冀中南小麦成熟期灾害损失及其防御措施

河北省中南部主要产麦区。近年来，小麦成熟期受干热风，逼熟雨危害年趋严重，对小麦生产构成很大威胁。本文调查分析并详述了两种灾害的成灾因素，提出了小麦成熟期灾害性损失的综合防御措施。     

基于高光谱遥感的小麦籽粒产量预测模型研究

为了确立能够准确预测小麦籽粒产量的敏感光谱参数和定量模型,于2003～2006年连续3个生长季,通过不同小麦品种和不同施氮水平的4个大田试验,在小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定植株氮含量、重量和叶面积指数及成熟期籽粒产量,定量分析小麦籽粒产量与冠层高光谱参数的相互关系.结果显示,小麦籽粒产量随施氮水平的提高而增加,不同地力水平间存在显著差异.灌浆前期叶片氮积累量和叶面积氮指数均能够较好地反映成熟期籽粒产量状况,而叶片氮含量和氮积累量及叶面积氮指数在拔节～成熟期的累积值与成熟期籽粒产量的回归拟合效果更好.对叶片氮含量和氮积累量及叶面积氮指数的光谱反演,在不同品种、氮素水平和年度间可以使用统一的光谱参数.根据"特征光谱参数-叶片氮素营养-籽粒产量"这一技术路径,以叶片氮素营养为交接点将模型链接,建立了基于灌浆前期高光谱参数及拔节期～成熟期特征光谱指数累积值的小麦籽粒产量预测模型.经两年独立试验数据检验表明,利用灌浆前期关键特征光谱指数可以有效地评价小麦成熟期籽粒产量状况,拔节～成熟期特征光谱指数的累积值能够稳定预报不同条件下小麦成熟期籽粒产量的变化.因此,利用冠层特征光谱指数可以快速无损地预报小麦成熟期籽粒产量.     

Cd、Cr、Pb复合胁迫下小麦植株重金属的积累与分布

为了预测重金属复合胁迫对小麦的危害,采用溶液培养、田间土柱栽培等毒理试验方法,分析了小麦幼苗期及成熟期Cd、Cr、Pb在植株不同器官的富集,并对小麦受重金属胁迫的安全限量值进行了研究。结果表明,①Cd、Cr、Pb二元或三元胁迫条件下,小麦幼苗期植株各器官对重金属的富集浓度均极显著高于单一胁迫处理,说明复合胁迫加剧了重金属向小麦体内的迁移累积。成熟期小麦对Cd、Cr、Pb的富集比较依赖于土壤中相应Cd、Cr、Pb的浓度水平,其他两种重金属的协同作用在根系所占比例大约为5.09%～21.66%。②各器官中重金属的富集表现:幼苗期为根系>叶鞘>叶片,成熟期为根系>茎叶>籽粒。但幼苗期复合胁迫促进了重金属向地上部分的转移。③幼苗期植株各器官对重金属富集系数的大小为Cr>>Pb>Cd,表明幼苗期小麦根系对Cr的富集能力最强;植株地上部分的重金属平均富集量Cd为68.68%、Cr为51.63%、Pb为70.83%,说明Cd、Pb运输到地上部的能力较强。成熟期Cd在小麦地下、地上各器官的转移速率最快,Cr次之,而Pb转移到籽粒中去的量很少。     

水旱轮作制下蚕豆/小麦间作对小麦锰吸收的影响

为给水旱轮作制下小麦缺锰问题的解决提供依据,采用田间和盆栽试验研究了蚕豆/小麦间作对小麦锰吸收的影响。结果表明,在拔节期,蚕豆/小麦间作显著提高了小麦根际土壤中交换性锰的含量,其中,田间试验间作第1行、第3行小麦比单作分别增加了21.09%、7.78%,盆栽试验间作比单作增加了37.63%,但小麦锰的吸收却没有表现出间作优势。抽穗后,田间试验蚕豆/小麦间作显著促进了小麦对锰的吸收,其中,间作第1行、第3行小麦地上部锰的累积量比单作在抽穗期分别增加了39.30%、29.06%,灌浆期分别增加了51.50%、65.30%,成熟期分别增加了36.17%、13.86%;盆栽试验间作小麦地上部锰的累积量在分蘖期、拔节期、灌浆期和成熟期分别增加了107.46%、36.07%、26.67%、20.92%,但间作小麦根际土壤中交换性锰的含量处于劣势。总之,通过蚕豆/小麦间作在抽穗前提高了小麦根际土壤中交换性锰的含量,从而促进了在灌浆过程小麦地上部,尤其是叶和穗对锰的吸收。     

小麦熟期相关性状的QTL定位分析

抽穗期、始花期和开花期是衡量小麦成熟期的重要指标,对其进行QTL定位并分析其遗传效应,对小麦品种改良至关重要。为了给小麦分子标记辅助选择育种提供参考,本研究以波兰小麦和普通小麦品系中13杂交后代的F8重组自交系为作图群体,构建由A染色体组和B染色体组共14个连锁群构成的遗传连锁图谱,包含115个SSR标记位点,图谱全长822.9cM,标记间的平均遗传距离为7.16cM;利用复合区间作图法在两年的环境中检测到分别位于1A、5A、6A、7A、2B、4B、5B和6B染色体上的8个抽穗期QTL,5个始花期QTL和6个开花期QTL。表型变异解释率分别为10.12%～31.51%、11.98%～19.75%和9.64%～20.27%。无论是抽穗期、始花期或开花期,都在4B染色体上检测出了与其相关的QTL,说明4B染色体与小麦成熟期关系密切。另外,在1A染色体上检测出2个控制抽穗期的QTL,对表型变异的贡献率分别达到28.13%和31.48%,说明1A染色体控制小麦抽穗期的作用较大。本研究检测出多个成熟期相关的QTL与连锁标记间的遗传距离仅0.01cM,近乎共分离,可在育种中直接用于成熟期的分子辅助选择。     

小麦茎基腐病病原假禾谷镰刀菌与赤霉病之间的关系

近年来,黄淮地区小麦茎基腐病发生严重,假禾谷镰刀菌是黄淮地区小麦茎基腐病的优势病原菌,同时也可引起小麦赤霉病。为明确假禾谷镰刀菌与小麦赤霉病的关系,本研究从山东省商河县小麦茎基腐病重病田块分别采集苗期和成熟期小麦病株,通过分离鉴定发现,苗期小麦茎基腐病的优势病原菌为假禾谷镰刀菌,且致病性试验结果显示,假禾谷镰刀菌在人工接种条件下能够引起严重的小麦赤霉病;此外,在小麦苗期田间的玉米秸秆上能够观察到尚未成熟的子囊壳,对子囊壳进行真菌分离鉴定,发现其包含禾谷镰刀菌和假禾谷镰刀菌形成的子囊壳。在小麦成熟期,从小麦赤霉病病穗中也分离到了假禾谷镰刀菌。这是山东省首次报道假禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病。综上,在小麦茎基部和穗部均能分离到假禾谷镰刀菌,且假禾谷镰刀菌在人工接种条件下能够引起严重的小麦赤霉病。结合当前黄淮地区小麦茎基腐病严重发生以及普遍秸秆还田的现状,推测假禾谷镰刀菌可能会助推小麦赤霉病的发生流行。     

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。     

长江中下游稻茬小麦超高产群体干物质积累与分配特性

为给长江中下游稻茬小麦超高产(>9 000 kg·hm-2)生产提供理论与实践依据,以中筋小麦新品种扬麦20为材料,通过氮素运筹(氮肥施用量、施用时期和比例)和基本苗调控建立稻茬小麦不同产量水平群体,研究超高产群体干物质积累与分配特性。结果表明,合理调控拔节期至孕穗期及适量增加孕穗期至开花期群体干物质积累量,在开花期干物质积累适量的基础上,重点促进花后干物质积累量,增加成熟期干物质积累量,是长江中下游稻茬小麦实现超高产的关键。稻茬小麦超高产群体开花期干物质积累量为12 800～13 600 kg·hm-2,花后及成熟期干物质积累量分别达7 200、20 000 kg·hm-2以上。开花期群体叶片干物质积累量与花后、成熟期干物质积累量呈抛物线关系,茎鞘、穗干物质积累量与成熟期干物质积累量呈极显著线性正相关,表明开花期叶片干物质积累量达到3 300～3 400 kg·hm-2,茎鞘、穗干物质积累量分别达7 500、2 000 kg·hm-2以上,有利于提高群体花后干物质积累量和产量。     

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。     

孕穗期渍水对不同小麦品种根系生长和籽粒产量的影响

为给长江中下游地区小麦高产耐渍品种选用提供参考,以小麦品种扬麦25、扬麦24、宁麦13和宁麦9号为材料,分析了孕穗期连续10 d渍水处理对小麦叶面积和光合速率、地上部干物质积累、籽粒产量及其结构和不同土层（0~100 cm）根系干重的影响。结果表明,与对照（正常水分）相比,渍水处理显著降低小麦籽粒产量,降幅12%~31%,穗粒数和千粒重的减少是减产的主要原因。相比其他品种,渍水后扬麦25产量降幅小,产量构成较协调,受渍水影响轻。渍水处理显著减少小麦开花期和成熟期不同土层根系干重,其中对下层根系的影响大于上层根系;渍水也显著降低乳熟期倒三叶面积、倒二叶和倒三叶净光合速率,明显抑制成熟期地上部各器官和花后光合物质积累。在对照条件下,扬麦25的根系干重在开花期与其他品种相近,成熟期的0~20和80~100 cm土层根系干重则较高;在渍水条件下,扬麦25能在花后维持较高的上层根系生物量,成熟期的0~60 cm土层根干重占总根干重比例较高。不同水分处理下,扬麦25均具有面积大的旗叶且高的净光合速率,花后维持较久的上三叶绿色面积和积累更多的光合产物。因此,小麦花后根系生物量保持稳定（尤其是表层根系）,绿叶面积较大且衰减慢（尤其是旗叶）,有助于增强小麦花后光合物质积累能力,促进籽粒灌浆和单穗高产稳产,这可作为高产耐渍品种的筛选依据。     

小麦成熟期QTL定位与分析

小麦成熟期对粮食周年丰产具有重要的决定作用。为了给小麦分子标记辅助育种提供可用的分子标记,本研究以人工合成六倍体小麦(Turtur)和T.spelta L.衍生系(Bubo)为亲本创制的包含186个家系的RIL群体(F6)为材料,构建了包含5 301个标记(4 120个DArT标记、621个SNP标记和560个传统DArT标记),总长为2 464cM的遗传连锁图谱,利用Windows QTL Cartographer 2.5软件的复合区间作图法对在3年4点环境下的成熟期性状进行QTL检测,在LOD2.5水平下,共定位到15个QTL,分布于小麦的1A、2B、2D、3A、4A、4B、5B、7A和7B染色体上,可解释4.42～12.67的表型变异。其中在1A染色体上控制小麦成熟期的QTL贡献率最大;4B染色体的1215714-1068877F0-44CG区间内3年3点均检测到的QTL与1215714标记遗传距离为0.01cM,近乎共分离,为下一步分子标记辅助选择的精准性提供了坚实的基础。     

麦季施磷量对小麦-玉米轮作产量及土壤有效磷的影响

为提高陕西关中地区小麦-玉米轮作体系磷素利用率和节本增效，以及筛选合理的磷肥施用方式，于2018-2021年进行连续3年的仅小麦季一次施磷的田间定位试验，通过设置0、75、150、225和300 kg·hm^-2 5个施磷（P₂O₅）水平，分析了麦季施磷量对小麦-玉米轮作产量、生物量、植株磷积累转运及土壤有效磷含量的影响。结果表明，与不施磷处理相比，施磷处理下小麦和小麦-玉米周年籽粒产量分别提高29.38%~40.95%和15.72%~24.57%，成熟期生物产量分别提高18.56%~34.19%和12.84%~23.29%，花前干物质转运量分别提高31.65%~63.33%和27.79%~52.47%，成熟期磷积累量分别提高37.08%~54.67%和39.54%~44.38%，磷素转运量分别提高90.82%~165.63%和44.06%~58.27%。通过进一步回归分析发现，实现小麦季和小麦-玉米周年最高产量的施磷量分别为207 和201 kg·hm^-2；若综合考虑粮食安全、环境安全和肥料利用率，以95%的小麦最高产量为实际目标，小麦季施磷量仅为130 kg·hm^-2，两个最高产量的施磷量分别降低37.20%和35.32%，磷肥利用率分别提高2.27和2.87个百分点，小麦成熟期和玉米成熟期土壤有效磷含量分别为17.96和12.31 mg·kg^-1。因此，陕西省关中小麦-玉米轮作区麦季一次施用磷肥可实现小麦和小麦玉米周年高产稳产，本试验条件下130 kg·hm^-2为满足较高的轮作产量和磷肥利用率的适宜麦季施磷水平。     

施氮量对不同粒色小麦花后光合特性及成熟期氮素分配和籽粒蛋白质组分的影响

为给彩色小麦优质高产栽培提供理论依据,在盆栽试验条件下,选用不同粒色小麦品种中麦8号(白粒)、漯珍1号(紫黑粒)和N3688(绿粒)为供试材料,设置施用纯氮210kg·hm-2(N210)、270kg·hm-2(N270)、330kg·hm-2(N330)和0kg·hm-2(N0)四个施氮水平,采用2因素随机区组试验设计,研究了施氮量对不同粒色小麦品种花后旗叶光合特性、成熟期植株氮素分布及籽粒蛋白质及其组分含量的影响。结果表明,施氮能改善小麦花后旗叶光合特性,延长旗叶光合作用功能期,并显著提高不同粒色小麦品种成熟期各器官的氮素含量和籽粒中总蛋白质及其组分含量。在本试验条件下,不同小麦品种花后旗叶光合特性、成熟期植株氮素含量和籽粒蛋白质及其组分含量对施氮量的效应存在差异,中麦8号在N330处理下各项被测指标均优于其他处理,而漯珍1号和N3688在N270处理下各项被测指标综合评价最优。     

杂种小麦干物质积累特性研究

研究了麦优４号等杂种小麦品种（组合）不同密度和不同施氮量处理的干物质积累特性。结果表明杂种小麦生育前期和花后有明显的光合优势，光合产物积累量高，成熟期茎鞘干物重占总干重的比例高；杂种小麦花前光合产物输出量和输出率特别是茎鞘干物质输出率低于常规小麦；降低群体密度和增加施氮量能增加杂种小麦干物质积累量，提高光合产物向籽粒的输送效率     

不同水分处理对小麦氮素和干物质积累与分配的影响

为明确同一肥料水平下不同水分处理对小麦氮素和干物质积累与分配的影响,于2018-2019年在防雨棚条件下,以石麦26、藁优2018和冀麦418为材料,采用随机区组试验,设置不灌水（W1,0 mm）、起身水（W2,60 mm）、拔节水（W3,60 mm）、开花水（W4,60 mm）、起身水+开花水（W5,60 mm+60 mm）、拔节水+开花水（W6,60 mm+60 mm）共6个水分处理,分析了不同水分处理下小麦干物质和氮素积累与分配的特点。结果表明,小麦干物质积累量随灌水量的增加而增加。随着生育进程的推进,干物质积累量呈上升趋势,成熟期达到最大值;起身水显著增加拔节期干物重,开花期和成熟期不同处理间干物质积累量差异显著,成熟期W1处理下干物质积累量最小。开花后干物质积累对籽粒的贡献率因品种而异,冀麦418在W6处理下氮素利用效率和氮肥生产效率最高。W5和W6处理显著增加小麦籽粒产量、氮素吸收效率和氮肥生产效率,说明在小麦营养生长阶段水分正常供应的前提下开花期水分对小麦氮素吸收和向籽粒转运影响较大。W6处理为本试验条件下最佳的灌水处理。     

冬、春性小麦生态型远缘杂交途径的遗传学研究与展望(二)

材料和方法结果与讨论1.遗传力、遗传相关及通径分析(以上内容已载于1990年第6期)2.冬、春性小麦杂交的早熟性遗传分析小麦品种的成熟期取决于抽穗期、开花     

中国北方麦区冬小麦物候期对气候变化的响应

为评价中国北方主要冬麦区小麦关键物候时间变化和主要影响气象因子的区域差异,基于1992-2013年间57个站点资料,在分析黄淮海平原、黄土高原和西北内陆冬小麦返青和成熟期时空变化的基础上,探讨影响北方麦区冬小麦关键生育时期的主要气象因子。结果表明,1992-2013年,北方冬小麦整体呈现返青期延后,成熟期提前,但总体趋势不明显,且存在区域差异;生育时期变化幅度随经度增加而增大。月平均温度和月最低温度分别是影响黄淮海平原冬小麦返青期和成熟期的主要气象要素,而黄土高原冬小麦生育时期主要受月平均温度变化的影响,但在西北内陆,返青期与月最低温度的负相关性最显著,而成熟期则主要受月平均温度变化的影响。月日照时长、月温差和月降水对小麦生育时期的影响在黄淮海平原/黄土高原和西北内陆相反。在黄淮海平原和黄土高原,月日照时长和月温差变化与小麦生育时期呈正相关,月降水与冬小麦生育时期呈负相关,但在西北内陆,月日照时长和月温差与小麦生育时期总体上呈负相关,月降水增加对西北内陆冬小麦生长有利,可延缓因干旱导致的物候提前。     

杂种小麦干物质积累特性研究

研究了麦优４号等杂种小麦品种（组合）不同密度和不同施氮量处理的干物质积累特性。结果表明杂种小麦生育前期和花后有明显的光合优势，光合产物积累量高。成熟期茎鞘干物重占总干重的比例高；杂种小麦前光合产物输出率特别是茎鞘干物质输出率低于常规小麦、降低群体密度和增加施氮量能增加杂种小麦物质积累量，提高光合产物向籽粒的输送效率。     

长江中下游稻茬小麦超高产群体磷素积累、分配与利用特性

为给长江中下游稻茬小麦超高产(＞9 000 kg·hm-2)生产提供理论依据,以中筋小麦新品种扬麦20为材料,通过氮素运筹(氮肥使用量、施用时期和比例)和基本苗调控建立稻茬小麦不同产量水平群体,研究超高产小麦群体磷素积累、分配与利用特性.结果表明,不同产量水平小麦群体整个生育期磷素积累动态变化均可采用Richards方程拟合.超高产群体拔节期至开花期、开花期至成熟期、开花期、成熟期磷素积累量分别达28、22、46、68 kg·hm-2,显著或极显著高于高产群体.超高产群体磷素吸收高峰出现在拔节期至开花期,其次为开花期至成熟期.开花期茎鞘、穗及成熟期颖壳+穗轴、籽粒中磷素积累量与籽粒产量呈极显著正相关,分别达21、8、9和45 kg·hm-2以上才有利于实现超高产.花后叶片磷素转运量与籽粒产量呈显著线性负相关,茎鞘磷素转运量与籽粒产量呈极显著线性正相关,叶片磷素转运量低于9 kg·hm-2,茎鞘磷素转运量高于15 kg·hm-2才有利于实现超高产.超高产群体百公斤籽粒吸磷量为0.84～0.88 kg,磷素利用效率为113.60～118.93 kg· kg-1,磷收获指数为0.64～0.67.     

普通小麦与栽培大麦之间早熟性机制的差异

尽管育种工作者做了无数次偿试,总是培育不出具有象大麦一样早熟的小麦品种。为了找到失败的原因。YASUDA(1981、1984)对普通小麦与大麦的抽穗和成熟期进行了研究比较,他认为在正常情况下,小麦植株从幼苗顶端分化开始到始穗期这段时间的发育需要的温度比大麦高。作者经过试验得结果与讨论如下: