黄淮地区稻茬小麦超高产群体特征研究

为探讨黄淮地区稻茬小麦超高产(9 000 kg·hm-2)群体的生长发育特性,以该区域推广面积较大的半冬性小麦品种‘连麦6号’、‘济麦22’和‘烟农19’为材料,在试验总结出包括基本苗调控和氮肥运筹等一套适宜黄淮地区稻茬麦超高产栽培技术的基础上,建立稻茬小麦高产和超高产群体,对其系列生育、生理特性以及产量要素进行调查分析。结果表明,与高产小麦群体(产量为7 380~7 889 kg·hm-2)相比,超高产(9 000 kg·hm-2)小麦群体单位面积穗数差异不显著,但穗粒数和千粒重显著增加;超高产小麦抽穗前茎蘖数较高产群体少,但分蘖成穗率较高;超高产群体小麦的叶面积指数,生育前期较高产群体低,抽穗后则显著高于高产群体,两者干物质积累生育前期无明显差异;超高产小麦抽穗期、乳熟期与蜡熟期的根冠比、根系伤流量均显著高于高产群体;超高产小麦粒叶比、茎鞘物质运转率和收获指数均高于高产群体。因此,本文提出了黄淮地区稻茬小麦超高产(9 000 kg·hm-2)群体的产量结构与群体指标:单位面积穗数(700±20)×104·hm-2,每穗实粒数32,千粒重42 g,茎蘖成穗率45%;抽穗期叶面积指数6.5~7.0;成熟期总干重20 700 kg·hm-2,粒叶比14 mg·cm-2;抽穗期根冠比0.28,根系伤流量7.1 g·m-2·h-1;收获指数0.45。     

不同播量与行距对小麦产量与辐射截获利用的影响

在田间试验条件下,设置了3个播种量(6 kg·667m 2、9 kg·667m 2和12 kg·667m 2)和3个种植行距(20 cm、25 cm和30 cm)共9个处理。通过测定小麦群体生长动态、辐射截获量和籽粒产量,研究分析不同行距和播种量对小麦产量形成和辐射利用效率的影响。结果表明:群体总茎数和叶面积指数表现为随播种量增大而增加;在相同播种量下,尽管20 cm行距的小麦分蘖数最高,但其有效成穗数却最低;叶面积指数与群体总茎数变化动态一致,而叶日积却表现为随行距和播量加大而增加。在相同播种量下,籽粒产量和辐射利用效率均随着种植行距增加呈递增趋势变化,在3个播种量下表现趋势一致。行距由20 cm增加到25 cm和30 cm,籽粒产量平均增加81.62 g·m 2和162.53 g·m 2,截获辐射利用效率平均增加0.18%和0.35%。产量和截获辐射利用率在行距间的差异均达到极显著水平,而播种量之间没有表现出显著差异,播种量和行距之间也没有明显互作效应。由此说明:调整行距对产量的影响作用大于调整播种量对产量的影响作用。因此,在水肥条件较好的黄淮海平原区小麦生产中,把传统种植行距15~20 cm调整为25~30 cm,播种量在常规播种量的基础上适量增加,可以提高小麦单产与辐射资源利用潜力。     

施氮量和行距对冬小麦产量及生理特性的影响

为探明不同栽培措施对小麦产量的调控差异,以强筋小麦济麦20和中筋小麦中麦8号为试验材料,采用三因素裂区设计,以施氮量为主区,设150、210、270 kg·hm-23个水平;以行距为裂区,设12、20cm 2个水平;以供试品种为小裂区,设济麦20和中麦8号2个水平,在高产栽培条件下研究不同施氮量和行距对冬小麦产量的影响及其生理基础。结果表明,济麦20和中麦8号,2种小麦籽粒产量均在270kg·hm-2施氮量水平下得到显著提高;在210 kg·hm-2或270 kg·hm-2施氮量条件下,20 cm行距更有利于2个小麦品种高产的形成。随着施氮量增加或行距增大,2个小麦品种旗叶SPAD值和净光合速率均在270 kg·hm-2施氮量和20 cm行距条件下保持较高值,可积累更多光合产物,为实现高产奠定基础。因此,本试验条件下,济麦20和中麦8号均在270 kg·hm-2施氮量、20cm行距组合下达到高产。本研究得到了小麦高产的最佳施氮量和行距组合,这对我国冬小麦高产栽培具有一定的指导意义。     

播期、播量对旱作小麦‘小偃60’生长发育、 产量及水分利用的影响

在旱作条件下,探讨播期及播量对小麦新品系‘小偃60’群体性状、产量及水分利用的影响,可为小麦适雨栽培提供技术依据。试验于2014—2015年在中国科学院南皮生态农业试验站进行,自10月15日至11月14日,每6 d设置一个播期,共设6个播期(T1~T6),设播量不变(B1)和逐期增加播量(B2)两个处理:B1为300 kg·hm~(-2),T1到T6播量相同;B2为随播期推迟播量逐期增加,每推迟1 d增加7.5 kg×hm~(-2),各播期的播量分别为300 kg·hm~(-2)(T1)、345 kg·hm~(-2)(T2)、390 kg·hm~(-2)(T3)、435 kg·hm~(-2)(T4)、480 kg·hm~(-2)(T5)和525 kg·hm~(-2)(T6),研究了不同播期和播量下‘小偃60’群体性状、产量及水分利用的变化规律。试验结果表明:1)随播期推迟,出苗时间延长、生育期推迟,全生育缩短;播量对生育期无显著影响。2)随播期推迟,出苗率和单株成穗数逐渐降低;播量增加,基本苗及穗数提高。3)随播期推迟,株高和生物量降低;播量增加,生物量提高,株高无显著变化。4)随播期推迟,籽粒产量下降;逐期增加播量后,11月2日前籽粒产量可达6 600 kg×hm~(-2)以上且无显著差异。5)若随播期推迟增加播量,前4个播期产量、水分利用效率无显著变化,皆达29 kg×hm~(-2)×mm-1以上。研究结果表明,‘小偃60’是一个播期宽泛的品种,随播期推迟产量下降,但在一定播期范围内通过增加播量,提高群体(穗数),可以获得与适时播种相近的产量,播量与播期推迟天数的理论关系为y=0.368 2x2+1.193 9x+316.7(R~2=0.983 9)。     

播量与氮肥用量对优质小麦产量和品质的影响

试验得出，播量与施氮量不同处理组合的产量以每公顷播量105kg施纯氮225kg的小麦产量6724．95kg／hm^2最高。施氮量因播量不同酌情增减，每公顷播种52．5、105及157．5kg的最大施氮量分别为270．285、210—225及195～210kg／hm^2，施用氮肥对提高小麦子粒品质的作用明显，播量与小麦品质无关。     

杨粮间作行距对小麦生长及产量的影响

对杨粮间作条件下小麦生长结果研究表明，杨树间作行距与土壤水分呈反比关系，即3～15m的行距范围内林木行距每扩大1m，土壤季平均含水量则降低1.0%，证明间作可有效减少土壤水分损失；同时林木行距与小麦叶绿素含量呈反比，说明一定程度的林木遮荫可提高小麦叶绿素含量。试验表明，小麦光合作用速率和蒸腾速率与林木行距呈正比，林木行距每增加1m，小麦的光合速率和蒸腾速率分别提高1.3μmol/m²·s和0.2μmol/m²·s，说明林木行距过小，则影响作物的光合作用，进而影响小麦的生物量和产量。通过计算，在该杨树4年林龄条件下小麦取得最大产量的行距为21～22m。     

超高产小麦育种探讨及诱变技术在超高产小麦育种应用

本文就超高产小麦的概念、超高产小麦培育的理论依据以及发展超高产小麦的重要意义进行详细阐述.同时,分析了现阶段超高产小麦育种现状,提出了我国超高产小麦育种中存在的问题,阐明了人工诱变创造种质资源在超高产小麦育种进程中的重要作用,并根据自身多年诱变育种实践简要介绍了在超高产小麦育种以及种质资源创新方面的一些研究成果.     

水稻超高产栽培的途径与技术

水稻是中国最重要的粮食作物,实现水稻超高产对保证中国粮食的安全具有十分重要的意义。阐述水稻超高产研究的由来、超高产概念及超高产研究的必要性,讨论了水稻超高产的几个栽培学问题,介绍了水稻超高产栽培的途径与技术,提出了当前和今后一段时间内水稻超高产栽培理论与技术研究的重点。     

不同栽培模式早稻-再生稻头季稻分蘖动态及生理生化特性研究

试验研究超高产栽培模式和常规栽培模式对再生稻头季稻分蘖动态及生理生化特性影响的结果表明,与常规栽培模式相比,头季生育期间,超高产栽培模式稻株的根系活力、叶绿素含量、叶面积指数、硝酸还原酶活性、硝态氮含量、Ca^2＋-ATPase和Mg^2＋-ATPase活性从分蘖期到成熟期分别高出20．60％～38．65％、5．16％～23．26％、18．91％～63．29％、18．22％～76．76％、34．88％～48．35％、1．25％～17．94％和4．09％～17．87％,有效分蘖期缩短5d,低节位分蘖多51．61％;不同生育期超高产栽培模式氮素累积量是常规栽培模式的1．43～2．44倍,磷素累积量是常规栽培模式的1．21～1．48倍,孕穗期后的钾素累积量是常规栽培模式的1．55—2．21倍,为优化群体质量,提高后期群体光合效率,实现高产奠定了基础。     

不同栽培模式早稻-再生稻头季干物质积累运转特性研究

试验研究不同栽培模式(超高产栽培模式和常规栽培模式)对再生稻头季稻株叶绿素含量、叶面积指数、干物质积累运转及产量构成的影响结果表明,秧苗移栽大田后,超高产栽培模式头季稻株的叶绿素含量和叶面积指数从分蘖期到成熟期均比常规栽培模式的高,在生长中、后期尤其显著,分别高10.77%和63.29%;超高产栽培模式的群体干物质累积总量在头季稻整个生育期比常规栽培模式高24.83%～38.17%,茎鞘物质运转率、茎鞘物质转换率分别比常规栽培模式高10.60%和13.88%,单位面积有效穗数比常规栽培模式多21.43%,穗粒数多1.88%,产量比常规栽培模式高24.22%.     

施氮量与行距对冬小麦品质性状的调控效应

在当今小麦产量不断提高的同时,籽粒品质逐渐受到人们的重视,不同的栽培措施会对小麦籽粒品质产生一定影响。为探明施氮量与行距互作对强、中筋小麦品质的调控效应及小麦类型间差异,于2013—2014年在中国农业科学院作物科学研究所中圃场试验田,以强筋小麦‘济麦20’和中筋小麦‘中麦8号’为试验材料,采用裂区试验设计,以施氮量(150 kg·hm-2、210 kg·hm-2、270 kg·hm-2)为主区,行距(12 cm、20 cm)为裂区,供试品种为小裂区,研究田间高产栽培条件下不同施氮量和行距配置对不同类型冬小麦品质的影响。结果表明,‘济麦20’和‘中麦8号’花后蛋白质积累量、成熟期籽粒蛋白质及其组分含量均随施氮量和行距增加而显著提高,且在低氮条件下施氮效果较为显著。在270 kg·hm-2施氮量水平下,增大行距对2个小麦品种灌浆后期籽粒蛋白质积累量的影响存在显著差异。在20 cm行距条件下,210 kg·hm-2施氮量有利于强筋小麦‘济麦20’硬度、出粉率、湿面筋含量、沉降值及粉质参数等品质指标的改善,而270 kg·hm-2施氮量能够有效提高中筋小麦‘中麦8号’磨粉品质和粉质参数;2个筋型小麦面包体积和面包评分均随着施氮量的增加而升高,而2个小麦品种容重随施氮量的增加而显著下降。当施氮量在150 kg·hm-2以上时,增大行距,‘济麦20’和‘中麦8号’加工品质均能够显著提升,即在20 cm行距水平下2个筋型小麦加工品质较好。适当的施氮量和合理的行距配置能够提高小麦籽粒品质,本试验条件下,‘济麦20’和‘中麦8号’籽粒品质在行距20 cm、施氮量分别为210 kg·hm-2和270 kg·hm-2时达到最优。说明适当增加施氮量和增大行距均有利于强、中筋冬小麦品质的改善。     

栽培方式对寒地水稻产量及光合特性的影响

为构建寒地水稻高产栽培技术体系提供理论和实践依据,进行了不同栽培方式对寒地水稻产量及光合特性影响的研究。于 2017～ 2018年,在大田条件下,以粳稻品种为试验材料,设置 3种栽培方式,即当地农民栽培方式(FP)、高产栽培方式(HY)和超高产栽培方式(SHY),其中以 FP为对照,研究了不同栽培方式下寒地水稻产量及产量构成、叶面积指数、光合特征参数、群体生长特征、干物质积累与转运等的差异。结果表明,与FP相比,HY和 SHY的增产幅度在 2年间分别为 9.85%～ 24.78%和 12.76%～23.54%;HY和 SHY显著提高了各时期水稻叶面积指数及水稻高效叶面积率;HY和 SHY显著提高了净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,降低了胞间 CO 2浓度;HY和 SHY在分蘖盛期至齐穗期的光合势和群体生长率均显著高于 FP;HY和 SHY显著提高了水稻群体干物质重及叶、茎、鞘的物质输出率、转化率。可见,高产栽培方式和超高产栽培方式通过提高水稻群体物质生产能力,从而实现了水稻高产。     

小麦垄作栽培的田间小气候效应及对植株发育和产量的影响

小麦垄作栽培是在克服了传统栽培(平作)许多不利因素的基础上发展起来的一种耕作栽培方式。与传统栽培方式相比，小麦垄作栽培可降低田间湿度10％左右，改善群体内部的通风透光条件(透光率较平作增加5％～15％，光能利用率较平作增加10％～13．8％)，倒伏程度及纹枯病和白粉病等发病程度均较传统栽培方式有明显降低，植株发育健壮。小麦垄作栽培可较传统平作增产10％～13.4％。     

超高产冬小麦对氮素的吸收、积累和分配

为明确超高产（9000 kg/hm2左右）栽培条件下冬小麦的氮素营养特点，于2004~2005年、2005~2006年2个小麦生长季主要生育时期，取样分析小麦各器官氮的含量，总结出超高产冬小麦氮素的吸收、积累和分配特点。结果表明， 小麦全生育期各器官的氮含量为0.22%~3.55%（干重）。生育前期叶片中氮的含量和积累量最高，生育后期籽粒中氮的含量和积累量最高。小麦生育期间氮的总积累量为232.48~285.18 kg/hm2，每生产100 kg籽粒吸收氮2.63~3.13 kg。小麦吸收的氮孕穗期前主要分配在叶片中，一般都在50%以上， 成熟期氮在籽粒中的分配率最高，各品种均在80%以上。成熟期籽粒中积累的氮68.02%~73.31% 来自营养器官中氮的再分配。出苗到起身期、拔节到孕穗期、开花到成熟期都是小麦氮素吸收的重要阶段。根据小麦的氮素吸收积累特点，河北平原冬小麦实现9000 kg/hm2的超高产，需要土壤全氮不低于0.75 g/kg，秸秆全量还田后施N 260 kg/hm2左右。     

不同扦植密度对超级稻产量影响的田间试验

灌阳县是超级稻超高产攻关项目的协作攻关县之一,在2014年取得了14.2 t·hm-2的高产。为进一步探索超级稻超高产栽培技术,各乡镇农技推广站积极参与县超级稻超高产项目试验。2015—2016年灌阳县水车镇农业技术推广站在水车乡大营村开展超级稻不同插植密度田间试验,希望能为构建超高产栽培优质全体和超高产栽培插植密度设置提供科学依据。     

播量与氮肥用量对优质小麦产量和品质的影响

试验得出,播量与施氮量不同处理组合的产量以每公顷播量105kg施纯氮225kg的小麦产量6724.95kg/hm2最高。施氮量因播量不同酌情增减,每公顷播种52.5、105及157.5kg的最大施氮量分别为270～285、210～225及195～210kg/hm2,施用氮肥对提高小麦子粒品质的作用明显,播量与小麦品质无关。     

不同降水年型小麦丰产抗灾技术的研究

旱作小麦在不同降水年型的产量反应相差甚大，主要原因是降水年季分布不均匀，根据不同降水年型确定小麦丰产抗旱技术，从品种、播期、播量，施肥种类和肥料配比及田间管理等方面采取相应对策，取得小麦生产的最佳效益。     

播期、播量和施氮量对小麦干物质积累、转运和分配及产量的影响

为明确播期、播量和施氮量对小麦产量形成的影响,于2016—2017年和2017—2018年两个小麦生长季,采用3因素裂区试验设计,以播期为主区[10月12日播种(适播, ST)和11月12日播种(晚播, LT)],播量为裂区[2.25×10~6株·hm~(-2)(M1)、3.00×10~6株·hm~(-2)(M2)和3.75×10~6株·hm~(-2)(M3)],每个播量设置3个施氮量[纯N150 kg·hm~(-2)(N1)、225kg·hm~(-2)(N2)和300kg·hm~(-2)(N3)],研究播期、播量和施氮量对小麦干物质积累、转运和分配及产量的影响。结果表明,播期、播量和施氮量3因素互作显著影响了小麦产量及其构成要素、氮素利用效率、干物质积累量、花前干物质转运、花后干物质积累以及成熟期干物质在各器官中的分配。其中,ST处理显著提高了开花期群体干物质量、成熟期干物质量、花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率;小麦穗数、穗粒数、千粒重和产量显著高于LT处理。在ST和LT处理条件下,M2和M3处理有效穗数、开花期干物质量和成熟期干物质量显著高于M1,M2处理穗粒数、花后干物质量及其对籽粒的贡献率、单茎中籽粒重量及其在单茎中所占比例较高,显著高于M1和M3。N3处理的有效穗数、开花期群体干物质量、成熟期干物质量和花后干物质量及其对籽粒的贡献率显著高于N1和N2。在ST处理条件下M1、M2处理和LT处理条件下所有播量处理均以N3的穗粒数、千粒重和单茎籽粒干重及其在单茎中所占比例较高。本试验条件下,增施氮肥和适当增大播量有利于小麦产量的提高。小麦‘安农大1216’在10月12日播种,播种密度3.00×106株·hm~(-2)、施氮量为300 kg·hm~(-2)时可以获得较好的产量。     

乾县北塬旱地冬小麦综合农艺措施数学模型的研究

采用五元二次正交旋转回归设计,对影响旱地小麦产量最主要的播期、播量、施氮、施磷、施油饼量五项农艺措施进行田间试验。通过微机统计分析,明确了各项农艺措施的主次作用,建立起综合农艺措施优化数学模型,筛选出该地区不同产量水平及亩产432kg的最佳农艺措施组合方案,为黄土台塬阶地区旱地小麦高产优质规范化栽培提供了科学依据。     

超高产春玉米干物质及养分积累与转运特征

以金山27为供试品种,设超高产栽培（SHY）和普通高产栽培（CK）2个处理,通过2009年、2010年2年的田间试验,研究了超高产春玉米干物质及氮、磷、钾养分积累与转运特征。结果表明,超高产栽培下春玉米单位面积干物质积累量极显著高于普通高产栽培,尤以吐丝后为甚,吐丝后干物质积累率较普通高产栽培高4.5%（2009）和3.2%（2010）,干物质积累对产量的贡献率较普通高产栽培高8.5%（2009）和3.9%（2010）。超高产栽培春玉米营养器官干物质转运率为15.1%（2009）和14.9%（2010）,转运量对产量贡献率为16.6%（2009）和18.5%（2010）,确保了协调的源库关系。超高产栽培植株吐丝后氮、磷、钾的积累率及其对子粒贡献率均显著高于普通高产栽培,其中,氮积累对子粒贡献较普通高产栽培高30.0%（2009）和16.3%（2010）,磷积累对子粒贡献较普通高产栽培高10.8%（2009）和6.0%（2010）,钾积累对子粒贡献较普通高产栽培高7.9%（2009）和8.2%（2010）,在生育后期保持了较强的养分吸收能力。超高产栽培玉米茎鞘中氮、磷转运率均高于普通高产栽培,叶片中氮、钾转运率低于普通高产栽培。其中,超高产栽培玉米叶片氮的转运率为41.0%（2009）和42.9%（2010）,对子粒氮的贡献率小于普通高产栽培,超高产栽培使叶片在玉米生育后期维持了较高的光合能力。