武陵山区黄花蒿生长发育规律研究

为了解武陵山区黄花蒿(Artemisia annua)的生长特性,对其生长发育规律进行了研究。结果表明,黄花蒿的生长发育可划分为苗期、分枝初期、分枝盛期、蕾期、花期、种子成熟期。叶面积在分枝盛期增长最快,叶面积指数随着枝叶的生长呈直线上升。种子成熟期叶面积比呈总体降低的趋势。净同化率变化较小,分别在苗期和花期出现了两个小高峰。相对生长率变化较大,作物生长率在苗期和种子成熟期较低,分枝盛期较高。整个生长期干物质积累规律呈S曲线。6月下旬至8月下旬,黄花蒿生长进入分枝盛期,干物质积累速率加快,叶片产量迅速增加,此时期是黄花蒿叶片增产的关键时期,应注重氮磷钾肥的平衡施用。     

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.     

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.     

不同熟期玉米干物质积累、分配与转运特征

本文以9个不同熟期玉米品种为试验材料,于2014和2015年在哈尔滨市开展田间试验,研究不同熟期玉米品种干物质积累、分配与转运特征,为玉米全程机械化生产合理选用品种提供依据。结果表明:品种熟期越长,其穗粒数与产量越高,但中早熟品种与中晚熟品种产量差异不显著;品种熟期越长,其花前与花后干物质积累量越多,中早熟与中晚熟品种花后干物质积累量差异不显著;成熟期干物质主要分配在籽粒,各器官所占比重依次为籽粒茎叶穗轴苞叶叶鞘;中早熟品种收获指数最高,比极早熟和中晚熟品种高4个百分点;不同营养器官其花后干物质转运量不同,3种熟期品种仅叶片有稳定的干物质输出,极早熟品种叶鞘干物质没有转运,中早熟和中晚熟品种叶鞘不同年度间均有少量干物质输出;3种熟期类型品种花后干物质积累率在56%~69%,花后物质积累对籽粒产量贡献率高达89%~98%。可见,在哈尔滨地区,无论是极早熟品种、中早熟品种还是中晚熟品种,玉米产量的形成主要依靠花后同化物积累,而非营养器官的物质转运;花前、花后干物质积累量与出苗至吐丝期间≥10℃有效积温呈显著正相关,与吐丝至成熟期间≥10℃有效积温呈显著负相关。     

开放式空气CO2增高对水稻物质生产与分配的影响

在大田栽培条件下,研究开放式空气CO2增加(FACE)200μmol·mol^-1的处理对水稻物质生产与分配的影响．结果表明,FACE处理使移栽至抽穗后20d的干物质积累量显著增加,使抽穗后20d至成熟期的干物质生产量显著减少,生物产量显著提高．移栽至抽穗期的干物质积累量增加是由于叶面积系数和净同化率共同提高所致;抽穗期至抽穗后20d的干物质积累量增加主要是由于叶面积系数的增加所致;抽穗后20d至成熟期的干物质生产量减少主要是由于净同化率的下降所造成．提高茎鞘占全株干物重的比例,降低叶片占全株干物重的比例,对穗占全株干物重的比例无显著影响,能显著提高水稻抽穗期茎鞘中可溶性糖、淀粉的含有率和含量,提高FACE处理的生物产量能极显著提高水稻产量(r＝0．7825)．     

八倍体糜子生长生理特性的探讨

在盆栽条件下,对八倍体糜子的生长生理特性和丰产性进行了探讨。结果表明:在叶片发育、植株高度、叶片数目及干物质积累上,八倍体比四倍体明显表现出劣势;根茎叶三器官的干物质积累量与总量的表现趋势一致;叶面积增长与干物质积累之间呈显著正相关(r=0.8691)。八倍体糜子较低的光合强度(Pn)、较小的叶面积(LA)和光合势(P.P)是导致干物质积累量小的重要原因。八倍体糜子的根系活力(RA)高,吸水能力强,气孔阻力(SR)小,蒸腾强度(Trao.R)大,脱水速度(DR)快,保水能力差,叶和茎的相对含水量(RWC)小,水分饱和亏(WSD)大,故水分利用效率(WUE)和抗旱性(DrR)比四倍体差。主穗分枝多,千粒重大,不孕小花数多,穗粒数少、结实率低、丰产性差是八倍体糜子的重要特点。     

莲藕干物质和氮磷钾养分的累积与分配研究

连续2年采用盆栽试验研究了莲藕（Nelumbo nucifera Gaertn）干物质和氮磷钾养分的累积与分配规律。结果表明：莲藕苗期以叶片生长并积累光合产物为主,膨大根状茎成型后,叶片、叶柄和根状茎中的干物质不断运输并贮存到膨大根状茎中,以产量形成为主,干物质累积总量增长呈＂慢-快-稳定＂的变化趋势;氮磷钾累积量与干物质累积量变化趋势一致,并与之呈极显著正相关,莲藕氮磷钾养分累积总量之比为1∶0.12∶1.31。移栽后97-160 d是莲藕产量形成的关键时期,不仅叶片、叶柄和根状茎中的氮磷钾随同干物质运输并贮存到膨大根状茎中,根系还从土壤中吸收更多的氮磷钾直接运输并贮存到膨大根状茎中,后者分别占同期氮磷钾累积量的69.8%、79.2%和75.0%。160 d膨大根状茎中干物质、氮、磷和钾累积量分别平均占植株总累积量的81.1%、85.2%、88.8%和80.2%。     

氮对冬玉米干物质生产及生理特性的影响

通过对不同施氮水平下冬玉米的干物质生产及其生理特性的研究表明 :(1 )随着施氮量的提高 ,叶面积指数增大 ,叶片衰老延缓 ,花后保持有更大的叶面积持续期和光合势 ,有利于干物质的生产 ;(2 )施氮量的增加促进了花丝期前后植株各部分氮和干物质的累积 ,产量显著提高 ,但是营养体干物质和氮的转移率降低 ,尤其高氮条件下尚有大量干物质不能转移 ,库 /源比不协调 ,氮的生产力随之降低。     

株行距配置对高产夏玉米冠层结构及籽粒灌浆特性的影响

在75000株·hm^-2种植密度下,选用郑单958和先玉335为试验材料,设置2种行距配置(等行距、宽窄行)和3种留苗方式(每穴1株、每穴2株、每穴3株),研究了6种种植方式对黄淮海地区高产夏玉米产量构成、吐丝后冠层结构及光合性能的调控作用,并以Richards模型拟合籽粒灌浆过程.结果表明： 产量、干物质积累量、作物生长率、灌浆速率、冠层光合能力等均表现为宽窄行处理高于等行距处理,留苗方式以每穴2株最高.各种植方式中以宽窄行每穴2株种植产量最高,达13.12（郑单958）和13.72（先玉335） t·hm^-2.宽窄行每穴2株种植改善了冠层内部光照状况,净光合速率和叶面积指数均有所提高,同时缓解了植株个体与群体间的矛盾,籽粒灌浆能力增强,干物质积累量提高.因此,宽窄行每穴2株种植是黄淮海夏玉米高产条件下产量提高的有效栽培方式.     

播种时期与密度对关中灌区夏玉米群体生理指标的影响

采用二次饱和D最优试验设计,运用作物群体生理学方法,研究了关中灌区玉米密度、播期与群体生理指标的关系及其影响效应.结果表明,关中灌区夏播条件下,在6月13日—7月22日,播期与玉米籽粒产量、干物质积累量(DMA)、吐丝期叶面积指数(LAImax)、总光合势(LAD)、群体净同化率(NAR)、作物生长率(CGR)呈负相关,播期对CGR、LAD的影响较大,对LAImax和NAR的影响较小;在45000～65918株·hm-2范围内,密度与玉米籽粒产量、DMA、LAImax、LAD、CGR呈正相关,而与NAR呈负相关,密度对CGR、LAImax和LAD的影响较大,而对NAR的影响较小.播期对玉米群体生理指标的总影响效应显著大于密度,实际生产中应力争早播.对密度和播期与玉米群体生理指标建立的回归模型表明,陕单8806玉米在关中灌区夏播中实现高产的适宜播期为6月10—20日,密度应控制在57767～71706株·hm-2.     

密度对不同类型玉米源库关系及产量的调控

通过对不同类型玉米品种在4个不同生态条件下的密度定额试验发现,随着密度的增加,群体库源也随着增加,但两者增加幅度不同,群体库的增加幅度超过群体源的增加幅度。高密度下群体源不足是产量提高的主要限制因素。保证一定总粒数,增加吐丝后干物质积累量,提高成粒率,强源促库是玉米高产的关键。     

黄土塬区不同品种玉米间作群体生长特征的动态变化

不同玉米品种间作,品种间的竞争对群体结构和产量可能有促进作用.为了明确不同密度下品种间作对不同生育期群体生长特征的影响,以及在不同生育期的变化规律,选用郑单958和沈单16两个不同株型的玉米品种在中、高两种密度条件下进行隔行间作田间试验.研究结果表明:不同密度间作群体叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)显著增加,同密度不同品种间作LAI在生育后期显著增加,有利于形成合理的冠层结构以获得更多的光照;中等密度下品种间作单株叶面积较单作显著增加,而高密度间作显著降低了单株叶面积;中等密度下,品种间作地上部干物质积累量显著增加,郑单958尤为突出,但高密度间作时的增加幅度较小,这与高密度下株高、茎粗相对减小有关.品种株高、茎粗随间作密度的增加而有所增加,对间作竞争的响应与品种特性密切相关;在不同生育期,郑单958和沈单16号表现不同的生长规律,前者在整个营养生长过程中对间作竞争的响应明显、持续和稳定,而进入生殖期后,间作的生长优势逐渐消失;后者在营养生长期干物质积累量大,但持续时间较短,表现出较弱的竞争性.品种间作可有效改善群体冠层结构,增加群体物质生产力,更好的为增产鉴定基础.     

The Production and Distribution of Dry Matter in Maize after Flowering

An experiment in which different groups of leaf laminae wereremoved, or ears shaded, shortly after silking showed that mostof the dry-matter increase after flowering was produced by upperleaves. The top five, the middle four, and the bottom six laminaeaccounted, respectively, for 26 per cent, 42 per cent, and 32per cent of the leaf area duration (D) of the laminae afterflowering; the estimated contributions of the three groups todry-matter production by the laminae after flowering were about40 per cent, 35–50 per cent, and 5–25 per cent,respectively. The sheaths provided about one-fifth of the totalleaf area and probably contributed about one-fifth, and laminaefour-fifths, of the total dry matter produced after flowering.The contribution from photosynthesis by the ear was negligible,presumably because its surface area was only 2 per cent of thatof the leaves. Leaf efficiency (dry matter produced per unitarea) decreased greatly from the top to the base of the shoot.When laminae were removed, the grain received a larger fractionof the dry matter accumulated after flowering, less dry matterremained in the stem, and the photosynthetic efficiency of theremaining leaves was apparently increased. When alternate laminae were removed at the time of silking (half-defoliation)D was decreased by 40 per cent, and the subsequent productionof dry matter decreased nearly proportionately, so that netassimilation rate (E) was not affected but grain dry weightwas decreased by only 32 per cent. At the final harvest, thegrain of half-defoliated plants constituted 80 per cent of thedry matter accumulated after flowering, compared with 65 percent for intact plants. Stem weight decreased from two weeksafter flowering in half-defoliated plants, but remained nearlyconstant in intact plants. When pollination was prevented andno grains formed, E during the first month after flowering wasunaffected; the dry matter that would have passed into the grainaccumulated in the stem and husks, not in the leaves. The decrease in stem weight caused by defoliation suggests thatpreviously stored dry matter was moved to the grain. That suchmovement is possible was shown by keeping prematurely harvestedshoots in the dark for two weeks with their cut ends in water;the dry weight of the grain increased and that of the stem,laminae, husks, and core decreased. Nevertheless, dry-matterproduction after flowering was more than sufficient for graingrowth, and previous photosynthesis probably contributed littleto the grain.     

玉米品种耐阴性指标的筛选与评价

采用大田试验,研究了24个玉米品种在50%遮光处理下的形态、生理与产量性状的变化.结果表明：与自然光照相比,遮光处理后,玉米的株高降低,茎粗减小,雌雄间隔期延长,净光合速率减小,比叶重减小,地上部干物质量减少,果穗缩短变细,穗轴直径减小,行粒数减少,籽粒产量显著降低,其中雌雄间隔期、净光合速率、比叶重和行粒数变化的百分率与地上部干物质量和籽粒产量减少的百分率之间呈显著或极显著相关,可作为田间鉴定玉米耐阴性的有效指标.采用综合耐阴性状作为评价参数,经聚类分析表明,郑单958、浚单20、登海602等14个品种属耐阴型品种,安玉12、豫玉22等10个品种属非耐阴型品种.表明以形态、生理指标结合产量性状来评价玉米耐阴性较为客观,且简单易行.     

基于水分控制的切花百合生长预测模型

光合作用与干物质生产是观赏植物外观品质形成的基础。水分是影响植物光合作用与干物质生产的重要因子。为定量研究水分对切花百合光合作用与干物质生产的影响,以切花百合品种‘索邦’(Lilium‘Sorbonne’)为试验材料,于2009年3月至2010年1月在南京的连栋温室内开展了不同定植期和不同水分处理的栽培试验,以基于光温的温室花卉生长动态预测模型为基础,定量分析了不同定植期和不同水分处理条件下切花百合叶面积指数、光合速率和干物质生产的动态影响,并确定了切花百合正常生长的临界基质水势,建立了基质水势对切花百合光合速率和干物质生产影响的动态预测模型。结果表明,本文所建模型对切花百合叶片最大总光合速率和植株总干质量的预测效果较好,模型对叶面积指数、叶片最大总光合速率和植株干物质量的预测值与实测值之间的决定系数(r2)分别为0.97,0.96,0.94,相对根均方差(rRMSE)分别为7.12%、4.37%、11.14%。该模型能较好地预测水分对切花百合叶片最大总光合速率和植株总干质量的动态影响,可为进一步优化切花百合生产的水分管理提供决策支持。     

干旱对东北春玉米生长发育和产量的影响

选取玉米品种丹玉39为供试材料,利用大型农田水分控制试验场,采用大田池栽方式,在玉米三叶-拔节期、拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期分别开展中度干旱胁迫及复水控制对比试验,分析3个关键生育时期干旱胁迫对春玉米生长发育和产量的影响.结果表明：与水分适宜对照（CK）相比,三叶-拔节期遭受干旱胁迫后,全生育期推迟13 d,至拔节普遍期,株高偏低29.8%,叶面积偏小41.2%,复水后,株高和产量得到较大程度恢复,果穗性状和最终产量差异不大;拔节-吐丝期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短7 d,至吐丝普遍期,株高偏低18.6%,叶面积偏小14.1%,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降6.9%、19.1%、28.1%和29.4%,空秆率增加13.3%;吐丝-乳熟期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短15 d,生长至乳熟普遍期,株高偏低2.3%,叶面积偏小37.3%,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降9.2%、24.1%、30.8%和27.9%,空秆率增加24.5%.拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期干旱胁迫处理并复水后,玉米株高恢复不明显,产量降幅显著.     

Apoplastic infusion of sucrose into stem internodes during female flowering does not increase grain yield in maize plants grown under nitrogen‐limiting conditions

Nitrogen (N) limitation reduces leaf growth and photosynthetic rates of maize (Zea mays), and constrains photosynthate translocation to developing ears. Additionally, the period from about 1 week before to 2 weeks after silking is critical for establishing the reproductive sink capacity necessary to attain maximum yield. To investigate the influence of carbohydrate availability in plants of differing N status, a greenhouse study was performed in which exogenous sucrose (Suc) was infused around the time of silking into maize stems grown under different N regimes. N deficiency significantly reduced leaf area, leaf longevity, leaf chlorophyll content and photosynthetic rate. High N‐delayed leaf senescence, particularly of the six uppermost leaves, compared to the other two N treatments. While N application increased ear leaf soluble protein concentration, it did not influence glucose and suc concentrations. Interestingly, ear leaf starch concentration decreased with increasing N application. Infusion of exogenous suc tended to increase non‐structural carbohydrate concentrations in the developing ears of all N treatments at silking and 6 days after silking. However, leaf photosynthetic rates were not affected by suc infusion, and suc infusion failed to increase grain yield in any N treatment. The lack of an effect of suc infusion on ear growth and the high ear leaf starch concentration of N‐deficient maize, suggest that yield reduction under N deficiency may not be due to insufficient photosynthate availability to the developing ear during silking, and that yield reduction under N deficiency may be determined at an earlier growth stage.     

基于叶片干物质的滴灌玉米临界氮稀释曲线构建

建立宁夏引黄灌区滴灌玉米临界氮浓度稀释曲线,采用临界氮浓度模型对滴灌玉米氮营养状况进行分析,探讨基于此模型推导的氮营养指数用于诊断氮营养的可行性,为实现滴灌玉米氮肥精准管理和生态环境保护提供理论参考。试验以‘天赐19’玉米为材料,设置6个氮素水平(0、90、180、270、360和450 kg·hm^-2),在2年田间定位试验的基础上构建基于叶片干物质(LDM)的滴灌玉米临界氮浓度(N_c)稀释曲线和氮营养指数模型。结果表明: 1)滴灌玉米叶片干物质和氮浓度之间呈负幂函数关系,其模型表达式分为2部分: 当LDM<1.15 t·hm^-2时,N_c=3.2%;当LDM≥1.15 t·hm^-2时,N_c=3.29LDM^-0.29;2)拟合模型的评价指标均方根误差(RMSE)和标准化均方根误差(n-RMSE)分别为0.203、8.0%,年度间具有较好的稳定性;3)不同氮素处理下,氮营养指数(NNI)在0.47~1.44。不同生长阶段NNI与产量呈显著正相关,与氮肥农学利用效率呈显著负相关,故NNI可进一步解释滴灌玉米在限氮和非限氮条件下的产量变化。本研究基于叶片干物质构建的临界氮浓度稀释曲线可在滴灌玉米拔节期至吐丝期提供准确的氮素营养状况估测。     

Profiles of Leaf Senescence During Reproductive Growth of Sunflower and Maize

We investigated the effect of reproductive growth on the profilesof leaf senescence in maize (Zea mays L.) and sunflower (Helianthusannuus L.). Leaf senescence after flowering was assessed usingboth structural (leaf chlorophyll, nitrogen and dry matter)and functional (photosynthesis) variables in undisturbed plants(+G) and in plants in which grain set was prevented (-G). Twoweeks after flowering, lack of grain accelerated senescencein maize and delayed senescence in sunflower as indicated byleaf chlorophyll; leaf nitrogen and dry matter were less sensitiveresponse variables. Lack of interaction between reproductivetreatment and leaf position indicates that the senescence signal,whatever its nature, was equally effective throughout the plantin both species. In both species, feedback inhibition of photosynthesiswas first detected 30–35 d after flowering; excess carbohydratein the leaves was therefore an unlikely trigger of acceleratedsenescence in maize. As reproductive development progressed,differences between +G and -G plants were more marked in sunflower,and tended to disappear or reverse in maize. In sunflower, interactionsbetween leaf position and reproductive treatment—attributableto the local effect of grain—were detected around 20–27d after flowering. Copyright 2000 Annals of Botany Company Helianthus annuus, Zea mays, chlorophyll, light, nitrogen, photosynthesis, reproductive growth, senescence, source-sink, SPAD.