窄行匀播对晚播冬小麦群体环境、个体性状和物质生产的影响

为了明确行距和行内种子分布形式对华北平原晚播冬小麦群体生长的影响,以济麦22为试验材料,在晚播条件下设置3种行距(10、15、20 cm)和2种行内种子分布形式[随机分布(R)和均匀分布(A)]处理,考察了不同处理冬小麦的冠层结构与环境特征、个体性状、生物量累积及产量性能。结果表明:在相同播种量下较小行距比较大行距、种子均匀分布比非均匀分布群体叶面积较大,冠层下部漏光较少,温度较低且相对湿度较高;缩小行距或增加行内种子分布均匀度使群体内个体间植株性状差异缩小,穗层分布趋向均匀,花后物质积累量增加,穗粒重增加,最终产量提高。10 cm行距的产量高于15 cm行距、显著高于20 cm行距;在15 cm和20 cm行距下植株均匀分布处理产量显著高于非均匀分布处理的产量。综合研究认为,窄行匀播是华北平原干旱缺水地区提高晚播小麦群体产量的有效措施。     

行距和播种量对冬小麦冠层光合有效辐射垂直分布、生物量和籽粒产量的影响

为明确行距和播种量对冬小麦冠层光合有效辐射(PAR)垂直分布、生物量和籽粒产量的影响,在不增加水肥等投入的基础上,设置等行距(R₁,20 cm+20 cm)、宽窄行(R₂,12 cm+12 cm+12 cm+24 cm)两种行距方式和低(D₁,120 kg·hm^-2)、中(D₂,157.5 kg·hm^-2)、高(D₃,195 kg·hm^-2)3个播种量水平,分析不同处理组合下冬小麦主要生育时期冠层PAR的截获率及利用率、群体光合能力、生物量和产量差异。结果表明: 冬小麦冠层总PAR截获率、上层PAR截获率均表现为R₁行距显著大于R₂,而中层和下层PAR截获率则表现为R₂大于R₁,且在中层差异显著;从小麦开花至成熟期,相同播种量下R₂行距光合势(LAD)、群体光合速率(CAP)、PAR转化率和利用率都显著高于R₁,并以R₂D₂处理最大;冬小麦的群体生物量(BA)和不同层次叶片生物量(BL)均表现为随播种量增加而增加,但单株生物量(BP)则相反。在同一播种量下,BA、BL和BP均在开花期之后表现为R₂行距高于R₁,其中,BA、BP在成熟期行距间差异显著,中层和下层BL在D₂、D₃播种量下行距间差异显著;不同处理组合间冬小麦的穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量分别以R₂D₃、R₂D₁、R₂D₁、R₂D₂最大,其中,R₂行距下千粒重、穗粒数和籽粒产量显著大于R₁。综上,改变行距可以改善小麦冠层中下层PAR的截获量,增强冬小麦单株和群体光合能力、光合有效辐射的利用及转化效率,提高生物量和籽粒产量。在冬小麦高产栽培中,应重视通过优化田间结构,塑造麦田理想的群体光合结构,以充分利用单位土地面积上光照资源,挖掘作物自身的光合生产潜力,达到高产高效的目的。在本试验条件下,以R₂D₂配置群体光合能力、光合有效辐射利用率和产量最佳。     

水平结构配置对冬小麦冠层垂直结构、微环境及产量的影响

作物的冠层结构是影响产量的重要因素,群体微环境反映了作物冠层内小气候的变化,与作物的冠层结构及产量形成密切相关。该研究在大田试验条件下,设置等行距(R₁,20 cm+20 cm)、宽窄行(R₂,12 cm+12 cm+12 cm+24 cm)两种不同行距和低(D₁,120.0 kg·hm^–2)、中(D₂,157.5 kg·hm^–2)、高(D₃,195.0 kg·hm^–2) 3个播量配置组合,分析了不同处理组合下冬小麦(Triticum aestivum)生育后期冠层垂直结构、群体微环境及产量表现,旨在优化小麦绿色栽培措施,在不增加水肥投入情况下,挖掘冬小麦的生产潜力和进一步增产的可能性和可行性。结果表明:冬小麦上、中、下3个层次冠层开度(DIFN)、平均叶倾角(MLA)及叶面积指数(LAI)均表现为R₂大于R₁,且R₂行距上层和中层DIFN、各层次...     

行距配置对‘兰考矮早八’小麦后期群体冠层结构及其微环境的影响

 在大田试验条件下,研究了在同一密度（375×104株&;#8226;hm^－2）下,行距配置对大穗型冬小麦(Triticum aestivum)品种‘兰考矮早八’后期群体 冠层结构、冠层微环境及产量构成的影响。结果表明,冠层叶面积指数随着行距的增大而减小;而冠层开度随着行距的增大而增加。行距配置 还可改变小麦冠层微环境,冠层不同层次的光截获及消光系数均随着行距的增大而减小;随着行距增加,冠层不同层次的温度升高,而湿度下 降; 随着行距缩小,冠层不同层次的CO₂分布更趋均匀,有利于群体光合作用。通过缩小行距,能够使植株分布均匀,竞争减弱,使产量构成 因素实现最佳配置,从而获得较高的产量。从该研究看,15 cm行距的产量最高,可作为该类品种的较佳行距配置。     

行距对晚播冬小麦群体的调节效应

为了明确行距对晚播冬小麦群体的调节效应,在2011—2013年度,以"济麦22"为试验材料,在晚播条件下设置3个行距处理(12、20、30 cm),比较了不同行距类型群体生育后期的冠层结构和冠层下部环境的差异、群体内植株个体性状及变异程度、产量和产量构成因素的变化。结果表明:行距缩小至12 cm,群体生育后期的叶面积指数显著提高,中上部冠层的光能截获显著增加、冠层下部的漏光损失显著减小;与20 cm和30 cm行距相比,12 cm行距群体内部的最高温度分别降低0.9和2.5℃,相对湿度增加0.3%和0.9%;行距缩小后,群体内单株性状的变异程度缩小,穗长和小穗数显著增加,单株穗粒重变异系数缩小,群体产量的稳定性提高,产量增加7.8%~24.5%。研究认为,窄行距(12 cm)播种有利于提高华北平原干旱缺水地区晚播冬小麦的群体产量。     

小麦行距配置对套种花生生理特性和产量的影响

以大花生品种早熟型‘山花108’和晚熟型‘780-15’为试验材料,设置小麦3种行距配置(25 cm、30 cm、大小行40 cm+20 cm)和2种花生种植方式(麦套、夏直播),探讨不同种植模式对夏花生产量构成、光合特性、抗氧化活性和干物质积累与分配的调控作用.结果表明: 适当扩大小麦行距、相同平均行距下选用大小行种植,可提高套种花生荚果产量和籽仁产量,增大叶面积指数和干物质积累量,增强光合能力,同时提高超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性,降低丙二醛含量.麦套花生产量高于夏直播花生并且以大小行处理产量最高.与小麦行距30 cm相比,大小行处理山花108和780-15两品种花生荚果产量和籽仁产量分别提高6.3%、13.3%和7.7%、16.5%.表明大小行种植有助于扩大光合面积,提高净光合速率,增加干物质积累量,同时缓解花生植株个体与群体间的矛盾,延缓衰老,从而提高麦套花生产量.     

群体分布和灌溉对冬小麦农田光能利用的影响

于2006-2008年进行冬小麦田间试验,设置行距×株距分别为：7 cm×7 cm（A）、14 cm×3.5 cm（B）、24.5cm×2 cm（C）、49 cm×1 cm（D）4种群体分布方式,每种分布方式设4种灌溉处理：整个生育期内不灌溉,灌拔节水,灌拔节和抽穗水,灌拔节、抽穗和灌浆水（每次灌水量相同,均为0.60 m³）,研究在同一群体密度(2.04×10⁶ 株·hm^-2)下不同群体分布和灌溉对冬小麦光能利用状况的影响及其在生产中的利用价值.结果表明：A、B处理的群体分蘖数和叶面积指数（LAI）显著高于C、D处理;随着行距的加大,光合有效辐射（PAR）透射率逐渐增多,而PAR截获率呈下降趋势;增加灌溉可提高冬小麦群体单茎数和LAI,降低PAR透射率,从而明显提高了PAR总截获率.冠层内PAR截获率表现为上强下弱的趋势,相对均匀的群体分布和所有灌溉处理均显著增加了冠层40 cm以上的PAR截获率.冬小麦光能利用率（RUE）随行距增大而逐渐降低,其中,A、B、C、D处理总RUE两年的均值分别为1.24%、1.27%、1.21%和1.06%,B处理较C、D处理分别提高了5.21%和19.56%,差异显著.群体分布相对均匀的A、B处理可显著改善冬小麦群体结构和PAR截获状况,有利于充分利用光能;所有灌溉处理也可影响群体结构,进而明显提高作物的RUE.     

不同株行距配置对夏大豆群体结构及光截获的影响

以田间试验(2006—2007年)为基础,分析了地上部干物质、叶面积指数(LAI)、光合有效辐射(PAR)、光能利用率和植株形态指标变化特征,夏大豆‘鲁豆4号’(Glycine maxcv.Ludou 4)在同一密度(3.09×105株/hm2)下设5种株行距配置方式,即行距×株距分别为18 cm×18 cm(A)、27 cm×12 cm(B)、36 cm×9 cm(C)、45 cm×7.2 cm(D)、54 cm×6 cm(E)。结果表明,大豆在生育期间干物质变化因株行距不同而产生差异,2006和2007生长季的各处理干物质分别在播种后第70天和90天达到最高,播种后第80天和100天时,A处理比E处理分别高21.6%和34.0%;不同层次干物质积累重心随行距加大有上移趋势。各处理LAI随行距扩大、株距减少有下降趋势,其中,A和B处理LAI表现较稳定,LAI相对较高且时间较长。光能利用率随行距加大有降低趋势,A和B处理显著高于E处理(P0.05)。夏大豆在不同株行距配置下,株粒数、百粒重与产量相关系数分别为0.941*和0.926*(2006年),0.995*和0.892*(2007年),随行距变小PAR透射率降低、截获率和光能利用率上升而产量增加,A和B处理产量显著高于E处理(P0.05)。说明夏大豆在雨养农业条件下,植株相对均匀分布可改善群体结构和增强光截获,进而提高群体光能利用率和产量。     

株行距配置对齐穗期粳稻冠层结构及产量的影响

以辽宁稻区3种穗型粳稻及杂交稻为试材,研究了不同株行距配置对齐穗期粳稻光截获能力、群体内部光分布特征和光转化效率以及产量构成的调控作用.结果表明：与光能截获密切相关的叶面积指数随着密度减小而先降低后升高.一天之内消光系数(K)的变化同样表现为先降低后升高,而不同株行距配置间K值随着种植密度的增加而增大.产量与各冠层消光系数、上部3叶叶倾角呈正相关.在光能利用率方面,产量与剑叶气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率均呈正相关.在高密度(15 cm×25 cm)和低密度(20 cm×30 cm和20 cm×35 cm)株行距配置下,水稻分别可以提高光截获能力和光转化效率,却分别受到倒伏和单位面积穗数的限制而无法获得高产稳产.株行距为15 cm×30 cm和 20 cm×25 cm配置下,可以确保足够穗数,优化冠层结构并降低倒伏风险,为高产优质提供保障.     

两种类型小麦品种分蘖成穗对群体环境的响应与调控

为探讨不同类型小麦(Triticum aestivum)品种分蘖成穗特性及对群体环境的响应, 寻求合理播种方式的调控参数, 在大田试验条件下, 对两类品种单株稀植与不同播种方式所构成的不同群体进行了对比研究。结果表明, 单株稀植时, 两类品种均具有较高的分蘖潜力, 中多穗型品种‘济麦20’和‘鲁麦14’单株平均成穗数为40.58和44.34个, 大穗型品种‘山农8355’和‘兰考矮早八’为24.33和23.20个, 成穗率存在着显著的基因型差异; 进入不同播种方式的群体环境后, 中多穗型品种每株平均成穗数降至3.37和3.85个, 降低率分别为91.70%和91.32%, 大穗型品种每株成穗1.82和1.36个, 分别降低92.52%和94.14%; 证明群体环境对分蘖成穗的影响比遗传因素更强烈, 且大穗型品种分蘖成穗特性对群体环境的响应较中多穗型敏感。播种方式可有效地调控群体结构, 条播的经济产量显著高于撒播, 条播行距配置对产量的影响因品种类型而异; 中多穗型行距在23.4-23.9 cm、大穗型在16.5-16.9 cm时产量最高; 撒播和窄行条播可有效地增加单位面积穗数, 提高挑旗和灌浆中期群体中、上层的光截获率, 而千粒重和穗粒数却随之降低。播种方式对挑旗后群体内部CO₂浓度有微弱的影响。     

大穗小麦部分生理特性研究

对目前试验试种的代表性大穗小麦品系部分生理特性进行了研究。结果表明：（１）大穗小麦的根系吸收能力高于一般小麦品种,根系活力比对照品种提高２３．９３％－２８．０９％,根干重增加７．１％。（２）大穗小麦的净光合速率孕穗期高于对照,灌浆期以后逐渐降低;相应各时期的呼吸强度均高于对照,证明大穗小麦属于高光合高呼吸消耗类型。（３）蒸腾强度在各时期均高于对照品种。     

Canopy Apparent Photosynthetic Characteristics and Yield of Two Spike-Type Wheat Cultivars in Response to Row Spacing under High Plant Density

In northern China, large-spike wheat (Triticum aestivum L) is considered to have significant potential for increasing yields due to its greater single-plant productivity despite its lower percentage of effective tillers, and increasing the plant density is an effective means of achieving a higher grain yield. However, with increases in plant density, the amount of solar radiation intercepted by lower strata leaves is decreased and the rate of leaf senescence is accelerated. Row spacing can be manipulated to optimize the plant spatial distribution under high plant density, therefore improving light conditions within the canopy. Consequently, field experiments were conducted from 2010 to 2012 to investigate whether changes in row spacing under high plant density led to differences in canopy apparent photosynthesis (CAP), individual leaf photosynthesis and grain yield. Two different spike-type winter wheat cultivars, Jimai22 (a small-spike cultivar as a control cultivar) and Wennong6 (a large-spike cultivar), were grown at a constant plant density of 3,600,000 plants ha^–1 (a relatively higher plant density) over a wide range of row spacing as follows: 5-cm row spacing (R₀), 15-cm row spacing (R₁), 25-cm conventional row spacing (R₂), and 35-cm row spacing (R₃). The two-year investigations revealed that increased row spacing exhibited a significantly higher light transmission ratio (LT), which improved light conditions within the canopy; however, excessive light leakage losses in R₂ and R₃ treatments were not favorable to improved irradiation energy utilization efficiency. Aboveground biomass accumulation was influenced by row spacing. Two spike-type wheat accumulated greater biomass under 15-cm row spacing compared to other row spacing treatments, although a markedly improved photosynthetic rate (P_N), effective quantum yield of photosystem II (Φ_PSII) and maximal efficiency of photosystem II photochemistry (F_v/F_m) in the penultimate and third leaves were observed in R₂ and R₃ treatments. At the same time, a longer duration of CAP and green leaf area was maintained in R₁ during grain filling. Compared with conventional row spacing, Wennong6 in R₁ treatment obtained 21.0% and 19.1% higher grain yield in 2011 and 2012, respectively, while for Jimai22 it increased by 11.3% and 11.4%, respectively. A close association of yield with CAP and LAI at mid-grain filling was observed. In conclusion, for the tested growing conditions, decreasing the row spacing to an optimal distance (15 cm) maintained a longer duration of LAI and CAP during grain filling, made a better coordination of group and individual leaf photosynthesis, and accumulated higher aboveground biomass, leading to a greater grain yield. In addition, Wennong6 had a more rational canopy architecture than Jimai22 (improved LT and higher LAI) and CAP under 15-cm row spacing, leading to a higher grain yield, which indicated that the large-spike type cultivar has the potential to obtain higher yields by increasing plant density through optimum row spacing allocation (15 cm).     

小量播种条件下冬小麦的产量效应

2001～2003年在北京进行了2个年度的秋播,研究冬小麦在小量播种条件下的产量效应．结果表明,在22．5kg·hm^-2播量处理中,DS1号和临抗1号的平均最高产量分别达6836．25和7353．75kg·hm^-2,在一些重复小区中,产量超过7500kg·hm^-2,小量播种试验中,参试品种有正常的生育表现．麦苗的总糖、脯氨酸、赖氨酸含量较高,单株分蘖能力强．旗叶净光合速率、蒸腾速率、气孔阻力、CO2传导度和叶肉细胞CO2浓度表明植株的生理功能较旺盛．硝酸还原酶和超氧化物歧化酶活性较高,表明植株代谢活性较强．在产量结构中,单株穗数多．在小量播种生产中,品种选择是前提,播量确定是关键。     

Effects of spacing interval of wide bed planting on canopy characteristics and yield in winter wheat

2010-2012连续两年在大田试验条件下以多穗型品种‘百农矮抗58’为供试材料, 研究了宽幅播种(播幅8 cm)种植方式下不同带间距7 cm (KF7)、12 cm (KF12)和17 cm (KF17)对冬小麦(Triticum aestivum)冠层特征及产量的影响。结果表明: 与常规条播比较, 宽幅播种群体叶面积指数、平均叶倾角、光截获量、相对湿度、成穗数、生物量和产量较高, 而冠层开度和温度较低; 2010-2011年和2011-2012年宽幅播种成穗数和产量显著高于常规条播, 成穗数分别增加4.8%-16.4%和8.9%-21.0%, 产量分别提高2.96%-15.94%和4.09%-14.23%。宽幅播种下随带间距增大, 叶面积指数、平均叶倾角、光截获量、湿度及成穗数降低, 而冠层开度和温度升高; 穗粒数、千粒重、产量、生物量和收获指数以KF12最高, KF7最低。综合分析, 宽幅播种下12 cm带间距处理的小麦冠层结构合理, 微环境适宜, 产量最高, 可作为该种植方式的适宜带间距。     

不同群体结构夏玉米灌浆期光合特征和产量变化

大田试验以夏玉米为试料,采用裂裂区试验设计,密度设计包含75000、90000\,105000株/hm² 3个密度作为主区,每个密度处理包括: ①等行距60 cm×单株留苗,②等行距60 cm×双株三角留苗,③宽窄行距(宽行70 cm + 窄行距50 cm)×单株留苗和 ④宽窄行距×双株三角留苗共12种方式进行处理,测定光合及叶绿素荧光参数。研究不同群体结构对夏玉米灌浆期群体光合特性的影响。结果表明,在吐丝期,随着种植密度的增加,群体光合速率提高;蜡熟期以90000株/hm²最高,种植方式上表现为宽窄行大于等行距种植,双株留苗种植方式大于单株种植方式,差异均达到显著水平;随着种植密度的提高,群体内3个层次叶片最大光能转换效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)逐渐降低,种植方式基本表现为宽窄行大于等行距,留苗方式表现为双株大于单株。试验条件下,以90000株/hm²,宽窄行,双株三角留苗产量最高。     

不同穗型小麦光能利用和旗叶13C同化物分配特性及对补灌水平的响应

为明确不同穗型小麦冠层光能利用和¹³C同化物分配特性的差异及对补灌水平的响应,以中穗型品种‘青农2号’和‘济麦22’、大穗型品种‘山农23’和‘山农30’为材料,设置3个水分处理:小麦全生育期不灌水(W₀)、节水灌溉(W₁,拔节期和开花期0～40 cm土层土壤相对含水量分别补灌至65%和70%)和充分灌溉(W₂,拔节期和开花期0～40 cm土层土壤相对含水量分别补灌至85%和90%),研究了不同处理对两种穗型小麦冠层光能利用和旗叶¹³C同化物分配特性的影响.结果表明:W₁处理两种穗型小麦品种开花后2、11、20和31 d的叶面积指数、冠层PAR截获率和利用率均显著高于W₀处理,再增加灌水至W₂处理,上述各指标无显著变化.¹³C示踪表明,济麦22和山农23的W₁旗叶¹³C同化物在籽粒中的分配量比W₀分别高159.34和171.1 g·hm^-2,分配比例分别高6.5%和6.5%,与W₂无显著差异;两种穗型品种W₁的籽粒产量亦显著高于W₀,与W₂无显著差异.不同穗型品种比较,节水灌溉条件下中穗型品种在开花后2和11 d、大穗型品种在开花后20和31 d具有较高的冠层光合有效辐射(PAR)截获和利用能力;中穗型品种济麦22旗叶¹³C同化物在籽粒的分配量和分配比例比大穗型品种山农23分别低6.8%和2.7%.