氮高效利用基因型大麦的物质生产与氮素积累特性

通过土培盆栽试验,研究了22份大麦材料在低氮(125 mg·kg^-1)和正常氮(250 mg·kg^-1)处理下氮素吸收利用效率的基因型差异,探讨氮高效大麦干物质生产与氮素积累特性.结果表明： 大麦氮素吸收利用效率基因型差异显著.低氮处理下籽粒产量、氮素籽粒生产效率及氮素收获指数的最高值分别是最低值的2.87、2.92、2.47倍;氮高效基因型大麦籽粒产量、氮素籽粒生产效率和氮素收获指数均显著大于低效基因型,低氮处理下高效基因型3个参数较低效基因型分别高82.1%、61.5%和50.5%.氮高效基因型大麦各生育期干物质和氮素积累优势明显,干物质积累高峰出现在拔节-抽穗阶段,氮素积累高峰出现在拔节前;低氮处理下高效基因型典型材料DH61、DH121+的干物质量较低效基因型典型材料DH80分别高34.4%、38.3%,氮素积累量较DH80分别高54.8%、58.0%.供试大麦干物质和氮素的阶段性积累量对籽粒产量的影响为拔节前最大,且低氮处理下贡献率最高,分别为47.9%和54.7%;而干物质和氮素的阶段性积累量对氮素籽粒生产效率的影响在抽穗 成熟阶段最大,其次是播种-拔节阶段,低氮处理下这两个阶段的贡献率分别为29.5%、48.7%和29.0%、15.8%.氮高效基因型大麦在各生育期的物质生产和氮素积累能力强,低氮处理下优势较为明显,能够提高拔节前干物质生产和氮素积累能力,并协同提高大麦产量和氮素利用效率.     

水氮互作对胡麻干物质生产和产量的影响

以‘陇亚杂1号’胡麻为试验材料,设计田间水(主区)、氮(副区)两因子裂区试验,水分设置分茎水(60mm,W_1)、分茎水+开花水(W_2,60mm+40mm)、分茎水+现蕾水+开花水(W3,60mm+40mm+40mm)3个处理,施纯氮量设置0(N_1)、75.0(N_2)、112.5(N_3)、150.0(N_4)kg·hm~(-2)共4个水平,考察水氮互作对胡麻干物质积累与分配以及籽粒产量的影响,探讨不同水氮配合下胡麻的增产机制。结果显示:(1)灌溉量和施氮量对胡麻主要生育时期的干物质积累与分配有显著影响,胡麻籽粒产量的水氮互作效应达到极显著水平,其中水分效应大于氮肥效应。(2)同一施氮量水平下,W_2处理明显增加了胡麻成熟期籽粒的干物质分配量和花后干物质同化量对籽粒的贡献率,且籽粒产量显著高于其他处理10.51%~27.99%。(3)灌水量相同条件下,开花后干物质同化量对籽粒的贡献率以N_3水平的最高,显著高于其他施氮水平7.90%~42.43%;在W_2、W_3处理下,施氮水平为N_3时胡麻籽粒产量最高,但施氮量过多,籽粒产量反而显著下降7.96%~9.62%。研究表明,水氮协调在胡麻干物质积累和分配中起着关键的作用,而干物质的积累和分配又与籽粒产量密切相关;在本试验条件下,施纯氮量为112.5kg·hm~(-2)、全生育期在分茎期和开花期灌2次水(60mm+40mm)处理为胡麻节水减氮较为适宜的水氮组合。     

玉米-大豆带状套作下玉米株型对大豆干物质积累和产量形成的影响

通过田间试验, 以大豆单作为对照,设置登海605/贡选1号(RI₁)、川单418/贡选1号(RI₂)、雅玉13/贡选1号(RI₃)3种玉米 大豆带状套作种植模式,研究了玉米株型对大豆干物质积累和产量的影响.结果表明： RI₂和RI₃处理大豆的积累速率低于RI₁处理,且RI₁处理大豆叶片、茎秆和荚果的干物质积累量分别比RI₂和RI₃处理高17.6%、16.5%、13.7%和34.6%、33.1%、28.4%.带状套作大豆叶片、茎秆的分配比例均以RI₁处理最高、RI₂处理其次、RI₃处理最低,而荚果分配比例的变化趋势与其相反.与RI₂和RI₃处理相比,RI_1处理显著提高了大豆营养器官(叶+茎)干物质向荚果的转运量、转移率及其对荚果的贡献率,RI₁处理大豆的单株荚数、单株粒数、每荚粒数、单株粒质量和产量分别比RI₂和RI₃处理提高了6.8%、11.5%、4.4%、15.9%、15.6%和14.3%、22.2%、6.7%、33.4%、36.8%.带状套作大豆营养器官干物质的积累速率、转运量、转移率和贡献率与产量及产量的构成呈显著正相关,且均以RI_1处理最高,实现了紧凑型玉米对带状套作大豆干物质积累、转运和分配的有效调控,促进了产量的提高.     

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。     

厦门港表层水体磷周转的生物学过程Ⅱ：桡足类对浮游植物的摄食压力

为了解桡足类在磷的生物地球化学循环中的作用,于2005年5、8、11月和2006年3月分别在厦门时间序列站（XMTS）采用肠道色素法,研究了桡足类对浮游植物的现场摄食率,同步分析了桡足类的种类组成和数量变化,进而得到桡足类群体对浮游植物的摄食率.结果表明：厦门港桡足类对浮游植物的年平均摄食率为55.53 μg·m^-3·d^-1;其中秋季最高,为108.98 μg·m^-3·d^-1,夏季最低,为7.18 μg·m^-3·d^-1.根据试验数据估算,厦门港桡足类对浮游植物现存量的摄食压力四季平均为1.81%,春、夏、秋、冬分别为3.22%、0.06%、3.52%和0.46%.     

秸秆还田对水稻固碳特性及产量形成的影响

以中浙优1号为材料、秸秆不还田为对照,在大田试验条件下研究了不同秸秆还田量（4000、6000、8000 kg·hm^-2）对水稻群体干物质积累、运转、植株固碳及产量形成的影响. 结果表明： 与对照相比,秸秆还田处理的水稻群体干物质积累总量平均增加63.03 g·m^-2,以6000 kg·hm^-2处理的干物质积累量最高,比对照增加154.40 g·m^-2;在水稻各生育阶段中,秸秆还田处理对分蘖盛期—齐穗期干物质积累的影响最为明显,干物质积累量比对照平均增加71.25 g·m^-2;与对照相比,秸秆还田处理的茎叶干物质输出率和表观转变率分别平均增加4.2%和3.7%,均以6000 kg·hm^-2处理最高,分别为12.8%和11.1%.秸秆还田处理的群体植株固碳量比对照平均增加55.38 g·m^-2,以6000 kg·hm^-2处理的增幅最大,为17.8%;从固碳量在各器官中的分配来看,秸秆还田有利于生育前期茎叶固碳量的积累和生育后期固碳量向穗部的分配.秸秆还田处理的水稻产量比对照平均增加794.59 kg·hm^-2,增幅9.5%,其中6000和4000 kg·hm^-2处理的产量均显著提高,而8000 kg·hm^-2处理的产量增加不显著;从产量构成因素来看,秸秆还田处理单位面积有效穗数的增加是增产的主要原因,平均增加8.4穗·m^-2.     

猪粪配施化肥对稻-麦轮作系统籽粒产量和氮素利用率的影响

通过大田试验,以水稻(品种‘F优498’)-小麦(品种‘内麦863’)轮作体系为研究对象,根据成都平原稻麦种植体系常规施氮水平,设7个不同猪粪施用处理:对照(CK,无化学氮肥,无猪粪)、常规化肥(T₁,无猪粪)、化肥减量25%+猪粪2500 kg·hm^-2(T₂)、化肥减量50%+猪粪5000 kg·hm^-2(T₃)、猪粪10000 kg·hm^-2(T₄)、猪粪15000 kg·hm^-2(T₅)和猪粪20000 kg·hm^-2(T₆),研究添加猪粪对稻麦干物质、氮素积累及分配特征、籽粒产量和氮素利用率等的影响.结果表明: 猪粪配施化肥对稻麦各生育期干物质积累均有促进作用,稻麦成熟期作物地上部干物质积累量均以高量猪粪施用处理(T₆)最高,但其干物质积累及氮素分配向茎叶富集,且籽粒干物质积累及氮积累分配率显著低于T₂处理;随着配施猪粪用量的增加,稻麦氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、籽粒产量均呈现先增加后减少趋势,其中水稻季以T₃处理最优,较常规化肥处理提高11.4%、55.4%、11.4%,小麦季则以T₂处理最优,较常规化肥处理提高14.0%、29.1%、14.0%.本试验条件下,2500～5000 kg·hm^-2猪粪+化肥减量25%～50%处理,有利于促进稻麦干物质积累、氮素向籽粒运移,达到增产及提高氮素利用率的效果,超量施用猪粪(15000～20000 kg·hm^-2)后,土壤氮素供应过量,干物质向经济器官运移受阻,氮素向茎秆富集,贪青晚熟现象严重,稻麦籽粒产量显著下降.     

减氮配施不同种类有机肥对玉米物质分配、转运与产量的影响

为倡导减量施用化学氮肥,探索科学施肥模式,以达到绿色、稳产、高产的种植目标,通过田间试验,以空白处理(CK₀)、常规施氮(CK₁)为对照,设置减氮比例和配施有机肥两因素试验,减氮比例设减氮20%(A₁)、减氮40%(A₂);配施有机肥设:不配施有机肥(B₀)、配施普通有机肥(B₁)、配施生物有机肥(B₂),研究了减氮配施不同种类有机肥对玉米物质积累分配、转运及产量的影响,为玉米化学氮肥减量增效技术提供科学依据。结果表明:随化学氮肥施用量的减少,玉米干物质积累量及产量降低;配施有机肥显著提高了干物质积累量、籽粒分配比例、吐丝后干物质对籽粒的贡献率和产量;减氮20%配施普通有机肥、生物有机肥处理较不配施有机肥处理,两年干物质积累量平均分别提高了31.38%和46.29%(P<0.05);产量分别提高了19.57%和23.78%,较常规施氮处理产量分别提高了7.15%和10.95%;减氮40%配施普通有机肥、生物有机肥处理较不配施有机...     

黑龙江省玉米气候生产力演变及其对气候变化的响应

在气候变化背景下,深入揭示玉米气候生产力的变化趋势及其空间差异、明晰玉米气候资源利用规律,可为黑龙江省农业生产宏观决策提供科学依据.基于黑龙江省72个气象站1981—2014年的气象资料和对应的产量资料,采用逐步订正、空间插值、线性趋势分析等方法,研究玉米的光合、光温、气候生产力的时空变化特征、主要影响因素和增产潜力,并对未来不同气候情景下玉米气候生产力进行评估.结果表明: 研究期间,黑龙江省玉米光合、光温和气候生产力平均值分别为26558、19953和18742 kg·hm^-2;在空间分布上均表现为平原高山地低、由西南向东北逐渐减少;光合、光温、气候生产力均表现为显著增加趋势,其增幅分别为378、723和560 kg·hm^-2·(10 a)^-1,且辐射量和气温的增加对黑龙江省玉米生产具有正效应;玉米气候生产力对气候变化响应明显,松嫩平原西部因光能资源的减少导致玉米光合生产力降低,气温升高则在一定程度上弥补了光照带来的负面效应,玉米光温生产力下降趋势有所减缓,北部和东部对气候变暖的响应表现尤为明显,玉米光温生产力表现为明显上升趋势,而松嫩平原西南部及三江平原易旱区则对降水变化反映敏感;玉米实际单产与其气候生产力比率的平均值仅为24.1%,仍有75.9%的潜力有待开发;未来“暖湿型”气候对提高玉米气候生产力有利,而“冷干型”气候则不利于玉米气候生产力的提高.     

土壤深松和补灌对小麦干物质生产及水分利用率的影响

研究一次深松耕作后土壤水分对冬小麦籽粒产量和水分利用率的影响,为小麦节水高产栽培提供理论依据.于2008-2009和2009-2010两个小麦生长季,选用高产小麦品种济麦22,采取测墒补灌的方法,研究了深松+旋耕和旋耕2种耕作方式下土壤水分对小麦0-200 cm土层土壤含水量、干物质积累与分配、籽粒产量及水分利用率的影响.结果表明,(1)深松+旋耕40-180 cm土层土壤含水量低于旋耕处理;旗叶光合速率和水分利用率,开花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率显著高于旋耕处理.(2)W3(补灌至0-140 cm土层土壤相对含水量播种期为85％,越冬期80％,拔节和开花期75％)成熟期0-200cm土层土壤含水量与W1(播种期80％,越冬期80％,拔节和开花期75％)和W2处理(播种期80％,越冬期85％,拔节和开花期75％)无显著差异;W3和W'3(播种期85％,越冬期85％,拔节和开花期75％)60-140 cm土层土壤含水量分别低于W4(播种期85％,越冬期85％,拔节和开花期75％)和W'4(播种期90％,越冬期85％,拔节和开花期75％)处理;W3和W'3灌浆中后期旗叶光合速率较高,开花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率显著高于其他处理,获得高的籽粒产量和水分利用率.综合考虑籽粒产量、水分利用率和灌溉效益,在深松+旋耕条件下,两年度分别以W3和W'3为节水高产的最佳处理.     

2001—2012年西北干旱区植被净初级生产力时空变化

采用改进的CASA模型估算2001—2012年西北干旱区陆地生态系统的净第一性生产力(NPP),采用线性趋势分析、标准差和Hurst指数等方法,分析了NPP的时空变化特征。结果表明:研究区的NPP表现出很强的季节性变化规律,7月份NPP为最高值,12月为最低值,12年间NPP的年均值整体上呈现增加的趋势,但波动较大,最低值出现在2006年,最高值出现在2012年。NPP稳定性存在显著的地域差异,内蒙古温带草原区的NPP改善最为明显,新疆山地草原针叶林区的NPP退化最为严重,西北温带暖温带荒漠区NPP变化相对稳定。研究区NPP变化总体呈中强持续性特征,中强持续性区域占研究区总面积的比重达77.5%;NPP变化以良性发展为主,强持续性的退化区和弱持续性的改善区需要关注,二者合计占研究区总面积的15.9%。     

冬小麦高产高效群体的年际间稳产性能

以冬小麦品种‘泰农18’为试验材料,设置传统农民管理习惯的农户模式(T₁)、不计肥水和人工等投入以获得高产的高产模式(T₂)和优化种植密度、播期、肥水管理运筹的高产高效模式(T₃)3种种植模式,于2012年10月—2016年7月连续4个小麦生育季,研究了不同种植模式小麦主茎与分蘖成穗特性、不同年份的光合有效辐射截获、利用、光合产物分配等光能利用特性和产量差异,结合年际间的光、温、水等生态因子分布差异,分析了高产高效群体的稳产性能.结果表明: 冬小麦不同生育时期内的光、温、降雨等生态因子的总量和各生育时期分布存在较大变异.T₁、T₂、T₃模式主茎穗的比例分别为38.9%、58.7%、66.9%,表明T₁、T₂、T₃模式在群体结构构建上分别是以分蘖穗为主、主茎穗和分蘖穗并重、主茎穗为主.T₂模式的生物量和产量最高,T₁最低,T₃模式自孕穗期之后,尤其是在开花14 d后仍能维持较高的叶面积指数、光能截获率和截获量、群体光合速率,并具有较高的干物质分配能力,使其在干物质积累相对偏低的情况下仍可获得高产.T₃模式花后的叶面积指数、光能截获率和截获量以及光合速率等的年际间极差、标准差、变异系数均小于T₁和T₂模式,由此也保证了T₃模式生物产量的稳定.相关分析表明,以主茎成穗为主的T₃种植模式能够有效应对年际间气候变化并实现稳产,关键是具有年际间稳定的生物产量.     

机插秧水稻物质生产与养分积累特性研究

为明确机插水稻的物质生产与养分积累特性,该研究以早季和晚季水稻常规品种(珍桂矮和新香粘)为材料进行大田试验,设置机插秧(行距30 cm×株距12 cm)、手插秧(行距30 cm×株距12 cm)、手抛秧(27.75万蔸·hm~(-2))三种栽培方式。在水稻抽穗期测定各处理叶面积指数,在分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期分别测定各处理干物质积累量,氮、磷、钾养分积累量及成熟期稻谷产量。结果表明:在同一单位面积栽植密度条件下,早晚两季、机插秧水稻在抽穗期的叶面积指数与手插秧水稻、手抛秧水稻间并无显著差异,机插秧水稻成熟期干物质,氮、磷、钾养分积累量等方面与手插秧、手抛秧水稻无显著差异,但其前期积累的干物质及养分积累量较少,后期积累量较大。早晚两季机插秧水稻、手插秧水稻和手抛秧水稻的产量分别是7.73、7.62、6.70 t·hm~(-2)和5.91、5.97、5.90 t·hm~(-2),都未表现出显著差异。这表明机插秧水稻的产量潜力、干物质和养分积累潜力与手插秧、手抛秧水稻的差异较小,但其物质积累过程与手插秧、手抛秧水稻存在明显差异。     

雄性不育杂种油菜干物质积累与养分吸收规律研究

对雄性不育杂种油菜杂３７、杂３５与常规油菜品种Ｓ７５－１干物质积累、养分吸收累积进行比较研究表明,供试杂交种较常规品种营养生长、生殖生长的对氮、磷、钾素吸收累积均具有优势。不同品种氮素吸收累量与干物质及磷、钾素吸收累积量间有不同的数量相关关系。杂交种籽粒产量与常规品种籽粒产量差异达到ＬＳＲ０．０１极显著水平。     

水氮供应对夏棉产量、水氮利用及土壤硝态氮累积的影响

通过田间试验,研究了黄淮地区水氮供应对夏棉生长、产量及水氮利用效率的影响,探索在保证产量的同时提高水氮利用效率、减少农田水氮排放的管理模式.试验设置5个氮素水平(0、60、120、180、240 kg·hm^-2,分别记为N₀、N₁、N₂、N₃、N₄)和3个灌水水平(滴灌,灌水定额30、22.5、15 mm,分别记为I₁、I₂、I₃),使用裂区设计,主区为氮用量,裂区为灌水水平,共15个处理,3次重复.结果表明: 氮素和水分施用对夏棉生长和产量都有明显促进作用,但氮素影响更显著,是该地区调控夏棉生长和籽棉产量的主要因素.随着施氮量和灌水量的增加,花铃期生殖器官积累量、地上部干物质积累量和籽棉产量在开始阶段都逐步增加,当施氮量超过180 kg·hm^-2时,进一步增施氮肥会导致生殖器官积累量、地上部干物质积累量和籽棉产量减小.籽棉产量在N₃I₁处理达到最大,为4016 kg·hm^-2.增加施氮量能显著提高地上部总吸氮量和茎叶含氮量,但会降低氮肥偏生产力.灌溉水利用效率和田间水分利用效率分别在N₃I₃和N₃I₁处理最大,分别为5.40和1.24 kg·m^-3.随着施氮量的增加,土壤硝态氮含量明显增加,且硝态氮累积区域有下移趋势.综合考虑对地上部干物质积累、产量、水氮吸收利用及土壤硝态氮累积等的影响,N₃I₁处理可作为试验区夏季棉花生产的最优水氮管理方案.     

植物多糖类复合制剂对大豆光合性能和干物质的影响

大田栽培条件下,在大豆始花期叶面喷施以植物多糖(P1)、植物多糖和5-氨基乙酰丙酸(P2)以及植物多糖、5-氨基乙酰丙酸和缩节胺(P3)为有效成分复配的3种制剂,研究不同植物多糖类复合制剂对大豆叶绿素含量、光合蒸腾特性、干物质积累与分配以及籽粒产量的影响.结果表明:喷施3种制剂35 d内,大豆叶片叶绿素含量与对照相比明显增加,且随生育进程下降的趋势有所延缓;喷施P1和P3使大豆叶片光合速率和水分利用效率分别提高13.2％和10.3％以上.与对照相比,喷施3种制剂促进了大豆地上部于物质积累量的增加、提高了叶片干物质向荚的分配比例,花后干物质同化量对籽粒的贡献率增加17.1％以上;喷施P1和P3后,大豆单株荚数、单株粒数和百粒重显著增加,喷施P2后变化不显著;喷施3种制剂使大豆增产5.9％以上.3种植物多糖类复合制剂可促进大豆叶绿素合成、延缓叶片衰老、改善叶片光合潜能和水分状况,有效调控大豆干物质积累和花后同化物分配,进而实现增产.