小麦苗期抗旱类型研究

为探索小麦苗期对水分胁迫的适应性,利用反复干旱法研究了942份小麦材料的苗期抗旱类型。结果表明,小麦苗期抗旱性存在显著差异,3次反复干旱后,小麦品种间成活率变异系数为4.6%～43.51%。根据品种反复干旱后成活率,供试品种对水分胁迫响应划分为抗旱型、耐旱型和敏感型。苗期抗旱性强的小麦品种具有较少种子根、较多次生根和较强分蘖量。小麦苗期抗旱性与后期抗旱性缺乏一致性,与品种的千粒重和冬春性无明显关系。     

不同抗旱性小麦品种耗水量及产量形成的差异

为明确年际间不同抗旱性旱地小麦品种的产量差异,筛选适于黄土高原东缘种植的旱地小麦品种,于2012—2017年在山西省运城市闻喜县试验基地进行田间试验。选取10个小麦品种,将降水年型与小麦品种抗旱性进行分类(降水年型:欠水年、平水年;小麦品种:强抗旱性、弱抗旱性),比较分析不同年型下抗旱性不同的小麦品种水分利用效率、干物质积累量、产量及产量构成要素的差异,分析产量及干物质积累量与耗水量的关系,明确不同品种小麦的节水增产效果。结果表明,强抗旱性品种包括‘晋麦92’‘运旱20410’‘运旱22-33’‘运旱618’‘运旱719’和‘长6697’,弱抗旱性品种包括‘洛旱6号’‘洛旱9号’‘洛旱11号’和‘洛旱13号’。欠水年,强抗旱性品种的平均耗水量高于弱抗旱性品种,当耗水量增加1 mm时,强抗旱性品种产量提高29.6 kg·hm~(-2),且影响其产量的主要因素是穗数和穗粒数,营养器官干物质积累量提高50.8 kg·hm~(-2),从而水分利用效率较高,尤其‘晋麦92’和‘运旱20410’。此外,强抗旱性品种较弱抗旱性品种单位粮食生产的节水量提高13.61%,消耗1 mm土壤水分增产量提高15.74%,具有较好的节水增产效果。平水年, 6个强抗旱性品种耗水量普遍较高,其中‘运旱20410’和‘晋麦92’的水分利用效率较高,产量也较高。因此,本研究条件下,欠水年和平水年表现均较好的品种是‘晋麦92’和‘运旱20410’。     

土壤干旱对冬小麦功能叶过氧化物酶同工酶及抗旱性的影响

以６个抗旱性不同的冬小麦品种为试验材料，研究了土壤干旱对拨节期冬小麦功能叶片过氧化物酶同工酶、生物产量及某些经济性状的影响。结果表明：一定程度的土壤干旱可导致小麦功能叶片过氧化物酶同工酶发生相应的变化，抗旱性不同的小麦品种其同工酶酶谱不同，其酶谱变化与抗旱性间存在着一定的相关性。     

水分条件对冬小麦生长发育及产量的影响

为了研究水分条件对不同基因型和抗旱性冬小麦生长发育和产量的影响,选用栽培二粒(原始小麦)、西农9871(敏感型现代小麦)和长武134(抗旱性现代小麦)进行了研究。结果发现:栽培二粒小麦分蘖和株高受水分的影响大,拔节期灌水对西农9871和长武134株高和分蘖没有显著影响,说明了原始品种生长发育受水分制约大于现代品种。栽培二粒小麦的产量在不同水分条件下没有显著变化,但西农9871和长武134不灌水处理的产量是充分灌水处理的50%,拔节期灌水并没有显著提高产量,说明了现代品种产量受水分影响大于原始品种。     

高蛋白谷子新品种晋谷44号应用前景及其栽培技术

近年来种植饲料粮人们已经习惯应用玉米品种．而玉米则需要种植在有水源的地块。由于我国水资源越来越缺乏。选育节水、抗旱性能强的作物品种已立为育种的议事日程。谷子具有抗旱性强、营养丰富的独特特性．在粮食作物中，唯数谷子耐旱、省水，每形成1g干物质，只需水分271g，比玉米、小麦都少。     

豫西地区彩色小麦生产栽培技术规程

为规范彩色小麦生产,统一栽培标准,规定了彩色小麦的生产栽培技术规程,包括品种选择、种子处理、播种技术、耕作技术、施肥技术、病虫草害防治、收获等内容,适用于豫西地区彩色小麦的栽培管理.     

外源基因导入改良小麦抗旱性的研究进展

华北是我国水资源匮乏地区之一,干旱直接威胁着本区域粮食安全。小麦(Triticum aestivum L.)作为世界主要粮食作物,在我国北方占有重要地位,选育抗旱小麦品种是降低干旱危害的有效手段。由于小麦属内的遗传变异相当有限,小麦抗旱性遗传改良急需开发和导入新的基因资源。远缘杂交是转育小麦近缘属种优良基因、创造特异育种新材料的有效途径;全基因组DNA导入技术打破了物种界限,可以将小麦族外的基因导入小麦基因组中;转基因技术不仅可以导入其他物种的基因,更使得分子聚合不同来源的抗旱相关基因成为可能,为小麦抗旱性综合改良开辟了新途径。本文以上述3种技术为切入点,对外源基因(或染色质)导入、改良小麦抗旱性的相关研究进展进行了回顾和展望。     

我国北方旱区雨养小麦生产潜力研究

由于水资源匮乏,我国北方旱区农业多以雨养为主.小麦是北方主要的粮食作物,为明确旱区雨养小麦生产潜力,对区域粮食生产水平做出客观评价,本文以整个北方旱农区为宏观尺度,利用CERES-wheat作物模型,模拟了北方旱区雨养小麦生产潜力水平,分析了潜力的时空分布规律.研究表明,我国北方旱区雨养小麦的生产潜力为半湿润区半湿润偏旱区半干旱区半干旱偏旱区干旱区,半湿润区雨养小麦生产潜力约为6300kg·hm-2,干旱区约为3000mg·hm-2,干旱区的年际间潜力变化较其他区域稳定.我国北方旱区雨养小麦生产潜力东部高于西部,南部高于北部,冬小麦的潜力高于春小麦.     

黄土旱塬地区小麦抗旱性的生理生态分析

对两个抗旱性强的旱地小麦品种和一个抗旱性弱的水地品种,在不同水肥条件下进行了生态生理学的系统比较研究.结果表明,两个旱地品种分别属于御旱力较强的旱肥型和耐旱力较强的旱薄型.它们各自形成的系统发育条件和适应干旱的方式有所不同.在黄土旱塬地区.抗旱育种指标应着重于御旱性状,各项耕作栽培措施应紧紧围绕"种好"、促进种子根下扎、培育壮苗这一中心环节.鉴定抗旱性的田间试验应采用水肥双重控制法.     

施氮对不同抗旱性小麦叶片光合及生长特性的影响

在大田试验条件下,对2个不同抗旱特性的小麦品种在5个N素营养水平下各生育时期叶片光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)等气体交换参数以及地上生物量进行了测定。结果表明,两个小麦品种的叶片Pn随生育进程呈逐渐递减趋势,对照在拔节期出现Pn峰值,N素各处理Pn的峰值均出现在分蘖期。不同N素处理的两个小麦品种的Gs、Ls峰值均出现在拔节期~抽穗期,依生育进程呈先升后降的变化趋势。适量N素提高了叶片Pn和Gs,降低了Ls。不同抗旱性小麦光合参数的差异因生育期不同而有差别,N180处理旱地品种较水地品种有高的Pn和Gs,在拔节期~抽穗期旱地品种的Pn、Gs均高于水地品种。小麦地上单株干重随生育进程持续增加。N素对地上单株生物量的影响因抗旱性差异而不同,旱地品种的地上单株生物量随施N量的增加而表现先降低后升高的变化趋势,水地品种则表现出持续下降的趋势;两个品种的籽粒产量随N素水平提高呈先升高后下降趋势,在N180处理达到最高。因此,N180处理是旱地小麦最为适宜的施N水平。结合光合、生长及叶片水势变化特性,认为适量N素可提高干旱环境下叶片光合机构的适应能力,说明N素对提高小麦抗旱能力有积极意义。     

豫西水保植物优化组合及其水土保持效益

本文在对河南省西部黄土区植物资源和群落保持水土性能进行大量调查研究的基础上,探讨了林草结合、乔灌草复层结构的水保效应,肯定了植被层次、总覆盖度是影响水保效益的主要因素,并筛选出适宜豫西黄土区的水保植物44种,提出了适宜不同立地类型的58种乔、灌、草优化组合,为提高该区植物措施的效益提供了科学依据。     

华北地区冬小麦主要气象灾害风险评价

为了对华北地区冬小麦生育期内遇到的主要气象灾害(干旱和干热风)的综合风险进行评价,根据气象灾害发生机理及区域环境特征建立危险性、暴露性和脆弱性评价模型,并构建综合风险模型,具体分析各地区综合风险的大小及主导风险因子,该文利用华北地区48个农气站冬小麦发育期资料(1981-2010年)和气象资料(1961-2010年)以及近50 a产量资料,将冬小麦全生育期划分为前期(播种期-起身期)、中期(拔节期-开花期)、后期(灌浆期-成熟期)3个阶段,并充分考虑了底墒形成期(播种当年7-9月)内的降水,分别基于水分亏缺指数和加权干热风日数构建了干旱、干热风等级指数,对华北地区冬小麦干旱、干热风灾害以及综合气象灾害风险进行分析。结果表明:危险性、脆弱性和暴露性的权重分别为0.3272、0.3116和0.3612。华北地区冬小麦农业气象灾害风险值有2个高值中心,一个位于冀鲁豫交汇处,一个位于河北省泊头、黄骅等地,风险值由中心向四周逐渐降低。根据该文构建的综合风险评估模型,将华北冬小麦种植区划分为5个不同风险等级区。评价结果具有较强的针对性,可以为华北各地区农业气象灾害风险管理提供参考。     

基于GIS技术的河南粮食核心区小麦玉米区域潜力研究

为探讨河南粮食核心区小麦玉米的生产潜力,采用机制法研究了基于GIS的小麦、玉米光合、光温、气候和土土等自然生产潜力。结果表明：河南省小麦玉米均存在较大的增产潜力,并且玉米的增产潜力远高于小麦,表现在玉米的光温潜力、气候潜力和土壤潜力高于小麦的各项潜力指标;各潜力指标与县区间的比例关系为：光合和光温潜力中产县的比例大,高产县和低产县的比例均较少,气候潜力和土壤潜力高产县和低产县的比例增加,并高于中产县比例;小麦玉米潜力各指标间优势区域不完全相同,总体趋势是,豫北和豫中地区潜力较大,现实产量也最高,豫东、豫东南地区居中,豫西和豫西南地区较低;河南省粮食核心区建设的关键是挖掘小麦、玉米的气候生产潜力和土壤生产潜力。     

豫北冬小麦、夏玉米多年需灌水次数及典型 生育期需灌水分析

研究气候变化情景下豫北地区农业需灌水次数的变化情况,可为当地灌溉以及保证农业可持续发展提供参考。本文分析处理近63 a(1951—2013年)气象数据和新乡七里营站点土壤数据,结合作物生长参数,利用降水、灌溉、作物蒸散发与土壤水分之间变化关系,建立干旱灌水指数模型。此模型中干旱灌水指数(DII)分布在[-1,1]之间,小于0时即干旱需灌水。在现有冬小麦-夏玉米种植制度下,利用干旱灌水指数模型计算多年需干旱灌水指数,并进一步得到灌水次数。选择冬小麦生长季分别为湿润(1985—1986年)、正常(2004—2005年)、干旱(1983—1984年)的3个典型实际代表年度,夏玉米生长季分别为湿润(2003年)、正常(1993年)、干旱(2009年)的3个典型实际代表年,计算了不同代表年冬小麦、夏玉米作物需水情况。进一步计算得到了冬小麦、夏玉米在典型湿润、正常、干旱3个不同代表年的干旱灌水指数,并进行了有无灌水的干旱情况分析。结果表明:近63 a冬小麦-夏玉米系统每年需灌水2~7次不等,平均需灌水5.1次。冬小麦和夏玉米湿润、正常、干旱3个代表年蒸散发量(ETC)分别为489.4 mm、551.4 mm、481.7 mm和466.1 mm、477.8 mm、529.3 mm。在无灌水条件下典型代表年内,冬小麦、夏玉米都会遭遇不同程度干旱,典型湿润、正常、干旱代表年冬小麦分别灌水2次、3次、4次,夏玉米分别需灌水1次、2次、3次后,基本可以消除干旱对其正常生长影响。综上,通过干旱灌水指数来量化需灌溉次数是可行的。气候变化情景下,近10年(2003—2013年)需灌水频次变化大,年际间干旱事件频发,更好的科学灌溉管理可减少干旱对作物的影响。     

河南省小麦茎基腐病调查及优势病原分析

小麦茎基腐病(CR)是近年我国普遍发生的病害之一。为进一步明确河南省小麦CR的发生情况及优势病原种类,2019年对河南省11个小麦主产区的96个生产点进行了调查,并对采自田间典型症状植株上的病害开展了病原菌分离、形态鉴定、rDNA-ITS分子鉴定及致病力分析。结果表明,除驻马店地区轻微发病外,其他10个地区均发病较重,田块发病率平均达78.85%,病情指数、病株率和白穗率分别平均为17.87、48.35% 和3.44%;被调查的小麦品种均不同程度感病,发病较轻的品种占30%、发病较重的占20%、中度感病的占50%;不同地块之间发病程度存在较大差异,土壤肥沃、水分充足、管理精细的地块发病较轻,干旱、盐碱地、肥力不足及管理粗放的地块发病较重;目前,河南省小麦主产区CR主要病原菌为假禾谷镰刀菌(Fusarium pseudograminearum),根据其形态分为6种类型,其中第 Ⅰ 和 Ⅱ 类病原菌分离频率高且分别在8个和6个地区均有分布,致病力分别为42.22和77.78。根据调查结果,建议河南省重视小麦CR防治工作,并加快开展CR致病、小麦抗病机理研究及抗病新品种的选育。     

中国亚热带干旱多尺度时空格局及演变趋势

为探讨不同时间尺度下中国亚热带区域干旱的时空特征,利用1 km气象数据计算1959—2019年亚热带区域标准化降水蒸散发指数(SPEI),并且结合干旱线性变化趋势、影响范围、强度及频率,分析了不同时间尺度(1月、3月、6月、12月)下中国亚热带区域干旱的时空特征。结果表明:(1)干旱时期主要集中在2004—2014年,干旱化区域空间上呈现明显的东西对比,时间尺度上秋季的干旱化趋势最为显著;(2)各时间尺度的干旱影响范围都处于不断波动上升的趋势,尤其是在1995年之后,干旱影响范围上升趋势尤为明显;(3)季节和干湿季较大干旱强度零星分布在亚热带西南部及湖南、江西等省,年际较大干旱强度则主要集中在亚热带东南部;(4)秋季发生干旱的频率最高,年际发生中度及以上干旱频率最高,春季高频中度及以上干旱频率集中在四川、西藏等地,秋季和年际主要集中在四川、重庆和贵州的交界处,夏季、冬季以及干湿季则零星分布在亚热带各省份。综上,亚热带总体呈现干旱化趋势,季节、干湿季和年际尺度的干旱影响范围时间序列变化趋势较为相似,但干旱强度和干旱发生频率在空间上存在一定差异。     

河南省农业水旱灾害风险评估与时空分布特征

为了加强河南省农业水旱灾害的风险评估和管理,该文利用信息扩散模型和风险等级划分,对河南省农业水旱灾害风险进行评估与时空特征研究,从而得出不同程度水旱灾害发生的可能性及其时空特点。研究结果表明:河南省17个市的农业水旱灾害风险概率均较大,且旱灾风险概率、风险等级、成灾面积均大于水灾;农业水灾风险空间分布表现出西北到东南风险概率增加的特点,低风险区为豫西、豫北区,高风险区主要是豫东、豫南区,尤其是黄淮4市风险较高;旱灾风险空间分布表现出西部、南部大于东部和北部的特点,豫北区的安阳、新乡、濮阳风险较小,豫西、豫南区则处于高风险。该研究为河南省粮食核心区战略地位的提升及灾害防治提供了依据。     

华北平原不同等级干旱对冬小麦产量的影响

华北平原是中国重要的粮食生产基地,其中冬小麦播种面积和产量均居中国首位,在国家粮食安全中具有重要作用,干旱是影响该区域冬小麦产量的最主要农业气象灾害。该研究基于华北平原44个气象站点1981—2017年的逐日气象数据以及作物、土壤和田间管理资料,以作物水分亏缺指数为农业干旱指标,基于调参验证后的农业生产系统模型(Agricultural Production Systems Simulater,APSIM),评估了冬小麦生长发育中后期各生育阶段不同等级干旱对冬小麦单产和总产的影响。结果表明,冬小麦拔节-开花和开花-成熟阶段干旱造成冬小麦减产率空间上均呈北高南低的分布特征,且开花-成熟阶段干旱引起的减产率(26.8%)高于拔节-开花阶段干旱引起的减产率(19.1%),区域间比较均表现为干旱对京津冀地区冬小麦单产影响最大,对河南省冬小麦单产影响最小;随着干旱等级的加重减产率增大,开花-成熟阶段轻旱、中旱和重旱的减产率分别为16.5%、32.8%和44.9%,拔节-开花阶段轻旱、中旱和重旱的减产率分别为10.3%、18.8%和28.6%。结合冬小麦实际播种面积得到各生育阶段干旱对总产的影响,区域间比较均表现为干旱对山东省冬小麦总产影响最大,对河南省冬小麦总产影响最小。     

氮肥缓解苗期干旱对小麦根系形态建成及生理特性的影响

为揭示氮肥缓解苗期干旱对小麦根系生长的影响,以高产高蛋白品种Spitfire(S)和抗旱品种Drysdale(D)为材料,采用沙培方式研究了不同氮素处理(180和22.5 kg·hm^-2)和水分处理(干旱和正常浇水)对苗期小麦根系形态建成和生理生长的影响。结果表明,苗期干旱下增施氮肥减小了2个品种小麦根系总根长、根系表面积、总根体积、根尖数和分枝数,显著增加了根系直径和根系活力,S品种根系干重减小7.0%,而D品种根系干重增加12.0%。施高氮还降低了干旱下2个品种小麦根系可溶性糖含量,并提高了游离氨基酸含量,且耐旱性品种D变化幅度较大,2个品种根系可溶性蛋白含量的变化均不明显。此外,增施氮肥能促进根系对氮素的吸收,提高根系硝酸还原酶(NR)活性和含氮量。综上,在苗期干旱下增施氮肥能够促进小麦根系生长,提高根系活力和NR活性,以增强根系对氮素的吸收同化能力,促进氮代谢水平,从而提高小麦的抗旱性,但不同耐旱品种对干旱下增施氮肥的响应程度存在差异。本研究结果为通过增施氮肥有效缓解干旱进而提高小麦产量提供了理论依据。