杉木人工林衰退机理探讨

杉木是我国特有的速生丰产树种,在商品木材的生产中占有重要的地位,而杉木连栽导致生产力下降和地力衰退一直是阻碍我国林业生产的重要问题,这引起了许多学者和林业工作者的兴趣和注意．本文对杉木人工林连栽后出现的生产力下降的现象进行了描述,并对导致杉木人工林连栽生产力下降的原因进行了总结和概括,对杉木人工林衰退机理做了分析．概括起来,杉木连栽导致生产力下降、地力衰退主要表现在：杉木人工林生产力下降和林地土壤物理和化学性质的恶化．而导致出现此现象的原因不外乎两个方面的原因,一是营林措施不合理,这是外因;其次是杉木自身的生物学特性,这是内因．内外因的结合导致杉木人工林连栽后出现生产力下降和地力衰退的现象．     

种植方式和密度对夏玉米光合特征及产量的影响

为探明种植方式和密度对玉米光合特征及产量的影响,以郑单958为材料,在不同种植密度水平(67500株/hm2和82500株/hm2)下,以常规等行距种植方式为对照,设置3种不同缩行宽带种植方式(三行一带、四行一带、五行一带)进行比较研究。结果表明:与对照相比,无论高密度还是中等密度下,各缩行宽带种植方式均使玉米穗位上第1叶茎叶夹角显著减小,其中中三行一带种植方式穗位上两叶叶夹角值均最小;各缩行宽带种植方式光合速率(Pn)均不同程度高于对照,子粒产量显著增加,其中三行一带、四行一带、五行一带种植方式分别比对照增加16.7%、6.1%、10.7%(2011年)和17.2%、12.1%、10.6%(2012年)。所有处理中,三行一带种植方式高密度处理2011年和2012年籽粒产量均最高,因此可推荐为黄淮海夏玉米高产高效种植新方式。     

底墒和种植方式对夏大豆光合特性及产量的影响

选择华北地区冬小麦-夏大豆一年两熟制度,冬小麦设置90 mm、135 mm、180 mm3种灌水量。冬小麦收获后,播种夏大豆,夏大豆设置30 cm等行距、“20 40” cm大小行、“20 40” cm垄作3种种植方式。研究了底墒和种植方式对夏大豆光合特性及产量的影响。结果表明,冬小麦灌溉能够明显影响夏大豆播种时的土壤蓄水量（底墒）。随冬小麦灌水量的增加,夏大豆播种时底墒改善,180 mm和135 mm较90 mm处理明显提高了夏大豆净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度、叶绿素含量指数、Fo、Fv及ΦPSⅡ,增产效果显著。180 mm较135 mm处理增产效果不显著,且水分利用效率显著降低。夏大豆种植方式也能明显影响其净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度、叶绿素含量指数、Fo、Fm、ΦPSⅡ、Fv/Fm、产量及水分利用效率,具体表现为：“20 40” cm垄作> 30 cm等行距>“20 40” cm大小行。综合评价,冬小麦135 mm灌水量条件下,夏大豆采用“20 40” cm垄作是生产上可行的栽培模式。     

麦茬处理方式对夏玉米光合特性的影响

采用两年三点的大田试验,研究了麦茬处理方式（平茬、立茬、除茬）对机播夏玉米光合特性及其产量的影响。结果表明,不同麦茬处理方式的夏玉米光合参数存在明显差异。夏玉米Pn、Gs表现为吐丝期最大,处理间表现为平茬〉立茬〉除茬;Tr在处理间表现为除茬〉立茬〉平茬,叶片水平上的WUE表现为为平茬〉立茬〉除茬;不同麦茬处理夏玉米的产量差异显著。     

垄作栽培对高产田夏玉米光合特性及产量的影响

试验于2006-2007年在河南省浚县农业科学研究所试验田进行,以传统平作为对照,研究了垄作栽培对夏玉米光合特性和产量的影响.结果表明,垄作提高了夏玉米光合速率Pn、叶片蒸腾速率Tr和气孔导度Gs,且其日变化均呈单峰曲线,12:00达到最大值,而细胞间隙二氧化碳浓度Gi有所降低,其日变化与Pn相反,呈倒抛物线型.垄作栽培夏玉米的最大光化学效率Fv/Fm和实际光化学效率φPSⅡ均有所增加.与平作相比,垄作后期叶面积衰减较慢,籽粒蜡熟期和成熟期垄作比平作叶面积指数分别高6.4％和3.7％,减少了漏光损失,垄作栽培延长了叶片功能期,促进光合产物的积累及向籽粒的转移,有利于后期玉米籽粒充实,千粒重显著高于平作,产量提高9.6％.     

夏玉米群体光合速率特性及其与冠层结构、生态条件的关系

研究结果表明：高产夏玉米群体光合速率日变化呈单峰曲线。在水肥充足栽培条件下,光照强度是影响玉米群体光合速率的主导因素,最大自然光强下群体光合未测到光饱和点。群体光合速率随CO2浓度(50—900ppm范围)的增加而提高。土壤呼吸释放的CO2量占群体光合速率的11.68%。高产群体所形成的独特环境对单叶光合速率影响很大,群体生长下的单株,在8×104一9×104Lx光下的单叶光合速率为果穗叶高于下部和上部叶,品种、密度间差异不大;冠层自然状态下的单位叶面积光合速率上部叶却高于中、下部叶,高密度下,紧凑型品种高于平展型品种,低密度下则相反。     

施氮时期对高产夏玉米光合特性的影响

选用登海661(DH661)和郑单958(ZD958)为试验材料,研究了高产条件下施氮时期对高产夏玉米光合特性、产量和氮素利用率的影响.结果表明,分次施氮尤其是增加花后施氮较拔节期一次性施氮可提高产量9.3％-18.2％,氮肥偏生产力提高10.9％-17.5％.拔节期、大喇叭口期、花后10d按2∶4∶4施氮,DH661产量可达14188.9 kg/hm2;基肥、拔节期、大口期、花后10d按1∶2∶5∶2施氮,ZD958产量可达14529.6 kg/hm2.分次施氮较一次性施氮可延长灌浆期LAI高值持续期.花后施氮20％-40％较一次性施氮穗位叶Pn、φPSⅡ、NPQ和ETR分别提高了10.8％-24.1％,16.6％-25.1％、29.2％-45.3％和14.4％-25.8％,并保持了灌浆期RuBPCase和PEPCase较高活性,延缓了叶片衰老,提高了光能利用率.DH661较ZD958在相同的施氮方式下花后具有更高的光合性能.分次施氮及花后施氮可显著改善两个高产夏玉米品种光合特性,提高氮素利用率,提高产量.     

不同群体结构夏玉米灌浆期光合特征和产量变化

大田试验以夏玉米为试料,采用裂裂区试验设计,密度设计包含75000、90000\,105000株/hm² 3个密度作为主区,每个密度处理包括: ①等行距60 cm×单株留苗,②等行距60 cm×双株三角留苗,③宽窄行距(宽行70 cm + 窄行距50 cm)×单株留苗和 ④宽窄行距×双株三角留苗共12种方式进行处理,测定光合及叶绿素荧光参数。研究不同群体结构对夏玉米灌浆期群体光合特性的影响。结果表明,在吐丝期,随着种植密度的增加,群体光合速率提高;蜡熟期以90000株/hm²最高,种植方式上表现为宽窄行大于等行距种植,双株留苗种植方式大于单株种植方式,差异均达到显著水平;随着种植密度的提高,群体内3个层次叶片最大光能转换效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)逐渐降低,种植方式基本表现为宽窄行大于等行距,留苗方式表现为双株大于单株。试验条件下,以90000株/hm²,宽窄行,双株三角留苗产量最高。     

干旱胁迫对玉米苗期叶片光系统Ⅱ性能的影响

以陕单609为材料,采用盆栽试验,设置中度、重度干旱胁迫2个处理,研究干旱胁迫对苗期玉米叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)性能、干物质积累、保护酶活性及脯氨酸含量的影响.结果表明:随着干旱胁迫程度的增加,玉米于物质积累量、叶面积、株高下降显著;PSⅡ复合体的不稳定性加重(L-band ＞0),供体侧放氧复合体受到伤害(K-band ＞0),受体侧电子传递链受到抑制(Ψ0显著下降),进而导致光系统Ⅱ整体性能下降(PIABS显著下降).在中度和重度干旱胁迫下,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性,以及脯氨酸含量均显著增加,分别为对照的1.3、1.1、1.2、5.8倍和1.1、3.3、1.5、15.0倍.这表明干旱胁迫引起的玉米叶片光系统Ⅱ供受体侧的损伤是光系统Ⅱ性能下降的原因,导致玉米干物质生产下降,而保护酶和脯氨酸对玉米抵御干旱胁迫起到了积极的作用.     

黄瓜花叶病毒对烟草叶片和叶绿体光合活性的影响

研究了烟草（Ｎｉｃｏｔａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）感染黄瓜花叶病毒后烟草植株不同部位（顶层、中层、下层）中片的光合速率和叶绿体光化学反应的变化。感病的叶片净光合速率减少,顶层叶砬少最多。病毒侵染抑制ＰＳⅡ活性比ＰＳⅠ活性更明显,特别是顶层叶。叶绿素ａ荧光测定表明还原态Ｑ库减少,ＣＯ２同化减少。从低温荧光发射光谱图变化中发现能量分配受干扰。     

夏玉米叶片水分变化与光合作用和土壤水分的关系

叶片是光合作用的重要器官,其含水量的变化必将影响光合作用,但关于叶片水分变化对光合作用的影响报道较少。以华北夏玉米为研究对象,利用三叶期不同水分梯度的持续干旱模拟试验资料,分析夏玉米叶片水分变化及其与叶片净光合速率和土壤水分的关系。结果表明:夏玉米叶片净光合速率对叶片水分变化的响应显著且呈二次曲线关系,叶片含水量约为70.30%时,叶片净光合速率为零;叶片含水量与土壤相对湿度呈非直角双曲线关系,叶片最大含水量约为85.14%。研究结果可为准确描述叶片水分变化对光合作用的影响及客观辨识夏玉米干旱的发生发展及监测预警提供参考。     

密度、种植方式和品种对夏玉米群体发育特征的影响

在豫北高产灌区的生产条件下,以郑单958和浚单20为试验材料,研究了不同密度和种植方式对夏玉米群体发育特征的影响。结果表明:密度和种植方式对两个品种的株高、茎粗、穗位、叶面积指数(LAI)、叶绿素含量、干物质积累量、穗部性状、籽粒产量和经济系数的影响达到极显著水平。郑单958在宽窄行种植方式和90000株/hm2的密度下产量最高,达到14236.97kg/hm2,浚单20在宽窄行种植方式和82500株/hm2的密度下产量最高,达到13333.51kg/hm2。     

密度和种植方式对夏玉米酶活性和产量的影响

在豫北灌区的生产条件下,以郑单958和浚单20为试验材料,研究了不同密度和种植方式对夏玉米碳氮关键酶的影响。结果表明:生育后期夏玉米叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和籽粒蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)活性均呈先升高后降低的变化趋势,叶片NR和GS活性峰值出现在吐丝期,籽粒SPS和SS活性峰值出现在灌浆后15d。基因型、密度和种植方式对夏玉米生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性均有显著影响,而3因素间总体上没有显著的互作效应。郑单958生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性均显著高于浚单20,分别提高5.02%、7.40%、6.25%和4.43%。在6.75—9.00万株hm2的范围内,随着密度的增大,夏玉米生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性显著降低。与60cm等行距种植方式相比,80cm-40cm宽窄行种植方式下夏玉米生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性均显著提高,分别提高6.23%、9.25%、6.87%和2.84%。在采用宽窄行种植、密度为8.25万株hm2时,产量最高。     

大田增温对夏玉米光合特性的影响

在大田条件下研究了增温对两个夏玉米品种农大108(ND108)和掖单13号(YD13)光合特性及产量的影响.结果表明:大喇叭口期到成熟期增温显著降低了夏玉米籽粒产量,ND108和YD13的籽粒产量分别较对照降低了46.6%和45.1%;叶面积指数平均值分别降低了15.4%和11.5%;穗位叶叶片光合速率平均值分别降低了22.85%和18.14%;两个玉米品种叶片的叶绿素a和叶绿素b含量显著降低,但对叶绿素a的影响更显著.增温后玉米叶片的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)和核酮糖二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性都显著降低,ND108、YD13叶片的PEPCase和RuBPCase活性分别较对照降低了51.1%、32.4%和29.5%、7.7%.     

干旱胁迫对玉米叶片光合特性和穗发育特征的影响

玉米是需水量较大的粮食作物之一,拔节至开花的穗期是其一生中的需水临界期,研究玉米穗期对干旱胁迫的响应机制对提高玉米干旱适应性具有重要意义。以筛选后的干旱敏感自交系PH6WC(6WC)和抗旱自交系郑58(Z58)为试验材料,采用测坑控水试验,于穗期设置3个水分处理(正常灌水CK、轻度干旱LD、中度干旱MD),研究了穗期不同水分处理对雌雄穗发育特性、开花吐丝间隔以及穗位叶光合特性的影响。结果表明:LD对Z58的株高、雄穗生长特性、叶绿素相对含量和光系统II最大光化学效率没有显著影响,但雌穗长显著降低;MD显著降低了Z58的穗位叶光合特性、雌雄穗的穗长和干物质积累。对于6WC,LD抑制了其植株生长和穗的发育,使雌穗长、雌穗直径、雄穗长、干物质向穗的分配比率、穗位叶的叶绿素a、叶绿素b和光合性能综合指数(PI_ABS)分别降低了35.3%、11.8%、20.6%、25%、21.1%、20%、23.8%;干旱胁迫程度越重对6WC雌雄穗的发育影响越大。此外,LD与MD分别延长6WC的开花吐丝间隔期(ASI)至5天、9天,LD和MD分别延长Z58的ASI 0、3天。综上所述:穗期...     

弱光胁迫对玉米产量及光合特性的影响

通过在玉米授粉前0～14d、授粉后1～14d、授粉后15～28d3个时期分别进行遮光处理,研究了弱光胁迫对两个玉米品种费玉3号和泰玉2号产量及光合特性的影响.结果表明:各时期弱光胁迫均使玉米产量降低,其中授粉前0～14d弱光处理的产量降幅最大,费玉3号对弱光胁迫的反应较泰玉2号敏感.弱光胁迫后籽粒灌浆高峰出现时间延迟、灌浆速率慢、积累量小;弱光胁迫开始的时间越早,籽粒达到最大灌浆速率的时间(Tmax)越晚.弱光胁迫期内,玉米Chl(a b)、Chla/b、光合速率(Pn)、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)和光系统Ⅱ实际光化学效率(ФPSⅡ)显著下降,Chlb相对含量提高,胞间二氧化碳浓度(Ci)和非光化学淬灭系数(NPQ)则显著上升;胁迫结束后,玉米Chl(a b)、Chla/b、Pn、Fv/Fm、ФPSⅡ、Ci和NPQ逐渐恢复接近自然光照条件(CK)水平,而Chlb相对含量下降.表明非气孔因素是弱光胁迫下玉米光合速率降低的原因之一.     

密度与氮肥对关中灌区夏玉米(Zea mays L.)群体光合生理指标的影响

合理的密度是玉米构建良好群体结构、优化群体光合生理功能的基础,适宜的氮肥施用量是玉米进行光合生产的营养物质保障.运用作物群体生理学的方法,采用二次饱和D试验设计,研究了关中灌区夏玉米密度与氮肥耦合和群体光合生理指标的关系及其效应,明确了在关中灌区夏播条件下,在45000～75000株/hm2的密度范围内,密度与玉米籽粒产量、总干物质积累量(DMA)、吐丝期叶面积指数(MLAI)、总光合势(LAD)、平均作物生长率(CGR)为正相关,在45000～60000株/hm2的密度范围内,密度与玉米叶片平均净同化率(NAR)为正相关,而在60000～75000株/hm2的密度范围内,密度与玉米NAR为负相关;在氮素施用量≤600.0 kg/hm2的范围内,氮素施用量与玉米籽粒产量、DMA、CGR为正相关,在氮素施用量≤260.55 kg/hm2的范围内,氮素施用量与玉米MLAI、LAD为正相关,与玉米NAR为负相关,而在氮素施用量260.55～600.0kg/hm2的范围内,氮素施用量与玉米MLAI、LAD为负相关,与玉米NAR为正相关.密度对其影响较大的指标为:籽粒产量、DMA、LAD、CGR和MLAI , 影响较小的指标为:NAR;氮肥对其影响较大的指标为:DMA、CGR、籽粒产量、NAR,影响较小的指标为:LAD和MLAI .对籽粒产量和群体生理指标的综合影响效应,密度显著大于氮肥,玉米生产中,尤其要重视合理密植.通过对回归模型的解析,筛选确定了陕单8806玉米在关中灌区夏播中,实现高产的密度与氮肥耦合优化技术方案:合理密度为61713～66177株/hm2,适宜纯氮施用量为309.88～569.02kg/hm2.