密度与肥料运筹对迟播小麦产量和茎秆抗倒能力的影响

为给迟播小麦抗逆高产栽培提供参考,以扬麦23为材料,通过三因素裂区试验,设置2个密度水平（210×10⁴和270×10⁴株·hm^-2）、3个施氮水平(180、225和270 kg·hm^-2)和2个氮肥运筹比例（基肥∶壮蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥分别为4∶2∶1∶3和6∶0∶2∶2）,研究了密度、氮肥用量及运筹比例对小麦产量、茎秆形态特性、化学成分以及抗倒能力的影响。结果表明,高密度（270×10⁴株·hm^-2）处理的平均产量高于低密度（210×10⁴株·hm^-2）处理,平均增产2.7%;低密度条件下,随施氮量的增加,产量上升,而高密度条件下则先增后降。增加播种密度会增加茎秆基部节间长度和株高,降低茎秆基部节间单位长度干重以及木质素含量,从而影响小麦的抗倒性能。减少氮肥施用量、基肥施用量和控制拔节期施肥比例均能够有效降低株高及茎秆基部节间长度,增加茎秆基部节间充实度,增强木质素合成关键酶活性,提高基部第二节间木质素的含量,从而提升小麦抗倒能力。因此迟播小麦采用270×10⁴株·hm^-2密度、225 kg·hm^-2施氮量、4∶2∶1∶3氮运筹比例有利于控制倒伏,同时获得较高的产量。     

耕作与播种方式、密度和施氮量对稻茬小麦幼苗质量的影响

为了解耕作与播种方式、密度和施氮量对稻茬小麦幼苗质量的影响,在水稻秸秆全量还田条件下,比较分析了不同耕作与播种方式[旋耕两次+2BG-6A型均匀摆播机(TS1)、旋耕两次+2BFG-10(8)230型播种机(TS2)、板茬+2BMF-稻茬免耕条播机(TS3)]、密度(225×10~4和300×10~4株·hm~(-2))和施氮量(0、112.5、135和157.5 kg·hm~(-2))处理间小麦播种质量和幼苗质量的差异。结果表明,TS1和TS2的出苗率和出苗均匀度高于TS3,但TS3苗高、主茎第1～第3叶面积、单株干重和群体干物质积累量均较高,说明TS1和TS2有助于保证苗数,但幼苗质量欠佳,而TS3下幼苗质量较好,但苗数不足。密度对幼苗个体质量无显著影响,但显著提高群体质量。增加施氮量可显著提高苗高、单株叶面积、单株干重、单株次生根数、群体干物质积累量和叶面积指数,但过量施用氮肥无助于幼苗质量提升,以施氮量135 kg·hm~(-2)为宜。耕播方式、密度和施氮量对苗高、单株干重、单株叶面积、单株次生根数、群体干物质积累量和叶面积指数存在互作效应。由此可见,通过播种密度和施氮量的配套调控,可更好地发挥机械化耕播在小麦生产中的作用,有利于足苗、壮苗实现。     

稻秸还田与耕作方式对小麦产量形成及籽粒品质的影响

为明确不同秸秆还田模式下耕作方式对小麦籽粒产量及品质的影响,在沿淮下游地区,以淮麦36为材料,通过二因素裂区试验,以稻秸全量还田（S1）、稻秸不还田（S0）2种秸秆还田模式为主区,以免耕（T1）、旋耕（T2）、翻耕（T3）3种耕作方式为副区,比较分析了不同处理下小麦出苗、干物质转运、产量和品质等方面的差异。结果表明,在土壤墒情适宜（两年度土壤相对含水量分别为78.6%和72.5%）条件下,稻秸全量还田免耕处理的小麦出苗率和出苗均匀度较不还田处理分别下降了14.04%和28.46%,有效穗数降低4.37%,差异均显著。翻耕可减弱秸秆还田对小麦出苗带来的不利影响,提高出苗率和出苗均匀度,改善播种质量,增加拔节后光合面积,促进花后光合物质生产,增粒增重,最终实现增产,使产量较免耕平均增加12.85%。稻秸还田与翻耕均可改善小麦加工和营养品质。综上,稻秸全量还田结合翻耕有助于实现高产优质小麦的生产,适宜在沿淮下游稻茬麦区推广应用。     

稻茬晚播小麦高产群体特征分析

为给稻茬晚播小麦高产、稳产栽培提供参考,以扬麦23为材料,在稻茬晚播（12月5日,较适播期晚约30~40 d）条件下设置不同密度、氮肥施用量及运筹处理,按产量高低划分为不同产量水平群体（≥6 750 kg·hm^-2高产;6 000~6 750 kg·hm^-2中产;<6 000 kg·hm^-2低产）,研究了晚播小麦高产群体的产量及其结构、群体质量特征和光合特性。结果表明,稻茬晚播条件下,产量大于6 750 kg·hm^-2小麦高产群体的平均穗数、穗粒数、千粒重分别为516×10⁴·hm^-2、36粒、39.8 g。通径分析表明,穗数对产量的影响最大,穗粒数与千粒重的影响较小。稻茬晚播小麦在以下条件下有利于达到6 750 kg·hm^-2产量水平：拔节期、开花期茎蘖数在1 350×10⁴·hm^-2、700×10⁴·hm^-2左右,茎蘖成穗率为38%左右;开花期的干物质积累量为13 500 kg·hm^-2左右,成熟期为18 500 kg·hm^-2以上,花后干物质积累量大于5 300 kg·hm^-2;孕穗期、开花期、乳熟期LAI控制在7.5、5.5、3.5左右;提高花后旗叶SPAD值以及净光合速率,尤其是乳熟期。本试验条件下,稻茬晚播小麦实现高产的最佳组合为密度330×10⁴株·hm^-2、施氮量225 kg·hm^-2和氮肥运筹6∶0∶2∶2处理。     

秸秆还田与药剂拌种互作对稻茬小麦产量和品质的影响

为探讨秸秆还田和药剂拌种互作对稻茬小麦产量形成与籽粒品质的影响,以淮麦40为材料,采用二因素裂区设计,以稻秸全量旋耕还田（R₁）、稻秸不还田（R₀）2种模式为主区,2.5%咯菌腈（F）、6%戊唑醇（T）、45%烯肟·苯·噻虫（FDT）、4.8%苯醚·咯菌腈（DF）和清水对照（CK）5个拌种处理为副区,分析了稻秸还田与药剂拌种对小麦种子萌发和幼苗素质、群体结构、纹枯病防效、产量和籽粒品质的影响。结果表明,稻秸还田降低了小麦出苗率,平均下降了8.4%,且一定程度上影响了麦苗素质,导致穗数显著减少,穗粒数和千粒重有所增加,产量略有下降,但与秸秆不还田处理间无显著差异。药剂拌种可促进小麦生根,根系生长量平均增加了6.45%,药剂拌种对根系生长量的影响大于地上部分,利于改善幼苗素质和群体性状;可控制小麦纹枯病前期发生程度;通过提高叶面积指数,增加花后干物质积累量,从而提高小麦产量。秸秆还田与药剂拌种均可改善小麦籽粒品质,且秸秆全量还田条件下进行药剂拌种处理对小麦品质改善更为明显。综上表明,在稻-麦轮作地区,稻秸秆全量还田条件下,用4.8%苯醚·咯菌腈播前拌种可减轻小麦纹枯病害、提高群体抗性和产量,并可改善籽粒品质,为该地区稻茬小麦绿色高效种植模式。     

减少追氮量对弱筋小麦品种农艺性状和生理特性的影响

为给小麦绿色高效生产提供参考,以弱筋小麦品种扬麦24为材料,在常规施氮量225kg·hm~(-2)、基施氮肥占50%的基础上,于分蘖期、拔节期和孕穗期分别减少追氮量,共设M5122、M5050、M5040、M5030、M3230和M5000六个施氮模式(M后面的4个数字分别代表基施氮肥以及分蘖期、拔节期、孕穗期追施氮肥的比例),以M5122和M5050模式为对照,研究减少追氮量对弱筋小麦品种农艺性状和生理特性的影响。结果表明,常规施氮量下,施氮模式M5122的产量比M5050高,但差异未达到显著水平。相比施氮模式M5050,追氮量减少10%时,施氮模式M5040对穗数、千粒重、花后群体干物质积累量、LAI、绿叶氮含量、单茎叶面积和旗叶净光合速率没有显著影响,可实现与不减氮处理相同的产量水平;但追氮量减少20%以上时,施氮模式M5030、M3230和M5000则显著降低单茎叶面积和旗叶光合速率,导致穗数和茎蘖成穗率减少,最终产量显著下降。综上,追肥减氮潜力有限,过多减少不利光合生产。     

基于图像和改进U-net模型的小麦赤霉病穗识别

为了快速、有效地监测小麦赤霉病的发生情况,利用数码相机对人工接种赤霉病菌的小麦田进行RGB图像获取,在图像预处理基础上,利用深度学习网络U-net来对人工标记好的发病麦穗图像进行训练。通过深度学习数据集的构建与测试,建立了基于RGB图像和改进U-net网络模型的小麦赤霉病识别与监测模型,并对模型识别结果进行了验证。结果表明,U-net可以很好地提取图像波段信息,但对于比较复杂的麦穗图像,在使用Keras方法进行图像语义分割时,需要对U-net网络结构进行改进,即在下采样部分加入Dropout层。与人工标记结果相比,模型识别结果的一致性较好,具有较高的监测精度。该模型平均精度为0.969 4,损失函数值为0.075 9,平均交并比MIoU为0.799。上述结果说明改进的U-net模型可以很好地识别和监测小麦图像中的发病麦穗,并在发病麦穗的分割上具有很好的效果     

分子标记辅助聚合抗小麦黄花叶病和白粉病育种

抗白粉病基因Pm21和PmV定位于不同簇毛麦种质的6VS染色体臂,对已知白粉病生理小种均表现高抗。小麦-簇毛麦小片段顶端易位系NAU421(T4VS-4DS·4DL)携带Wss1基因,高抗小麦黄花叶病。为选育兼抗小麦黄花叶病和白粉病的育种新材料,以NAU421为亲本,分别与携有Pm21基因的品系Y16-Pm和携有PmV基因的品种扬麦22杂交,构建F2代分离群体,然后利用与Wss1和Pm21/PmV基因连锁的共显性分子标记CINAU301和MBH1对F2代进行检测。结果表明,在286个NAU421/Y16-Pm的F2单株中,同时携有纯合Wss1和Pm21基因的单株有18株,比例为6.38%;在232个NAU421/扬麦22的F2单株中,同时携有纯合Wss1和PmV基因的单株有5株,比例为2.16%。细胞学与分子标记鉴定结果一致,说明CINAU301和MBH1可用于对Wss1和Pm21/PmV基因的高效选择。F3代株系抗病性鉴定表明,筛选出的23个双抗基因聚合体对白粉病免疫并高抗黄花叶病,可用于下一步双抗聚合品种(系)的筛选或作为抗病中间亲本。     

缓释掺混肥配比对稻茬小麦产量、氮素利用和籽粒品质的影响

为探究不同缓释掺混肥配比对稻茬小麦生产的影响，在沿淮下游地区，以淮麦52和淮麦920为材料，通过随机区组试验，以缓释掺混肥（SRF，N∶P₂O₅∶K₂O＝26∶12∶12）和丰卉尿素（U，46%N）为供试肥料,设置U四次分施（M₁）、SRF一次基施（M₂）、60%SRF基施+40%U拔节期追施（M₃）、60%SRF基施+40%SRF返青期追施（M₄）、M₃模式减氮15%（M₅）和M₄模式减氮15%（M₆）6种施肥模式，分析了不同处理下小麦产量、氮素积累及利用、干物质转运和品质等的差异。结果表明，缓释掺混肥一次基施（M₂）和减氮15%条件下两次分施（M₅和M₆）较常规肥料处理（M₁）均能实现稳产。缓释掺混肥两次分施（M₄）可有效促进稻茬小麦花后光合物质生产和氮素向籽粒运转，增加籽粒氮素积累量，提高氮肥利用率，氮肥农学效率、氮肥表观利用率、氮素生理效率和氮收获指数分别较M₁处理增加16.49%、11.09%、4.86%和4.72%，较M₂处理增加21.31%、15.19%、5.32%和18.60%；M₄处理较M₁处理增产9.01%和6.78%，较M₂处理增产11.43%和12.10%，实现产量提升的同时显著改善小麦籽粒蛋白品质。综上，60%缓释掺混肥基施和40%缓释掺混肥返青期追施有助于实现小麦的高产优质高效生产，适宜在沿淮下游稻茬麦区推广应用。