耕作方式对东北雨养区玉米光合与叶绿素荧光特性的影响

在东北地区设置大田试验,研究不同耕作方式下玉米全生育期耕层土壤温度、土壤含水量、叶片光合性能及叶绿素荧光参数的变化特征.结果表明:耕作方式对土壤水热性能的影响主要体现在播种-拔节阶段,2010-2011年平地播种中耕起垄(PL)和全生育期平作(PP)处理0～40 em土层土壤体积含水量在出苗期、苗期和拔节期比传统垄作(LL)处理平均提高5.6％和5.2％、4.6％和7.3％及3.9％和4.8％,苗期5 cm土壤最低温度分别比LL处理高1.4和1.3℃.由于土壤水热条件的改善,拔节期PL和PP处理的叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)等指标显著高于LL处理,而PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)无显著差异,表明气孔导度和气孔限制值等气孔因素是导致光合作用差异的主要原因;灌浆期叶片Pn和Tr则以LL和PL处理显著高于PP处理,这主要是由于PP处理在强降雨时期经历了涝渍灾害,光合作用受到抑制.可见PL处理通过改善土壤水热条件增强了玉米光合性能,进而提高了籽粒产量.     

种植方式对夏玉米光合生产特征和光温资源利用的影响

为研究套种与直播两种种植方式对夏玉米光合生产特征和光温资源利用的影响,选取郑单958和登海661为研究对象,设置3个播期,密度为67500株·hm^-2,以地上干物质积累量和作物生长速率、叶面积指数、穗位叶的单叶光合速率来评价夏玉米的光合生产特征;以Richards模型拟合籽粒灌浆过程;结合气象数据计算夏玉米光能利用率.结果表明：直播处理比套种处理籽粒产量增加1.17%～3.33%（P<0.05）,但千粒重显著降低;生育期随播期提前而延长;直播条件下叶面积指数和单叶光合速率在灌浆前期显著高于套种,但灌浆后期下降较快;与套种相比,直播开花前和开花后具有较高的干物质积累量和较快的作物生长速率.Richards模型解析表明,直播处理达到最大灌浆速率的时间明显早于套种,起始势较套种高,但灌浆期、活跃灌浆期和灌浆速率最大时的生长量均低于套种;与套种相比,直播处理生育期间总积温和总辐射量分别减少150～350 ℃·d和200～400 MJ·m^-2,但籽粒光能利用率较套种提高10.5%～24.7%.因此,直播较套种有优势,在夏玉米大田生产条件下,重视叶片的光合生产特征,延缓叶片衰老,有利于提高夏玉米的光能利用率,进一步挖掘增产潜力.     

冬小麦-夏玉米播前耕作对夏玉米叶片衰老特性的影响

以‘郑单958(ZD958)’为试验材料,设置冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)、冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)和冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR)3个处理,研究冬小麦-夏玉米播前耕作条件下夏玉米叶面积、叶片光合色素含量、可溶性蛋白含量、叶片保护酶活性及丙二醛(MDA)含量的变化.结果表明:从抽雄期(VT)到抽雄后40 d(VT+40),MN与MR的叶面积显著高于RN;从VT+40到成熟期(R6),MR的叶面积下降幅度显著高于其他处理.叶片光合色素含量呈单峰曲线变化,抽雄后20 d(VT+20)达最高值,之后逐渐下降;与RN相比,MR和MN的叶绿素a含量分别提高11.4％和9.7％,叶绿素b含量分别提高14.9％和15.9％.随着生育进程的推进,各处理的穗位叶可溶性蛋白含量呈下降趋势,MR与MN处理VT～VT+40维持较高水平,较RN分别提高11.5％和24.4％;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性均呈单峰曲线变化,VT+20时期达到最大值,之后逐渐下降,MR与MN的SOD、CAT和POD活性从VT到VT+40维持较高水平;MDA含量均呈上升趋势,RN始终高于MN和MR.与RN相比,MN和MR平均增产24.0％和30.6％;与MN相比,MR平均增产5.2％.MN可有效延缓叶片衰老,有利于产量提高.     

一级生产水平下冬小麦,夏玉米的生产模拟

通过模拟计算得到一级生产水平下冬小麦和夏玉米的累积干物质动态曲线 .两年的计算结果和实测值都比较吻合 .研究表明 ,在黄淮海平原 ,可以把亩产吨粮作为冬小麦 夏玉米一年两茬平作粮田达到一级生产水平的指标 .若用中熟夏玉米套作代替早熟夏玉米平作 ,籽粒的年产量可增加一成 .通过对不同叶面积指数下干物质产量的模拟计算 ,得到一年两茬平作的干物质产量最大可达 46t·hm- 2 ,籽粒产量 1 9.1t·hm- 2 .     

玉米花生间作对玉米光合特性及产量形成的影响

为了进一步揭示玉米花生间作体系中玉米间作产量优势的光合机理,于2010—2011年在河南科技大学试验农场研究了间作玉米功能叶的光-光响应曲线和光-CO2响应曲线特点、荧光参数、叶绿素含量与构成、干物质积累及灌浆速率。结果表明:间作提高了玉米功能叶片的叶绿素含量,改变了叶绿素构成,显著提高了净光合速率,延缓衰老;间作提高了玉米光补偿点、光饱和点、光饱和时的最大净光合速率、表观量子效率和羧化效率,显著降低了CO2补偿点;PSⅡ的实际光化学效率、PSⅡ的最大光化学效率和光化学猝灭系数变化不明显。间作明显提高玉米生育后期单株干物质,主要在于促进了籽粒的生长,显著提高玉米产量,偏土地当量(PLER-M)高于其所占面积比例的106.6%—120.3%,表现出明显的间作产量优势。这说明间作玉米产量间作优势主要来源于其生育后期净光合速率的提高,促进光合物质向籽粒的分配,净光合速率的提高是通过羧化效率和表观量子效率的提高,增强CO2的固定能力实现的,而非是光能传递、转化效率的提高。     

花粒期光照对夏玉米光合特性和叶绿体超微结构的影响

在大田条件下,以夏玉米品种‘登海605’为试验材料,研究花粒期不同光照强度(正常光照、开花至收获期遮阴和开花至收获期增光)对夏玉米叶片光合、荧光性能和叶绿体超微结构的影响.结果表明:与对照相比,花粒期遮阴影响叶绿体排布及内部结构发育,基粒个数和基粒片层数均有不同程度减少,叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量下降,PSⅡ反应中心的实际光化学效率和最大光化学效率降低,非光化学淬灭系数数值增加,导致产量降低;增光后叶绿体结构良好,基粒片层排列紧致、清晰且数量增加,PSⅡ反应中心的实际光化学效率增加,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量上升,叶片光合性能增强,产量增加.即花粒期遮阴破坏了夏玉米叶片叶绿体超微结构,降低了叶片光合能力,产量下降;花粒期增光增加了叶肉细胞中叶绿体的基粒和基粒片层,导致基粒片层排列紧密有序,有利于增加作物产量潜力.     

一级生产水平下冬小麦、夏玉米的生产模拟

通过模拟计算得到一级生产水平下冬小麦和夏玉米的累积干物质动态曲线.两年的计算结果和实测值都比较吻合.研究表明,在黄淮海平原,可以把亩产吨粮作为冬小麦夏玉米一年两茬平作粮田达到一级生产水平的指标.若用中熟夏玉米套作代替早熟夏玉米平作,籽粒的年产量可增加一成.通过对不同叶面积指数下干物质产量的模拟计算,得到一年两茬平作的干物质产量最大可达46t·hm^-2,籽粒产量19.1t·hm^-2.     

追施氮肥时期对冬小麦旗叶叶绿素荧光特性的影响

在大田条件下,研究了不同追氮时期对小麦旗叶叶绿素荧光特性、光合速率及籽粒产量的影响.结果表明,拔节期追肥较起身期或挑旗期追肥,改善了小麦旗叶PSⅡ的活性(F_v/F_o)、光化学最大效率(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(qP)、实际量子产量(ΦPSⅡ)及光合速率,降低了籽粒灌浆中前期非辐射能量耗散,有利于叶片所吸收的光能较充分地用于光合作用,提高了籽粒灌浆后期非辐射能量的耗散,减缓了叶片光抑制程度和衰老进程.拔节期追肥可显著增加穗粒数和千粒重,提高产量.     

大田增温对夏玉米光合特性的影响

在大田条件下研究了增温对两个夏玉米品种农大108(ND108)和掖单13号(YD13)光合特性及产量的影响.结果表明:大喇叭口期到成熟期增温显著降低了夏玉米籽粒产量,ND108和YD13的籽粒产量分别较对照降低了46.6%和45.1%;叶面积指数平均值分别降低了15.4%和11.5%;穗位叶叶片光合速率平均值分别降低了22.85%和18.14%;两个玉米品种叶片的叶绿素a和叶绿素b含量显著降低,但对叶绿素a的影响更显著.增温后玉米叶片的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)和核酮糖二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性都显著降低,ND108、YD13叶片的PEPCase和RuBPCase活性分别较对照降低了51.1%、32.4%和29.5%、7.7%.     

灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性及产量的影响

于2009—2011年通过田间试验,以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料,设等行距平作、宽窄行平作、沟播3种种植方式,每种种植方式下设不灌水(W0)、灌拔节水(W1)、灌拔节水+开花水(W2)、灌拔节水+开花水+灌浆水(W3)4种灌溉处理(每次灌水量为60 mm),研究不同灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性和产量的影响.结果表明:随冬小麦灌水量的增加,3种种植方式下小麦花后旗叶叶面积和光合速率均增加,光系统Ⅱ最大光化学效率和实际光化学效率也增加;与W0处理相比,各灌水处理提高了小麦籽粒产量,但水分利用效率(WUE)降低.同一灌溉条件下,与其他两种种植方式相比,沟播方式小麦花后旗叶光合速率、光系统Ⅱ最大光能转化效率和实际光化学效率均较高,且W2处理籽粒产量显著高于其他处理.统筹考虑冬小麦的籽粒产量和WUE,沟播结合灌拔节水+开花水是华北平原冬麦区较适宜的节水种植方式.     

Comparison of long‐stem and standard tube‐stock performance 5 years after planting in a rainforest edge on the Central Coast of NSW

Adoption of the long‐stem planting technique in riparian and nonriparian environments is increasing, despite few scientific studies examining whether the technique improves restoration outcomes. Here, we report on the results of an experiment that compares the performance of long‐stem and standard tube stock planted within a rainforest edge. Our results showed that planting technique had no significant effect on the growth and survival of Cheese Tree (Glochidion ferdinandi) and Scentless Rosewood (Synoum glandulosum) individuals, 5 years postplanting. Our findings suggest that long‐stem planting does not enhance tube‐stock performance of these two species, at least under the relatively benign environmental conditions of this study. We recommend that further tests of the technique should focus on habitats where inputs of physical energy are dominant (e.g. rivers, coastal foredunes) and in locations where (and when) growing conditions are particularly harsh.     

不同栽培方式对巫山淫羊藿生长的影响

测定和比较了3种栽培方式(栽培密度、栽培根茎长度和栽培深度)下巫山淫羊藿叶长、株高、分枝数和花蕾数等生理生长指标,探寻巫山淫羊藿最适生长条件和生长投资策略,为药用淫羊藿人工栽培提供理论基础和实验依据。结果表明:在每平方米18000株的栽培密度下,植株各项生理指标均显著优于其它密度处理;15cm根茎长度处理下的巫山淫羊藿分枝数明显高于其它组;5cm深度处理有利于巫山淫羊藿叶生长,20cm深度处理有利于巫山淫羊藿茎生长。进一步分析表明:栽培密度和栽培根茎长度对巫山淫羊藿营养生长影响较大;栽培深度对植株的营养生长和生殖生长影响都较大。     

有机种植对农田节肢动物多样性影响的整合分析

有机农业是生态环境友好的生产方式, 对农业生物多样性保护具有重要意义。个体研究的差异不利于有机农业的生态环境效益评估。本研究利用文献整合分析, 以对农田生态环境具有良好指示作用的节肢动物为研究对象, 探讨了有机种植对农田生物多样性的保护效果及影响因素。结果表明, 相比常规种植, 有机种植可使节肢动物的丰富度、多度及均匀度显著提升34.95%、64.95%及12.09%; 天敌和害虫的物种丰富度分别显著提升了22.50%和31.03%; 同时天敌的个体数量比常规显著增加了71.80%, 害虫减少了10.46%。经过3年及以上的有机种植后, 节肢动物的丰富度和多度均显著高于常规种植。常规种植化学农药施用频率可显著影响节肢动物丰富度和均匀度指数, 施药次数每增加1次, 节肢动物丰富度相比有机种植显著降低13.54%, 均匀度显著降低2.64%。有机水田对节肢动物多度的提升效果显著优于有机旱地, 为后者的4.7倍; 但二者的丰富度和均匀度没有显著差异。蔬菜和茶叶种植体系对节肢动物多样性指数的综合提升效果优于其他作物类型, 丰富度、多度和均匀度指数分别显著提升了81.46%、74.14%、18.55%和48.86%、49.06%、30.88%。鼓励常规种植减少农药施用频次, 加大有机和生态化管理措施的应用程度, 是保护农业生物多样性、实现农业绿色高质量发展的有效途径。     

区域种植业气候适宜度及其对种植活动的响应——以四川省盐亭县为例

在分析盐亭县近63年来(1950—2012)种植业生产发展的基础上,选取该县农村社会经济条件相对稳定的近32年(1981—2012)为研究时段。运用农业生态气候适宜度方法,依据水稻、红薯、玉米、小麦和油菜等5种主要作物生育期的光、热、水等气候条件,分别估算各种作物的资源适宜指数、效能适宜指数和利用指数,构建小尺度区域种植业气候适宜度模型和种植活动对区域种植业气候适宜度的影响度模型,进行小尺度区域种植业气候适宜度以及种植活动对种植业气候适宜度的影响度估算,并对种植业生产对气候变化的适应进行探讨。研究结果表明,(1)近32年来盐亭县大春作物的平均资源适宜指数、效能适宜指数和利用指数(分别为0.578、0.281和48.37%)均大于小春作物(分别为0.304、0.128和42.24%),大春作物的气候适宜度高于小春作物,且作物间的气候适宜度差异较大。(2)受季风气候波动的影响,该县作物气候适宜度有明显的年际波动;该县近32年来气候变化对大春作物气候适宜度有轻微不利影响,而对小春作物气候适宜度趋于有利。(3)盐亭县近32年来种植业平均的资源适宜指数为0.466、效能适宜指数为0.212、利用指数为45.49%;受5种作物资源适宜指数、效能适宜指数,以及作物播种面积与产量年际波动的综合影响,该县种植业气候适宜度亦有明显的年际波动;气候变化对该县种植业气候适宜度总体上有不利影响。(4)近32年来该县种植活动对种植业气候适宜度的影响度平均值为0.00092,其年际波动较大。通过作物种植组合结构的调整,在20世纪90年代中期前对种植业气候适宜度的提高有微弱的正向影响,对气候变化有一定程度的适应;而后期则有负向作用。     

莱阳地区梨园、桃园、混栽桃梨园梨小食心虫发生规律

为明确莱阳地区不同栽培模式下单植梨园、单植桃园、混植桃梨园的梨小食心虫Grapholitha molesta(Busck)发生规律,2009—2012年采用性诱芯法对以上果园梨小食心虫的发生规律进行探究并利用有效积温模型预测其发生代数。结果表明:梨小食心虫在莱阳地区一年可发生4代;第1³代主要发生在桃园,发生时间为4—8月上旬,第4代主要发生在梨园,发生时间为8月中下旬或9月初,为害一直可持续到10月中旬。梨小食心虫在不同寄主上发生时间不同,除第一代发生比较整齐之外,其他世代发生时间不统一,尤其是梨园。单植梨园和单植桃园的梨小食心虫都能单独完成发育世代,但数量有差异。通过比较其差异显著性,单植桃园13代主要发生在桃园,发生时间为4—8月上旬,第4代主要发生在梨园,发生时间为8月中下旬或9月初,为害一直可持续到10月中旬。梨小食心虫在不同寄主上发生时间不同,除第一代发生比较整齐之外,其他世代发生时间不统一,尤其是梨园。单植梨园和单植桃园的梨小食心虫都能单独完成发育世代,但数量有差异。通过比较其差异显著性,单植桃园1³代明显多于第4代,单植梨园第4代明显多于第13代明显多于第4代,单植梨园第4代明显多于第1³代。     

播种时期与密度对关中灌区夏玉米群体生理指标的影响

采用二次饱和D最优试验设计,运用作物群体生理学方法,研究了关中灌区玉米密度、播期与群体生理指标的关系及其影响效应.结果表明,关中灌区夏播条件下,在6月13日—7月22日,播期与玉米籽粒产量、干物质积累量(DMA)、吐丝期叶面积指数(LAImax)、总光合势(LAD)、群体净同化率(NAR)、作物生长率(CGR)呈负相关,播期对CGR、LAD的影响较大,对LAImax和NAR的影响较小;在45000～65918株·hm-2范围内,密度与玉米籽粒产量、DMA、LAImax、LAD、CGR呈正相关,而与NAR呈负相关,密度对CGR、LAImax和LAD的影响较大,而对NAR的影响较小.播期对玉米群体生理指标的总影响效应显著大于密度,实际生产中应力争早播.对密度和播期与玉米群体生理指标建立的回归模型表明,陕单8806玉米在关中灌区夏播中实现高产的适宜播期为6月10—20日,密度应控制在57767～71706株·hm-2.     

三种肥料运筹模式对湖北西部坡耕地机条播小麦生产的影响

针对湖北西部坡耕地小麦生产存在的施肥不科学、籽粒品质不稳、种植效益低下等关键问题,连续2年在丹江口库区坡耕地“玉米-小麦”轮作制度下,研究3种优化种植模式(高氮减钾、中氮减钾、低氮减钾)对小麦产量、品质、效益和肥料利用效率的影响。结果表明:施用化学肥料显著提高了小麦籽粒产量和湿面筋含量。与常规种植模式(CK)相比,3种优化种植模式的钾肥偏生产力和农学利用率显著提高。高氮减钾模式的小麦干物质量、籽粒产量和粗蛋白含量最高,比CK分别增加9.4%、19.4%和7.8%,有利于小麦高产潜力的发挥;中氮减钾模式的小麦湿面筋含量和降落数值最高,分别比CK增加3.9%和9.3%,适用于中筋小麦的高效生产;低氮减钾模式的氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、钾肥偏生产力、钾肥农学利用率和净收益最高,分别比CK提高15.7%、134.1%、131.3%、368.2%和37.3%,粗蛋白和湿面筋含量分别比CK降低2.1%和2.6%,适用于弱筋小麦绿色轻简化生产。本研究结果可为坡耕地小麦生产选择适宜的种植模式提供参考。     

长江、黄河流域两棉区陆地棉品种的遗传多样性比较研究

从300个随机引物中筛选到带型清晰且重复性强的41个多态性引物,用于长江、黄河流域两棉区的91陆地棉品种的RAPD标记分析。分析采用Jaccard‘s相似系数,使用NTSYS－pcl.80数据分析软件,非加权组平均法（UPGMA）聚类。来自长江流域棉区的23个陆地棉品种产生了84个多态性位点,品种之间的平均相似系数为0．631。而来自黄河流域棉区的68个陆地棉品种产生了96个多态性位点,品种之间的平均相似系数为0．632.两棉区品种的相似系数矩阵比较及成对相似系数分布的比较均表明,长江流域和黄河流域棉区陆地棉品种的遗传多样性水平相当。共同的基础种质资源、相同的育种目标及相近的育种方法和策略可能是造成两大棉区品种遗传多样性水平相当的重要因素。     

两种不同种植方式对龙葵叶片虫食状的影响研究

昆虫与植被之间相互关系的深入研究,有助于更好的理解生态系统结构与功能之间的关系以及生态系统生物多样性维持机理。本文通过对集中种植和分块种植下两种不同种植方式龙葵叶片虫食状进行调查分析,以期对龙葵的栽培和养护提供理论基础和技术建议。研究结果表明:龙葵叶片中共识别出11种虫食状类型,其中,集中种植方式有10种,分块种植方式有11种,各种虫食状类型出现频率在0.4%-24.7%;集中种植样地的龙葵叶片虫食状种类数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均低于分块种植;分块种植的龙葵叶片受到植食性昆虫的伤害频率较高,但是集中种植的龙葵叶片受到的伤害程度却明显高于分块种植方式。因此,种植龙葵应尽量避免大规模集中种植方式,不同生态系统边界之间边缘效应的尺度和强弱的关系是未来研究的重点和核心问题。     

密度、种植方式和品种对夏玉米群体发育特征的影响

在豫北高产灌区的生产条件下,以郑单958和浚单20为试验材料,研究了不同密度和种植方式对夏玉米群体发育特征的影响。结果表明:密度和种植方式对两个品种的株高、茎粗、穗位、叶面积指数(LAI)、叶绿素含量、干物质积累量、穗部性状、籽粒产量和经济系数的影响达到极显著水平。郑单958在宽窄行种植方式和90000株/hm2的密度下产量最高,达到14236.97kg/hm2,浚单20在宽窄行种植方式和82500株/hm2的密度下产量最高,达到13333.51kg/hm2。