不同海拔地区种植的水稻地上部干物质的生产和分配

根据1983—1985年“高原水稻高产栽培的生理生态规律研究”中低热的元江(海拔400米左右)、温凉的昆明(约1900米)和冷凉的丽江(约2400米)的资料,以六个处理、十八个小区、三年总平均值,比较了不同海拔地区种植的水稻中地上部干物质生产和分配的总趋势。主要结果如下: 1.全生育期总的干物质生产量以温凉地区最高,低热地区居中,冷凉地区最低。 2.抽穗前干物质生产速率和齐穗期干物重占黄熟期干物重的比例随海拔降低而增加;抽穗期至黄熟期干物质生产速率,以温凉地区最高,低热地区居中,冷凉地区最低,但低热地区低于前期,高海拔地区高于前期,不过冷凉的丽江增加的更多。 3.抽穗前(旗叶完全展开后)叶干重占当时植株总干重的比例,随海拔升高而降低。 4.抽穗期至黄熟期的次库(茎 叶鞘)干重的改变,不同海拔地区种植的水稻表现不同:低热地区减重,温凉地区稍增,冷凉地区明显增加。 5.与高海拔地区种植的水稻相比,在黄熟期低海拔地区的有较高的穗重/总重和穗增重/总增重的比例。另外低海拔地区的穗增重超过总增重。结实率和谷/草比例均随海拔增高而减低。     

沙地云杉苗期生长与干物质生产关系的研究

本文用不同_的模型定量地研究了沙地云杉苗期的生长规律、季节动态及不同生长时期干物质在各器官之间的分配规律。1)1年生幼苗一直保持较高的生长速度,根生长尤为迅速。5年生幼苗在接近生长上限时,增长越来越慢。2)根、茎、叶干物质的生产符合理查德模型;根、茎、叶干重与全株干重之百分比表现出不同的变化趋势,反映了于物质在各器官中的分配规律。3)不同年度各器官的干重变化反映了由于自疏造成的叶的脱落和部分枝的脱落情况。4)各模型的相关系数几乎都达到了极显著的水平。     

干旱胁迫下冬小麦光合产物分配格局及其与产量的关系

研究于2005-2006年在中国科学院封丘农田生态试验站防雨棚下进行,在充足供水(W1)、轻度干旱(W2)和严重干旱(W3)条件下,研究冬小麦周麦18(Zhoumai18)和济麦20(Jimai20)干物质积累和分配、可溶性碳水化合物(WSC)含量及其与产量形成的关系。结果显示,随着干旱胁迫程度加重,两个品种冬小麦干物质积累下降,光合产物分配格局改变。干旱胁迫导致花前叶片分配指数下降、茎和叶鞘分配指数上升,花后穗分配指数上升。干旱胁迫下冬小麦拔节期茎WSC减少,但孕穗期、开花期各器官WSC均增加。相关分析表明,冬小麦千粒重与孕穗期、开花期茎和根WSC,与开花期叶片干重显著正相关(P0.05);穗粒数与拔节期茎WSC极显著正相关(P0.01),与开花期茎和叶片干重显著正相关(P0.05)。研究认为拔节期是冬小麦需水关键期,干旱胁迫能促进光合产物向当时生长中心分配,不同生育期茎WSC是冬小麦抗旱育种的重要生理生态指标之一。     

定植密度对日光温室甜椒干物质生产与分配影响的模拟研究

2007年10月—2009年5月,在中国山东省寿光市日光温室内设计不同定植密度和不同定植日期的甜椒栽培试验,系统收集温室环境数据和作物生长数据,分析定植密度对日光温室甜椒干物质生产与分配的影响。结果表明,定植密度在2.0—6.7株·m-2范围内,不同定植密度处理的甜椒叶面积指数与定植后天数的关系较好地符合logistic模型,收获时最大叶面积指数与定植密度呈线性正相关。研究发现,不同密度处理的单位面积甜椒生物量与冠层累计截获的光合有效辐射日积分呈线性正相关,单位面积植株干物质增长率和叶片的干物质分配指数随定植密度增加而增加,果实的干物质分配指数随密度增加而减少,茎的干物质分配指数受密度影响不显著。在此基础上,首先构建甜椒叶面积指数模型和冠层光截获模型,然后建立以冠层截获的PAR日积分为尺度的温室甜椒干物质生产与分配模型,并利用独立试验数据对模型进行检验,表明定植密度为2.0、4.0、6.7株·m-2的总干重、叶干重、茎干重、果实干重和产量的模拟值与实测值间基于1:1线的决定系数(R2)分别为0.946、0.891、0.945、0.923和0.867,回归估计标准误差(RMSE)分别为51.97g·m-2、3.53g·株-1、4.72g·株-1、16.4g·株-1和910.8g·m-2,说明所建模型的模拟值与实测值有较好符合度,能够较准确地模拟日光温室甜椒的干物质生产与分配,模型参数少,实用性强,可以为日光温室甜椒产量预测提供决策支持。     

基于光温的温室多杆切花菊干物质生产与分配的预测模型

根据菊花生长对光温的反应,设计不同品种、不同单株主杆数、不同定植密度和不同定植日期的试验,构建了以生理辐热积(Physiological product of thermal effectiveness and PAR,PTEP)为尺度的温室多杆切花菊的干物质生产与分配预测模型,并用与建模相独立的试验数据对模型进行了检验.结果表明:随单位面积杆数增加,切花菊的单位面积地上干物质产量增加,单枝切花鲜重减少.所建模型对温室多杆切花菊的单株叶干重、茎干重、花干重和地上部分鲜重的预测值与实际观测值基于1:1线的决定系数(R2)分别为:0.96、 0.95、0.82和0.97,回归估计标准误(RMSE)分别为:0.863、1.005、0.201和10.190g ·株-1.模型模拟精度较高,可为温室切花菊栽培密度和保留杆数的优化调控提供理论依据.     

神农架海拔梯度上4种典型森林的乔木叶片功能性状特征

研究植物群落叶片功能性状沿环境梯度的变化可以更好地认识群落对环境的适应机制,海拔梯度在较小的空间范围内浓缩了不同的群落类型和环境梯度,是研究和理解群落与环境关系的理想场所。以神农架海拔梯度上4种典型森林为研究对象,分析了4种典型森林优势乔木树种的LMA、LDMC、N_area、N_mass、叶片厚度及叶片叶绿素含量等主要叶片功能性状随海拔的变化规律及各功能性状之间的相关性,以期从叶片功能性状角度揭示群落适应环境的机制。研究结果表明:在780-1970 m范围内,神农架海拔梯度上典型森林乔木优势种叶片的、N_area和叶片厚度随海拔升高而下降,而海拔2570 m的亚高山针叶林的LMA、N_area和叶片厚度最高,分别为187.37 g/cm²、1.92 g/m²和385.31 um,且针叶林的LMA是常绿阔叶林的2倍、落叶阔叶林的3.7倍;除常绿落叶阔叶混交林的N_mass小于落叶阔叶林外,N_mass随海拔升高(780-2570 m)而下降;海拔最高(2570 m)的针叶林和海拔最低(780 m)的常绿阔叶林的LDMC和叶绿素含量最高,分别为454.93 g/kg、407.64 g/kg和48.84、44.12;而海拔介于二者之间的常绿落叶阔叶混交林和落叶阔叶林的LDMC和叶绿素含量则最低,分别为338.93 g/kg、337.3 g/kg和38.73、38.19。叶片各功能性状之间存在着显著的相关性:叶片厚度与LMA/LDMC及LMA显著正相关。叶片叶绿素含量与N_area显著正相关。LMA与LDMC、N_area、叶片厚度、叶绿素含量显著正相关,LDMC与N_area、叶绿素含量、叶片厚度显著正相关,N_area与叶片厚度、叶绿素含量显著正相关,叶片厚度、叶绿素含量显著正相关。本研究进一步表明,随着海拔梯度上升环境条件的变化,森林群落不同物种功能性状间的相互作用共同决定着森林群落对环境的适应性。     

水稻物质生产与氮、磷、钾、硅素积累特点及其相互关系

大田条件下研究了30个水稻基因型的干物质与N、P、K、Si积累特性及其相互关系.结果表明,水稻干物质积累总量随N、P、K和Si积累总量的增加呈直线增加,其相关系数早季和晚季均达极显著水平.同时,N、P、K、Si积累的平衡有利于干物质积累,干物质积累量随NBI(养分平衡指数)直线增加,随NDI(养分偏离指数)直线下降.30个水稻品种平均N、P、K、Si积累总量比值早季为3.76:1:4.55:7.10,晚季为2.88:1:4.54:8.09.干物质积累能力以中期最强,前期最弱,而N积累能力却以前期最强,后期最弱.水稻抽穗前积累的干物质主要分配在茎鞘中,当抽穗期茎鞘比率达到最大时,茎鞘重约为叶片重的2倍,而抽穗前积累的N主要分配在叶片中,叶片中N的分配比率全生育期均比干物质分配比率高.成熟期积累的干物质、N和P主要分配在穗部,早、晚季稻的平均分配比率分别为58.01%、66.42%和70.06%,而K主要分配在茎鞘中,早、晚季稻的平均分配比率为62.08%.早季Si在茎中的分配比率(43.11%)最大,而晚季却以穗中的分配比率(46.99%)最大.     

不同生长阶段遮荫对番茄光合作用、干物质分配与叶N、P、K的影响

对番茄植株做了两种不同程度的遮荫处理,观测了夏季午间遮荫对光合速率,干物质积累量及其在根,茎,叶之间的分配,和叶N,P,K的含量以及经济产量的影响,发现不同时期遮荫影响不同。（1）遮荫增加三个阶段（开花早期,盛花期和开花后期）的气孔导度和胞间CO2浓度,显著降低开花早期中午的净化合速率,但盛花期中度遮荫（40%遮荫）使净光合速率随着时间的增加逐渐上升,在开花后期表现更加明显,平均净光合速率比对照高20%以上,蒸腾速率也增加较多。（2）开花早期和盛花期重度遮荫（如本实验中的75%遮荫）显著降低根,茎的干重,而开花后期中度遮荫的根,茎干重高于对照,但遮荫对叶干重的影响不明显。（3）开花早期和盛花期遮荫不明显影响叶片中N,P,K的含量,但开花后期中度遮荫使N,P,K含量增加,（4）开花早期两种遮荫对果实产量影响较小,但盛花期重度遮荫使产量降低,全部产量中无效部分所占的比例上升,开花后期中度遮荫的总产量和有效产量增加,单果重也增加,这些结果表明,在某些时期中度遮荫可以克服夏天辐射过强,气温过高对番茄的不良影响,对番茄生长,干物质积累和提高产量等有利,在生产上有意义。     

豆科作物-小麦轮作方式下旱地小麦花后干物质及养分累积、转移与产量的关系

研究旱作条件下豆科绿肥轮作影响旱地小麦产量变化的作物营养生态机制,对优化旱地作物种植施肥制度,促进水分资源高效利用、土壤培肥、作物增产有重要意义。通过两年定位试验,分析了与不同豆科作物轮作引起的后茬小麦产量变化及其与干物质、氮磷钾养分累积、转移的关系。结果表明:与秋豆轮作的第一季,小麦籽粒产量无显著变化,但第二季小麦产量提高23.4%;与绿豆轮作,两季产量分别降低19.2%和4.4%;与大豆轮作,产量无显著变化。与秋豆轮作增加了小麦花后干物质及氮、磷养分累积,和对照相比分别增加了35.1%,128.8%和14.0%,而与大豆和绿豆轮作花后干物质累积分别降低26.7%和17.0%,花后氮累积分别降低44.2%和24.4%,花后磷累积与对照相比无显著差异。与此对应,秋豆-小麦轮作,其后茬小麦花后干物质及养分累积对产量形成的贡献显著增加,茎叶花前累积氮、磷向籽粒的转移对产量的贡献明显小于大豆-小麦和绿豆-小麦轮作处理。与氮、磷不同,小麦茎叶花前累积钾素向籽粒转移的同时,花后植株钾素没有累积,反而明显损失,其中与秋豆轮作的小麦花后植株钾素损失量较小,为3.8 kg/hm2,籽粒钾素占转移钾的81.0%;休闲或与大豆、绿豆轮作的小麦花后植株钾素损失较多,分别为10.9,12.6和5.5kg/hm2,籽粒钾素占转移钾的52.9%,52.9%和66.8%。与秋豆-小麦轮作处理小麦增产的主要原因是花后植株能累积更多干物质和氮、磷养分,减少了花前累积于茎叶的钾素在花后的损失。     

施磷对间套作玉米叶面积指数、干物质积累分配及磷肥利用效率的影响

通过2011、2012年连续两年田间试验, 研究了“小麦/玉米/大豆”间套作体系中不同施磷处理（小麦0、45、90、135、180 kg P₂O₅·hm^-2, 记为WP₀、WP₁、WP₂、WP₃、WP₄; 玉米0、37.5、75、112.5、150 kg P₂O₅·hm^-2, 记为MP₀、MP₁、MP₂、MP₃、MP₄）对玉米叶面积指数、干物质积累动态和磷肥利用效率的影响.结果表明: 在玉米与小麦共生期, 施磷明显增加了玉米叶面积指数（LAI）和群体光合势（LAD）, 促进了茎、叶干物质的积累（DMA）; 玉米拔节以后LAI、LAD、生长率（CGR）和DMA均随磷肥施用量的增加呈先增加后减少的趋势, 最大值都出现在MP₂或MP₃处理; 玉米生殖生长期营养器官的干物质输出随着磷肥施用量的增加而增加.玉米籽粒产量和体系总产量均随磷肥施用量的增加先增大后减少,都以P₃处理为最高,分别为6588和11955 kg·hm^-2.玉米磷肥表观利用率（PARE）以MP₂处理最高（26.3%）,分别比MP₁（14.4%）、MP₃（19.0%）、MP₄（10.4%）处理高82.6%、38.4%和152.9%.综上,在麦/玉/豆间套作体系中,适量施用磷肥可促进玉米的生长、减轻小麦对玉米的影响,同时可提高玉米当季磷肥利用率,玉米的磷肥施用量在75～112.5 kg P₂O₅·hm^-2为宜.