大穗型和中穗型小麦品种光合特性的差异及其与粒重和产量的关系

选择大穗大粒型品种914391、鲁麦22（L22）和中穗中粒型品种济南17（J17）、鲁麦18（L18）,研究了不同穗粒型品种光合特性的差异及其与粒重和产量的关系。结果表明,大穗大粒型品种914391和Ｌ2叶光合速率、旗叶磷酸蔗糖合成酶活性显著高于中穗中粒型品种J17和L18,前者的单茎干重和开花后单茎、茎＋叶鞘、颖壳＋轴等器官的干物质向籽粒的转移量显著大于后者,为最终获得较高的单粒重和穗粒重奠定物质基础;中穗中粒型品种J17和L18的单位土地面积的穗数显著高于大穗大粒型品种914391和Ｌ2,以单位土地面积上旗叶平均光合速率与单茎数的乘积表示群体旗叶光合强度,J17和L18的群体旗叶光合强度、生物产量和经济系数均显著高于914391、L22,这是它们籽粒产量高的重要原因之了。     

减量施氮对玉米-大豆套作体系中作物产量及养分吸收利用的影响

通过田间试验研究了种植方式(玉米单作、大豆单作、玉米-大豆套作)和施氮水平(0、180、240 N kg·hm-2)对玉米和大豆产量、养分吸收及氮肥利用的影响.结果表明:与单作相比,玉米-大豆套作体系中玉米籽粒产量、地上部植株N、P、K吸收量及收获指数略有降低,而大豆籽粒产量、地上部植株N、P、K吸收量及收获指数显著提高.玉米-大豆套作系统的套作优势随施氮量的增加而降低,与当地农民常规施氮量(240 kg·hm-2)相比,减量施氮(180kg·hm-2)处理下玉米和大豆产量、经济系数,以及N、P、K吸收量和收获指数、氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率显著提高,土壤氮贡献率降低;与不施氮相比,减量施氮降低了玉米带土壤的全N、全P含量,提高了大豆带土壤的全N、全P、全K含量和玉米带土壤的全K含量.减量施氮水平下,玉米-大豆套作系统的周年籽粒总产量、地上部植株N、P、K总吸收量均高于玉米和大豆单作,土地当量比(LER)达2.28;玉米-大豆套作系统的氮肥吸收利用率比玉米单作高20.2%,比大豆单作低30.5%,土壤氮贡献率比玉米和大豆单作分别低20.0%和8.8%.玉米-大豆套作减量一体化施肥有利于提高系统周年作物产量和氮肥利用率.     

杂种小麦开花后生物产量及其组分的动态变化

试验以化杀杂种CH－1和不育系杂种VH－2及其亲本为材料,比较研究了杂种小麦开花后生物产量及其组分的动态变化,结果表明：（1）杂种小麦开花后的营养体于重量大,籽粒的增长速率高,增量大,收获指数高,生物产量具有较强的杂种优势。杂种的粒重超双亲平均值（MP）9．5％－18．7％,超对照（CK）15．8％;（2）不同器官的干重变化有别。CH－1与其双亲平均值（MP1）和对照（CK）比,中上部器官倒1－3节茎鞘叶中的光合产物输出的多,失重大,对籽粒的贡献大,而中下部器官倒4节下茎鞘叶中的光合产物输出的少,失重小,物质积累的多,不育系杂种VH－2营养体干重的变化规律同CH－1,但器官失重少,与其双亲平均值（MP2）和CK相比,虽然生物产量高,但器官干重于减少量低,收获指数小,究其原因主要是不育系杂种结实率低（88％－94％）,器官中光合产物输出少,积累多,使库源关系不协调所致;（3）营养体干重与籽粒重呈现显著正相关关系（r=0.8728^**),而杂种的粒重优势恰是体现在营养体干重的优势上,因此,通过增加营养重量,进而增加粒重,提高产量,是协调和提高杂种小麦生物产量和收获指数的关键所在。     

春小麦拔节期有限供水的产量和生理效应研究初报

本文研究了春小麦在中度水分亏缺（４０％土壤毛管持水量,ＣＷ）生长下,拔节期不同水平供水处理（３０─１００％ＣＷ,１０天）下的植株生长发育、水分代谢及产量组成方面的变化,初步发现,拔节期保持４０％ＣＷ是水分利用的效率（ＷＵＥ）与产量同步增加的下限,６０％ＣＷ是达到较高ＷＵＥ和较高产量的下限;春小麦拔节期增加限量供水能有效增加籽粒产量。产量增加又同植株干物质积累、株高、根系生长、旗叶面积及单株穗粒数紧密正相关。此外,拔节期有限供水的增加,蒸腾速度、叶水势和渗透势等生理指标也有一定程度的效应变化。     

伤根对谷子叶片光合速率及其产量的影响

利用谷子盆栽试验,研究了伤根措施对谷子叶片光合速率及其产量的影响,试验结果表明：1．苗期适度伤根能够提高叶片光合速率,而拔节期和孕穗期的处理则会降低叶片光合速率;2．伤根对谷子生物量的影响与土壤水分条件有关。在80％田间持水最条件下,谷子地上部生物最可提高1．5％～24．7％,而在50％田间持水量下,地上部生物量降低2．9％～19．0％。3．80％田间持水量时,随着伤根程度的加剧和伤根时间的后移,谷子籽粒产量下降;在50％田间持水量时,前期适度伤根处理有助于谷子籽粒产量的提高,而伤根量较为严重的处理和孕穗期伤根的处理都降低了谷子籽粒产量。     

氮素营养与水分胁迫对大豆产量补偿效应的影响

在大豆营养生长期,对大豆进行不同程度的干旱锻炼,同时改变土壤中的施氮水平,研究大豆产量及其构成因子对干旱胁迫复水的反应机制,为大豆节水增产及抗旱机制的实践探索提供理论依据。水分胁迫强度、历时和氮素营养都对大豆产量及其构成因子的补偿效应产生明显影响,水分胁迫抑制了大豆单株粒数的增长,但可以显著提高百粒重;氮素营养会抑制大豆百粒重的增加,但在一定水分条件下可以显著提高单株籽粒的数量,然而随着水分胁迫程度的加重,单株粒数的增加幅度也会相应减少。虽然氮素营养和水分胁迫使大豆产量构成因子产生补偿效应的阈值范围不同,但二者具有一定的耦合区域,在耦合区域内(水分胁迫时间14d左右、土壤含水量为田间持水量的50%—55%、施氮量在97.5—225kg/hm2之间)单株粒数和百粒重都产生较强的补偿效应,二者的协同作用显著提高了大豆的经济产量,使大豆产量表现出较强的补偿效应。结果表明:氮素营养和适度水分胁迫可以通过不同途径提高大豆植株的生长能力,当二者结合后大豆的补偿生长机制更为复杂,最终表现为水分胁迫提高了大豆的百粒重,而氮素增加了大豆单株粒数,二者协同作用使大豆经济产量显著增加。     

花期追施氮肥对菜用大豆AC10生理指标及产量影响的研究

选用激光诱变育成的菜用大豆品种AC10,通过在开花初期追施不同的氮素水平,研究其对主要生理指标及产量和产量构成因素的影响。结果表明：花期追施适量氮肥,能明显提高菜用大豆品种AC10植株花后叶面积指数、叶绿素含量、光合速率和荚果可溶性糖含量,从而提高鲜豆荚产量,其中以每公顷追施75．0kg-112．5kg尿素,单株鲜豆荚产量达到92．15g～90．37g,比对照增产8．0％～7．1％;但过量追施氮肥,影响植株生长．造成减产,当每公顷追施尿素达150kg时,单株鲜豆荚产量为81．19g,比对照减产5．1％。     

夜间增温对江苏不同年代水稻主栽品种生育期和产量的影响

采用开放式主动增温系统,在江苏省丹阳市开展夜间增温试验,研究夜间温度升高对江苏1970s—2000s 8个主要推广水稻品种生育期和产量的影响.结果表明:不同年代水稻品种的主要生长特性对夜间增温的响应程度存在明显差异,但响应趋势基本一致.全生育期内水稻冠层夜间温度平均升高0.9℃,水稻始穗期平均提前1.1 d,全生育期缩短1.3 d.夜间增温下,花后总绿叶面积和剑叶面积呈下降趋势,成熟期生物学产量和籽粒产量分别平均降低了3.5%和5.1%,植株N含量也降低.产量构成分析发现,夜间增温主要通过降低水稻有效穗数和穗粒数使产量下降,单位面积总颖花数下降了12.6%.品种间并未随年代发展而出现明显的变化趋势,新老品种间差异不显著.     

CO2浓度升高和降水增加协同作用对玉米产量及生长发育的影响

关于[CO₂]升高和降水变化等多因子共同作用对植物的影响报道较少, 制约着人们对植物对全球气候变化响应的认识和预测。玉米(Zea mays)作为重要的C₄植物, 受[CO₂]和降水影响显著, 但鲜有[CO₂]升高和降水增加协同作用对其产量及生长发育影响的报道。该研究利用开顶式生长箱模拟[CO₂]升高(390 (环境)、450和550 μmol·mol^-1), 降水增加量设置为增加自然降水量的15% (以试验地锦州1981-2010年6至8月月平均降水量为基准), 从而形成6个处理: C₅₅₀W_+15%、C₅₅₀W₀、C₄₅₀W_+15%、C₄₅₀W₀、C₃₉₀W_+15%和C₃₉₀W₀。试验材料选用玉米品种‘丹玉39’。结果表明: [CO₂]升高和降水增加的协同作用在玉米的籽粒产量和生物产量上均达到了显著水平(p< 0.05), 二因子均起正作用, 使籽粒产量和生物产量均升高。籽粒产量在[CO₂] 390、450和550 μmol·mol^-1水平下的降水增加处理较自然降水处理分别增加15.94%、9.95%和9.45%, 而生物产量分别增加13.06%、8.13%和6.49%。因为籽粒产量的增幅略大于生物产量的增幅, 所以促进了经济系数的升高。穗部性状变化显著, 其中, 穗粒数、穗粒重、穗长和穗粗等性状值均随[CO₂]升高而升高, 且各[CO₂]水平下均表现为降水增加处理>自然降水处理, 而瘪粒数相反。但是, [CO₂]升高和降水增加的协同作用也促进了轴粗的升高, 对玉米产量的增加起着限制作用。二因子协同作用在净光合速率(P_n)和叶面积上达到了极显著水平(p< 0.01), 而在株高和干物质积累量上达到了显著水平(p< 0.05)。二因子协同作用使玉米叶片的P_n升高, 植株高度升高, 穗位高升高, 茎粗增加, 叶面积变大, 从而促进了干物质积累量的升高, 为玉米增产打下了良好的基础。这表明: 在未来[CO₂]升高条件下, 一定程度的降水增加对玉米的产量具有正向促进作用。     

不同耕作处理下大豆生物固N能力及对系统N素的贡献

2002年至2003年在黄土高原研究了4个耕作处理,传统耕作（t）、传统耕作＋秸秆覆盖（ts）、免耕（nt）和免耕＋秸秆覆盖（nts）下大豆的生物固N百分率（％Ndfa）、固N数量及其对春玉米-冬小麦-夏大豆轮作系统中N素的贡献。结果表明,在t、ts、nt和nts处理下2002年的生物固N百分率为17．6％、34．3％、22．4％和19．3％,2003年则为58．5％、62．4％、54．9％和43．8％,其中2003年的生物固N百分率比2002年分别高出69．9％、45．O％、59．3％和56．1％,固N数量高出56．2％、33．8％、49．5％和43．1％。大豆生物固N百分率、生物固N数量与生物量呈正相关关系,在ts处理下显著相关。土壤NO3-N含量和大豆固N数量呈负相关,大豆植株吸N量占土壤NO3-N的百分比在2002年为：t（88．1）〉ts（84．6）〉nts（78．7）〉nt（63．6）,2003年为：t（115．5）〉ts（104．2）〉nts（99．8）〉nt（95．8）。2002年大豆对该轮作系统的N素贡献分别为6．6（t）、11．6（ts）、6．5（nt）和6．1（nts）kg／hm^2,生物固N量占总N输入量的百分比为14．6（t）、21．5（ts）、14．9（nt）和12．9（nts）;2003年大豆对系统的N素贡献分别为14．9（t）、17．6（ts）、12．9（nt）和10．7（nts）kg／hm2,生物固N量占总N输入的百分比为63．2％（t）、58．5％（nt）、47．7％（ts）和39．9％（nts）。年际变异造成了大豆生物固N的年际差异,秸杆覆盖＋耕作因改善水分状况,而促进了大豆的生物固N作用。     

刈割对冬小麦再生积温需求及其籽粒产量和品质的影响

对黄土高原塬区冬小麦‘陇育216’于分蘖期、拔节期及孕穗期进行刈割处理,以不刈割为对照,测定冬小麦再生生长发育的积温需求及籽粒产量及其品质,探究刈割利用时间对冬小麦再生生长积温需求及产量构成的影响。结果表明:(1)分蘖中期(6个分蘖)前刈割利用,小麦再生各阶段的有效积温需求较对照无显著差异,在收获小麦青干草0.9～1.5t/hm2的同时,能保证籽粒、秸秆产量及其品质较对照均无显著下降;分蘖期后期(9个分蘖)及其后刈割利用,拔节至开花及成熟期的有效积温需求显著减少,尽管较分蘖期可多收获60%的青干草,但籽粒、秸秆产量较对照均显著降低。(2)通径分析发现,刈割主要通过降低再生植株高度及减少单位面积穗数而导致冬小麦籽粒减产。研究表明,为维持冬小麦再生生长节律、籽粒产量及品质形成的稳定,冬小麦刈割利用的时期应不迟于分蘖中期(6个分蘖)。     

覆盖栽培中的二氧化碳施肥

光合作用是指作物利用太阳能将自然界中存在的二氧化碳（CO2）和水等无机物转化形成各种有机物质，这是作物生长发育而使人们有所收获的基础。光合作用的重要原料CO2在空气中浓度很低，仅有0．030％～0．040％，它常常限制许多植物的光合作用速率，影响作物产量。很多试验观察到，当大气中Co。浓度增加一两倍时，光合作用及作物产量可大幅度增加。用标记CO2喂给灌浆期水稻或小麦叶子，可以看到水稻小麦籽粒灌浆过程中大部分有机物是同化当时吸收的CO2形成的，因此在小麦或水稻抽穗开花期间增加田间CO2浓度可获得显著增产。棉田中增施C…     

密度、施肥对旱地春小麦产量、水分利用效率和籽粒养分含量的补偿效应

为了探明旱作条件下无机营养对作物产量和水分利用效率的补偿效应,我们在宁南黄土高原半干旱地区开展了为期两年的春小麦密度与肥料试验。通过4种播种密度和5种肥力水平的综合研究结果表明,在不同处理的籽粒产量和水分利用效率排序中,播种密度为500粒／m^2时,以施肥量90kg／hm^2N和135kg／hm^2P2O5处理的产量和水分利用效率为最大。与不施肥的对照相比,增施肥料与籽粒产量和水分利用效率的提高成显著的正相关关系,相关系数分别达到0．959和0．894,而播种密度则与产量和水分利用效率的相关性不显著。增施肥料虽然能够提高可育小花数,但随着播种密度的增大,穗粒数和千粒重反而呈下降趋势,表明可育小花数对肥料水平反应敏感,而穗粒数和千粒重主要受播种密度的影响。施肥能够促进春小麦根系的生长发育,特别是促进浅层根量的增加,增强了作物的水分养分吸收。另外,不同种类肥料配施的结果表明,单施P肥或者N、P、K配合施用,可使春小麦产量分别提高44．6％和55．4％。N、P、K配合施肥还能够提高品质,使籽粒中的P、N、K含量分别提高18．5％、18．4％和8．1％。上述研究结果说明,控制播种密度、改善土壤肥力对于促进旱地春小麦高效利用有限水分具有明显的补偿效应。     

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。     

氮、磷、钾施用对灯盏花产量和主要提取物收获量的影响

通过设置N、P、K不同施肥量处理,研究了施肥量差异对灯盏花（Erigeron breviscapus（Vant.）Hand.-Mazz.）的生长指标、产量、3种主要提取物（野黄芩苷、总咖啡酸酯和总黄酮）含量及单位面积收获量的影响。结果表明,增施N、P肥对植株生长指标具有促进作用。随着N、P、K肥施用量的增加,植株产量逐渐升高,且以施N肥的增产幅度最大。一定范围内施用N肥可导致灯盏花3种主要提取物含量降低,而P、K肥的施用则对此没有影响。3种主要提取物单位面积收获量与产量之间呈极显著正相关,N、P、K肥的施用可以提高灯盏花的产量从而增加3种提取物的收获量。N、P、K肥施用量分别为103.5、126.0、112.5 kg/hm²时获得的提取物单位面积收获量最大。     

水稻黄绿叶基因的克隆及应用

进一步提高水稻产量，最大限度满足国家对食物安全的需求是水稻遗传育种的重大任务。水稻干物质产量的90％-95％来自光合作用。目前高产水稻光能利用率也仅1．5％-2．0％。理论上，植物光能利用率可达13．0％-14．0％，水稻理想的光能利用率应达3．0％-5．0％。因此，培育高光效的超高产品种是提高产量的主要途径之一。长期以来，水稻光合作用的相关研究大多停留在生理水平上，同时，传统的杂交育种手段在改良水稻光能利用方面至今尚未取得令人满意的结果，而叶色突变体是开展光合作用研究的理想材料。     

施肥进步在粮食增产中的贡献及其地理分异

采用中长期田间试验对８种模拟施肥模型在温带的海伦试验站、暖温带的沈阳试验站和亚热带的桃源试验站进行了６～１０年试验,以比较、评价施肥在粮食生产中的贡献．结果发现,施肥在作物产量形成中的贡献随施肥制度和气候的热量因素所影响;在最佳施肥条件下,施肥在产量中的贡献率分别为海伦（温带）３０％、沈阳（暖温带）３８％、桃源（亚热带）４４％．按这一实验结果可以一般地估计：当其他技术条件不变时,施肥在产量形成中的贡献率最高可达３０～４５％,随所在地区气候的热量条件而不同．     

气候变暖对高寒阴湿地区春小麦生长发育和产量的影响水

利用甘肃省岷县农业气象观测站1987--2004年的观测资料,探讨了气候变暖对高寒阴湿雨养农业区春小麦生长发育和产量的影响。结果表明：近18年来该地区气候变化呈明显的暖干化趋势,并且变暖的幅度和速率远远大于全国近50年的平均值,春小麦对气候变暖的响应表现在生长期缩短、产量增加;春小麦整个生长过程中,温度升高对各发育阶段的影响不完全一致,各阶段变暖对产量及产量构成要素的影响也存在差异,开花．乳熟期的温度增加和产量的相关性最大,达到极显著水平（P〈0．01）;出苗-拔节期、开花．成熟期的温度增加以及拔节-孕穗期的温度降低,是引起每穗籽粒数增加而不孕小穗率减少,最终导致产量增加的直接原因;春小麦生长期间日平均气温每升高1℃,生长期缩短约9．2d,产量增加约26．2％;预计随着未来气候进一步变暖该地区的春小麦生长发育和产量将会继续受到影响。     

大豆种质资源农艺性状和产量的年份间差异及其关系

明确大豆种质资源农艺性状的变化及其与产量的关系对大豆遗传育种具有重要的意义。以249份大豆种质资源为材料,应用多元统计方法分析了大田条件下两年间大豆农艺性状与产量的变化。结果表明,大豆种质资源的农艺性状和产量两年变异系数分别为6.2%~78.0%和6.3%~48.5%,变异较大。生育日数因在黄淮海区域生态类型较接近,变异系数较小;而主茎节数变异系数也较小。株高、有效分枝数、底荚高度、单株荚数、单株粒数、每荚粒数、单株粒重、百粒重、单位面积产量则相对变异较大。品种之间农艺性状和产量差异均显著。不同年份间生态因子（温度、降水量及日照时数）对大豆农艺性状和产量的影响较大,年份间不同指标差异亦显著。分别对两年农艺性状采用主成分分析,简化为4个与产量相关的独立指标,并建立了产量与农艺性状之间的方程Y=17.5-1.76x1+1.32x2+0.30x3+2.50x4和Y=198.8-3.12x1+7.71x2+0.08x3+2.71x4以表达其量化关系;采用聚类分析方法将两年中249份大豆种质资源分别聚为5类,并分析了各类品种的特性,为高产稳产大豆新品种的选育以及高产栽培措施的调控提供理论依据。     

溴甲烷甲壤灭菌对大豆苗期根系生长的影响

利用溴甲烷田间土壤灭菌,研究灭菌对正茬、重茬大豆苗期根系生长和产量的影响。试验结果表明,灭菌处理后重茬（连续种植3a）地大豆根系生长良好,根系形态明显改善,总根长、主根长、植株鲜重和根瘤数增加、孢囊线虫孢囊数为0。而灭菌处理后,正葜地大豆根系前期生长受到一定抑制,主根长、总根长、植株鲜重和侧根数有降低的趋势,但随时间推移,抑制幅度降低,溴甲烷处理促进大豆结瘤。灭菌后,重葜大豆与茬大豆根系生长差异减少。溴甲烷灭菌处理可作为克服大豆连作障碍问题措施之一。