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Effect of Spraying Alginate Enhancing Solution at Different Growth Stages on Photosynthetic Characteristics and Yield of Winter Wheat
TIANCuiling, TIANJialiang
Chin Agric Sci Bull ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (9) : 25-31.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Effect of Spraying Alginate Enhancing Solution at Different Growth Stages on Photosynthetic Characteristics and Yield of Winter Wheat
To explore the effect of alginate enhancing solution on the photosynthetic characteristics and yield of winter wheat, four different concentration treatments were set during the regreening stage, jointing stage and booting stage of winter wheat, which were 0 mg/kg (CK), 30 mg/kg (N30), 60 mg/kg (N60) and 90 mg/kg (N90). The indexes such as chlorophyll content, grain filling rate, dry matter accumulation and distribution, photosynthetic characteristics and yield among different treatments were studied. The results showed that spraying alginate enhancing solution could significantly increase the chlorophyll content of wheat flag leaves and the grain filling rate, especially in the late stage of flowering, it still maintained a significant advantage compared with CK. The dry matter accumulation of stem sheath + leaves, ear shaft + glume, grain and distribution ratio were significantly higher than those of CK, among which the advantage of N30 treatment at the jointing stage was the most obvious. In photosynthesis, spraying alginate enhancing solution significantly increased the net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Gs) and transpiration rate (Tr) of flag leaves, reduced the intercellular carbon dioxide concentration (Ci) of flag leaves, keeping the crops at a high photosynthetic rate all the time. In terms of yield and composition factors, there were no significant differences in the number of spikes and grains per spike among different concentration treatments compared with CK, but the thousand grain weight and yield were significantly higher than CK. Among them, spraying alginate enhancing solution at 30 mg/kg at the jointing stage had the best yield-increasing effect, with a yield of 8811.96 kg/hm2, which was 12.01% higher than that of the CK treatment in the same growth period. In summary, spraying alginate enhancing solution at 30 mg/kg at the jointing stage is a more reasonable fertilization scheme.
growth period / alginate enhancing solution / winter wheat / photosynthetic characteristics / yield
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薛远赛, 彭科研, 陈希彦, 等. 沟播对中轻度盐碱地小麦土壤养分、叶片荧光动力学参数及产量的影响研究[J]. 中国农学通报, 2024, 40(22):1-7.
本研究旨在探讨适用于中轻度盐碱地条件的小麦播种方式，以‘青麦6号’为实验品种，比较传统平播(CK)、双行沟播(T<sub>1</sub>)和三行沟播(T<sub>2</sub>)3种种植方法，研究沟播对‘青麦6号’荧光动力学参数及产量的影响。研究结果显示，沟播方式显著提高了同一土层的土壤含水量以及土壤全氮、速效氮、速效磷和速效钾等养分含量；在叶片荧光动力学参数方面，所有处理的小麦旗叶的光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递效率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)均呈现增长趋势，而有效光化学量子产量(Fv'/Fm')则呈下降趋势，其中T<sub>2</sub>处理的降低幅度最小。籽粒灌浆数学模型表明，T<sub>2</sub>处理在最大灌浆速率和灌浆持续天数上优于其他处理；在产量构成要素方面，沟播处理的公顷穗数与平播处理差异显著，而穗粒数和千粒重的差异不显著。与CK处理相比，T<sub>1</sub>处理增产7.53%，T<sub>2</sub>增产12.06%。综上所述，沟播是一种适合盐碱地小麦种植的方法，尤其是三行沟播(T<sub>2</sub>)是较优的种植模式。
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张运红, 杨占平, 郑春风, 等. 几种生物刺激素对小麦产量形成及品质的调控[J]. 麦类作物学报, 2019, 39(11):1333-1342.
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王淳, 孟庆敏, 高丽超, 等. 海藻酸与控释尿素配施对小麦玉米产量及土壤养分的影响[J]. 水土保持学报, 2021, 35(5):280-288.
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尹焕丽, 岳艳军, 常凤, 等. 新型尿素对冬小麦产量及氮素吸收利用的影响[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(5):145-152.
为明确新型尿素在冬小麦的应用效果，采用田间试验，研究了普通尿素（Urea）、控失尿素（LCUrea）、海藻酸尿素（HUrea）、聚能网尿素（NUrea）、含锰尿素（MnUrea）、控失尿素一次施肥（LCUrea1）、普通尿素+等量锰（Urea+Mn）和不施肥（CK）对冬小麦产量、叶片SPAD、叶片光合生理特性和氮素吸收利用的影响。结果表明，LCUrea和HUrea处理较Urea处理的小麦拔节期叶片SPAD分别显著提高1500%和1300%，灌浆期净光合速率分别显著增加3304%和2076%，气孔导度分别显著提高2609%和2174%，氮素积累量分别显著增加1439%和1236%，氮肥利用率分别提高4575%和3902%。NUrea和MnUrea处理与Urea处理的产量无显著差异，LCUrea和HUrea处理较Urea处理显著增产1449%和1333%。控失尿素和海藻酸尿素能够有效提高穗数，改善冬小麦光合生理特性，促进氮素吸收利用，提高冬小麦产量和氮肥利用率，可在豫北潮土区推广应用。
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张富源, 叶赟, 王丽, 等. 增效复合肥减氮施用对小麦-玉米产量和养分效率的影响[J]. 安徽农业大学学报, 2022, 49(3):388-394.
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王海标, 张博, 陶静静, 等. 海藻酸复混肥对夏玉米产量及养分吸收利用的影响[J]. 农学学报, 2017, 7(10):25-29.
为明确夏玉米施用海藻酸复混肥的增产效果，通过田间试验，以浚单29为材料，利用数理统计、对比分析方法，研究了海藻酸包膜BB肥、常规BB肥、海藻酸包膜复合肥、常规复合肥4种肥料对鹤壁和许昌两地夏玉米产量、地上部生物量、养分积累量、SPAD值等的影响。结果表明，鹤壁和许昌夏玉米施肥分别显著增产8.80%~15.41%和21.21%~35.85%，海藻酸包膜BB肥较等养分常规BB肥分别增产5.70%和5.22%；海藻酸包膜复合肥较常规复合肥产量显著增加5.98%和13.37%，施海藻酸复混肥提高了夏玉米叶绿素含量，促使氮磷钾养分积累量分别增加3.76%~17.03%、6.29%~27.14%和3.70%~9.33%，协同提高了千粒重与穗粒数，且减量施肥20%产量差异不显著。综合考虑产量、肥料投入与环境压力，豫北和豫中地区夏玉米推荐施用海藻酸复合肥600 kg/hm2。
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张运红, 和爱玲, 杨占平, 等. 海藻酸钠寡糖灌根处理对小麦光合特性、干物质积累和产量的影响[J]. 江西农业学报, 2018, 30(11):1-5.
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王金刚, 姜艳, 田甜, 等. 减氮配施生物刺激素对棉花产量及氮肥吸收利用的影响[J]. 棉花学报, 2021, 33(3):209-223.
【目的】花生产中氮肥施用过量现象普遍存在。研究减氮配施不同生物刺激素黄腐酸（Fulvic acid,简称F）、壳聚糖（Chitosan,简称C）、海藻酸（Alginic acid,简称A）对棉花的生长发育及其氮素利用的影响,旨在为棉田氮素优化管理和减氮增效提供理论依据。【方法】设置棉花大田氮肥常规施用量（360 kg·hm<sup>-2</sup>,N<sub>1</sub>）、减量20%（288 kg·hm<sup>-2</sup>,N<sub>0.8</sub>）和减量40%（216 kg·hm<sup>-2</sup>,N<sub>0.6</sub>）叶面配施生物刺激素（不施刺激素0 g·kg<sup>-1</sup>,S<sub>0</sub>;黄腐酸0.12 g·kg<sup>-1</sup>,F;壳聚糖0.1 g·kg<sup>-1</sup>,C;海藻酸0.24 g·kg<sup>-1</sup>,A）,分析棉花干物质积累量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、根系形态,收获期棉花产量、氮肥吸收总量及利用效率。【结果】适量减氮配施壳聚糖、黄腐酸和海藻酸均可促进棉花的生长,提高产量和收获期氮肥利用效率。其中,减氮40%配施壳聚糖（N<sub>0.6</sub>C）处理下棉花株高、干物质积累量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、产量及氮肥吸收总量均最高。初花期至盛铃期,减氮40%配施壳聚糖（N<sub>0.6</sub>C）处理的棉铃可溶性蛋白含量较N<sub>0.6</sub>S<sub>0</sub>提高41.39%,铃数、铃重和单株籽棉产量分别为7.85、6.79 g和46.47 g,较N<sub>0.6</sub>S<sub>0</sub>显著提高19.33%、25.60%和58.87%;减氮40%配施壳聚糖（N<sub>0.6</sub>C）处理在棉花收获期氮肥吸收总量最大,为10.28 g,较N<sub>0.6</sub>S<sub>0</sub>显著提高193.71%,氮肥偏生产力、氮肥农学效率、氮肥表观利用率分别较N<sub>0.6</sub>S<sub>0</sub>提高38.76%、116.45%、88.60%。减氮20%配施黄腐酸（N<sub>0.8</sub>F）对根系形态改善幅度最大,其处理的棉株根表面积、根长度、根体积、平均直径、根尖数、分支数分别为263.91 cm<sup>2</sup>、183.58 mm、0.21 mm<sup>3</sup>、0.39 cm、4 073和4 842,分别较N<sub>0.8</sub>S<sub>0</sub>提高了63.56%、28.96%、305.74%、103.22%、100.16%、105.69%。减氮20%配施海藻酸（N<sub>0.8</sub>A）较 N<sub>0.8</sub>S<sub>0</sub>显著增加棉花铃重和铃数,提高籽棉产量和氮肥利用效率。【结论】适量减氮配施壳聚糖、黄腐酸和海藻酸促进棉花株高、叶绿素含量,协调各营养器官干物质量和可溶性蛋白向铃转运,促进成熟期氮肥积累,增加铃重和铃数,提高产量和氮肥利用效率。
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赵中亭, 许向阳, 张志恒, 等. 几种生物叶面肥喷施对棉花生长发育和产量的影响[J]. 棉花科学, 2018, 40(3):20-25.
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薛远赛, 刘义国, 张玉梅, 等. 沟播对耐盐性小麦品种青麦6号干物质积累及籽粒灌浆的影响[J]. 麦类作物学报, 2016, 36(12):1-6.
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梁靖越, 张敬昇, 王昌全, 等. 控释尿素对小麦籽粒产量和氮素利用率的影响[J]. 核农学报, 2018, 32(1):157-164.
为探究小麦高产优质生产中控释掺混尿素的最佳施用比例,本试验以内麦836为材料,研究了不同比例控释尿素,即常规尿素施肥(对照,CK)、控释尿素添加比例分别为0%(N1)、10%(N2)、20%(N3)、40%(N4)、80%(N5)、100%(N6)对小麦籽粒产量、干物质积累及分配、氮素积累特征以及氮素利用率的影响。结果表明,施用控释尿素能显著增加小麦成熟期旗叶长、叶宽、叶面积以及小麦分蘖期后各生育期地上部干物质积累量和氮素积累量,其中N4综合增效最显著。与对照相比,添加20%以上控释尿素处理能够显著提高氮肥利用率,以N4效果最好,氮肥偏生产力(NPFP)、氮肥农学利用率(NAE)、氮肥表观利用率(NRE)分别提高了14.21%、27.26%、29.85%。随着控释尿素配比的增加,小麦产量呈先增加后下降的趋势,以N4最优,与CK相比增产14.23%。综上,一次性基施60%尿素掺混40%控释尿素有利于促进小麦旗叶伸长,增加小麦干物质积累,提高氮素利用率,减少劳动投入,可作为小麦高效简化施肥技术进行推广。本研究为小麦高产优质生产中氮肥的合理利用提供了科学依据。
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李哲, 姜沣益, 代梦雪, 等. 外源海藻糖对高温胁迫小麦干物质积累和籽粒灌浆的影响[J]. 麦类作物学报, 2022, 42(5):614-622.
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黄亚茹, 徐鹏, 王乐乐, 等. 外源海藻糖对粳稻品系W1844籽粒灌浆特性及产量形成的影响[J]. 中国水稻科学, 2023, 37(4):379-391.
【目的】 明确外源海藻糖对大穗型粳稻籽粒灌浆结实的影响。【方法】 以大穗型粳稻品系W1844为试验材料，在孕穗末期叶面喷施浓度分别为0、15、30、50、70、100 mmol/L的海藻糖，分别标记为T<sub>0</sub>、T<sub>15</sub>、T<sub>30</sub>、T<sub>50</sub>、T<sub>70</sub>、T<sub>100</sub>。研究不同浓度海藻糖对大穗型粳稻W1844光合特性、茎鞘物质积累与转运、籽粒灌浆特性和产量的影响。【结果】 1）喷施不同浓度海藻糖均能提高水稻产量，以T<sub>50</sub>处理的水稻产量最高。与T<sub>0</sub>相比，T<sub>50</sub>处理下的产量平均增加7.71%，强势粒的结实率与千粒重分别提高4.36%和5.92%，弱势粒的结实率与千粒重分别提高11.98%和10.01%。由此可见，海藻糖对弱势粒灌浆结实的改善效果更好。2）海藻糖处理改变了籽粒灌浆特性。与T<sub>0</sub>相比，T<sub>50</sub>处理下强、弱势粒达到最大灌浆速率的时间分别缩短了3.70 d与3.93 d；灌浆前期强、弱势粒的平均灌浆速率分别提高了16.57%、28.03%；灌浆中期强、弱势粒平均灌浆速率分别提高了20.74%、24.54%。此外，T<sub>50</sub>处理下，强、弱势粒达到最大灌浆速率时的粒重分别比T<sub>0</sub>增加了6.74%和7.36%。3）海藻糖处理显著提高水稻剑叶的光合特性。T<sub>50</sub>处理下水稻叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率分别比T<sub>0</sub>平均提高了31.08%、42.58%和10.42%。4）海藻糖处理促进了抽穗期茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)的积累与转运。与T<sub>0</sub>处理相比，T<sub>50</sub>处理下抽穗期茎鞘NSC含量平均增加11.63%，茎鞘物质转运量平均提升28.52%，且对籽粒贡献率增加18.18%。这可能是由于茎鞘蔗糖转运基因OsSUT2、OsSUT4和OsSUT5上调表达，促进了茎鞘的物质转运。【结论】 外源海藻糖可有效地改善大穗型粳稻的灌浆结实，这可能是由于海藻糖处理能提高剑叶净光合速率，上调蔗糖转运基因的表达，促进茎鞘NSC的积累与转运，从而加快了强、弱势粒的灌浆，提高了其结实率和粒重。在本研究条件下，50 mmol/L海藻糖处理对大穗型水稻W1844籽粒灌浆结实的改善效果最好。
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