玉米群体生长与光截获的动态模拟及应用

【目的】群体光截获对玉米生长发育及产量形成均有重要的影响,合理的群体结构直接决定着玉米产量的增加与稳定。群体结构的测量较为繁琐,费时费力,且不能与当地太阳辐射情况充分结合,从而无法对群体结构和功能做出整体的评价。因此,有必要构建合理、简便的玉米群体光截获动态模型,结合群体不同生育期的形态指标与光辐射情况,对群体结构做出快速而精准的评价,为不同区域玉米品种选择、播种密度确定、以及后期管理等提供参考意见。【方法】将玉米群体结构模型与光分布模型相结合,建立简易可靠的群体光截获动态模型。该模型可模拟玉米整个生育期群体光截获的动态变化,并对不同生育期群体结构做出相应的评价。同时,在中国农业大学吴桥实验站开展了两个田间试验,对模型的准确性和应用功能进行了验证。试验均为三因素,分别为品种、密度和氮肥处理,其中试验一:设置2个品种(郑单958,丹玉405),3个密度(4.5×10~4,6.0×10~4,7.5×10~4株/hm~2)和3个氮肥处理(不施氮;施氮180 kg·hm~(-2),于播前、大喇叭口期和吐丝期以1:4:1的比例施入;施氮270 kg·hm~(-2),于播前、大喇叭口期和吐丝期以4:4:1的比例施入);试验二:设置1个品种(郑单958)、1个密度(8.25×10~4株/hm~2)和6个播期(4月20日,5月5日与20日,6月4日与18日,7月3日)。在两个试验中,对玉米不同生育期的群体形态指标、干物重、及产量均进行了测定。【结果】吐丝期和灌浆中期的群体光截获率模拟值与测量值的相关系数分别为0.91和0.85,均达到显著相关。运用该模型对两个田间试验数据的模拟结果显示,光截获率(量)随灌浆期的推进呈先增后减的趋势,吐丝后50 d光截获衰减加速。在试验地区,密度超过6×104株/hm~2时,光截获随密度变化不大;播期为6月中上旬时形成的玉米群体具有较为理想的光截获能力,结构功能潜力较大。产量与灌浆期有效光辐射呈正相关,但相关性随生育期推进逐渐减弱,表明灌浆后期产量的增加对群体光截获的需求减弱。在玉米生长发育后期物质转移对产量的贡献可能发挥着更加重要的作用。产量与群体光截获相关性的动态变化与品种有关,紧凑株型优于平展型。【结论】选择株型紧凑且生育后期群体结构维持较好的玉米品种,通过增加密度可进一步增加夏玉米产量。调整播期增强灌浆初期光合效率也是有效的增产方法之一。     

玉米产量与干物质积累过程模型中品种参数的建立方法与分析

对吉林省3个不同玉米生态产区(乾安县、公主岭市和桦甸市)开展田间试验,将2005~2014年6个玉米品种、3个种植密度所产生的试验数据和Logistic模型相结合,同时加入品种参数以构建产量模型。试验结果表明,所建立的综合多品种的产量模型决定系数达0.8以上,独立样本的模型模拟值和实测值差异不显著(P0.05)。玉米收获指数(HI)与干物质积累内禀生长率(特征参数c)存在线性关系,品种参数v_1~v_2为无单位无量纲线性参数,且v_1介于0.209~0.780,v_2介于-0.036~0.028,v_1~v_2存在较大差异。引入的品种参数是基于多年多点多因素的田间资料,能较好反映不同品种间对干物质积累过程变化的产量响应机制,v_1~v_2可作为品种产量性状的遗传参数。     

幼苗期生菜耐镉性综合评价与低镉积累种质的筛选

采用盆栽方式,对10个生菜品种(‘意大利’‘海南清脆玻璃’‘四季耐抽薹’‘耐热’‘大速’‘中国台湾绣球’‘日本结球’‘日本紫叶’‘红霞紫叶’‘法国紫红花叶’)进行Cd胁迫处理(CdCl2?2.5H2O含量分别为 2、10 mg/kg),测定各处理植株叶片和根部的镉含量。以生菜幼苗株高、叶宽、根长、地上部干质量、根干质量、叶绿素含量的镉耐性系数为衡量耐Cd性依据,综合评价生菜的耐Cd能力：由主成分分析将生菜生长性状的耐镉系数变换为3个相互独立的综合指标,包含所有数据86.22%的内容;通过隶属函数法,计算生菜苗期Cd的耐受综合评价值(D),对生菜品种进行聚类,将10个生菜品种划分为耐Cd(‘法国紫花红叶’‘红霞紫叶’‘四季耐抽薹’)、中度耐Cd(‘日本紫叶’)、高度耐Cd(‘意大利’‘耐热’)以及Cd敏感(‘日本结球’‘海南清脆玻璃’‘大速’‘中国台湾绣球’)4种类型;通过逐步回归法构建生菜耐Cd性评价数学模型。试验结果表明,叶宽和株高对生菜耐Cd性影响显著,可以作为生菜耐Cd性评价的鉴定指标;‘意大利’‘耐热’的植株镉含量富集量较低,属于耐Cd、可食部位低Cd积累品种。