控释氮肥施用策略对稻茬小麦产量和氮肥吸收利用的影响

为探究控释氮肥施用策略对稻茬小麦产量和氮肥吸收利用的影响,在大田条件下,以小麦品种扬麦16和扬麦20为材料,设置不施氮（T1）、常规速效氮肥分次施用（T2,对照）、常规控释氮肥一次性基施（T3）、速效氮肥减量分次施用（T4）、控释氮肥减量一次性基施（T5）、控释+速效氮肥一次性基施（T6）、控释+速效氮肥配合分次施用（T7）共7种氮肥处理,比较分析了不同处理下稻茬小麦产量、叶面积指数（LAI）、叶绿素相对值（SPAD值）、干物质积累量、氮素积累量、根系吸收面积和根系氧化力等性状的差异。结果表明,两个品种的产量均表现为T6>T7>T3>T5>T2>T4>T1。与T2处理相比,两个品种的平均产量在T3、T6和T7处理下分别增加17.9%、30.3%和25.1%,平均氮肥农学效率（AE）分别增加40.0%、84.8%和72.4%,平均氮肥偏生产力（PFP）分别增加22.2%、52.3%和45.6%。与单一施用速效氮肥（T2、T4）或控释氮肥（T3、T5）处理相比,在控释氮肥与速效氮肥配施（T6、T7）处理下两个品种的地上部农艺性状（干物质积累量、LAI和SPAD值）显著改善,氮素积累量、根干重、根冠比、根系氧化力、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积均显著增加。因此,控释氮肥配施速效氮肥策略可以同步促进稻茬小麦地上部与地下部生长,最终实现高产与氮肥高效吸收利用。     

缓释氮肥配施尿素对迟播小麦产量形成及氮素利用的影响

为建立稻茬迟播小麦树脂包膜缓释氮肥高效施肥模式与技术,以冬小麦品种扬麦23为材料,以43%树脂包膜缓释氮肥（PCU,含氮43%）和尿素（U,含氮46%）为氮肥,设置“一次性基施”（A）与“一基一追”（B）2种施肥模式,共形成100%树脂包膜缓释氮肥基施（A1）、80%树脂包膜缓释氮肥+20%尿素基施（A2）、60%树脂包膜缓释氮肥+40%尿素基施（A3）、80%树脂包膜缓释氮肥基施+20%尿素返青期追施(B1)、80%树脂包膜缓释氮肥基施+20%尿素拔节期追施（B2）、60%树脂包膜缓释氮肥基施+40%尿素返青期追施（B3）、60%树脂包膜缓释氮肥基施+40%尿素拔节期追施（B4）等7个施肥处理,分析了缓释氮肥与尿素配施对迟播小麦产量及其构成、茎蘖动态、干物质积累、叶面积指数、SPAD值、氮素利用效率等指标的影响。结果表明,一次性基施模式处理（A1~A3）的小麦产量显著低于常规施肥（CK,基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥=5∶1∶2∶2）;“一基一追”两次施肥模式处理（B1~B4）的产量显著高于CK,泰州与扬州两地分别平均增产 5.77%和5.64%,其中B4处理产量最高,分别为8 796.80和7 848.18 kg·hm^-2,分别比CK高8.30%和 9.05%;与CK相比,“一基一追”两次施肥模式处理的生育中、后期叶面积指数和干物质积累量、乳熟期旗叶SPAD值、全生育期吸氮总量与氮素利用效率、净效益均不同程度地提高;不同施肥处理中,B4处理氮素各利用指标表现最优,其中氮素积累总量及经济净效益平均达到266.83 kg·hm^-2和11 992.96元·hm^-2。综上,“60%树脂包膜[JP3]缓释氮肥基施+40%尿素拔节期追施”是稻茬迟播小麦树脂包膜缓释氮肥高产高效施肥方式。     

‘槟榔芋’和‘香沙芋’母芋与子芋淀粉形态和理化性质的比较

以魁芋类的‘槟榔芋’和多子芋类的‘香沙芋’为材料,运用扫描电镜、X–射线衍射和快速黏度分析等技术比较研究了两个芋品种的母芋和子芋中淀粉的理化性质的差异。结果表明:‘槟榔芋’母芋淀粉的平均粒径大于子芋,‘香沙芋’相反。两种芋的母芋表观直链淀粉含量和淀粉颗粒外部有序度均高于其子芋。在加热过程中,两种芋的母芋和子芋淀粉的膨胀势在75℃后产生显著变化,在95℃时母芋淀粉的膨胀势大于子芋。和子芋淀粉相比,‘槟榔芋’母芋淀粉具有较高的峰值黏度、崩解值和回生值,而‘香沙芋’相反。两种芋的母芋淀粉的最终水解程度均大于其子芋。以上结果表明,两个芋品种的母芋和子芋淀粉的形态、组成和理化性质方面均存在明显差异,这将为芋淀粉在食品和非食品行业中的应用提供参考依据。     

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。     

密度氮肥互作对稻茬小麦产量及氮效率的协同调控效应

为探讨江苏淮北地区稻茬半冬性小麦节氮增效的可行性,以半冬性小麦徐麦33为材料,研究了稻茬条件下不同密度、氮肥施用量和比例对小麦籽粒产量、氮肥利用效率和群体生长特征的影响,并分析了提高产量与与氮效率的协同性。结果表明,密度与氮肥施用存在一定的互作补偿作用。当密度由150×10~4株·hm~(-2)增至225×10~4株·hm~(-2)时,在不降低籽粒产量的基础上可减少15%～30%的施氮量,并显著提高氮肥农学效率(NAE)。在一定产量范围内,产量与NAE、氮素吸收效率(RE)呈显著或极显著的正相关,实现了产量及氮效率同步提升。产量及氮效率的提高与优良的群体结构密切相关,籽粒产量、NAE、RE与孕穗期叶面积指数(LAI)、花后21dLAI、花后干物质积累量、群体总结实粒数均呈显著正相关,与LAI下降速率呈显著负相关。本试验中,在密度225×10~4株·hm~(-2)、施氮量229.5kg·hm~(-2)、施氮比例为5∶1∶2∶2的组合下小麦籽粒产量、NAE最高。     

小麦地方品种黄方柱中赤霉病主效抗性位点 Fhb1的精细定位

位于小麦3BS染色体上的赤霉病抗性主效基因Fhb1的效应较大而且比较稳定,是培育抗赤霉病品种最常用和最可靠的位点。我国小麦地方品种黄方柱（HFZ）高抗赤霉病且在3BS染色体上携带Fhb1基因。本研究对HFZ/Wheaton重组自交系（RIL）群体的Fhb1位点进行分子标记检测,筛选到两个杂合子株系,并对这两个杂合子株系连续自交3代,衍生出2个次级分离群体（L30和L112）,将这两个次级分离群体在扬州大学农学院试验田种植,并在扬花期进行单花滴注接种鉴定赤霉病,调查这两个群体中各株系的病小穗数、病小穗率、病粒数和病粒率。结果表明,L30和L112两个群体的病小穗数和病小穗率均显著正相关,病粒数和病粒率均显著正相关。同时依据小麦3B染色体参考序列开发了7个新的多态性标记,分别是 X1550、X2214、X2300、X2357、X2455、X2460和X2467。用这些多态性分子标记进行基因型检测,在目标位点发现5个交换株系,根据基因型和病小穗率,进一步将Fhb1定位在分子标记 X2214与 X2357之间,在ctg0954b上这两个分子标记之间的物理距离约为143 kb,NCBI预测该区间有3个候选基因,但是FGENESH在相同区段预测了29个基因,说明目标区段所具有的基因数目很可能多于3个,但少于29个。     

稻茬过晚播扬麦25产量形成与氮素积累利用特征

为明确过晚播种（较适播期晚30 d左右）对小麦产量及氮素积累与利用的影响,2018―2020年以长江中下游地区主栽品种扬麦25为供试材料,在11月1日（适期播）和12月1日（过晚播）条件下设置 225×10株·hm^-2和375×10株·hm^-2两种种植密度,分析过晚播和适期播小麦产量、氮素积累与分配和氮素利用效率的差异。结果表明,与适期播相比,过晚播小麦的播种至出苗阶段延长9 d,出苗至成熟阶段缩短36 d,总生育期缩短27 d,单穗重降低。适期播条件下低密度的小麦产量较高;过晚播小麦在低密度下与适期播相比两年平均减产20.37%,过晚播高密度小麦较适期播低密度处理平均减产12.41%。过晚播条件下增加密度有利于小麦产量提升,平均产量达8 129.80 kg·hm^-2。过晚播小麦各生育时期氮素积累量较适播小麦下降,密度增加至375×10株·hm^-2能显著提高各生育时期氮素积累量和分蘖至拔节、开花至成熟期的阶段氮素吸收量,与适播低密度处理相比各时期氮素吸收量虽降低,但花后氮素吸收速率与百分比均显著提高,因此过晚播小麦氮肥吸收利用能力显著提升。在本研究条件下,11月1日适期播种时,扬麦25采用密度225×10株·hm^-2,产量可达9 000 kg·hm^-2以上,氮肥表观利用率在45%左右;12月1日过晚播种时,采用密度375×10株·hm^-2,可以协调产量构成三因素,产量达8 000 kg·hm^-2以上,氮肥表观利用率在40%左右。     

孕穗期渍水对不同小麦品种根系生长和籽粒产量的影响

为给长江中下游地区小麦高产耐渍品种选用提供参考,以小麦品种扬麦25、扬麦24、宁麦13和宁麦9号为材料,分析了孕穗期连续10 d渍水处理对小麦叶面积和光合速率、地上部干物质积累、籽粒产量及其结构和不同土层（0~100 cm）根系干重的影响。结果表明,与对照（正常水分）相比,渍水处理显著降低小麦籽粒产量,降幅12%~31%,穗粒数和千粒重的减少是减产的主要原因。相比其他品种,渍水后扬麦25产量降幅小,产量构成较协调,受渍水影响轻。渍水处理显著减少小麦开花期和成熟期不同土层根系干重,其中对下层根系的影响大于上层根系;渍水也显著降低乳熟期倒三叶面积、倒二叶和倒三叶净光合速率,明显抑制成熟期地上部各器官和花后光合物质积累。在对照条件下,扬麦25的根系干重在开花期与其他品种相近,成熟期的0~20和80~100 cm土层根系干重则较高;在渍水条件下,扬麦25能在花后维持较高的上层根系生物量,成熟期的0~60 cm土层根干重占总根干重比例较高。不同水分处理下,扬麦25均具有面积大的旗叶且高的净光合速率,花后维持较久的上三叶绿色面积和积累更多的光合产物。因此,小麦花后根系生物量保持稳定（尤其是表层根系）,绿叶面积较大且衰减慢（尤其是旗叶）,有助于增强小麦花后光合物质积累能力,促进籽粒灌浆和单穗高产稳产,这可作为高产耐渍品种的筛选依据。     

拔节期渍水后施用尿素对小麦产量和光合物质生产的影响

为给小麦渍害发生后降损措施的制定提供参考,以扬麦23为供试材料,在拔节期进行连续10 d渍水,研究渍水结束当天叶面喷施尿素(WAP1)、渍水结束当天和7 d后叶面喷施尿素(WAP2)、土壤落干后撒施低量和高量尿素(WAS1和WAS2)对小麦植株光合特性、干物质积累和产量及其构成因素的影响。结果表明,渍水后小麦籽粒产量和氮肥偏生产力均下降11%。渍水后施用尿素可恢复籽粒产量6%～24%,增加氮肥偏生产力3%～17%。产量恢复效果不因尿素施用方式而变化,WAP2和WAS2处理优于WAP1和WAS1处理。渍水后施用尿素增加了小穗结实率、每小穗粒数和穗粒数,提高了叶绿素含量,保持了植株花后高光合面积和净光合速率,促进了光合物质的生产。相比WAP1和WAS1处理,WAP2和WAS2处理可较好地延缓旗叶、倒二叶和倒三叶绿色面积比例衰减并恢复其SPAD值,其中叶面喷施尿素可维持更久的光合面积,而撒施尿素可保持较高的叶绿素含量。综合来看,小麦拔节期前后渍水时可及时施用尿素,且具有显著的补救效果。     

稻茬小麦不同栽培模式产量差异形成的群体结构分析

为探究江苏稻茬小麦不同栽培模式下产量差异形成的原因,明确提高产量的调控途径,以小麦品种扬麦25为材料,分别在江苏省扬州市和兴化市两地种植,设置高密无氮(Y0,基本苗300×10~4株·hm~(-2),不施氮)、高密高氮(Y1,300×10~4株·hm~(-2),施氮300 kg·hm~(-2))、低密中高氮(Y2,150×10~4株·hm~(-2),施氮270 kg·hm~(-2))和中密中氮(Y3,225×10~4株·hm~(-2),施氮240 kg·hm~(-2))4种栽培模式,对不同栽培模式下小麦产量和群体结构的差异进行了分析。结果表明,扬州和兴化试验点产量均表现为Y3Y1Y2Y0,其中Y3与Y1及Y1与Y2模式的平均产量差值分别为434.54和312.82 kg·hm~(-2)。经通径分析,穗数差和粒重差是导致模式间产量差形成的主要原因。相关分析表明,乳熟期叶面积指数差、开花至乳熟期绿叶面积持续时间(LAD)差与产量差均呈显著正相关,花后干物质积累量差、孕穗至开花期绿叶面积持续时间差与产量差均呈极显著正相关。总体来看,基本苗225×10~4株·hm~(-2)、施氮量240 kg·hm~(-2)、基肥∶壮蘖肥∶拔节孕穗肥为5∶1∶4的栽培模式能够使稻茬小麦保持花后较高的叶面积指数和绿叶面积持续期,提高花后干物质积累量,是缩小产量差的主要调控途径。