糜子育成品种芽期抗旱性鉴定与评价研究

采用PEG6000胁迫处理对国内不同地区育成的56个糜子品种的芽期抗旱性进行了鉴定,并用直接评价和综合评价法对其抗旱性进行了评价。结果表明:经20%(W/V)PEG6000处理的56个品种与对照相比性状之间差异显著,品种抗旱性存在较大差异。用直接评价法和综合评价法相结合鉴定出强抗旱性品种3份,分别是晋黍2号、陇糜5号和陇糜8号。相对发芽率、相对芽干重、相对根干重、贮藏物质相对转运率4项指标可作为糜子芽期抗旱性鉴定评价指标,相对发芽率法和加权隶属函数值法是比较理想的糜子芽期抗旱性评价方法。     

黄土高原旱作区糜子-绿豆带状种植农田小气候特征与产量效应

基于黄土高原干旱地区生态环境特性,研究了4种糜子(P)-绿豆(M)间作模式下[2∶2(2P2M)、4∶2(4P2M)、4∶4(4P4M)、2∶4(2P4M)]农田小气候特征及产量效应.结果表明: 糜子-绿豆间作模式显著增加了生育后期糜子的株高、叶面积指数(LAI)和叶绿素含量(SPAD),使其达到最佳的生长状态;由于高位糜子的遮阴,导致矮位绿豆阶段性徒长,株高显著增加,而LAI和SPAD均有所下降.糜子-绿豆间作模式降低了糜子籽粒灌浆过程中的群体上层光照度和空气温度,而相对湿度显著上升.地上部气候环境的变化调控了间作体系地下部的土壤温度,减少了群体的漏光损失,使其表现出冷湿的生态环境.而矮位绿豆较差的通风透光条件形成相对封闭的间作系统,抑制了绿豆植株的生长发育,使其处于间作劣势.与单作相比,2P2M、4P2M、4P4M和2P4M处理的糜子单株穗数、穗长、单株粒重和千粒重分别增加了7.5%～45.0%、2.2%～12.2%、35.4%～94.0%和2.3%～4.7%,产量比单作提高了5.6%～20.7%;间作处理下矮位绿豆的分枝数、单株荚数、单株粒重和百粒重均有不同程度的下降,2P4M间作模式下的绿豆受糜子影响最小,产量比单作降低了34.8%.糜子-绿豆间作存在明显的间作优势,各间作处理下的土地当量比(LER)均大于1,2P4M间作模式下的LER达到最大值(1.86).因此,黄土高原地区糜子-绿豆最佳的间作配比为2P4M.     

施氮量和株行距配置对鲜食糯玉米群体冠层结构和产量的影响

采取同一密度不同株行距配置和不同施氮量的试验处理,分析栽培措施和施氮量对糯玉米冠层的SPAD值、叶面积指数(LAI)、光合势、茎叶倾角、叶向值、冠层PAR、冠层开度、产量及产量构成要素的影响。结果表明：在同一密度同一行距条件下,冠层SPAD值、叶向值、PAR随着施氮量增加而增加,各处理间差异显著,而叶倾角随着施氮量增加而减小;不同施氮量对冠层开度影响不大,差异不显著,而对糯玉米产量影响差异显著。在授粉后12～18 d,行距70 cm,施氮量为N3,叶面积指数达最大,光合势最强,且较其它生育期差异明显。     

糜子育成品种苗期抗旱性评价与鉴定指标筛选

在年降雨量不足40 mm的敦煌市,对我国不同地区育成的56份糜子品种,采用反复干旱法进行了苗期抗旱性鉴定,利用反复干旱存活率和抗旱性综合评价值D的聚类结果筛选出一级抗旱品种4份,分别是陇糜5号、吉3、蒙粳糜1号和蒙粳糜7号;配对t测验显示:反复干旱胁迫后糜子苗高、植株含水量、单株叶面积、生物学产量分别降低了16.097 cm、0.393 g/株、10.358 cm2/株、0.075 g/株,差异达到了极显著水平,而根长、相对生长率反向增加了0.555 cm、3.213%;主成分分析中,植株含水量、生物学产量、单株叶面积3个指标在第1主成分中起决定作用(系数均≥0.881),且与两种抗旱评价参数值相关性均达到了极显著水平,因此,确定植株含水量、生物学产量、单株叶面积作为糜子苗期抗旱性鉴定1级指标。     

干旱胁迫及复水对不同黍稷品种根系生理特性的影响

以2种抗旱性不同的黍稷品种(‘陇糜4号’和‘晋黍7号’)为试验材料,采用盆栽试验研究了苗期中度和重度干旱胁迫后拔节期复水对其根系生理特性的影响。结果显示:(1)干旱胁迫引起2个黍稷品种根系活力明显下降,根系SOD、POD活性以及MDA、脯氨酸含量明显升高,而且重度干旱胁迫处理变化幅度显著大于中度干旱胁迫。(2)复水后,2个黍稷品种根系的各项生理指标均有不同程度的恢复,且中度胁迫处理较易恢复,重度胁迫下恢复能力很弱。(3)2个黍稷品种根系各项生理指标在干旱胁迫及复水条件下变化幅度不同,干旱胁迫下抗旱性强的‘陇糜4号’根系活力下降幅度明显低于抗旱性弱的‘晋黍7号’,根系SOD活性、POD活性、MDA含量和脯氨酸含量的上升幅度明显高于‘晋黍7号’,而复水后‘陇糜4号’根系的各项生理指标的恢复能力明显强于‘晋黍7号’。研究表明,干旱胁迫及复水条件下‘陇糜4号’均表现出较高的根系活力、保护酶活性和脯氨酸含量,且MDA含量较低,从而表现出较强的抗旱性。     

不同肥料处理对豫麦49小麦冠层结构与产量性状的影响

为探讨不同肥料处理对小麦冠层结构和产量性状的影响,采用随机区组试验设计和大田切片法,研究了豫麦49小麦品种在单施尿素、鸡粪和鸡粪与尿素配施等条件下小麦冠层结构特征、产量构成因素的变化,结果表明:施用鸡粪有利于增加旗叶的叶绿素含量(SPAD),提高群体光合有效辐射(PAR),增大小麦群体的平均叶倾角(MLA),降低群体的冠层开度(DIFN),提高小麦群体的叶面积指数(LAI)和籽粒产量.综合考虑小麦产量、经济系数等因素,3种肥料处理以鸡粪与尿素配施为最佳,配施处理的小麦冠层结构适宜、株型最佳、群体光分布合理.     

糜子育成品种成株期抗旱性鉴定与评价

在年降雨量不足40 mm的甘肃省敦煌市,采用大田干旱胁迫法对我国不同地区育成的56份糜子品种成株期抗旱性进行了鉴定。结果表明,成株期干旱胁迫对糜子主茎节数、单株有效穗数、单株草重、主穗长、千粒重、比叶重影响不显著,而对株高、单株穗重、单株粒重、小区产量、旗叶面积、叶面积指数、生育期影响达到了极显著水平,干旱胁迫处理后株高降低了14.08 cm,单株穗重、单株粒重和小区产量分别下降2.65 g、2.19 g和86.18 g,旗叶面积和叶面积指数分别减少9.36 cm2和1.21,生育期延长了11.68 d;以抗旱指数和抗旱性综合评价值D的聚类结果为依据,筛选出成株期1级抗旱品种2份:陇糜2号、陇糜10号;经灰色关联度分析,旗叶面积、千粒重、单株有效穗数、小区产量均与抗旱指数、抗旱性综合评价值D的关联度较大,可作为成株期抗旱评价指标。     

种植方式对华北春玉米密植群体冠层结构的调控效应

在大田同等密度条件下,设计了单、双株与对、错位组合的4种种植方式,研究其对华北春播"郑单958"密植群体的冠层结构、功能及产量的影响。结果表明:相比常规单株对位种植方式,双株错位、双株对位和单株错位种植方式下玉米群体的冠层垂直分布呈现叶和茎的干重权重比例下移、群体叶片垂直分布趋于"纺锤形";植株个体穗下层茎叶夹角显著增加2.4°~3.4°,尤其双株错位和双株对位有效扩展了个体生态位,显示了耐密调控能力;灌浆期前,各处理群体LAI及叶片功能活性略显劣势,但在此之后LAI、穗位叶及穗下叶片中SPAD值衰减速度延缓,功能期延长;3个处理比常规种植方式增产11.2%~12.7%,但差异未达显著水平;抗倒性强、空杆率低、千粒重显著增多是产量较高的主要因素;密植条件下改变传统的单株对位种植,能够改善密植群体冠层结构,优化个体形态,提高生育后期冠层中下部叶片功能活性,从而实现耐密、增产、稳产。     

单粒精播对花生冠层微环境、光合特性及产量的影响

在大田条件下,以大粒型花生品种‘花育22’为材料,研究了22.5万株·hm^-2(S₁)、19.5万株·hm^-2(S₂)、16.5万株·hm^-2(S₃)3个密度单粒精播条件下,花生冠层微环境、光合特性及产量的差异.结果表明: 与传统双粒穴播15万穴·hm^-2相比,3个密度的单粒精播模式均提高了花生生育期内的冠层透光率、冠层温度、CO₂浓度,降低了冠层相对湿度,改善了生育中后期的冠层微环境;单粒精播模式下花生叶片的光合色素含量、光合速率均高于传统双粒穴播,其中,S₂和S₃处理的效果显著.综合冠层微环境特征、光合特性及产量等因素分析,单粒精播模式S₂(19.5万株·hm^-2)处理的群体大小适宜,个体分布均匀一致,不仅缓解了群体与个体间的矛盾,而且优化了冠层微环境,提高了花生不同层次叶片的光合特性,增加了后期光合产物的合成与积累,实现了产量的最大化.     

黄土塬区不同品种玉米间作群体生长特征的动态变化

不同玉米品种间作,品种间的竞争对群体结构和产量可能有促进作用.为了明确不同密度下品种间作对不同生育期群体生长特征的影响,以及在不同生育期的变化规律,选用郑单958和沈单16两个不同株型的玉米品种在中、高两种密度条件下进行隔行间作田间试验.研究结果表明:不同密度间作群体叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)显著增加,同密度不同品种间作LAI在生育后期显著增加,有利于形成合理的冠层结构以获得更多的光照;中等密度下品种间作单株叶面积较单作显著增加,而高密度间作显著降低了单株叶面积;中等密度下,品种间作地上部干物质积累量显著增加,郑单958尤为突出,但高密度间作时的增加幅度较小,这与高密度下株高、茎粗相对减小有关.品种株高、茎粗随间作密度的增加而有所增加,对间作竞争的响应与品种特性密切相关;在不同生育期,郑单958和沈单16号表现不同的生长规律,前者在整个营养生长过程中对间作竞争的响应明显、持续和稳定,而进入生殖期后,间作的生长优势逐渐消失;后者在营养生长期干物质积累量大,但持续时间较短,表现出较弱的竞争性.品种间作可有效改善群体冠层结构,增加群体物质生产力,更好的为增产鉴定基础.     

水稻冠层光合有效辐射的时空分布特征

以2个不同株型水稻品种为材料,设置高、中、低3个施氮水平,利用SunScan冠层分析仪于灌浆期系统测定了不同施氮水平下不同株型水稻品种植株形态和冠层内光合有效辐射（PAR）的时空分布状况.结果表明：施氮量对水稻株高、穗弯曲度和茎叶夹角有明显影响;群体叶面积的垂直分布呈中部>上部>下部的分布特征,最大分层叶面积指数（LAI）出现在0.60相对高度处.冠层内平均PAR透光率从顶部向下递减,且在冠层上中部递减迅速,下部递减缓慢;平均PAR透光率随施氮量的增加而递减;平均PAR透光率日变化表现为早晚较低,中午较高;平均PAR透光率随向下累积LAI的增加呈指数递减,群体消光系数K的日变化表现为早晚较高,中午较低,灌浆期的K值介于0.35～0.50.水稻冠层内PAR的三维空间分布表现为冠层上中部水平面上PAR透光率高,光斑面积大;下部水平面上PAR透光率低,光斑少;同一冠层高度水平面上的PAR光强呈不均匀分布.株型紧凑的水稻品种,冠层透光率高,透光率日变化大,群体消光系数小.     

有机无机肥长期定位配施对冬小麦群体光合特性及籽粒产量的影响

以小麦品种石麦15(SM15)为对象,以牛粪为有机肥,设置不施氮肥、单施尿素、单施牛粪和有机无机肥配施4种施肥方式,研究不同施肥处理对冬小麦群体光合速率(CAP)、旗叶净光合速率(P_n)、叶面积指数(LAI)、叶绿素荧光参数及产量的影响.结果表明： 无机肥主要作用于生育前期,小麦的CAP、P_n及LAI最高,其次为配施处理,单施有机肥处理最低.花后10 d开始,与单施尿素处理相比,有机肥和有机无机肥配施处理小麦衰老进程较缓慢,在灌浆中后期保持较高的抗氧化酶活性及较长的绿叶面积持续期,进而维持较高的光合物质生产能力.有机无机肥配施处理延缓效果更为明显,籽粒产量最高.可见,有机无机肥配施可以延缓灌浆中后期叶片衰老,维持合理的冠层结构,使小麦具有较强的光合性能,进而获得较高的籽粒产量.     

夏玉米群体光合速率特性及其与冠层结构、生态条件的关系

研究结果表明：高产夏玉米群体光合速率日变化呈单峰曲线。在水肥充足栽培条件下,光照强度是影响玉米群体光合速率的主导因素,最大自然光强下群体光合未测到光饱和点。群体光合速率随CO2浓度(50—900ppm范围)的增加而提高。土壤呼吸释放的CO2量占群体光合速率的11.68%。高产群体所形成的独特环境对单叶光合速率影响很大,群体生长下的单株,在8×104一9×104Lx光下的单叶光合速率为果穗叶高于下部和上部叶,品种、密度间差异不大;冠层自然状态下的单位叶面积光合速率上部叶却高于中、下部叶,高密度下,紧凑型品种高于平展型品种,低密度下则相反。     

陇中黄土高原春小麦光谱反射特征

通过田间小区试验,测定了3个春小麦品种(高原602、陇春8139和定西24)在不同生育期和不同种植密度的光谱反射率及对应叶面积指数(LAI)和地上生物量,分析了其光谱反射的一般特征和红边参数特征以及光谱变量与LAI和地上生物量的相关性.结果表明:在整个波段内,春小麦冠层光谱表现为高原602＞陇春8139＞定西24,其叶片光谱表现为定西24＞陇春8139＞高原602;春小麦冠层光谱在可见光波段和中红外波段成熟期明显大于孕穗期,而叶片光谱在近红外波段孕穗期明显大于成熟期;随着种植密度的提高,在近红外波段冠层和叶片的光谱反射率逐渐增加;冠层光谱的红边均具有"双峰"现象,从孕穗期到成熟期,冠层红边位置呈现"蓝移"现象;LAI和地上生物量与冠层光谱变量之间存在较好的相关性.     

全膜微垄沟穴播对春小麦土壤水热环境的影响及其光合和产量效应

减弱春季寒旱生境限制是提高甘肃中东部旱地春小麦产量的关键要素之一。本研究于2016—2018年在甘肃中部半干旱旱作区开展大田试验,以‘陇春35号’为供试品种,设置全膜微垄沟穴播(PRF)、全膜覆土穴播(PMS)和露地穴播(CK)3个处理,测定春小麦不同生育期0～300 cm土层的土壤含水量、0～25 cm土壤温度、叶片生物量、叶片叶绿素(SPAD)、光合速率、蒸腾速率和作物产量,从土壤水热-冠层发育-产量角度揭示PRF处理对土壤水热环境、水分利用效率(WUE)和产量的影响。结果表明: 与CK相比,PRF和PMS处理0～25 cm土层的土壤温度在苗期分别提高2.8和2.5 ℃,灌浆-成熟期分别降低1.4和0.9 ℃;0～300 cm土壤贮水量在播前-苗期分别增加59.7和41.8 mm;0～300 cm耗水量在苗期-灌浆期分别提高46.1和39.8 mm。与PMS处理相比,PRF处理的小麦苗期温度提高0.3 ℃,灌浆-成熟期降低0.5 ℃;播前-苗期0～300 cm土壤贮水量增加18.0 mm,拔节-成熟期耗水量提高13.0 mm。基于对土壤水热条件的优化,PRF和PMS处理的叶片生物量、SPAD值、苗期-灌浆期叶片净光合速率、蒸腾速率均显著高于CK,且PRF处理均显著高于PMS处理。PRF处理比PMS处理和CK分别增产9.1%和36.5%,WUE分别提高5.9%和30.8%。因此,PRF处理能提高苗期地温,降低灌浆-成熟期地温,促进春小麦苗期-灌浆期的耗水,提高了春小麦叶片SPAD值和生物量,增强春小麦苗期-灌浆期旗叶的光合功能,从而实现增产和水分高效利用,而且这一优势在欠水年份(2016和2017年)更加明显。     

黄土高原苹果园不同生长阶段的小气候特征

在黄土高原苹果园内,使用小气候梯度自动测定系统于2011年1月—2013年12月定位观测果园6、3、1.5 m高度的光合有效辐射(PAR)、气温、树体温度、相对湿度以及冠层顶的总辐射和土壤10~60 cm深度的温湿度,分析了苹果园不同生长阶段的小气候特征。结果表明:总辐射、PAR、空气温度和树体温度日变化均呈单峰曲线,总辐射和PAR在12:50、空气温度和树体温度在16:00左右达到最大值;总辐射和PAR在生长盛期最强,生长始期次之;空气温度、树体温度和土壤温度在盛期随辐射变化最大,在始期次之;生长始期温度日较差最大;冠层下部PAR在生长盛期和休眠期小于冠层顶,休眠期空气温度垂直变化最大,盛期次之,除土壤表层外,其余各层土壤温度均随深度增加而升高且日变化较小;空气湿度生长盛期最大,休眠期次之,日变化呈现高-低-高趋势,冠层下部的湿度在夜间高于冠层顶部且盛期相差最为明显,生长始期其日较差最大,盛期次之;生长始期土壤含水量最高,盛期次之,表层和深层含水量较小,20 cm含水量高,但其变化幅度较大。     

不同施肥处理对海南风吹楠幼苗生长及生理特性影响

以海南风吹楠(Horsfieldia hainanensis Merr.)为材料,采用正交实验方法,研究不同施肥处理对海南风吹楠幼苗生长及生理特性的影响。结果显示,不同施肥处理下海南风吹楠幼苗的生长指标有所差异,不施肥组的株高、地径、干重和根系等指标均低于施肥处理组;而各施肥处理组间幼苗叶片可溶性糖、可溶性蛋白、叶绿素含量等指标均存在极显著差异;净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO_2浓度等指标均大于不施肥组,光合性能得到一定的提升和改善。将各项生理指标进行隶属函数分析,综合评价后得出最佳氮磷钾处理组为T6组N_2P_2K_2(即:N 3.80 g/株,P 0.48 g/株,K 1.46 g/株)。     

PEG模拟干旱胁迫对糜子幼苗生理特性的影响

以'榆糜1号'和'榆糜3号'为试验材料,采用PEG模拟水分胁迫方法,研究了干旱胁迫对糜子幼苗生理生化特性的影响.结果显示,(1)2品种幼苗叶片的细胞电解质外渗率、叶片的MDA含量、游离脯氨酸含量和可溶性糖含量均在胁迫2 d后逐渐上升,但保护酶SOD和POD的活性均呈先升高后降低的变化趋势,2品种幼苗在不同强度PEG胁迫下总体变化趋势基本一致,且各胁迫处理间差异显著(P<0.05).(2)2品种在相同处理下差异显著(P<0.05),其中,10%～30 0A PEG胁迫8 d时,'榆糜3号'比'榆糜1号'的细胞电解质外渗率、叶片的MDA含量增加幅度小,而游离脯氨酸含量和可溶性糖含量增加幅度较大,但保护酶SOD和POD的活性下降幅度较小,说明相同渗透胁迫下'榆糜1号'比'榆糜3号'叶片的细胞膜透性增加幅度大,但渗透调节物质增加较少,细胞膜系统受干旱伤害会更大,其抗旱性相对较弱.综合各项生理指标的分析认为,'榆糜3号'具有较强的抗旱能力.     

不同施肥条件下夏玉米光谱特征与叶绿素含量和LAI的相关性

在不同施肥方式下研究了长期试验地夏玉米在4个典型生育期的叶绿素相对含量(SPAD)、叶面积指数(LAI)和冠层光谱特征,系统分析了单波段以及由可见光和近红外波段组成的归一化差异植被指数(NDVI)与叶片叶绿素含量和LAI的相关性.结果表明:在同一个生育期,NK、PK处理和CK的光谱曲线特征相似,NPK、NP、OM、1/2OM1/2NPK处理的光谱特征曲线相似.除460nm外,其它单波段反射率与叶绿素含量和LAI都显著相关,尤其在510~1100nm波段相关性最为密切;不同波段组合的NDVI与这2个指标也显著相关,且相关系数大于单波段.从拔节期到乳熟期,绝大部分NDVI都可以有效地拟合叶绿素含量和LAI的变化,选用NDVI(560,950)和NDVI(660,760)建立拟合模型(R2>0.60),并以NDVI(560,950)拟合效果最佳(R2>0.80).可见,不同施肥方式条件下长期试验地夏玉米冠层光谱特征与叶绿素含量、LAI都具有良好的相关性,可以为夏玉米肥料管理提供科学依据.     

不同光强对吴茱萸生长动态和光合日变化的影响

报道了不同生长光强(透光率分别为15%、30%、50%、100%)对吴茱萸的生长和光合日变化的影响。结果表明:生长环境光强对吴茱萸苗期株高、地径和冠面积的影响较大,100%RI下的株高、地径和冠面积明显小于各遮荫处理,其中30%RI下吴茱萸的株高、地径和冠面积最大,这表明苗期强光不利于吴茱萸的生长。随着光强的减弱,吴茱萸增大冠面积与株高有利于截获更多光能。10月下旬,100%RI下吴茱萸净光合速率(Pn)日变化曲线呈"双峰型",11:30～14:30,吴茱萸的Pn、胞间二氧化碳浓度与气孔导度均下降,表明此时的光合午休现象是由气孔部分关闭造成的。各遮荫处理下,吴茱萸的Pn日变化均呈"单峰型",并无第二峰的出现,可能与遮荫条件下,下午光强较弱,环境温度较高,空气相对湿度较低有关。