2018—2019年度宝丰地区冬小麦品种比较试验

为筛选出适宜在宝丰地域条件下稳产、高产、适应性强的小麦新品种,特于2018年进行几个小麦品种的对比试验。结果表明,PM128、WM169和XM51这3个品种的丰产性好、产量高,适宜在当地种植。     

东农冬麦1号TaPRK基因的生物信息学分析及低温和ABA、SA、MeJA对其表达模式的影响

磷酸核糖激酶(PRK)是卡尔文循环的关键酶,在调节糖代谢过程中起着关键作用。为探索TaPRK在小麦抗逆过程中的功能,以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号(Dn1)和弱抗寒冬小麦品种济麦22(J22)为材料,对TaPRK进行生物信息学分析和表达模式研究。结果表明,TaPRK基因含有一个1 215bp开放阅读框,编码404个氨基酸,表达产物为稳定的亲水蛋白,属于尿苷激酶家族,带有叶绿体转运肽,定位于叶绿体。越冬期间,Dn1分蘖节中TaPRK的相对表达量显著高于J22,Dn1叶片中TaPRK的相对表达量在-10℃和-25℃时高于J22,而在0℃时低于J22;外源ABA、SA和MeJA处理下,Dn1分蘖节中TaPRK的相对表达量均随着温度的降低表现为先升后降的趋势,且均在-10℃时达到表达量的峰值;外源ABA和SA处理下Dn1叶片中TaPRK的相对表达量呈现"降-升-降"的变化规律,在-10℃时显著高于对照;外源MeJA处理下,Dn1叶片中TaPRK的相对表达量在0℃和-25℃高于对照,且在0℃达到峰值。总体来说,TaPRK在小麦抗寒方面发挥正向调节作用。外源ABA、SA和MeJA增加了冬小麦TaPRK的表达量,有助于提高冬小麦的抗寒性。     

旱作区双免耕覆盖下冬小麦旗叶光合特性、根系分布及产量研究

为了解旱作区双免耕覆盖下冬小麦旗叶光合特性及根系分布特征，通过试验测定和分析了双免耕覆盖冬小麦旗叶叶绿素相对含量、光合有效辐射、光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率等光合参数，以及根长密度和根干重密度与传统耕作（对照）的差异。结果表明，与对照相比，双免耕覆盖下冬小麦旗叶叶绿素相对含量、光合有效辐射、净光合速率分别增加了11.2%、20.5%、31.7%，胞间CO₂浓度降低12.68%，蒸腾速率、叶片瞬时水分利用效率、气孔限制值分别平均提高13.1%、16%和30.7%。双免耕覆盖下冬小麦开花期和灌浆期根长密度在行内平均较对照分别提高47.13%和14.43%，在行间平均分别提高38.18%和 33.61%；两个时期的根干重密度在行内平均分别增加21.44%和14.42%，在行间平均分别提高19.96%和 12.56%。双免耕覆盖下冬小麦产量为4 872.0 kg·hm^-2，较对照增产18.4%，差异达极显著水平。由此说明双免耕覆盖可促进旱作冬小麦光合作用及根系生长发育，有利于其高产。     

冬小麦返青期管理方法

在小麦苗期生长阶段中返青期是最后一个阶段,此环节要注重做好晚弱苗生长管控,调节旺苗徙长,对群体大小以及成穗率高低进行控制。因此在返青期要确保小麦尽早返青,叶葱绿,分蘖稳定,根部生长健壮。同时应采取有针对性的管控措施,要根据苗情、墒情实施分类管理,预防早春冻害和抗倒伏,加强病虫害防治,合理进行叶面喷肥,保障冬小麦种植成穗率提升,提升亩产量。     

基于无人机成像高光谱影像的冬小麦LAI估测

利用无人机Cubert UHD185 Firefly成像光谱仪和ASD光谱仪获取了冬小麦挑旗期、开花期和灌浆期的成像和非成像高光谱以及LAI数据。首先,对比ASD与UHD185光谱仪数据光谱反射率,评价两者精度;然后,选取7个光谱参数,分析其与冬小麦3个生育期LAI的相关性,并使用线性回归和指数回归挑选出最佳估测参数;最后利用多元线性回归、偏最小二乘、随机森林、人工神经网络和支持向量机构建了冬小麦3个不同生育期LAI的估测模型。结果表明:UHD185光谱仪光谱反射率在红边区域与ASD光谱仪趋势一致性很高,反射率在挑旗期、开花期、灌浆期的R^2分别为0.9959、0.9990和0.9968,UHD185光谱仪数据精度较高;7种光谱参数在挑旗期、开花期、灌浆期与LAI相关性最高的参数分别是NDVI(r=0.738)、SR(r=0.819)、NDVI×SR(r=0.835);LAI-MLR为冬小麦LAI的最佳估测模型,其中开花期拟合性最好,精度最高(建模R^2=0.6788、RMSE为0.69、NRMSE为19.79%,验证R^2=0.8462、RMSE为0.47、NRMSE为16.04%)。     

基于无人机多光谱遥感的冬小麦叶绿素含量反演及监测

旨在实现冬小麦各生育期叶绿素含量的准确估测,探究其时空变化规律。利用无人机获取冬小麦越冬期、返青期、拔节期、孕穗期和灌浆期的高分辨率多光谱图像,同时采集地面SPAD数据。选取三类光谱参数建立反演模型,优选出各生育期的最佳预测模型,并定量监测试验区冬小麦叶绿素含量时间变化和空间分布。结果表明：原始波段模型和波段倒数对数模型分别为越冬期及其他生育期叶绿素含量预测的最佳模型,拟合精度R²>0.59;时空分布上,灌浆期前试验区冬小麦叶绿素含量呈南北高、中部低特点,灌浆期则呈北高南低的趋势,叶绿素含量从越冬期到拔节期逐步增加,拔节期到孕穗期开始降低,孕穗期到灌浆期则大幅度降低。本研究建立的倒数对数预测模型,精度较高,且适用于返青到灌浆的4个生育期,对于试验区冬小麦叶绿素含量有较好的时空监测效果。     

不同育成年份冬小麦苗期根冠生物量分配

为探讨品种更替过程中小麦苗期根冠生物量分配的演变趋势,以历年来黄淮海麦区大面积推广种植的22个冬小麦品种为研究对象,采用砂培的方法进行幼苗培养,分析小麦种子萌发后不同时间根、冠生长及生物量分配的变化规律。结果表明:冬小麦种子萌发后第3天幼苗根数在品种间无显著差异,第9天、第15天随着品种更替的进行呈现出显著下降的趋势,现代品种初生根数目显著低于早期品种。在第3天、第9天、第15天,小麦苗期幼苗生长随品种更替呈现不同的变化趋势,芽长显著下降,但根长无显著差异。可见,冬小麦苗期芽干质量在品种改良过程中未发生明显变化,而根干质量和根冠比呈现出显著下降的趋势,冬小麦苗期现代品种地上部分分配到更多的生物量。