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。     

行距配置对晚熟冬麦区群体结构与光合性能的影响

合理的行距配置可以调节群体冠层结构的光合作用。山西太谷冬小麦产量徘徊不前,为了研究晚熟冬麦区不同行距配置对不同穗型冬小麦光合性能与群体结构的影响,在大田条件下选用两种不同穗型品种,在播量一致的前提下,分别采用10 cm和20 cm两种行距配置,研究冬小麦群体结构、光能利用和产量结构的差异。研究结果表明:全生育期总LAI值表现为B2高于B1,10 cm行距配置改变了叶片的垂直分布,尤其对多穗型小麦品种冠层(60-80 cm)叶面积的提高最为明显。在小麦植株中、上部分45-90 cm处,两种行距配置LI%均表现为B2配置大于B1配置,在株高60-75 cm处,两种行距配置LI%差异最为明显,B2配置较B1配置LI%提高达30%以上。花后旗叶PN和孕穗期至蜡熟期群体NPR均表现为10 cm行距配置高于20 cm行距配置。四个处理的总干物质重、绿叶、茎和穗的干物质重均表现为B2B1行距配置。两个小麦品种的B2处理(10 cm行距配置)的产量和生物产量均极显著高于B1处理(20 cm行距配置);但经济系数则呈现B2处理(10 cm行距配置)均小于相应小麦品种的B1处理。行距配置对不同小麦品种的影响不大。表明10 cm行距配置适用于北方晚熟冬麦区。     

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。     

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.     

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...     

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.     

冬小麦种植模式对水分利用效率的影响

在同一种植密度下,设3种种植模式,包括25 cm等行距平作、"20+40"大小行平作和"20+40"沟播。研究了冬小麦沟播和平作种植对产量及水分利用效率的影响。结果表明,"20+40"沟播产量显著高于平作;叶片相对含水量(RWC)、水势(Ψw)和叶片水平水分利用效率随生育进程的推进呈整体下降趋势,其中,沟播处理RWC、Ψw和叶片水平水分利用效率的平均值均显著高于等行距和"20+40"平作处理;另外,"20+40"沟播还能明显提高冬小麦田土壤贮水量,减少总耗水量,从而提高水分利用效率。灌水增加了冬小麦产量和叶片相对含水量等各水分指标,降低了水分利用效率,减小了各种植模式间差异。"20+40"沟播在灌水135 mm条件下既保障产量又较等行距节水25%。由此表明,冬小麦"20+40"沟播可改善叶片水分状况,提高水分利用效率,增加作物产量。     

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。     

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.     

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).     

氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运的影响

氮素平衡对干物质积累与分配的影响是农业生态系统研究的重要内容,在保障产量前提下减少氮肥施用量可减少环境污染与温室气体排放。以晚播冬小麦为研究对象,设置4个施氮量水平:0 kg/hm2(N0)、168.75 kg/hm2(N1)、225 kg/hm2(N2)、281.25 kg/hm2(N3),每个施氮量水平下设置2个追氮时期处理:拔节期(S1)、拔节期+开花期(S2),研究了氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运及氮肥利用率的影响。结果表明:拔节期追施氮肥(S1)条件下,在225 kg/hm2(N2)基础上增施25%氮肥(N3)对开花期氮素积累总量和营养器官氮素转运量无显著影响;拔节期+开花期追施氮肥(S2)条件下,随施氮量增加,开花期氮素积累总量和花后营养器官氮素转运量升高;S2较S1显著提高成熟期籽粒及营养器官氮素积累量、花后籽粒氮素积累量及其对籽粒氮素积累的贡献率。同一施氮量条件下,S2较S1提高了成熟期的干物质积累量、开花至成熟阶段干物质积累强度和花后籽粒干物质积累量。同一追氮时期条件下,籽粒产量N2与N3无显著差异,氮肥偏生产力随施氮量增加而降低;同一施氮量条件下,S2较S1提高了晚播冬小麦的籽粒产量和氮肥吸收利用率。拔节期+开花期追施氮肥,总施氮量225kg/hm2为有利于实现晚播冬小麦高产和高效的最优氮肥运筹模式。     

不同水分条件对冬小麦根系时空分布、土壤水利用和产量的影响

为了明确华北严重缺水区晚播冬小麦灌水对根系时空分布和土壤水分利用规律的影响,以冬小麦石麦15为材料,利用田间定位试验研究了不同灌水处理(春季不灌水W0;春季灌拔节水75mm,W1;春季灌起身水、孕穗水和灌浆水共225mm,W3)对根系干重密度(DRWD)、根长密度(RLD)、体积密度、分枝数等在0—200cm土层的垂直分布、动态变化及其对耗水和产量的影响,结果表明:随着春季灌水量的减少,开花后0—80cm土层的根干重密度、根长度密度、体积密度和分枝数密度均显著减少,80cm—200m土层的根干重密度、根长度密度、体积密度和分枝数密度却显著增加,并且显著增加冬小麦在灌浆期间对100cm以下深层土层水分的利用,总耗水量W1和W0分别比W3减少70.9mm、115.1mm,土壤耗水量分别比W3增加79.1mm、108.9mm,子粒产量W1和W0分别比W3减少653.3kg/hm2、1470kg/hm2,水分利用效率(WUE)则分别比W3提高0.09kg/m3、0.06kg/m3。晚播冬小麦春季灌1水(拔节水)可以促进根系深扎,增加深土层的根系分布量,提高对深层土壤贮水的吸收利用量,有利于实现节水与高产的统一。     

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。     

不同播期冬小麦株型构建及其生育特征

针对黄淮平原中部冬小麦区秋季旱涝频发导致小麦播种推迟的现状,设计冬小麦10月15日(适期播种)、10月30日(中晚期播种)、11月15日(晚期播种)、11月30日(超晚期播种)、2月15日(早春播种)和3月1日(春播)6个播期,研究不同播期冬小麦株型构建及生长发育特征.结果表明： 随着冬小麦播期的推迟,其生长发育进程加快,早春播种和春播与适期播种相比生育期缩短115~130 d;10月30日(中晚期播种)之后的5个播期与适期播种相比株高降低,成穗数和有效小穗数减少;迟播小麦的叶位下移,冠层空间降低,叶面积减少;收获指数随播种期推迟由0.46(适期播种)提高到0.53(春播);冬小麦产量随播种期推迟显著下降,减产幅度最高达43.6%;冬小麦春季播种未经过冬季和早春阶段的自然低温处理,无春化过程依然可形成产量.     

Does weed suppression by high crop density depend on crop spatial pattern and soil water availability?

Size-asymmetric competition, in which larger plants obtain a disproportionally larger share of contested resources, can be applied in agriculture to suppress weeds by increasing crop density and spatial uniformity, as these practices enhance the initial size-asymmetric competitive advantages of crop seedlings over weed seedlings early in the growing season. We do not yet know how agronomic factors influence weed suppression at high crop density. We performed a field experiment to ask how crop density, spatial pattern and irrigation interact to influence weed suppression and grain yield in semi-arid croplands. The experimental was a factorial design with 4 factors: wheat cultivar (Ningchun4, Xihan2), irrigation level (control, irrigated), sowing density (low, 196 seeds m⁻²; moderate, 400 seeds m^-2; high, 625 seeds m⁻²), and spatial sowing pattern (rows, uniform). Weed growth was effectively suppressed by increased crop density and spatial uniformity. Effects of crop density on weed suppression and grain yield were more pronounced in the uniform pattern than in crop rows. Weed biomass was 55.7% lower and grain yield increased 29.7% higher in the high density uniform pattern compared to the low density and row pattern. Crop density interacted with cultivar in determining both weed biomass and grain yield, potentially reflecting different traits regulating crop competitive ability. Irrigation and crop density had additive effects on weed biomass but interacted to influence grain yield. Our findings support the idea that increased crop density and spatial uniformity can make a valuable and environmentally friendly contribution to weed control in wheat, reducing the need for chemical or mechanical weed control. We need a better understanding of the interactions among climate, agricultural management and crop genotype to improve our ability to effectively suppress weeds with high crop density and spatial uniformity.     

灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性及产量的影响

于2009—2011年通过田间试验,以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料,设等行距平作、宽窄行平作、沟播3种种植方式,每种种植方式下设不灌水(W₀)、灌拔节水(W₁)、灌拔节水+开花水(W₂)、灌拔节水+开花水+灌浆水(W₃)4种灌溉处理(每次灌水量为60 mm),研究不同灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性和产量的影响.结果表明: 随冬小麦灌水量的增加,3种种植方式下小麦花后旗叶叶面积和光合速率均增加,光系统Ⅱ最大光化学效率和实际光化学效率也增加;与W₀处理相比,各灌水处理提高了小麦籽粒产量,但水分利用效率(WUE)降低.同一灌溉条件下,与其他两种种植方式相比,沟播方式小麦花后旗叶光合速率、光系统Ⅱ最大光能转化效率和实际光化学效率均较高,且W₂处理籽粒产量显著高于其他处理.统筹考虑冬小麦的籽粒产量和WUE,沟播结合灌拔节水+开花水是华北平原冬麦区较适宜的节水种植方式.