不同秸秆还田技术模式对冬小麦强弱势粒灌浆特性的影响

为揭示砂姜黑土区不同秸秆还田技术模式对冬小麦籽粒灌浆进程的影响,该研究基于农业农村部华东地区作物栽培科学观测站15a的长期定位试验,设置单季小麦秸秆全量粉碎覆盖还田（T1）、小麦秸秆全量粉碎覆盖还田+玉米秸秆全量粉碎翻埋还田（T2）、单季玉米秸秆全量粉碎翻埋还田（T3）和小麦玉米秸秆全年不还田（CK）4种不同秸秆还田技术模式,采用Richards方程模拟冬小麦籽粒灌浆过程,研究不同秸秆还田技术模式对冬小麦强弱势粒灌浆特征参数的调控效应。结果表明：1）相较于秸秆不还田,秸秆还田处理能提升冬小麦强、弱势粒的籽粒体积、千粒质量和产量,T1、T2、T3处理下强势粒千粒质量和籽粒产量较CK分别显著提升11.02%、10.63%、13.75%和16.28%、14.29%、13.94%,弱势粒千粒质量和籽粒产量较CK分别显著提升9.73%、6.64%、7.57%和19.24%、23.25%、11.50%。Richards方程能极显著模拟不同秸秆还田技术模式下冬小麦籽粒灌浆过程,拟合方程决定系数（R²）均在0.997以上。2）对冬小麦强势粒,秸秆还田可延长小麦强势粒灌浆时间,主要通过缩短灌浆渐增期持续时间和提高其灌浆速率,延长灌浆缓增期的持续时间来提升强势粒千粒质量。其中T1、T3处理下冬小麦强势粒灌浆持续时间较CK分别延长2.137 d和4.443 d,T1、T2处理下强势粒单粒最大灌浆速率较CK分别显著提高了7.81%和12.26%。3）对冬小麦弱势粒,T1处理下弱势粒灌浆持续时间较CK延长1.477 d,T1、T2、T3弱势粒单粒最大灌浆速率较CK分别显著提升16.46%、22.69%和17.13%。该研究表明秸秆全量还田可提升砂姜黑土区冬小麦籽粒库容和籽粒灌浆速率,最终增加粒质量。研究可为砂姜黑土区秸秆资源的高效利用提供理论指导和技术支撑。     

调亏灌溉条件下冬小麦籽粒灌浆特征及其模拟模型

在移动式防雨棚下,采用盆栽土培方法,以冬小麦（Triticum aestivum L.）为试验材料进行了调亏灌溉（regulated deficit irrigation,RDI）试验研究,目的在于了解RDI对冬小麦籽粒灌浆特性的影响,并对其进行模拟,为建立冬小麦RDI指标与模式提供理论依据与技术参数。试验采用二因素（水分调亏阶段和调节亏水度）随机区组设计。结果表明,RDI条件下冬小麦籽粒灌浆过程符合“缓-快-慢”的“S”型生长曲线,并可用Richards方程进行较好的模拟;不同水分调亏处理间最大灌浆速率及其出现时间、平均灌浆速率、灌浆持续期、活跃生长期和3个灌浆阶段灌浆持续期,以及最终千粒质量等特征参数差异达显著水平;其中,越冬期轻度调亏具有最高的平均灌浆速率（每百粒0.234 g/d）、最大灌浆速率（每百粒0.369 g/d）、最高的第3阶段灌浆速率（每百粒0.099 g/d）和最高的千粒质量（58.46 g）。经相关和逐步回归分析灌浆参数与千粒质量的关系,结果表明,多数参数间存在着显著或极显著的相关性,其中,与千粒质量有显著或极显著相关关系的参数有最大灌浆速率、平均灌浆速率、活跃生长期和第3阶段灌浆速率等。     

花后渍水对不同耐渍型冬小麦籽粒灌浆特性的影响

江汉平原冬小麦中后期常遭受涝渍灾害,为明确花后渍水对冬小麦籽粒灌浆进程的影响,以郑麦9023（耐渍型）和扬麦20（敏感型）2个小麦品种为研究对象,利用灌排可控的测坑模拟冬小麦花后不同天数（5、9、13和17 d）的渍水胁迫,应用Richards模型对冬小麦籽粒灌浆进程进行了模拟,在此基础上分析各籽粒灌浆参数与渍水天数的关系。结果表明：花后渍水5、9、13和17 d,郑麦9023（耐渍型）分别减产10.84%、19.51%、25.93%和36.52%,扬麦20（敏感型）分别减产14.25%、25.84%、37.26%和47.84%。导致冬小麦减产的主要原因是千粒质量降低,花后渍水天数每增加1 d,冬小麦郑麦9023和扬麦20千粒质量分别降低0.961和0.996 g。Richards方程能极显著模拟花后渍水冬小麦籽粒灌浆过程,拟合方程决定系数均在0.99以上。对耐渍型冬小麦,花后渍水主要显著缩短活跃灌浆期,且主要是显著缩短籽粒灌浆快增期和缓增期的持续天数;对敏感型冬小麦,花后渍水主要显著降低籽粒灌浆三阶段的灌浆速率。花后渍水增加1 d,郑麦9023籽粒活跃灌浆期缩短0.827 d,籽粒灌浆快增期、缓增期灌浆持续天数分别缩短0.492、0.963 d,扬麦20单粒最大灌浆速率降低0.046 mg/d、单粒平均灌浆速率降低0.032 mg/d,籽粒灌浆渐增期、快增期和缓增期单粒灌浆速率分别降低0.011、0.040和0.010 mg/d。研究可揭示花后渍水致使冬小麦减产的影响过程,为冬小麦涝渍灾害防控提供理论支撑。     

稻田土壤铜含量对水稻籽粒灌浆特性与产量的影响

为探究稻田土壤铜含量对水稻产量及籽粒灌浆特性的影响,于2019和2021年通过盆栽试验分析24.32(对照,CK)、100(Cu100)和200 mg·kg^-1(Cu200)稻田土壤铜含量下水稻的产量差异,并通过Richards方程对籽粒灌浆过程进行拟合,比较籽粒灌浆参数之间的差异,探讨铜含量对不同粒位籽粒灌浆特性的影响。结果表明,2019和2021年Cu200处理水稻产量较CK分别减少31.18%和39.50%(P<0.05);而Cu100处理水稻产量较CK分别表现为减少12.94%(P<0.05)和增加10.07%(P>0.05)。土壤不同铜含量处理下水稻籽粒灌浆特性表明,与对照相比,Cu100处理强势粒延长了活跃灌浆期(D)和到达最大灌浆速率的时间(T_max),最终生长量A值提高,而弱势粒D值及T_max明显缩短,A值明显降低;Cu200处理强、弱势粒D值及T_max明显减小,A值显著降低。总体而言,各处理对弱势粒灌浆影响大于强势粒。进一步分析不同土壤铜含量下水稻产量变化规律发现...     

不同类型水稻籽粒灌浆过程内源激素含量变化的研究

研究不同类型水稻籽粒灌浆特性及其与内源激素的关系结果表明,籽粒灌浆前期强势粒灌浆速率均高于弱势粒,后期则相反。新株型稻“IR_(65600-85)”强、弱势粒属异步灌浆型,导致弱势粒充实度更差。籽粒灌浆过程中内源激素含量变化为灌浆前期强势粒IAA及ABA含量较高,ABA/IAA、ABA/GA_(1 3)和ABA/(IAA GA_(1 3) ZR_S ABA)值均较高,而弱势粒则相反,尤以“IR_(65600-85)”弱势粒更突出,籽粒充实度最差,结实率较低。     

滴灌施氮水平下玉米籽粒灌浆过程模拟

为了揭示水肥一体化条件下不同施氮水平对玉米籽粒灌浆过程的影响,2017～2018年在宁夏农垦平吉堡农场进行田间试验,供试品种为"天赐19",在0、90、180、270、360和450 kg/hm~2 6个施氮水平(分别用N0、N1、N2、N3、N4和N5表示)下,基于Richards方程构建和验证了滴灌水肥一体化条件下不同氮素处理中玉米籽粒灌浆过程模型,并进行灌浆特征参数分析。结果表明,不同氮素水平下玉米籽粒灌浆规律均符合Richards曲线,模型评价指标均方根误差RMSE为1.03 g/kg,标准化均方根误差n-RMSE为5.56%,稳定度较高。籽粒灌浆速率呈先增后减的变化趋势,将灌浆进程划分为渐增期、速增期和缓增期3个阶段。施氮显著增加籽粒干物质累积量,其原因主要是延长灌浆持续期和增加灌浆速率。施氮270 kg/hm~2对增加速增期的灌浆天数效果显著,使速增期对最终籽粒干物质积累量的贡献率达到了64%,并且能维持较高的后期灌浆活性。本文基于Richards方程构建的籽粒灌浆过程模型将在滴灌玉米灌浆期准确地预测籽粒灌浆特性。     

播期对机插水稻产量构成特征的影响

为探明播期对机插水稻产量构成特征的影响,试验选用粳型超级稻武运粳24和籼粳交水稻甬优2640为材料,系统研究播期对机插稻茎蘖动态、穗部性状和籽粒灌浆动态特性的影响,阐明不同播期条件下机插稻产量及其构成特征。研究表明,播期推迟,机插稻茎蘖数拔节期显著升高、成熟期下降,成穗率明显降低,早播与晚播变化差异达显著水平(P0.05)。机插稻穗长、着粒密度、单穗粒质量、一次枝梗数、二次枝梗数、一次二次枝梗数比例、一次枝梗粒数、二次枝梗粒数、单次枝梗着粒数、一次枝梗结实率、二次枝梗结实率均随播期推迟而呈下降趋势,而一次二次枝梗总粒数比呈上升趋势,且籼粳交水稻受播期影响较大。除一次二次枝梗数比例、一次二次枝梗总粒数比和一次枝梗着粒数差异较小外,穗部构成特征其余指标均于早播、晚播间差异显著(P0.05)。随机插稻播期推迟,强、弱势粒米粒终极生长量变小,单粒质量降低,强势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率下降,到达最大灌浆速率的时间延迟,活跃灌浆期和有效灌浆时间均延长;弱势粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率差异较小,晚播较低,到达最大灌浆速率的时间推迟,活跃灌浆期缩短,有效灌浆时间延长。适宜早播机插水稻,群体茎蘖升降平稳,有效穗数增多,穗粒充足,穗部结构优化,结实率高,灌浆持续时间长,灌浆速率稳而高,弱势粒灌浆更充实,易实现稳产、高产。因此,苏中地区机插水稻提前至5月26日播种,抢时早栽,可实现单产突破。     

不同氮肥水平下冬大麦籽粒灌浆特性分析

为合理利用氮肥,实现大麦高产优质高效栽培,以扬饲麦3号、港啤1号、扬农啤2号和Frankin等4个品种为供试材料,运用方程拟合的方法,研究了不同氮肥水平下冬大麦籽粒增重动态过程及特征。结果显示,随着氮肥水平的提高,灌浆参数:灌浆持续期、终极积累量、到达最大灌浆速率时的积累量、最大灌浆速率、各阶段的积累量和灌浆速率、中期的灌浆时间均呈增加趋势,不同氮肥处理大麦籽粒灌浆过程可以用Richards方程W=A/(1+be-kt)m来描述。逐步回归分析灌浆参数与产量及其构成因素的关系表明,影响大麦产量形成的主要因素是起始灌浆势,其次是到达最大灌浆速率时积累量,起始灌浆势越大,到达最大灌浆速率时积累量越大,越有利于籽粒灌浆。灌浆前期的灌浆速率和灌浆中期的积累量对大麦产量的影响也较大;影响大麦穗粒数的主要因素是到达最大灌浆速率时的积累量,同时,灌浆前期的灌浆速率和中期的积累量也有影响;对千粒重起主要作用的是最大灌浆速率和起始灌浆势以及灌浆后期的灌浆速率和前期的灌浆时间。     

不同类型水稻籽粒灌浆的生理生化特性研究

以3个较大穗型的不同类型水稻品种(组合)“IR_(65600-85)”、“培矮64S/E32”、“Ⅱ优86”为材料,试验研究水稻籽粒灌浆特性及其有关生理生化活性变化结果表明,3个水稻的强势粒起始生长势均高于弱势粒,从而更早进入灌浆盛期;ADPG焦磷酸化酶活性强势粒高峰值均出现在花后6d,弱势粒峰值出现在花后12d;淀粉合成酶活性强势粒在花后0～18d高于弱势粒,尔后弱势粒高于强势拉,但“IR_(65600-85)”弱势粒后期活性仅弱高于强势粒,造成3个水稻的弱势粒灌浆不如强势粒,尤其是“IR_(65600-85)”弱势粒生理生化活性更低,其籽粒充实最差,结实率也最低。     

不同基因型冬小麦籽粒灌浆特征及其与千粒重的关系

基于2017/2018年度黄淮冬麦区田间试验观测数据,采用Logistic方程,对2个弱春性和6个半冬性冬小麦品种的籽粒灌浆过程进行拟合分析,研究千粒重与籽粒灌浆特性的关系。结果表明,半冬性品种的灌浆速率普遍高于弱春性品种,其灌浆中后期的高灌浆速率,显著提高了其千粒重;弱春性品种返青后生长较快,开花早,灌浆时间显著长于半冬性品种,但其平均灌浆速率和最大灌浆速率均显著低于半冬性品种。不同基因型品种的籽粒灌浆速率显著影响千粒重,而且灌浆中后期的灌浆速率与千粒重呈显著性正相关。虽然不同品种的灌浆持续时间有一定差异,但是灌浆持续时间对千粒重增加的影响不大。根据灌浆特征参数与千粒重的相关性分析,快增期和缓增期的灌浆速率对千粒重具有决定性作用,而与各阶段灌浆持续时间并无显著相关关系。综合可知,试验区域更适合种植推广商355、豫教5号和存麦1号等半冬性品种。     

滴灌量对冬小麦籽粒灌浆特性的影响研究

为优化滴灌冬小麦灌溉制度,于2012—2013年、2013—2014年连续两年在伊宁县采用单因子随机区组试验设计,并运用Logistic方程模拟,研究3 000（处理A）,3 750（处理B）,4 500（处理C）m³/hm²三个滴灌量对冬小麦灌浆特性的影响。结果表明:两年试验冬小麦不同处理平均千粒重分别为48.35,50.27,52.17 g,不同年份不同处理灌浆各阶段持续时间均为缓增期（T₃） > 速增期（T₂） > 渐增期（T₁）,其平均速率分别为1.25,1.92,0.54 mg/d,各阶段平均干物质累积贡献率分别为12.68%,60.90%,26.43%。随着滴灌量的增加,灌浆持续时间延长3～7 d不等,平均灌浆速率减小2.88%～16.79%。3个处理中,处理B具有较高的平均灌浆速率1.21 mg/d,较处理A仅降低了3.41%,较处理C增加了12.25%,适当延长了灌浆时间,但又不致贪青晚熟,较处理C节水750 m³/hm²,可作为大田生产参考。将灌浆参数与粒重进行相关分析得出,多数参数间存在显著或极显著相关关系,其中,平均灌浆速率、最大灌浆速率、灌浆持续期,尤其是速增期与缓增期的持续时间以及它们期间的灌浆速率都与粒重存在着显著或极显著相关性。     

不同灌水量下尿素添加适宜氮肥增效剂促进夏玉米灌浆增产

为揭示不同灌水水平和氮肥增效剂类型对夏玉米籽粒灌浆过程的影响规律，以郑单958品种为研究对象，采用裂区设计，主区设置2个灌水水平：40 mm（W1）、60 mm（W2）；副区在单施尿素（U）的基础上添加不同类型氮肥增效剂：脲酶抑制剂（NBPT）、硝化抑制剂（DCD）、双效抑制剂（NBPT+DCD），采用Richards方程模拟夏玉米籽粒灌浆过程，研究不同灌水水平和氮肥增效剂类型对夏玉米各灌浆特征参数的调控效应，同时分析不同处理对夏玉米干物质转运和产量形成的影响。结果表明，3种氮肥增效剂下夏玉米的籽粒产量均显著高于U，DCD和NBPT+DCD的效果优于NBPT；增加灌水量至60 mm，可使氮肥增效剂的增产效果增强，NBPT、DCD和NBPT+DCD的产量分别提高了6.55%、5.36%和10.53%。NBPT、DCD和NBPT+DCD的转运率分别比U增大23.42%、19.58%和45.33%；两个灌水水平下的转运率无显著差异。Richards模型能较好地模拟夏玉米籽粒灌浆动态过程，拟合方程决定系数均在0.99以上。W2较W1水平显著延长了夏玉米总灌浆期持续时间，且延长了灌浆快增期和缓增期的灌浆时间，显著提高了缓增期的灌浆速率。3种氮肥增效剂均可提高夏玉米平均灌浆速率，且NBPT+DCD和DCD提高了灌浆快增期的灌浆速率。不同氮肥增效剂在不同灌水水平下效果不同。W2水平下，DCD能提高籽粒灌浆起始生长势，其总灌浆期持续时间延长至47.10 d，且优化了3个灌浆阶段的时长比例，平均灌浆速率较高，达0.828 g/d，是该研究中灌水水平和氮肥增效剂类型的最佳组合，研究可为关中地区氮肥增效剂的合理施用提供理论依据。     

不同降雨年型下水分处理对大穗型小麦品种籽粒灌浆及产量的影响

在大田条件下，探讨了不同降水年型不同水分处理条件下大穗型小麦品种籽粒灌浆及产量的变化。结果表明：通过用不同方程对籽粒生长动态进行拟合，Cubic方程最精确。2000～2001干早年型W和Ws与两个灌浆持续期参数(Se、S)相关性显著．2001～2002丰雨年型W和Ws与3个灌浆速率参数(V、Vs、Vmax)间相关性达显著水平。两年度相比，2000～2001年度籽粒灌浆持续期短，灌浆速率小，导致粒重降低。灌水对灌浆参数的效应年际间存在差异，2000～2001年度随灌水次数增多，S和Se延长，灌浆速率降低；而2001～2002年度随灌水次数增多，S和Se缩短，灌浆速率以灌—水处理最小．灌两水处理最高。灌水对产量的影响，2000～2001年度显著增产，2001～2002年度处理间无显著差异，灌三水处理较灌两水处理反而减产。     

限水灌溉下施氮量对冬小麦产量、氮素利用及氮平衡的影响

2008~2009年通过大田试验,研究了限水灌溉条件下,不同施氮量对冬小麦产量、氮素利用、土壤硝态氮动态变化及氮素平衡的影响。结果表明,施用氮肥显著增加小麦穗数和穗粒数,对千粒重无显著影响。作物产量、吸氮量与施氮量均呈抛物线关系,施氮量超过N240 kg/hm2,产量和吸氮量随施氮量增加略有降低。小麦起身期后,0—100 cm土层都有硝态氮分布,且随土层深度增加而减少;相同土层则随施氮量的增加而增加。土壤硝态氮积累量随生育期推进而降低,N0和N120处理分别在拔节期和开花期后表现出氮素亏缺;成熟期,土壤表观盈余以残留为主,表观损失量占小部分。氮肥表观利用率、农学利用率随施氮量增加呈降低趋势,而氮素残留率随施氮量增加呈增加趋势。在本试验条件下,施氮量在N 180~220 kg/hm2水平可以达到产量、氮素表观利用率、氮素残留率的较好结合,是限水灌溉下兼顾经济效益与环境效益的适宜施氮量。     

施氮对滴灌冬小麦花后光合生理、灌浆特性及产量品质的影响

为阐明黄淮海平原滴灌条件下施氮对不同高产冬小麦品种的调控机理,明确高产高效优质的施氮方式,以高产品种济麦22和烟农1212为试材,于2018—2020年2年间在大田滴灌条件下设置0,150,210,270 kg/hm² 4个施氮水平(济麦22用J0、J1、J2、J3;烟农1212用Y0、Y1、Y2、Y3),研究不同施氮量对滴灌冬小麦光合生理特性、籽粒灌浆特性、产量和品质的影响。结果表明:施氮可显著提高冬小麦上三叶的SPAD值,适量施氮显著提高了灌浆中后期的SPAD值和旗叶净光合速率(P_n),小麦旗叶SOD活性呈现单峰曲线的变化规律,各施氮处理的SOD活性均在花后14天达到最大值,N0处理的SOD活性在花后7天达到最大值,N2施氮水平下,2品种灌浆中后期旗叶SOD活性均最高。适量施氮能降低生育后期叶片膜脂过氧化程度,降低叶片MDA含量,使叶片功能期延长,从而提高生育后期的光合性能。随着施氮量的提高,2个品种的籽粒灌浆速率和最大理论千粒重均先增高后降低,不施氮处理下的T_m较各个施氮处理相对提前,济麦22的最大灌浆速率、最大理论千粒重在N1处理下最大,烟农1212则在N2处理下最高,2个品种的产量均随施氮量的增加而先增加后降低,且均在N2处理处最大,在N0、N1水平下,济麦22的产量高于烟农1212,在N2、N3水平下济麦22的产量低于烟农1212,说明烟农1212对氮肥较敏感,在高肥水条件下有更高的产量潜力,而济麦22有较强的氮肥适应性,在中低肥条件下表现更优。施氮对2个品种产量构成因素的调控存在差异,济麦22产量的提高主要依靠穗数、穗粒数,而烟农1212产量的提高则是依靠穗数、穗粒数、千粒重的协同作用。施氮显著提高2个品种的蛋白、湿面筋和沉降值,2个品种受氮素的调控效应不同,烟农1212的品质在0~150 kg/hm²随着施氮量的提高而提高,而济麦22则是在0~210 kg/hm²范围内随着施氮量的提高而提高。在试验条件下,滴灌分次施肥210 kg/hm²时,济麦22和烟农1212的光合特性、酶活性、灌浆特性、产量和品质均优于其他处理,是最优施氮量。     

冬季抗旱措施对小麦耗水特征与生育性状的影响

在2010—2011年小麦生长季节降水量为47.7 mm条件下,采用冬季抗旱处理时期(1月28日、2月12日、2月27日)、冬季抗旱措施与春一水灌水量组合(冬季喷灌+春一水灌水量75 mm、漫灌措施+春一水灌水量75 mm,冬季覆盖牛粪措施+春一水灌水量90 mm)2因素设计,研究了河北低平原区高产条件下冬小麦耗水特征和生育性状。结果表明:各处理的小麦全生育期总耗水量为384.93~464.24 mm,产量水分利用效率为15.23~20.87 kg·hm-2·mm-1。播种到越冬期和起身到灌浆期是小麦耗水量较大的时期。同一处理时期不同水肥措施下,随灌水量的增加,耗水量有增加趋势,水分利用效率与灌溉水利用效率有降低趋势;其中以牛粪覆盖措施小麦产量和灌水利用效率最高,喷灌措施小麦产量水分利用效率高于漫灌。同期不同水肥措施对小麦干物质再分配的影响表现为:牛粪覆盖措施和对照促进了小麦开花前营养器官贮存的同化物向籽粒再分配,喷灌和漫灌提高了小麦开花后干物质积累量和籽粒中来自花后积累干物质的比例。不同处理时期同一水肥措施比较,随处理时期推迟籽粒产量有增加趋势。以上结论可为指导小麦冬季田间旱情补救措施提供理论依据。