玉米干物质分配与发育进程关系的干旱响应

为深入了解玉米干物质分配(DMP)随发育进程(DVS)的变化及其对干旱的响应机理,并完善玉米DMP参数化方案,基于锦州地区开展4a的玉米营养(VP)和生殖(RP)生长期干旱试验,研究‘丹玉405’和‘先玉335’两个品种玉米地上各器官干物质积累和分配随玉米发育进程的变化及其对干旱的响应特征。结果表明:正常生长情况下,玉米的果穗干重与地上总干重随DVS递增的趋势相似,叶和茎干重随DVS都表现出先增后减趋势;玉米叶干物质分配系数(DMPR)随DVS线性或指数减小,茎DMPR随DVS先增大后减小,最大值出现在开花吐丝期,果穗DMPR随DVS线性增大;叶干物质增长量分配系数(IDMPR)随DVS减小,在乳熟期发生干物质再分配,茎和果穗IDMPR与DVS都呈先增后减的变化特征,茎干物质再分配略晚于叶。土壤干旱情况下,各器官干重随干旱加重而减小;各器官DMPR比干重对干旱的响应偏小且偏晚,其中‘丹玉405’的叶和茎DMPR在玉米生长后期随干旱的加重及发生时间的延后而增大,果穗DMPR的响应与之相反,‘先玉335’各器官DMPR对干旱的响应弱于‘丹玉405’。不同时期干旱使叶、茎和果穗IDMPR较正常值分别偏小、偏大和偏小,叶干物质再分配时间提前。高温和干旱叠加可导致玉米果穗生长停滞,使叶和茎的干物质再分配受到严重抑制,导致DMPR和干重比正常值明显偏大。综合4a试验结果,玉米的干物质积累和DMP随DVS变化及对干旱的响应都表现出明显的种间差异,干旱响应与干旱程度及其发生阶段关系密切。

不同肥密措施对南疆水稻抗倒伏及干物质生产特性和产量的影响

以新稻36号为材料,在南疆地区进行了以氮肥水平(N)作为主区、栽插密度(D)作为副区的田间裂区试验。结果表明,随施氮量增加,第1节间长度、第2节间长度、弯曲力矩、株高和重心高度显著增加,抗折力则先增后降以N2处理(纯N 240 kg/hm^(2))最高;合理密植能够控制个体发育,降低节间长度、弯曲力矩、株高与重心高度;茎秆倒伏指数由上述因素共同影响,施氮量240 kg/hm^(2)、栽插密度20.83~27.78万丛/hm^(2)的处理抗倒伏性较优。花后干物质积累量对籽粒贡献占比为51.69%~76.14%,是籽粒干物质积累量的主要来源,适当增施氮肥能够提高花后干物质积累量与积累率;过量施肥则会使干物质在花前的积累量增大,多用于营养器官生长,不利于向籽粒转运。适度密植有利于提高花后干物质积累量,D4处理(27.78万丛/hm^(2))较其他处理提高18.06%~30.22%,同时也促进了干物质向籽粒的转运。综合来看,施氮量240 kg/hm^(2)、栽插密度27.78万丛/hm^(2)时能显著改善水稻地上部分干物质的比例及干物质分配,且未发生倒伏,有利于产量提高。

绿洲灌区绿肥还田利用方式对玉米干物质积累、分配及产量的影响

研究绿肥还田利用方式对玉米干物质积累分配规律及产量的影响,对优化区域玉米种植制度具有重要意义。2020—2021年在甘肃内陆河绿洲灌区进行田间试验,研究了绿肥全量翻压(tillage with full quantity of green manure incorporated in the soil,TG)、绿肥地表覆盖免耕(no-tillage with full quantity of green manure mulched on soil surface,NTG)、绿肥地上部移除根茬翻压(tillage with root incorporated in the soil and above ground green manure removed,T)、绿肥地上部移除免耕(no-tillage with above ground manure removed,NT)和传统翻耕、休闲(conventional tillage and leisure,CT)5个处理对玉米干物质积累、分配及产量的影响。结果表明,NTG和TG处理具有明显的干物质积累优势,在完熟期二者地上部干物质积累量分别较CT处理显著提高20.2%和17.7%,较T处理显著提高20.2%和7.3%,较NT处理显著提高15.7%和13.0%;同时NTG和TG处理促进了干物质向穗部的分配,分别较CT处理显著提高10.3%和9.0%;通过Logistic方程拟合发现,NTG、TG处理的玉米干物质最大增长速率(Vmax)和平均增长速率(Vmean)分别较CT处理显著提高36.6%、24.8%和20.2%、17.7%;且NTG和TG处理增产效果显著,分别较CT处理增产24.9%和25.7%,增产主要归因于穗粒数的提高。因此,绿肥地表覆盖免耕和绿肥全量翻压处理有利于促进玉米干物质积累与分配,提高产量,其中绿肥地表覆盖免耕处理效果突出,可作为该区推荐的绿肥还田利用方式。

绿肥部分替代化肥对玉米干物质积累与产量形成的影响

【目的】豆科绿肥部分替代化学氮肥是实现化肥减施的一项重要技术措施。通过探讨华北冬小麦季节性休耕区冬闲田种植翻压毛叶苕子和减量施氮对玉米干物质积累与转运、产量形成及花后叶片衰老特征的影响,以期为豆科冬绿肥的氮肥替代及玉米氮素资源的优化管理提供科学依据。【方法】于2020—2022年在河北省农林科学院旱作农业研究所深州试验站开展二因素裂区田间试验,主处理为冬闲田(FF)、冬闲田种植并全量还田毛叶苕子(HV)2种模式,副处理为玉米施氮,设不施氮(0 N)、67.5 kg·hm^(-2)(25%N)、135.0 kg·hm^(-2)(50%N)、202.5 kg·hm^(-2)(75%N)、270.0 kg·hm^(-2)(100%N,常规施氮水平)5个氮肥用量,研究毛叶苕子还田和减量施氮对玉米产量与产量构成、穗部性状、干物质积累与转运、叶片衰老特性及土壤养分、酶活性变化的影响,并进一步分析农田的氮素盈余。【结果】毛叶苕子还田显著提高玉米产量,可弥补氮肥减施造成的玉米减产。2021—2022年毛叶苕子还田显著提高玉米产量(8.15%—9.21%),可弥补氮肥减施25%—50%所造成的减产。毛叶苕子连续还田明显降低玉米穗部性状秃尖长,显著提高穗长、穗粗和产量构成因素穗行数、行粒数、百粒重。毛叶苕子还田后玉米花前、花后干物质积累量、花后干物质积累率、花后干物质对籽粒的贡献率分别显著增加10.21—12.32 g/plant、39.94—72.37 g/plant、4.67%—4.78%、3.31%—3.99%,能弥补氮肥减施25%—50%对玉米花前干物质积累及花后干物质对籽粒贡献率的负效应。毛叶苕子还田显著延缓玉米花后叶片衰老。2021、2022年HV处理玉米花后绿叶面积分别增加303.44—1115.10、266.23—837.62 cm2/plant,相对绿叶面积分别提高1.12%—13.84%、0.56%—9.13%,Vmax分别降低0.30%、0.05%,Tmax分别延迟6.01、3.56 d。毛叶苕子连续还田后土壤有机质含量、全氮含量、碱解氮含量及脲酶、蔗糖酶、淀粉酶、蛋白酶活性显著提高。2021、2022年毛叶苕子还田分别增加土壤氮投入量40.92、72.79 kg·hm^(-2),降低玉米最佳施氮量40.96、48.90 kg·hm^(-2),降低农田氮素盈余7.94、0.14 kg·hm^(-2),替代玉米最高产量施氮量15.71%、19.71%,替代常规施氮量15.71%、26.23%。【结论】毛叶苕子还田能激活土壤酶活性,增强土壤供氮能力,延缓玉米花后叶片衰老,提高花后干物质积累对籽粒的贡献率,改善穗性状,协调产量构成,有利于氮肥减施后玉米的增产稳产。毛叶苕子对土壤氮的输入是其部分替代氮肥、弥补氮肥减施后产量损失的基础。华北冬小麦季节性休耕区利用毛叶苕子替代部分化学氮肥是一种可持续性的减氮施肥措施。

不同水氮环境下玉米品种的产量稳定性和干物质积累与分配差异

为深入解析不同玉米品种对水氮环境的适应机制和产量形成过程,通过8个玉米品种在6种水氮处理组合下的田间试验,采用加性主效应和乘性互作(AMMI)模型分析各玉米品种在不同水氮环境下的产量稳定性,探讨这些品种产量构成因素以及干物质积累与分配的差异。结果表明,‘军育535’、‘强盛388’、‘美豫22’和‘盛育367’为产量稳定性较高的品种,‘先耕303’、‘秦龙14’、‘西蒙M1711’和‘金北516’为产量稳定性较低的品种。稳定性较高品种的百粒重以及吐丝期穗和成熟期籽粒的干物质积累量和分配系数显著较高,但灌溉和施氮后,稳定性较低品种的百粒重增幅分别比稳定性较高品种提高21.64%和49.22%。补灌处理后,稳定性较低品种的吐丝期穗和成熟期籽粒干物质积累量增幅比稳定性较高品种分别提高14.92%和24.79%,分配系数增幅分别提高58.40%和34.68%;施氮处理后,稳定性较低品种的吐丝期穗和成熟期籽粒干物质积累量增幅比稳定性较高品种分别提高46.96%和27.55%,分配系数增幅分别提高57.93%和61.19%;补灌和施氮后,稳定性较低品种产量增幅分别为5.91%和97.02%,从而使其在W0N0处理下产量比稳定性较高品种低9.60%,但在W1N2处理下提高0.50%。综上,稳定性较低的品种对增施氮肥或补充灌溉的响应更为敏感,其在较优的水氮条件下可表现出更显著的增产效应。

干旱及复水对冬小麦产量和干物质积累与分配的影响

为了探究干旱及复水条件下,冬小麦各器官干物质积累与分配的变化规律,及对产量的影响,以‘济麦22’为研究对象,在拔节期(4月2日)按照正常补水量(75 mm)的100%(CK)、80%(T_(1))、50%(T_(2))、25%(T_(3))和0%(T_(4))一次性灌溉,并在开花期(4月26日)统一复水至土壤相对湿度达90%,测定2个生育期植株各器官干物质量和总干物质量,以及各处理的最终产量。结果表明,拔节期干旱胁迫会使冬小麦叶的干物质分配比降低,茎和穗的干物质分配比升高,叶鞘的干物质分配比变化不大,复水后各器官干物质分配比均能恢复到与对照一致的水平;开花后期植株的穗干物质重和干物质总重降低,T_(1)、T_(2)、T_(3)、T_(4)处理的冬小麦总干物质重相较于CK下降11.3%、16.0%、24.2%、35.0%,穗干物质重下降15.7%、20.0%、26.6%、32.0%;叶的花前干物质转运量和转运率显著降低,叶鞘和茎的花前转运率显著升高;T_(1)、T_(2)、T_(3)、T_(4)处理的冬小麦产量相较于对照分别下降16.2%、24.4%、29.4%、33.0%,穗粒数分别下降9.9%、11.6%、20.0%、23.3%,不孕穗率分别升高6.2、7.5、9.6、8.1个百分点,对千粒重和小穗数影响不大。由此可知,拔节期干旱会导致干物质向茎和穗等储藏器官分配,复水后的总干物质重和穗干物质重显著降低,干旱胁迫程度越重,变化幅度越大;拔节期的干旱胁迫导致穗粒数减少,不孕穗率显著升高,产量显著下降。

3种微生物菌剂对源棉8号干物质积累、冠层性状及纤维品质的影响

为探索不同微生物菌剂对棉花干物质积累及纤维品质的影响,于2021-2022年以源棉8号为研究对象,采用随机区组对比试验,以当地习惯用肥为对照处理(CK),在对照施肥的基础上每次滴施微生物菌剂(T1:菌临天下,T2:双澡菌露200,T3:酶力康)为试验处理,调查分析微生物菌剂对源棉8号地上部、地下部干物质积累及冠层性状、纤维品质的影响。连续2年调查结果表明:T1处理的地上部鲜物质质量、地下部鲜物质质量、地上部干物质质量和地下部干物质质量均大于其他处理,整体表现为T1>T3>T2>CK;各菌剂处理的叶面积指数、无截取散射均优于对照;微生物菌剂对棉花的纤维品质有一定的影响,但是处理之间差异不显著,其中在2021年,T1处理下衣分、上半部平均长度、长度整齐度指数、断裂比强度、马克隆值较CK分别增加了4.5%、7.5%、3.0%、0.3%、15.8%。综上,T1处理的微生物菌肥(菌临天下)可增加源棉8号的干物质积累,优化冠层性状,并对纤维品质有一定的提升效果,可以在棉花生产中推广应用。

微咸水与沼液一体化灌溉对设施番茄干物质累积和产量品质的影响

【目的】探明微咸水与沼液一体化灌溉对设施番茄植株干物质累积、果实产量及品质的影响,获得适宜番茄生长发育的微咸水矿化度阈值。【方法】以设施番茄为研究对象,于2022年和2023年开展了两季大田试验,在番茄3个生育期(苗期、开花坐果期、成熟期)设置3个灌溉水矿化度(2、3、5 g/L),探求番茄干物质累积、产量、灌溉水利用效率、果实离子量和品质的响应规律,并采用主成分分析法和组合评价法分别对番茄果实品质及综合效益进行评价。【结果】苗期和开花坐果期使用5 g/L的微咸水与沼液一体化灌溉会抑制番茄各部位干物质量的增加;微咸水与沼液一体化灌溉均会降低番茄最终的产量,其降低主要是通过减少番茄单果质量来实现的,而对单株坐果数影响并不显著。但基于主成分分析法的番茄果实综合品质得分均有所提高;T4处理(苗期2g/L、开花坐果期3 g/L、成熟期5 g/L)番茄综合生产效益得分最高;各处理在一定程度上均降低了番茄果实对Na^(+)、Ca^(2+)的积累。【结论】基于组合评价法的番茄综合效益评价结果表明,在淡水资源紧缺微咸水资源丰富的地区,建议在番茄苗期使用2 g/L、开花坐果期使用3 g/L、成熟期使用5 g/L的微咸水与沼液一体化灌溉模式。

茭虾共作对土壤氮磷含量和茭白干物质积累及氮磷钾吸收分配的影响

为探究茭白种养模式的施肥策略,设置茭虾共作(ZC)、茭白单作(Z)2个处理,研究茭虾共作对土壤氮磷含量、茭白产量和茭白干物质积累及氮磷钾吸收分配的影响。2021-2022年的研究结果显示,茭虾共作模式较茭白单作模式采茭期土壤中全氮、全磷、速效磷的含量分别提高了10.85%~38.89%、5.45%~13.79%、6.19%~61.79%,净茭产量提高了5.10%~19.54%,采茭期茭白茎、叶、净茭的干物质积累量分别增加14.41%~16.58%、10.28%~15.15%、10.57%~21.45%。2021年茭虾共作处理较茭白单作处理在采茭期叶的氮含量显著增加了25.74%,但在孕茭期茎中磷含量显著减少了16.76%;2022年氮肥减量、减量投喂下,茭虾共作处理较茭白单作处理在孕茭期茎的氮含量显著减少了23.75%,在分蘖期叶中磷含量显著减少了12.08%,2a全生育期同一器官的钾含量在2个处理间差异不显著。对于养分积累,2021年茭虾共作处理在分蘖期叶的氮、磷、钾积累量较茭白单作处理分别减少26.04%、27.27%、30.11%,但在采茭期茎的氮、钾积累量和叶的氮、磷积累量较茭白单作处理分别增加18.80%、38.41%和44.77%、35.71%;2022年在氮肥减量、饲料减量投喂下,茭虾共作处理在采茭期叶的磷积累量和茎的钾积累量较茭白单作处理显著增加30.0%和30.77%。关于养分分配,2种处理的茭白在孕茭期和采茭期氮素的分配均以茎、叶为主,而磷、钾元素的分配均以茎为主,茎分配比例在42%~66%。对于养分转运,2021年2种处理茭白的根、茎、叶在氮、磷转运上大多为表现为“库”器官,而在钾转运上大多表现为“源”器官;2022年氮肥减量、减量投喂下,茭白的根、茎、叶在氮、磷、钾转运量上大多表现为“源”器官。因此,在茭虾共作模式中适当减少肥料、饲料的投入,能促进形成合理的源库关系,有利于茭白产量的形成。

单粒精播对花生干物质累积及根冠结构的影响

为明确花生单粒精播增产机理,大田条件下,以花育22为供试花生品种,以双粒穴播(DS)为对照,研究了单粒精播(SS)对花生干物质积累、叶面积系数、冠层结构和根系特征的影响。结果表明,花生生育前期单株和群体干物质重单粒精播和双粒穴播差异不显著,而生育中后期显著高于双粒穴播,结荚期叶面积系数单粒精播显著高于双粒穴播。从结荚期不同冠层结构来看,冠层上、中、下层叶面积系数单粒精播分别比双粒穴播高23.03%、9.34%、86.43%,单株和群体冠层叶片和茎干重单粒精播均显著高于双粒穴播,从冠层不同部位叶片和茎干重占总干重的比例来看,单粒精播冠层下部叶片和茎干重比例高;单株和群体总根干重、根长、根表面积和根体积高于双粒穴播,且中下层根系占比高。相关性分析结果表明,根干重与中下层的叶片干重、下层的茎干重呈显著正相关。综上所述,与双粒播相比,单粒精播花生植株冠层中下部发育健壮且根系大分布深是其增产的重要原因。单粒精播促根扩冠,是花生节本增产的一种有效途径。

优化管理对小麦-玉米轮作系统植株干物质积累、转运与产量的影响

针对小麦-玉米轮作种植系统中因秸秆处理不当、肥料施用不合理造成的农田土壤退化、作物减产等问题,本研究设置6种水肥结合秸秆优化管理模式,探究其对小麦、玉米干物质积累、转运和产量的影响,以期为改善小麦-玉米轮作系统田间管理提供科学依据。试验以农民常规管理模式(漫灌+常规施肥+秸秆还田)为对照(CK),设两种水肥优化方案———滴灌+增效复混肥+稳定尿素(水肥优化Ⅰ,SS)、水肥一体+增效复混肥(水肥优化Ⅱ,SF),每种水肥优化方案下设3种秸秆处理方式———秸秆还田、秸秆还田+腐解剂(D)、秸秆不还田+秸秆炭(C),共组合为6个处理,分别标记为SS、SSD、SSC、SF、SFD和SFC。研究发现,SSC处理可有效提升玉米干物质积累和转运,花前干物质转运量、转运效率和花前干物质对籽粒的贡献率较CK分别显著提高56.6%、7.14个百分点和10.93个百分点;SS处理下小麦干物质积累量最高,其花后干物质积累量较其他处理显著增加23.2%(SSD)~115.1%(SF);SFD处理可有效促进干物质转运,其花前干物质转运效率、对籽粒的贡献率分别较CK显著提高3.04个百分点和7.08个百分点。SSC、SFD处理的玉米、小麦产量均显著高于其他处理,分别较CK显著提升21.8%、16.2%(SSC)和14.2%、23.6%(SFD)。综上,各优化措施处理中,SSC和SFD模式均能有效提升植株干物质积累并协调其向籽粒转运,提高成熟期籽粒干物质分配比例,提升小麦-玉米轮作系统下作物产量,可在生产中推广应用。

施氮水平对谷子干物质积累分配及氮素利用率的影响

为探明施氮水平对谷子干物质积累分配和氮素利用的影响,在西北半干旱雨养农业区,以常规种陇谷13号和杂交种张杂谷13号为试验材料,设置4个氮浓度梯度:0(N_(ck))、45(N_(低))、90(N_(中))、135(N_(高))kg/hm~2,测定2个品种在不同施氮水平下的产量、干物质积累、分配和氮素利用效率。结果表明,陇谷13号在N_(高)处理下,较N_(ck)处理花后干物质对籽粒贡献率提高32.5%、穗粒质量提高30.0%、株高提高14.5%、籽粒干物质积累量提高20.5%,产量增加11.1%;张杂谷13号在N_(中)处理下较N_(ck)处理花后干物质对籽粒贡献率提高21.0%、穗粒质量提高20.7%、籽粒干物质积累量提高21.5%、产量增加11.6%。陇谷13号在N_(中)处理下氮肥农学效率最高,为3.75 kg/kg;而张杂谷13号在N_(低)处理下氮肥农学效率最高,为9.57 kg/kg。在不同的施氮水平下,陇谷13号氮肥用量为135 kg/hm~2时产量最高,张杂谷13号氮肥用量为90 kg/hm~2时产量最高,表明杂交谷子品种更耐低氮环境,是化肥减氮生产中的优势品种类型。

夏大豆生育期结构、干物质累积分配及运移对播期的响应

为探索播期对夏大豆生育期结构、干物质累积分配及运移的影响,试验设置早播S1(6月1日)、适期播种S2(6月11日)、晚播S3(6月21日)3个播期,研究了夏大豆生育期结构、干物质累积分配及运移对播期的响应。结果表明,随播期的推迟,全生育期逐渐缩短,生育进程显著加快,但对生殖生长期影响较小。开花期、结荚期、鼓粒期、成熟期干物质累积量随播期延迟均呈先上升后下降的变化趋势,处理S2干物质累积量最高。根、茎、叶片、叶柄和豆荚干物质累积量处理S2显著大于S1、S3,随生育进程的推进,干物质的分配从根、叶片、叶柄逐步转运至茎,最后过渡至豆荚。处理S2花前和花后同化物运移量、花后同化物运移率和贡献率最高,成熟期把生长中心优先运移至荚中。随播期的推迟,株高、有效分枝呈逐渐降低的趋势,底荚高、有效荚数、单株粒数、单株粒质量、百粒质量和产量呈先增加后降低的趋势,处理S2产量最高,处理S2比S1、S3分别增产了19.94%、35.02%。因此,适期播种有利于充分利用光热资源,调动植株生长因素,促进干物质累积分配和运移,挖掘大豆产量潜力,最终提高籽粒产量。

谷子大豆间作模式对作物干物质积累分配及产量的影响

为探究适于陕北黄土丘陵沟壑区膜际栽培条件下谷子大豆种植的最佳间作方式,采用单因素随机区组设计,设置2行谷子2行大豆间作(I_(22))、2行谷子4行大豆间作(I_(24))、4行谷子2行大豆间作(I_(42))、单作谷子(SG)和单作大豆(SD)共5个处理,分析不同间作模式下谷子和大豆干物质积累与分配特点、种间竞争力及其对产量的影响。结果表明,3种间作处理均显著提高了谷子的干物质积累量,且I_(24)处理显著高于I_(42)处理,谷子干物质分配比率孕穗期为叶大于茎,成熟期穗大于叶、茎,3种间作处理穗分配比率均显著高于单作,且I_(24)和I_(22)处理显著高于I_(42)处理;3种间作处理均显著降低了大豆的干物质积累量,大豆干物质分配比率开花期为叶大于茎,成熟期荚果大于茎、叶,3种间作处理荚果分配比率均显著高于单作,各间作处理间无显著差异。I_(24)和I_(42)间作处理土地当量比分别为1.10、1.06,土地生产力提高6%~10%,具有间作优势;I_(22)间作处理土地当量比为1.00,无间作优势。间作处理下谷子较大豆表现出了更强的种间竞争力(AG>0)和产量营养竞争比率(CRG>1),且I_(24)处理显著低于I_(42)和I_(22)处理。综上所述,2行谷子2行大豆间作为陕北黄土丘陵沟壑区的最佳谷子大豆间作方式。

不同施镁水平对红壤土花生光合特性、干物质积累和产量的影响

为探究施用镁肥(Mg)对红壤土花生生长和产量的影响,本研究以花育25为供试花生品种,通过盆栽试验,设置0、0.1、0.2、0.3、0.4 g/kg(Mg0、Mg1、Mg2、Mg3、Mg4)5个镁肥水平,研究不同施镁水平对不同生育时期花生的叶绿素含量、光合特性、镁含量、干物质积累量及成熟期荚果产量的影响。结果表明,一定范围内施用镁肥对花生全生育期的生长和产量均有明显影响,开花下针期、结荚期和成熟期植株叶片叶绿素含量均以Mg2处理最高;开花下针期Mg2处理花生叶片净光合速率、胞间二氧化碳浓度和气孔导度明显高于其他处理;结荚期和成熟期,与Mg0处理相比,Mg2处理荚果干物质积累量分别提高16.4%和18.9%,成熟期单株产量和单株饱果数分别增加15.2%和66.5%。继续增加镁肥施用量至0.3~0.4 g/kg,则明显抑制花生生长。综上,本试验条件下,花育25适宜镁肥施用量为0.2 g/kg。

施氮量和种植密度对甘薯封垄期干物质积累和分配及收获期产量的影响

为探讨氮肥用量和种植密度对甘薯封垄期干物质积累和分配及收获期产量的影响,提升海南地区甘薯栽培技术,于2019—2020年进行田间试验,以鲜食型甘薯品种高系14为试验材料,设置3个种植密度,即47600株/hm^(2)(D_(1))、71400株/hm^(2)(D_(2))、142900株/hm^(2)(D_(3));4个施氮量,即0 kg/hm^(2)(N_(0))、60 kg/hm^(2)(N_(1))、120 kg/hm^(2)(N_(2))、180 kg/hm^(2)(N_(3)),采用双因素裂区设计,以种植密度为主区,施氮量为副区,研究不同种植密度和施氮量组合对高系14封垄期的光合特性、叶绿素相对含量(SPAD)、茎叶生长、源库干物质积累与分配特性、封垄期结薯特性、收获期产量及其构成因素和商品性的影响。结果表明:在同一种植密度下,甘薯封垄期的叶片净光合速率(P_(n))、茎叶鲜重、分枝数、最长蔓长、单株结薯数及商品薯单薯重随施氮量的增加先增加后降低,在N_(1)处理时最大;甘薯产量随施氮量的增加先增加后降低,在N_(2)处理时最大,较N0提高了32.0%,但N_(2)与N_(1)处理间无显著差异;在同一施氮量下,甘薯块根干物质分配比随种植密度的增加先增加后降低,D_(2)处理达到最大但D_(2)与D_(3)处理间无显著差异;根冠比和产量随种植密度的增加显著增加,在D_(3)处理时最大,其中D_(3)产量较D_(1)、D_(2)分别提高了30.9%和24.1%。相关性分析结果表明,在对块根干物质积累和分配的影响效应中,施氮量和种植密度均有显著影响,而对甘薯收获期产量的影响效应中,种植密度与收获期产量呈极显著正相关,相关系数为0.704。综合本试验结果,当施氮量为60 kg/hm^(2)、种植密度为142900株/hm^(2)处理(D_(3)N_(1))时,高系14的产量最高,达到30.1 t/hm^(2),其对应薯块商品率为94.3%,均为所有处理中最佳。

施加生物炭对谷子干物质积累、转运、分配和土壤理化性质的影响

谷子是我国北方重要的杂粮作物,研究表明施加生物炭显著提高谷子产量,但生物炭施用对谷子干物质积累转运及沙地土壤理化性质的影响缺乏详细研究。因此,为研究生物炭对谷子干物质积累转运及分配和土壤的影响,以“榆谷抗1”为试验材料,于2021—2022年在毛乌素新开垦沙地开展田间试验,共设置1个对照组(CK,生物炭添加量0.0 t hm^(-2))和3个试验组3.0 t hm^(-2)(C1)、4.5 t hm^(-2)(C2)和6.0 t hm^(-2)(C3)。结果表明,与CK相比,新开垦沙地施加生物炭可以显著提高谷子产量和总干物质量,增长幅度分别为12.22%~53.70%和9.62%~40.62%。与CK相比,施加生物炭处理显著提高了花后0(开花期)、7、14、21、28和45 d谷子倒一叶(旗叶)至倒十三叶的叶片干重。施加生物炭提高了开花期净光合速率,花后同化物积累量、花后同化物积累量对籽粒产量的贡献率以及收获期穗的干物质分配比例,但是后三者随生物炭施用量的增加呈现略微下降的趋势。收获期茎、叶总干物质分配比例随生物炭用量增加而降低,千粒重和收获指数随生物炭施用量的增加呈现先增加后减小的趋势。相关性分析显示,谷子产量与收获期茎重(R2=0.68)、收获期地上部总重(R2=0.71)和收获期全株总重(R2=0.70)呈显著正相关。施加生物炭能有效提高土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性,并且显著提高土壤有效氮和有效磷的含量,其中C2(4.5 t hm^(-2))处理改善效果较大。综上,施加生物炭改善土壤质量,提高开花期谷子净光合速率,增加花后营养器官光合产物的积累,提高穗部干物质分配比例,最终实现谷子增产。

玉米种植密度对大豆玉米带状复合种植体系干物质养分积累与转运的影响

为探索大豆玉米带状复合种植模式下适宜的玉米种植密度,通过田间试验,研究大豆玉米带状复合种植模式(3+2)下,玉米种植密度(52500、60000和67500株·hm^(-2),分别以SM1、SM2和SM3表示)和玉米单作(MM,种植密度60000株·hm^(-2))对大豆玉米带状复合种植体系产量及玉米干物质、养分积累和转运的影响。结果表明,与单作相比,带状复合种植体系玉米产量降低5.25%~14.30%,其中SM2产量与MM差异未达显著水平,但带状复合种植体系总产值显著提高10.80%~16.71%。在复合种植模式下,与SM1和SM3相比,SM2显著提高玉米穗粒数和百粒重,延长干物质快速积累的时间,提高干物质积累最大增长速率,促进花后干物质向籽粒中转运,提高养分吸收,产量分别较SM1和SM3提高10.56%和9.67%。综上,相比较玉米单作,大豆玉米带状复合种植(3+2模式)可实现“玉米不减产或稍减产,多收一季豆”;在大豆玉米带状复合种植模式下,大丰30系列玉米的种植密度在60000株·hm^(-2)左右时可作为晋南小麦玉米一年两熟轮作区合理的密度选择,实现稳产高效。本研究可为晋南小麦玉米一年两熟轮作区推广大豆玉米带状复合种植及提高我国大豆自给率提供理论依据。

紫云英稻秸秆协同还田与氮肥减量配施对水稻干物质积累、氮素转运及产量的影响

研究紫云英稻秸秆协同还田下氮肥减量对水稻关键生育期干物质积累和氮素吸收转运及籽粒产量的影响,为水稻绿色高效栽培提供技术路径。试验于2019—2021年在陕西省汉中市农业科学研究所韩塘试验基地进行,采用随机区组设计,重复3次。供试水稻品种为优质籼稻‘黄华占’。共设5个处理,(1)冬闲水稻秸秆不还田,不施肥(CK);(2)冬闲水稻秸秆不还田,常规施氮(NPK);(3)冬作紫云英水稻秸秆还田,常规施氮(GRN_(100));(4)冬作紫云英水稻秸秆还田,氮肥减量20%(GRN_(80));(5)冬作紫云英水稻秸秆还田,氮肥减量30%(GRN_(70))。分析了水稻齐穗期和成熟期干物质积累、氮素累积量、氮素吸收与利用。结果表明:1)与NPK相比,紫云英水稻秸秆协同还田各处理水稻产量增加3.50%~7.65%;齐穗期茎鞘、叶片、穗干物重分别增加25.54%~44.79%、44.79%~53.74%、33.76%~61.81%,成熟期茎鞘、叶片干物重增加6.87%~25.57%、20.87%~23.46%;且与GRN_(100)相比,GRN_(80)和GRN_(70)水稻产量增加4.00%和2.77%,齐穗期穗干物重增加21.33%、4.56%,GRN_(80)有效穗增加7.77%,千粒重增加2.56%,GRN_(80)成熟期茎鞘、穗干物重增加17.52%、10.91%。2)与NPK相比,紫云英水稻秸秆协同还田各处理齐穗期茎鞘、叶片、穗氮累积量增加34.84%~60.59%、50.41%~69.28%、26.57%~45.35%,成熟期增加48.61%~54.78%、54.67%~91.81%、6.42%~19.96%,茎鞘氮转运量增加16.89%~64.99%,叶片氮转运量增加47.85%~73.05%,氮转运贡献率增加27.75%~41.09%;且与GRN_(100)相比,GRN_(80)穗中氮增量增加19.76%,茎鞘氮转运量、茎鞘转运率、叶片转运率、氮素转运效率分别增加7.46%、2.73%、9.35%、6.86%。3)与NPK相比,紫云英水稻秸秆协同还田各处理氮素干物质生产效率减低10.64%~20.92%,氮肥生理利用率减少17.88%~32.89%,氮肥农学效率增加7.81%~63.03%,氮素回收率增加57.36%~97.19%,氮肥偏生产力增加3.55%~52.00%;且与GRN_(100)相比,GRN_(80)和GRN_(70)氮素干物质生产效率增加13.00%、10.97%,氮肥生理利用率增加12.34%、22.37%,氮肥农学效率显著增加35.66%、51.21%,氮素回收率显著增加21.04%、25.52%,氮肥偏生产力增加30.04%、46.79%。紫云英水稻秸秆协同还田下减氮20%或30%能够显著提高水稻产量,增加氮素吸收转运,提高氮素利用,是适宜汉中地区水稻生产的一种绿色高效栽培模式。

不同雪茄烟品系农艺性状与干物质积累研究

为筛选适宜山东烟区栽培的雪茄烟品系,探究雪茄烟在山东烟区的生长发育特征及质量特性,以5个国内优质雪茄烟品系(QX100、QX102、QX103、QX105、QX107)为试验材料,通过不同地点田间试验,按照YC/T142‒2010《烟草农艺性状调查方法》,使用连续流动分析仪和火焰光度计等方法,研究不同雪茄烟品系的田间性状、养分吸收积累和质量性状的表现差异。结果表明:生育期方面,临朐点雪茄各品系的生育期差异较小,沂水点QX102和QX105差别较大,QX102现蕾和中心花开放时间较长,QX105历经时间较短;其他品系无明显差异,两地点的植物学性状表现一致。农艺性状方面,临朐点QX100株高最高,叶片宽且薄,支脉少且细;QX102叶片数最多但叶片较小且支脉数最多;QX103株高较矮,叶长较长,叶片较厚;QX105叶宽最小,支脉较细;QX107叶片较大,支脉最粗。沂水试验点,QX100株高最高,节距、叶长和叶宽最大,除叶长外与其他品系具有显著差异,其茎围、茎叶夹角较小,支脉最细;QX102株高较矮,叶片数多,节距小;QX103叶片厚,支脉粗;QX105株高较矮,叶片较小;QX107叶片较大,叶片薄。干物质及养分积累方面,QX103叶片和总干物质积累量均最高,QX100叶片磷钾含量较高,但养分积累能力弱于QX103;QX103的氮磷钾累积量均最高,QX105的磷累积量最低,QX107的钾累积量最低。QX100晾制后烟叶呈棕色,单叶重最大,QX107原烟厚度最厚,单叶重较重。综合田间表现和物质养分积累以及质量表现来看,QX100和QX103表现相对较好,更适合茄衣烟叶生产,可作为山东烟区的主栽茄衣品系。