性(Fv/Fo)以及qP和qNP等的影响。结果表明,干旱胁迫使Fo和qNP值增加,Fv、Fm、Fv/Fm、Fv/Fo、qP、ETR值降低,但在拔节期和灌浆期干旱或复水处理下与干旱处理结果相反,这说明干旱可引起PSⅡ反应中心的破坏,而不同生育期的干湿交替环境条件可以增加PSⅡ反应中心开放部分的比例,将更多的光能用于推动光合电子传递,从而提高光合电子传递能力,同时qNP的提高,有助于耗散过剩的激发能,以保护光合机构,缓解环境对光合作用的影响。     

盛铃期补施钾肥对不同群体棉花光合特性和产量品质的影响

在大田条件下,采用随机区组设计,研究了中期(7月28日)补施75.kg/hm2钾肥对去叶枝常规密度群体和留叶枝稀植大棵群体后期棉花叶片光合特性和产量品质的影响。结果表明,两种不同类型棉花群体中期补施钾肥,均能延缓叶片衰老,保持生育后期有较高的叶面积,并能显著提高棉花生育后期主茎叶片叶绿素含量、光合效率、PSⅡ潜在光化学活性FV/FO、实际光化学效率ФPSⅡ和气孔导度Cs;显著降低非光化学猝灭系数(NPQ),从而提高了后期群体和叶片对光能的利用;有效地增加了总铃数和铃重,使子棉产量提高8.9%～9.3%,纤维比强度增强。     

旺长期烤烟叶片的叶绿素荧光特性与激发能分配

以烤烟品种龙江911为试验材料,研究了烤烟植株上、中、下3个部位叶片实际光化学效率(ΦPSⅡ)和PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)的日变化,以及激发能的分配特性。结果表明,烤烟叶片Fv/Fm和实际光化学效率(ΦPSⅡ)中午降低,PSⅡ功能下调,有明显的光抑制。在光合有效辐射(PPFD)逐渐增强过程中,Fv/Fm和ΦPSⅡ降低,非光化学猝灭(NPQ)增加,激发能由PSⅠ向PSⅡ分配的比例增加,说明引起烤烟光抑制的原因除了NPQ之外,分配给PSⅡ能量增加是光抑制非常重要的因素。PPFD逐渐减小时,光抑制逐渐减缓,光化学效率恢复,激发能分配不平衡性系数(β/α-1)下降,PSⅡ能量负荷减轻,失活的PSⅡ恢复活性。     

玉米/大豆和玉米/甘薯模式下玉米光合特性差异及氮肥调控效应

玉米与大豆或甘薯套作是西南地区玉米种植的两种主要模式,为探讨两种套作模式下玉米光合特性差异及施氮效应,于2008―2010年在四川省2个玉米主栽区,开展了玉米/大豆和玉米/甘薯两种模式的定位试验,对比两种模式下玉米光合特性的差异;在此基础上于2011年采用两因素裂区设计,在两种模式上分别设5个施氮量[0 kg(N)·hm-2(N0)、90 kg(N)·hm-2(N90)、180 kg(N)·hm-2(N180)、270 kg(N)·hm-2(N270)和360 kg(N)·hm-2(N360)],通过分析不同处理玉米叶面积指数、叶绿素相对值、穗位叶叶片含氮量、光合速率和荧光参数动态变化,研究施氮水平对两种模式下玉米光合特性的影响。结果表明:种植模式和施氮量对玉米光合特性具有明显的调节作用。与玉米与甘薯套作相比,玉米与大豆套作显著减缓了玉米灌浆期到成熟期单株叶面积、叶绿素相对值的下降速率,提高了穗位叶片PSⅡ活性及其光化学效率,从而提高了光合速率,成熟期单株生物量较玉米/甘薯模式增加10.49 g。换带轮作后,从抽雄吐丝期开始,玉米光合特性各指标在两模式间差异达显著水平,玉米/大豆模式下玉米单株叶面积、净光合速率、穗位叶片Fv/Fm、ФPSⅡ花后各生育时期平均较玉米/甘薯模式高941 cm2、4.81μmol·m-2·s-1、0.017和0.020;灌浆期到成熟期各指标下降速率玉米/大豆模式较玉米/甘薯模式也明显减缓,成熟期玉米单株生物量玉米/大豆模式较玉米/甘薯模式平均高26.83 g。玉米/大豆模式下以180 kg·hm-2、玉米/甘薯模式下以270 kg·hm-2施氮处理,提高了玉米的单株叶面积、叶绿素荧光动力学参数,有利于玉米灌浆期间光系统Ⅱ反应中心维持较高比例的开放程度,从而提高光合速率,增加生物积累量。过量施氮(270~360 kg·hm-2),叶绿素含量、叶片的Fv/Fm、ФPSⅡ下降,光合速率降低。     

空间环境对小麦叶绿素荧光及光合特性的影响

以小麦品种西农1043、陕253为材料,经空间诱变处理后将种子在地面种植,测定小麦功能叶片的叶绿素荧光参数和光合特性的变化。研究表明:空间诱变处理后,2个供试材料的PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)、光化学猝灭系数(qP)均比对照低,同时处理的净光合速率也低于对照,非光化学猝灭(qN)较对照有所升高。表明小麦种子经过空间诱变处理后,光合系统的发育受到一定程度的影响,光合电子传递、光合原初反映过程受到抑制,光合作用能力下降,植株形态受到影响,千粒重有所下降。     

不同形态无机磷对两种磷效率小麦根际特征的影响

以磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为材料的砂培试验,通过测定植株生物量及吸磷量、根系形态特征、根际pH、磷酸酶活性,研究不同形态无机磷WP(KH2PO4),Al-P(AlPO4)和Fe-P(FePO4)对两种磷效率小麦根际特征的影响.结果表明,在WP处理下,两种磷效率小麦的地上部吸磷量、总吸磷量和磷吸收效率均显著高于其它处理,而其根冠比和磷利用效率却低于其他处理.除了根部吸磷量,小偃54的生物量和吸磷量有高于京411的趋势.除了WP处理,其他处理的小偃54的根冠比和地下吸磷量均高于京411.所有处理的小偃54的根长和根体积均显著高于京411,且不施磷条件(PO)下更为明显,小偃54根系长度是京411的1.6倍;此外,小偃54根系磷酸酶活性均比京411弱.除Al-P外,小偃54的根际酸化能力较京411强.由此可见,磷胁迫条件下,磷高效小麦根系形态特征改变是根际磷活化的主要机理之一,且受磷水平、磷形态及其溶解性的影响.     

不同工艺生产大豆分离蛋白的成膜性能

为了制作出具有良好机械性和阻隔性的大豆分离蛋白可食性膜,优选出成膜性能优良的大豆分离蛋白,该文研究了7种不同生产工艺下的大豆分离蛋白,分别以7种蛋白为材料制膜,测定其机械性能、水溶性、水蒸气透过性、O2透过性、脂质渗透性等性能,进行模糊综合评价,并用扫描电镜观察膜的表面结构。结果表明:GS5000型普通型未经造粒的大豆分离蛋白综合评价分数最高,表明其成膜性能优于其他6种大豆分离蛋白,并且电镜扫描照片也显示用其制出的膜结构更加致密,因此,GS5000型大豆分离蛋白比较适合制作可食性膜。该研究为进一步开发优质大豆分离蛋白膜进行了初步的探索。     

不同氮肥施用后土壤各氮库的动态研究

盆栽试验研究不同N肥施用后土壤各N库的动态结果表明 ,等N量均匀混施下尿素、碳酸氢铵、硫酸铵和硝酸钙 4种N肥处理小麦生物量和吸N量均无显著差异。NH4 N肥和酰胺态氮肥的硝化作用在 14d内完成。尿素、碳酸氢铵和硫酸铵处理土壤微生物N含量均随作物生长呈下降趋势 ,这可能是作物对微生物N库的消耗所致。作物对“老固定态”铵的利用能力很弱。施入NH4 N肥或酰胺态氮肥前期显著增加土壤固定态铵含量 ,并被作物生长后期吸收利用。 4种N肥表观回收率、表现损失和固定率均无显著差异。     

磷素水平对不同大豆品种产量和品质的影响

选用近年来在黑龙江省推广面积比较大并具有代表性的东农42（高蛋白品种）、合丰25（中间型品种）、东农46（高油品种）3个基因型大豆品种作为试验材料,采用盆栽的方式,在每千克土壤施N和K2O各为0.033g基础上,设P1、P2、P3、P4 4个施P处理（即每千克土壤分别施P2O5 0、0.033、0.067、0.100g）,进行了3个大豆品种产量和品质的研究。结果表明,3个基因型大豆品种在单株产量、品质方面存在着差异。东农42和合丰25以P3处理单株产量和蛋白含量最高,东农46以P2处理单株产量和蛋白质含量最高;3个品种都是P4处理脂肪含量最高。同一处理不同品种间子粒蛋白质含量是东农42＞合丰25＞东农46;子粒脂肪含量是东农46＞合丰25＞东农42。     

Evaluation of infiltration models with different numbers of fitting parameters in different soil texture classes

In this study, the ability of eight different infiltration models (i.e. Green and Ampt, Philip, SCS (US-Soil Conservation Service), Kostiakov, Horton, Swartzendruber, Modified Kostiakov (MK) and Revised Modified Kostiakov (RMK) models) were evaluated by least-squares fitting to measured infiltration data. Six comparison criteria including coefficient of determination (R²), mean root mean square error (MRMSE), root mean square error (RMSE), the F-statistic (F), C_p statistic of Mallows (C_p) and Akaike information criterion (AIC) were used to determine the best performing model with the least number of fitting parameters. Results indicated that R² and MRMSE were not suitable for model selection. A more valid comparison was achieved by F, C_p, AIC and RMSE statistics. The RMK model including four parameters had the best performance with the majority of soils studied. RMK was better than the MK model in approximately 51.6, 57, 68.5 and 70.6% of soils, when using F, C_p, AIC and RMSE statistics, respectively, and for the other models, a higher per cent of soils was obtained. The RMK model was the best for loam, clay loam and silty clay loam soils, but the MK model was the best for silty loam soils.     

低磷胁迫对不同基因型水稻阶段生物学特征的影响

采用盆栽试验研究了低磷胁迫下不同基因型水稻在分蘖期、孕穗期和成熟期的生物学特征。结果表明,不同基因型水稻在不同的生长发育阶段对低磷胁迫的反应存在明显差异。分蘖期,耐低磷基因型水稻的耐低磷特性主要表现在相对分蘖数、相对绿叶数和相对地上部干重三个性状上,其中以相对分蘖数的差异较大,但这个时期水稻的任一性状不足以反映其耐低磷特性;孕穗期,耐低磷基因型水稻的相对分蘖数、相对绿叶数和相对地上部干重虽仍表现出明显的优势,但与分蘖期不同的是相对分蘖数受低磷胁迫的影响程度趋于稳定,相对绿叶数的差异明显下降,相对干重的高低逐步成为区别耐低磷基因型的主要依据;成熟期,耐低磷基因型的相对地上部干重优势进一步加强,远远超过其它生物学性状。耐低磷基因型的相对经济产量显著高于低磷敏感基因型。在水稻生长的各个时期中,耐低磷基因型水稻的相对株高、相对叶宽和相对叶长与低磷敏感基因型水稻对应的指标相比均未表现出明显差异。     

玉米不同生育期土壤氨基糖动态变化特征

分析肥料施用及肥料与秸秆配施后土壤氨基糖在玉米不同生长时期的动态变化和研究微生物来源物质的转化迁移特征,这对研究土壤有机质循环和C、N截获有重要意义,这也可为研究微生物对土壤有机质(SOM)转化和积累的动力学过程提供理论基础。本试验依托中科院沈阳应用生态研究所野外生态站进行田间微区试验,选取化肥[(NH_4)_2SO_4]和化肥+秸秆(玉米秸秆)配施两个处理的0～10和10～20 cm层次的土壤作为研究对象,取样时间分别设为播种前、拔节期、吐丝期、灌浆期、成熟期,本文通过分析玉米不同生长期土壤氨基糖氮的动态变化以揭示土壤-微生物的相互作用对土壤肥力的调控。单施化肥处理在0～10和10～20 cm两个层次下土壤总氨基糖氮总体呈下降趋势,从播种期到灌浆期0～10 cm层次3种氨基单糖(氨基葡萄糖、氨基半乳糖、胞壁酸)氮也都表现出下降趋势。秸秆配施处理下0～10 cm层次与单施化肥相比氨基糖氮含量低。两种处理下均表现为在拔节期时10～20 cm层次真菌群落比细菌群落占优势,而0～10 cm层次细菌群落占优势。从吐丝期到灌浆期,单施化肥处理下细菌群落强于真菌群落,而秸秆配施处理下真菌群落明显强于细菌群落。土壤氨基糖在作物不同生长期作为碳氮源可以被植物和微生物有效利用。秸秆降解过程中微生物代谢类型发生变化,秸秆降解可为微生物提供养分,同时微生物对养分的需求出现明显转变,从而使得秸秆配施影响了微生物数量。在玉米整个生长期,土壤微生物群落会发生变化,初期以细菌群落为主,细菌残留物对土壤有机质的积累贡献大,生长中期真菌开始占主导地位,秸秆配施有利于真菌群落积累。     

喀斯特地区不同覆盖下小生境土壤保墒能力

 通过室内与野外实验相结合研究了贵州花江喀斯特峡谷示范区不同覆盖处理下不同小生境土壤的保墒能力,试图了解喀斯特地区的土壤水分变化规律并提出相应保墒技术。结果表明:土面、石槽、石沟3种小生境通过枯枝落叶、石面、薄膜覆盖后,其土壤水分变化趋势基本一致,其中以石沟的含水量最高,土面最低;不同土层的土壤含水量都有所增加,但增加幅度不完全一致;一年中土壤水分胁迫出现次数减少,频率降低。在持续干旱期间,水分蒸发量较大,覆盖后土壤保墒效果较好,平均每天水分损耗量较少,其中以薄膜覆盖效果显著,保墒能力最强,枯枝落叶和石面覆盖次之;但实地人工造林试验证明,石面及枯枝落叶覆盖下存活率很高,而薄膜覆盖较差。因此,薄膜覆盖在喀斯特峡谷区人工造林中的运用值得进一步研究。     

不同氮效率的玉米自交系氮素生产效率分析

试验研究了不同氮水平下27个玉米自交系的氮素生产效率。结果表明,高氮和低氮水平下,高产氮高效型玉米吐丝期干物质积累量高于低产氮低效型,吐丝期氮素干物质生产效率最高。施氮后,氮素子粒生产效率和氮素干物质生产效率均下降。高氮条件下,氮素子粒生产效率与成熟期氮素干物质生产效率达到极显著正相关;低氮条件下,氮素子粒生产效率与吐丝期、灌浆期、成熟期氮素干物质生产效率呈显著相关性。高氮和低氮条件下,高产氮高效型生育后期植株氮积累量高于低产氮低效型,氮积累量的差异主要在于吐丝后氮积累,高产氮高效型生育后期根系具有强吸收能力,子粒氮素利用效率高;施氮后,后期氮吸收能力进一步增强。     

小麦不同品种的水分利用特性及对灌溉制度的响应

为了研究不同小麦品种的水分利用特性和对灌溉制度的响应,该文于2003～2004年在中国科学院栾城农业生态试验站对19个抗旱节水性不同小麦品种进行了不同灌溉处理下,其生长发育特性、产量、耗水量和水分利用效率(WUE)的比较研究,结果表明不同小麦品种的水分利用特性有显著差异。不同小麦品种产量相差最大达44.86%,水分利用效率相差可达42.18%。根据系统聚类分析,把19个小麦品种分为高产高WUE型、中产高WUE型、中产中WUE型和低产低WUE型4种类型。不同类型的小麦,对灌溉制度的响应不同。高产高WUE类型在本试验年灌溉60 mm,产量可达到7415 kg/hm²,水分利用效率可达15.91 kg/(mm·hm²)。在华北平原适于种植石家庄8号等高产高WUE型小麦,其在不降低产量和水分利用效率的情况下,减少灌水60～120 mm,具有明显的节水增产效益。