栽培方式对夏直播花生叶片光合特性及产量的影响

在田间试验条件下,以青花7号花生品种为材料,研究了不同栽培方式对麦后夏直播花生叶片光合特性及产量的影响.结果表明:与传统栽培方式相比,采用夏直播高产保护性栽培方式可促进花生叶片生长,显著提高叶面积指数,且维持较高的叶面积指数和叶绿素含量的时间较长;植株功能叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率较高和胞间CO2浓度较低,光合效率显著提高.夏直播高产保护性栽培方式下花生单株生产力较高,荚果产量显著增加,经济系数明显提高.地膜覆盖和秸秆还田均可改善夏直播花生叶片光合特性,提高花生产量.夏直播高产保护性栽培方式能够有效缓解夏直播花生生育期较短、单株生产力低等不利因素,是一项实用的夏直播花生高产栽培方法.     

不同生育时期断根对花生光合特性及产量的影响

在田间试验条件下,以青花5号花生品种为材料,研究了不同生育时期断根对花生功能叶片光合特性及产量的影响。结果表明:适期断根(花后20d)可促进花生叶片生长,显著提高叶面积指数,且维持较高的叶面积指数和叶绿素含量的时间较长;植株功能叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率较高,胞间CO2浓度较低,光合效率显著提高;可增加花生结果数量和果重,提高单株生产力,显著提高荚果产量和经济系数。过早断根(花后5d至10d)叶面积增长慢、峰值低、后期下降快,叶绿素含量低;功能叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率峰值低且峰值过后下降速度快,而胞间CO2浓度一直维持在较高水平;断根时间越早,产量越低。过晚(花后25d)断根不利于叶面积指数的发展和较高叶绿素含量的维持,基本不影响花生叶片各光合性能指标,对产量影响较少。研究认为,开花后20d断根可作为花生栽培中的一项技术措施。     

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.     

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.     

垄作栽培对高产田夏玉米光合特性及产量的影响

试验于2006-2007年在河南省浚县农业科学研究所试验田进行,以传统平作为对照,研究了垄作栽培对夏玉米光合特性和产量的影响.结果表明,垄作提高了夏玉米光合速率Pn、叶片蒸腾速率Tr和气孔导度Gs,且其日变化均呈单峰曲线,12:00达到最大值,而细胞间隙二氧化碳浓度Gi有所降低,其日变化与Pn相反,呈倒抛物线型.垄作栽培夏玉米的最大光化学效率Fv/Fm和实际光化学效率φPSⅡ均有所增加.与平作相比,垄作后期叶面积衰减较慢,籽粒蜡熟期和成熟期垄作比平作叶面积指数分别高6.4％和3.7％,减少了漏光损失,垄作栽培延长了叶片功能期,促进光合产物的积累及向籽粒的转移,有利于后期玉米籽粒充实,千粒重显著高于平作,产量提高9.6％.     

不同播栽方式对水稻生长发育特性的影响

以粳稻品种武运粳24为材料,设置直播稻Ⅰ(6月1日播种)、直播稻Ⅱ(6月17日播种)、手栽秧和机插秧4个处理,研究了不同播栽方式对水稻生长发育特性的影响。结果表明:不同播栽方式对水稻生育期影响显著,手栽秧生育期最长,机插秧其次,直播稻最短;机插秧水稻产量最高,直播稻产量最低;生物量上,水稻生育前期手栽秧较大,机插秧相对较小,到水稻成熟期直播稻Ⅱ的生物量最小,机插秧和手栽秧大致相当;叶面积指数上,水稻生育前期,手栽秧最大,抽穗时,不同播栽方式水稻叶面积指数无显著差异,水稻生育后期,直播稻叶面积指数下降较快,手栽秧和机插秧水稻叶面积指数较直播稻显著提高;不同生育阶段,不同播栽方式水稻光合势均是直播稻较小,手栽秧和机插秧较大;群体生长率上,水稻生育前期直播稻Ⅰ和手栽秧较大,水稻生育后期直播稻Ⅱ显著提高;水稻抽穗期单位干重根系的α-萘胺氧化量,机插秧要显著大于手栽秧和直播稻;水稻分蘖中期和拔节期手栽秧和直播稻Ⅰ的叶片叶绿素含量较高,抽穗期到成熟期均是机插秧叶片叶绿素含量最高。综上所述,机插秧水稻生育期天数相对较长,生育前期生长良好,中后期叶面积指数高、光合势强、叶片叶绿素含量较高、根系活力强,有利于水稻种植的高产稳产。     

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.     

光质对花生幼苗叶片光合色素含量及光合特性的影响

在单色LED灯光照条件下,以青花6号花生品种为材料,研究了不同光质对花生幼苗光合色素含量及光合特性的影响.结果表明:与自然光照相比,蓝光(445~470 nm)可显著提高花生幼苗比叶面积、叶绿素a/b值和类胡萝卜素含量,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率较高,胞间CO2浓度较低,光合效率显著提高;红光(610~660 nm)显著提高了叶片叶绿素含量,降低了比叶面积、叶绿素a/b值和类胡萝卜素含量,光合效率低于自然光照;绿光(515~520 nm)和黄光(590~595 nm)不利于光合色素的积累,显著抑制了花生幼苗叶片的光合作用.     

不同花生棉花间作模式对花生生育后期生理特性及产量的影响

棉花花生间作是充分利用土地资源、缓解棉油争地矛盾的重要种植方式。在大田栽培条件下,以‘花育25’和‘聊棉19’为试验材料,设置花生和棉花种植比例分别为4∶4(H₄M₄)、6∶4(H₆M₄)和4∶2(H₄M₂)3种间作模式,以单作花生(DH)和单作棉花(DM)为对照,研究不同花生棉花间作比例对花生生育后期生理特性、产量及经济效益的影响。结果表明: 与花生单作相比,棉花花生间作促进了花生茎秆的生长,但降低了叶面积指数、主茎绿叶数和干物质积累总量,易造成花生的旺长和倒伏。不同间作模式相比,H₆M₄和H₆M₄的花生叶片叶绿素含量、净光合速率、硝酸还原酶活性和根系活力显著高于H₄M₄,并提高了超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性,降低了丙二醛含量。不同间作模式显著降低了花生产量和棉花产量,但经济总产值较单作棉花增加。各间作模式间相比,在H₆M₄间作模式中,花生减产幅度最小,经济总产值显著高于其他处理且土地当量比大于1,具有明显的间作优势。说明在花生棉花间作种植体系中,适当减小棉花在间作中所占的比例能够维持花生较高的光合能力,促进根系对养分的吸收,有利于延缓衰老,减弱对花生产量的影响。     

不同密度混播对玉米植株13C同化物分配和产量的影响

为了探讨不同密度混播对玉米植株¹³C同化物分配和产量的影响,选用‘郑单958’(ZD)和‘登海605’(DH)为试验材料,在不同密度下(LD,67500株·hm^-2;HD,97500株·hm^-2)设置单播(SZD、SDH)与混播(M、1∶1、2∶2)处理,研究玉米品种不同密度混播对植株光合特性、¹³C同化物分配、干物质积累量和产量的影响.结果表明: 随密度增加,籽粒产量、¹³C同化物在籽粒中的分配、干物质积累量和叶面积指数均提高;而叶绿素含量和净光合速率则降低.在67500株·hm^-2下,混播较单播处理无显著优势,但在97500株·hm^-2下,两品种混播提高了叶面积指数、叶绿素含量和穂位叶净光合速率,干物质积累量增加.混播促进茎等营养器官的干物质向籽粒的转运,提高了¹³C同化物在籽粒中的分配比例.混播处理较单播产量增加,主要因为千粒重显著增加.在高密度种植条件下,混播有助于扩大光合面积,维持较高的净光合速率,提高群体干物质积累量,改善干物质的分配状况,增加同化物向籽粒的分配,最终提高夏玉米产量.可见,混播栽培可显著增加黄淮海区密植夏玉米产量.     

钙对镉胁迫下花生生理特性、产量和品质的影响

通过盆栽试验,选用高油品种豫花15和高蛋白品种XB023,研究了不同浓度钙对镉胁迫下不同类型花生品种营养生长、叶片叶绿素含量、光合速率、保护酶活性等生理特性及产量和品质的影响.结果表明： 施钙可以缓解镉胁迫对花生植株主茎高和侧枝长的抑制作用,增加花生植株干物质量,提高叶片叶绿素含量和光合速率,提高叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性和可溶性蛋白质含量,降低丙二醛（MDA）的积累量,减轻镉胁迫对花生叶片的伤害;施钙可以缓解镉胁迫对花生的减产作用,增加花生荚果和籽仁产量,其增产的主要原因是增加了单株结荚数和出仁率;施钙可以促使籽仁中可溶性糖向粗脂肪和蛋白质转化,增加籽仁中脂肪和蛋白质含量,改善镉胁迫下花生籽仁品质.施钙可以降低两花生品种籽仁中镉含量,对豫花15的降低效果好于XB023.     

有机营养液灌溉频次和灌水量对设施甜瓜产量、品质及肥水利用效率的影响

为研究高产优质甜瓜的有机管理模式,以甜瓜为试材,采用基质盆栽方式,设3种有机营养液灌溉频次(施用8次,每次每株750 mL, F₁; 施用12次,每次每株500 mL, F₂; 施用16次,每次每株375 mL, F₃)与2种单株灌水量(果实膨大前按120%日蒸腾蒸发量(ET)灌溉,之后按140%ET灌溉, W₁; 果实膨大前按140%ET灌溉,之后按160%ET灌溉, W₂),共6个试验处理,随机区组试验设计,研究了不同处理对设施甜瓜光合特性、产量、品质及肥水利用效率的影响.结果表明: 少量多次施用有机营养液可以显著提高甜瓜叶片光合速率,低灌水量显著提高果实产量和水分利用效率;高灌水量和中等有机营养液灌溉频次可使肥料利用率达到最高;少量多次有机营养液施用且相对适宜的水分供给提高了果实品质.回归分析发现,甜瓜果实维生素C含量与有机营养液灌溉频次呈指数函数y=0.214e^0.18x (R²=0.851)相关.综合考虑产量、品质、水分利用效率等因素,F₃W₁处理可在保证产量的前提下,提高果实品质,且水分利用效率最大,可以实现设施有机甜瓜肥水高效管理.     

A model of dynamics of leaves and nitrogen in a plant canopy: an integration of canopy photosynthesis,leaf life span,and nitrogen use efficiency

A model of dynamics of leaves and nitrogen is developed to predict the effect of environmental and ecophysiological factors on the structure and photosynthesis of a plant canopy. In the model, leaf area in the canopy increases by the production of new leaves, which is proportional to the canopy photosynthetic rate, with canopy nitrogen increasing with uptake of nitrogen from soil. Then the optimal leaf area index (LAI; leaf area per ground area) that maximizes canopy photosynthesis is calculated. If leaf area is produced in excess, old leaves are eliminated with their nitrogen as dead leaves. Consequently, a new canopy having an optimal LAI and an optimal amount of nitrogen is obtained. Repeating these processes gives canopy growth. The model provides predictions of optimal LAI, canopy photosynthetic rates, leaf life span, nitrogen use efficiency, and also the responses of these factors to changes in nitrogen and light availability. Canopies are predicted to have a larger LAI and a higher canopy photosynthetic rate at a steady state under higher nutrient and/or light availabilities. Effects of species characteristics, such as photosynthetic nitrogen use efficiency and leaf mass per area, are also evaluated. The model predicts many empirically observed patterns for ecophysiological traits across species.     

Growth, radiation use efficiency and yield potential of enset (Ensete ventricosum) at different sites in southern Ethiopia

Knowledge on the physiological parameters that determine the growth of enset (Ensete ventricosum) and on how these parameters develop over time and affect yield under field conditions is scarce. Field experiments were carried out at three sites in southern Ethiopia using suckers of several clones to generate crop physiological parameters and to describe the time course of leaf number, leaf area and plant height. Yield potentials at different sites were estimated using these parameters and weather data, and compared with the actual yield. Plant height and LAI increased faster at Awassa and Areka than at Hagereselam because of a higher leaf appearance rate associated with temperatures being closer to the optimum. The trend in plant height was best described by a logistic function, whereas the trend in LAI was best described by a logistic function only at Awassa and Areka. A high leaf appearance rate (0.18 leaves day^?1) during early growth at Awassa and Areka made it possible that leaves that were senesced during unfavourable climatic conditions could be rapidly replaced without strong fluctuation in leaf area index. At Hagereselam, however, the rate of leaf appearance (0.09 leaves day^?1) was too small to compensate for the decline in the number of green leaves per plant during adverse conditions and thus LAI fluctuated over the whole growing period. The trend in fraction of PAR intercepted was best described by a generalised logistic function. At 300 days after transplanting the suckers, LAI reached a value of 4.5 and enset clones intercepted 92–97% of incoming PAR. The mean extinction coefficient was between 0.56–0.91 and radiation use efficiency (RUE) ranged from 1.43–2.67 g MJ^?1. Dry matter kocho yield potentials of 17.1 to 33.9 t ha‐1 yr‐1 were estimated for enset clones. Important yield potential differences existed between clones mainly because of differences in radiation use efficiency that was probably partly associated with viral infection. The average ratio of actual yield:yield potential (0.24) was low mainly because of large losses associated with traditional fermentation techniques, yield reducing cultivation methods such as repetitive transplanting and leaf pruning, presence of diseases, lack of adequate fertilisation and shortage and uneven distribution of rainfall.     

栽培模式、施氮和品种对冬小麦冠层结构和产量的影响

在黄土高原南部半湿润易早区土垫旱耕人为土上进行大田试验,研究氮肥、品种和栽培模式对冬小麦叶面积指数（IAI）和透光率（DIFN）及产量的影响。结果表明,小麦生长过程中IAI先增大后减小．在开花期最大。成熟期最小。施氮能够显著增加IAI;DIFN的变化规律与LAI相反。不同品种间IAI和DIFN差异显著。全程覆膜和覆膜150d的LAI极显著大于常规栽培、集雨面栽培和三密一稀栽培模式,DIFN与此相反;施氮后籽粒产量极显著增加。在不同栽培模式下,以全程覆膜、覆膜150d和集雨面栽培模式的产量较高,但从维持土壤质量角度考虑,则覆膜150d和集雨面2种栽培模式优于其它几种栽培模式;从冠层结构特征分析,这2种栽培模式更有利于增加群体光合能力。     

不同耕作方式对复播大豆光合特性、干物质生产及经济效益的影响

013-2014年设置复播大豆田间试验,调查滴灌条件下麦后不同耕作方式复播大豆的生理指标及主要农艺性状,以探究适合北疆滴灌条件下麦后复播大豆的高产耕作方式.结果表明： 麦后实施不同土壤耕作方式复播大豆,在测定期间的群体叶面积指数(LAI)、叶绿素含量(SPAD)、叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(g_s)均表现出翻耕覆膜(TP)>
翻耕(T)>旋耕(RT)>免耕(NT),而胞间CO₂浓度(C_i)呈现相反的结果.其中, TP处理两年LAI、SPAD、P_n、T_r、g_s的均值分别比NT处理高55.0%、9.1%、41.8%、37.5%和56.4%,而C_i下降22.1%,且均达显著差异水平,说明TP处理增强了大豆的光合效率,提高叶片同化CO₂的能力,这是其较NT处理大豆增产的主要光合生理机制.TP处理显著提高了植株干物质积累量,其单株荚数、单株粒数、百粒重分别较NT处理提高50.3%、48.1%、11.8%,增产达20.8%,差异显著.因此,本试验条件下,北疆麦后复播大豆宜采用翻耕后地膜覆盖结合膜下滴灌技术的耕作方式.     

Physiological N response of field-grown maize hybrids (Zea mays L.) with divergent yield potential and grain protein concentration

Fertilizer N availability impacts photosynthesis and crop performance, although cause–effect relationships are not well established, especially for field-grown plants. Our objective was to determine the relationship between N supply and photosynthetic capacity estimated by leaf area index (LAI) and single leaf photosynthesis using genetically diverse field-grown maize (Zea mays L.) hybrids. We compared a high yield potential commercial hybrid (FR1064 x LH185) and an experimental hybrid (FR1064 x IHP) with low yield potential but exceptionally high grain protein concentration. Plant biomass and physiological traits were measured at tassel emergence (VT) and at the grain milk stage (R3) to assess the effects of N supply on photosynthetic source capacity and N uptake, and grain yield and grain N were measured at maturity. Grain yield of FR1064 x LH185 was much greater than FR1064 x IHP even though plant biomass and LAI were larger for FR1064 x IHP, and single leaf photosynthesis was similar for both hybrids. Although photosynthetic capacity was not related to hybrid differences in productivity, increasing N supply led to proportional increases in grain yield, plant biomass, LAI, photosynthesis, and Rubisco and PEP carboxylase activities for both hybrids. Thus, a positive relationship between photosynthetic capacity and yield was revealed by hybrid response to N supply, and the relationship was similar for hybrids with a marked difference in yield potential. For both hybrids the N response of single leaf CER and initial Rubisco activity was negative when expressed per unit of leaf N. In contrast, PEP carboxylase activity per unit leaf N increased in response to N availability, indicating that PEP carboxylase served as a reservoir for excess N accumulation in field-grown maize leaves. The correlation between CER and initial Rubisco activity was highly significant when expressed on a leaf area or a total leaf basis. The results suggest that regardless of genotypic yield potential, maize CER, and potentially grain yield, could be improved by increasing the partitioning of N into Rubisco.     

黑龙港流域夏玉米产量提升限制因素

从产量构成因素及物质生产着手分析了黑龙港流域夏玉米产量进一步提高的限制因子.分析结果显示:穗数、穗粒数和千粒重均与产量显著相关,说明该地区夏玉米仍有继续增产的潜力;但在再高产过程中,单纯依靠穗数增加,产量增产幅度较小,应稳定在一定适宜的密度下,注重单位面积穗粒数和粒重的提高,但在穗数确定的情况下,穗粒数相对稳定,增加粒重成为再高产重要因素.因此,采取措施增强灌浆速率和延长灌浆时间是关键,即增强或稳定叶片在花后的有效光合能力.结果表明,增加叶片数量对产量贡献很小,而改善叶片质量、提高叶片功能,进而增加花后同化物合成至关重要.因此,茎秆和叶片的质量是再高产实现的关键技术突破点.同时,提高茎秆的花前物质转运比例也有助于提高于粒重,促进产量提升.在生产实践中,进一步挖掘产量必须搞清楚地上和地下两方面的关系,但目前对“根系-土壤”复合体的结构和功能研究相对较少.不合理耕作方式造成了土壤耕层太浅,严重影响了玉米根系生长发育,使生育后期吸收功能减弱,不利于产量形成.加之,吐丝前后阴雨寡照,造成穗粒数形成决定期的“源”不足,同时也限制了灌浆速率,提前播期,躲避灾害天气或推迟收获时期,延长灌浆时间等逆境栽培措施就显得尤为重要.     

不同基因型玉米间作的群体质量

采用大田试验,研究了不同基因型玉米间作的群体质量特征.结果表明,HF9‖XD20间作,植株中部叶片平均叶龄延长,而对下部和上部叶片影响不大;ZD958‖LD981间作,ZD958植株下部叶片平均叶龄延长,而中、上部叶片则缩短,LD981植株下、中、上部叶片平均叶龄均有所延长.吐丝前,群体叶面积指数(LAI)单间作无明显差异,吐丝后,HF9和LD981的LAI分别大于和显著大于单作群体,而ZD958和XD20则分别小于和显著小于单作群体.紧凑型品种和半紧凑型品种间作增加了群体透光率,吐丝后10d,4个品种棒三叶叶色值(SPADR)均有所增加,并且除ZD958外,其余3个品种棒三叶净光合速率均有所增加,其中LD981增加显著.间作对吐丝以前的群体干物质积累量影响不大,吐丝后,半紧凑型品种(HF9和LD981)的干物质积累量增加,其中LD981增加显著,而紧凑型品种(XD20和ZD958)的干物质积累量减少,其中ZD958显著减少;间作还提高了收获指数,并且两种间作群体的土地当量比(LER)均大于1.结果提示,紧凑型与半紧凑型玉米品种的间作可以提高群体质量,延长叶片功能期,提高光合效率,增加籽粒产量.