科研产出
不同播种方式对冬小麦产量构成和旗叶光合特性的影响
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：探究不同播种方式对冬小麦光合特性以及籽粒产量的影响,为进一步提高冬小麦产量提供理论依据.以'济麦44'为试验材料,于2018-2019年和2019-2020年在潍坊市农业科学院昌邑试验农场和山东省泰安市岱岳区岳洋专业合作社进行,在大田条件下设置了 4种播种方式:冬小麦精播半精播(PS)、冬小麦宽幅精播(WPS)、冬小麦苗带少耕播种(LTS)和冬小麦耙压一体单粒匀播(SUS).分别于小麦苗期、返青期、拔节期、灌浆期和成熟期测定不同播种方式下冬小麦分蘖成穗率、叶片SPAD值、叶面积指数、净光合速率、有效光强辐射以及产量,并分析不同播种方式下,冬小麦种群结构和生理特性之间的差异.试验表明,2年2点SUS平均分蘖成穗率相较于PS、WPS和LTS分别提高了 14.94%、29.37%和15.03%;旗叶叶绿素含量于扬花期和灌浆中期分别提高了 7.54%、7.06%、5.79%和8.30%、8.15%、5.50%;叶面积指数于扬花期分别提高了 13.8%、8.88%和6.32%;旗叶净光合速率于扬花期分别提高了 13.15%、11.50%和12.23%;冠层光合有效辐射量于扬花期分别提高了 17.10%、18.96%和10.73%;产量方面,SUS相较于其他3种播种方式,2年2点穗数、千粒重和产量分别增加了 5.17%~8.93%、5.33%~9.52%和6.11%~14.86%.综合来看,SUS相较于PS、WPS和LTS可显著提升小麦的分蘖成穗率和旗叶光合特性,并最终通过穗数和千粒重的增加,实现了籽粒产量的增加.冬小麦耙压一体单粒匀播方式(SUS)可显著改善冬小麦的光合能力,增加冠层截获的有效光辐射量,是实现冬小麦高产较合理的播种模式.
关键词： 冬小麦 播种方式 耙压一体单粒匀播 光合特性 产量
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氮肥减量后移改善植株光合特性提高麦-玉周年产量及经济效益
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]针对黄淮海平原传统施氮技术下,小麦-玉米两熟体系作物生育后期土壤氮肥供应不足导致籽粒减产等问题,探讨氮肥减量后移对植株光合特性、干物质积累及周年籽粒产量和经济效益的影响,为进一步优化施氮制度提供理论依据.[方法]2020-2023年,于山东济阳典型麦-玉两熟种植区,设置周年施氮400 kg·hm-2传统农户处理(CK,小麦季200 kg·hm-2:65%基肥+35%返青肥,玉米季200 kg·hm-2:100%基肥)、周年减氮10%(SN,小麦季180 kg·hm-2:50%基肥+50%返青肥,玉米季180 kg·hm-2:100%基肥)、周年减氮20%(NH,小麦季180 kg·hm-2:22.2%基肥+33.3%返青肥+44.5%抽穗肥,玉米季140 kg·hm-2:28.6%基肥+71.4%大喇叭口肥)和周年减氮30%(NL,小麦季140 kg·hm-2:43%返青肥+57%抽穗肥,玉米季140 kg·hm-2:100%大喇叭口肥)4种施氮制度,研究不同施氮制度下麦-玉两熟体系的光合特性、籽粒产量和经济效益.[结果]氮肥后移优化了氮肥减量条件下作物光合特性,其中,叶面积指数3年均值,小麦拔节和开花期NL较CK、SN和NH处理分别显著提高19.0%-40.1%和21.6%-36.7%,夏玉米吐丝期NL较CK和SN处理显著提高6.8%-7.3%;叶片SPAD值3年均值,冬小麦拔节和开花期NL较CK、SN处理分别显著提高7.7%-10.0%和7.4%-12.9%,灌浆中期NL较CK、SN和NH处理显著提高5.2%-16.2%;夏玉米大喇叭口期NL和NH较CK、SN处理3年均值分别显著提高9.0%-9.4%和6.7%-7.1%,吐丝和灌浆中期NL较CK、SN和NH分别显著提高5.1%-9.4%和4.1%-9.2%;净光合速率3年均值,小麦拔节、开花和灌浆中期NL较CK、SN处理分别提高8.9%-13.3%、14.0%-18.1%和20.1%-24.4%;夏玉米大喇叭口、吐丝和灌浆中期NL较CK、SN处理分别提高4.2%-5.7%、8.7%-13.4%和7.7%-12.8%.NL处理通过增加氮肥后移量,改善了各生育阶段地上部干物质积累强度,稳定或提高了各生育时期地上部干物质积累量,冬小麦拔节、开花和成熟期地上部干物质积累量的3年均值较CK分别显著提高26.7%、27.4%和18.1%,夏玉米吐丝期显著提高14.4%.氮肥后移通过改善氮肥减量条件下光合特性,促进了各生育时期地上部干物质积累,最终实现冬小麦、夏玉米及周年籽粒产量的3年均值,NL较CK处理分别显著提高20.5%、18.1%和19.1%,经济效益分别显著提高32.4%、23.8%和27.9%.[结论]黄淮海平原麦-玉两熟体系,周年减氮30%制度下通过增加氮肥后移量,改善了作物光合特性(叶面积指数、叶片SPAD值和净光合速率),优化了各生育阶段地上部干物质积累强度和干物质积累量,从而促进冬小麦、夏玉米及周年总产和经济效益的提高.
关键词： 周年减氮 氮肥后移 麦-玉两熟制 籽粒产量 经济效益 光合特性
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不同施镁水平对红壤土花生光合特性、干物质积累和产量的影响
《山东农业科学 》 2024 北大核心
摘要：为探究施用镁肥(Mg)对红壤土花生生长和产量的影响,本研究以花育 25 为供试花生品种,通过盆栽试验,设置 0、0.1、0.2、0.3、0.4 g/kg(Mg0、Mg1、Mg2、Mg3、Mg4)5 个镁肥水平,研究不同施镁水平对不同生育时期花生的叶绿素含量、光合特性、镁含量、干物质积累量及成熟期荚果产量的影响.结果表明,一定范围内施用镁肥对花生全生育期的生长和产量均有明显影响,开花下针期、结荚期和成熟期植株叶片叶绿素含量均以Mg2 处理最高;开花下针期Mg2 处理花生叶片净光合速率、胞间二氧化碳浓度和气孔导度明显高于其他处理;结荚期和成熟期,与Mg0 处理相比,Mg2 处理荚果干物质积累量分别提高 16.4%和 18.9%,成熟期单株产量和单株饱果数分别增加 15.2%和 66.5%.继续增加镁肥施用量至 0.3~0.4 g/kg,则明显抑制花生生长.综上,本试验条件下,花育 25 适宜镁肥施用量为 0.2 g/kg.
关键词： 花生 镁肥 红壤土 叶绿素含量 光合特性 干物质积累 产量
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氮素不同控释期对甘薯光合特性及干物质积累与分配的影响
《湖北农业科学 》 2024 北大核心
摘要：以甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam.]品种济薯25为试材,在大田条件下,设置控释期为30 d(T30)、50 d(T50)、70 d(T70)、90 d(T90)4个氮素控释肥处理,以施用等量养分含量的普通复合肥作为对照(CK),研究不同氮素控释期对甘薯光合特性及干物质积累与分配的影响.结果表明,氮素适当控释(控释期30~70 d)提高了甘薯中后期(80~160 d)叶片光合性能,促进了干物质向地下部的快速积累和转运分配,甘薯中后期叶片光合指标、地下部干物质积累(积累量和积累速率)和分配(分配比例和根冠比)指标均明显高于对照,其中以T50、T70较好,收获期(160 d)2个处理净光合速率、叶绿素SPAD、地下部干物质积累量、根冠比分别比对照提高了14.01%、11.32%、21.75%、18.48%和15.62%、11.84%、20.65%、18.84%;当控释期达90d时,后期(120~160 d)地下部干物质积累与分配指标均低于对照,说明氮素控释期过长不利于甘薯后期干物质向地下部的快速积累和转运分配.
关键词： 甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam.] 氮素 控释期 光合特性 干物质积累与分配
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水氮处理对谷子内源激素脱落酸和光合作用特性的影响
《中国土壤与肥料 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究氮肥与干旱处理对谷子生理特性的影响，以济谷22为材料，采用盆栽法研究不同水、氮处理对谷子内源激素脱落酸（ABA）、叶绿素含量、光合作用特性及水、氮利用效率的影响。设置3种水分处理：正常水分（CK，田间持水量的60%～70%）、苗期干旱（W_1，田间持水量的30%～40%）、孕穗期干旱（W_2，田间持水量的30%～40%）及2种施氮量处理：施氮（N_(150),N 150 kg/hm~2）、不施氮（N_0），生长期间旱棚防雨。结果表明：受到水分胁迫时，叶片中的ABA含量升高，施氮水平下升高幅度较大；根中ABA含量也会升高，但其在不施氮水平下升高幅度较大。开花期不同处理光-光合响应曲线有显著差异，苗期干旱施氮处理优势明显。开花期叶片荧光性能存在较大差异，受到水、氮胁迫时，光系统Ⅱ潜在的最大光化学效率、反应中心所吸收的光子中用于电子传递的量子产额值降低，反应中心所吸收光子中用于热耗散的量子比率上升，以吸收光能为基础的性能指数急剧下降，孕穗期干旱施氮处理的j点的相对可变荧光强度显著高于对照，孕穗期干旱且不施氮的以吸收光能为基础的性能指数最低，反映单位反应中心捕获的用于电子传递的能量值最高。不同水、氮处理的谷子抽穗后，随着时间的推移，SPAD值逐渐降低，施氮处理明显提高了叶片的SPAD值。不同处理间比较以施氮处理下苗期干旱水分利用效率最高，不施氮处理的氮素利用效率明显高于其他处理。同一水分处理下，施氮处理的水分利用效率显著高于不施氮处理，氮素利用效率表现为相反趋势。苗期干旱施氮处理通过提高叶片SPAD值、花期净光合速率，显著提升了光合作用，水分和氮肥利用率显著提高，保证谷子达到相对稳定的产量。
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盐碱地花生棉花等幅间作对花生光合特性及产量效益的影响
《中国油料作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为充分利用盐碱地土地及温光热资源，明确盐碱地花生/棉花等幅间作种植模式下，不同垄行位置对花生光合产物积累和光合特性的影响，提高盐碱地农业生产综合效益，在田间条件下，采用花生/棉花6∶4等幅间作周年轮作高效种植模式，研究花生带不同垄行位置对其光合产物积累、光照强度、叶绿素荧光特性等的影响及产量和效益的变化。结果表明：（1）盐碱地花生/棉花等幅间作种植模式较花生单作可显著增加花生主茎高、侧枝长、功能叶片非光化学荧光淬灭系数（NPQ），显著降低生物量、相对叶绿素含量（SPAD）、叶面积系数（LAI）、净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r），产量明显降低；间作棉花果枝数、单株铃数、铃重和产量均明显提高，间作系统综合经济效益显著提高。（2）间作系统中花生带两边垄行（IP1、IP3）、单作花生和单作棉花的冠层光照强度峰值均出现在12:00，但中间垄行（IP2）花生冠层辐射强度峰值滞后到14:00，且间作花生带两边垄行冠层光照度显著低于花生单作处理。（3）间作系统中，花生花针期后垄行位置对光合效率的影响显著，中间垄行SPAD、LAI和NPQ值均显著高于两边垄行，而两边垄行间无明显差异；但P_n、气孔导度（G_s）和T_r受试点和垄行位置影响显著，其中东营市试点花生各生育期的各垄行位置间均无显著差异，而高唐县试点间作花生功能叶P_n、G_s和T_r均显著低于单作处理，且间作处理的IP2垄行显著高于IP1、IP3两边垄行。（4）两试点间作棉花和花生产量低于其单作处理，但综合效益较传统植棉收益分别提高11.94%（东营）和27.08%（高唐），间作系统土地当量比大于1.02。
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砂壤土追施“后援氮”延缓花生衰老
《中国油料作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：传统基施方式造成豆科作物营养供应不足，易引发生育后期缺氮早衰，特别是在砂壤土上。为研究生育后期追氮（后援氮）对叶片衰老及产量的影响，于2021-2023年，选用大花生品种HY22和小花生品种HY39为材料，在根瘤开始衰老时（即出苗后90 d）投入氮肥，设置N0（不施氮肥）、N20(20 kg/hm~2）、N40(40 kg/hm~2）、N60(60 kg/hm~2）和N80(80 kg/hm~2）共5个氮素水平。结果表明，追施“后援氮”可以显著提高花生产量，2个花生品种均以N40、N60、N80显著高于其它处理。3年试验期间，HY22的荚果产量较N0分别提高了8.43%～12.81%,7.65%～10.82%,6.85%～9.52%。HY39较N0分别提高了5.28%～17.28%,5.18%～17.21%,3.37%～14.19%。与不施氮相比，2个品种N40均显著增加叶片SPAD值和净光合速率，分别提高10.91%～12.3%,44.88%～83.58%。还提高了生育后期叶片的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性，分别提高36.75%和40.06%,4.87%和8.86%,19.03%和58.33%，降低叶片丙二醛积累量，显著增加了荚果干物质积累，提高了荚果百果重，进而提高产量。综上，在基施氮肥60 kg/hm~2、磷肥（P_2O_5)120 kg/hm~2和钾肥（K_2O)120 kg/hm~2的条件下，追施“后援氮”40 kg/hm~2可显著提高叶片抗氧化酶活性，延缓叶片衰老，改善叶片的光合能力，从而提高产量。
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桃树不同树形树体结构及叶片光合作用和叶绿素荧光参数比较
《北方园艺 》 2023 北大核心
摘要：以肥城桃实生优系‘LT-1’为试材，采用主干形、Y形、四主枝开心形3种树形，研究了3种树形的冠层结构、光合作用和叶绿素荧光参数之间的差异，以期从光合生理角度为桃树的树形选择提供参考依据。结果表明：3种树形的叶面积指数(LAI)、散射辐射透过系数(TCDP)、直射辐射透过系数(TCRP)、叶片分布密度(LD)等指标无显著差异，主干形的平均叶倾角(MLA)和冠层消光系数(K)显著低于Y形和四主枝开心形；主干形的净光合速率Pn显著高于Y形和四主枝开心形，不同树形在不同高度的净光合速率Pn变化表现一致，均为上层(3.0 m)>中层(2.0 m)>下层(0.7 m);实际光化学效率φPSⅡ(主干形)>φPSⅡ(Y形)>φPSⅡ(四主枝开心形),最大光化学效率Fv/Fm(四主枝开心形)>Fv/Fm(Y形)>Fv/Fm(主干形),光化学淬灭系数qP(主干形)>qP(Y形)>qP(四主枝开心形),非光化学淬灭系数NPQ(Y形)>NPQ(四主枝开心形)>NPQ(主干形)。综上，主干形优于Y形和四主枝开心形。
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基于转录组分析花生单粒精播与多粒穴播植株荚果产量差异的分子机制
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]在中国,为保证出苗率及播种质量,田间常采用多粒播种.然而,多粒穴播植株间的竞争往往限制了植株的生长和最终产量.为了解决这一矛盾,团队前期研究建立了单粒精准播种的高产栽培技术.单粒精播技术的节种作用和增产效果结合起来能够带来更大的效益,实现节本增效.挖掘不同种植方式花生叶片、根系及荚果中的差异表达基因,探讨单粒精播栽培技术提高花生荚果产量的分子机制,为进一步推动花生高产高效提供理论依据和技术支撑.[方法]以花生品种花育25号为试材,测定单粒精播和多粒穴播种植产量相关指标,分别取花生开花后30 d倒三叶和主根及侧根、鸡头幼果期花生荚果进行转录组测序,从分子水平阐述不同播种方式花生产量的差异.[结果]与多粒穴播相比较,单粒精播种植方式下花生单株荚果数、单株饱果数、单株果重、经济系数均显著提高.转录组数据组装后,平均每库包含4 430万个读数.通过不同比较组合中差异表达基因、GO和KEGG通路分析,与多粒穴播相比较,单粒精播种植植物叶片中参与赤霉素信号传导、光信号传导等过程的转录因子及光系统Ⅱ放氧复合体、叶绿体膜、氧化还原反应等光合作用相关基因表达量升高;根系中生物胁迫和非生物胁迫诱导的苯丙素代谢途径相关基因包括细胞色素P450 基因、氧化还原基因、胁迫反应转录因子和信号调节蛋白显著富集.荚果发育初期淀粉和蔗糖代谢基因显著富集,更加有利于花生荚果发育过程中籽仁充实.[结论]花生叶片中光合相关基因表达上调能够促进光合效率提升,与产量的增加密切相关;单粒精播提高了根系抗生物和非生物胁迫的能力,结合荚果发育初期能量物质相关基因表达上调均有利于地下部花生荚果的发育,提高花生产量.
关键词： 花生 单粒精播 产量 RNA-Seq 光合作用 苯丙素途径
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