山东省冬小麦产量差与氮肥利用效率差形成机理解析

【目的】量化山东省冬小麦产量差及氮肥利用效率差,分析产量差和效率差之间的关系,明确环境、栽培条件及生理因素对产量差的贡献,探讨协同缩差增效的可能途径,为冬小麦产量差缩减和资源利用效率提升提供理论依据。【方法】本试验于2016—2020年在山东济宁、德州、烟台和淄博4市进行,综合肥料投入、播种密度和灌溉水平等管理措施,设置了超高产水平（SH）、高产高效水平（HH）、农户水平（FP）和基础产量水平（ISP）4种模式,定量分析不同产量水平冬小麦产量差和氮肥利用效率差,分析产量差和效率差之间关系,讨论产量差和效率差形成的影响因素及缩差增效的可能途径。【结果】当前山东冬小麦高产纪录与SH、SH与HH、HH与FP以及FP与ISP之间的产量差分别为2 729.1、674.3、1 042.9和4 349.8 kg·hm^-2,SH与HH、HH与FP之间的氮肥偏生产力差分别为-13.54和15.67 kg·kg^-1;产量和氮肥偏生产力之间存在着二次抛物线关系。当前降水、光温等不可控因素和肥水投入等可控因素对产量差的贡献率分别为31.16%和68.84%。结果显示,平均叶面积指数（MLAI）、平均净同化率（MNAR）、单位面积穗数（EN）和粒重（GW）差与SH和HH之间的产量差呈显著正相关关系;而收获指数（HI）、穗粒数（GN）和粒重（GW）差与HH和FP之间的产量差呈显著正相关。SH和HH处理较FP处理有更高的地上部生物量、单株分蘖数以及分蘖成穗率。【结论】当前山东省冬小麦农户产量只实现了最高纪录产量的64.34%,通过优化水肥投入量、提高追肥比例、增施有机肥和锌肥等栽培措施可使冬小麦产量差缩减23.46%,氮肥偏生产力提高56.99%。花后物质生产能力仍然是小麦产量提升的限制因素,在保证花后光合同化的同时,提高花前物质的再转运以提高收获指数是农户模式向高产高效发展的有效途径。     

山东省强筋小麦品质评价及与气象因子关系分析

【目的】 明确山东省强筋小麦品质分布特征,分析关键气象因子对小麦品质参数的影响。【方法】 以优质强筋小麦济麦44为材料,2018—2020年在山东省44个县区获取296组籽粒样品,评价了其品质参数在山东省的分布特征,采用逐步回归的方法分析了不同生育期光、温、水等气象因子与小麦品质参数之间的关系,利用地理信息系统（GIS）对品质参数及其影响因子进行了空间可视化分析,并探究了优质强筋小麦在山东省可能性优势分布区域。【结果】 不同年份,不同区域间各品质参数存在差异,两年强筋达标率表现为最大拉阻力>吸水率>容重>稳定时间>蛋白质含量>拉伸面积>湿面筋含量,变异系数表现为稳定时间>拉伸面积>最大拉阻力>湿面筋含量>蛋白质含量>吸水率>容重。容重在鲁西和鲁西北地区整体高于其他地区,随经度升高而降低,主要受返青—拔节期降雨量的影响;蛋白质含量受开花—乳熟期≥5℃积温正向影响,2018—2019年从西南向东北增加,2019—2020年从西北向东南增加;鲁东地区湿面筋含量较高,这与该地区小麦开花—乳熟期降雨量多极显著相关;拔节—开花期最高气温的负效应与播种—越冬期降雨量的正效应,综合影响了稳定时间高值的分布与区域变化;拉伸面积从鲁西向鲁东逐渐降低,主要与返青—拔节期≥5℃积温显著正相关;最大拉阻力总体表现在东西方向低而中部高,主要与开花—乳熟期≥5℃积温显著负相关。综合分析显示在鲁东和鲁南地区种植强筋小麦的优质可能性强于鲁中和鲁北地区,鲁西地区最低。【结论】 鲁东和鲁南地区是山东省强筋小麦优势种植区域,优质可能性最大。返青—拔节期、拔节—开花期以及灌浆期高温都不利于小麦面团流变学参数;开花—乳熟期积温与蛋白质含量正相关;播种—越冬期降雨有利于面团稳定时间的增加,当开花—乳熟期降雨量低于14.5 mm时不利于湿面筋含量达到强筋标准,而返青—拔节期降水不利于容重提高。强筋小麦生产中建议视天气状况适当浇灌越冬水和灌浆水,推迟返青—拔节期灌水时间。