考虑土壤水分影响的小麦根、冠干物质积累及其相互关系模型

以作物生长动力学理论为基础,提出了一种可以考虑土壤水分影响和根、冠相互作用的小麦生长模型。经与实测的小麦根、冠干物质积累动态相比较,模拟与实测值吻合良好,在0.01置信水平下达到极显著相关,说明本文所建模型结构是合理的。将模型应用于土壤水影响冬小麦根、冠关系的动态模拟,模拟结果显示:在分蘖期,无论1m土体贮水量如何,根、冠之间几乎都呈直线关系;在孕穗期,无论水量多少,根、冠关系都是先促进后抑制;而在抽穗期,当水量充足时,冠对根起促进作用,当水量不足时,冠对根先促进后抑制;拔节期是冬小麦的水分临界期,灌水既可促进作物生长,又可提高水分利用效率。模拟结果与试验所得规律基本一致,表明模型具有一定的实际意义。     

谷子产量和品质相关性状的杂种优势及遗传特性分析

为了解谷子(Setaria italica)两系杂交后代的产量和品质相关性状的杂种优势,以3个高度雄性不育系为母本(A1、A2和A3),6个抗除草剂恢复系为父本(R1、R2、R3、R4、R5和R6),采用不完全双列杂交(NCⅡ)设计配制了18个组合,分析组合的株高、粒重和蛋白含量等11个性状的配合力和杂种优势特性.结果...     

基于双稳定同位素和MixSIAR模型的冬小麦根系吸水来源研究

灌溉和施肥措施对农田水文循环具有重要影响,根系吸水是联系植物蒸腾和土壤水分运动的关键水文过程,定量识别灌溉施肥影响下作物根系吸水来源对农业用水优化管理具有重要意义。氘氧稳定同位素(D和18O)是追溯农田水分运移过程的理想天然示踪剂。基于2013—2015年北京市典型农田不同灌溉施肥处理冬小麦水分运移试验,利用D和18O双稳定同位素和MixSIAR贝叶斯混合模型,量化冬小麦主要根系吸水深度及其贡献比例,阐明作物水分来源的季节变化及不同处理间的差异,分析根系吸水与土壤水分分布变化的相互关系。研究结果表明:两季冬小麦返青-拔节、拔节-抽穗、抽穗-灌浆和灌浆-收获期主要根系吸水深度均值分别为0—20 cm(67.0%)、20—70 cm(42.0%)、0—20 cm(38.7%)和20—70 cm(34.9%),但季节变化差异显著,2014季主要吸水深度随作物的生长发育而逐渐增加,2015季则主要集中于浅层土壤(0—70 cm)。返青-抽穗期仅灌水20 mm或施肥105 kg/hm2N促使拔节-抽穗期深层(70—200 cm)土壤水分利用率平均增加29%,而前期充分灌水且大量施肥(≥当地施肥量210 kg hm-2N)时拔节-抽穗期根系吸水深度为土壤表层0—20 cm。在干旱少雨的冬小麦生长季内作物吸水来源与土壤水分消耗变化基本一致。     

根修剪对黄土旱塬冬小麦(Triticum aestivum)根系分布、根系效率及产量形成的影响

通过田间试验研究了不同时期根修剪处理对冬小麦（Triticum aestivum）根系大小与分布、根系效率、水分利用效率及产量形成的影响。设置4个根修剪处理：越冬期小剪根（WS）、越冬期大剪根（WB）,返青期小剪根（GS）、返青期大剪根（GB）,未剪根小麦作为对照（CK）。结果表明,到花期时,各根修剪处理小麦的在0～120cm总根量均显著小于对照。与对照相比各根修剪处理主要是显著地减少了上层土壤中的根量。但WS和GS两小剪根处理和对照相比在中层土壤中有较大的根量;花后各处理小麦旗叶的气孔导度和蒸腾速率均显著大于对照。这说明根修剪处理减少了小麦表层的根量,从而削弱了表土干旱信号对作物与外界气体交换的抑制作用。花期时各根修剪小麦的净光合速率均显著高于对照,而单位面积上的根呼吸速率均显著小于对照,根修剪处理提高了小麦的根系效率,使更多的光合产物用于籽粒生产,从而提高了小麦的收获指数。根修剪还提高了小麦的水分利用效率,其中WS、WB、GS处理的水分利用效率显著高于对照。但是GB处理的水分利用效率却没有显著提高。因此,本研究进一步证明了由不同年代品种得到的推测,认为在旱地农业中,通过遗传育种或采用适当农艺措施优化根系分布,既可以减少生长前期作物对水分的过度消耗,又能够削弱花后表土过度干旱对作物生长抑制作用,同时降低根系对同化产物的消耗,对作物产量及水分利用效率的提高具有积极的作用。     

大气臭氧浓度升高对冬小麦根际土壤酶活性的影响

通过模拟大气中臭氧浓度(100 nl · L-1和150 nl · L-1)的升高,观察对冬小麦不同生育期(拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期)的土壤中酶活性的影响,研究结果表明,随着生育时期的推进,土壤过氧化氢酶和多酚氧化酶活性均呈先降低后升高的趋势,抽穗期达最低值,拔节期和成熟期活性较大.转化酶和脲酶随呈现先增加后降低的变化,抽穗期达最高值,后出现急剧下降的趋势.方差分析表明,在臭氧胁迫下土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶和转化酶活性在成熟期时均显著高于OTC对照(P<0.05).脲酶活性在生育前期高浓度臭氧处理显著地高于对照,低浓度影响不显著.     

拔节期追氮对不同季节糯玉米淀粉糊化特性的影响

明确基因型、生长环境和栽培措施对糯玉米淀粉糊化特性的影响可以调控淀粉品质。以垦粘1号、苏玉糯1号和苏玉糯5号为材料,研究了拔节期追氮量(0、150kghm-2和300kghm-2)对春季和秋季淀粉糊化特性的影响。结果表明:生长季节对淀粉糊化特性的影响大于基因型和拔节期追氮处理。秋季生长条件下的糯玉米淀粉具有较高的峰值黏度、谷值黏度、崩解值和终值黏度;拔节期适量追氮处理下糯玉米淀粉糊化特性较不追氮差异较小,但过量追氮峰值黏度和崩解值下降,糊化温度升高。相关分析表明,峰值黏度和谷值黏度、崩解值和终值黏度呈显著或极显著正相关,且峰值黏度、崩解值和峰值时间以及糊化温度呈显著或极显著负相关。以垦粘1号为材料,春季条件下生长并拔节期追施氮300kghm-2,秋季条件下生长并拔节期追施氮150kghm-2,淀粉的糊化特性较优,即具有较高的峰值黏度和崩解值。     

波浪冠层栽培模式对高油大豆产量品质及微环境生态因子的影响

2005～2006年,在菏泽市农科院试验田,以高油大豆品种鲁豆9为试验材料,研究波浪冠层栽培模式对大豆产量、产量构成因素、蛋白质、脂肪、脂肪酸组分以及微环境生态因子的影响.结果表明,与对照相比,波浪冠层群体增产253.65kg/hm2,增产11.76%;株高降低1.21cm,降低1.46%;在籽粒脂肪总量提高1.52%基础上,亚油酸含量提高1.60%,亚麻酸和硬脂酸含量分别降低0.14%和7.20%.波浪冠层各密度群体间株高和分枝数差异均达极显著水平,单株粒数和单株粒重差异均达显著水平,百粒重差异不显著.波浪冠层群体光照强度和CO2浓度分别增加67.68μmol · m-2 · s-1和8.31μmol · mol-1,分别增加5.06%和2.45%;湿度增加0.33mbar,增高4.47%;低温生育期时温度增加1.86℃,增加0.69%,高温生育期时温度平均降低0.17℃,降低0.51%.光照、温度、湿度和CO2等微环境生态因子的变化,更利于高油大豆产量的形成和品质的改善.     

水肥不同层次组合对冬小麦（Triticum aestivum L.）氮磷养分有效性和产量效应的影响

以肥熟土垫旱耕人为土为供试土样,用分层土柱试验法研究了不同层次水分、氮、磷组合对冬小麦(Triticum aestivum L.)氮磷养分有效性和产量效应的影响.结果表明,不同土层水肥处理的氮磷养分有效性和产量效应差异显著.氮素养分有效性在4.73%～41.19%之间,磷素养分有效性在4.11%～13.58%之间.对氮素养分有效性,单施氮整体湿润时(0～90cm土层湿润)较上干下湿(0～30cm土层干旱胁迫,30～90cm土层湿润)低4.87%,而氮磷配施在整体湿润时较上干下湿高6.38%,差异均达显著水平;对磷素养分有效性,氮磷配施时,在整体湿润时较上干下湿增加5.01T(p<0.05).从不同施肥土层看,氮素养分有效性均以0～90cm土层施肥处理最高;对氮磷配施处理,在上干下湿时分别比0～30cm、30～60cm和60～90cm土层施肥处理高9.5%、10.1%和20.2个%;对磷素养分有效性,整体湿润处理,以0～30cm土层施肥显著高于其它土层施肥处理.单施氮或磷,上干下湿时氮磷养分的产量效应均高于整体湿润处理,但氮磷配施时均以整体湿润处理较高;从不同土层施肥看,氮素养分的产量效应以0～90cm土层施肥最高;磷素养分的产量效应则表现为0～90cm与0～30cm土层施肥处理显著高于30～60cm和60～90cm土层施肥处理.分析0～90cm土层残留硝态氮和有效磷累积量可以看出,不同处理土壤残留硝态氮含量存在显著差异,上干下湿时CK、单施氮、单施磷和氮磷配施土壤残留硝态氮分别比整体湿润相应施肥处理增加125.8%、20.1%、21.9%和2.1%;不同处理有效磷差异性不及硝态氮明显.整体看,在两种水分状况下,均以0～90cm和0～30cm土层施肥有利于提高氮磷养分对冬小麦的有效性和产量效应,减少硝态氮和有效磷在土壤中的残留累积.考虑到生产上的可操作性,仍以施入0～30cm土层最适,说明即使在上干下湿情况下,保证上层有效养分供应仍具重要作用.     

锌对两个品种茄子果实品质的效应

采用土壤盆栽试验和化学分析方法,研究缺锌土壤上增施锌肥对两种茄子(黑紫茄和竹丝茄)产量和品质的影响及品种间差异,为优质蔬菜生产中合理施用微量元素锌提供科学依据。结果表明:在缺锌土壤上种植茄子,施锌量在10-40mg/kg条件下对两个品种茄子均有显著增产效果,以锌肥用量为20mg/kg时增产效果最好,其中黑紫茄增产37.7%,竹丝茄增产82.5%;锌肥用量能够明显影响茄子品质,适当增加锌肥用量,果实中游离氨基酸、硝酸盐含量下降,而可溶性糖、维生素C、黄酮和芦丁及矿质元素锌、铁、钙含量升高。茄子果实中大部分品质成分的平均含量在施锌量为20 mg/kg达到最高,其次为40mg/kg和10 mg/kg。低锌土壤上增施适量锌肥(Zn 20mg/kg土壤)使两种茄子的品质明显改善,施锌过量(>40 mg/kg)茄果品质下降。     

土壤硝态氮时空变异与土壤氮素表观盈亏研究Ⅰ.冬小麦

不同氮肥用量下对冬小麦生育期间土壤硝态氮时空变化特征及土壤氮素表观盈亏量的研究结果表明,氮肥用量不同,硝态氮分布特征有差异,并且随着冬小麦的生长,其变化也不同。在冬小麦快速生长阶段,作物吸收可在一定深度的土层出现硝态氮亏缺区。由于灌溉的影响,土壤表层硝态氮向深层淋洗严重,即使在低氮肥水平,土壤深层仍可观察到硝态氮含量升高现象,存在淋出2m土体的可能性。并且氮肥用量越高,土壤硝态氮含量越高,硝酸盐向深层淋洗也越严重,淋出2m土体的可能性和也相应增大;在冬小麦生长前期（播种－拔节）,即使在不施氮肥处理也有土壤氮素的表观盈余,随着施肥量的增加,在拔节－扬花也出现了土壤氮素表观盈余,而扬花后各个氮肥处理均出现土壤氮素的表观亏缺,氮肥用量越高,小麦一生中土壤表观氮盈余量越大,1m土体内平均最大盈余量达199.8kgN/hm^2。研究表明,土壤氮损失是盈余氮素的一个主要去向,而硝态氮淋洗是冬小麦生育期间土壤氮素损失的一个重要的途径。