烤烟地上部干物质增长过程与有效积温关系研究

不同年份两地田间试验研究结果表明,在作物第二生产水平下,烤烟NC89品种移栽至大田后,植株地上部干物质(wt1)及其叶片干物质(wt2)增长动态与有效积温(t)的关系均符合Logistic方程所描述的曲线,wt1和wt2增长盛期的转捩点(起止点)所对应的有效积温值范围分别是:635 0～1033 3℃和671 5～1077 9℃,最大瞬时增长率(Vmax)分别为0 442g·d-1·℃-1·株-1和0 332g·d-1·℃-1·株-1,分别出现在移栽后有效积温达834 1℃和874 7℃之时.

不同基因型棉花地上部干物质积累对氮素的响应

选取有代表性的3个棉花品种(美国抗虫棉33B、常规棉中棉所12和抗虫杂交棉中棉所46),在大田试验条件下测定不同施氮处理下(0、90、180、270、360kg.hm-2)的叶面积指数(LAI)、地上部干物质量和植株氮浓度的动态变化。运用指数线性生长模型对棉花地上部干物质积累过程进行模拟,并用幂函数模拟棉花氮稀释效应。结果表明:(1)棉花地上部干物质增长过程可以用指数线性模型模拟,模型参数能较好地反映基因型和氮肥处理对地上部干物质积累的影响。(2)棉花地上部氮浓度随干物质的增长而降低,模型能较好地反映不同基因型棉花氮素吸收能力的差异。(3)通过对棉花地上部干物质增长和氮稀释效应的模拟分析,认为田间最佳施氮水平为180kg.hm-2,过量施氮对3个棉花品种的干物质积累和地上部植株氮素吸收增加无明显影响。

籼型三系杂交水稻地上部干物质重的发育遗传研究

采用数量性状的加性-显性发育遗传模型分析了按NC Ⅱ交配设计的两套籼型三系杂交水稻地上部干物质重的发育遗传规律。结果表明,在不同发育阶段,地上部干物质重以显性效应为主,控制地上部干物质重的加性效应基因几乎不表达,而显性效应基因在两年中的表达呈连续性,且在生长中期活动强度最大,环境和基因型互作会影响地上部干物质重加性效应基因的表达,而对显性效应基因表达的影响不明显,随着发育进程的推进,地上部干物质重杂种优势趋于减弱。

滨海滩涂盐碱地甜高粱生长和地上部干物质积累特性的研究

明确不同密肥水平下滨海滩涂盐碱地甜高粱生长特性、干物质积累特征,为盐碱地甜高粱高产栽培提供理论基础。以甜高粱ST008为试验材料,采用二因素随机区组设计,研究不同种植密度及氮肥用量水平对盐碱地甜高粱农艺性状、产量及茎秆糖锤度的影响;利用通径分析,对甜高粱不同生育阶段干物质积累与生物产量、糖锤度之间的相互关系进行了相关性分析。甜高粱ST008在种植密度120000株/hm2、氮肥用量300kg/hm2条件下获得的生物产量、籽粒产量和茎秆含糖量较高,株高、叶片数、茎粗等较为适宜。通径分析表明,拔节至抽穗期地上部干物积累量和生物产量、茎秆含糖锤度之间呈极显著的正相关关系,对提高生物产量、茎秆糖锤度的贡献最大。盐碱地甜高粱在密度120000株/hm2、施氮量300kg/hm2水平下生物产量最高。提高拔节至抽穗阶段甜高粱植株的光合生产是提高甜高粱产量、含糖量的关键。

减量追施氮肥运筹对棉花地上部干物质积累、分配及产量的影响

【目的】研究不同减量追施氮肥运筹对棉花地上部干物质积累、分配和产量的影响。【方法】5个处理施基肥量一致,以大田常规追施氮肥量为对照,在常规追施氮肥量的基础上减施10%、20%、30%、40%作为减量追施氮肥处理,分析减量追施氮肥对棉花地上部干物质积累、分配及产量的影响。【结果】常规追施氮肥量、减施10%追施氮肥量和减施20%追施氮肥量处理的棉花地上部干物质积累量、结铃数和籽棉产量均显著高于减施30%追施氮肥量和减施40%追施氮肥量处理,并且各处理生殖器官干物质分配比重按大小依次为减施10%追施氮肥量处理、常规追施氮肥量处理、减施20%追施氮肥量处理、减施30%追施氮肥量处理、减施40%追施氮肥量处理;追施氮肥量、棉花地上部干物质积累量及籽棉产量两两之间存在显著的线性正相关性。【结论】大田常规追施氮肥基础上减施10%追施氮肥量不会显著降低籽棉产量,对棉花的结铃数和铃重、衣分也均未显著降低,同时不会影响棉花地上部干物质积累量,且有利于棉株生殖器官分配比重的增加。

甬优籼粳杂交稻栽后地上部干物质积累动态与特征分析

2015—2016年,以甬优籼粳杂交稻(甬优1540和甬优4540,全生育期天数169~171 d),常规粳稻(镇稻13号和武运粳30,全生育期天数159~160 d)和杂交籼稻(两优培九和扬两优6号,全生育期天数140~141 d)为试材,比较分析不同类型品种栽后地上部干物质积累特征及其差异。甬优籼粳杂交稻2年平均产量为12.4 t hm^–2,较常规粳稻和杂交籼稻分别增产7.8%和23.3%,差异显著。与常规粳稻和杂交籼稻相比,甬优籼粳杂交稻穗数、结实率和千粒重较低,每穗粒数则较高;籼粳杂交稻成熟期干物质积累量较高,收获指数较低。成熟期茎鞘和叶部干物重及其所占比例均呈籼粳杂交稻>常规粳稻>杂交籼稻;穗部干物重以籼粳杂交稻最高、杂交籼稻最低,穗部干重所占比例则呈相反趋势。甬优籼粳杂交稻、常规粳稻和杂交籼稻栽后地上部干物质积累动态均以Gompertz方程拟合效果较好。不同类型品种栽后地上部干物质积累速率均呈先升后降的单峰曲线变化趋势,籼粳杂交稻、常规粳稻和杂交籼稻最大干物质积累速率出现的时间分别在栽后61~62、64~66和63~64 d。籼粳杂交稻栽后最大干物质积累速率较常规粳稻和杂交籼稻分别高17.7%和17.3%。与常规粳稻和杂交籼稻相比,籼粳杂交稻在渐增期、快增期和缓增期阶段平均干物质积累速率均较高;渐增期和快增期阶段的干物质积累天数较低,缓增期阶段的干物质积累天数则较高。籼粳杂交稻在渐增期、快增期和缓增期阶段的干物质积累量均高于常规粳稻和杂交籼稻。本研究建立了符合不同类型水稻栽后地上部干物质积累动态特征的Gompertz方程;与常规粳稻和杂交籼稻相比,籼粳杂交稻在渐增期、快增期和缓增期阶段的干物质积累量均具优势,渐增期和快增期较高的干物质积累量主要由于此阶段较高的干物质积累速率,缓增期较高的干物质积累量是由于较高的干物质积累天数和积累速率。

等量紫云英条件下化肥用量对早稻养分吸收和干物质积累的影响

在施用等量紫云英条件下进行了不同化肥用量对早稻养分吸收和干物质积累影响的田间试验。试验结果表明:在翻压紫云英22500kg/hm2的条件下,早稻田可减少化肥用量20%～60%,但是以减少化肥用量20%的效果最佳,能有效促进水稻植株地上部对N、P、K养分的吸收与积累,同时有利于地上部干物质的积累。

怀地黄干物质增长过程与有效积温的关系

为初步探讨怀地黄干物质增长过程与有效积温的关系,通过田间试验对怀地黄品种皇后的干物质增长状况进行分析,应用生物统计方法,配合干物质的Logistic生长曲线方程。结果表明,在供试条件下,怀地黄植株地上部干物质(Wt1)以及地下部干物质(Wt2)的增长动态与有效积温的关系符合或基本符合Logistic方程所描述的曲线,Wt1和Wt2增长盛期的转捩点(起止点)所对应的有效积温值范围是:981.6～1745.0℃和1655.4～2381.0℃,最大瞬时增长速率(Vmax)分别为0.01862g/(d·℃·株)和0.05976g/(d·℃·株),分别出现在有效积温达1363.31℃和2018.22℃之时。

减量追施氮肥对新疆巴州棉花叶绿素含量、干物质积累及产量的影响

在基肥用量相同、膜下滴灌条件下,研究减量10%、20%、30%、40%追施氮肥对棉花叶绿素含量、干物质积累及产量的影响,为巴州棉花减肥增效及棉花高产栽培提供理论依据。结果表明:大田追施氮肥在常规用量(525 kg·hm^(-2))基础上减施10%并不会显著降低地上部干物质积累量和棉花产量,对棉花的结铃数、铃重、衣分均未产生显著性影响;但随着追施氮肥量的进一步减少,棉株叶绿素含量(SPAD值)、干物质积累量、结铃数、铃重、衣分下降明显,导致减产。因此,在常规追施氮肥用量上减施10%左右对棉花产量的形成不会产生显著性影响。

夏玉米光谱特征和产量对滴灌氮磷调控的响应

【目的】研究滴灌条件下氮磷调控对夏玉米冠层光谱特征及产量的影响。【方法】2022—2023年连续开展田间试验,2022年试验设置3个氮肥水平(0、120、240kg/hm^(2))(以纯N计)和2个磷肥水平(0、100 kg/hm^(2))(以P2O5计),2023年施氮处理与2022年一致,磷肥增加为3个水平(0、60、120 kg/hm^(2))。研究滴灌氮磷调控对夏玉米冠层光谱特征、干物质积累量和产量等指标影响。【结果】①施氮和施磷处理夏玉米光谱反射率明显增加,与不施氮不施磷处理相比,施氮后光谱反射率增加9.61%~18.60%,施磷后光谱反射率增加了3.06%~7.06%;②夏玉米地上部干物质量和产量均随施氮量和施磷量增加而增加,氮磷配施显著提高了夏玉米地上部生物量和籽粒产量,与仅施氮处理产量相比,氮磷配施处理较不施氮不施磷处理的增产幅度提高了8.82%~24.27%;与仅施磷产量处理相比,氮磷配施处理较不施氮不施磷处理的增产幅度提高15.75%~65.79%,氮磷交互作用对地上部干物质量和产量均有显著影响(P<0.01);③拔节期、抽穗期和灌浆期的地上部干物质量与任意2波段差值植被指数(DVI)和归一化植被指数(NDVI)相关性较好,相关系数最大值达到0.93。【结论】拔节期最佳植被指数的估测参数可选DVI(810,680),抽穗期可选MCARI1,灌浆期可选DVI(761,383);N2P1(N:240kg/hm^(2)、P2O5:100kg/hm^(2))处理可作为该地区夏玉米优化施肥模式。

我国长江流域不同水稻种植区域氮肥和栽培管理策略研究

【目的】长江流域是我国水稻主要栽培区域,全面分析该区域氮肥管理水平下的水稻产量和氮肥利用率,以及水稻类型、栽培方式等因素对氮肥管理措施的影响,对我国长江流域水稻可持续发展具有重要意义。【方法】以施氮量、基蘖氮肥(基肥和分蘖肥氮之和)、种植区域、水稻品种、栽培模式、种植密度和土壤性质等关键词,在中国知网(CNKI)和Web of Science数据库中共检索到国内外有关稻田氮肥管理论文56篇,进一步对试验处理和数据进行筛查,共获取有效数据956组。采用整合分析(meta-analysis)方法,量化分析了不同条件下氮肥管理对水稻植株吸氮量、地上部干物质量和产量的影响。【结果】总氮量和基蘖肥用氮量分别不超过300和180 kg/hm^(2)范围内,水稻植株吸氮量和地上部干物质量随氮肥量的增加而增加,而分别超过250和120 kg/hm^(2)则产量没有显著增加。长江流域上游氮肥对产量提升幅度为24.9%,显著低于中游(42.4%)和下游(41.8%)水稻种植区域。水稻品种之间,杂交稻品种较粳稻和籼稻氮肥增加水稻植株吸氮量和产量更具有优势,分别增加12.6%~15.2%和3.5%~5.1%。氮肥对单季稻吸氮量、地上部干物质量、产量提升幅度均显著低于双季稻和水旱轮作,例如单季稻产量增幅29.1%,双季稻和水旱轮作产量增幅分别为46.3%和43.8%。长江流域水稻移栽密度均不宜超过106/hm^(2),在此范围内,适度增加移栽密度能有效提高植株吸氮量和地上部干物质量。在土壤高有机质(>25 g/kg)和速效磷(>20 mg/kg)及低速效氮(<90 mg/kg)和速效钾(<80 mg/kg)土壤中,水稻产量对氮肥响应程度最高,氮肥增产率可达43.3%~48.5%,且土壤有机质、速效磷、速效氮、速效钾对水稻产量和吸氮量总贡献率分别达到61.7%和40.2%。氮肥施用量(N)超过250 kg/hm^(2),氮素干物质生产效率、稻谷生产效率和收获指数下降,氮素吸收利用效率、农学利用效率和偏生产力甚至随施氮量增加而不断降低。【结论】长江流域水稻总施N量不宜超过250 kg/hm^(2),基肥和分蘖肥N投入量之和不宜超过120 kg/hm^(2),基糵肥与总氮肥之差应以穗肥补齐。长江流域不同种植区域水稻栽培管理策略不同,上游应优先选用杂交稻以利用其良好的品种优势,单季稻模式水稻生育周期长的品种可以降低对氮肥的依赖性,否则采用双季稻或水旱轮作制度利于改善土壤,达到减氮、增产增效的目的,中、下游通过双季稻或水旱轮作模式,合理提高移栽密度(不宜超过10^(6)/hm^(2)),能进一步提高水稻产量和氮利用率。

适宜滴灌施肥量促进河西春玉米根系生长提高产量

针对河西地区水资源短缺、作物水肥利用效率低等问题,研究不同滴灌施肥条件下河西地区春玉米根系生长与产量对水肥的响应关系,以期探索提高水肥利用效率的滴灌施肥模式。利用2 a的田间小区试验,以春玉米"强盛51号"为试验材料,设置4个灌水水平,2015年和2016年分别为I_(60)(60%ET_c)、I_(75)(75%ET_c)、I_(90)(90%ET_c)、I_(105)(105%ET_c)和I_(60)(60%ET_c)、I_(80)(80%ET_c)、I_(100)(100%ET_c)、I_(120)(120%ET_c),ET_c为玉米需水量;4个N-P_2O_5-K_2O施肥水平(kg/hm^2):F_(60)(60-30-30)、F_(120)(120-60-60)、F_(180)(180-90-90)和F_(240)(240-120-120),共16个处理。在生育期内对春玉米的根长、根表面积、根质量、根体积、根长密度进行观测,并统计地上部干物质量和产量。结果表明:灌水量为105%ET_c(2015年)和100%ET_c(2016年)与施肥量180-90-90 kg/hm^2组合的处理根长、根表面积、根质量、根体积均较高;相关性分析显示,各生育期根系特征参数与产量和地上部干物质量相关系数按大小排序表现出灌浆期>大喇叭口期>成熟期>小喇叭口期的规律;在河西地区膜下滴灌施肥条件下,综合考虑根系生长、节水节肥及高产等因素,该地区灌水量90%ET_c^100%ET_c、180-90-90(N-P_2O_5-K_2O)kg/hm^2处理为最佳滴灌施肥策略。

拔节期高温与涝交互胁迫对水稻生长发育的影响

黄淮地区水稻拔节孕穗期恰逢强高温和降水易发期,稻田易遭受高温和涝害双重胁迫,研究水稻对高温和涝及其交互胁迫的响应,可为探究高温与涝交互胁迫致灾机理及减灾措施提供参考。试验共设拔节期高温胁迫(T1)、高温×轻涝胁迫(T2)、高温×重涝胁迫(T3)、轻涝胁迫(T4)、重涝胁迫(T5)和全生育期浅水勤灌(CK)6个处理,研究了黄淮地区拔节期高温、淹涝及高温与涝胁迫对水稻形态指标和产量的影响。结果表明:1)拔节期高温(T1)、重涝(T5)和高温×轻涝(T2)胁迫会抑制水稻的生长,到成熟期,T1和T5处理水稻株高分别较CK显著降低了5.63和5.96 cm,且高温与涝胁迫较高温(或重涝)对水稻生长的抑制作用减弱;2)高温与涝胁迫促进了水稻叶面积的增加,且高温×重涝(T3)处理促进了水稻地上部干物质积累;3)除轻涝(T4)处理外,其他处理均显著降低水稻产量,其中,T2和T3处理分别较CK显著减产44.16%和22.29%,主要是因为结实率下降。但是,与高温胁迫相比,高温与涝交互能缓解胁迫,可以避免水稻大幅减产。

不同生育时期亏水对河西地区春玉米生长、产量和水分利用的影响

【目的】研究不同生育时期亏水对河西地区春玉米生长、产量和水分利用的影响。【方法】以春玉米东单11号为试验材料,设置4个不同灌水处理(全生育时期灌水(4个生育时期均灌水,CK)、拔节期不灌水(I1)、抽雄期不灌水(I2)、灌浆成熟期不灌水(I3)),研究不同生育时期亏水对春玉米株高、叶面积、地上部干物质、产量和水分利用效率的影响。【结果】与CK相比较,任一生育时期不灌水处理都会造成春玉米株高、叶面积、地上部干物质累积量、产量降低,其中I1处理对株高和干物质累积量影响显著,最高分别较对照降低了11.59%和16.10%;I3处理对春玉米叶面积影响显著,最高降低了24.61%;与CK相比较,I3处理灌溉水利用效率最高,较CK增加幅度最大,达23.77%;不同生育时期不灌水处理对春玉米的产量及其构成因素都有显著影响,其中I2处理对产量影响最大,最大降幅为24.45%,而I3处理对产量没有显著影响。【结论】与全生育时期灌水相比较,灌浆期不灌水不仅对春玉米产量没有显著影响,还可大幅度提高水分利用效率。

采煤沉陷区积水对作物产量的影响研究

为了研究采煤沉陷区积水对作物产量的影响,通过野外原位监测和室内实验分析,对采煤沉陷水域周围不同位置作物的生长状况、产量进行了研究。结果表明：采煤沉陷区积水改变了周围土壤的特性,并对不同位置的夏玉米植株株高生长和地上部干物质量的积累产生显著影响。在夏玉米拔节期、抽雄期、乳熟期和完熟期,沉陷水域对不同位置的夏玉米株高、地上部干物质量均有显著影响。采煤沉陷区积水对不同位置的夏玉米产量及其构成因素产生显著影响,随着距水域距离的增加,夏玉米产量及其构成因素受到的影响呈现减小趋势,且均显著低于对照。距沉陷水域4m范围内,夏玉米减产100%;6~10m范围内夏玉米产量分别降低了60.47%、40.41%、27.21%。该研究可以为耕地报损和采煤损害补偿提供理论参考。

施氮量对玉米产量及氮素吸收与利用的影响

自"十二五"中期以来,本团队在吉林省梨树基点开展了施氮量对玉米产量、地上部干物质分配及氮素吸收与利用影响的田间试验研究。主要取得以下研究进展。(1)分析明确了不同产量年型及不同种植密度下施氮量对玉米单产的影响,主要结论为:适量施氮的增产效应在较低产年型以及在较高密度下更为明显。(2)适量施氮使干物质向生殖器官(果穗及籽粒)中分配的比例增加,而向营养器官特别是叶片和茎秆中分配的比例降低。(3)基于施氮量与种植密度二因子裂区试验对玉米地上部氮素吸收与利用的研究结果显示:玉米单产与单位面积地上部氮素吸收总量呈正相关关系;玉米肥料氮利用效率(NUE)与肥料氮吸收利用率(NRE)呈极显著正相关,而与肥料氮生理利用效率(NIE)的关系不密切;适量施氮水平下,增加密度使玉米NRE提高,从而导致NUE提高,而种植密度偏低会导致NUE降低。

亏缺灌溉下温室番茄生长生理指标对生物炭的响应

【目的】探究生物炭和亏缺灌溉对番茄生长生理指标及水分利用效率的影响,为西北地区温室栽培番茄提供灌水和生物炭施用依据。【方法】在温室内进行桶栽试验,设置3个灌溉水平(充分灌溉I1:75%θf~85%θf,中度水分亏缺I2:55%θf~65%θf,重度水分亏缺I3:40%θf~50%θf)和3个生物炭施用量(B0:0,B1:3%,B2:6%),共9个处理,每处理重复15桶,研究了不同灌溉水平和生物炭施用量对番茄不同生育期生理指标、地上部干物质量和水分利用效率(WUEL)的影响。【结果】适当的亏缺灌溉不会影响番茄植株生长关键期的光合能力,同时也能大幅提高叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,但地上部干物质量显著降低;充分灌溉下生物炭施用对植株光合产生负面效应,使PSⅡ系统开放比例(qP)降低,最终导致地上部干物质量和水分利用效率显著降低;亏缺灌溉下生物炭B2处理的qP和植株热耗散能力(NPQ)在生长关键期均有所提高,从而提高地上部干物质积累和WUEL。在干物质积累关键期,监测生理指标均与地上部干物质关系密切,其中抗氧化酶活性(POD和CAT)、净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)对地上部干物质积累的综合作用最大,提高叶片的光合能力和抗氧化系统的防御能力均能促进干物质的积累。与I2B0处理(55%θf~65%θf,无生物炭施用)相比,I2B2处理(55%θf~65%θf,生物炭6%施用量)的地上部干物质量和水分利用效率分别提高了6.1%(P>0.05)、30.9%(P<0.05)。【结论】I2B2处理是西北地区番茄栽培适宜的灌溉和生物炭施用组合。

杂交稻有序机抛增密减肥处理对产量及肥料偏生产力的影响

研究全程机械化条件下有序机抛技术增密减肥处理对杂交稻主要生育期地上部干物质积累、肥料偏生产力以及产量的影响。以水稻品种晶两优华占为试验材料,采用有序机抛技术,设置常规密度(D0:16万穴/hm^(2))、中密度(D1:19万穴/hm^(2))和高密度(D2:24万穴/hm^(2))3个移栽密度以及常规施肥处理(N0)和减量施肥处理(N1:常规施肥基础上减肥26.56%)2个施肥水平。结果表明,移栽密度和施肥量对水稻主要生育期地上部干物质积累、肥料偏生产力和产量均存在显著影响;与D0N0处理相比,D2N1处理有利于维持千粒重,协调穗、粒矛盾,且有效提高主要生育期地上部干物质量、肥料利用率(42.44%)及产量(4.47%)。相关分析表明,产量与移栽密度显著相关(r=0.53*),说明在减施肥料条件下,移栽密度对产量产生较大影响。在常规施肥基础上减施肥料26.56%,移栽密度24万穴/hm^(2),能提高水稻产量以及肥料偏生产力,为增密减肥的最佳处理。