质量群体的矛盾与冲突

介绍了质量群体的矛盾与冲突的内涵、产生原因及解决的原则与策略。

豫南粳稻晚播高产质量群体构建探讨

对不同品种不同移栽密度产量和产量性状进行灰色关联分析,根据灰色关联度大小确定不同移栽密度下产量性状对产量贡献大小,提出豫南粳稻生产上应通过选用个体优势强、大穗型品种,适宜移栽密度1.7万穴/667m2、及时晒田控制无效分蘖,加强孕穗肥和粒肥的施用等栽培措施构建高质量水稻群体。

高密度栽培条件下灌水量对河西灌区玉米群体质量及水分利用效率的影响

提高种植密度是玉米产量持续增长的重要措施,探讨高密度栽培下的合理灌溉定额对保障玉米高产及水资源可持续利用具有重要意义。2023年4—10月在河西灌区张掖节水农业试验站开展田间试验,研究高密度栽培条件下不同灌水量(270.0、390.0、510.0、630.0 mm)对玉米群体质量、产量和水分利用效率的影响。结果表明,随着灌水量的增加,玉米的干物质量、产量呈增加趋势,高灌水量(630.0 mm)下的干物质量和产量均最高,中等灌水量(510.0 mm)下干物质量、产量分别高达32013.36、16000.31 kg/hm2,仅比高灌水量处理分别低2.89%、3.13%,而在390.0、270.0 mm灌水量下显著降低。各处理的光合势、生长速率随生育进程的推进先增加后降低,其中吐丝期后20 d达到最大,且随灌水量增加而增大;吐丝期后20 d至灌浆中期,510.0、390.0 mm灌水量下的光合势下降幅度为0.38%、2.40%,生长速率下降幅度为26.16%、30.19%,均低于高灌水量处理和低灌水量(270.0 mm)处理。玉米水分利用效率随灌水量、耗水量增加先上升后下降,390.0、510.0 mm灌水量处理下水分利用效率分别为26.21、25.14 kg/(hm2·mm),差异不显著;而产量最高的高灌水量处理及耗水量最低的低灌水量处理仅为22.77、23.98 kg/(hm2·mm),均低于390.0、510.0 mm灌水量处理。综合考虑玉米产量与水分利用效率等指标,在种植密度为11.70万株/hm2条件下,510.0 mm为玉米生育期适宜灌水量,可实现增产节水目标。

播期和施氮量对中籼杂交稻群体质量、产量及氮素吸收利用的影响

以中籼杂交稻Y两优900为试验材料,研究播期[4月15日(D1)、4月30日(D2)、5月15日(D3)、5月30日(D4)、6月14日(D5)]和施氮量[0 kg/hm^(2)(N0)、150 kg/hm^(2)(N150)和300 kg/hm^(2)(N300)]对中籼杂交稻群体质量、产量和氮素吸收利用的影响,以期探寻豫南稻区最适播期和施氮量。结果表明,播期和施氮量对中籼杂交稻产量的影响均达到显著水平,产量随播期推迟先升高后降低,以D2播期最高,D5播期最低,D2播期产量较D5播期提高126.42%。D2播期产量随着施氮量的增加而升高。整体来看,D2N300处理产量最高,其次是D1N300、D2N150处理。总叶面积指数和高效叶面积指数均随播期推迟先升高后降低,总叶面积指数和低效叶面积指数均随着施氮量的增加而增加。整体来看,总叶面积指数以D3N300处理最高,其次是D4N300、D2N300处理;高效叶面积指数以D3N300处理最高,其次是D4N300、D1N300处理;低效叶面积指数以D2N300处理最高,其次是D4N300、D3N300处理。粒数叶比和粒质量叶比均随着播期的推迟而降低,且随着施氮量的增加而降低。整体来看,粒数叶比以D1N0处理最高,其次是D2N0、D3N0处理;粒质量叶比以D1N0处理最高,其次是D3N0、D2N0处理。D1、D2、D3播期抽穗期和成熟期茎叶氮含量分别较D5播期增加12.81%、14.77%、13.02%和10.64%、25.08%、30.40%,且各个播期抽穗期和成熟期茎叶氮含量均随着施氮量增加而增加。抽穗期和成熟期穗氮含量表现为D1、D2播期显著高于D3、D4、D5播期,且各个播期N150、N300处理穗氮含量总体上均高于N0处理。氮素籽粒生产效率随着播期推迟先升高后下降,N150和N300处理均以D2播期最高,D5播期最低,且N150处理氮素籽粒生产效率明显高于N300处理。综上,播期和施氮量通过调节叶面积、粒叶比、植株氮含量和氮素籽粒生产效率影响产量,中籼杂交稻Y两优900在豫南地区丰产高效的适宜播种期是4月30日(D2),适宜施氮量为150~300 kg/hm^(2)。

栽培模式对稻茬小麦籽粒产量、氮素吸收利用和群体质量的影响

【目的】为稻茬小麦优质、高产、高效协同栽培提供理论与技术支撑。【方法】2017—2018和2018—2019年在江苏苏北的睢宁和苏中的邗江与仪征,分别设置传统(TCP)、高产(HCP)、节肥(RFCP)和节肥增密(IDCP)4种栽培模式,研究不同模式间籽粒蛋白质含量、产量、氮效率、经济效益的差异,明确高产、高效模式及其产量构成、群体质量和氮素吸收转运特征,探明产量、氮效率与农艺生理性状间关系,进而揭示高产高效协同实现途径。【结果】受年度和地点间生态条件差异的影响,栽培模式对籽粒产量、经济净效益、氮效率的影响不尽相同。不同栽培模式下籽粒蛋白质含量均>12.5%,其中HCP和RFCP下达13%—14%。2018年度,籽粒产量和经济净效益均以IDCP最高,较TCP分别提高31.5%—33.5%和104.4%—239.1%,其次为HCP和RFCP。2019年度,籽粒产量以HCP最高,较TCP提高8.1%—13.2%,其次为RFCP和IDCP;此外,IDCP因施肥少,较TCP稳定或增加了经济净效益。可见,TCP相对低产、低效益、低氮效率;HCP可稳定高产,且蛋白质含量高;IDCP最具高产、高效益、氮高效潜力,但蛋白质含量偏低。高产均是通过在获得高穗数基础上提高单穗产量来实现,但HCP主要提升每穗粒数而IDCP依赖于高粒重。HCP主要通过高茎蘖成穗率,IDCP则是协同高的茎蘖数和茎蘖成穗率,实现高穗数。高产群体的冬前茎蘖数/最终穗数存在适宜范围,在0.9—1.1。此外,相对高产的模式均可在维持高花后绿叶光合面积基础上协同提高绿叶净光合速率,实现扩源基础上高水平协调源库关系。高氮肥利用效率的实现关键是较高氮素生理利用效率基础上提高氮素吸收效率。HCP群体生育前期积累氮素少、中后期吸收能力逐渐增强、转运量多;而IDCP群体在生育中前期吸收能力强、转运量足。分析不同生态条件和栽培模式下籽粒产量、氮肥利用效率与农艺生理性状间关系,发现提高群体茎蘖成穗率有助于维持灌浆期较高的单茎光合面积和光合速率,进而增加单穗和群体籽粒产量;还可促进花前氮素吸收能力、增加氮素转运量,提升氮肥利用效率。【结论】稻茬小麦高产高效协同途径是在获得充足穗数基础上,攻大穗,重点是增粒重;构建数量足、质量高的群体,越冬前群体茎蘖数满足预期穗数、重点提高茎蘖成穗率,花前高效吸收氮素、提升转运水平,花后维持较高单茎光合面积和强度、提升灌浆水平。实现高产高效栽培,技术上应强调“适量增密、适度减肥、前氮后移、精准施肥”。

密度对不同株型花生单粒精播群体质量及产量的影响

为明确种植密度对不同株型花生单粒精播群体质量的影响,选用直立型大花生品种“花育22”(Huayu 22,HY22)和半匍匐型大花生品种“花育9513”(Huayu 9513,HY9513),设置D1(7.5万株hm^(-2))、D2(15万株hm^(-2))、D3(22.5万株hm^(-2))3个密度,对不同密度下不同株型花生产量、光合产物累积与分配、叶面积系数、植株性状和粒叶比进行了研究。结果如下:(1)随密度的增加,“花育22”荚果产量呈增加趋势,“花育9513”呈先升高后降低的趋势,“花育9513”最适种植密度低于“花育22”。(2)“花育22”植株群体干重整个生育期均随密度的增加而增加,密度越大增幅越小,“花育9513”幼苗期干重随密度的增加而增加,花针期之后随密度增加先增加后降低,D2密度植株干重最大。随密度增加,根的干物质分配比例增加,果针的分配比例降低;“花育9513”与“花育22”收获期干重相当,但干物质向荚果的分配比例较小、经济系数和粒叶比低。花生生育前期叶面积系数、光合势随密度的增加呈增加的趋势,“HY9513”增幅高于“HY22”;“HY9513”的叶面积系数、光合势在结荚之前与“HY22”差异不显著,但结荚至收获期显著高于“HY22”。(3)收获期单株侧枝数和果枝数随密度的增加而降低,群体侧枝数、果枝数随密度的增加而增加。(4)相关性分析结果表明,荚果产量与结荚后的干物质累积,尤其是饱果期的干物质累积、光合势及收获期的植株干重、叶面积系数呈显著或极显著正相关。综上,密度对不同株型花生群体质量影响不同,直立型花生“花育22”耐密性好,最适密度高,而半匍匐型花生“花育9513”耐密性较差,最适密度低。

机械直播杂交籼稻高产群体共性特征研究

【目的】阐明机械直播杂交籼稻高产群体的共性特征,构建规范化的机直播杂交籼稻品种鉴选方法和指标体系。【方法】以11个杂交籼稻品种为试材,研究机直播对不同杂交水稻品种群体质量及产量的影响,探讨机直播高产群体共性特征及其与产量间的关系。【结果】与中产、低产类型品种相比,高产类型品种的两年平均产量分别显著提高了2.77%~9.63%和11.19%~18.31%。高产类型品种拔节期、齐穗期及成熟期地上部干物质累积量分别显著提高27.78%~58.62%、15.38%~32.35%及18.23%~34.32%,收获指数显著提高了24.25%~34.84%,齐穗期高效叶面积指数(LAI)显著提高了37.92%~85.43%,上三叶片较长(剑叶34.17~42.17 cm、倒2叶46.23~50.30 cm、倒3叶55.17~59.23 cm),倒2叶(1.67~1.93 cm)、倒3叶(1.40~1.53 cm)较宽,N1、N2、N3(基部至穗顶第1、2、3节间)节间长度分别缩短了12.06%~47.34%、14.02%~15.85%、1.97%~14.21%,而N4、N5(基部至穗顶第4、5节间)节间分别增加了6.86%~9.95%、6.68%~7.86%。相关分析表明,机直播条件下,各生育时期地上部干物质量、LAI、剑叶长和宽、倒2叶和倒3叶长,宽以及张角(茎秆和叶片平直部分的夹角)与稻谷产量及其构成因素密切相关。尤其以齐穗期高效LAI、倒2叶宽、剑叶长与产量相关性达极显著水平(r=0.910^(**)~0.927^(**))。【结论】增加齐穗期高效LAI(6.04~7.19),并注重协同提高剑叶长(34.17~42.17 cm)与倒2叶宽(1.67~1.93 cm),是机械直播杂交籼稻高产的共性规律。

种植密度对棉花主要群体质量指标的影响

以转基因抗虫棉农大棉8号为试验材料,设置6个密度水平,研究密度对棉花群体干物质量、LAI、叶层配置及透光率、总铃数等主要群体质量指标的影响。结果表明,最终干物质量以8.7万株·hm-2最大,达11735kg·hm-2;高密度群体最大LAI出现时间比低密度群体早13天左右,但群体透光率以低密度群体较高;结铃率随密度的增加而降低,以1.5万株·hm-2最大,达43.5%;群体果节量和总铃数分别以10.5万株·hm-2和6.9万株.hm-2的群体最多,分别为323.05万个·hm-2和74.06万个·hm-2;子棉产量以6.9万株·hm-2最高,为3810.33kg·hm-2。只有各群体指标均相对较优才能构成高产群体。

播种量对直播早稻群体质量和产量的影响

以两系杂交早稻陵两优819为材料,研究不同播种量对直播稻群体质量和产量的影响。结果表明,播种量对直播稻产量和群体质量有明显影响。稻谷产量以播种量37.5 kg/hm2最高;干物质产量以播种量60 kg/hm2最高;单位面积穗数以播种量45 kg/hm2最高;收获指数和成穗率与播种量极显著负相关;播种量对叶片叶绿素的影响在抽穗之前最明显,抽穗前叶片SPAD值与播种量极显著负相关;粒叶比随着播种量的提高递减,粒叶比与播种量显著负相关;高播种量增加抽穗前N素积累,影响后期N素吸收;T1干物质产量极显著低于T5、稻谷产量极显著高于T5与其群体质量优有关。直播稻适宜播种量为35~45 kg/hm2。

不同种植方式对小麦群体质量和产量结构的影响

为了深入研究小麦垄作栽培的增产机理,采用“大田切片法”研究了小麦不同种植方式(垄作和传统平作)的群体质量和产量结构。结果表明,垄作小麦冠层不同层次(上、中、下层)叶面积系数均高于平作小麦,并且群体透光率在各时期垄作也优于平作;垄作小麦的群体和旗叶光合速率及干物质积累等指标也大于平作。表明小麦垄作栽培显著改善了群体质量。对小麦群体干物质的调查表明,垄作栽培提高了小麦茎秆基部充实度,因而垄作小麦的抗倒伏能力较强。垄作小麦较平作小麦增产11%左右。

不同栽培模式对杂交粳稻群体质量的影响

以杂交粳稻常优3号和常优5号为材料,设置未施氮处理(0N)、当地高产栽培(对照)、高产高效栽培、超高产栽培、超高产高效栽培和氮肥高效利用栽培6种栽培模式,并观察其对水稻产量和群体质量的影响。结果表明,两品种超高产栽培和超高产高效栽培的产量平均分别达12.0thm–2和10.9thm–2,较当地常规高产栽培分别高出41.6%和29.1%。与当地常规高产栽培相比,超高产栽培和超高产高效栽培等处理的茎蘖成穗率明显提高,抽穗至成熟期的干物质积累增加,有效叶面积和高效叶面积比率增加。上述两处理还提高了水稻粒叶比,改善了源库关系,并提高了剑叶的光合速率和叶绿素含量以及抽穗后的根冠比和根系伤流量。这些结果表明,通过栽培技术的集成与优化,可以改善水稻群体质量,获得更高产量。

不同株高玉米品种部分群体质量指标对种植密度的反应

试验采用双因素裂区设计,主处理选先玉335、郑单958和高优1号3个不同株高品种,副处理设45000,53250,61500,69750和78000株/hm25个密度,从产量及其结构、叶面积动态、干物质积累与分配、库源关系和群体整齐度等方面研究阐述了不同株高紧凑型玉米品种群体质量指标在密度影响下的变化特点。结果显示,穗粒数、株高整齐度、单株干重、结实率、籽粒库充实度、粒叶比和产叶比等指标因密度处理的变异系数均呈现高秆品种大于中秆、中秆大于矮秆的规律性变化;生育后期叶面积衰减速率,源与库的相对地位、其平衡关系因密度处理的变化趋势也以品种株高不同而不同。高秆品种适宜密度和经济系数低,群体质量易受增密的负作用影响;矮秆品种对密度反应相对迟钝,但单株生产力有限;中等株高品种合理密植,花后干物质积累量大、理论产量高,对密度反应适中,是夏玉米理想的品种类型。

机械同步深施肥对水稻群体质量及产量的影响

以超级杂交稻培杂泰丰和超级常规稻玉香油占为材料,在大田条件下,研究机械同步深施肥不同施肥量对直播水稻群体质量和产量的影响。结果表明,在0～1 500kg/hm2范围内,施肥可以显著增加培杂泰丰和玉香油占的收获产量、单位面积穗数和每穗实粒数;可以显著增加水稻株高和叶面积指数,提高叶片SPAD,增加干物质积累总量,从而明显改善水稻群体质量。

作物群体质量及其关键调控技术

综合凝炼了水稻、小麦、棉花、油菜和玉米等作物群体质量指标及其关键调控技术。重点阐述了提高花后群体光合积累量是作物群体质量的核心指标,以及与核心指标紧密相关的库容量、茎蘖成穗率(成铃率等)、适宜LAI及其构成、粒叶比(铃叶比)、单茎(秆)质量、根活量(颖花根活量、棉铃根流量等)等主要群体质量指标。介绍了优化群体质量的"小群体、壮个体、高积累"栽培途径,基本苗计算公式,以及"控制无效低效生长、增加产量形成期生长量"的肥水促控关键技术。此外,介绍了作物群体质量及其关键调控技术研究的思路与方法,并将该成果与当前国内外同类研究和传统栽培进行了综合比较。

肥料运筹对超高产小麦群体质量、根系分布、产量和品质的效应

在小麦超高产栽培条件下利用不同施肥量和不同施肥比例的处理,研究了小麦群体质量、根系分布、子粒产量和品质。结果表明:在超高产栽培条件下,增施肥料,群体生物量有所增加,提出了超高产小麦适宜的生物量和叶面积系数的动态参考指标。根长密度随土层加深而逐渐减少,增施肥料可以提高根长密度。根系平均直径以0～10cm土层内最大,增施肥料对根系平均直径的影响不大。根系的总表面积以0～10cm土层内最大,以下锐减。增施肥料可增加根总表面积,施氮磷比例为1∶1时效果最好。不同土层内根系总长度所占比例差异很大,其中0～10cm土层占50%以上。增施肥料可以提高产量和品质,其中以施氮磷钾比例1∶1∶0 6时效果最好。

施氮量与行距互作对小麦群体质量的调控效应

为了解施氮量与行距互作对小麦群体质量的调控效应,于2013-2014年在中国农业科学院中圃场试验田进行裂区试验,以强筋小麦济麦20和中筋小麦中麦8号为试验材料,设置三个施氮水平(150、210和270kg·hm-2)和两个行距水平(12和20cm),比较分析了不同施氮量和行距组合下旱茬强、中筋小麦群体茎蘖数、茎蘖成穗率、叶面积指数、干物质积累量及产量差异。结果表明,在行距一定的条件下,适当增加施氮量,济麦20和中麦8号生育后期群体茎蘖数和茎蘖成穗率均显著升高。两个小麦品种各生育时期叶面积指数均不同程度提升。随施氮量的增加,中麦8号干物质积累量显著增加,而济麦20生育后期干物质积累量显著下降。在210kg·hm-2施氮量下,增大行距后,济麦20和中麦8号各主要生育时期群体茎蘖数和叶面积指数均显著升高。在中高氮条件下,济麦20和中麦8号生育后期干物质积累量随行距的增大而增加。综合来看,旱茬条件下济麦20和中麦8号分别在210kg·hm-2施氮量、20cm行距和270kg·hm-2施氮量、20cm行距下能够获得较高的群体质量和产量。

行距配置和密度对冬小麦品种河农822群体质量及产量的影响

为研究不同行距配置和密度对小麦群体质量和产量的影响,以冬小麦品种河农822为试验材料,应用裂区设计研究了3种行距配置和4种密度的交互效应。结果表明,行距和密度的互作效应不显著。相同密度下,15 cm等窄行种植的群体总茎数、叶面积指数、干物质积累量和产量基本上最高,20 cm等宽行次之,16.7 cm+16.7 cm+26.7cm三密一稀种植样式最低。4种种植密度下的群体总茎数以高密度最大,随密度降低群体总茎数减少。叶面积指数、干物质积累量和产量以中密度的较高,过大或过小密度的较低。即密度为300万/hm2或420万/hm2基本苗的叶面积指数及干物质积累量>密度为180万/hm2或540万/hm2基本苗。产量水平为300万/hm2基本苗>420万/hm2基本苗>180万/hm2基本苗>540万/hm2基本苗。所以,河农822最佳的行距配置和密度为15 cm等行距×300万/hm2基本苗。

不同基因型玉米间作的群体质量

采用大田试验,研究了不同基因型玉米间作的群体质量特征。结果表明,HF9‖XD20间作,植株中部叶片平均叶龄延长,而对下部和上部叶片影响不大;ZD958‖LD981间作,ZD958植株下部叶片平均叶龄延长,而中、上部叶片则缩短,LD981植株下、中、上部叶片平均叶龄均有所延长。吐丝前,群体叶面积指数(LAI)单间作无明显差异,吐丝后,HF9和LD981的LAI分别大于和显著大于单作群体,而ZD958和XD20则分别小于和显著小于单作群体。紧凑型品种和半紧凑型品种间作增加了群体透光率,吐丝后10d,4个品种棒三叶叶色值(SPADR)均有所增加,并且除ZD958外,其余3个品种棒三叶净光合速率均有所增加,其中LD981增加显著。间作对吐丝以前的群体干物质积累量影响不大,吐丝后,半紧凑型品种(HF9和LD981)的干物质积累量增加,其中LD981增加显著,而紧凑型品种(XD20和ZD958)的干物质积累量减少,其中ZD958显著减少;间作还提高了收获指数,并且两种间作群体的土地当量比(LER)均大于1。结果提示,紧凑型与半紧凑型玉米品种的间作可以提高群体质量,延长叶片功能期,提高光合效率,增加籽粒产量。

硅肥对水稻群体质量及产量影响研究

施用多效硅肥可以明显增加单位面积上群体的总颖花量和结实粒数;提高成穗率;提高叶面积指数、粒/叶和粒重/叶;显著提高花后干物质的生产积累能力;改善茎系结构,提高抗倒伏能力,从而使群体质量明显提高。研究结果表明,150kg/hm2硅肥作基肥和分蘖肥对水稻群体质量和产量的影响效应较好,而拔节期不同硅肥用量中以225kg/hm2效果最好。

不同穗型水稻品种直播产量及其群体质量特征的研究

以江苏近年育成的10个中熟中粳水稻品种(系)为直播材料,依品种在直播条件下形成的不同穗重进行划分为大中小3种穗型,研究其产量及其群体质量特征。结果表明:3种穗型水稻以中穗型水稻品种在直播栽培条件下产量较高,主要原因是其在较高有效穗的基础上增加了穗粒数,即颖花量显著增加。同时其产量的提高也依赖于关键生育期较高的LAI和高的干物质积累量,高的茎鞘物质输出率和茎鞘物质表观转换率和转化率,同时保持了较高的成穗率等源库协调的群体质量特征。依据不同穗型品种产量及群体质量特征,对直播稻品种的合理选用及高产途径进行讨论。