不同耕作条件下春小麦干物质积累动态及其相关性状的研究

为了给干旱区春小麦耕作模式的选择提供依据,通过田间试验,研究了传统耕作(CT)、秸秆还田(CS)、免耕不覆盖(NT)和免耕覆盖(NTS)四种耕作模式对干旱区春小麦各器官干物质积累动态及产量的影响.结果表明,四种模式下小麦地上部干物质的累积量随生育时期均呈"S"型曲线增长,均在开化后30 d达最大值,且在CS、NT和NTS处理下总干重最大值分别比传统耕作(CT)高15.40%、24.58%和35.17%,差异达到显著水平.其中,在整个籽粒形成期内总干物质增加速度表现为NTS＞NT＞CS＞CT;与传统耕作(CT)相比,CS、NT和NTS的籽粒干物质积累速度分别提高了14.68%、31.57%和45.92%.处理NTS的产量及其相关性状均优于其他处理.进一步分析表明,NTS产量提高的原因是由于光合产物在各器官中的分配比例发生变化,收获指数增加,使籽粒所占的百分率得以提高.另外,免耕覆盖能增大春小麦籽粒灌浆速度,延长灌浆时间,有利于光合产物的合成和花后同化物向籽粒的转运.     

旱地保护性耕作对冬小麦光合特性及产量的影响

为给胶东地区旱地保护性耕作提供技术依据,设置传统耕作(CT)、还田免耕(NT1)、整秆还田免耕(NT2)和还田深松免耕(NTS)4个耕作方式,研究了保护性耕作对冬小麦光合特性及产量的影响.结果表明,保护性耕作小麦花后叶面积指数及旗叶叶绿素含量和光合速率明显高于CT处理,且高值持续时间长,有利于光合功能期的延长,增强了籽粒灌浆速率,最终提高了穗粒数和千粒重,其中NTS处理表现最好,但保护性耕作降低了公顷穗数,比传统耕作减少240万/ha ,产量表现:NTS＞CT＞NT2＞NT1,说明土壤深松与秸秆还田相结合是该地区旱地冬小麦最适宜的耕作方式.     

不同保护性耕作模式对冬小麦籽粒品质的影响

为了解保护性耕作对冬小麦籽粒品质的影响,在山东胶东地区旱地设置传统耕作(CT)、还田免耕(NT1)、整秆覆盖免耕(NT2)、深松还田(NTS)4个不同耕作模式,测定和分析了各模式下冬小麦籽粒基本品质性状、淀粉糊化特性、面团吹泡指标、稠度指标和拉伸仪参数.结果表明,与传统耕作相比,保护性耕作能改善小麦籽粒品质.在3个保护耕作模式中,NT1和NT2对冬小麦籽粒蛋白质含量没有影响,但可改善面筋质量、加工品质及面团弹性,NT2还有利于改善小麦面团拉伸特性;NTS则能显著提高小麦籽粒蛋白质含量、沉淀值和湿面筋含量,改善面条蒸煮品质、加工品质、口感及面团拉伸特性,但降低了延伸性.综合各品质性状表现,以NTS最优,NT2和NT1次之.     

耕作方式和施氮量对旱地冬小麦开花后干物质转运特征、糖含量及产量的影响

为探讨耕作方式和氮肥对旱地小麦的互作效应,在甘肃半干旱雨养农业区大田试验条件下,采用双因素裂区设计,以常规耕作(CT)、秸秆还田(CTI)、全膜覆土穴播(PM)、免耕秸秆覆盖(NTS)4种耕作方式为主区,75、150、225、300kg·hm~(-2)4个施氮量(分别用N1～N4表示)为副区,分析了不同耕作方式及施氮量组合处理下旱地冬小麦花后干物质转运、糖含量及产量的差异。结果表明,4种耕作方式中,PM的株高最高,叶面积最大,籽粒产量最高,较CT增产14.50%。PM增产主要是通过增加穗长和穗粒数来实现,也归因于花前营养器官干物质的积累量及其在花后向籽粒中转运量、转运效率和对籽粒产量的贡献率较CT显著增加,特别是增加了叶片和颖壳的干物质转运量、转运效率。CTI的千粒重和有效穗数虽然最高,但产量与CT无显著差异;NTS的株高、千粒重、有效穗数、干物质积累量和花后向籽粒中转运量均处于较低水平,产量较CT降低16.74%。施氮显著增加了旱地冬小麦的籽粒产量,平均产量表现为N4N2N3N1。CT、CTI、NTS下,施氮的增产作用显著,但PM下不显著。在所有处理中,PMN2的籽粒产量最高,比最低的NTSN1增加70.55%。施氮增产的原因主要是促进了不同器官干物质积累和开花后干物质转运。NTS提高了各器官的可溶性糖含量,但其效应在不同生育时期存在差异,茎秆主要表现在开花后20～30d,叶片和颖壳在开花后10～40d,叶鞘在开花后20～40d,籽粒在开花后10～30d。施氮显著降低了开花后0～30d茎秆和叶片的可溶性糖和蔗糖含量,但显著增加了开花后20d籽粒的可溶性糖含量。以上结果说明,在甘肃旱地雨养农业区,常规耕作、秸秆还田、全膜覆土穴播下冬小麦高产的氮肥施用量以中等水平(150kg·hm~(-2))最佳,免耕秸秆覆盖下需增加氮肥施用量(300kg·hm~(-2))。     

稻秸还田与耕作方式对小麦产量形成及籽粒品质的影响

为明确不同秸秆还田模式下耕作方式对小麦籽粒产量及品质的影响,在沿淮下游地区,以淮麦36为材料,通过二因素裂区试验,以稻秸全量还田（S1）、稻秸不还田（S0）2种秸秆还田模式为主区,以免耕（T1）、旋耕（T2）、翻耕（T3）3种耕作方式为副区,比较分析了不同处理下小麦出苗、干物质转运、产量和品质等方面的差异。结果表明,在土壤墒情适宜（两年度土壤相对含水量分别为78.6%和72.5%）条件下,稻秸全量还田免耕处理的小麦出苗率和出苗均匀度较不还田处理分别下降了14.04%和28.46%,有效穗数降低4.37%,差异均显著。翻耕可减弱秸秆还田对小麦出苗带来的不利影响,提高出苗率和出苗均匀度,改善播种质量,增加拔节后光合面积,促进花后光合物质生产,增粒增重,最终实现增产,使产量较免耕平均增加12.85%。稻秸还田与翻耕均可改善小麦加工和营养品质。综上,稻秸全量还田结合翻耕有助于实现高产优质小麦的生产,适宜在沿淮下游稻茬麦区推广应用。     

秋季耕作方式对旱地麦-玉二熟区小麦产量形成的影响

为明确秋季耕作方式对旱地麦-玉二熟体系小麦籽粒产量形成的影响,于2019年6月至2021年6月,在豫西典型旱作麦-玉二熟区的洛阳市孟津区小浪底镇明达村,选择前茬夏玉米免耕的田块,设置秋深松、秋免耕和秋旋耕3种耕作方式,分析了不同秋季耕作方式下两个试验年度的小麦籽粒产量及其构成因素和穗部性状以及2020-2021年度的小麦群体茎蘖数、孕穗后的旗叶净光合速率（P_n）和干物质积累转运特性。结果表明,秋季耕作方式对小麦产量、穗部性状、旗叶P_n和干物质积累转运特性均有显著的调节作用。与秋旋耕相比,秋深松的小麦茎蘖数除返青期外均显著增加,穗数增加5.74%~16.06%;秋深松虽然对小麦旗叶P_n无显著影响,但提高灌浆中后期的旗叶SPAD值,显著改善了干物质积累转运特性,从而使千粒重增加,其中2019-2020年度使穗长和小穗数分别提高7.50%和9.42%,最终使籽粒产量提高9.77%~19.09%。秋免耕后,小麦孕穗和抽穗期的叶片P_n、返青至开花期的干物质积累量、花前干物质转运量及其对籽粒产量的贡献率也较秋旋耕均显著降低,而花后干物质对籽粒产量贡献率提高7.35个百分点,从而保证了籽粒产量无显著下降。与秋免耕相比,秋深松下不同生育时期的茎蘖数均显著增加,孕穗至灌浆中后期的叶片P_n,灌浆中后期的旗叶SPAD值,返青-成熟期的干物质积累量,花前干物质转运量、转运效率及其对籽粒产量的贡献率分别提高7.16%~18.41%、10.27%、12.25%~19.97%、42.19%、4.02个百分点和11.95个百分点,其中2019-2020年度穗长和小穗数分别增加7.50%和8.41%,穗数和籽粒产量分别提高16.74%~17.63%和10.31%~23.63%。综上,秋深松不仅可增加小麦穗数,而且可改善旗叶光合及干物质积累转运特性,进而提高籽粒产量,是旱地麦-玉二熟区实现小麦高产的耕作方式。     

保护性耕作方式下华北平原夏玉米产量效应的研究

在长期定位条件下,研究不同耕作方式下夏玉米产量性状的变化。经过连续5年的定位试验后,小麦、玉米秸秆全量还田双季免耕的处理(DNT)较玉米秸秆不还田、翻耕种植冬小麦、小麦全量还田免耕种植夏玉米的处理(PNT)以及玉米秸秆粉碎还田旋耕种植冬小麦、小麦全量还田免耕种植夏玉米的处理(RNT)连续两年平均增产19.43%和7.35%。DNT处理增加了穗长、穗行数、行粒数和百粒重,减小了秃尖度;DNT方式种植的玉米吐丝前、吐丝后干物质生产均高于其他两种耕作;DNT种植的玉米群体叶面积指数大喇叭口期开始明显优于PNT和RNT处理,且没有出现下部叶片早衰现象,吐丝后光合势、净同化率值均高于其他两种耕作。     

拔节期和花后渍水对不同品种小麦产量及相关农艺性状的影响

为给小麦抗逆高产栽培提供参考,以22个小麦品种为材料,于2018—2019和2019—2020年度分别开展拔节期和花后渍水处理,以自然生长条件为对照,分析渍水对籽粒产量及其相关农艺性状的影响,筛选耐渍高产品种并明确其耐渍高产机制。结果表明,拔节期和花后渍水处理造成小麦籽粒产量分别下降29.6%~59.1%和7.9%~49.1%,均显著降低穗粒数、千粒重、花后干物质积累量和乳熟期LAI。根据两年度不同水分处理下平均籽粒产量和渍后产量的降幅,筛选出相对高产耐渍品种扬麦25及耐渍性较突出品种宁麦22和生选6号。相关性分析表明,不同水分处理下穗粒数、乳熟期LAI、旗叶RuBPCase活性以及花后和成熟期干物质积累量与籽粒产量均呈显著正相关。渍水处理下穗粒数降幅、千粒重降幅、花后干物质积累量降幅、乳熟期LAI降幅与产量降幅均呈显著正相关。花后光合面积大、光合速率高的品种,通过多生产光合物质以供应籽粒灌浆,促进产量形成;渍水导致的光合面积减少和物质生产能力降低是制约高产稳产的关键因素。因此,渍水胁迫下改善小麦生育中后期叶片光合生产能力,尤其是绿叶面积,有助于降低穗粒数和千粒重的渍后降幅;渍水条件下高叶片光合生产能力和穗产量可作为高效筛选高产耐渍品种的依据。     

不同耕作方式对松嫩平原半干旱区玉米生长和产量的影响

耕作方式影响玉米的生长和产量。设置旋耕垄作（RT）、旋耕垄作深松（RTS）、免耕（NT）、免耕深松（NTS）、旋耕平作（FT）、旋耕平作深松（FTS）6个处理,分析不同耕作方式对玉米苗期根系生长、干物质积累、净光合速率和产量构成,研究不同耕作方式对半干旱区玉米生长和产量的影响。结果表明,免耕处理显著降低了玉米苗期根系的鲜重、干重和体积。旋耕垄作、旋耕平作和免耕结合深松处理干物质积累量较未深松处理增加 3.17%～15.08%,旋耕平作结合深松处理提高了玉米有效穗数、玉米净光合速率,进一步提高玉米产量。     

放线菌剂使用方法对晚播冬小麦生长及光合性状的影响

为探究放线菌剂使用方法对晚播冬小麦生长及光合性状的影响，以长6990为供试小麦品种、娄彻氏链霉菌（D74）为供试菌剂，在大田设置T1（种子包衣+拔节期、灌浆期喷施D74菌剂）、T2（种子包衣+拔节期喷施D74菌剂，灌浆期喷施清水）、T3（种子包衣+拔节期、灌浆期喷施清水）、T4（种子不包衣+拔节期、灌浆期喷施D74菌剂）和CK（种子不包衣+拔节期、灌浆期喷施清水）5个处理（包衣中含有菌剂D74），比较分析了不同处理间小麦产量及其构成要素、表型性状、光合特性及干物质积累的差异。结果表明，放线菌剂处理下晚播小麦的产量较CK均不同程度提高，增产幅度为7.35%~25.00%，且不同处理的产量表现为T4>T1>T2>T3>CK，其中T1、T4处理与CK差异显著(P＜0.05)；不同处理间株高无显著差异(P>0.05)， T1和T4处理的穗长、穗粒数和千粒重显著高于CK，T2处理穗粒数和千粒重也较高。在光合性状中，放线菌剂处理主要影响晚播小麦灌浆后期的光合效率。花后28~35 d，T1、T4处理的旗叶净光合速率，T1~T4处理的旗叶叶绿素相对含量（SPAD）和氮含量，T1、T2和T4处理的叶面积指数均显著高于CK。放线菌剂使用后晚播小麦的花前干物质转运量及其对籽粒产量贡献率有所降低，但不同处理间差异不显著。T1、T2和T4处理的花后干物质的积累量较CK增加了37.93%、29.42%和50.92%；花后干物质积累对籽粒产量贡献率也有所提高，但不同处理间差异不显著。综合来看，放线菌剂能够有效增加晚播小麦的光合持续能力，延缓叶片衰老，促进花后干物质积累、穗部发育和籽粒灌浆，增加穗粒数和千粒重，进而提高产量，其中放线菌剂种子包衣效果不明显，叶面喷施放线菌剂效果较突出，拔节期和灌浆期叶面喷施放线菌剂的效果最佳。     

麦茬耕作方式对免耕直播夏玉米产量建成的影响

基于始于2012年的不同耕作方式长期定位试验，分析冬小麦播前深翻(DT)、旋耕(ST)和免耕(NT)3种耕作方式对后茬免耕直播夏玉米生长(干物质积累与分配)、生理指标(叶面积指数和SPAD值)、子粒灌浆速率的影响，探析麦茬耕作方式对后茬夏玉米生长发育和产量建成的影响。结果表明，ST处理成熟期干物质积累量显著高于DT和NT处理(P<0.05)，穗部干物质的分配比例分别较NT与DT处理显著增加了7.94%～13.79%、10.34%～17.48%。ST处理叶面积和持绿性优于DT和NT处理。ST处理的子粒灌浆速率较DT与NT处理提高12.71%～18.96%、5.25%～8.71%，最终获得最大产量。因此，冬小麦-夏玉米1年两熟种植模式下，麦茬旋耕更利于免耕直播夏玉米的生长和产量建成。     

免耕玉米秸秆覆盖水稻的生育特性

2002~2003年在大田条件下研究了玉米茬移栽稻不同耕作方式对杂交稻的产量和生长特性的影响。结果表明,玉米茬晚稻以免耕畦作玉米秸秆覆盖处理产量最高,免耕玉米秸秆不覆盖处理次之,分别比传统翻耕移栽增产121%~20.5%和7.5%~7.7%。主要表现在白根比例高,根系伤流量大,分蘖早生快发,干物质量高。玉米茬晚稻免耕畦作玉米秸秆覆盖处理各主要生育期叶面积指数大,叶绿素含量和叶片光合速率高,氮素的积累和吸收量大。免耕玉米秸秆不覆盖处理开花前生长较旺,但后期存在早衰现象。     

花前不同时段夜间增温对冬小麦旗叶光合特性及产量的影响

全球变暖表现出夜间增温幅度大于白天的非对称性增温特点,小麦作为温凉型作物,产量和生理特性易受非对称性增温的影响。为探究花前夜间增温对冬小麦光合特性及产最形成的影响,以春性品种扬麦18和半冬性品种烟农19为试验材料,采用大田盆栽方式,利用被动式增温装置分别在分蘖期至拔节期(WT-J)、拔节期至孕穗期(WJ-B)、孕穗期至开花期(WB-A)三个时间段进行夜间增温处理,以不增温为对照(CK),分析经过三个花前不同时段夜间增温后小麦旗叶光合特性及产量特性的变化。结果表明,花前夜间增温使小麦旗叶灌浆期的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度均有所增加,WT-J、WJ-B处理均提高了冬小麦旗叶面积、最大光化学效率和实际光化学效率,同时使旗叶气孔密度和气孔指数较CK分别增加了12.64%、8.45%和10.21%、7.56%。扬麦18、烟农19的可孕小穗数在WT-J处理下较CK分别提高了9.01%和5.25%。扬麦18开花期干物质积累量在WT-J和WJ-B处理下较CK分别提高了13.18%和10.23%,烟农19在WT-J和WJ-B处理下较CK分别提高了16.21%和1...     

灌水模式对春小麦光合性能和干物质生产的影响

为探寻宁夏引黄灌区春小麦节水栽培的适宜灌水模式,比较分析了6个不同灌水处理(W1:二棱水+开花水;W2:二棱水;W3:拔节水;W4:二棱水+孕穗水;W5:二棱水+拔节水+孕穗水+开花水+灌浆水;W6:二棱水+拔节水+孕穗水+开花水)下春小麦光合性能、物质积累与转运、产量性状及水分利用的差异。结果表明,灌二棱水、孕穗水或开花水的W1、W4、W5、W6处理明显增加春小麦花后旗叶光合速率、蒸腾速率和气孔导度,灌二棱水和生育后期少灌水的W1、W2、W4处理明显增加花后旗叶胞间CO2浓度。灌水次数减少会显著增加旗叶SPAD值,并降低叶面积系数,其中以缺少二棱水的W3处理最为明显。灌有二棱水和孕穗水的W4处理明显降低抽穗至开花旗叶SPAD值,增加开花至灌浆旗叶SPAD值和抽穗至开花叶面积系数,灌开花水明显增加开花至灌浆旗叶面积。灌二棱水、拔节水、孕穗水、开花水明显促进了干物质积累,灌水次数增加明显增加了叶干物质积累量,并降低茎鞘干物质比例;缺少二棱水的W3处理最不利于叶、穗干物质积累,但提高了开花至成熟叶干物质比例;灌浆水对各器官干物质积累影响不明显。二棱期至开花期缺少灌水的W1、W3、W2处理促进了开花前贮藏同化物在花后向籽粒的转运。籽粒产量随灌水次数的增加而增加;缺少二棱水明显降低穗粒数、收获指数,但增加千粒重;增加灌水次数降低了灌水利用效率,且以灌二棱水影响最为明显。综上所述,缺少二棱水对春小麦产量影响最明显,孕穗水、开花水影响次之,灌浆水影响不明显。     

不同耕作和施氮模式对淮北地区小麦干物质积累、产量及水分利用效率的影响

为明确不同耕作和施氮模式对淮北砂姜黑土地区小麦产量及水分利用效率的影响，以烟农19为试验材料，设置旋耕+氮肥基施（RW）、旋耕+氮肥后移（RA）、翻耕+氮肥基施（DW）和翻耕+氮肥后移（DA）共4个处理，开展了大田小区试验，考察不同处理下小麦花后光合特性、干物质积累、根系分布、水分利用效率（WUE）及产量的差异。结果表明，相同施氮模式下，翻耕较旋耕显著提升了小麦产量，增产的原因是穗数、穗粒数和粒重的显著增加；相同耕作模式下，氮肥后移（RA和DA）的产量较氮肥基施（RW和DW）分别提高了25.54%和17.94%。翻耕和氮肥后移均增强了花后旗叶抗氧化酶活性，降低了丙二醛含量，显著提高了旗叶叶绿素含量和净光合速率以及花后光合同化物积累对籽粒产量的贡献率和总干物质积累量。RA、DW、DA处理较RW处理均显著提高了开花期0~60 cm土层的根长密度、根干重密度及WUE，其中WUE增幅分别为21.35%、12.71%和31.21%。综合来看，在淮北砂姜黑土地区采用翻耕结合氮肥后移的种植模式能延缓小麦花后旗叶衰老，维持叶片光合能力，增加群体干物质积累量，促进根系生长，实现产量和WUE的协同提升。