新疆不同耐密型玉米品种光合性能及产量构成特征的研究

[目的]研究滴灌条件下不同耐密型玉米品种光合性能及产量构成特征,为新疆玉米大面积高产栽培提供理论支持.[方法]在新疆气候生态条件下,选择5个不同耐密型玉米品种,在3个种植密度条件下探讨各处理群体冠层光合性能指标、干物质积累及其产量构成的特征.[结果]耐密型品种中单909叶面积指数(LAI)大小适宜,LAI到达峰值的时间较早,抽雄前与灌浆后LAI变化速率较小;花后光合势的比例、净同化率较高,粒叶比较大,总干物质和生殖器官干物质积累时间较长,高密度下收获株穗数和产量较高;稀植大穗型品种中单808虽然叶面积指数、光合势均较高、植株干物质积累量大,但花后光合势所占比例、净同化率和粒叶比均随密度增加显著降低.在高密度条件下(13.5×104株/hm2),群体收获穗数及穗粒重显著降低,严重制约了产量的进一步提高.[结论]在新疆干旱气候生态条件下,利用膜下滴灌技术,充分利用丰富的光照资源优势,选用冠层光合性能强的耐密型玉米品种,通过增加种植密度,挖掘品种自身的高产潜力,最终实现大面积丰产稳产.     

基于高光谱遥感的花生叶片氮积累量监测模型的研究

作物氮素状况是评价长势、提高产量和改善品质的重要指标,因此叶片氮积累量的实时无损估测对作物生产的氮素管理具有重要意义。本研究选用大花生品种丰花1号为试验材料,在大田生产条件下,分析了花生叶片氮积累量与冠层高光谱参数的定量关系。结果表明,叶片氮素含量随生育进程逐渐下降,不同处理之间差异较小;叶片氮素积累量随生育时期推进呈现先升后降的单峰曲线变化趋势,在结荚期达到高峰。花生冠层光谱反射率在740～1 100 nm波段内随叶片氮积累量的增加而增加,叶片氮积累量的敏感波段主要存在于近红外平台和可见光区,其中,"红边"区域表现最为显著。通过微分等技术构造多种植被指数,对高光谱参数和叶片氮积累量进行相关回归分析,红边振幅(Dr)、氮素反射指数(NRI)、归一化植被指数(NDVI)各波段组合平均值及比值植被指数(RVI)与叶片氮积累量关系最密切,方程拟合决定系数分别为0.9194、0.8984、0.8918、0.8899、0.8794、0.8797。经另外一组独立数据的检验表明,对叶片氮积累量的预测以红边位置(REP)和Dr两个参数表现最优,预测的根均方差(RMSE)分别为1.78和1.10,相对误差为5.29%和3.59%。NDVI[Average(1230,1240,1250,1260),640]和土壤调整植被指数(SAVI)两个光谱参数预测的RMSE分别为1.15和1.19,预测相对误差为5.42%和7.41%。比较而言,Dr为自变量建立的模型,可以更好地评估不同条件下叶片氮素积累状况。     

施肥对高粱生长、干物质积累与养分吸收分配的影响

以晋杂12号高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)为试验材料,采用"3414"试验设计研究了不同N,P,K施用量对高粱生长、干物质积累与养分吸收分配的影响。结果表明,在不施用N,P,K(基础地力)时,高粱根系和地上部生长及产量均较低,施用任意2种养分均会明显促进高粱生长;对N,P,K这3因素中任2因素设计最佳施用量时,施P肥具有较好的增产效果,施K肥没有增产效果。高粱干物质积累主要集中在拔节到抽穗期,成熟期干物质积累量达到最大,施肥高粱在不同生育时期干物质积累均高于对照,成熟期全株干物质积累量比对照增加19.77%。高粱干物质分配主要在茎叶部分,施肥对干物质分配比例没有显著影响。高粱N,P,K养分吸收量和分配比例最大的是K,其次是N,最低的是P。不同生育期高粱N,P,K养分吸收量和分配比例表现不同,N,P,K养分主要分配在茎叶上,穗部中养分分配比例大小为P>N>K。在施肥条件下,成熟期高粱N,P2O5,K2O养分吸收比例为1∶0.32∶2.22。施肥高粱在不同生育期对N,P,K的吸收比例与对照相似。     

基于SPOT-5影像的冬小麦拔节期生物量及氮积累量监测

【目的】建立基于SPOT-5遥感信息的冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量的遥感监测模型,为利用SPOT-5影像进行大面积小麦生产力预测和氮素调控提供依据。【方法】分析冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量与同期SPOT-5光谱参数之间的定量关系,筛选出适宜的光谱参数,建立并评价冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量的遥感监测模型。【结果】绿光、红光和近红外波段反射率与冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量的相关系数均达到极显著水平。其中,近红外波段反射率对地上部生物量反应最敏感,绿光波段反射率则对地上部氮积累量反应最敏感。利用归一化植被指数（NDVI）为变量建立地上部生物量指数函数遥感监测模型表现最优,决定系数（R2）达到0.696**,均方根误差（RMSE）达到258.92 kg•hm-2。利用近红外和绿光波段反射率的比值为变量建立地上部氮积累量线性函数遥感监测模型表现最优,R2达到0.717**,RMSE达到19.24 kg•hm-2。依据上述模型,制作了研究区冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量遥感监测专题图。【结论】SPOT-5影像在冬小麦拔节期小麦长势监测中能够获得较高精度,具有广泛的应用前景。     

不同植物轮作提取深层土壤累积硝态氮的效果

【目的】利用不同植物轮作,通过生物修复耗竭深层土壤剖面的累积硝态氮,从而控制集约化粮田过量施氮造成的硝酸盐淋洗。【方法】通过田间试验,比较小麦-玉米轮作、休闲-玉米、小麦-休闲、紫花苜蓿连作、紫花苜蓿+苇状羊茅间作、黑麦-苋菜轮作、黑麦-高丹草轮作、黑麦-甜高粱轮作对土壤剖面硝态氮累积和淋洗的降低效果。【结果】紫花苜蓿、高丹草、黑麦1-2 m土体根系占0-2 m土体总根系的比例最高;黑麦-苋菜、黑麦-高丹草和黑麦-甜高粱处理具有较高的年吸氮量（330-390 kgN•hm-2）;与小麦-玉米传统轮作相比,夏季休闲增加了土壤硝态氮淋洗。经过1年的田间试验,5个修复植物处理0-1 m、1-2 m的硝态氮累积量分别降低124.3和81.2 kgN•hm-2,其中苋菜、甜高粱、高丹草对深层土壤中硝态氮的消减作用较大;甜高粱、高丹草、苋菜种植下1 m处土壤溶液中硝态氮浓度一直处于最低水平,平均仅8.6 mg•L-1。【结论】在本试验条件下,黑麦-高丹草轮作是一年内提取深层土壤累积硝态氮效果最好的种植模式。     

内生真菌发酵产物对水稻氮肥利用率的影响

采用盆栽试验,研究了人参和沙棘2种药用植物的内生真菌发酵产物(RD和SD)对辽星一号水稻品种氮肥利用率的影响。在水稻插秧前,分别用250 ng/ml RD、250 ng/ml SD、250 ng/ml水进行15 min浸根处理,于拔节期、抽穗期、成熟期各取有代表性的植株测定其全氮含量,并分别计算水稻的氮素累积量、氮素吸收总量、氮素阶段累积量、氮素阶段吸收速率、氮肥农学利用率、氮素生理利用率。研究结果表明:RD、SD处理后水稻氮素累积量、氮素吸收总量、氮素阶段累积量、氮素阶段吸收速率、氮肥农学利用率、氮素生理利用率均显著高于对照。表明2种药用植物的内生真菌发酵产物(RD和SD)能够有效地促进水稻对氮肥的吸收。     

不同施氮量对马铃薯氮素吸收、积累及利用的影响

通过施用不同量的氮素,对马铃薯植物氮素积累、吸收速率、块茎生产效率、氮肥利用率进行研究。结果表明,马铃薯植株内氮素的积累量随生育时期的推移逐渐增加,在淀粉积累期达到最大,之后又有降低的趋势;氮素吸收速率随生育期变化,呈现先增加后降低的趋势,在出苗后35～55 d(块茎膨大期),氮素吸收速率达到最大,之后呈降低的趋势;随着施氮量的增加,块茎生产效率、氮肥的吸收利用率和氮肥偏生产力呈现下降趋势,氮素收获指数呈现先增加后降低的趋势。氮肥的农学利用率和氮肥生理利用率均为施氮量225 kg/hm2最高。     

两个高产海岛棉品种(系)产量形成期同化物积累分配特点的研究

[目的]研究两个主载海岛棉(Gossypium barbadense L.)品种(系)新海21号的提高系-优系193(YX-193)和新海28号(原代号TH-45)(XH-28)产量形成期的生长发育、各器官同化物积累分配及其与LAI、LAD、叶片SPAD值的相关性.[方法]通过覆膜滴灌,观测了海岛棉系-优系193和新海28号的生长发育和同化物积累分配等指标,利用SPAD-502叶绿素仪测定SPAD值,采用相关分析和回归分析等统计方法进行分析.[结果]除了株高外,系-优系193的茎粗、叶面积指数、光合势、叶面积比率、比叶面积、相对生长率、净同化率、最大LAI、同化物累积略高于新海28号,同化物积累速率最快均在出苗后60～90 d;不同器官同化物分配率规律不同,其共同特点是:生殖器官>营养器官>根;同化物积累量与叶片SPAD值呈线性相关,与LAI、LAD符合二次回归模型.[结论]在相同条件下,产量形成期海岛棉品种(系)系-优系193的同化物累积高于新海28号;营养器官同化物累积均呈抛物线型,生殖器官和单株总同化物积累均接近"S"型.两品种(系)的营养器官/总干重、叶干重比和根冠比均呈下降趋势,生殖器官/总干重均呈递增趋势.     

施氮量对甘蔗氮素吸收与利用的影响

在土壤低氮(碱解氮68.85 mg/kg)条件下,以新台糖22号(ROC22)为试材,分别施用15N标记的尿素2.5、5.0、7.5 g/盆,研究了氮肥施用量对甘蔗氮素吸收与利用的影响。结果表明,随着氮肥施用量的增加,甘蔗干物质积累、氮素积累、来源于肥料氮素的比率及土壤有效氮含量不同程度增加,但甘蔗氮肥利用率显著下降;施氮量明显影响甘蔗各器官的干物质分配、氮素分配、氮肥利用率及氮素在不同土层的分布;甘蔗主要吸收20~40 cm土层的氮素。甘蔗施用氮肥应考虑适宜的量和土层深度。     

玉米和不同蔬菜间套模式对重金属Pb、Cu、Cd累积的影响研究

通过田间小区试验,研究了玉米、青花、白菜和油毛菜间作及套作马铃薯、豌豆和西葫芦对重金属Cd、Pb、Cu累积含量的影响。结果表明,玉米与油毛菜间作与单作相比较,玉米中Cd含量显著下降了72.9%,油毛菜中Cu含量显著下降了49.8%,套作西葫芦时Pb含量显著下降了56.8%;间套作条件下,显著降低了重金属Cd、Pb、Cu在玉米和蔬菜可食部分的累积含量,与单作相比平均下降了30%、37.9%和28.6%。玉米和不同蔬菜间套模式是抑制作物可食部分吸收累积重金属Pb、Cu、Cd含量的有效措施。