氮素水平对不同氮效率基因型水稻的物质生产与分配的影响

研究了在群体水培条件下,3种氮素水平(5、15和25mg.kg-1)对6种不同氮效率利用基因型迟熟中粳水稻物质生产与分配的影响。结果表明:氮素水平、基因型对水稻氮素干物质生产效率(NUEdm)、氮素籽粒生产效率(NUEg)均有极显著的影响。6种不同氮效率基因型可分成氮高效和氮低效利用型2类。NUEdm在2类基因型水稻中总体上均随着氮素水平升高呈现上升趋势;而NUEg在氮低效基因型中表现为随氮素浓度升高而先升后降。在水稻的4个关键生育期,不同氮素水平、2类基因型之间水稻干物质积累量差异显著。成熟期,氮素水平对水稻茎鞘、根、穗的干物质分配比例影响显著,对叶片干物质分配比例影响不显著。相同氮素水平下,就平均值而言,水稻茎鞘、叶片、根系干物质比例均表现为氮低效基因型>氮高效基因型,而穗的干物质比例均表现为氮高效基因型>氮低效基因型。氮素水平对不同基因型水稻产量影响显著,同一氮素水平下均表现为氮高效型基因型水稻产量显著高于氮低效型基因型,且施氮量越大差异越大。相关分析表明,水稻各关键生育期的干物质生产量、产量、每穗粒数均与氮素水平、基因型的NUEg、NUEdm显著或极显著相关,与成熟期水稻各器官干物质分配比例相关性则相对较弱。

洞庭湖区稻田主要种植模式物质生产及光温资源利用效率的比较

合理的种植模式可实现作物生长需求和自然资源供给的匹配。比较研究洞庭湖区稻田主要种植模式,可明确该区域优势种植模式,为优化湖区资源配置和建立丰产高效种植模式提供理论依据。2016—2018年,选取4种湖区稻田主要种植模式为研究对象,分析不同模式的干物质生产效率和干物质产能、光温资源利用效率以及经济效益。4种模式中,冬闲-中稻一熟制模式周年平均干物质生产效率和干物质产能、有效积温和光能分配率最低,分别为18330 kg∙hm^(−2)和27.00 MJ∙m^(−2)、70.0%和49.2%,表明湖区冬闲-中稻一熟制模式光温资源利用不充分。而油菜-早稻-晚稻三熟制模式周年平均干物质生产效率和干物质产能最高,分别为31525 kg∙hm^(−2)和48.22 MJ∙m^(−2),但周年平均生育期为364.5 d,2016—2017年周年有效积温和光能分配率分别达到102.5%和102.6%,表明部分年份油菜-早稻-晚稻三熟制光温资源欠缺,难以满足3季作物需求,且三熟制经济效益最低,两周年平均为8738元∙hm^(−2)。冬闲-早稻-晚稻两熟制模式生长季集中于4月上旬至10月中下旬,冬季温光资源浪费,且周年经济效益平均为9009元∙hm^(−2),仅为冬闲-中稻模式的75.3%,油菜-中稻模式的62.3%。油菜-中稻两熟制模式全年时间平均利用率88.9%,周年平均有效积温和光能分配率为86.6%和87.7%,光温资源充足且利用率高,周年经济效益最高,为14468元∙hm^(−2),明显高于其他3种模式。油菜-中稻两熟制模式与其他3种模式综合比较,可充分利用全年光温资源,干物质生产效率和产能较高,也是经济效益最高的种植模式,适宜在洞庭湖区发展。

双季青贮玉米模式物质生产及资源利用效率研究

随着畜牧业产品需求不断增加,"节粮型"草食牲畜的高效舍饲畜牧业已向农区转移。为建立与农区畜牧业发展相适应的资源高效利用的新型饲料生产技术体系,2004—2005年在热量资源限制的两熟北缘区北京地区进行了双季青贮玉米周年高产技术探索,对双季青贮玉米与冬小麦-夏玉米和单季春玉米不同模式的物质积累量和生育过程的光、温、水资源的实际利用效率进行系统测定分析。结果表明,双季青贮地膜玉米-玉米模式优于传统模式冬小麦-夏玉米,其全年干物质生产率提高10.3%,能量提高12%,总辐射利用效率提高12.5%,热量资源生产效率提高22.5%,水分生产效率增加36.3%。与单季春玉米模式相比,在干物质生产率、能量、总辐射利用效率、光能生产效率上更具有明显优势。由此可见,通过利用全年两季C4玉米的高光效,早春覆膜栽培以及两季品种有效配置,不但可以充分利用两熟区的自然资源,而且为该区畜牧业发展提供了一条新型的高产高效种植模式。

施N水平对油菜杂交种及其亲本氮素利用效率的影响

通过测定不同施N水平下油菜杂交种及其亲本各器官的干物重和含N量,研究了施N水平对油菜杂交种及其亲本氮素利用效率的影响,结果表明:①油菜的氮素干物质生产效率(NUEp)、氮素籽粒生产效率(NUEg)以及氮素收获指数(NH I)均随施N水平的增加而显著降低。②不施氮肥条件下杂交种的NUEp和NUEg与其亲本相近,在施氮量为240和360 Kg/hm2条件下显著高于其亲本。③杂交种的NH I在不施N肥和360 Kg/hm2条件下与其亲本相近,而施N量为120、240 Kg/hm2时显著高于其亲本。④NUEg比NUEp和NH I更适合作为反映油菜N素效率高低的指标。

辽宁省经济系统物质代谢的核算及分析

将人类社会经济系统看成自然生态系统中的一个子系统,研究该系统物质代谢的数量和质量,是目前产业生态学前沿研究的重点。本研究对辽宁省自1990年至2003年间的物质代谢情况进行了核算和分析研究,从区域物质流情景的角度入手,推进了中国经济系统的物质代谢及产业生态学的研究,并与国内国际相关研究成果进行了对比。结果表明自1990年以来,辽宁省社会经济系统物质代谢的变化过程与全国过程有一定的类似,其所消耗的自然资源绝对数量较大,相对数量也高于全国平均水平。然而数量上的优势并没有能够高效率的转化为经济上的贡献,其自然物质生产效率不仅低于全国平均水平,而且也远远低于国际先进水平,以2003年单位自然物质投入所产生的GDP为例,该值仅相当于2000年欧盟15国平均水平的30%,1996年日本平均水平的10%。辽宁省高数量的自然资源消耗并没有换来高质量的回报。最后对物质流核算与分析方法的发展进行了一定的探讨。

黑龙江玉米主产区不同基因型玉米氮素利用效率分析

为选育氮高效品种,减少氮肥施用量,试验以黑龙江省24个不同基因型玉米品种为材料,采用盆栽方式,在N200 kg·hm^(-2)氮水平下研究抽雄期玉米品种干物质积累、总氮含量、氮素干物质生产效率、氮吸收速率、氮肥利用效率,分析各玉米品种干物质积累及氮利用率特性,为黑龙江省氮高效玉米品种选育和栽培提供理论依据。根据聚类分析结果,将24个不同基因型品种分为低氮高效型(Ⅰ)、低氮中效型(Ⅱ)和低氮低效型(Ⅲ),分别占12.5%,37.5%和50.0%。Ⅰ型品种各项指标均显著高于其他品种。相关分析表明,氮素干物质生产效率与总干重、总氮含量、氮吸收速率呈极显著正相关,与氮肥利用效率呈显著正相关;通径分析表明,氮素干物质生产效率与总干重呈显著相关,总干重对氮素干物质生产效率贡献较大。

籼稻品种间氮素吸收利用的差异及其对产量的影响

2001～2002年，在群体水培条件下，以不同年代育成的籼稻代表品种国内88个和国外122个为材料，成熟期测定植株的干物重（包括根系）、全氮含量及产量，分析籼稻品种间成熟期氮素累积苣、氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率的差异及其对产量的影响。结果表明：成熟期氮素累积量、氯素籽粒生产效率和氮素干物质生产效率，品种间差异很大，均达到极显著水平，其中，氮素累积量的差异明显大于氮素籽粒生产效率，氮素籽粒生产效率的差异又明显大于氮素干物质生产效率。相关分析表明，成熟期氮素累积量、氮素籽粒生产效率与籼稻品种的产量水平关系密切，氮素干物质生产效率与籼稻品种的产量水平关系不密切。逐步多元回归分析表明，成熟期氮素累积量和氮素籽粒生产效率对籼稻品种的产量水平均有显著影响（R^2=0．957—0．974），提高成熟期氮素累积量和氮素籽粒生产效率均可提高籼稻品种的产量水平。通径分析显示，籼稻成熟期氮素累积量对产量的直接影响比氮索籽粒生产效率大40％～70％。作者认为，籼稻品种的选育应在保持较高氮索累积量的基础上，重点改良提高氮素籽粒生产效率，有利于实现籼稻品种高产与高效的有机统一。

施氮量对不同基因型水稻品种氮素吸收利用的影响

以10份干物质生产效率不同的水稻品种为材料,用土培盆栽试验研究4种不同施氮水平对水稻植株干物质积累量、氮素积累量和干物质生产效率的影响。结果表明:施氮提高了水稻干物质和氮素的积累,但不同基因型水稻品种对施氮的响应程度不同。随施氮水平的提高,不同基因型水稻植株氮含量、氮素积累量以及干物质积累量显著上升,但氮素干物质生产效率明显下降。植株氮素积累量与植株氮含量、干物质积累量呈极显著正相关,植株氮素干物质生产效率与植株氮含量、氮素积累量呈极显著负相关。种植不同基因型水稻品种的土壤氮素表观平衡间存在显著差异,此差异随施氮水平提高而更加明显。

小麦磷素利用效率的品种差异

通过土培盆栽试验,研究了小麦不同品种在低磷水平下生物量、磷浓度、磷素干物质生产效率及磷素籽粒生产效率的差异,以筛选磷高效利用小麦品种.结果表明:分蘖期、拔节期、扬花期和成熟期,供试小麦品种单株生物量的变幅分别为0.46～1.09、0.85～2.10、3.00～7.00和3.85～12.88g,磷浓度变幅分别为2.21～4.26、2.38～4.42、2.44～4.96和1.30～5.09mg·g-1.随生育时期的推进,小麦磷素累积量、磷素干物质生产效率对生物量形成的影响程度呈减小趋势.分蘖期(CV=16.3%)、拔节期(CV=15.0%)、扬花期磷素干物质生产效率(CV=13.3%)和成熟期磷素籽粒生产效率(CV=20.5%)的品种差异较大.CD1158-7和省A3宜03-4具有较高的磷素干物质生产效率和磷素籽粒生产效率,而渝02321较低;不同生育时期高效品种磷浓度极显著低于低效品种,而高效品种CD1158-7和省A3宜03-4的籽粒产量分别是低效品种渝02321的1.98和1.78倍.

施用不同堆肥对小白菜根系生长和氮素吸收的影响

通过盆栽试验,研究施用猪粪堆肥、中药渣堆肥和菇渣堆肥对小白菜根系生长、氮素积累量和氮素干物质生产效率的影响。结果表明:(1)各施肥处理小白菜根系鲜(干)重、体积、表面积、平均直径和根系总长高于对照;(2)猪粪堆肥、菇渣堆肥处理小白菜地上部氮素积累量高于对照,中药渣堆肥处理小白菜地上部氮素积累量低于对照;(3)中药渣堆肥处理小白菜氮素干物质生产效率高于对照,猪粪堆肥、菇渣堆肥处理小白菜氮素干物质生产效率低于对照。通过试验发现,猪粪堆肥处理增加氮素供应可以促进小白菜根系生长,增加小白菜地上部氮素积累量,其根系形态指标与氮素积累量相关性较低,氮素干物质生产效率低;含氮量低的菇渣堆肥、中药渣堆肥处理小白菜通过扩大根体积、表面积等来加强对氮素的吸收,根系形态指标与植株氮素积累量有较高的相关性,氮素干物质生产效率高。氮素积累量与氮素干物质生产效率呈极强的负相关。