冬小麦产量形成过程模型及群体优化设计方法

为满足冬小麦生产管理这一要求,需研究冬小麦群体设计及产量形成过程模型构建的技术方法.本文根据冬小麦阶段生长发育特点,以均匀设计与栽培优化相结合的动态试验方法为基础,深入研究不同发育阶段干物质积累量对冬小麦产量及其性状的影响,利用逐步回归和经验判别相结合的方法,论述了基于干物质积累动态的冬小麦产量形成模型的构建过程;根据非线性优化理论,提出了以产量为目标的群体优化设计方法.按上述方法,用冬小麦品种"石家庄8号"在吴桥2年(2007-10-2009-06)的田间试验资料进行分析,结果表明:产量形成过程各模型(包括冬前茎数、拔节茎数、单位穗数、穗粒数和产量)的复相关系数介于0.92～0.97之间,进行群体优化设计后得出最优产量目标为9165.00 kg/h㎡的群体动态指标,所提出的群体设计方法可以满足生产决策中对群体设计的要求,试验方法可用于多因素、多水平作物生产模型的试验研究.     

基于动态试验设计思想的产量形成过程研究（摘要）

[目的]研究冬小麦产量形成模型的构建。[方法]以冬小麦品种石家庄8号为例,以动态设计思想为指导,采用均匀设计方法,研究了冬小麦生育期间产量性状的形成过程;应用多重比较方法,分别分析了不同生长阶段的植株干物重和群体指标的差异;利用多元回归分析方法,构建冬小麦产量形成模型。[结果]干物质积累与群体指标的关系复杂;产量形成模型均达到极显著水平,其复相关系数介于0.91～0.97。[结论]为小麦高产高效栽培奠定理论基础。     

碳氮供给对小麦离体穗培养粒重、微量元素及蛋白质含量的影响

为了解碳氮供给与小麦粒重、Fe、Zn、Mn、Cu等微量元素以及蛋白质含量的关系,在离体穗培养条件下研究了灌浆初期和灌浆中期不同浓度C(蔗糖)、N(硝酸铵)供给对小麦粒重、微量元素(Fe、Zn、Mn、Cu)和蛋白质含量的影响.结果表明,随着培养基糖浓度的增大,粒重和Fe、Mn含量都表现为先升高后降低的趋势,在4%糖浓度时,均达到最高值;籽粒Zn、Cu和蛋白质含量表现为随糖浓度增大而持续降低.随着培养基N浓度的增加,粒重和Fe、Zn、Mn、Cu含量多表现为先升高后降低的趋势,且多在N浓度为0.07%时达到最高值,尤以灌浆中期开始的培养表现明显;籽粒蛋白质含量表现为随N浓度增大而持续增加.由此可见,外源C、N供给对粒重、微量元素和蛋白质含量有明显的调控效应.一定的糖供给可同时提高粒重和Fe、Mn含量,一定的N供给可同时提高粒重及微量元素和蛋白质含量.     

良好农业规范(GAP)及其在中国作物安全生产中的应用现状与展望

良好农业规范（GAP）是在人们对食品安全与健康关注程度日益加深的背景下产生和发展起来的,在安全健康的食物和非食物农产品生产以及保障国际贸易中食品质量安全与相互认可方面,日益受到国际社会的认可。介绍了国内外GAP的产生与发展,阐述了GAP的内涵和主要内容,并探讨了GAP在中国作物生产中的应用现状及未来发展趋势。总体来看,我国作物GAP生产最早应用于中药材生产,有关研究也较为广泛和深入;近年来在茶、烟草和个别蔬菜与果树生产中也有研究报道,但在粮食等大田作物的生产中还没有相关研究报道。     

增密对玉米花丝受精结实能力及衰老进程的影响

为探明增密对玉米花丝受精结实能力及衰老进程的影响,以登海605(DH605)和郑单958(ZD958)为材料,比较研究了两个密度(52 500,112 500株/hm~2)下玉米果穗花丝受精结实能力及衰老动态。结果表明:增密使花丝生长速率降低,吐出苞叶的时间延迟,整个果穗的花丝可受精持续时间延长,但不影响花丝的衰老特性。与低密度相比,高密度下DH605和ZD958果穗花丝吐出苞叶的时间分别推迟3,1 d,可受精结实持续时间分别延长2 d和1～2 d。高密度下玉米果穗顶部花丝吐丝时间虽晚但仍然有正常受粉结实的潜力。利用分别套袋1～20 d每天统一授粉以及花丝衰老数据进行相关分析,发现果穗可受精花丝百分率与衰老花丝呈极显著相关关系(r~2=0.964~(***)),说明延迟授粉造成的花丝受精结实能力降低主要是由于早吐丝花丝的衰老造成的。总之,增密对吐出苞叶后的花丝衰老时间影响不显著,但显著延长整个果穗花丝衰老时间。     

基于CERES-Wheat模型的沧州地区冬小麦需水量分析

作物生长模拟模型的应用为农田水资源分析和水分管理措施的优化提供了新的方法手段。本研究以CERES-Wheat模型为基础,通过情景分析的方法,分析了华北平原沧州地区冬小麦1981—2014年产量、大田蒸散量(ET)、作物蒸腾(EP)、土壤蒸发(ES)、水分生产率(WP)的年际变化特征,并建立了ET与WP定量化关系模型,利用该模型计算出了WP达到最大值的经济蒸散量为435 mm;利用ET多年平均值与多年平均降雨量差值计算出了T0(不灌溉)、T1(拔节期灌水75 mm)、T2(拔节期、扬花期各灌水75 mm)、T3(起身期、孕穗期和扬花期各灌水75 mm)4个水分处理不同产量目标下冬小麦多年平均的需水量分别为189 mm、264 mm、298 mm和319 mm,对应的平均产量分别为4 144 kg?hm?2、7 293 kg?hm?2、7 301 kg?hm?2和8 245 kg?hm?2;采取地膜覆盖等栽培管理措施扣除土壤蒸发,T0、T1、T2、T3水分处理可分别节水80 mm、71 mm、71 mm和70 mm。在此情况下,利用EP多年平均值与多年平均降雨量之间的差值计算出不同水分处理下冬小麦多年平均的需水量分别为109 mm(T0)、193 mm(T1)、227 mm(T2)和249 mm(T3)。以上研究结果可为沧州地区冬小麦水分定量化管理措施的制定提供参考。     

玉米叶片纤维素含量与冠层光谱特征的研究

以株型相近的高赖氨酸玉米“中单9409”、粮饲兼用型玉米“中原单32”和高油玉米“高油115”为供试材料,研究了不同生育时期和冠层中不同高度叶片中纤维素、半纤维素含量的差异及其冠层水平的光谱响应。结果表明：在相同栽培密度和施肥水平下,不同品玉米品种叶片的纤维素、半纤维素含量存在差异,其中以中、上层叶片相差较大,不同品种间同层叶片纤维素含量相差可达34.9%,下层叶片相差较小。通过对同步获取的冠层近红外光谱与叶片中纤维素、半纤维素含量进行相关分析,分别筛选出1420、1450、1490、2100和2270 nm可作为反演纤维素含量的特征波长;而2270、2280和2340 nm可作为反演半纤维素含量的特征波长,达到了显著或极显著水平。     

高产条件下不同品种冬小麦氮素吸收与利用特性的比较研究

模拟几种生产中的肥水管理措施,综合研究了１２个冬小麦品种氮素的吸收与利用特性,结果表明：不同品种冬小麦在氮素的吸收与利用特性上均存在一定的差异。产量表现最好的几种品种均具有较高的氮利用效率和较强的氮素吸收能力。从生产及养分资源的角度考虑,未来品种的选择在保证一定产量的前提下,应具有较高的氮利用效率、较强的氮素吸收能力以及收获期较低的秸杆含氮量。     

冬小麦不同氮营养品种对氮反应吸收与土壤硝酸盐耗竭的研究

 通过定义作物氮反应指数 ,在高产条件下比较研究了 6个典型冬小麦品种对氮的反应特性 ,同时对其吸收特性和土壤硝酸盐残留量差异进行了研究。结果表明 ,施用氮肥后 ,冬小麦的物质生产能力、氮含量和吸氮量的增加率不同品种间有显著差异 ,并且随着氮肥用量的增加其变化也不同 ,而秸秆对氮的反应明显高于籽粒。在氮素吸收方面 ,冬小麦品种间氮累积量的差异主要出现在生长前期和后期 ,在扬花期差异不显著。早熟品种 915 0 91对氮的吸收主要集中在前中期 ;晚熟品种泰山 0 2 1则表现为前期吸收比例低 ,中后期吸收比例高 ;品种 6 0 2 9在扬花 11d后仍有很高的氮吸收比例。品种 6 0 2 9比早熟品种 915 0 91总吸氮量平均每公顷高出 5 0 .7kg。关键生育期土壤硝态氮的测定结果表明 ,土壤硝态氮残留量在不同品种间差异显著     

梯度干旱胁迫下玉米光合碳的日变化及品种偏向性

【目的】日周期是玉米生育周期中的基本代谢单元。光合作用是对环境最敏感的生理过程之一,光合碳代谢是玉米进行干物质积累的根本途径,规律性的光温变化环境下的光合碳固定、分配决定了玉米的代谢特征和环境适应能力。生产中,玉米品种对环境的适应能力存在差异,很多品种的区域性特征明显。为了探究玉米品种光合差异,明确叶源器官的光合速率、光合初始阶段产物浓度的日周期变化特征,以及对土壤干旱胁迫的响应特性,挖掘筛选玉米品种差异评价新指标。【方法】以玉米杂交种郑单958、先玉335、浚单20、农大108和ND66为试验材料,通过设置土壤相对含水量为85%(水分供应充足对照)、65%—70%(轻度干旱胁迫)、55%—60%(中度干旱胁迫)和45%—50%(重度干旱胁迫)4个土壤水分梯度处理,借助日变化分析法,于6:00—18:00以3 h的时间间隔对5个玉米杂交种吐丝期穗位叶的光合速率进行测定,分别在5个时间点(0:00、4:00、10:00、15:00和20:00)同步对穗位叶的蔗糖浓度、淀粉浓度及相关比值进行比较分析。【结果】玉米叶片光合速率在日周期中呈现单峰变化趋势,充足水分供应下在正午前后达到峰值,干旱胁迫导致峰值降低且提前出现,不同品种表现一致。玉米穗位叶蔗糖、淀粉浓度的日周期变化特征都为单峰曲线,前者高峰出现时间早于后者,峰值低于后者;干旱胁迫下,穗位叶淀粉浓度随胁迫加重而降低,蔗糖浓度较为稳定。将日周期中光合初始阶段玉米叶片蔗糖及淀粉浓度的提高值及二者的比例分别与光合速率积累量建立关系,得到单位光合速率对其的贡献率。综合比较而言,单位光合速率对淀粉浓度提高的贡献率农大108最高且稳定,有明显的淀粉积累优势;单位光合速率对蔗糖/淀粉比的贡献率,先玉335比值较高,有偏蔗糖积累代谢的特点,农大108比值在多个处理中稳定低于其他品种,属于淀粉积累偏向型。【结论】在本试验条件下,单位光合速率对蔗糖/淀粉比的贡献率可以在一定程度上作为玉米光合碳代谢类型划分标准。