冬小麦灌浆期光合参数及产量对土壤高湿和干旱变化的响应

为研究土壤湿度变化对冬小麦光合参数和产量变化的影响机制,在防雨棚人工控制灌水,设置土壤高湿、中度干旱、重旱、对照4个处理的田间冬小麦试验,研究土壤水分变化对灌浆期冬小麦光合参数及产量的影响。结果表明：冬小麦灌浆期叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度随土壤水分降低而降低。重旱处理冬小麦叶片胞间CO₂浓度与对照相近,引起光合作用下降的主要原因是非气孔因素限制。土壤高湿冬小麦叶片有效利用光强区间拉大,而土壤干旱胁迫叶片有效利用光强的区间缩小,土壤高湿和干旱胁迫叶片夜间呼吸作用都提高,干旱逆境胁迫白天光合作用受限减弱,夜间呼吸作用增强,消耗营养增多,“一减一增”是其籽粒瘪秕,产量低的生理原因。土壤高湿和干旱影响冬小麦灌浆期籽粒干物质输送、积累的源库匹配。高湿处理叶片的绿色器官光合产物输送籽粒占主导,开花前营养器官干物质转运、贡献率变小;干旱逆境胁迫下,叶片等绿色器官光合产物少,输送籽粒干物质减少,但花前营养器官干物质转运、贡献率相对增大;收获指数土壤高湿和对照基本相近,干旱处理较对照明显偏小。     

前茬冬小麦栽培措施对后茬夏玉米光合特性及产量的影响

为了明确前茬冬小麦施氮和种植方式对后茬夏玉米光合特性及产量的影响,于2013-2015年华北平原冬小麦-夏玉米轮作区进行裂区试验。冬小麦施氮112.5 kg/hm2(N1)和225.0 kg/hm2(N2)为主处理,冬小麦等行距(U)改为夏玉米等行距(UR),20+40沟播(F)改为垄作(BP)的种植方式为副处理。结果表明,与UR和N1相比,BP和N2提高夏玉米叶面积指数(LAI)、叶绿素含量指数(CCI)、净光合速率(Pn)及干物质重(DM),且减缓LAI、CCI和Pn后期降低幅度。冬小麦季,与U相比,F种植方式增产3.1%、穗数提高6.9%、穗粒数提高2.4%。与N1相比,N2处理增产5.0%、穗数提高13.8%、穗粒数提高4.9%;夏玉米季,与UR比,夏玉米BP种植方式增产7.1%、穗粒数提高2.4%、收获指数提高5.9%。与N1相比,N2处理增产13.0%、穗粒数提高9.2%、收获指数提高11.9%。在华北冬小麦-夏玉米轮作区,冬小麦季施氮225.0 kg/hm2的条件下,氮肥后效明显,结合沟播冬小麦收获后在垄上直播夏玉米的种植方式是一种全程简化、高效、丰产的栽培措施,在华北平原冬小麦-夏玉米轮作区有很高的实践意义。     

籼、粳超级稻光合物质生产与转运特征的差异研究

为阐明籼、粳超级稻干物质积累及光合生产特征的差异,以江苏地区大面积推广种植的5个超级杂交籼稻组合和5个常规粳型超级稻品种为试验材料,对稻麦两熟制条件下籼、粳超级稻干物质积累、分配、运转及叶面积、光合势、群体生长率、净同化率、秧苗素质、叶型等方面进行了系统的比较研究。结果表明,粳稻生育前期(移栽至拔节期)干物质积累量、光合势、群体生长率、净同化率及上三叶叶长、叶基角、叶开角、披垂度和叶面积衰减率、收获指数均小于籼稻,而生育中后期(拔节至成熟期)干物质积累量、光合势、群体生长率、净同化率及有效叶面积率、高效叶面积率、粒叶比(颖花/叶、实粒/叶、粒重/叶)、最大叶面积指数、总充实量、实收产量、生物产量、茎鞘最大输出量和表观输出量及比率均大于籼稻,差异显著或极显著。虽然粳稻主要生育期单茎干物重均不及籼稻,但群体数量优势保证粳稻具有较高的群体干物质积累量和叶面积,且随着生长发育的持续,群体光合物质生产优势不断加大,群体干物质积累量于抽穗后25 d前后超过籼稻。粳稻灌浆后期(乳熟至成熟期)仍保持强劲生长优势,而灌浆初期(抽穗至乳熟期)茎鞘贮存物质合理输出,有效保障了高效光合层的安全支撑及高积累产量库的流畅充实。高生物学产量的稳定形成和叶面积“稳升缓降”态势以及拔节至成熟期较强的高效光合物质生产,是粳稻光合系统高效持续产出、灌浆充实多及高产形成的重要特征和原因。     

不同春玉米品种花后光合物质生产特点及碳氮含量变化

玉米高产实践表明增加花后干物质生产对于产量的进一步增加具有重要作用。为了探明高产条件下花后干物质生产增加的原因,本研究比较了玉米品种登海661 (DH661)、中单909 (ZD909)和970的产量差异,并利用产量性能分析理论剖析了花后的产量性能参数,分析了花后主要功能叶穗位叶的叶绿素含量、净光合速率和碳、氮含量的变化。结果表明,品种间的产量差异显著,产量较高的品种(DH661和ZD909)具有较高的穗粒重,而DH661具有较多的穗粒数(466.7),ZD909具有较高的粒重(392.7 g);产量较高的品种后期干物质生产及其向籽粒的分配比例高,产量性能分析表明花后的平均叶面积指数(mLAI)及光合势(LAD)与干物质生产及产量均呈显著正相关;产量较高的品种花后穗位叶叶绿素、全碳和全氮含量下降慢,碳氮比值增加慢,光合速率在整个灌浆期相对较高,光合产物不仅向籽粒运转,还能在叶片中以淀粉的形式持续积累,在后期随着光合速率的下降,淀粉才开始降解向籽粒运输。可见玉米花后碳氮代谢协调、光合作用和物质生产能力衰减缓慢对于有效维持较高平均叶面积指数和光合势,进一步提高作物产量具有重要意义。     

亏缺灌溉下小麦水分利用效率与光合产物积累运转的相关研究

在大田栽培条件下,以小麦旱地品种晋麦47和西峰20、水旱兼用型品种石家庄8号和水地品种4185为材料,分别进行0水(T0)、一水(T1)和二水灌溉(T2)处理(每次灌水量60mm),研究了光合速率、叶面积指数、干物质积累与分配、根系分布、耗水量、产量因子与水分利用效率(WUE)的关系。结果表明,在拔节前不灌溉,拔节到开花期亏缺灌溉,促进干物质积累和深根发育。随着灌溉水的增加,耗水量显著增加,产量和WUE与耗水量呈二次曲线关系。T0处理显著减少了干物质积累和成穗数,产量、经济系数(HI)和WUE最低。T1和T2产量的提高主要是增加了穗数和穗粒数。灌浆期水分亏缺降低了光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),加速了功能叶片的衰老,但诱导了花前储存碳库的再转运,显著提高了HI和产量。因此,在拔节和开花期亏缺灌溉促进根系生长,提高了土壤水分的利用效率。而产量和产量WUE的提高主要是由于增加了灌浆期叶片的Pn和光合功能持续期,促进花前储存碳库的再转运,显著提高了HI。     

亏缺灌溉下小麦水分利用效率与光合产物积累运转的相关研究

在大田栽培条件下,以小麦旱地品种晋麦47和西峰20、水旱兼用型品种石家庄8号和水地品种4185为材料,分别进行0水（T0）、一水（T1）和二水灌溉（T2）处理（每次灌水量60 mm）,研究了光合速率、叶面积指数、干物质积累与分配、根系分布、耗水量、产量因子与水分利用效率（WUE）的关系。结果表明,在拔节前不灌溉,拔节到开花期亏缺灌溉,促进干物质积累和深根发育。随着灌溉水的增加,耗水量显著增加,产量和WUE与耗水量呈二次曲线关系。T0处理显著减少了干物质积累和成穗数,产量、经济系数（HI）和WUE最低。T1和T2产量的提高主要是增加了穗数和穗粒数。灌浆期水分亏缺降低了光合速率（P_n）和气孔导度（G_s）,加速了功能叶片的衰老,但诱导了花前储存碳库的再转运,显著提高了HI和产量。因此,在拔节和开花期亏缺灌溉促进根系生长,提高了土壤水分的利用效率。而产量和产量WUE的提高主要是由于增加了灌浆期叶片的P_n和光合功能持续期,促进花前储存碳库的再转运,显著提高了HI。     

内蒙古平原灌区高产春玉米(15 t hm-2以上)产量性能及增产途径

针对内蒙古平原灌区春玉米高产(15 t hm^-2以上)群体产量进一步提高难度大,产量挖潜途径不明确的问题,采用产量构成因素分析与产量性能参数分析相互验证的方法,在4年52点次高产(15 t hm^-2以上)群体产量构成因素分析的基础上,设计不同品种密度试验,研究增密对不同品种群体产量性能的影响,明确不同类型玉米品种的增产途径和栽培调控的主攻方向。结果表明,穗数和穗粒数是决定高产(15 t hm^-2以上)群体产量的主要因素。实现15 t hm^-2以上群体的产量结构为：穗数(7.08~9.60)×10⁴穗,穗粒数477~654粒,千粒重324.7~388.7 g,穗粒重168.9~234.0 g。其合理群体结构衡量指标是LAI_max在6.5以上,平均LAI在5左右,收获期LAI在3.5以上。高秆大穗型品种理想的产量结构是：67 500~75 000穗 hm^-2,每穗610~640粒,千粒重380 g左右,单穗粒重220~240 g,产量大于15 t hm^-2;株高适中的中小穗型品种,理想产量结构是： 75 000~97 500穗 hm^-2,每穗520~600粒,千粒重340~355 g,单穗粒重180~220 g,产量在16.5 t hm^-2以上。密度增加促进平均作物生长率(MCGR)和单位面积总籽粒数(TGN)的增加进而提高产量,但增密后平均净同化率(MNAR)降低导致穗粒数显著降低并限制了TGN的提高潜力。通过增密为主的结构性挖潜,使得群体功能的增益大于个体生产性能的降低,实现高产(15 t hm^-2以上),属于“得失性补偿增产”;在优化群体结构的基础上,提高个体生产能力,突破个体库容降低的限制,进行功能性挖潜,实现群体结构和个体功能协同增益的“差异性补偿增产”,是产量进一步提高的重要途径。     

旱种水稻生育特性与产量形成的研究

以杂交籼稻汕优63和粳稻镇稻88为材料, 研究了旱种(地膜覆盖栽培)水稻的生长发育与产量形成的特性. 与水种(常规栽培, 对照)相比, 旱种水稻在有效分蘖临界叶龄期前分蘖发生慢、叶面积指数小, 干物质积累少, 在拔节期则相反. 旱种水稻的各节间长度、分蘖成穗率、粒叶比[颖花数/叶(cm2)]、灌浆中后期的叶片光合速率、成熟期干物     

籽粒蛋白质含量不同的转基因水稻株系产量形成特点

水稻籽粒蛋白质含量与产量的关系仍不十分清楚。本试验以日本晴和以其为亲本通过转基因方式获得的5个籽粒蛋白质含量有明显差异的水稻株系为材料,在大田栽培条件下研究上述株系产量的形成特点。结果表明,在相同施氮量条件下,蛋白质含量高的水稻株系,其产量水平相对较低,结实率与籽粒蛋白质含量呈显著负相关。随着施氮水平的提高,各株系籽粒蛋白质含量和产量明显增加,产量增加的主要原因是单位面积穗数和每穗粒数的增加。抽穗前积累的干物质少,抽穗后叶片功能期相对较短,光合速率低,灌浆结实期茎秆中的干物质和非结构性碳水化合物向籽粒转运率低,引起结实率下降,是导致籽粒蛋白质含量高的水稻株系产量降低的重要生理原因。     

密植条件下玉米品种混播对夏玉米光合性能及产量的影响

探究密植条件下玉米品种混播对夏玉米光合性能及产量的影响。在82 500株 hm ^-2种植密度下, 选用郑单958 (ZD958)和登海605 (DH605), 在大田条件下设置M(两种子相同数量混合后随机混播)、1行郑单958和1行登海605混播(1:1)、2行郑单958和2行登海605混播(2:2)、单播郑单958 (SZD958)和单播登海605 (SDH605) 5个水平, 研究密植条件下玉米品种混播对黄淮海夏玉米产量、群体干物质积累量、净光合速率、叶片衰老酶活性、冠层透光率等的影响。两年结果表明, ZD958和DH605混播可显著改善玉米生育后期群体透光率, 使叶面积指数、叶绿素含量和穂位叶净光合速率较单播显著增加, 干物质积累量显著增加。混播处理较单播增加生育后期超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和可溶性蛋白含量, 与此同时, 丙二醛(MDA)含量降低。混播显著增加玉米群体产量, 究其原因是穗粒数和千粒重的有效增加。M、1:1、2:2处理的两年平均产量较SZD958和SDH605分别增加11.47%、8.70%、8.48%和9.30%、6.42%、6.20%, 其中M、1:1、2:2处理间没有显著差异。混播处理通过优化冠层结构, 改善群体通风透光条件, 延缓叶片衰老, 减缓花后叶面积指数和叶绿素含量降低, 保持较高的净光合速率, 致使群体干物质积累量增加, 产量提高。可见, 合理品种搭配的混播栽培可显著提高密植夏玉米产量, 是提高黄淮海区夏玉米产量的可选途径之一。     

南方粳型超级稻物质生产积累及超高产特征的研究

以超级粳稻品种武粳15、淮稻9号、徐稻3号和常优1号为材料,对高产(8.25~9.75 t hm^-2)、更高产(9.75~11.25 t hm^-2)和超高产(＞11.25 t hm^-2) 3个产量等级群体的物质生产与产量的关系、干物质积累、输出与转运等方面进行了系统的比较研究。结果表明,4个超级稻品种成熟期、抽穗至成熟期的干物质重与产量呈极显著正相关,抽穗期干物质重均与产量呈抛物线关系,拔节至抽穗期的干物质重与产量呈极显著正相关(高产—更高产、更高产—超高产以及将3个产量等级综合起来);从高产到更高产再到超高产,4个超级稻品种的生物学产量不断提高(差异显著),而超高产群体的经济系数则与更高产水平相当(0.5000以上),显著高于高产水平;较之更高产、高产群体,超高产群体在生育中期(拔节至抽穗期)干物质积累量大,抽穗期叶面积指数高、株型挺拔、群体质量优[有效叶面积率、高效叶面积率、总颖花量与颖花/叶(cm²)、基部节间粗、单茎茎鞘重均高],在生育后期(抽穗至成熟期),光合能力强(叶面积衰减率小,光合势、群体生长率、净同化率高)、干物质积累量高(占生物学产量的40.0%以上)、茎鞘物质的输出与转运协调[实粒/叶(cm²)、粒重(mg)/叶(cm²)均高]。     

Yield responses by modern wheat genotypes to phosphate fertilizer and their implications for breeding

Summary The response to phosphate fertilizer by modern wheat genotypes was examined in the field under natural rainfall in three seasons. Models were developed which show that grain yield was positively correlated with biological yield and harvest index. In one of the seasons, which was relatively dry, shorter statured wheats gave higher yields at each level of applied phosphate. Higher levels of phosphate tended to offset the reduction in yield associated with late heading and the importance of biological yield on grain yield. The genotypes which produced the largest number of grains m^-2 produced the highest yields.Implications for plant breeding programs are discussed.     

光、氮及其互作对超级粳稻产量和物质生产特征的影响

大田条件下以超级粳稻南粳44和宁粳3号为材料,设置2种氮肥水平(N10:150 kg hm–2,N20:300 kg hm–2)和3种遮光处理(L1:不遮光,L2:抽穗前遮光20 d,L3:抽穗后遮光20 d),研究光、氮及其互作对超级粳稻产量和物质生产特征的影响。结果表明,较之L1,L2不仅减少了有效穗数和每穗粒数,导致总颖花量下降,降幅达24.81%~35.63%,而且还显著降低了抽穗期茎蘖数和叶面积指数,降幅达2.90%~6.44%和19.02%~27.17%,导致抽穗至成熟阶段的光合势、干物质积累量显著下降,最终产量显著下降,降幅达27.23%~35.26%。较之L1,L3主要影响了抽穗至成熟阶段的光合物质积累,导致结实率和千粒重显著下降,降幅达1.49%~4.48%和5.54%~9.17%,最终产量显著下降,降幅达10.91%~18.47%。L2条件下,随着氮肥水平增加,抽穗期茎蘖数与叶面积指数均显著增加,导致抽穗至成熟阶段光合势、干物质积累显著增加,最终有效穗数、每穗粒数、总颖花量以及产量显著提高。L3条件下,随着氮肥水平增加,抽穗至成熟阶段的光合物质积累显著提高,其中茎叶干物质向穗部转运量显著增加,转运率和贡献率也进一步提高,最终产量显著提高。由此可见氮肥施用能部分弥补因弱光逆境对超级粳稻物质生产及其产量的影响。     

4PU-30延缓杂交水稻叶片衰老的效果与作用

用４ＰＵ－３０喷施抽穗后１０天的杂交水稻植株,可显著延缓叶片衰老,表现为叶片衰老过程中叶绿素的降解明显减缓,同时,明显抑制衰老期间叶片超氧物歧化酶（ＳＯＤ）,过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性下降和脂质过氧化作用产物丙二醛（ＭＤＡ）增加,表明４ＰＵ－３０延缓叶片衰老与调节活性氧代谢有关,４ＰＵ－３０还能提高叶片光合速率和果糖１,６－二磷酸酯酶（ＦＢＰａｓｅ）活性,促进籽粒灌浆和干物质积累,增加粒重和产量。     

Nitrogen Fertilizer Rate and Timing Effect on Bread Wheat Protein in Eastern Canada

Nitrogen management for production of bread quality wheat ( Triticum aestivum L.) in eastern Canada has received little research attention. An experiment was conducted for 2 years at each of two sites in Québec to study the effect of level and timing of nitrogen (N) fertilizer application on grain protein concentration, protein content per seed, non-protein seed dry matter, grain protein yield and nitrogen harvest index (portion of plant N in the grain) of four hard red spring wheat cultivars known to have potential as bread wheats in eastern Canada. The soil types were Bearbroock clay (fine, mixed, non-acid, frigid, Humaquept) and Ste-Rosalie clay (typic, non-acid, frigid, Humaquept). The experiment was a 4 × 4 × 2 factorial. Four cultivars were used: Columbus, Katepwa, Max and Hege 155–85. In both years 0, 60, 120 and 180 kg Nha⁻¹ were applied either all at seeding or 60 % at seeding and 40 % at heading. Grain protein concentration and grain protein yield increased consistently with increasing N fertilizer and with split N application. Nitrogen harvest index was not increased by increasing applications of N fertilizer. Protein content per seed was more critical in determining grain protein concentration than non-protein seed dry matter content. The western Canadian cultivars Columbus and Katepwa generally had greater grain protein concentration than the European cultivars Max and Hege 155–85, With reasonable N fertility the grain protein concentration of spring wheats grown in eastern Canada are sufficient for bread production.     

杂交稻主季库源性状对再生稻发育的影响

选用6个不同类型杂交稻组合,通过常规高产栽培措施,探讨主季库源性状对再生稻发育的影响。结果表明,再生稻每穗颖花数、实粒数、和粒重与主季库因素极显著相关,再生稻穗数与主季穗数负相关。随着主季灌浆进程,再生稻活芽率下降,成熟期倒2节活芽率可达100%,倒4、5节活芽率仅33.28%~58.21%。单茎成苗数与主季穗数极显著负相关。单茎成苗数与成熟期叶干重、叶面积、叶绿素含含量和茎鞘干重均呈正相关,与乳熟期茎鞘物质输出率呈显著负相关。主季中期源库关系协调、群体质量良好,是主季获得高产和再生芽发育的基础;后期茎鞘物质输出率低、叶片衰老速率慢、高效叶面积多、叶片生理活性高以及光合产物及时输出,是获得主季高产、确保再生芽发育良好的关键。     

单本密植机插对杂交稻生长和产量的影响

为了研究单本密植机插和常规机插对杂交稻分蘖动态、干物质积累、辐射利用率和产量及产量构成的影响,在湖南省浏阳市以杂交稻泰优390、五优308为材料和在广东省肇庆市以五优308为材料,进行印刷播种和常规播种的秧苗素质比较以及单本密植机插和常规机插的大田栽培试验。结果表明,两试验点印刷播种的叶龄、白根数、总根数、茎基宽、地上部干重和地下部干重均明显高于常规播种。单本密植机插的最高分蘖数和有效分蘖数显著低于常规机插,但单本密植机插的每穗粒数、总颖花数、结实率和千粒重高于常规机插,增产10.28%~13.96%,达到显著水平。从穗部性状来看,单本密植机插的一次枝梗数、二次枝梗数、穗长、着粒密度和单穗重均显著高于常规机插。在生长前期,单本密植机插的干物质积累和叶面积指数低于常规机插,而成熟期干物质量比常规机插高0.61%~9.45%,且收获指数显著高于常规机插。此外,单本密植机插的截获辐射量和截获率低于常规机插,而辐射利用率显著高于常规机插。由此可见,杂交稻单本密植机插不仅可以降低用种量、提高秧苗素质,还能增加每穗粒数、总颖花数、千粒重及提高结实率、收获指数和辐射利用率,从而获得高产。     

播种量对北方寒地旱直播粳稻产量和光合特性的影响

以粳稻品种吉隆868和通禾833为供试材料,研究在旱直播条件下播种量对产量、干物质积累与分配以及光合特性的影响。结果表明,水稻产量随播种量的增加呈先增后减趋势,吉隆868和通禾833的最高产量分别出现在播种量为180万和150万粒/hm ²;随播种量增加,有效穗数先增后减,每穗颖花数和每穗成粒数均减少,千粒重变化不大。在拔节期两品种茎蘖数均随着播种量的增加而增大。产量达到最高时,不仅成熟期单茎和群体干物质积累量最大,且抽穗期-成熟期的干物质积累量和群体生产率也最高。剑叶和倒二叶的叶绿素含量和净光合速率均随着播种量的增大而减小。研究表明通过控制播种量保证足够的基本苗数,既可以优化群体结构又可以提高光合效率,从而获得高产。     

灌水对节水小麦“衡观35”产量、蛋白质含量及光合性能的影响

水分是限制小麦产量和品质提高的关键因素。为探究不同时期灌水对冬小麦产量、农艺性状、籽粒品质及光合性能的影响，在自动防雨水肥控制池中设置4个春季水分处理：不灌水(对照，W1)、仅拔节期灌水1050m³/hm²(W2)、仅开花期灌水1050m³/hm²(W3)和拔节期525m³/hm²⁺开花期525m³/hm²(W4)。结果表明，W1处理籽粒蛋白质含量最高，W2处理蛋白质产量最高，W3处理籽粒产量最高，W4处理光合性能最稳定。与W1处理相比，灌水影响小麦旗叶的光合性能，使其净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率增大；拔节期灌水可增加叶片叶绿素含量，促进植株干物质积累，提高籽粒蛋白质产量，通过增加单位面积穗数和穗粒数而增加生物产量；开花期灌水促进籽粒长、宽增大，增大库容量，通过增加粒重而提高籽粒产量。通过比较拔节期灌水后至开花期未灌水前W1、W4和W2处理发现，灌水使最大净光合速率和光饱和...     

密度对中熟春大豆冠层结构及光合特性的影响

为明确种植密度对滴灌中熟春大豆冠层结构及光合特性的影响规律。试验以中熟春大豆品种‘新大豆27号’和品系‘11-109’为试验材料,大田条件下设置18.0 (D1)、28.5 (D2)、36.0 (D3) 万株/hm2 3个不同种植密度,并对其群体上、中、下三个冠层的叶面积指数、叶绿素含量（SPAD值）、净光合速率、干物质积累量及产量做了系统测定。结果表明,密度由D1增加到D2,叶面积指数、干物质积累量、产量均显著增加;密度由D2增至D3,叶面积指数继续增加,而干物质和产量不再继续增加;增加密度明显降低植株7节以下叶片的叶绿素含量和净光合速率,提高结荚节位,降低单株粒数、粒数和经济系数;新大豆27号的叶面积指数、干物质积累、叶片光合速率等对密度的响应不如11-109敏感。D2是两品种（系）的适宜密度,新大豆27号籽粒产量为5551.13 kg/hm2,较11-109高14.73%。超高产春大豆品种的冠层结构、光合特性及产量对密度的响应不如高产品种敏感。