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。     

大田遮阴对夏玉米籽粒形成过程中内源激素作用的影响

以振杰2号(ZJ2)、登海605(DH605)和郑单958(ZD958)为试验材料,大田条件下设置花粒期遮阴(S1)、穗期遮阴(S2)和全生育期遮阴(S3)3个处理,遮光度为60%,以自然光为对照(CK),研究大田遮阴对夏玉米籽粒形成过程中内源激素作用的影响.结果表明:遮阴条件下,雌穗原基分化的总小花数、花丝数、受精小花数均较CK不同程度地减少,败育籽粒数增多,不同处理的穗粒数表现为CKS2S1S3,S2、S1和S3的穗粒数较CK平均减少18.9%、43.7%和80.8%.遮阴后玉米籽粒的吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)和玉米素核苷(ZR)含量较CK略有降低,脱落酸(ABA)含量升高;且各处理的同一激素含量随籽粒发育的变化趋势一致.与正常籽粒相比,败育籽粒IAA含量的峰值由20 d前移至10 d,且积累少、下降快;GA和ZR含量均显著降低,而ABA含量在花后20 d内始终保持较高水平.因此,籽粒激素含量的变化可能是遮阴引起籽粒败育进而降低产量的重要原因之一.     

密度和种植方式对夏玉米酶活性和产量的影响

在豫北灌区的生产条件下,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碳氮关键酶的影响。结果表明:生育后期夏玉米叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和籽粒蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)活性均呈先升高后降低的变化趋势,叶片NR和GS活性峰值出现在吐丝期,籽粒SPS和SS活性峰值出现在灌浆后15d。基因型、密度和种植方式对夏玉米生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性均有显著影响,而3因素间总体上没有显著的互作效应。郑单958生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性均显著高于浚单20,分别提高5.02%、7.40%、6.25%和4.43%。在6.75—9.00万株hm2的范围内,随着密度的增大,夏玉米生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性显著降低。与60cm等行距种植方式相比,80cm-40cm宽窄行种植方式下夏玉米生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性均显著提高,分别提高6.23%、9.25%、6.87%和2.84%。在采用宽窄行种植、密度为8.25万株hm2时,产量最高。     

干旱胁迫对玉米叶片光合特性和穗发育特征的影响

玉米是需水量较大的粮食作物之一,拔节至开花的穗期是其一生中的需水临界期,研究玉米穗期对干旱胁迫的响应机制对提高玉米干旱适应性具有重要意义。以筛选后的干旱敏感自交系PH6WC(6WC)和抗旱自交系郑58(Z58)为试验材料,采用测坑控水试验,于穗期设置3个水分处理(正常灌水CK、轻度干旱LD、中度干旱MD),研究了穗期不同水分处理对雌雄穗发育特性、开花吐丝间隔以及穗位叶光合特性的影响。结果表明:LD对Z58的株高、雄穗生长特性、叶绿素相对含量和光系统II最大光化学效率没有显著影响,但雌穗长显著降低;MD显著降低了Z58的穗位叶光合特性、雌雄穗的穗长和干物质积累。对于6WC,LD抑制了其植株生长和穗的发育,使雌穗长、雌穗直径、雄穗长、干物质向穗的分配比率、穗位叶的叶绿素a、叶绿素b和光合性能综合指数(PI_ABS)分别降低了35.3%、11.8%、20.6%、25%、21.1%、20%、23.8%;干旱胁迫程度越重对6WC雌雄穗的发育影响越大。此外,LD与MD分别延长6WC的开花吐丝间隔期(ASI)至5天、9天,LD和MD分别延长Z58的ASI 0、3天。综上所述:穗期...     

种植密度对夏玉米产量和源库特性的影响

以高产玉米品种郑单958(ZD958)和登海661(DH661)为试验材料,在4个不同区域(山东农业大学、汶口、兖州和莱州)设置22500、45000、67500、90000和112500株.hm-25个种植密度,研究了种植密度对夏玉米产量及源库特性的影响.结果表明:两品种在112500株.hm-2密度条件下玉米籽粒产量和生物产量最高,分别为19132和36965kg.hm-2,与22500和67500株.hm-2密度相比,籽粒产量分别增加了72%和48%,生物产量分别增加了152%和112%.两品种单株叶面积、最大花丝数、穗粒数和千粒重随密度增大而减小,但叶面积指数随密度增大而显著提高.收获指数与粒叶比随密度增大而显著减小,当密度超过67500株.hm-2时差异不显著,表明高密度条件下玉米通过增加群体库来提高产量.     

种植密度对东北玉米农田土壤呼吸时空动态的影响

基于东北地区玉米生态系统土壤呼吸的观测数据,阐明了玉米常规密度种植和低密度种植土壤呼吸的日变化特征及其空间差异性,分析了温湿度对土壤呼吸的影响。结果表明:土壤呼吸日动态呈单峰型曲线,土壤呼吸日动态最大峰值出现的时间随测定位置不同而变化;玉米常规密度种植土壤呼吸速率最大峰值出现在12:00—15:00;低密度种植土壤呼吸速率最大峰值出现在11:00—16:00;在生态系统尺度上,测定位置距离玉米植株越远,土壤呼吸速率则越低;玉米常规密度种植土壤呼吸速率高于玉米低密度种植;测定位置不同,土壤呼吸速率与土壤温度、空气相对湿度的相关系数不同,均达到显著相关(P0.01),其中土壤呼吸速率与土壤温度呈正相关,与近地表的空气相对湿度呈负相关。     

干旱对东北春玉米生长发育和产量的影响

选取玉米品种丹玉39为供试材料,利用大型农田水分控制试验场,采用大田池栽方式,在玉米三叶-拔节期、拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期分别开展中度干旱胁迫及复水控制对比试验,分析3个关键生育时期干旱胁迫对春玉米生长发育和产量的影响.结果表明:与水分适宜对照(CK)相比,三叶-拔节期遭受干旱胁迫后,全生育期推迟13 d,至拔节普遍期,株高偏低29.8％,叶面积偏小41.2％,复水后,株高和产量得到较大程度恢复,果穗性状和最终产量差异不大;拔节-吐丝期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短7d,至吐丝普遍期,株高偏低18.6％,叶面积偏小14.1％,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降6.9％、19.1％、28.1％和29.4％,空秆率增加13.3％;吐丝-乳熟期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短15 d,生长至乳熟普遍期,株高偏低2.3％,叶面积偏小37.3％,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降9.2％、24.1％、30.8％和27.9％,空秆率增加24.5％.拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期干旱胁迫处理并复水后,玉米株高恢复不明显,产量降幅显著.     

干旱对东北春玉米生长发育和产量的影响

选取玉米品种丹玉39为供试材料,利用大型农田水分控制试验场,采用大田池栽方式,在玉米三叶-拔节期、拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期分别开展中度干旱胁迫及复水控制对比试验,分析3个关键生育时期干旱胁迫对春玉米生长发育和产量的影响.结果表明：与水分适宜对照（CK）相比,三叶-拔节期遭受干旱胁迫后,全生育期推迟13 d,至拔节普遍期,株高偏低29.8%,叶面积偏小41.2%,复水后,株高和产量得到较大程度恢复,果穗性状和最终产量差异不大;拔节-吐丝期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短7 d,至吐丝普遍期,株高偏低18.6%,叶面积偏小14.1%,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降6.9%、19.1%、28.1%和29.4%,空秆率增加13.3%;吐丝-乳熟期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短15 d,生长至乳熟普遍期,株高偏低2.3%,叶面积偏小37.3%,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降9.2%、24.1%、30.8%和27.9%,空秆率增加24.5%.拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期干旱胁迫处理并复水后,玉米株高恢复不明显,产量降幅显著.     

种植密度对玉米-大豆间作群体产量和经济产值的影响

采用二次饱和D最优设计,研究了种植密度对玉米 大豆间作群体产量和经济产值的影响,并建立了以玉米和大豆密度为变量,以间作群体籽粒产量、干物质积累和经济产值为目标函数的二元二次数学模型.模型解析表明： 种植密度对玉米 大豆间作群体籽粒产量、干物质积累和经济产值影响显著,玉米密度对群体各指标的影响大于大豆密度.在低密度水平下,群体籽粒产量、干物质积累和经济产值均随密度的增加而增加.群体籽粒产量达到8101.31 kg·hm^-2,最优措施组合为：玉米密度72023株·hm^-2+大豆密度99924株·hm^-2;群体干物质积累达到15282.45 kg·hm^-2,最优措施组合为：玉米密度75000株·hm^-2+大豆密度93372株·hm^-2;群体经济产值达到23494.50元·hm^-2,最优措施组合为：玉米密度73758株·hm^-2+大豆密度87597株·hm^-2.通过计算机模拟得出,在本试验条件下,玉米-大豆间作群体籽粒产量≥7500kg·hm^-2、干物质积累≥14250 kg·hm^-2、经济产值≥22500元·hm^-2的最佳密度组合为：玉米种植密度58554～71547株·hm^-2,大豆种植密度82217～100303株·hm^-2.     

氮肥对棉田主要害虫种群密度及棉花产量的影响

通过2年的田间研究,分析了3种不同施氮水平对棉花主要害虫棉玲虫、棉蚜种群动态、棉花蕾铃脱落及棉花产量的影响。结果表明,增施氮肥的棉田棉铃虫和棉蚜数量比对照田要高,但它们之间的差异没有达到显著的水平。不同年份对棉铃虫种群密度有显著影响,但对棉蚜种群没有显著影响。蕾花期施肥可减轻棉铃虫为害造成的花蕾脱落和自然脱落,增加有效铃数和产量,但增加量没有达到显著水平。     

刈割和氮添加对松嫩平原羊草草原碳固持的影响

最近30年来,碳固持作为陆地生态系统的重要生态功能受到前所未有的关注。草原是全球面积最大的陆地生态系统类型,割草和放牧是中国草原的最主要利用方式,同时氮沉降是草原生态系统面临的重要全球变化因子,然而它们对草原生态系统碳固持的影响尚未有一致的结论。本研究在松嫩平原羊草草原通过同化箱法观测并对比了刈割和模拟氮沉降条件下生态系统碳通量的变化。结果表明:无论从季节动态还是日动态来看,氮添加处理的净生态系统气体交换量(NEE)、总生态系统呼吸(TER)和总生态系统生产力(GEP)总体上均高于对照,而刈割处理的NEE、TER和GEP均低于对照;就土壤呼吸而言,各处理间无显著差异;整个生长季对照、刈割和氮添加处理累计碳释放量分别为107.8、285.2和102.9 g·m~(-2)·a~(-1);由此看来,整个实验区域是碳源,氮素添加可以在一定程度上减弱草原的碳源作用,且有向碳汇转变的趋势,而高频次和高强度刈割加重了草原的碳源作用。建议在生产实践中对草原实行轻度放牧和施肥管理,既能加强草原生态系统的生产功能,又能增加以碳固持为主的生态功能,从而实现草原生态系统的可持续利用。     

Effects of spring temperature and volcanic eruptions on wader productivity

Key demographic parameters often show substantial annual variation that can have important consequences for rates of population growth. Since 2011 we have conducted annual estimates of the productivity of Icelandic Black‐tailed Godwits Limosa limosa islandica over a large part of their breeding range. During this period, a volcanic eruption resulted in extensive dust deposition across the region. We show that Godwit productivity varies with spring temperatures but in the year of the volcanic eruption, productivity was reduced to almost zero. This rare but extreme event is likely to have had only a short‐term influence, whereas ongoing warming of sub‐Arctic regions is potentially a more substantial driver of the continued growth of this population.     

黑龙江省玉米气候生产力演变及其对气候变化的响应

在气候变化背景下,深入揭示玉米气候生产力的变化趋势及其空间差异、明晰玉米气候资源利用规律,可为黑龙江省农业生产宏观决策提供科学依据.基于黑龙江省72个气象站1981—2014年的气象资料和对应的产量资料,采用逐步订正、空间插值、线性趋势分析等方法,研究玉米的光合、光温、气候生产力的时空变化特征、主要影响因素和增产潜力,并对未来不同气候情景下玉米气候生产力进行评估.结果表明: 研究期间,黑龙江省玉米光合、光温和气候生产力平均值分别为26558、19953和18742 kg·hm^-2;在空间分布上均表现为平原高山地低、由西南向东北逐渐减少;光合、光温、气候生产力均表现为显著增加趋势,其增幅分别为378、723和560 kg·hm^-2·(10 a)^-1,且辐射量和气温的增加对黑龙江省玉米生产具有正效应;玉米气候生产力对气候变化响应明显,松嫩平原西部因光能资源的减少导致玉米光合生产力降低,气温升高则在一定程度上弥补了光照带来的负面效应,玉米光温生产力下降趋势有所减缓,北部和东部对气候变暖的响应表现尤为明显,玉米光温生产力表现为明显上升趋势,而松嫩平原西南部及三江平原易旱区则对降水变化反映敏感;玉米实际单产与其气候生产力比率的平均值仅为24.1%,仍有75.9%的潜力有待开发;未来“暖湿型”气候对提高玉米气候生产力有利,而“冷干型”气候则不利于玉米气候生产力的提高.     

东北森林净第一性生产力与碳收支对气候变化的响应

以东北地区(38.43'N～53.34'N,115.37'E～135.5'E)为研究对象,利用当前气候状况和不同气候情景下的气象数据驱动基于个体生长过程的中国森林生态系统碳收支模型FORCCHN,模拟了气候变化对东北森林生态系统净第一性生产力(NPP)和碳收支(NEP)的影响.结果表明:1981～2002年期间,东北森林NPP总量位于0.27～0.40 pgc·a-1之间,平均值为0.34 pgc·a-1;土壤呼吸总量在0.11～0.27 PgC·a-1,平均为0.19 PgC·a-1;NEP总量位于0.11～0.18 PgC·a-1之间,且近20多年来该区森林起着CO2汇的作用,平均每年吸收0.15 Pg C的CO2;该区森林NPP和NEP对温度升高比对降雨变化的反应更为敏感;综合降雨增加(20%)和气温增加(3℃)的情况,该区各点森林的NPP和NEP增加的幅度最大;温度不变、降水增加(不变)情景下最小.     

遮光对不同基因型玉米光合特性的影响

采用盆栽试验,研究了遮光对4个基因型玉米光合特性的影响.结果表明:4个基因型玉米叶片的光饱和点、净光合速率(Pn)、电子传递速率(ETR)、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)均受光强的影响.遮光降低了玉米的光饱和点,苗期遮光处理豫玉2号和丹玉13分别在光量子通量密度(PFD)为1400μmol·m-2·s-1和1100μmol·m-2·s-1时达到饱和.遮光还降低了玉米的Pn、ETR、Fv/Fm和ΦPSⅡ,但不同基因型玉米表现不同,豫玉2号和掖单22的下降幅度较小,而丹玉13和掖单6号的下降幅度较大.     

Simulation of phytomass productivity based on the optimum temperature for plant growth in a cold climate

During long-term monitoring (more than 20 years) of the hydrologic regime at 20 mountainous sites in the Czech Republic (altitude 600–1400 m a.s.l.; vegetation season April-September; mean air temperature 8–10°C; mean total precipitation 400–700 mm; mean duration of sunshine 1100–1300 hours; mean potential transpiration 200–250 mm) it was found that plant temperature does not rise above about 25°C when plants transpire. According to the ecological optimality theory, the phytocenosis that is able to survive unfavourable conditions and produce the biggest amount of phytomass will prevail at sites occurring in long-term stable natural conditions. Simulation of phytomass productivity based on the optimum temperature for plant growth showed that plants with an optimum leaf temperature of about 25°C can survive the unfavourable conditions and produce the largest amount of phytomass at the site studied in the long-term.     

近20年来东北三省春玉米物候期变化趋势及其对温度的时空响应

利用1990至2009期间的东北三省46个农业气象台站的观测记录,通过计算玉米出苗期、成熟期和生育期长度等物候期特征的年变化率(θ),分析了气候变化背景下东北三省玉米物候期对生长季气温条件变化的响应特征。结果表明:(1)研究期间,东北三省大部分地区5月和9月均温都出现了上升趋势,温度生长期天数持续增加;(2)在气候增温背景下,玉米主要物候期均出现了不同程度的变化与响应,其中出苗期表现为提前态势(0.02< θ < 0.15 d/a)、成熟期推迟(0.18< θ < 0.38 d/a)和生育期长度增长(0.22< θ < 0.44 d/a)的趋势,生育期长度的增加反映了为了充分利用增温带来的适宜发育期,作物熟型从中早熟型调整为中晚熟型的适应过程;(3)由于种植区的空间差异,物候期的响应和变化亦体现出区域差异,其中松嫩平原北部、吉林省中东部和辽宁省中部的响应关系较为明显。总体上,东北三省生长季气温条件变化使作物生长期内温度适宜程度偏好,有利于早种晚收、生育期长的玉米品种。