施氮量对不同夏玉米品种籽粒灌浆特性、产量和品质的影响

以脱水速率不同的2个夏玉米品种迪卡517(DK 517,脱水速率较快)和郑单1002(ZD 1002,脱水速率较慢)为材料,研究施氮量[0 kg/hm^(2)(N0)、180 kg/hm^(2)(N1)、300 kg/hm^(2)(N2)]对夏玉米籽粒灌浆特性、脱水速率、产量和品质的影响,以期为黄淮海夏玉米优质高效生产提供理论依据。结果表明,随着施氮量的增加,DK 517和ZD 1002籽粒干质量总体上均逐渐增加,行粒数和产量先增加后降低,籽粒粗蛋白含量增加,粗淀粉含量降低。N1处理总体上籽粒灌浆速率最大时的生长量和最大灌浆速率最高,活跃灌浆期最长,行粒数最多,进而产量最高,分别为9694.60 kg/hm^(2)和11204.56 kg/hm^(2),且籽粒粗蛋白含量较高。不同施氮量处理对不同脱水类型夏玉米品种籽粒灌浆特性影响不同。授粉后15~24 d,不同处理夏玉米籽粒含水量之间差异显著,授粉后58 d,DK 517籽粒含水量表现为N2>N1>N0,ZD 1002籽粒含水量表现为N1>N0>N2。授粉后49~58 d,N0处理籽粒脱水速率最高。与ZD 1002相比,DK 517籽粒灌浆速率最大时的生长量和最大灌浆速率较高,到达最大灌浆速率的时间较早,活跃灌浆期较短,籽粒含水量较低,灌浆前期籽粒脱水速率较低,中后期较高,行粒数、百粒质量和产量较低,籽粒粗脂肪含量较低,粗蛋白和粗淀粉含量较高。籽粒脱水速率与穗粗、秃尖长呈显著或极显著负相关,与穗长和粗淀粉含量呈显著或极显著正相关。综上,施氮180 kg/hm^(2)可促进夏玉米籽粒灌浆,提高产量和籽粒粗蛋白含量。

不同氮肥处理对香稻和非香稻品种籽粒灌浆和叶片光合特性的影响

在大田条件下,通过对香稻和非香稻品种的籽粒灌浆、叶片光合特性进行研究,明确香稻和非香稻品种产量和品质形成的生理机制。结果表明:在籽粒灌浆期,相对于非香稻品种,香稻品种在不施氮处理下表现为较高的籽粒灌浆速率,在施氮处理下表现为较低的籽粒灌浆速率;对于剑叶光合速率,无论在施氮还是非施氮条件下均表现为香稻品种高于非香稻品种,说明香稻品种更具有高光效特性。对2品种的产量性状分析表明,香稻品种较非香稻品种粒多,穗大;而非香稻品种相对于香稻品种则穗小,穗数多,这说明,香稻品种主要表现为大穗型,而非香稻品种主要表现为多穗型。对2品种的品质性状进行分析,加工品质2品种差异较小,外观品质表现为非香稻品种明显优于香稻品种,食味值2品种相差相对较小,且均表现为不施氮处理的食味值较高。综合以上分析表明,相对于非香稻品种,香稻品种在不施氮处理下主要表现为较高的籽粒灌浆速率,较高的剑叶光合速率,较高的产量及较高的食味品质;在施氮处理下,除光合速率香稻高于非香稻品种外,其他性状稍低于非香稻品种,这说明,在水稻提优栽培中,在确保产量不降低的情况下,不施或适当少施氮肥,有利于增加香稻品种的籽粒灌浆速率和剑叶光合速率,从而提高香稻的品质。

气象因子与播期调控水稻籽粒灌浆关系的研究

为研究东北地区适宜的水稻播种日期,以通禾822水稻品种为供试材料,设置6个播期处理:4月10日(S1)、4月20日(S2)、4月30日(S3)、5月10日(S4)、5月20日(S5)、5月30日(S6),探讨了气象因子与齐穗后的水稻产量构成因子、籽粒灌浆特性之间的关系。结果表明:(1)播期从4月10日推迟到5月30日,水稻生育进程加快,生育时期缩短,千粒重显著降低;产量下降主要是由结实率和千粒重引起的,而结实率和千粒重的降低主要与活跃灌浆期、最大灌浆速率和平均灌浆速率有关,而活跃灌浆期、灌浆速率受齐穗后有效积温、日最高温度和降雨量的影响显著。(2)在播期内,水稻的结实率、千粒重、最大灌浆速率随着有效积温的增加和日最高温度的升高而呈增加的趋势。(3)播期的延迟导致水稻在灌浆期遭遇大量降雨,从而造成水稻灌浆速率下降、产量减少;影响籽粒灌浆和千粒重的主要气象因子是积温。在当地气候条件下,4月20日播种处理的水稻灌浆性能较好,有利于获得较高的产量和提高有效积温的生产效率。

水稻灌浆期高温下钾肥运筹对籽粒灌浆及垩白的影响

为了明确水稻灌浆期高温下钾肥运筹对籽粒灌浆及垩白的影响,本研究设置环境温度和灌浆期高温20 d 2个温度处理。并在不同温度下设置3种钾肥运筹方式,K1(基肥∶促花肥为10∶0)、K2(基肥∶促花肥为7∶3)和K3(基肥∶促花肥为3∶7),测定各处理下籽粒的灌浆进程和垩白。结果表明,灌浆期高温缩短籽粒活跃灌浆期,提前到达最大灌浆速率,提高花后15 d以内的灌浆速率,但花后15 d以后的灌浆速率迅速下降,降低花后20 d以后的灌浆速率,灌浆曲线起伏大,提高籽粒垩白米率和垩白度。在高温条件下,与K1相比,K2和K3均延长籽粒活跃灌浆期,推迟到达最大灌浆速率的时间,降低花后20 d以内的灌浆速率,缓解灌浆期高温对水稻造成的高温逼熟效应,且到达灌浆高峰后,灌浆速率下降更加平缓,灌浆速率下降较慢,提高花后20 d以后籽粒的灌浆速率,降低籽粒垩白的发生,并且垩白米率和垩白度随着促花肥比例的提高而降低。灌浆期高温下,虽然K3可以最大程度减少籽粒垩白的发生,但产量与K1无显著差异。因此,综合产量和品质,在水稻生产实践中,钾肥应按照基肥∶促花肥为7∶3比例施用,若灌浆期遭遇高温,可喷施磷酸二氢钾缓解高温胁迫的危害。

不同氮效率小麦品种的籽粒灌浆特性

为明确不同氮效率小麦品种的籽粒灌浆特性及其与产量和氮效率的关系,于2019—2021年选取高产氮高效(HH)、高产氮低效(HL)和低产氮低效(LL)小麦品种为试验材料,利用Logistics模型在大田生产条件下模拟籽粒灌浆进程,分析产量构成参数,探究不同氮效率小麦的籽粒灌浆特性差异及其与氮利用效率的关系。结果表明,不同类型品种间的籽粒灌浆特性均存在较大差异。不同品种的最大灌浆速率和平均灌浆速率均表现为HH>HL>LL,达到最大灌浆速率时的籽粒质量则表现为HL>HH>LL,HH与HL之间差异不明显。灌浆活跃期和有效灌浆时间均表现为HH<HL<LL。与HL和LL相比,HH表现出灌浆启动早、灌浆速度快和有效灌浆时间缩短等特性,这可能与品种的氮效率有关。

氮素穗肥对杂交籼稻籽粒灌浆影响及其与淀粉合成关键酶活性间关系

【目的】为明确氮素穗肥对杂交稻籽粒灌浆和淀粉合成关键酶活性的影响。【方法】选用两个直链淀粉含量差异较大的杂交稻品种锦优1319(高直链淀粉)和蓉优702(低直链淀粉),在不同的氮素穗肥处理下(设0、60、90和120 kg/hm^(2)4个纯氮水平,分别用CK、N1、N2、N3表示)研究氮素穗肥水平对籽粒灌浆和淀粉合成关键酶活性的影响。【结果】不同穗肥处理下杂交稻籽粒灌浆特性差异显著,且不同类型品种表现各异,其中氮素穗肥的施用显著降低了稻米的直链淀粉含量。锦优1319的Gmax和Gmean随氮素穗肥水平的变化均表现为N2>CK>N1>N3,而蓉优702则表现为N3>N2>CK>N1;施用氮素穗肥显著增加了花后5~25 d籽粒腺苷二磷酸焦磷酸化酶(ADPG)和淀粉分支酶(DBE)的活性,降低了花后5~15 d籽粒GBSS活性,降低了花后5~25 d籽粒淀粉合成酶(SSS)和SBE活性。【结论】高直链淀粉品种锦优1319籽粒灌浆的最佳氮素穗肥施用量低于低直链淀粉品种蓉优702:其中锦优1319的最佳氮素穗肥施用量为90 kg/hm^(2),蓉优702为120 kg/hm^(2)。施用氮素穗肥显著降低了GBSS、SSS的活性,加之SBE活性下降,DBE活性提高,最终降低稻米直链淀粉含量。本研究条件下,籽粒ADPG活性未对稻米直链淀粉含量产生显著影响。

冬麦播前耕作方式对麦玉轮作体系中玉米季土壤水分、籽粒灌浆特征及产量的影响

【目的】黄淮海平原是我国典型的冬小麦-夏玉米周年轮作区,研究小麦季播前耕作对夏玉米产量形成的影响,为麦玉轮作模式下优化耕作模式以促进夏玉米高产稳产提供理论依据。【方法】基于6年长期定位试验,设置3种冬小麦播前耕作模式,连年深耕(deeptillage,DT)、连年免耕(no-tillage,NT)和一年深耕两年免耕的轮耕(rotationtillage,RT)。【结果】RT、DT处理较NT处理显著提高夏玉米灌浆期耕作扰动的0—40cm土层贮水量,RT处理较DT处理高4.89%—11.02%(2022年)和4.43%—6.06%(2023年),RT处理较NT处理高8.16%—16.69%(2022年)和6.78%—17.23%(2023年)。RT处理在玉米灌浆期仍能维持较高叶面积指数,灌浆期前中期RT处理叶面积指数较DT处理增加1.41%—14.28%(2022年)和9.03%—14.46%(2023年),较NT处理增加14.80%—27.56%(2022年)和21.25%—29.39%(2023年)。RT处理花后干物质转移对籽粒贡献率较DT、NT处理提高3.77%、40.36%(2022年)和7.26%、19.91%(2023年)。Logistic方程模拟结果表明3个灌浆阶段的参数大体表现为速增期>渐增期>缓增期,其三粒位表现下部籽粒>中部籽粒>上部籽粒,3个处理各参数变化均表现为RT>DT>NT,其中RT处理提前达到最大灌浆速率,且平均灌浆速率较DT、NT分别增加6.35%、8.06%(2022年)和6.34%、9.84%(2023年)。RT、DT处理百粒重较NT处理显著提高2.71%、6.03%(2022年)和9.02%、12.56%(2023年),RT处理产量较DT、NT处理显著提高8.92%、14.15%(2022年)和6.25%、19.45%(2023年)。分析产量形成结构方程模型可知,0—40 cm土层贮水量对产量的直接效应和间接效应分别为0.420和0.551,0—40 cm土层贮水量不仅能直接促进产量形成,还能通过地上部生物量以及平均灌浆速率影响产量。【结论】土壤贮水量是提高产量的重要驱动因子,RT能够提高夏玉米灌浆期土壤贮水量,从而增加叶面积指数,延缓叶片衰老时间,增加干物质积累,优化籽粒灌浆特性,促进干物质和籽粒灌浆速率的提高,最终提高夏玉米产量。

氮肥运筹对小麦籽粒灌浆、花后干物质转运及植株糖含量影响

【目的】为了明确不同氮肥运筹对安徽省长江中下游小麦干物质转运、籽粒灌浆特性、植株糖含量及产量等影响。【方法】以小麦白湖麦1号为试验材料,不同施氮水平和基追比(3个施氮量:180、210、240 kg/hm^(2);3个基追比:5∶1∶4、7∶1∶2、5∶4∶1)对安徽省长江中下游小麦干物质转运、氮肥利用、籽粒灌浆特性以及植株糖含量的影响。【结果】随着施氮量的增加,小麦开花期与成熟期干物质分配量呈上升趋势,而小麦花后干物质转运则呈现先高再低的趋势,以210 kg/hm^(2)的施氮量为最高;相同施氮水平,基追比7∶1∶2(基肥∶分蘖肥∶拔节肥)条件下小麦的干物质积累量、氮肥利用率以及产量为最高。在相同基追比处理下增加施氮量能提高小麦灌浆持续时间与推迟最大灌浆速率出现日,而小麦籽粒干重、理论千粒重以及平均灌浆速率有逐渐降低的趋势。在施氮量一定的条件下,基追比5∶1∶4有利于提高籽粒最大灌浆速率,且将籽粒灌浆速率维持在较高水平,以及较高的籽粒干重。施氮提高了叶片的同化物生产能力,提高叶片可溶性糖和蔗糖的含量。对成熟期茎秆碳水化合物含量的进一步分析,增施氮肥降低了茎秆蔗糖浓度,提高茎秆可溶性总糖含量。【结论】在长江中下游地区,白湖麦1号小麦高产的氮肥施用量应以210 kg/hm^(2)为最佳,而基追比应参考7∶1∶2。

高温胁迫对水稻籽粒灌浆与稻米品质影响及其机理研究进展

高温胁迫是影响水稻产量和品质形成的主要环境因素之一。本文概述了高温胁迫对水稻籽粒灌浆和稻米品质形成的影响,并从同化物的积累与转运、碳氮代谢关键酶活性、内源激素以及分子机理等方面综述了其生物学机制;讨论了减轻水稻高温危害的关键技术措施和水稻响应高温胁迫机制的重点研究方向,为水稻抗高温育种和栽培提供一定的理论依据。

盐胁迫对水稻籽粒灌浆特性及产量形成的影响

以江苏沿海滩涂主栽常规粳稻南粳9108和淮稻5号为试材,研究不同盐胁迫处理包括对照(CK,盐浓度0)、中盐(medium-salinity stress,MS,盐浓度0.15%)和高盐(high-salinity stress,HS,盐浓度0.3%)对水稻籽粒灌浆及产量形成生理特性的影响。结果表明:(1)与对照相比,中盐和高盐胁迫均显著降低水稻产量,降幅分别为26.3%和57.7%(两品种平均);盐胁迫处理下,穗数、每穗粒数、结实率和千粒重均显著下降。(2)盐胁迫显著降低穗长、每穗强势粒和弱势粒籽粒数、结实率和千粒重,其中强势粒结实率和千粒重的降幅均低于弱势粒。(3)盐胁迫下,水稻植株抽穗期和成熟期干物重以及抽穗期至成熟期干物质积累量显著下降,但收获指数明显增加。此外,抽穗后15 d和30 d盐胁迫处理的叶片净光合速率和SPAD值均显著低于对照。(4)盐胁迫降低籽粒最大灌浆速率和平均灌浆速率,但达最大灌浆速率时间和有效灌浆天数有所增加;盐胁迫提高了强势粒和弱势粒有效灌浆天数,但平均灌浆速率显著下降,其中强势粒灌浆量的降幅低于弱势粒。(5)盐胁迫下,籽粒腺苷二磷酸焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合成酶(SSS)、颗粒型淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)活性显著下降,其中弱势粒的降幅高于强势粒。综上所述,盐胁迫下水稻强势粒和弱势粒灌浆天数有所增加,但籽粒灌浆速率及其淀粉合成关键酶活性显著下降,致使籽粒充实度、粒重和产量显著下降,其中盐胁迫对弱势粒抑制作用大于强势粒。

基于Richards方程的薏苡不同部位籽粒灌浆性能和品质的差异及其相关性研究

【目的】探明薏苡不同部位籽粒灌浆结实性能、品质性状差异及其相关性,为薏苡强弱势籽粒产量性能优化与选育优质高产栽培品种提供参考依据。【方法】采用单因素随机区组设计结合Richards方程研究不同薏苡[贵薏1号(GY.1)和师宗黑壳(SZHK)]各部位(上部、中部、下1、下2和下3)籽粒干重、灌浆速率、籽粒充实度和淀粉含量等相关性状指标的差异,灌浆结实特性与灌浆参数及品质性状指标的相关性。【结果】籽粒灌浆方程W=78.76/(1+379259e^(0.27t))^(1/7.91),籽粒最大灌浆速率为1.82 mg/d,平均1.12 mg/d,生长活跃期73.61 d,平均结实率74.55%,平均充实度76.84%,籽粒百粒重和单茎总粒重分别为7.70和13.49 g。籽粒干重随花后天数逐步增加,在第49天时达最大;灌浆速率与花后天数呈先增后降趋势,花后第31天时达最大。籽粒平均灌浆速率,薏苡下1(1.26 mg/d)显著高于其他部位,比最低的下3(1.04 mg/d)高21.10%;最大灌浆速率同样表现为下1(2.03 mg/d)最大,比下3(1.71 mg/d)高18.70%;籽粒百粒重及充实度整体表现为下1>上部>中部>下2>下3,其中,下1(8.37 g)显著高于其他部位,分别比下2(7.41 g)、下3(7.29 g)高12.95%和14.81%;籽粒充实度下1(80.23%)比下3(72.42%)高10.78%;薏苡下1籽粒淀粉含量(38.10%)分别比下2(33.83%)、下3(33.11%)高12.62%和15.07%。相关分析表明,籽粒百粒重与籽粒平均灌浆速率(0.78)、最大灌浆速率(0.89)、淀粉含量(0.95)、淀粉积累速率(0.88)和充实度(0.87)呈极显著正相关,与可溶性糖含量(-0.93)呈极显著负相关。【结论】下1籽粒在粒重、充实度及淀粉含量上均优于其他部位,初步判明下1为薏苡强势籽粒,下2和下3为弱势籽粒。

不同玉米品种籽粒灌浆与脱水特性的差异性研究

黄淮海区域夏玉米收获期籽粒含水率高、粒收质量差等问题突出,成为制约该区域玉米全程机械化发展的瓶颈。本研究对不同夏玉米品种籽粒灌浆与脱水特性差异进行分析,以期为黄淮海夏玉米籽粒机收品种筛选与推广提供理论依据。试验以粒收品种迪卡517(DK517)、京农科728(JNK728)和穗收品种郑单958(ZD958)为材料,分析其籽粒灌浆进程参数、脱水参数及产量等指标。结果表明,籽粒灌浆期JNK728的百粒重均高于DK517、ZD958,生理成熟期的百粒重较其分别增加31.79%、 22.33%。与ZD958相比,DK517、JNK728籽粒灌浆起始势(R_(0))两年平均值分别增加89.71%、69.12%,灌浆活跃期(P)两年平均分别增加21.62%、21.83%;DK517的籽粒含水量始终低于JNK728、ZD958,生理成熟期的籽粒含水量比同时期JNK728、ZD958分别减少33.12%、25.69%;DK517籽粒总脱水速率、生理成熟后平均脱水速率两年平均分别比JNK728、ZD958高5.62%、7.15%和60.74%、47.49%。相关性分析结果表明,生理成熟后平均脱水速率与籽粒总脱水速率极显著或显著正相关。2020年,DK517产量最高(10 275 kg/hm^(2)),比ZD958、JNK728分别显著增加14.17%、23.38%,2021年JNK728、DK517分别比ZD958显著增产22.53%、10.96%。两年平均产量表现为DK517> JNK728> ZD958。可见,粒收品种DK517和JNK728具有较长灌浆活跃期和较高灌浆起始势以及较高籽粒总脱水速率等特征,并且,DK517表现为生理成熟前、成熟后平均脱水速率均较高,而JNK728的快速脱水优势主要表现在生理成熟前。

不同施氮量对小麦籽粒灌浆特性和产量的影响

为明确不同施氮量对小麦籽粒灌浆特性和产量的调控效应,缓解山东临清地区小麦种植生产中氮肥投入量大、肥料利用率低下等问题,于2022年10月至2023年6月在山东临清市开展田间试验,以当地最高施氮量300 kg/hm^(2)为基础依次递减,共设置5个施氮处理,施氮量分别为0 kg/hm^(2)、210 kg/hm^(2)、240 kg/hm^(2)、270 kg/hm^(2)和300 kg/hm^(2),同时利用Logistic方程构建了不同施氮量下的小麦籽粒灌浆模型,并计算对应特征参数和测定产量。结果表明:基于Logistic方程的小麦开花后籽粒灌浆过程的模拟系数R2均在0.95以上,表明该模型可以较好地模拟不同施氮处理下小麦籽粒灌浆过程;小麦籽粒干物质累积量上限值(A)、相对增长率(K)、最大干物质累积速率(V_(max))以及达到最大干物质累积速率时所对应的天数(T_(max))、穗数、穗粒数、千粒重、单穗重和产量均在施氮量270 kg/hm^(2)处理下有最大值。本研究可为山东临清地区小麦种植生产中氮肥的合理施加提供理论依据。

干湿交替灌溉耦合施氮量对水稻籽粒灌浆生理和根系生理的影响

干湿交替灌溉耦合施氮量对水稻根系生长和产量形成有重要影响,但其对籽粒灌浆生理的影响,以及与根系生理的关系尚不明确。为探讨干湿交替灌溉和施氮量对水稻籽粒灌浆、籽粒淀粉合成相关酶活性和激素含量变化及其根系生理的影响,以超级稻品种南粳9108为材料,大田种植,设置常规灌溉(conventional irrigation,CI)和干湿交替灌溉(alternate wetting and drying,AWD)2种灌溉方式及5个施氮水平,全生育期不施氮肥(0N)、全生育期施氮肥90 kg hm^(-2)(90N)、全生育期施氮肥180 kg hm^(-2)(180N)、全生育期施氮肥270 kg hm^(-2)(270N)和全生育期施氮肥360 kg hm^(-2)(360N)。结果表明:灌溉方式与施氮量存在显著的互作效应,干湿交替灌溉增加了南粳9108籽粒最大灌浆速率和平均灌浆速率,提高了籽粒中蔗糖合成酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分枝酶的活性和玉米素+玉米素核苷、3-吲哚乙酸、脱落酸的含量,增加了花后根系氧化力和根系中玉米素+玉米素核苷含量,促进水稻生育前期茎鞘中储存的NSC向籽粒的运转,且与270N耦合后产量最高,为本试验最佳水氮耦合模式。表明通过适宜的水肥调控发挥水氮耦合效应,可以提高水稻根系生理性能和籽粒灌浆生理活性,实现水稻高产。

施氮量对高粱籽粒灌浆及淀粉累积的影响

本试验于2019-2020年以汾酒粱1号为材料,在0、75、150、225、300和450 kg N hm^(-2)6个施氮水平下,于花后每隔7 d采集不同穗位籽粒分析其灌浆特性及淀粉形成过程,探究不同氮素用量对高粱籽粒灌浆及单粒淀粉累积的影响。结果表明,与不施氮相比施氮75 kg hm^(-2)显著提高了穗粒数和产量,但随施氮量的增加产量没有显著变化;氮素对优势粒(始花日开始2 d内开花的籽粒)和劣势粒(始花日开始5~6 d间开花的籽粒)的单粒重及单粒体积、灌浆特性和单粒淀粉累积的影响趋势基本一致,施氮条件下单粒重、单粒体积和灌浆速率随施氮量增加而增加,但不施氮处理的单粒重和单粒体积仍高于各施氮处理,且缺氮显著延长了灌浆活跃期。籽粒淀粉累积速率与参与籽粒淀粉合成的关键酶ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)和可溶性淀粉合酶(SSS)活性显著相关;过量施氮(450 kg N hm^(-2))灌浆前期籽粒中AGPase和SSS的活性最高,促进了灌浆前期籽粒淀粉累积;施氮75 kg hm^(-2)灌浆前期籽粒中AGPase和SSS的活性和淀粉累积速率次之;虽然缺氮降低了灌浆前期籽粒中AGPase和SSS的活性,但在灌浆后期维持较高活性而延长了灌浆活跃期,因而后期具有较高的单粒淀粉累积速率,提升了单粒淀粉累积量和单粒重。

秸秆还田配施磷肥对旱地小麦籽粒灌浆特性及磷素吸收利用的影响

探讨秸秆还田后不同施磷量对旱地小麦籽粒灌浆特性及磷素吸收利用的影响,以期为科学施用磷肥助力旱地小麦高产提供理论依据。试验选用小麦品种‘洛旱22’为材料,采用裂区试验设计,主区为玉米秸秆还田处理,分别为秸秆不还田(S0)、秸秆全量还田(S1),副区为施磷量处理,分别为0 kg/hm~2(P0)、75 kg/hm~2(P1)、112.5 kg/hm~2(P2)、150 kg/hm~2(P3)、187.5 kg/hm~2(P4),分析了不同处理的小麦籽粒灌浆特性、干物质积累转运、磷素吸收利用率及产量形成的差异。结果表明:(1)花后干物质和磷对籽粒的贡献率在秸秆还田下差异显著,而在不同施磷量下表现不显著。秸秆还田和增施磷量均能提高小麦各器官干物质和磷积累量、花后干物质和磷同化量,增加小麦穗数、穗粒数和千粒重,从而提高小麦产量,除千粒重外,以上各指标均随施磷水平的提高呈先升高后下降的趋势,在P3处理达到最大值;P3处理的小麦穗数、穗粒数和产量在S1处理下分别比P0提高了23.14%、9.81%和26.87%,在S0处理下分别比P0提高了20.82%、14.11%和26.48%。S1处理小麦产量、穗数在P3水平下较S0处理分别提高了3.78%、4.74%;两者互作对小麦产量有显著影响,在S1P3处理达到最大,为6928.66 kg/hm~2。(2)通过logistic灌浆方程得,小麦籽粒最大灌浆速率、最大灌浆速率出现的时间、灌浆速率达到最大时的籽粒生长量、灌浆持续时间、平均灌浆速率、灌浆渐增期持续时间以及快增期持续时间均是S1处理优于S0处理,且随施磷水平的提高呈先升高后下降的趋势,在P3处理达到最大值,秸秆还田与施磷均能提高籽粒最大灌浆速率、达到最大灌浆速率的时间以及平均灌浆速率,延长籽粒灌浆期,其中S1P3处理更有利于冬小麦籽粒灌浆进程的优化,进而提高千粒重。(3)秸秆还田处理促进了磷的吸收利用,磷肥农学效率、磷肥偏生产力及磷肥吸收利用率平均分别提高了1.26 kg/kg、2.7 kg/kg及1.74%;随着施磷量的增加,磷吸收利用效率下降;两者互作有显著影响。综上所述,秸秆还田配施150 kg/hm~2磷肥(S1P3)可在保证小麦正常生长和产量的同时,实现磷素高效利用。

不同时期化控对密植玉米冠层结构及籽粒灌浆特性的影响

合理的冠层结构能够保障作物群体生产功能得到充分发挥,而喷施化学调控物质是塑造作物冠层的重要措施之一,其中化控时期的选择至关重要。本研究以先玉335为供试品种,分别在60,000株hm^(-2)(D_(1))和90,000株hm^(-2)(D_(2))2个种植密度下,设置3个化控处理(化控剂为乙烯利复配剂),T_(10)(十叶期喷施450 L hm^(-2)化控试剂)、T_(15)(十五叶期喷施450 L hm^(-2)化控试剂)、CK(喷施清水作对照),研究了在不同密度下的不同时期化控处理对玉米冠层结构的调控,分析了冠层结构改变对籽粒灌浆特性和产量的影响。结果表明,在D_(1)密度下,化控处理对产量影响不显著,而在D_(2)密度下,T_(15)较CK两年平均增产7.3%,穗粒数和千粒重分别增加2.6%和3.6%,T_(10)处理穗粒数和千粒重均降低。T_(15)处理吐丝期上部叶夹角降低17.5%,十四至十七叶位的叶面积减小,使穗位层光能截获率增加11.5%,在乳熟期净光合速率(P_(n))仍能维持较高,完熟期群体叶面积指数(LAI)显著提高51.3%,延缓了中下部叶片衰老,增加花后干物质积累及其向籽粒中转移,延长了籽粒灌浆活跃期(P),使得达到最大灌浆速率时天数(T_(max))缩短了0.8 d,灌浆速率最大时生长量(W_(max))和最大灌浆速率(G_(max))分别增加了7.3%和4.0%,平均灌浆速率(V_(max))提高了6.9%。与D_(1)相比,D_(2)条件下喷施化控剂更加显著改善玉米冠层结构,提高玉米群体的光能利用率,增加花后干物质积累量,促进产量增加。相关分析表明,在D_(2)密度下,上部叶片(十四至十七)的叶面积与冠层中部光能截获率、穗粒数、千粒重、产量呈负相关,同时产量与千粒重、穗粒数、净光合速率、花后干物质积累量、灌浆速率最大时的生长量、灌浆速率均呈正相关。综上所述,在高密度下十五叶期喷施化控剂能够有效改善玉米群体上部冠层结构,使其叶面积和叶夹角减小,优化群体的光照条件,增强灌浆后期光合能力,提高籽粒灌浆速率,实现光资源利用和产量的协同提高。

稻田土壤铜含量对水稻籽粒灌浆特性与产量的影响

为探究稻田土壤铜含量对水稻产量及籽粒灌浆特性的影响,于2019和2021年通过盆栽试验分析24.32(对照,CK)、100(Cu100)和200 mg·kg^(-1)(Cu200)稻田土壤铜含量下水稻的产量差异,并通过Richards方程对籽粒灌浆过程进行拟合,比较籽粒灌浆参数之间的差异,探讨铜含量对不同粒位籽粒灌浆特性的影响。结果表明,2019和2021年Cu200处理水稻产量较CK分别减少31.18%和39.50%(P<0.05);而Cu100处理水稻产量较CK分别表现为减少12.94%(P<0.05)和增加10.07%(P>0.05)。土壤不同铜含量处理下水稻籽粒灌浆特性表明,与对照相比,Cu100处理强势粒延长了活跃灌浆期(D)和到达最大灌浆速率的时间(Tmax),最终生长量A值提高,而弱势粒D值及Tmax明显缩短,A值明显降低;Cu200处理强、弱势粒D值及Tmax明显减小,A值显著降低。总体而言,各处理对弱势粒灌浆影响大于强势粒。进一步分析不同土壤铜含量下水稻产量变化规律发现,与CK相比,Cu100处理水稻增产是由于强势粒粒重增加的同时有效穗数也有所增加,一定程度上抵消了弱势粒灌浆不充分所带来的负面影响;而Cu200处理产量显著下降是由于强、弱势粒灌浆不充分共同作用,导致有效穗数及千粒重显著降低。本研究结果可为进一步合理利用铜污染土壤提供理论依据。

高寒区施氮对燕麦不同穗位籽粒灌浆特性的影响

探究施氮量对燕麦(Avena sativa)不同穗位籽粒灌浆进程的影响,为高寒区燕麦种子生产和合理施氮提供理论依据。本研究以高寒区推广应用的燕麦品种青引2号(Avena sativa Qingyin No.2)和林纳(Avena sativa Lena)为试验材料,设6个氮肥水平:0、60、120、180、240和300 kg/hm2,采用单穗标记法观测燕麦不同穗位籽粒的灌浆动态,并运用Richards方程进行拟合分析,探究施氮水平对燕麦不同穗位籽粒干物质积累和灌浆特性的影响。结果表明,不同燕麦品种同一穗位下,随施氮量增加,燕麦籽粒千粒重增大,最大灌浆速率出现时间延长,最大灌浆速率增大,籽粒灌浆的3个阶段中渐增期灌浆持续时间和生长比率增大。青引2号燕麦千粒重增长量为20.55~28.43 g,最大灌浆速率在N0~N5处理之间提高51.52%,最大值出现时间推迟10 d;林纳燕麦千粒重增长量为16.78~21.87 g,最大灌浆速率提高51.02%,最大值出现时间推迟20 d。同一施氮量下不同穗位之间籽粒千粒重表现为上部>中部>下部,上部籽粒千粒重较下部高15.21%;灌浆前期上部籽粒灌浆速率高,后期中下部籽粒灌浆速率高。氮肥对青引2号燕麦上部籽粒灌浆速率影响最大,对林纳燕麦中部籽粒灌浆速率影响最大。

不同控释氮素比例对夏玉米叶片衰老和籽粒灌浆特性的影响

【目的】及时有效地供应氮素可以延缓叶片衰老,改善籽粒灌浆特性,提高玉米产量。研究不同控氮比例控释肥对夏玉米衰老特性、籽粒灌浆特性及产量的影响,探究适合黄淮海地区夏玉米生产的适宜控氮比例,为黄淮海地区夏玉米种肥同播技术提供科学依据。【方法】2019—2021年,选用中早熟品种登海518(DH518)和中晚熟品种登海605(DH605)为试验材料。氮肥类型为控释尿素和普通尿素掺混、普通尿素。设置10%(T1)、20%(T2)、30%(T3)、40%(T4)和50%(T5)5个控氮比例处理,以普通尿素(CK)处理为对照,探讨不同控氮比控释肥对夏玉米衰老特性和籽粒灌浆特性的影响。【结果】不同控氮比控释肥可以显著提高夏玉米产量,其中,30%控氮比的控释肥效果最佳。与普通尿素相比,不同控氮比控释肥均可显著增加叶面积指数(LAI)和叶片SPAD值,提高叶片抗氧化酶活性,改善籽粒灌浆特性。控氮比为30%的控释肥较其他处理显著提高夏玉米生育后期叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,降低叶片丙二醛(MDA)积累量,延缓叶片衰老;显著提高灌浆速率最大时的生长量(Wmax)、最大灌浆速率(Gmax)和灌浆活跃期(P)天数,提高成熟期籽粒脱水速率,改善籽粒灌浆特性;从而增加籽粒干物质积累,提高籽粒千粒重,进而提高产量。相关性分析表明,产量与Wmax、Gmax呈显著正相关关系。Wmax和Gmax与SOD、POD活性呈显著正相关关系,而与MDA含量呈显著负相关关系;籽粒脱水速率和籽粒灌浆速率与叶片SOD、CAT活性呈极显著正相关,与叶片MDA含量呈极显著负相关;籽粒含水量与叶片SOD、CAT活性呈极显著负相关,与叶片MDA含量呈极显著正相关。因此,施用控释肥可以通过提高叶片抗氧化酶活性,显著改善籽粒灌浆特性,从而提高夏玉米产量。两品种叶片衰老特性、籽粒灌浆特性和产量等对于不同比例控释肥的响应基本一致,均为控氮比30%的控释肥效果最佳。【结论】控释氮肥可显著提高叶片抗氧化酶活性,延缓叶片衰老,改善籽粒灌浆特性,从而提高玉米产量,其中,控释氮素30%增产效果最好。