小麦—玉米周年生物节水栽培品种的筛选

为了在小麦—玉米周年栽培中提高作物产量与水分利用效率,于2008—2009年栽培季在大田栽培条件下,以当前胶东地区推广种植的13个小麦品种与14个玉米品种为供试作物进行小麦—玉米周年生物节水栽培品种筛选试验,以小麦全生育期不灌溉、拔节期灌溉1次与拔节、灌浆期灌溉2次3个水分供应水平、玉米全生育期不灌溉与开花期灌溉1次2个水分供应水平处理,结果表明:试验条件下,供试小麦品种的产量在5992.485kg/hm2～10045.500kg/hm2之间,水分利用效率(WUE)在14.314kg/(hm2·mm)～24.238kg/(hm2·mm)之间,玉米品种产量在7118.535kg/hm2～12220.700kg/hm2之间,WUE在13.467～26.124kg/(hm2·mm)之间,根据产量、耗水量、WUE、灌溉水生产效率等指标进行聚类分析,将供试小麦品种分为5类,玉米品种分为4类。在小麦生育期内降水250mm、玉米生育期内降水460mm左右时,济麦21、青丰2号、济麦22、DH155等4个小麦品种与先玉335、鲁单981、登海3622、蠡玉16、丹玉86等5个玉米品种具有高产高WUE的特点,可作为小麦—玉米周年生物节水栽培中的首选品种。     

冬小麦高产节水技术与品种筛选研究

在高肥地力条件下,通过5年不同气候年型,对不同基因型小麦的灌水研究。结果表明,灌水处理均较干旱处理增产达显著水平。2~4水产量差异不显著,表明小麦生产中节水潜力巨大。干旱年产量随着灌水次数的增加递增,平水年1~4水处理随着灌水次数的增加产量略有增加,丰水年不灌水的处理产量达到7 500 kg/hm2以上,灌1~2水达到了8 250 kg/hm2以上,2水以后则不增产,甚至减产,说明丰水年过多灌水对产量不利。不同灌水处理水分利用效率随着灌水次数的增加而下降,0~4水分别为18.29,16.62,15.53,14.62和13.18(kg/(hm2.mm))。不同品种间抗旱节水能力差异显著。晋麦47在全生育期不灌水的情况下表现抗旱性强,适宜旱地种植。石家庄8号、石麦15号在全生育期不灌水、灌1~2水的情况下均表现突出,抗旱节水。邯6172、石麦18号在2~3水的情况下表现节水高产,石麦18号产量潜力最大,平均产量超过9 000 kg/hm2,最高达10 138.8 kg/hm2。参试品种的水分利用效率存在显著差异,石麦15号、石家庄8号和邯6172水分利用效率较高,并且在节水条件下产量突出,实现了节水与高产的有机结合。     

冬小麦全膜覆土穴播播种量研究试验初报

全膜覆土穴播免耕多茬栽培技术是甘肃省旱作农业区密植作物一项全新的栽培技术,仅有一些经验总结,对其增产、保墒、增效以及生态生理方面的理论研究几乎空白。鉴于此,根据省农技总站的安排,期望通过开展全膜覆土穴播冬小麦播种量研究试验,对全膜覆土穴播条件下冬小麦的适宜播种量与产量构成因素、籽粒产量、水分利用效率等方面的相关性进行探索。结果表明：当播种量为441.45万粒/hm2时,水分利用率最高,达10.96 kg/(hm2?mm);随着播种量增大,籽粒产量、水分利用率降低。秦州区全膜覆土穴播冬小麦的最佳播种量为441.45万粒/hm2~539.55万粒/hm2,即9~11粒/穴,理论最高产量可达6463.73 kg/hm2。     

不同品种冬小麦生理耗水及产量特性研究

采用密闭式盆栽方法,于2006年10月—2007年6月在中国科学院栾城农业生态系统试验站,对4种较典型的生态型品种冬小麦进行不同水肥处理,生理耗水、产量和水分利用效率（WUE）等的进行比较研究结果表明,冬小麦品种间全生育期生理耗水在充足供水且施肥条件下存在显著差异,最大相差达9.9%,差异主要由返青后各生育期日耗水和总耗水的差异累积而致。施肥增加作物生理耗水量和干物质积累,提高植株水平WUE（蒸腾效率）,其促进作用随土壤水分含量的升高而增大;施肥略微降低产量水平WUE,但差异不显著。水分对籽粒产量的贡献大于肥料的贡献,水分胁迫提高各品种植株水平WUE。各品种全生育期生理耗水量和生物量在不同水肥条件下的表现更多的与品种自身特性有关。在类似于农业生产的正常年份的水肥条件（充足供水且施肥）下,对各品种在生理耗水、生物量、籽粒产量和WUE方面的比较表明,水旱兼用型品种石家庄8号在经济产量和产量水平WUE方面表现最优,有更大的推广价值。     

土下微膜覆盖与灌水管理对冬小麦水分利用与物质生产效果的影响

针对华北平原小麦生产水资源高耗与存量极度稀缺的问题,通过河北省两地大田试验,研究了全田土下微膜覆盖与不同灌水管理对冬小麦水分利用和物质生产效果的作用。结果表明,土下微膜覆盖条件下,冬小麦雨养或少量灌水消耗了占常规生产(对照) 2/3~3/4的耗水量,生产了不少于7500 kg hm^-2的籽粒产量;籽粒产量水分利用效率达到24.8~26.5 kg mm^-1 hm^-2,较对照提高28.3%~41.0%。与对照相比,生物产量水分利用效率高峰由抽穗扬花期提前至拔节期,且提高1.3~2.7倍,雨养或少量灌水还可有效提高小麦收获指数。土下微膜覆盖下的土壤贮水消耗速度变缓,2 m土体贮水量播种时不小于600 mm就可满足小麦的全生育期耗水,壤质土壤供水量为212.2 mm,黏质土壤供水量为230.0 mm。土下微膜覆盖下,雨养或扬花前少量灌水能够显著促进花后20 d内的光合速率,蒸腾速率减小同步显著提高光合水分利用效率,但在灌浆中期灌水则对提高光合速率及光合水分利用效率无意义。在华北平原,全田土下微膜覆盖雨养或适时少量灌水是大幅降低小麦耗水和提高水分利用效率,保证小麦产量的有效方法。     

高产小麦耗水特性及干物质的积累与分配

在2005—2006年和2006—2007年小麦生长季降水量分别为128.0 mm和246.4 mm条件下, 采用不同灌水量处理, 研究了高产条件下冬小麦的耗水特性和小麦干物质的积累与分配。结果表明, 底水和拔节水分别灌溉60 mm处理(W2)在两个生长季获得了最高的籽粒产量, 2005—2006年生长季其水分利用效率和灌溉水的利用效率均显著高于其他灌水处理; 2006—2007年生长季, 其水分利用效率较高, 降水量、灌水量和土壤供水量分别占农田耗水量的47.32%、23.04%和29.64%; 与不灌水处理(W0)相比, 灌水处理显著提高开花后干物质的积累量和开花后干物质积累量对籽粒的贡献率, 以W2处理最高, 分别达8 241.59 kg hm-2和84.18%。灌水量过多显著减少光合产物向籽粒的分配, 使产量降低。随灌水量增加, 小麦全生育期耗水量显著增大, 灌水量占农田耗水量的比例增加, 降水量和土壤供水量占农田耗水量的比例均降低, 以土壤供水量所占比例降低最大。综合考虑小麦的籽粒产量和水分利用效率, 在本试验条件下, 以底水和拔节水各60 mm的灌溉量为最优。在小麦生长季降雨量为246.4 mm条件下, 仅灌60 mm底水亦可获得较高的籽粒产量, 其土壤供水量占农田耗水量的比例和灌溉水的利用效率高于底水和拔节水处理。     

秸秆还田结合秋覆膜对旱地冬小麦耗水特性和产量的影响

秸秆还田和秋覆膜是西北旱地雨养农业区冬小麦生产中有效的节水增产措施。为明确西北半干旱雨养农业区不同作物秸秆还田结合秋覆膜种植模式下冬小麦田土壤蓄水保墒和节水增产效果,于2011年9月至2013年6月连续2个小麦生长季在甘肃省通渭县进行了田间定位试验,比较玉米秸秆还田结合秋覆膜、单一玉米秸秆还田、麦秸秆还田结合秋覆膜、单一麦秸秆还田和传统平作种植对西北旱地冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响。结果表明,与传统平作相比,冬小麦全生育期秸秆还田结合秋覆膜处理0～200 cm平均土壤贮水量在2011—2012和2012—2013年度分别提高6.1%和9.6%,而单一秸秆还田分别提高0.7%和4.6%。在降水偏多的2011—2012年度,除玉米秸秆还田结合秋覆膜处理冬小麦全生育期0～200 cm土壤贮水消耗量比传统平作低19.0 mm (P0.05)外,其余各处理无显著差异;在降水偏少的2012—2013年度,秸秆还田及秸秆还田结合秋覆膜处理平均比传统平作多耗水39.1 mm,其中,两个秸秆还田结合秋覆膜处理显著增加冬小麦返青至拔节阶段的耗水量,显著降低开花至成熟阶段耗水量,并增加了对深层土壤水分的调用。与传统平作相比,秸秆还田结合秋覆膜处理可使小麦籽粒产量提高31.0%～69.4%,水分利用效率提高25.6%～43.0%;而单一秸秆还田的小麦籽粒产量提高1.2%～28.0%,水分利用效率提高3.0%～11.6%。以玉米秸秆还田结合秋覆膜处理增产效果最好,2年平均籽粒产量和水分利用效率分别较传统平作提高51.1%和41.7%,且显著高于其他处理。因此,玉米秸秆还田结合秋覆膜种植模式能显著提高冬小麦籽粒产量和水分利用效率,适宜在西北旱农区小麦生产中应用。     

阴山北麓地区马铃薯品种抗旱特性的研究

在不同马铃薯品种抗旱节水性比较试验中,对引进的8个马铃薯品种生理指标、水分利用效率和产量进行了比较研究,结果表明:底西芮、紫花白和费乌瑞它在干旱条件下,脯氨酸含量较少,质膜透性较小,叶绿素含量较大;底西芮的产量和水分利用效率均表现最高,产量和水分利用效率分别为34233.8kg/hm²和60.58kg/(mm.hm²),是适宜本地区栽培的抗旱节水马铃薯品种。     

灌水模式对夏玉米耗水特性和干物质积累及分配的影响

为明确夏玉米的耗水特性,于2009年度在人工遮雨棚内进行盆栽试验,研究了土壤含水量对玉米生长发育的影响。在2010年玉米生长季降水量为446.2 mm的条件下,采用不同灌水量处理（试验共设3个处理,雨养：W0,全生育期不灌水;调亏灌溉：W1,保持田间土壤相对含水量为80%;大水漫灌：W2）,研究了夏玉米的田间耗水特性和干物质积累与分配规律。结果表明,2009年盆栽条件下,80%的土壤含水量有利于干物质的积累和籽粒产量的形成,可获得170.76 g/株的籽粒产量。2010年田间试验表明,W0、W1、W2处理干物质积累量分别为：310.83、321.5、325.59 g/株,产量分别为：9255.85、9747.29、9635.72 kg/hm2。与W0相比,灌水处理显著提高了夏玉米的干物质积累量和籽粒产量。2灌水处理间比较发现,W1处理获得了高的籽粒产量,水分利用效率显著亦高于W2处理,其水分利用效率分别为21.47、19.39 kg/(hm2?mm)。随灌水量的增加,夏玉米的干物质积累量显著提高,但是灌水量过多显著减少光合产物向籽粒的分配,使产量降低。夏玉米全生育期耗水量显著随灌水量增加增大,耗水强度提高。在自然降雨量为446.2 mm条件下,雨养处理耗水量最低,水分利用效率高于灌水处理,但其穗粒数和千粒重较低,最终获得籽粒产量低于2灌水处理。综合考虑夏玉米的籽粒产量和水分利用效率,在本试验条件下,以保持田间含水量为80%的灌溉量为最优。     

玉米抗旱节水产量性状相关及通径分析

在华北地区选育种植抗旱节水高产玉米品种,对我国粮食资源和水资源安全有重要意义.本研究选用在华北平原地区大面积推广的10个玉米杂交种进行抗旱节水高产试验,在灌溉出苗一水条件下,结果表明,浚单20的产量最高,达8 697.337 ks/hm2,接近水地高产水平,水分利用效率为1.617 ks/mm,有5个品种鲁玉13、邢抗2、郑单958、冀玉9、蠡玉18超过7000 kg/hm2,水分利用效率在1.3 ks/mm以上;说明这些品种有较好的抗旱节水高产能力,在有限灌溉条件下,华北地区玉米可实现节水和高产双赢.通过11个农艺性状与小区产量的相关和通径分析,结果表明,在有限水分条件下,穗重对产量正效应最大,负作用最大的是轴重.在选育抗旱节水高产玉米新品种的过程中,应选择穗重、百粒重大,行数多,行粒数多,出籽率高,粒长较长;轴重小,穗干尖长度少,轴周长较细的品种.这些研究结果为玉米抗旱节水高产品种选育和栽培提供了大量有用信息.     

山西省不同年代旱地小麦产量构成因素及抗旱性特征分析

干旱是影响作物生长发育和产量的主要因素之一,对旱地小麦产量特征进行探索具有重要意义。以抗旱闻名的山西省旱地小麦育成品种为材料,在雨养和灌溉2种水分处理下分析了不同年代小麦品种产量构成因素的变化趋势以及各年代小麦品种的抗旱性,探明品种改良过程中产量提升的生理及形态机制,对未来旱地小麦育种的性状选择提供指导。结果表明,山西旱地小麦品种平均产量随年代逐渐增加,1990s前产量的年均增益明显高于1990s后,1990s-2010s间产量增加差异不显著;有效穗数和千粒重随年代呈增加趋势,而穗粒数和抗旱性随年代呈波动性变化。山西省旱地小麦产量整体偏低,通过遗传改良提升产量仍具有较大的空间。综合产量因素的改良趋势,在今后的旱地小麦育种中应继续增加有效穗数和千粒重,以提高小麦穗粒数作为重要途径和手段。     

追肥时期与肥料种类对夏玉米产量及水肥利用率的影响

旨在探明晋南小麦玉米一年两熟制下夏玉米合理追肥时期和追肥种类。采用裂裂区设计,研究了追肥时期（拔节期和喇叭口期）和追肥种类（尿素 磷酸二铵,仅追尿素）对不同夏玉米品种产量及水肥利用效率的影响。结果表明,主区、裂区和再裂区的产量方差分析均达极显著水平,穗粒数和百粒重是影响夏玉米产量的主要因素。4 个夏玉米品种平均产量、氮肥表观利用率均为‘先玉335’＞‘强盛51’＞‘临玉3 号’＞‘浚单20’,籽粒水分利用效率为‘强盛51’＞‘先玉335’＞‘临玉3 号’＞‘浚单20’。对于高产夏玉米品种‘先玉335’和‘强盛51’,拔节期追施尿素和磷酸二铵产量及水肥利用率均高于单追尿素;大喇叭口期追施尿素产量及水肥利用率则高于尿素和磷酸二铵配施。因此,晋南小麦玉米一年两熟制下,拔节期一次性追肥应选用尿素和磷酸二铵配施,大喇叭口期一次性追肥应选用尿素单施,可获得夏玉米高产高效。     

山西省近年审定小麦品种的综合性状分析

为给小麦育种和生产提供借鉴,对2013-2017年山西省审定的41个小麦品种进行产量、品质与抗病性分析。结果表明,各麦区审定小麦品种平均产量年度间虽有波动,但总体均呈逐步上升趋势。南部水地和中部水地审定小麦品种产量三因素中穗数变异系数均为最大,南部旱地和中部旱地审定品种则是穗粒数变异系数均为最大,因此,水地小麦育种应在提高穗数的基础上,协调提高穗粒数和千粒重;旱地小麦育种应在提高穗粒数的基础上,提高穗数和千粒重。从品质类型看,强筋和中强筋小麦比例很少,中筋小麦比例较多,区组间品质差别较大,达标品种（包括强筋、中强筋和中筋）比例由高到低的顺序依次为南部水地>南部旱地>中部水地>中部旱地。审定品种的蛋白质和湿面筋含量指标均相对较高,但有61.0%的品种面团稳定时间较短,低于中筋小麦标准,故应把提高面团稳定时间作为品质育种的主攻方向。山西省近年审定品种总体的抗病性较差,没有兼抗两种病害的品种,条锈病、叶锈病和白粉病抗病品种占审定品种比例分别为2.4%、0和12.2%。需要引进抗病资源,同步提高产量和品质水平,培育优质、高产、多抗的小麦新品种。     

不同冬小麦品种光合作用对环境因子响应的初步研究

不同作物品种对环境因子的响应不同,而对作物生长影响最大的环境因子是光照和CO2浓度。研究不同冬小麦品种对环境因子的响应非常有意义。试验于2006年3-6月在中国科学院栾城农业生态试验站进行,采用LI-6400便携式光合仪测定了8个冬小麦品种在不同光照和CO2浓度条件下光合作用的变化。结果表明:光合作用对光强和CO2浓度响应的特征参数,在不同冬小麦品种间表现出明显的差异;叶片水分利用效率在不同冬小麦品种间差异显著,并随着光照强度和CO2浓度的增加而呈二次曲线变化。     

黑龙港流域不同滴灌制度下的冬小麦产量和水分利用效率

针对华北黑龙港流域冬小麦–夏玉米种植制度中冬小麦灌溉水用量过大的问题,以节水和稳产为目标设计了冬小麦滴灌制度定位试验,比较了滴灌与漫灌及不同滴灌模式下的小麦产量和水分利用效率。结果表明,在实验年份的降水条件下,传统灌溉定额和次数(总量225 mm,分1~3次灌溉)的滴灌与漫灌处理的小麦产量和水分利用效率差异均不显著;在两年降水特点不同的情况下,滴灌量比对照减少45~105 mm的处理产量下降不显著,水分利用效率显著提高。相关分析结果表明,对产量的贡献表现为穗粒数>千粒重>穗数。研究结果初步表明,冬小麦滴灌技术在黑龙港流域具有节水稳产的潜力。     

土壤水分对冬小麦生长后期光能利用及水分利用效率的影响

通过控制不同土壤水分条件形成不同的小麦（Triticum aestivum L.）群体结构,测定了抽穗到成熟期间小麦冠层光合有效辐射（PAR）截获及垂直分布、干物质积累和产量。研究表明,不同处理小麦冠层对PAR的截获量差异较小（小于15.7%）,但冠层上部（60~80 cm）的PAR截获量和生长后期PAR转化效率差异明显（100.7%和63.7%）,与产量和光能利用效率变化一致,可见土壤水分是通过改变小麦群体内PAR垂直分布及PAR转化效率对作物产量和光能利用效率产生影响。抽穗到成熟期间维持小麦冠层上部PAR截获率在50%左右是实现高产的重要保证。随着土壤水分改善,冬小麦光能利用率和产量持续增加,但水分利用效率却先于二者提前降低,说明改善水分利用效率是提高华北地区农业气候资源利用效率的关键。在底墒充足的条件下,分别在拔节和挑旗期灌水60 mm可获得较高的光能和水分利用效率及经济产量     

山西省冬小麦地方品种形态特征和生物学特性的遗传多样性分析

为了有效利用山西省冬小麦地方品种质资源,了解不同生态区的冬小麦地方品种在主要农艺性状上的遗传多样性,对551份山西省冬小麦地方品种的遗传多样性进行聚类与主成分分析。结果表明:16个质量性状和7个数量性状都存在着丰富的遗传多样性。对比2个冬麦区的小麦23个性状发现:芒形、幼苗习性、粒质和穗长4个性状的遗传多样性指数比其他性状高,遗传变异较丰富。其中,南部中熟麦区的芒形、抗倒伏性、穗长和小穗着生密度4个性状多样性指数较高,茎粗和整齐度多样性指数偏低;中部晚熟麦区的芒形、幼苗习性、穗长和千粒重4个性状多样性指数较高,株高、小穗着生密度、整齐度和叶姿多样指数偏低。根据材料间各性状的遗传差异,经聚类分析将材料分为5大类群,其中第Ⅳ类群属于矮杆、穗粒数多和千粒重高的丰产亲本材料。7个数量性状的主成分分析结果表明:前3个主成分累计贡献率达72.78%,第一主成分反映每穗小穗数和每穗粒数,第二主成分反映小穗着生密度,第三主成分反映千粒重。本研究对深入探索山西小麦地方品种的遗传多样性提供理论参考,并为小麦新品种选育提供优异的亲本材料。     

辽西半干旱区抗旱高产玉米品种筛选

水分是制约半干旱区玉米生长的主要环境因子之一,严重影响玉米产量。为了有效筛选出适合辽西半干旱区应用的春玉米品种,在2007~2008年开展了田间品种试验。结果表明：产量和水分利用效率（WUE）显著地受品种影响,在统计学上均达显著水平（P<0.05）。与对照丹玉39相比,郑单958、东单90、辽单565的产量差异达到5%显著水平。辽单565、郑单958与对照的WUE差异达到5%显著水平。结果表明,郑单958和辽单565两个品种的应用能够实现获得高产的同时,提高水分利用效率的目的,适宜于东北半干旱区推广和大面积种植。     

CIMMYT 145份小麦种质资源的鉴定及杂交利用

为了拓宽和丰富小麦种质资源遗传多样性,提高小麦产量和品质,在大田对国外引进的145份小麦种质资源进行了农艺性状和品质性状的鉴定和评价。结果表明,这些材料基本属弱春性类型。在山西南部麦区,可推迟播期于10月下旬种植,作为育种材料利用。主要农艺性状的单株穗数、穗粒数、千粒重和产量变异系数分别为15.7%、16.03%、12.23%和23.96%,多数材料籽粒综合品质较好,尤其面筋品质好,筋力强。这些材料的农艺性状和品质性状具有丰富的遗传多样性。株高和千粒重与产量的相关系数最大,分别为0.5032和0.4178,达极显著水平,是提高产量的关键因素。综合3年试验结果,筛选出产量超过3750 kg/hm2有32份,鉴选出8个组合的相应强筋力品系和35个综合性状表现较优异品系,其突出优异性状表现植株穗大,小穗结实好,穗粒多,可作为小麦育种的重点种质材料利用。通过播期调节花期,利用CIMMYT材料合理杂交配组,已选育至F3代、BC2F1代和BC1F1代,有望育成优质大穗丰产抗旱创新材料及新品系。