新疆超高产棉花冠层光分布特征及其与群体光合生产的关系

以新疆超高产棉田(皮棉产量在4000 kg·hm^-2以上)为研究对象,分析不同生育时期棉花冠层光分布、群体光合速率和干物质积累量的变化,研究不同产量水平棉田冠层的光环境变化特征及其与群体光合生产的关系.结果表明： 超高产田盛花期到盛铃后期冠层上、中、下层光吸收率的比例为2∶2∶1,呈均匀分布,群体散射辐射和直射辐射透过系数分别为0.20～0.55和0.22～0.56,处于较适宜范围,中、下层叶片受光良好,冠层各层次叶片群体光合速率差异较小.与高产(3500 kg·hm^-2)和一般高产(3000 kg·hm^-2)棉田相比,超高产田在盛铃前期具有较高的叶面积指数和群体光合速率峰值,在初絮期和盛絮期的叶面积指数下降缓慢,群体光合速率峰值仍保持较高值,非叶绿色器官对产量形成的光合贡献增大,群体干物质积累量较高.在栽培过程中,调节冠层结构,使垂直方向上光辐射和群体光合能力分布均匀是确保棉花高效利用光能、实现超高产的重要途径.     

新疆北部棉花冠层结构特征对滴灌定额的响应

在新疆北部地区自然生态条件下,采用棉花品种‘新陆早45号’为试验材料,设置5种滴灌定额处理(W₁:600 m³·hm^-2,W₂:540 m³·hm^-2,W₃:480 m³·hm^-2,W₄:420 m³·hm^-2,W₅:360 m³·hm^-2),研究了棉花叶面积指数、冠层开度、群体光吸收率、群体光合速率和产量对不同滴灌定额的响应.结果表明: 随着滴灌定额减少,棉花叶面积指数、群体光吸收率、群体光合速率均呈现降低趋势,其中W₁与W₂处理间的上述参数在盛蕾期至吐絮期均无显著差异;冠层开度则随滴灌定额减少呈增加的趋势.籽棉产量和皮棉产量均以W₁处理最高,分别为6549和2677 kg·hm^-2;W₂处理籽棉产量仅比W₁处理低6.5%,灌溉水利用效率较W₁处理高3.9%.相关分析表明,盛花期至盛铃期叶面积指数、群体光吸收率和群体光合速率均与籽棉产量呈显著或极显著正相关.因此,控制滴灌定额在540 m³·hm^-2有利于棉花在盛花至盛铃期保持较高的叶面积指数、增加冠层开度、保证光吸收率,进而增强群体光合速率,在不显著降低产量前提下提高灌溉水利用效率.     

北疆高产棉花密度与打顶时序调控的生态位适宜度研究

以北疆棉区高产 (2 0 0 0kg·hm-2 )棉花 (G .hirsutumL .)为研究对象 ,引进生态位适宜度理论对受密度和打顶时序调控的高产棉花生态位适宜度进行了研究。经果表明 ,在密度梯度上 ,随密度增加棉花生态位适宜度值增加。 1 5 0× 1 0 3 株·hm-2 密度下 ,分次打顶降低了生态位适宜度 ,导致减产 ;在高密度种植条件下 ,分期打顶能提高生态位适宜度 ,有利于提高产量。在 2 2 5× 1 0 3 和 30 0× 1 0 3 株·hm-2 密度条件下 ,与同密度下 1次打顶 (7/5 )相比 ,2次打顶增产 4 5 %和 1 1 3%,3次打顶增产 7 5 %和 5 9%。 1 5 0× 1 0 3 株·hm-2 密度下 ,棉田苗蕾期LAI较小、漏光损失大 ,光合势低 ,是实现超高产的主要限制因子 ,花铃期的分期打顶导致减产。在 2 2 5× 1 0 3 和 30 0× 1 0 3 株·hm-2 密度条件下 ,棉花苗蕾期LAI增加 ,分期打顶保证了花铃期较适宜的LAI ,提高了棉花生态位适宜度 ,有利于提高产量 ;1次打顶处理 (7月 5日 )比本区生产上的打顶时间 (7月 1 0日左右 )提早了 5d左右 ,使高密度棉花群体LAI的发展受到了一定程度地限制 ,避免了因密度高群体透光条件的恶化而降低了其生态位适宜度值 ,造成减产损失。     

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.     

牛膝不同密度群体光合速率与干物质积累和品质的关系

在大田条件下,探讨不同种植密度(A,500 000;B,330 000;C,250 000;D 200 000株/hm2)与牛膝的群体光合速率、干物质积累、产量及多糖含量之间的关系.结果表明:群体光合速率B处理较高,各群体日变化在开花期均呈双峰型,籽盛期均为单峰型;单株根干重和单位面积根产量的拟合均呈Logistic曲线变化;不同密度处理单株根干重增加速率为D>C>B>A,而单位面积根产量增加速率为B>C>D>A;密度与产量呈负相关,与多糖呈正相关;各处理群体光合速率与产量呈显著正相关,与多糖含量在开花和籽末期呈负相关.综合分析显示,330 000株/hm2为牛膝最佳种植密度;密度对牛膝产量和多糖含量影响较大,适当地提高籽粒期群体光合速率有利于提高牛膝产量和质量.     

水氮运筹对膜下滴灌棉花光合特性及产量形成的影响

以不同基因型棉花品种为材料,在土柱栽培条件下研究膜下滴灌条件下水氮运筹方式对新疆棉花光合性能和产量构成的影响.结果表明:播前灌溉+盛花期前限量滴灌+盛花期后充分滴灌,并配合氮肥基施20％+追施80％的水氮运筹方式(W4N2)下,盛花期叶片叶绿素含量、气孔导度(gs)、净光合速率(Pn)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均显著低于全生育期常规滴灌处理,非光化学猝灭系数(NPQ)增加,地上部干物质累积量受到限制;盛铃期至吐絮期叶绿素含量、gs、Pn、ΦPSⅡ、qP均随水氮供应量的提高而增大,地上部干物质产生超补偿积累,且有利于光合产物向棉铃的运转与分配.在氮肥基施20％+追施80％的施氮方式下,新陆早13号以播前灌溉+全生育期常规滴灌(W3)处理的籽棉产量较高,新陆早43号以播前灌溉+盛花期前限量滴灌+盛花期后充分滴灌(W4)处理籽棉产量最高.因此,在播前灌溉条件下适当减少盛花期前、增加生育中后期水氮供应,可以延长冠层叶片光合功能期,促进光合物质优先向生殖器官分配,充分发挥膜下滴灌棉花的增产潜力.     

水氮运筹对膜下滴灌棉花光合特性及产量形成的影响

以不同基因型棉花品种为材料,在土柱栽培条件下研究膜下滴灌条件下水氮运筹方式对新疆棉花光合性能和产量构成的影响.结果表明： 播前灌溉+盛花期前限量滴灌+盛花期后充分滴灌,并配合氮肥基施20%+追施80%的水氮运筹方式（W₄N₂）下,盛花期叶片叶绿素含量、气孔导度（g_s）、净光合速率（P_n）、PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）和光化学猝灭系数（q_P）均显著低于全生育期常规滴灌处理,非光化学猝灭系数（NPQ）增加,地上部干物质累积量受到限制;盛铃期至吐絮期叶绿素含量、g_s、P_n、Φ_PSⅡ、q_P均随水氮供应量的提高而增大,地上部干物质产生超补偿积累,且有利于光合产物向棉铃的运转与分配.在氮肥基施20%+追施80%的施氮方式下,新陆早13号以播前灌溉+全生育期常规滴灌（W₃）处理的籽棉产量较高,新陆早43号以播前灌溉+盛花期前限量滴灌+盛花期后充分滴灌（W₄）处理籽棉产量最高.因此,在播前灌溉条件下适当减少盛花期前、增加生育中后期水氮供应,可以延长冠层叶片光合功能期,促进光合物质优先向生殖器官分配,充分发挥膜下滴灌棉花的增产潜力.     

播期和种植密度对强、中筋冬小麦蛋白质组分及品质性状的影响

采取裂裂区试验设计,研究了播期和种植密度对强筋小麦临优145和中筋小麦临优2018蛋白质组分和品质性状的影响.结果表明：适期播种的小麦籽粒蛋白质含量和蛋白质产量均最高;推迟播期,强筋品种的醇溶蛋白和谷蛋白含量明显增加,而中筋品种变化不明显;强筋品种的品质性状受播期影响程度高于中筋品种.适期播种,小麦籽粒蛋白质、麦谷蛋白与湿面筋、沉降值、稳定时间、软化度和评价值呈显著或极显著正相关;推迟播期,醇溶蛋白与湿面筋含量呈显著正相关.播期变化引起的蛋白质各组分所占比例的改变是改善小麦品质性状的重要原因.在试验种植密度范围内（225万株·hm-2、300万株·hm^-2和375万株·hm^-2）,小麦籽粒蛋白质含量变化不明显,密度对强筋品种的品质性状有一定调节作用;在低密度条件下（225万株·hm^-2）中筋品种的品质性状最佳.     

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。     

棉花缺钾引起的形态和生理异常

随着棉花新品种特别是转Bt(Bacillus thuringiensis)基因抗虫棉应用于生产和单位面积产量不断提高,棉花缺钾现象在许多植棉国家已越来越普遍和严重。棉花缺钾症状通常首先表现在棉株中下部的老叶上,但近年来也发现症状首先表现在中上部嫩叶上的状况。缺钾导致棉花生育异常,突出表现为叶面积系数,光合速率和于物质生产降低,但比叶重提高、棉花早熟。土壤供钾不足,钾吸收受抑,高产转基因棉花品种的应用以及不良环境因子的胁迫等是导致缺钾的重要原因。缺钾时单叶光合速率的下降主要是叶片气孔导度降低、叶绿素含量减少、叶绿体超微结构受损、光合产物运转不畅、RuBP羧化酶活性降低等所致。群体光合能力的下降则源于单叶光合速率降低和叶面积系数下降。棉株上部功能叶的叶片和叶柄中的K^ 含量可作为缺钾的诊断指标。     

等氮条件下有机无机肥配施对小麦光合特性和群体结构的影响

为寻求最佳有机肥无机肥配施方式,以山西农业大学培育的山农9801为供试材料,在山西农业大学试验田进行了低氮(270 kg·hm^(-2))、高氮(360 kg·hm^(-2))2个施氮量下无机肥及有机肥各为37 500 kg·hm^(-2)、75 000kg·hm^(-2)4个有机肥无机肥配施共6个处理的田间试验,研究一定量氮肥下不同混施量的有机肥料与无机肥料对小麦群体叶面积指数、群体结构、叶绿素含量及光合特性的影响。结果表明:高氮情况下,有机肥为75 000 kg·hm^(-2)的处理组的叶面积指数值最高;低氮情况下,有机肥为75 000 kg·hm^(-2)的处理组的群体结构表现最为合理;高氮情况下,有机肥为75 000 kg·hm^(-2)的处理组的旗叶叶绿素含量和旗叶净光合速率最高,综上得出高氮情况下,有机肥75 000 kg·hm^(-2)、无机肥228.3 kg·hm^(-2)处理组(F组)为最佳试验组。     

膜下滴灌水氮调控对南疆棉花产量及水氮利用率的影响

为探明水氮调控对膜下滴灌棉花的生长特性、产量构成因素以及水氮利用效率的影响,设置了3个灌溉水量和5个氮素水平进行大田棉花膜下滴灌试验.结果表明: 随着灌溉水量的增加,棉花的株高、主茎叶数、果枝数和叶面积指数显著增加,棉花叶、茎干物质积累增加,但抑制了根系生长,与低(4950 mm·hm^-2)和高(6750 mm·hm^-2)灌水量处理相比,中灌水量(5850 mm·hm^-2)处理平均单株有效铃数和单铃质量分别增加0.96、0.4个和0.22、0.11 g.与其他施氮处理相比,施氮量为300 kg·hm^-2时棉花茎直径显著增加,促进了棉花蕾、铃和根系的发育,而且在灌水量为5850 mm·hm^-2条件下,棉花干物质由营养器官向生殖器官的分配比灌水量为4950和6750 mm·hm^-2处理分别增加5.1%和29.6%.灌溉水量对棉花产量有显著影响,对衣分率影响不显著,而施氮量对棉花产量和衣分率都有一定的影响,但灌溉水量过低会抑制氮肥增产效应的发挥.在本试验条件下,灌水量为5850 mm·hm^-2、施氮量为300 kg·hm^-2时,棉花生长健壮,株型结构优化,显著促进了干物质向生殖器官的运转,有效铃数、单铃质量和衣分增加,产量达到最高(6992 kg·hm^-2),水分利用效率和氮肥利用率分别达1.45 kg·m^-3和45.9%.     

不同供钾水平对小麦旗叶光合速率日变化的影响

在田间栽培条件下,研究了不同供钾水平对小麦(Triticum aestivum)‘安农8903’旗叶光合速率日变化的影响。结果表明：从扬花期到灌浆中期（5月1～20日）,植株及叶片中钾含量随不同供钾水平的提高而增大,尤以施K 82.5 kg·hm-2的增幅较大（2.7倍）。在小麦籽粒的灌浆进程中,植株的含钾量不断增加,但叶片中的含钾量却呈下降趋势。扬花期到灌浆中期的小麦旗叶由于高光强、高温和较低的相对湿度,其气孔导度和净光合速率日变化均呈双峰曲线。两者皆在10∶00左右和15∶00左右各有一个峰值,前一峰值高于后一峰值,两峰之间的低谷在14∶00左右。胞间CO2浓度日变化则呈相反趋势,两个低谷出现于12∶00和15∶00,但灌浆中期时日变化曲线中只有一个低谷。土壤增施钾肥可增大小麦旗叶的气孔导度和净光合速率,减轻10%～37%由光合午休造成的CO2同化量损失,提高小麦产量。但施钾量与胞间CO2浓度之间相关性不显著。4种不同的钾素水平处理中以施用K2O 165 kg·hm-2的效果最佳。     

祁连山区青海云杉林冠层叶面积指数的反演方法

叶面积指数(Leaf area index, LAI)是陆地生态系统的一个十分重要的结构参数。随着空间精细化模型的发展和基于过程的分布式模拟技术的应用, 对LAI的区域估算显得越来越重要, 但目前尚缺乏有效的估算手段。该项研究以青海云杉(Picea crassifolia)林为研究对象, 利用LAI-2000冠层分析仪、鱼眼镜头法和经验公式法对林冠层LAI进行了测定, 观测值分别为1.03~3.70、0.48~2.26和2.27~8.20, 显然, 仪器测定值偏低。针对针叶的集聚效应导致仪器测定值偏低的现象, 利用跟踪辐射与冠层结构测量仪(TRAC)测定的青海云杉林聚集系数计算调整系数, 对鱼眼镜头法获取的LAI值进行订正。根据高分辨率的遥感数据反演青海云杉林的植被指数与LAI的关系, 最后获得了较合理的该地区林冠层LAI的空间分布图。     

广东南澳岛植被恢复过程中的群落动态研究

 以广东南澳岛的1个草坡、4个人工林和3个次生林群落为对象,采用时空互代的方法,将这8个群落当作植被恢复中的不同阶段,研究各群落的群落结构、生物量、叶面积指数和土壤养分等,进而研究了南澳岛退化生态系统植被恢复的过程和机理。随着植被的恢复进程,群落的阳性种类逐渐减少,中生性种类逐渐增加。物种多样性、均匀度、生态优势度和β多样性指数分析表明南澳岛植被恢复过程群落组成结构的复杂性依退化草坡→人工林→次生林逐渐增加。南澳岛退化草坡、10年生人工林、15年生人工林和次生林的生物量分别为4.81t·hm-2、45.18t·hm-2、100.39t·hm-2和88.34t·hm-2,叶面积指数分别为1.04、3.81、5.89和6.52,凋落物贮量分别为0.42t·hm-2、3.20t·hm-2、3.70t·hm-2和4.90t·hm-2。南澳岛植被恢复过程中土壤有机质、全氮和速效磷和交换性K含量逐渐增加。由于海岛的生境、大风和暴雨的影响,海岛植被恢复的格局不同于大陆,而其恢复速度也较慢。根据本研究结果,提出了人工促进海岛植被恢复的途径。     

The Photosynthetic Efficiency of Some Elite Rice Hybrids and Restorers

At the vegetative growth stage (40 d), the mean photosynthetic rate (PN) and canopy photosynthesis (PN × LAI) in F1 hybrids and their parents were similar, whereas the maintenance respiration rate (RM) was considerably higher and PN/RM lower in the F1 hybrids than in the parents. Yet at the flowering stage, the hybrids showed higher PN and PN × LAI values, while RM and PN/RM were similar in both. A specific F1 hybrid like IR 62829A×Vajram showed high readings in PN, PN/RM, and PN × LAI at the flowering stage, while IR 62829A×Swarna followed by IR 62829A×Vajram had high values 40 d after planting. The parents Swarna and Vajram, although moderate in PN, had the highest PN × LAI at the flowering stage due to a greater LAI.     

岷江上游植被冠层降水截留的空间模拟

 通过对岷江上游实地踏查和定位观测研究,结合MODIS遥感数据,利用“3S”技术对岷江上游植被冠层降水截留进行了空间模拟。研究结果表明：岷江上游植被叶面积指数（LAI）与增强性植被指数（EVI）以二项式关系拟合效果较好。由于归一化植被指数（NDVI）存在的饱和问题,研究采用EVI反演LAI,统计结果表明：岷江上游LAI值在0～2之间的占28.57%,在2～4.5之间的占63.06%,大于4.5的占8.37%,其中LAI最大值为7.394;从冠层最大降水截留模拟结果来看: 植被较好的地区,如卧龙、米亚罗的植被冠层最大降水截留量较大,而干旱河谷、上游高山草甸等地的植被冠层最大降水截留量相对较低;附加冠层降水截留与降雨量呈线性相关,模型验证时以此为基础,模型模拟的结果较为理想。     

西双版纳热带湿性季节雨林生物量及其分配规律研究

 本文采用标准木回归分析法(乔木层、木质藤本)和样方收获法(灌木层、草本层)研究了西双版纳湿性季节雨林生物量及其分配规律。群落总生物量为360.909t·hm-2,其在各层的分配为：乔木层352.563t·hm-2(占群落生物量的97.69％)、灌木层4.737t·hm-2(占1.31％)、木质藤本3.108t·hm-2(占0.86％)、草本层0.501t·hm-2(占0.14％)。群落生物量绝大部分集中于乔木层。乔木层生物量的器官分配为：干241.270t·hm-2(占乔木层生物量的68.43％)、根69.614t·hm-2(占19.75％)、枝37.287t·hm-2(占10.57％)、叶4.392t·hm-2(占1.25％);乔木层生物量的径级分配主要集中于中等径级,胸径在20～80cm间的6个径级,生物量达255.460t·hm-2(占72.46％);生物量在乔木层中垂直分配为：Ⅰ亚层219.365t·hm-2(62.22％)、Ⅱ亚层107.743t·hm-2(30.56％)、Ⅲ亚层25.455t·hm-2(7.22％);生物量大于乔木层生物量0.5％的树种共计26种,其中大于5％的有番龙眼(Pometia tomentosa)(19.67％)、云南玉蕊(Barringtonia macrostachya)(5.44％)、千果榄仁(Terminalia myriocarpa)(5.27％),生物量种类分配反映出优势种明显的特点。乔木层叶面积指数为5.724。     

紧凑大穗型玉米品种陕单902群体源库性状与产量形成的研究

通过对紧凑大穗型玉米品种陕单902的研究发现,保证适宜种植密度,增加群体总粒数是陕单902高产的基础;建立合理的群全结构和干物质生产体系,提高吐丝至成熟期的干物质生产能力是陕单902高产的关键;协调群体库源关系,提高成粒率是陕单902高产的根本。采用合理密植（不超过60000株／hm^2),宽窄行和双株栽培,保证足量氮肥和适宜氮,磷,钾配比等主要配套技术可改善大穗型玉米品种陕单902的群体库源性状,提高产量潜和。