不同产量潜力小麦品种氮素积累与转运的差异

为探明不同产量潜力小麦品种氮素积累与转运的规律,于2019-2020年度小麦生长季,以3个产量潜力不同的小麦品种烟农1212、济麦22和良星99为供试材料,分析了3个小麦品种氮素积累、转运和籽粒产量的差异。结果表明,烟农1212在小麦拔节至开花期和开花至成熟期植株氮素积累速率显著高于济麦22和良星99,开花期和成熟期植株氮素积累量也显著高于其他两个品种;在开花后0~7 d,籽粒氮素积累量和积累速率在3个品种间无显著差异,花后7~14 d,两个指标在烟农1212和济麦22间无显著差异,但均显著高于良星99,花后21~35 d,烟农1212的籽粒氮素积累量和积累速率显著高于其他两个品种。烟农1212花前氮素转运量和开花后氮素积累量均最高。相关分析表明,籽粒产量与开花期和成熟期的氮素积累量呈极显著正相关,烟农1212较济麦22和良星99分别增产9.32%和14.10%,获得最高的氮素吸收效率、氮素收获指数和氮肥偏生产力。在本试验条件下,烟农1212是开花期和成熟期氮素积累量、花前氮素转运量和产量最高的小麦品种。     

氮肥和密度对冬小麦光合生理和物质积累的影响

为给小麦高产栽培中氮肥和密度科学管理提供参考,以矮抗58和周麦22号为材料,研究了施氮量和播种密度对小麦植株光合生理、物质积累及产量性状的影响.结果表明,适量增施氮肥和增加密度能显著提高小麦叶面积指数、叶片叶绿素含量、净光合速率和群体干物质积累量,使植株在灌浆期仍能保持较高的光合能力,促进花后干物质的积累,有利于产量的提高.不同品种的籽粒产量对氮肥和密度的响应存在差异,周麦22号的平均籽粒产量高于矮抗58.在本研究条件下,矮抗58籽粒产量在375万基本苗·hm-2和360 kg·hm-2施氮量处理组合下最高;周麦22号籽粒产量在225万基本苗·hm-2扣240 kg·hm 2施氮量处理组合下最高.     

不同土壤肥力麦田小麦干物质生产和产量的差异

为明确不同土壤肥力下小麦干物质生产和产量的差异,于2019-2020年小麦生长季,选择了产量潜力分别为10 500 kg·hm^-2和9 000 kg·hm^-2的超高产土壤肥力和高产土壤肥力两种麦田,以济麦22为材料,比较分析了不同土壤肥力麦田小麦的群体动态、干物质生产、籽粒灌浆特性、穗部特征和产量构成的差异。结果表明,与高产土壤肥力相比,超高产土壤肥力增加了小麦拔节至成熟期的干物质积累量及成熟期干物质在籽粒中的分配量,促进了小麦开花前营养器官储存同化物在开花后向籽粒的转运量和开花后的光合物质同化量,提高了收获指数;超高产土壤肥力使籽粒在灌浆中后期维持较高的灌浆速率,延长了活跃灌浆期,提高了粒重。超高产土壤肥力通过增加单位面积的穗数和千粒重,实现小麦高产。     

分蘖和拔节期干旱对小麦植株氮素积累转运的影响

为明确分蘖和拔节期干旱对小麦氮素积累转运的影响,采用盆栽试验,以扬麦13和扬麦16为材料,研究了小麦分蘖和拔节期轻度和重度干旱条件下产量、氮代谢相关酶活性、氮素积累和转运的特征。结果表明,分蘖和拔节期干旱对两个小麦品种植株氮素积累转运的影响基本一致,分蘖和拔节期轻度干旱对小麦籽粒产量和蛋白产量影响不显著,而重度干旱可显著降低籽粒产量和蛋白产量。两时期干旱处理均显著降低小麦叶片硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性,且重度干旱降幅更大;胁迫解除后,叶片NR和GS活性增强。分蘖期轻度干旱提高了分蘖-拔节、拔节-开花阶段植株氮素积累量,而拔节期轻度干旱提高了拔节-开花、开花-成熟阶段的氮积累量。分蘖期轻度干旱提高了花前氮素转运量及其对籽粒贡献率;拔节期轻度干旱提高了花后氮素积累量及其对籽粒氮贡献率,而降低花前氮素转运量。成熟期籽粒氮素积累量与籽粒产量和蛋白产量均呈显著正相关。分蘖期和拔节期轻度干旱解除后,植株氮代谢相关酶活性增强,有利于植株氮素积累,并协调花前和花后氮素积累对籽粒氮贡献,从而获得高籽粒产量和蛋白产量。     

花后弱光对江汉平原稻茬小麦的产量及碳、氮分配效应的影响

为了探究连阴雨天气弱光逆境导致小麦减产的机理，于2017-2018年度对长江中下游流域适宜推广的48个小麦品种开展了灌浆期全程遮光试验（遮去自然光强的45%），初步筛选出两个弱光敏感品种（扶麦1228和生选6号）和两个弱光钝感品种（襄麦55和扬麦158），2018-2019年以此4个品种和江汉平原主推品种郑麦9023为供试材料，研究了开花期至成熟期遮光对小麦干物质积累与分配、植株氮素转运及籽粒产量的影响。结果表明：（1）花后遮光后小麦籽粒产量显著降低，两年度5个品种平均减产49.1%～61.1%，千粒重平均下降34.4%～42.5%，遮光对穗数和穗粒数的影响两年度均未达0.05显著水平。（2）花后遮光抑制了小麦干物质的积累，显著减少各营养器官干物质积累量，使成熟期干物质积累总量较CK平均下降23.4%，降低籽粒灌浆速率。花后遮光增大了营养器官花前同化物的转运量及其对籽粒产量的贡献率，而减少了花后光合同化物量及其贡献率，降低收获指数。（3）花后遮光后营养器官中氮素向籽粒的再分配受抑，较多的氮素滞留在营养器官中，茎鞘氮素积累量平均增加了88.0%，穗轴与颖壳次之，叶片增加了32.8%。遮光导致各营养器官花前贮存氮素向籽粒的转运量和转运效率均显著下降，使籽粒氮素积累对花后吸收氮素的依赖加大。总之，花后遮光会导致小麦显著减产，其主要原因是粒重大幅度下降；遮光加大了籽粒干物质积累对花前碳水化合物再分配的依赖，以及籽粒氮素积累对花后氮素吸收的依赖。襄麦55和扬麦158遮光条件下籽粒产量下降幅度较小，是稻麦周年高产适宜推广品种。     

长江中游不同品质类型小麦产量形成及氮素吸收利用对氮肥的响应

为探究长江中游不同品质类型小麦产量形成和氮素吸收利用对氮肥的响应,选用强筋品种郑麦9023、中筋品种鄂麦596和弱筋品种扬麦13为供试材料,设置0、60、180和360 kg·hm^-2共4个施氮水平,分析了不同施氮水平下各小麦品种的产量、干物质积累分配、氮素吸收分配及利用率的差异。结果表明,与不施氮处理相比,施氮处理下郑麦9023、鄂麦596和扬麦13的籽粒产量均显著提高,增幅分别为34.8%～152.0%、30.8%～160.5%和34.6%～137.3%,穗粒数增加是施氮增产的主要原因。增施氮肥显著增加了小麦开花前和成熟期干物质积累量,促进了花前干物质向籽粒的转运。施氮也显著提高了三个品种的籽粒氮素积累量,但显著降低了氮肥偏生产力。品种间比较,鄂麦596的平均产量比郑麦9023和扬麦13分别高14.0%和21.8%,主要得益于其较高的穗粒数、千粒重以及干物质积累量;鄂麦596的花前氮素转运量及转运效率、氮肥偏生产力、氮肥农学利用率均高于其余两个品种,但花后氮素吸收量和氮肥回收率较低。这说明,施氮对不同品质类型小麦产量形成、干物质和氮素积累分配以及氮素利用效率的...     

基于高光谱遥感的小麦叶片含氮量监测模型研究

为了在作物氮素管理中实现叶片氮含量的实时无损估测,以不同类型小麦品种在不同施氮水平下连续3年田间试验为基础,研究了小麦叶片氮含量与冠层高光谱参数的定量关系.结果表明,叶片氮含量随着施氮水平的增加而提高,冠层光谱反射率在不同叶片氮含量水平下存在明显差异.叶片氮含量的敏感波段主要存在于近红外平台和可见光区,其中,红边区域最为显著.红边及面积类参数REPIE、SDr-SDb和FD729与叶片氮含量关系密切,方程拟合决定系数R2分别为0.829、0.806和0.856,估计标准误差SE分别为0.278、0.295和0.271;模拟宽光谱波段组合类参数方程拟合精度较低,标准误差较大,以AVHRR-GVI为变量模拟方程,R2 和SE分别为0.786和0.315;多波段组合类参数方程拟合效果较好,以mND705为变量建立方程,其R2 和SE分别为0.836和0.275.经不同年际独立数据检验,红边及面积类参数表现最好,以REPIE、SDr-SDb和FD729三个参数为变量,模型预测的RMSE分别为0.418、0.380和0.395,相对误差RE分别为14.4%、15.1%和15.2%;模拟宽光谱波段组合类参数与多波段组合类参数比较,模拟宽光谱波段组合模型预测效果更好,以AVHRR-GVI 和mND705为变量建立模型,RMSE分别为0.436和0.408,RE分别为17.3%和16.7%.以上结果表明,红边及面积类参数与叶片氮含量关系密切且表现稳定,利用REPIE、SDr-SDb和FD729三个参数可以对小麦叶片氮含量进行可靠的监测.     

高产小麦花后植株氮素累积、转运和产量的水氮调控效应

为给高产小麦合理灌溉和氮肥施用提供科学依据,以小麦品种豫麦49-198为材料,在豫北高产麦田研究了不同水、氮处理对小麦花后植株氮素吸收、累积和转运的影响。试验采取灌水与施氮量两因子裂区设计,其中灌水为主区,设全生育期不灌水(W0)、拔节期灌1水(W1)和拔节水+开花水灌2水(W2)3个水平;施氮量为副区,设置4个水平,即每公顷施纯氮量0kg(N0)、180kg(N1)、240kg(N2)和300kg(N3)。结果表明,W1和W2下小麦籽粒产量较W0分别提高16.6%和25.6%,蛋白质产量分别提高14.2%和19.2%。籽粒产量和蛋白质产量的提高与氮素积累和转运有关。灌水增加了茎鞘、叶片和颖轴的氮素累积量,提高了茎鞘氮素转运效率和贡献率,但减小了叶片氮素转运量、转运效率和贡献率。施氮可显著增加小麦花后植株氮素累积量及氮素转运量,进而提高小麦籽粒氮素累积量和蛋白质产量。与N0相比,成熟期N1、N2和N3籽粒氮素累积量分别增加44.9%、59.3%和60.2%,叶片贡献率分别增加60.2%、40.9%和61.5%,籽粒产量分别提高75.3%、73.5%和79.8%。水氮互作显著影响叶片氮素累积量和氮素转运效率,但对籽粒产量和蛋白质产量影响不显著。综合来看,在豫北高产条件下,不灌水或灌1水时小麦适宜施氮量为180~240kg·hm-2,灌2水时适宜施氮量为240kg·hm-2。     

旱地不同产量水平小麦的产量构成及氮素吸收利用的差异

为明确不同产量水平旱地小麦的氮素吸收利用特征,于2015-2016年和2016-2017年,在位于河南西部雨养旱地小麦主产区且种植洛旱6号的36个农户田块取样调查,按照籽粒产量分成低产、中产、高产3组,比较其产量构成、氮素积累转运特性以及氮素利用效率。结果表明,高产组的籽粒产量分别较低产、中产组高75%～93%和17%～37%,高产组的穗粒重和生物量均显著高于中产、低产组,千粒重显著高于中产组,穗数、穗粒数均显著高于低产组。高产组小麦主要生育时期以及各生育阶段的氮素积累量、花后茎叶氮素转运量和花后氮素积累贡献率均较高,但出苗至拔节期的氮素积累比例较低。2个调查年度,高产组小麦成熟期氮素积累量分别较低产、中产组高57%和17%,氮素籽粒生产效率分别高17%和12%,生产百公斤籽粒需氮量则分别低15%和6%;高产组的氮素干物质生产效率和氮肥偏生产力分别较低产组高9%和20%。由此可见,拔节期、拔节至开花期与开花至成熟期较高的氮素积累量、茎叶氮素转运量、花后氮素积累贡献率是旱地小麦高产的重要氮素特征,提高旱地中产、低产田的小麦产量,应在增加穗数、穗粒数、穗粒重和生物量的同时提高氮素利用效率。     

晚播条件下施氮量对稻茬小麦氮素吸收及产量的影响

为给安徽省江淮稻麦轮作区域晚播稻茬小麦高产栽培的氮肥合理施用提供依据,选用当地主栽品种扬麦18和皖垦麦076为试验材料,设置5个施氮水平(0、90、180、270和360 kg·hm~(-2)),分析施氮量对晚播小麦氮素积累与分配、糖氮比、氮素同化酶活性及产量的影响。结果表明,增施氮肥能显著提高小麦各器官的氮积累量以及营养器官花前贮存氮素转运量、转运效率和转运氮素对籽粒氮素的贡献率,氮素收获指数随着施氮量的增加而降低。随施氮量的增加,小麦各生育时期不同器官的糖氮比值显著降低。小麦的氮素分配比例在生育前期以叶片最高,成熟期籽粒中氮素分配比例显著高于其余部位,而小麦的可溶性糖分配比例在生育前期以茎鞘最高,成熟期籽粒较高。在0～270 kg·hm~(-2)施氮量范围内,增施氮肥后,两个小麦品种的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性均显著提高,穗数、穗粒数和籽粒产量均明显增加。继续增加施氮量至360kg·hm~(-2)时,氮素同化酶活性和产量无显著变化,说明施氮过多对小麦氮素同化和产量无益。土壤氮贡献率、氮肥农学利用效率和氮素偏生产力均随施氮量增加而降低。推荐江淮区域稻茬小麦晚播条件下适宜施氮量为180～270kg·hm~(-2)偏下限,可兼顾高产及氮素高效吸收和利用。     

关中冬小麦叶片氮素含量高光谱遥感监测模型

为给黄土高原大范围的冬小麦氮素营养遥感监测提供理论依据,通过田间试验,研究了冬小麦叶片氮素含量遥感监测的最佳生育时期、最敏感波段及其他最优光谱参量。结果表明,灌浆期是利用高光谱遥感监测冬小麦叶片氮素营养状况的最佳生育时期;在拔节、抽穗和灌浆期680nm波段光谱反射率R680均能较好地反映冬小麦叶片氮素含量,基于光谱位置以及叶面积指数的光谱参量也能较好地反映冬小麦叶片氮素含量。拔节期、抽穗期和灌浆期分别以680nm波段光谱反射率R680、绿峰反射率Rg和植被指数(SDr-SDb)/(SDr+SDb)对小麦叶片氮素含量的拟合效果最佳,其回归方程分别为Y=27.54-280.247 X+1456.245 X2、Y=8.632 X-0.24和Y=25.83 X1.012。     

有机肥化肥配施的双季晚稻群体冠层光谱特征研究

以不同施肥模式为基础,分析了晚稻群体冠层光谱反射率、一阶微分光谱和归一化光谱特征,并对叶片氮含量、氮积累量、产量、叶面积指数和叶干物质积累进行了相关性分析,构建了以高光谱特征参数为自变量的水稻氮素营养诊断模型。结果表明,叶片氮素含量与665 nm处冠层光谱反射率呈极显著相关性(p0.001),与554 nm和672 nm处的一阶微分光谱也呈极显著相关性(p0.001);以λr构建的指数函数y=684.91e0.028x,决定系数(R2)为0.90、(SDr-SDb)/(SDr+SDb)构建的指数函数y=0.66e0.11x,决定系数(R2)为0.88,均能很好地诊断在有机肥和无机肥配施模式下的水稻氮素营养。     

不同冬小麦品种株高的高光谱估算模型

为建立小麦株高的高光谱估算适宜模型,通过连续两年田间不同品种试验,在拔节至抽穗期同步测定小麦冠层高光谱数据和株高,并对两者的关系进行系统分析。结果表明,小麦株高与可见光波段呈负相关,与近红外波段呈正相关,与可见光波段的相关性总体上高于近红外波段。株高可以利用统一的光谱参数进行定量反演,其中以F698、D550、Dy、λr、SDr/SDb和(SDr-SDb)/(SDr+SDb)等光谱参数拟合效果较好。经两年的独立试验数据检验表明,以参数F698、D550、Dy及(SDr-SDb)/(SDr+SDb)为变量建立的株高估算模型表现较为稳定,尤其是以光谱参数(SDr-SDb)/(SDr+SDb)建立的模型,建模决定系数为0.85,预测决定系数和均方根偏差分别为0.86和4.27,相对误差为9%。因此,该参数可以作为估测小麦株高的有效光谱参数,对小麦生长中期的株高进行监测。     

高温胁迫下水稻产量的高光谱估测研究

为了定量分析不同生育期冠层反射光谱参数与水稻产量及产量构成要素的相互关系,确定能够准确预测高温胁迫下水稻籽粒产量的敏感光谱参数,通过盆栽试验,测定了孕穗期4种温度胁迫处理后的2个水稻品种不同生育期冠层高光谱反射率以及成熟后的理论产量、实际产量、穗数、每穗粒数、千粒重、穗长、穗干质量和结实率。结果表明,相对于蜡熟期的光谱参数,抽穗期和灌浆期的光谱参数与理论产量、实际产量、穗数、每穗粒数、千粒重、穗长、穗干质量以及结实率的相关性都较高,均达到显著水平。此两个时期可以作为预测水稻产量的关键时期。其中,差值植被指数DVI[810,A(450,560,680)]、垂直植被指数PVI(810,680)、红边幅值Dλred和红边峰值面积可以同时预测成熟水稻的理论产量和实际产量。而差值植被指数DVI(810,450)和DVI(810,560)、垂直植被指数PVI(810,680)和Dλred可以同时预测成熟水稻的穗数、每穗粒数和千粒重。相对于灌浆期的模型,抽穗期的模型能较可靠地监测水稻产量。     

Analysis of Common Canopy Reflectance Spectra for Indicating Leaf Nitrogen Concentrations in Wheat and Rice

Abstract

Non-destructive monitoring and diagnosis of plant nitrogen (N) concentration are of significant importance for precise N management and productivity forecasting in field crops. The present study was conducted to identify the common spectra wavebands and canopy reflectance spectral parameters for indicating leaf nitrogen concentration (LNC, mg N g-¹ DW) and to determine quantitative relationships of LNC to canopy reflectance spectra in both rice (Oryza sativa L.) and wheat (Triticum aestivum L.). Ground-based canopy spectral reflectance and LNC were measured with seven field experiments consisting of seven different wheat cultivars and five different rice cultivars and varied N fertilization levels across three growing seasons for wheat and four growing seasons for rice. All possible ratio vegetation indices (RVI), difference vegetation indices (DVI), and normalized difference vegetation indices (NDVI) of key wavebands from the MSR16 radiometer were calculated. The results showed that LNC of wheat and rice increased with increasing N fertilization rates. Canopy reflectance, however, was a more complicated relationship under different N application rates. In the near infrared portion of the spectrum (760?1220 nm), canopy spectral reflectance increased with increasing N supply, whereas in the visible region (460?710 nm), canopy reflectance decreased with increasing N supply. For both rice and wheat, LNC was best estimated at 610, 660 and 680 nm. Among all possible RVI, DVI and NDVI of key bands from the MSR16 radiometer, NDVI(1220, 610) and RVI(1220, 610) were most highly correlated to LNC in both wheat and rice. In addition, the correlations of NDVI(1220, 610) and RVI(1220, 610) to LNC were found to be higher than those of individual wavebands at 610, 660 and 680 nm in both wheat and rice. Thus LNC in both wheat and rice could be indicated with common wavebands and vegetation indices, but separate regression equations are necessary for precisely describing the dynamic change patterns of LNC in wheat and rice. When independent data were fit to the derived equations, the root mean square error (RMSE) values for the predicted LNC with NDVI(1220, 610) and RVI(1220, 610) relative to the observed values were 10.50% and 10.52% in wheat, and 13.04% and 12.61% in rice, respectively, indicating a good fit. These results should improve the knowledge on non-destructive monitoring of leaf N status in cereal crops.     

春季氮肥和多效唑调控对小麦生育和产量的影响

为明确春季调控措施对冬小麦生长发育和籽粒产量的影响,以冬小麦品种石新828为材料进行田间试验,4个处理分别为:起身期追全部氮肥(除基肥外,下同)并叶面喷多效唑(N1);起身期追2/3氮肥并喷多效唑+拔节期追1/3氮肥(N2);起身期追1/3氮肥+拔节期追2/3氮肥(N3);拔节期追全部氮肥(N4)。生育期间测定群体和个体生育特性,成熟期调查产量性状。结果表明,N1和N2处理小麦拔节期的总茎数、叶面积指数(LAI)和干物质积累量均显著高于N4和N3处理。孕穗期N4和N3处理小麦的总茎数、LAI和干物质积累量显著高于N1和N2处理。开花到成熟期各处理的总茎数、LAI和干物质积累量差异均不显著。孕穗期前,不同处理的株高差异不显著,孕穗期后,N4处理的株高最高,且显著高于N1处理。各处理基部节间直径和中上部节间长的差异不显著,N4处理基部第一节间长度显著大于其他处理。随追氮时期前移或前期施氮量增多,不孕小穗数减少,结实小穗和穗粒数增加,N1比N4处理不孕小穗数显著减少,结实小穗和穗粒数显著增多。N1处理小麦成熟期的千粒重最高,且显著高于N4处理。N1处理的籽粒产量最高,且显著高于N3和N4处理。起身期追氮配合多效唑调控,可以获得比拔节期追氮更高的穗粒数和千粒重,从而获得更高的产量。     

不同春生叶龄期追氮对冬小麦产量形成和抗倒性能的影响

为明确兼顾冬小麦高产和抗倒伏的春季最佳追氮时期,设置品种、追氮期二因素裂区试验,其中,2015-2016年以山农16（SN16）和石新828（SX828）2个品种为主区,2016-2017年以藁优2018（GY2018）、科农2009（KN2009）和石4366（SH4366）3个品种为主区,两年均以春3、4、5、6叶伸出时分别追施总施N量240 kg·hm^-2中的50%氮肥（分别用N3～N6表示）为副区。在关键生育时期调查群体总茎数,成熟期调查茎秆抗倒伏相关性状及产量构成因素。结果表明,拔节至孕穗期一般以N3或N4处理总茎数最多,开花至成熟期一般以N4处理的穗数最多,N5处理的成穗率最高;孕穗期至开花后24 d,N4处理的叶面积指数（LAI）最大,N6处理的最小;大部分品种以N4处理的株高最高,不同叶龄期追氮处理的重心高度则因品种而异;N4处理小麦基部第2节间最长,节间充实度和机械强度最小,N3和N4处理的抗倒指数最低。抗倒指数和机械强度与株高、重心高度、节间长度均呈极显著负相关,与节间直径、茎壁厚度和充实度均呈极显著正相关。不同叶龄期追氮对每公顷穗数和穗粒数的影响较小,大部分小麦品种以N4处理的穗数最多,且施氮处理间的差异一般不显著。石新828和藁优2018各施氮处理千粒重的差异不显著,另外3个品种N4处理的千粒重高于其他处理。5个品种中除藁优2018以N5处理的籽粒产量最高外,其他品种均以N4处理的籽粒产量最高,且均与N5处理的差异不显著。综合来看,春4叶期追氮产量性状最优而倒伏风险最大;春5叶期追氮的籽粒产量与春4叶期追氮的差异不显著,但其抗倒能力显著提高,可以兼顾高产和抗倒伏,因此,春5叶期为河北平原春季最佳追氮时期。在灌水条件常成为限制因素的该地区小麦生产中,春4叶至春5叶期根据水源情况灌水和随水追施氮肥,都是比较适宜的。     

不同施氮条件下小麦冠层的高光谱和多光谱反射特征

为了更好地利用冠层反射光谱特征监测小麦生长及氮素营养状况。以宁麦9号、淮麦20、徐麦26和扬麦10号四个小麦品种为材料，通过田间小区试验，研究了不同小麦品种在不同生育时期和不同氮素水平下冠层反射光谱的变化规律。结果表明，相同氮素水平下不同小麦品种冠层反射光谱的反射率有差异，且近红外部分差异较明显。小麦从拔节开始，随生育期的推进，冠层反射光谱在可见光波段的反射率先降低然后升高，以孕穗期反射率最低。随着叶片的逐渐变黄。反射率又增大，并且绿光波段的反射峰也逐渐消失。而近红外区反射率则表现出相反的趋势，以开花期为分界，先上升然后下降，直到成熟前降为最低。随着施氮水平的提高，冠层反射光谱在近红外反射平台（750-1300nm）的反射率呈上升趋势，而可见光部分反射率则下降，并且反射光谱的绿峰和红边位置也随着施氮水平的提高分别向蓝光方向（波长变短）和红光方向（波长变长）移动。     

不同栽培措施集成对稻茬小麦产量、农艺及光合特性的影响

为探究不同栽培措施集成对稻茬小麦产量及农艺和光合特性的影响,以小麦品种扬麦16和扬麦20为材料,设置氮空白、当地常规(对照)、减氮、减密减氮、施有机肥、施蚓粪6种栽培措施处理,对不同栽培措施下稻茬小麦产量、干物质积累与转运、冠层光合特性等进行了分析。结果表明,两个品种的产量在不同栽培措施下均表现为施有机肥>施蚓粪>减密减氮>当地常规>减氮>氮空白。与对照相比,两个品种的平均产量在减密减氮、施有机肥和施蚓粪栽培处理下分别提高了7.45%、22.33%和11.02%,而这主要得益于穗数、穗粒数与千粒重的同步提高。各栽培措施处理均显著增加了小麦茎蘖成穗率、拔节期至成熟期的干物质积累量、干物质向籽粒中的分配量及其对籽粒产量的贡献率,提高了开花期的叶面积、比叶重、叶片氮含量和拔节期至成熟期旗叶的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,降低了开花期的株高、叶角、透光率以及拔节期至成熟期的冠层温度。综合来看,在江苏稻茬麦区,扬麦16和扬麦20均在基本苗192×10株·hm^-2、施氮量216 kg·hm^-2和有机肥施用量1 800 kg·hm^-2条件下可以获得较好的群体质量和冠层光合特性,进而实现高产。     

Prediction of grain protein content in winter wheat (Triticum aestivum L.) using plant pigment ratio (PPR)

The applicability of the hyperspectral data from the canopy to the prediction of wheat grain quality was assessed for winter wheat. A training experiment and a validation experiment with contrasting nitrogen (N) levels and different cultivars were conducted, respectively, at different locations in Beijing, China. The wheat canopy spectral reflectance over 350–2500 nm, leaf N concentration and chlorophyll (Chl) concentration were measured at different growth stages, and the grain protein content was also determined after harvest. Eight vegetation indices (VIs) were compared relating to leaf N concentration, and the result indicated that the plant pigment ratio (PPR, (R550−R450)/(R550+R450)), a Chl-based index, was most applicable to predict wheat grain protein due to its significant correlation with leaf N concentration at the post-anthesis stage. Based on the relationships among PPR, leaf Chl concentration, leaf N concentration, and grain protein content, the statistical prediction models of grain protein content for Zhongyou9507 (a hard winter wheat) and Jingdong8 (a semi-hard winter wheat) were developed. The root mean square error (RMSE) of the 18 DAA (days after anthesis) model of Zhongyou9507 was 0.175; those of the anthesis model and the 11 DAA model of Jingdong8 were 0.238 and 0.982, respectively. Taking both the precision and accuracy into account, the 18 DAA model of Zhongyou9507 and the anthesis model of Jingdong8 were recommended to predict grain protein content for each cultivar. The result demonstrated that PPR could be used to assess grain quality of winter wheat.