不同土壤耕作方式对小麦旗叶光合、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26.54和10.53 μmol/(m2?s),同期旗叶的蒸腾速率也达11.17、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和优势较强,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。     

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。     

耕作方式对小麦开花后旗叶水势与叶绿素荧光参数日变化和水分利用效率的影响

2007-2009年小麦生长季, 以高产小麦品种济麦22为试验材料, 利用测墒补灌技术确定灌水量, 研究高肥力条件下条旋耕、深松+条旋耕、旋耕、深松+旋耕和翻耕5种耕作方式对土壤含水量、小麦开花至成熟阶段耗水量及其水分来源、旗叶水势和叶绿素荧光参数日变化、籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明, 深松+条旋耕和深松+旋耕处理成熟期60~200 cm各土层的土壤含水量均低于其他处理, 表明深松促进了小麦对深层土壤贮水的吸收。深松+条旋耕处理开花至成熟阶段的土壤贮水消耗量及其占阶段耗水量的比例最高, 其降水量和灌水量占阶段耗水量的比例最低。深松+条旋耕处理在6:00~18:00的旗叶水势、8:00~14:00的旗叶最大光化学效率(F_v/F_m)和实际光化学效率(Φ_PSII)均高于条旋耕处理, 表明深松有利于小麦旗叶在灌浆中后期保持较高的生理活性, 深松+旋耕和旋耕处理间的规律与其一致。深松+条旋耕处理在2个生长季的籽粒产量分别为9 516.48和8 957.92 kg hm⁻², 与深松+旋耕处理无显著差异, 翻耕处理次之, 条旋耕和旋耕处理低于上述处理。深松+条旋耕处理的水分利用效率最高, 深松+旋耕处理次之, 条旋耕和旋耕处理低于翻耕处理。本试验条件下, 深松+条旋耕是兼顾高产节水高效的耕作方式。     

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。     

外源糖氮调控对春小麦花后旗叶光合特性和物质转运的影响

以筋性不同的春小麦品种龙麦33和克旱19为材料,研究了外源糖氮调控下小麦花后旗叶光合特性的变化和营养器官花前、花后贮藏干物质与子粒产量和品质形成的关系。结果表明,施入外源糖氮均提高了旗叶光合速率,但外源糖处理降低了叶绿素含量(SPAD值)。小麦营养器官花前贮藏干物质转运量(TAA)和转运率(TAR)在外源糖氮调控下降低,花后物质积累量(PAA)升高。子粒产量在外源糖氮调控下均增加,子粒蛋白质含量以外源糖处理最高。外源糖氮调控下小麦千粒重和子粒蛋白质含量的提高与花后较高的光合能力及干物质积累有关,且PAA和花后物质积累对子粒产量的贡献率(CPA)与子粒品质呈正相关。     

耕作与保墒措施对小麦不同生育阶段水分利用及产量的影响

为探明不同耕作与保墒措施下冬小麦不同生育阶段的水分利用特征,采用田间试验,研究了普通耕作、深松、秸秆覆盖、保水剂、有机肥等措施对小麦不同生育阶段的耗水量、干物质积累量、水分利用及产量等的影响。结果表明,在小麦不同生育阶段均以秸秆覆盖和深松处理的保墒、储水效果较佳。在小麦整个生育期中,有机肥处理的耗水量最大,而深松和秸秆覆盖处理较少。在小麦拔节期前,有机肥处理更利于干物质的积累;在小麦拔节-孕穗期,以保水剂和深松处理积累的干物质量较高。孕穗期以后,秸秆覆盖处理的干物质积累量均高于其他处理,且秸秆覆盖处理在小麦全生育期的干物质积累量也较高。除返青-拔节期和孕穗-扬花期外,小麦不同生育阶段的水分利用效率均以秸秆覆盖处理最高,且其产量和水分生产效率均高于其他处理,其产量较普通耕作提高了50.9%,水分生产效率提高了11.7 kg/(mm·hm~2)。综上所述,秸秆覆盖处理较其他措施更能有效地改善小麦不同生育阶段的水分环境,从而促进小麦产量和水分利用率的提高。     

砂姜黑土农田年内轮耕对夏玉米氮素和干物质积累、转运的影响

为进一步探索适宜黄淮海区域砂姜黑土小麦玉米轮作区玉米高效、可持续生产适宜机械耕作措施,自2010年开展定位机械耕作试验,在秸秆全量还田条件下分别设置7个冬小麦-夏玉米年内轮耕处理:旋耕-免耕(对照)、免耕-免耕、深松-免耕、深耕-免耕、旋耕-隔年旋耕、深松-隔年深松、深耕-隔年深耕,于2012,2013年分别取样对夏玉米氮素积累、转运和干物质积累进行比较分析。结果表明,玉米成熟期地上部氮素积累量2年均为旋耕-隔年旋耕处理值最高,分别比对照(旋耕-免耕)增加14. 57%(2012年)和30. 95%(2013年),且差异显著,其他处理与对照间差异均不显著。灌浆期地上部氮素积累量连续2年均为对照、免耕-免耕和深耕-免耕处理较低,灌浆期间地上部氮素积累量连续2年均为对照、免耕-免耕和深耕-免耕处理较低,地上部干物重2年均为对照最低,显著低于深松-免耕、旋耕-隔年旋耕(2012年)和深松-隔年深松(2013年)处理。各处理籽粒产量与对照相比差异不显著,但2012年深松-免耕处理产量最高,显著高于深耕-免耕和深耕-隔年深耕处理。因此,建议黄淮海区域砂姜黑土农田小麦季和玉米季以旋耕和深松为主进行周年内或年际间轮耕,促进玉米植株氮素积累尤其是灌浆期间,促进干物质生产。     

旱地秸秆还田对小麦花后光合特性及产量的影响

在旱地设置旋耕（ CK）、旋耕还田（ RS）、免耕还田（ NS）、深松还田（ SS）和深耕还田（ DS）5个处理,研究了不同处理对小麦花后旗叶光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度等光合特性及产量的影响。结果表明,由于秸秆还田对土壤及水分环境的改变,小麦旗叶光合特性总效应为秸秆还田大于不还田。不同的秸秆还田模式光合特性表现为SS＞NS＞DS＞RS,秸秆还田尤其减缓了灌浆中后期叶绿素的降解。秸秆还田在不同程度上降低了小麦出苗率,SS处理和NS处理出苗率最低,分别比CK低21．25％和16．5％,穗数较低,但由于光合能力较强,千粒质量最高,穗粒数也高于其他处理,SS处理产量显著高于其他还田处理,综合本试验结果,在旱地推荐深松还田的耕作模式。     

麻疯树的光合特性

研究了麻疯树正常供水和干旱条件下的光补偿点、光饱和点及光合速率、气孔导度和蒸腾速率的日变化规律.结果表明,在正常供水条件下,麻疯树的光补偿点、光饱和点分别为163.41μmol/(m2·s)和1046.73μmol/(m2·s),光合速率的日变化呈双峰曲线;在干旱胁迫条件下,光补偿点、光饱和点分别为193.82μmol/(m2·s)和697.08μmol/(m2·s),光合速率的日变化也呈双峰曲线;干旱胁迫时的光饱和点和光补偿点比正常供水条件下低.     

拉萨大花黄牡丹变异材料的光合特性研究

旨在探索大花黄牡丹(Paeonia ludlowii)发生变异(花瓣重瓣化/抗性增强)是否与它的光合特性有关。分别选取大花黄牡丹变异材料AS和非变异材料ACK,采用Li-6400便携式光合仪测定其光合特性,分析变异和非变异大花黄牡丹在同等环境条件下的光合特性差异。结果表明:与非变异材料ACK相比,变异材料AS的净光合速率受CO2浓度的变化影响较大,而受光强度的影响较弱;且AS的净光合速率低于材料ACK,最大净光合速率和光饱和点显著高于非变异材料,二者最大净光合速率分别为49.8μmol/(m2·s)和41.6μmol/(m2·s),光饱和点分别为754.5μmol/(m2·s)和334.2μmol/(m2·s);暗呼吸速率和表观量子效率极显著低于非变异材料,AS和ACK的暗呼吸速率分别为0.039μmol/(m2·s)和0.178μmol/(m2·s),表观量子效率分别为0.066μmol/mol和0.125μmol/mol。本研究表明,拉萨大花黄牡丹变异材料的光合特性发生了明显变化,且适应环境能力较同品种非变异材料增强,能够较好地适应相对恶劣的环境;由此可见,大花黄牡丹发生变异极可能与其光合特性的特异性有关,然而,变异材料在其他坏境条件下的可能性应该被进一步探索发觉。     

灌水及化控对不同粒色小麦籽粒灌浆及叶绿素含量的影响

为了研究灌水和化控处理对不同粒色小麦籽粒灌浆和叶绿素含量的影响,以3个不同粒色小麦为材料,采用不同灌水及化控处理,研究花后小麦颖壳、籽粒、旗叶叶绿素含量、千粒重以及籽粒蛋白质含量的变化情况.结果表明,花后5～30 d,灌2水比灌3水处理的干物质积累速度快,花后15 d和25 d时,灌2水与灌3水处理的千粒重差异显著.灌水对灌浆速率的影响与千粒重相似.籽粒、颖壳、旗叶叶绿素含量及籽粒蛋白质含量、千粒重、灌浆速率在不同粒色小麦中存在显著或极显著的差异.本试验中化控处理对籽粒灌浆和叶绿素含量均无显著影响.     

花后干旱和低氮胁迫下外源葡萄糖对小麦产量性状的影响

为了解葡萄糖对干旱和低氮胁迫下小麦产量的调节作用,在温室盆栽条件下,研究花后干旱和缺氮胁迫下外源葡萄糖对冬小麦籽粒产量和品质性状的影响。结果表明：花后干旱×低氮互作显著影响小麦的结实率和籽粒的灌浆,明显减少可育小穗数、穗粒数、粒重和籽粒充实度,而且缺氮处理显著降低了籽粒的蛋白质和淀粉产量。在花后干旱×低氮互作下外源喷施葡萄糖处理,明显增加了单穗结实率和籽粒干物质的积累,提高了灌浆中后期旗叶的叶绿素含量,延长了旗叶的光合功能期和灌浆持续期,明显促进了小麦籽粒蛋白质和淀粉积累,提高了小麦经济产量。试验结果表明,外源喷施葡萄糖处理有利于减轻干旱和低氮胁迫对籽粒发育和灌浆的不利影响。     

虎杖光合生理生态特性研究

采用美国LI－COR公司生产的LI－6400便携式光合测定系统对虎杖的光合生理特性进行了研究。结果表明：(1)虎杖的光补偿点为64~75μmol/(m2·s),光饱和点为390~600μmol/(m2·s),表观量子利用效率为0.0272~0.0387,对弱光的利用能力不强。(2) CO2补偿点为105~120μmol/mol,CO2饱和点为930~1051μmol/mol,羧化效率为0.0365~0.0459。(3) 虎杖的净光合速率日变化呈“单峰型”曲线,日最大光合速率为15.0±1.8μmol/(m2·s),其净光合速率最高值出现在9:00左右。在供试的五个材料中,以组培苗地栽的光合特性最强,而贵州凯里光合特性最差。     

旗叶期缺磷及去蘖对小麦光合特性和磷分配的影响

采用石英砂培养方法并去除或保留分蘖，研究了旗叶期缺磷对大穗型小麦CA9325和多穗型晋麦2号（JM2）生长后期旗叶光合和蒸腾速率、干物质和磷在体内分配以及最终产量的影响。结果表明: ⑴旗叶期缺磷一段时间后降低小麦旗叶的光合和蒸腾速率。不同供磷水平下，去蘖使小麦旗叶光合和蒸腾速率大都高于同期未去蘖的；⑵旗叶期缺磷几乎导致两品种所有器官和整株干物质和磷的积累降低，去蘖的小麦籽粒干物质和磷总量占整株的比例均高于未去蘖的，说明缺磷促进小麦各营养器官的磷向籽粒转移；⑶主茎干物质和磷的积累以CA9325高于JM2，而JM2则以分蘖占优势，这与JM2分蘖数较多有关；⑷ 不论供磷还是缺磷，未去蘖的CA9325籽粒产量低于JM2，而去蘖后则相反。不同库容量的CA9325千粒重和籽粒磷含量均高于JM2。全生育期供磷条件下的磷吸收效率，以未去蘖的CA9325显著高于JM2，去蘖后两品种间无明显差异。     

不同光强LED蓝光对滇重楼生长、光合特性及皂苷累积的影响

旨在为滇重楼的栽培和LED光源的应用提供理论依据。实验光源波长为460 nm的单质蓝光，将3 年生滇重楼分别放于光照强度为50、100、150、200 μmol/(m2 · s)的光照下进行栽培，观测其生长状况。结果表明，滇重楼株高、地上生物学产量、净光合速率和地下生物学产量均以光强150 μmol/(m2 · s)处理最高，气孔导度、蒸腾速率在100 μmol/(m2 · s)处理时最高，200 μmol/(m2 · s)处理最低。不同光强蓝光对滇重楼叶片光能转换效率及反应活性影响不显著。滇重楼根茎皂苷组分含量和总皂苷含量随蓝光光强的增加呈先增后降的趋势，在光强100 μmol/ (m2 · s) 处理下最高，200 μmol/(m2 · s)处理下最低。综合分析滇重楼生长状况、光合荧光特性和根茎皂苷含量，蓝光光强150 μmol/(m2 ·s)最有利于促进滇重楼叶片生长和光合作用，100 μmol/(m2 · s)最有利于滇重楼根茎皂苷累积。建议在滇重楼设施栽培上将蓝光光强控制在100~150 μmol/(m2 ·s)。     

濒危植物大花黄牡丹光合特性及日进程研究

采用目前最为先进的光合作用测定系统Li-cor-6400测定珍稀、濒危物种大花黄牡丹的光合作用特性和日进程,自然环境条件下的大花黄牡丹光合速率表现为单峰型曲线,在11:30时达到最高峰[12.560μmol/(m2·s)],其光合作用不存在“午休”现象.在12:30时,大花黄牡丹的气孔限制值(0.410)和水分饱和亏缺(2.960 kPa)分别达到最大值,此时的水分利用效率并不高(1.821μmol/mmol),在10:30时水分利用效率达到最大值(8.339μmol/mmol).在10:30时,大花黄牡丹获得1d中最大的表观量子效率(0.050),其蒸腾速率在12:30时最大[5.135 mmol/(m2·s)],这个时间并不与光合速率最大值同步,这说明在西藏特殊的气候环境条件下,影响光合速率的因素很多.在大花黄牡丹的光合速率日进程中,维持高光合速率值[大于4.00μmol/(m2·s)]的时间很长,大约9h,这使得大花黄牡丹能有效的积累光合作用产物,这也说明大花黄牡丹是一种喜光植物.通过对大花黄牡丹的光合作用特征及日进程研究,为以后的毛茛科芍药属药用(或观赏)植物驯化提供了科学依据.     

施氮水平对不同栽培模式小麦旗叶衰老及产量的影响

氮素水平与小麦后期旗叶衰老有着密切关系。中氮和高氮处理与低氮和无氮处理相比,显著提高了SOD和POD的活性,相对改善了细胞中活性氧产生与清除之间的平衡,减少了细胞内过氧化物的积累,减缓了叶片衰老;但平作栽培小麦264kg/hm2水平(N3处理)与165kg/hm2水平(N2处理)间的SOD、POD活性、MDA含量以及叶绿素含量等生理指标差异不显著,表明施氮量达到一定水平后继续增加施氮量对延缓小麦旗叶衰老无显著效应。通过对垄作和平作2种栽培模式的比较发现,小麦旗叶衰老进程分为两个阶段;平作小麦以花后14天,垄作小麦以花后21天为拐点,前期为缓慢衰老期,后期为急剧衰老期。在缓慢衰老期,旗叶POD、SOD活性,叶绿素含量会略有上升;而进入急剧衰老期后,上述3个生理指标都急剧下降。平作小麦比垄作小麦提前进入急剧衰老期。氮素水平为165kg/hm2时,2种栽培模式均可以获得中产以上产量;264kg/hm2水平下能够获得更高的产量,且垄作栽培小麦的增产优势较平作小麦更明显。     

施氮水平对不同种植模式小麦旗叶衰老和产量的影响研究

摘要：①氮素水平与小麦后期旗叶衰老有着密切关系。中氮和高氮处理与低氮和无氮处理相比,显著提高了SOD和POD的活性,相对改善了细胞中活性氧产生与清除之间的平衡,减少了细胞内过氧化物的积累,减缓了叶片衰老;但平作栽培小麦264 kg .hm-2水平（N3处理）与165kg .hm-2水平（N2处理）间的SOD、POD活性、MDA含量以及叶绿素含量等生理指标差异不显著,表明施氮量达到一定水平后继续增加施氮量对延缓小麦旗叶衰老无显著效应。②通过对垄作和平作两种栽培模式的比较发现,小麦旗叶衰老进程分为两个阶段;平作小麦以花后14天,垄作小麦以花后21天为拐点,前期为缓慢衰老期,后期为急剧衰老期。在缓慢衰老期,旗叶POD、SOD活性,叶绿素含量会略有上升;而进入急剧衰老期后,上述三个生理指标都急剧下降。平作小麦比垄作小麦提前进入急剧衰老期。③氮素水平为165kg .hm-2时,两种栽培模式均可以获得中产以上产量;264 kg .hm-2水平下能够获得更高的产量,且垄作栽培小麦的增产优势较平作小麦更明显。     

薏苡拔节期光合作用日变化特征研究

以西农薏苡二号为材料,利用LI-6400型便携式光合测定仪,研究拔节期薏苡光合速率的变化及其环境影响因素。结果表明,薏苡净光合速率为10.4￣29.8μmol/(m2·s),净光合速率、气孔导度和蒸腾速率的日变化均呈单峰曲线,净光合速率的峰值出现在上午11:00时,中午11:00￣15:00时的平均净光合速率比上午9:00￣11:00时和下午15:00￣17:00时的平均净光合速率高7.8μmol/(m2·s)和6.6μmol/(m2·s)。气孔导度和蒸腾速率的峰值均出现在15:00时。影响光合速率的主要因素是光照和温度。薏苡光合作用的最适温度为31￣37℃,相对湿度33%￣44%,光合有效辐射在470￣710μmol/(m2·s)。     

不同品种水稻单叶的光合特性比较

为探明超级稻与普通杂交稻、常规稻不同水稻品种的光合特性及其差异。江西省农业气象试验站于2008—2009年对‘金优458’、‘金优463’、‘两优287’、‘株两优211’和‘禾盛10’等早稻品种,以及‘淦鑫688’、‘岳优712’、‘两优培九’、‘欣荣优254’和‘赣晚籼37’等晚稻品种,在水稻生长的各生育期,利用LI-6400光合仪对试验水稻进行了叶片光合观测,并分别对光合观测数据进行了比较分析。结果表明:早稻的光补偿点为25.7~35.7μmol/(m2·s),晚稻的光补偿点为29.5~35.3μmol/(m2·s);早稻的表观量子效率为0.0401~0.0481,晚稻的表观量子效率为0.0387~0.0503;早稻的暗呼吸速率为1.0879~1.7975μmol/(m2·s),晚稻的暗呼吸速率为1.2778~1.6051μmol/(m2·s);早稻的CO2补偿点为66.6~75.4μmol/(m2·s),晚稻的CO2补偿点为75.6~87.6μmol/(m2·s);早稻的表观羧化效率为0.0594~0.1089,晚稻的表观羧化效率为0.0547~0.0764。进一步统计分析得出,同期栽培的不同试验水稻品种,叶片的暗呼吸速率、光补偿点、表观量子效率、CO2补偿点和表观羧化效率等光合参数值均无显著差异。