生物入侵的危害与防治对策

生物入侵是一个世界范围的生态学现象。入侵种通过竞争、捕食、改变生境和传播疾病等方式对本地种及其系统产生影响。生物入侵的危害表现为：造成巨大的经济损失,仅美国每年因外来种入侵造成的经济损失近1370亿美元;威胁到人类的健康和生存。成千上万的人被外来种传染疾病以致死亡;引起严重的社会恐慌和动荡,人们寝食不安;改变了生态系统的结构和功能,全球自然灾害频频爆发;导致生物多样性的急剧下降,威胁到子孙后代的生存和发展。防治生物入侵有3条途径：实行全面检疫,阻止外来种的偶然入侵;采取全面的生态评估和监测,防范引进品种的入侵灾难;对已入侵的外来种采用机械法、化学法和生物防治法进行根除和控制,应用生物防治法、筛选天敌和对其进行危害评估时要特别慎重。     

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.     

开放式增温下非对称性增温对冬小麦生长特征及产量构成的影响

在江苏南京(2007-2009年)设置了全天增温(AW)、白天增温(DW)和夜间增温(NW)3种处理,研究冬小麦生长及产量构成的响应差异.结果表明:非对称性增温条件下,冬小麦的无效分蘖减少,有效分蘖增加.对照(CK)处理的无效分蘖分别是AW、DW和NW处理的2.6、1.7和3.5倍,但有效分蘖却比3个增温处理分别减少13.7%、3.2%和0.5%.AW、DW和NW处理小麦株高分别较CK提高了5.6%、4.5%和1.3%.旗叶面积分别提高了45.7%、39.4%和26.1%,开花期总绿叶面积分别提高了25.1%、29.8%和17.3%,同期绿叶比分别提高了37.7%、43.3%和38.7%.穗部性状中,AW、DW和NW处理的每穗颖花数平均比CK提高了4.1%、5.7%和1.7%,每穗实粒数分别提高了2.2%、5.3%和2.6%.AW、DW和NW处理冬小麦的粒叶比平均分别较CK降低了15.3%、8.5%和11.3%,但千粒重平均分别提高了6.9%、6.2%和11.8%,单位面积产量平均分别提高了27.0%、40.1%和18.3%.表明预期增温条件下华东地区冬小麦生产力将可能进一步提高.     

田间增温对半干旱区春小麦生长发育和产量的影响

在中国气象局兰州干旱气象研究所定西气象和生态环境试验站,利用开放式红外增温系统设置增加0 ℃(对照)、1 ℃、2 ℃3个温度梯度,模拟田间增温对春小麦生长发育、产量及产量构成因素的影响.结果表明: 冠层温度增加1～2 ℃,春小麦的全生育期比对照缩短7～11 d.生育前期增温使株高增高,叶面积指数增大;从拔节期开始增温使株高和叶面积指数降低,且增温2 ℃处理的效应大于增温1 ℃处理.温度升高导致叶绿素含量降低,尤其是灌浆后期到乳熟期.增温1～2 ℃,产量较对照降低25.4%～45.5%,主要是由于穗粒数和穗粒质量显著减少.增温处理明显降低了春小麦田间土壤贮水量,0～100 cm土壤贮水消耗量随温度的增加呈逐渐增加趋势,而在100 cm以下深层土壤变化趋势不明显.     

高温胁迫对华北地区冬小麦灌浆及产量的影响

冬小麦灌浆期高温是制约我国北方冬小麦产量的一个重要气候因素,随着全球气候变暖,日趋频繁的极端温度事件可能引起该地区冬小麦产量的大幅波动。为了明确冬小麦灌浆期异常高温对冬小麦产量的影响程度,在河北固城生态与农业气象试验站自然大田条件下,采用自由空气红外辐射增温技术,开展了冬小麦灌浆中后期短期高温处理模拟试验。结果表明,灌浆中后期短期高温胁迫致使冬小麦灌浆速率下降及灌浆持续时间缩短从而使粒重降低,在消除了影响粒重的其它因素的作用后,短期高温处理期间的午间平均冠层气温与粒重之间存在显著的负线性相关关系。高温对冬小麦产量的威胁程度由高温强度及其持续时间两个因素决定。结合了高温强度及其持续时间综合作用的高温有效度时被证明是一个能全面反映灌浆中后期高温胁迫影响的特征量。     

增温对宁夏引黄灌区春小麦生产的影响

近40a来,宁夏引黄灌区年平均增温幅度高于全国平均值,对春小麦生产已经产生了重大影响。基于哥本哈根联合国气候变化大会控制未来50 a全球升温幅度的范围值,设计增温幅度为0.5-2.5 ℃,采用红外线辐射器大田增温模拟实验,研究增温对宁夏引黄灌区春小麦生长发育和产量的影响。结果表明:增温0.5-2.5 ℃,宁夏引黄灌区春小麦全生育期(播种-收获)缩短1-22 d,减产0.5%-18.5%;增温2.0-2.5 ℃,春小麦全生育期缩短18-22 d,减产16.5%-18.5%。增温引起春小麦三叶期和孕穗期光合速率下降,穗粒数减少,千粒重下降,最终导致减产。     

不同冬小麦品种不同叶位叶片在个体产量形成中的作用

以黄土高原南部半湿润区土垫旱耕人为土为供试土壤进行大田试验,在不同施氮水平基础上,以NR 9405、9430、偃师9号、小偃6号、陕229号、西农2208、矮丰3号和商188等8个冬小麦品种为供试材料,研究不同年度、不同农艺性状冬小麦不同叶位叶片在个体产量形成中的作用.结果表明,冬小麦旗叶和倒二叶长度、宽度及其叶面积同时受品种和施氮控制,施氮后显著增加.旗叶和旗叶以下余叶对冬小麦籽粒产量形成起着重要作用.与不去叶处理相比,开花期去旗叶、留旗叶去其余叶、去所有叶对单穗粒数影响不大,各处理粒数变化在32.91~34.95粒/穗之间.但去旗叶后穗粒重有一定程度下降,比对照植株下降8.7%;留旗叶去其余叶和去所有叶处理,分别比对照植株减少18.2%和29.3%;去叶处理对单粒体积的影响与对单穗粒重的影响相一致;去旗叶、留旗叶去其余叶和去所有叶处理单粒重极显著降低,分别比对照下降7.0%、13.3%和25.1%.花后单株叶对产量的贡献大体上在1/4~1/3之间.     

长期定位施肥对冬小麦品质及产量构成因素的影响

利用连续25a在无石灰性潮土的定位施肥试验,研究了长期施肥对冬小麦品质及产量构成因素的影响,结果表明,高量有机肥配施高量氮肥、氮磷钾配施能提高冬小麦面粉吸水率、沉降值,延长面团形成时间、稳定时间和断裂时间,提高氨基酸总量和必需氨基酸含量。高量有机肥配施高量氮肥可提高冬小麦籽粒中谷氨酸、丝氨酸、脯氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸的含量．增加37．21％～54．62％．与对照比较均达极显著水平。长期施肥对作物籽粒氨基酸含量的影响也不相同,冬小麦籽粒中氨基酸含量受施肥影响最大的是谷氨酸,变异系数(CV)为14％,最小的是苏氨酸和赖氨酸,CV为7．67％及5．27％。     

不同生育时期水分有限亏缺对冬小麦产量及其构成因素的影响

利用温室盆栽试验研究了施Ｎ与不施Ｎ（施肥）条件下不同生育阶段水分有限亏缺对冬小麦产量及其构成因素的影响。结果表明,在小麦苗期、拔节期、灌浆期进行水分亏缺胁迫处理。对其经济学产量,生物学产量,每盆有效穗数、每穗粒数、千粒重等影响达显著或极显著水平。苗期和灌浆期为水分亏缺不敏感期,拔节期为亏缺敏感期。在施底肥条件下拔节期水分亏缺使每穗粒数、千粒重显著减少,或低于对照水平。从补偿角度看,苗期是生物学产量     

不同水分状况下追施氮肥对冬小麦产量及其构成因素的影响

通过盆栽试验研究了不同水分状况下追施氮肥对冬小麦产量及其构成因素的影响,结果表明,干旱胁迫条件下,氮肥早施比晚施好,低量氮肥比高量氮好,而且不同施氮处理对有效穗数和每穗粒数的影响差异达显著水平,但对千粒重无明显影响;水肥配合条件下,氮素的作用得到充分发挥,产量得到大幅度提高,而且对有效穗数,每穗粒数和千粒重都产生显著的影响,拔节期是冬小麦对水肥效应的关键期和亏缺敏感期,这个时期供水供肥可以显著提高产量,同时增加了穗粒数和千粒重。     

越冬前增温对小麦生长发育和产量的影响

为了揭示越冬前积温增加对冬小麦生长发育进程和产量的影响,于2010-2012年在设施内进行人为控制增温模拟试验.以试验期室外环境实测温度值为对照,设置越冬前增温40、50、60 d,研究越冬前不同积温(≥0 ℃)对小麦物候期、幼穗发育进程、开花期和成熟期叶片光合生理特性及产量构成要素的影响.结果表明： 设施内越冬前增加积温在越冬前对幼穗发育进程有一定影响,对拔节期幼穗发育进程和育性影响明显,孕穗后随着发育进程的加快影响减小,成熟期大部分处理间的生物学性状差异不显著.越冬前积温增加不超过25 ℃对幼穗影响很小;积温增加大于60 ℃幼穗发育进程明显加快,积温越高变化越明显.冬前积温增加到一定幅度将导致冬小麦物候期提前,积温增加超过60 ℃,拔节期叶龄提高0.8以上,抽穗期和成熟期分别提前1 d左右.物候期的提前和幼穗发育进程的加快使小麦整个发育期缩短,容易遭受春季低温危害,造成小花败育甚至小穗冻死;冬前积温过高还导致后期旗叶光合能力下降,灌浆期缩短,并造成减产.
     

土壤水分对两个冬小麦品种产量和竞争能力的影响

研究了黄土塬区两个旱作冬小麦品种(长武135和平凉40,前者是后者的换代品种)在不同土壤水分条件下竞争能力和产量形成的关系。研究设2种土壤水分条件(土壤含水量为田间最大持水量的75%～80%和40%～45%),采用生态替代法设计了同一播种密度的6个播种比例组合的盆栽试验。低水分单播条件下,长武135具有较高的产量(长武135为27.59g/pot,平凉40为24.91g/pot),而混播条件下平凉40在产量和相对产量上较长武135品种具有明显的竞争优势。高水分条件下,平凉40产量随播种比例的减小下降较快(长武135产量曲线斜率35.468,平凉40为36.237)。平凉40低水分单播时花后干物质积累量较少(长武135为0.67g/pot,平凉40为0.55g/pot),而混播时较多(长武135各比例均值0.58g/pot,平凉40为0.71g/pot),导致了平凉40品种单播时产量较低和混播时产量较高。平凉40地下生物量显著大于长武135(高水分条件下,长武135为10.03g/pot、平凉40为11.51g/pot;低水分条件下二者分别为8.41g/pot和10.69g/pot),且耗水量大(高水分条件下平凉40多耗水2.72kg/pot,低水分条件下多耗0.98kg/pot),而耗水量/地下生物量的比值平凉40低于长武135,从而平凉40品种单位根量消耗的水分低于长武135。总之,在两个生长属性接近的冬小麦品种中,老品种以较大的根系生物量赢得了较高的竞争能力,消耗了较多的水分,而新品种虽然根系生物量较低,耗水量较少,但籽粒产量却较高。亦即,小麦新品种籽粒产量的提高是与根系的减少和对水资源竞争能力的下降相伴随的。     

不同冬小麦品种对氮肥反应敏感性研究

以土垫旱耕人为土为供试土壤进行盆栽试验,在不同施氮水平条件下,以NR9405、9430、偃师9号、小偃6号陕229、西农2208、矮丰3号等7个冬小麦品种为材料,研究不同品种冬小麦对氮肥反应敏感性。结果表明：7个品种中,9430、西农2208、偃师9号和NR9405属于氮肥较敏感品种,小偃6号和矮丰3号属于氮肥敏感性较差品种,陕229居中。小偃6号对氮肥的反应敏感性最差,属于典型的对氮肥反应不敏感型品种。根据对不同品种干物质转移量、干物质转移效率和转移干物质对籽粒贡献率的分析,将供试品种分为两类：一类是在生长后期（开花至成熟）主要靠同化产物的继续大量形成和转移而影响籽粒产量,可称为“后期同化累积型”;另一类在生长后期则主要靠开花前干物质的转移而影响产量,可称为“后期物质转移型”。偃师9号、西农2208和9430属于比较典型的“后期同化累积型”,而小偃6号属于比较典型的“后期物质转移型”。将不同品种地上部分干物质、氮素累积对氮肥反应的敏感性对比分析后发现,“后期同化累积型”品种对氮肥反应相对敏感,“后期物质转移型”对氮肥反应的敏感性差,这种差异性可能与“后期同化累积型”在生长后期仍需继续从介质中吸收大量氮素,以满足同化需要,而“后期物质转移型”在生育后期主要靠花前吸收氮素转移和再分配以满足花后同化需要,从介质中吸收的氮素有限有关。     

水分胁迫效应对冬小麦生长发育影响的试验研究

利用大型水分试验场遮雨棚遮档自然降水,采用人工定量补水进水进行冬小麦土壤占田间持量40％－50％、45％－50％、50％－55％、50％－60％、55％－60％、60％－70％持续时间分别为5、10、15d水分胁迫处理的控制试验。试验结果表明：控制结束复水后,50％－60％、55％－70％水分胁迫处理诱发冬小麦根、茎、叶、总生物量显著增长或明显减缓其衰老速率。土壤含水量占田间持水量50％－60％处理,具有明显的增产、节水效率,确定土壤含水量占田间持水量55％为冬小麦拔期水分胁迫应增产节水的水分临界指标。     

保墒灌溉对渠灌类型区冬小麦产量构成及生理特性的影响

以传统耕作栽培方式为对照,研究了5种保墒灌溉栽培方式下冬小麦产量构成的差异,并对冬小麦灌浆期旗叶叶绿素含量、MDA含量、SOD含量、水分利用效率进行了研究。结果显示:不同保墒灌溉栽培方式对冬小麦均有增产作用,平均增产13.46%,穗长平均增加7.15%,不孕小穗数平均降低21.78%,结实小穗平均增加11.42%,穗粒数平均增加10.82%,千粒重平均增加11.05%。保墒灌溉栽培方式的冬小麦灌浆期旗叶叶绿素含量降低减缓,MDA含量降低、SOD含量增高,水分利用效率平均提高24.03%。结果表明,以免耕留茬方式增产幅度最大,水分利用效率最高。     

不同植物生长调节剂对小麦衰老及产量构成的调节效应

研究了叶面喷施GA3、NBT、6－BA、TIBA、PP333对小麦旗叶衰老过程中若干生理指标的影响,分析了它们对成产要素的不同作用。结果表明：不同生长调节剂可以以不同的方式调节小麦旗叶的衰老,影响小麦产量构成因素水平。其中6－BA和PP333能够提高单位面积穗数,明显延缓叶片衰老,增加了穗粒数和千粒重,使成产3因素间比例协调合理,产量较高;TIBA可以明显提高叶绿素含量并显著提高千粒重。GA3和NBT对延缓旗叶衰老有一定作用,但增产效果不显著。研究指出,根据小麦生育状况有选择性地使用生长调节剂,协调成产因素关系,是一个有效的增产途径。     

不同耕作措施对冬小麦根系时空分布和产量的影响

在田间定位试验的基础上,研究了内陆河绿洲灌区不同耕作措施对冬小麦根系时空分布和产量的影响.结果表明:免耕秸杆覆盖(NTS)和免耕立茬(NTSS)措施下冬小麦根系总干重和总根长都大于传统耕作(T),且差异显著;开花期各处理总根干重和总根长都达到最大,之后开始下降;NTS和NTSS处理0～10cm土层的根长密度和根干重密度显著高于T处理,表现出根系表层分布的特征;拔节期, NTS、NTSS和NT处理10～30cm的根长密度和干重密度都小于T,而拔节后NTS 和NTSS各土层根长密度和根干重密度增长幅度大于T.产量研究结果表明,NTS和NTSS能显著提高冬小麦产量,与T 相比,产量分别提高16.84%～30.59%和12.76%～24.32%.     

播期对春小麦生长发育及产量的影响

为了给陇中半干旱区春小麦高产栽培提供依据,2010年在甘肃定西进行了春小麦分期播种试验,并对不同播期条件下春小麦生长发育及产量形成进行了分析。结果表明:随着播期的推迟,春小麦播种-抽穗期日数减少、全生育期明显缩短;5月下旬之前,越早播种的春小麦LAI越大,5月下旬之后,播种愈晚春小麦LAI越大。早播春小麦LAI峰值靠前,晚播峰值滞后;6月下旬之前,播期早的春小麦叶绿素含量高于播期晚的,6月下旬之后播期愈早叶绿素含量下降愈快;不同播期春小麦群体生长率和净同化率在孕穗-抽穗期后差异显著,表现为3月18日播期最大,4月7日播期最小。各播期干物质累积在拔节期后表现为快速递增趋势。在拔节期前,早播处理的干物质积累速率较慢。随着播期的推迟,单株干物质最大积累速率出现时间提前,籽粒最大灌浆速率出现时间推迟,千粒重表现为先升后降;灌浆3个阶段各参数受播期影响比较显著;早播春小麦产量最高。     

灌水时间对冬小麦生长发育及水肥利用效率的影响

研究秸秆还田后不同越冬前灌水时间(11月10日、11月25日、12月10日)和春季灌水时间(3月5日,返青期;4月5日,拔节期)对冬小麦生长发育、干物质运转及水肥利用效率的影响.结果表明： 越冬前灌水时间主要影响冬前和拔节期群体大小,而春灌时间对冬小麦成穗数、产量、干物质运转和水肥利用效率的影响较大,而且越冬前灌水时间对冬小麦产量构成的影响与春灌时间密切相关.在春季返青期灌水条件下,越冬前灌水时间越早,成穗数和产量越高;在拔节期灌水条件下,随越冬前灌水时间的推迟,成穗数和产量呈先升高再降低的趋势,而穗粒数逐渐增加,千粒重受影响较小.水分利用效率、养分吸收量和肥料利用率均随越冬前灌水时间的推迟而降低,随春季灌水时间的推迟而升高.因此,在秸秆还田足墒播种条件下,将越冬前灌水时间适当提前,可以塌实土壤,促进冬小麦冬前分蘖,增加群体大小;配合拔节期增量灌水,可以控制早春无效分蘖,提高成穗率,稳定粒重,提高水肥利用效率,实现节水高产高效栽培.     

宁夏不同年代水稻品种的遗传多样性比较

对宁夏不同阶段主栽水稻品种(系)的主要农艺性状比较表明,第1阶段(1950-1962年)宁夏地方品种与第2阶段(1978-1989年)、第3阶段(1990-1999年)、第4阶段(2000-2005年)、第5阶段(2006-2012年)、第6阶段(2010-2013年)育成品种(系)的农艺性状差异显著,说明通过育种手段宁夏水稻品种的主要农艺性状得到了改良;从第2阶段到第6阶段的变化趋势为生育天数变长,有效穗数减少,穗长、穗粒数、单株粒重、单穗粒重、产量等增加,说明产量性状的育种改良从穗数型向穗粒兼顾型或穗重型发展。利用48对SSR引物对76份宁夏不同年代水稻品种(系)进行遗传多样性分析表明,共检测出290个等位基因,每个位点等位基因变幅为3~15个,平均6.04个;稀有等位基因有109个,占等位基因总数的37.59%;多态信息含量(PIC)变异范围为0.1423~0.8783,平均为0.5512;Nei’s基因多样性指数(He)的变幅为0.1492~0.8945,平均为0.6032。RM333、RM297、RM249、RM501和RM206引物表现为较高的等位基因数和稀有等位基因数,认为较适合应用于宁夏水稻品种的遗传多样性检测。分子方差分析(AMOVA)结果表明,6个不同阶段间遗传变异占总体变异的19.27%,各阶段内品种间的遗传变异占总体变异的80.73%。参试水稻UPGMA聚类分析表明,在遗传相似系数(GS)为0.805处可将其划分为5大类群,12个地方品种都被聚为第Ⅰ类群,具有外来引进血缘的8个常规粳稻品种被聚为第Ⅱ类群,5个优质常规粳稻被聚为第Ⅲ类群,第Ⅴ类群包括2个大穗高产品种,49个宁夏常规粳稻选育品种被聚为第Ⅳ类,说明大多数宁夏水稻品种的亲缘关系较近。6个不同阶段品种聚类分析,第1阶段(地方品种)独聚一类,第2、第3、第4阶段与第5、第6阶段育成品种亲缘关系相对较远;表明不同年代宁夏水稻遗传多样性有较大差异,2005年后宁夏水稻品种的遗传多样性趋于变小。宁夏水稻育种中应加强国内外种质资源的引进和利用,深入挖掘宁夏稻区地方品种和杂草稻资源的有利基因,拓宽宁夏水稻品种的遗传基础,以促进宁夏水稻育种的快速发展。