土壤肥力对高产小麦品种烟农1212旗叶叶绿素荧光特性和产量的影响

为了解土壤肥力对小麦旗叶叶绿素荧光特性和籽粒产量的影响,以高产小麦品种烟农1212为材料,比较分析了常年小麦产量水平为12 000和9 000kg·hm-2的高低两种土壤肥力条件下麦田土壤贮水消耗量、小麦旗叶叶绿素含量、叶绿素荧光参数、叶面积指数和籽粒灌浆速率的差异。结果表明:(1)高肥力下小麦全生育期60～100cm土层土壤贮水消耗量显著高于低肥力。(2)相对于低土壤肥力,高土壤肥力显著增加了小麦旗叶开花后21～35d的叶绿素相对含量和实际光化学效率(ΦPSⅡ)、开花后28d和35d的最大潜在光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qp)以及开花后14～35d相对电子传递速率(ETR)。高土壤肥力下小麦在孕穗期、开花期、开花后21～35d具有较高的叶面积指数。(3)高土壤肥力可显著提高灌浆中后期的籽粒灌浆速率,显著增加籽粒产量及其构成因素、水分利用效率和氮肥偏生产力。由此可见,高土壤肥力能够改善小麦光合能力,有利于产量形成,进而提高产量和促进水肥高效利用。     

测墒补灌深度对小麦旗叶光合作用和产量的影响

为筛选适宜于黄淮冬麦区小麦节水高产栽培的测墒补灌深度,在大田条件下设置0~20cm(D1)、0~40cm(D2)、0~60cm(D3)和0~140cm(D4)4个测墒补灌土层深度,越冬期各土层土壤相对含水量补灌至75%,拔节期补灌至70%,开花期补灌至75%,研究了测墒补灌深度对小麦旗叶光合作用和产量的影响。结果表明,D2处理越冬期、拔节期、开花期灌水量和总灌水量显著高于D1和D4处理,拔节期灌水量和总灌水量显著低于D3处理,土壤水消耗量与D1和D3处理无显著差异,但低于D4处理。D2和D3处理旗叶光合速率高于D4处理,旗叶磷酸蔗糖合成酶活性和蔗糖含量、籽粒支链淀粉和总淀粉含量高于D1和D4处理。D2和D3处理间千粒重和籽粒产量均无显著差异,但显著高于D1和D4处理;D2和D3处理的水分利用效率高于D4处理。0~40cm是本试验条件下小麦节水高产的适宜补灌深度。     

测墒补灌条件下深松和耙压对冬小麦耗水特性和产量的影响

为探索适于冬小麦高产节水的耕作模式,通过裂区试验,在小麦全生育期不灌溉、拔节期和开花期测墒补灌两种水分管理方式下,设置旋耕、深松+旋耕、深松+旋耕+耙压2遍共3种耕作方式,研究了测墒补灌条件下深松和耙压对冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响。结果表明,深松能明显促进小麦拔节后对0~200cm土层土壤贮水的吸收,显著提高产量和水分利用效率。与深松+旋耕处理相比,深松+旋耕+耙压2遍处理显著减少小麦播种至越冬前对土壤水分的消耗,在全生育期无灌水的条件下总耗水量减少,籽粒产量和水分利用效率明显提高;在小麦拔节期和开花期测墒补灌条件下,深松+旋耕+耙压2遍处理小麦在拔节至开花期和开花至成熟期的阶段耗水量和日耗水量明显提高,籽粒产量显著增加,水分利用效率无显著变化。     

灌溉畦长对小麦冠层光能利用特性的影响

为明确灌溉畦长对小麦冠层光能利用特性的影响,以济麦22为供试材料,在改水成数90%灌溉条件下,设置10 m(L10)、20 m(L20)、30 m(L30)、40 m(L40)4个畦长处理,比较分析了不同畦长灌溉处理间小麦开花期土壤含水量、花后叶面积指数、冠层光能利用特性和籽粒产量的差异。结果表明,随畦长的增加,麦田灌溉量、土壤含水量、花后0～28 d叶面积指数、花后14 d冠层光合有效辐射截获率和截获量、冠层光能转化率和利用率、产量和水分利用效率均呈增加趋势,花后14 d冠层光合有效辐射透射率呈下降趋势,L40处理的以上指标与其他处理差异均显著。畦长对小麦耗水量影响不明显。因此,增加灌溉畦长可促进土壤水分贮存、小麦冠层光能吸收、转化和利用,增加产量和水分利用效率;在本试验条件下,40 m畦长灌溉表现最佳。     

迟播对冬小麦灌浆后期高温胁迫下旗叶光合能力和产量的影响

为了解迟播对冬小麦灌浆后期高温胁迫下旗叶光合的调控效应,在大田条件下设置2个播期(常规播期10月8日、推迟播期10月22日)和2种灌浆期温度(开放式增温、自然温度),分析了迟播小麦旗叶光合能力的变化及其对灌浆后期高温胁迫的响应。结果表明,灌浆期高温降低了小麦旗叶光合速率、花后干物质生产量、粒重和产量。与常规播期相比,迟播提高了高温胁迫下小麦旗叶叶绿体类囊体膜不饱和脂肪酸指数,保持类囊体膜相对稳定,减轻高温对旗叶光合机构的损伤;增强了旗叶活性氧清除能力,保障能量传输,减少热耗散,提高光化学反应中可利用能量的分配比例,保持较高的光合系统同化力;提高了气孔导度和胞间CO_2浓度,增加光合作用底物供应。总之,迟播小麦的旗叶可在灌浆期高温胁迫下保持较高的光合能力,有利于提高粒重和产量。     

施氮量对强筋小麦产量、氮素利用率和品质的影响

为探明协同提高强筋小麦产量、氮素利用率和品质的施氮量,以强筋小麦品种济麦20（中穗型）和洲元9369（大穗型）为材料, 研究了180、240和300 kg·hm^-2三个氮肥水平（分别用N180、N240和N300表示）对强筋小麦产量、氮素利用率、品质及其相关指标的影响。结果表明,相同施氮量下,洲元9369的产量、氮素利用率、面团形成时间、面团稳定时间、面包体积和面包评分均高于济麦20。当施氮量由N180增至N240时,2个品种的产量无显著变化,但沉降值、面团形成时间、面团稳定时间、面包体积和面包评分均显著提高;施氮量增至N300后,2个品种的产量和品质又都显著下降,籽粒总蛋白含量、谷蛋白含量、SDS-不可溶性谷蛋白含量、醇溶蛋白含量和谷蛋白聚合指数均明显降低,而SDS-可溶性谷蛋白含量和谷醇比却表现为上升趋势。经相关分析,SDS-不可溶性谷蛋白含量、谷蛋白聚合指数与面团形成时间、面团稳定时间、面包体积和面包评分均呈显著正相关。以上结果表明,谷蛋白聚合程度降低是过量施氮条件下强筋小麦品质下降的主要原因。综合考虑小麦产量、氮素利用率和籽粒品质,240 kg·hm^-2为本研究条件下的最佳施氮量。     

水肥一体化条件下施氮量对小麦旗叶叶绿素荧光特性及产量的影响

为探讨水肥一体化条件下施氮量对小麦旗叶叶绿素荧光特性及籽粒产量的影响,以小麦品种济麦22为试验材料,设每公顷施纯氮0（N0）、150（N1）、180（N2）、210（N3）和240 kg（N4）五个处理,通过大田试验分析了不同处理间小麦旗叶PSⅡ 最大光化学量子效率（F_v/F_m）、PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）、叶绿素相对含量、籽粒灌浆速率及产量的差异。结果表明,花后14~35 d,小麦旗叶F_v/F_m在N3和N4处理间无显著差异,但二处理显著高于其他处理。花后0~35 d,N3处理的旗叶Φ_PSⅡ最高,施氮量再增加至N4时,Φ_PSⅡ无显著变化。花后14~28 d,N3和N4处理的旗叶叶绿素相对含量显著高于其他处理;花后35 d,N3处理显著高于N4处理。粒重和灌浆速率在灌浆前期均随施氮量增加而降低;灌浆后期N3与N4处理间粒重和灌浆速率无显著差异,但二处理显著高于其他处理。籽粒产量在N3处理下最高;在施氮量增加至N4时,籽粒产量不再增加,且氮肥生产效率和氮肥农学效率分别下降了14.6%和24.0%。在本试验条件下,210 kg·hm^-2是兼顾高产和高效的最佳施氮量。     

两种土壤质地麦田贮水量与表层土壤水分的关系

为探明不同土壤质地麦田一定深度土层土壤贮水量与表层土壤含水量的数量关系,2013-2016年度分别于粉壤土和砂壤土地块,在冬小麦生育期间通过设置不同的补灌时期和拟湿润层深度实施补充灌溉,创造不同生育时期0~200 cm土层土壤贮水量及其纵向分布的差异,分析一定深度土层土壤贮水量与表层土壤含水量的关系,建立相关方程,并对关系方程的预测精确度进行检验。结果表明,冬前期、拔节期和开花期补灌前或补灌后,粉壤土地块0~20和0~40 cm土层土壤含水量与0~100和0~200 cm土层土壤贮水量均呈极显著正相关;砂壤土地块0~20和0~40 cm土层土壤含水量与0~100 cm土层土壤贮水量呈极显著正相关,与0~200 cm土层土壤贮水量无显著线性相关关系。在粉壤土地块利用0~20和0~40 cm土层土壤含水量预测0~100和0~200 cm土层土壤贮水量,模拟效果均较好。在砂壤土地块,利用0~20和0~40 cm土层土壤含水量预测0~100 cm土层土壤贮水量,模拟效果一般或差,较难以准确预测0~200 cm土层土壤贮水量。冬小麦生长季内灌水对0~20和0~40 cm土层土壤含水量与0~100和0~200 cm土层土壤贮水量的相关性没有显著影响,但改变了数量关系方程和决定系数的大小。土壤质地对表层土壤含水量与一定深度土层土壤贮水量的相关关系影响较大,在土壤墒情预测中应区别对待。     

氮肥基追比对测墒补灌小麦耗水特性和籽粒产量的影响

为明确氮肥基追比对测墒补灌小麦耗水特性和籽粒产量的调控效应,以济麦22为材料,在总施氮量为240 kg·hm^-2条件下,设置0∶10（N₁）、3∶7（N₂）、5∶5（N₃）、7∶3（N₄）、10∶0（N₅）5个氮肥基追比,研究了氮肥基追比对测墒补灌小麦耗水特性和干物质积累及籽粒产量的影响。结果表明,N₃处理显著提高了160~200 cm土层土壤贮水消耗量、灌水量及降水量占总耗水量的比例和开花后耗水量;降低了总耗水量、土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例和开花前耗水量。N₃处理比N₁、N₂、N₄和N₅处理开花至成熟期干物质积累强度分别高20.97%、8.61%、10.37%、23.81%,成熟期植株总干物质积累量和干物质在籽粒中的分配量分别高9.92%、5.39%、7.75%、12.73%和11.57%、5.29%、5.75%、16.19%。N₃处理的水分利用效率、土壤水利用效率和降水利用效率均最大,分别为18.88、62.65和37.07 kg·hm^-2·mm^-1;灌水利用效率较高。综合考虑小麦耗水特性和籽粒产量,在本试验条件下,氮肥基追比为5∶5最优。     

测墒补灌条件下施氮量对小麦干物质积累转运和产量的影响

为筛选测墒补灌节水条件下实现小麦高产和氮素高效利用的最优施氮量,以小麦品种烟农1212为材料,在拔节期和开花期将0~40 cm土层土壤相对含水量补灌至70%条件下,设置0、120、180和240 kg·hm^-2施氮量处理（分别用N0、N1、N2和N3代表）,分析施氮量对测墒补灌小麦旗叶光合特性、干物质积累与转运和氮素利用率的影响。结果表明,N2处理下小麦花后7~28 d旗叶光合性能显著高于N0和N1处理,但施氮量增至N3时光合性能无显著变化。N2处理的营养器官花前贮藏干物质在花后向籽粒的转运量显著高于其他处理;花后光合同化物积累量显著高于N0和N1处理,但与N3处理无显著差异。成熟期N2处理干物质在籽粒中的分配比例较N0和N1处理分别高5.00和2.86个百分点。N2处理的籽粒灌浆持续时间和活跃灌浆期长,最大灌浆速率下粒重高,籽粒产量较N0和N1处理分别高41.01%和22.44%,且氮肥农学效率最高,氮肥偏生产力较高。综合考虑,180 kg·hm^-2施氮量为测墒补灌节水条件下最佳施氮量。