水热条件对高海拔地区旱地春小麦籽粒增长的影响

为了探索气候条件变化对农作物生长发育的影响,2009-2010年采用分期播种研究了高海拔旱作区不同气候背景下春小麦籽粒增长对水、热条件变化的响应。结果表明,在高海拔地区春小麦籽粒增长呈"S"型变化,最大增长量出现在乳熟期前后。灌浆期间积温、降水量与累积生长量相关达极显著水平。在春小麦籽粒增长期间,积温每增加50℃.d,累积生长量增加2.3g.株-1.d-1,降水量每增加10mm,累积生长量增加1.4g.株-1.d-1。灌浆期间0～100cm土层有效水分贮存量与春小麦千粒重相关达显著水平,0～10cm土层有效水分贮存量每增加10mm,小麦千粒重增加3.6g。灌浆日数与最终千粒重相关达极显著水平,灌浆日数每增加1d,最终千粒重增加0.01g,灌浆时间延长千粒重增加。不同播期最终千粒重与实测产量相关系数为0.916,相关达极显著水平,千粒重每增加1g,产量增加81.73kg.hm-2。根据籽粒增长特点和不同气候条件提出了种植应对措施。     

秸秆还田量对旱地全膜覆土穴播春小麦水分利用及产量的影响

为了解半干旱区秸秆还田量对全膜覆土穴播春小麦水分利用和产量的影响,2018年在甘肃中部半干旱旱作区(35°35′N, 104°36′E)开展大田试验,以陇春35号为供试品种,设置1 500 kg·hm~(-2)秸秆还田(SRL)、3 000 kg·hm~(-2)秸秆还田(SRM)、4 500 kg·hm~(-2)秸秆还田(SRH)和无秸秆还田(CK)4个处理,测定和分析了不同处理下全膜覆土穴播春小麦不同生育时期0～300 cm土壤贮水量、0～300 cm土层阶段耗水量和WUE的特点。结果表明,与CK相比,不同量的秸秆还田均可提高春小麦播种到抽穗期0～300 cm土层土壤贮水量和拔节到灌浆期春小麦对0～300 cm土层的耗水量,降低拔节到成熟期冠层温度,显著增加春小麦叶片SPAD值、叶面积指数、生物量、产量和水分利用效率。SRM处理的产量较SRH和SRL处理分别增加4.0%和17.4%,WUE分别提高4.8%和16.0%。因此,在甘肃中东部半干旱旱作区,全膜覆土穴播春小麦的适宜秸秆还田量为3 000 kg·hm~(-2);秸秆还田能够改善春小麦生育前中期土壤墒情,有利于中后期水分利用,促进春小麦叶片光合物质生产,最终实现增产和水分高效利用。     

灌水量和追氮方式对春小麦生态化学计量特征的影响

为探索陇中黄土高原丘陵沟壑区春小麦适宜水氮管理模式,在甘肃省定西市安定区李家堡乡开展大田试验,测定分析不同灌水量（W1:50 mm,W2:100 mm,W3:150 mm）和不同时期追氮（N1:孕穗初期追氮40 kg·hm^-2,N2:灌浆初期追氮40 kg·hm^-2,N3:孕穗期初期和灌浆初期各追氮20 kg·hm^-2）下春小麦各生育时期根、茎、叶的碳（C）、氮（N）、磷（P）元素含量、化学计量特征及其与产量之间的关系。结果表明,随着春小麦生长发育,根系C含量呈逐渐升高趋势,茎和叶C含量呈先升后降趋势,各器官P含量均呈逐渐降低趋势。灌水量和追氮对春小麦根茎叶的C、P含量影响均不显著;同一追氮方式下,春小麦N含量、N/P值随着灌水量的增加而增大,C/N值随着灌水量的增加而降低。C/P值不随外界环境因子的变化而变化,表现出强烈的内稳性。在同一灌水量下,孕穗期和灌浆期分两次追施氮肥处理的N含量、N/P值最大,春小麦单株生物量和籽粒产量与N含量、N/P值呈正相关。因此,在陇中黄土高原丘陵区小麦地,在灌水150 mm时,孕穗期和灌浆期各追施氮肥20 kg·hm^-2,更有利于提高小麦的产量和保持化学元素的平衡。     

北疆春小麦不同生育阶段需水量变化的气候响应

为了给北疆春小麦科学灌溉提供参考,根据北疆地区26个气象站1961-2016年气象资料与春小麦生育期资料,应用FAO推荐的Penman-Monteith公式及调整后的相关作物系数,估算春小麦各生育阶段作物需水量与灌溉需水量,并探究其气候成因。结果表明,56年中,北疆地区春小麦作物需水量与灌溉需水量均呈减少趋势,其中,抽穗-乳熟期作物需水量与灌溉需水量最大,作物需水量在拔节-抽穗期减势最明显,灌溉需水量在乳熟-成熟期减势最明显;气象因子与春小麦各生育时期需水量与灌溉需水量均有较强的相关性,其中降水量影响最显著,日照时数与平均相对湿度影响次之。     

基于NDVI的滴灌春小麦氮肥分期施用推荐模型

为探讨利用冠层光谱数据实现滴灌春小麦推荐追施氮肥的可行性,利用手持主动遥感光谱仪(Greenseeker)测定了滴灌春小麦各生育时期的冠层NDVI值,分析其与滴灌小麦不同时期追施氮肥效应的关系.结果表明,从拔节期到乳熟期NDVI值与春小麦出苗后天数可用一元二次函数拟合,模型精度较高,R2均大于0.91;拔节期、孕穗期、抽穗期和灌浆期的冠层NDVI值与施氮量之间呈极显著线性相关;利用一元二次模型拟合出施氮量与产量之间的关系,得出实现最高产量7 393 kg·hm-2下的施氮量为289kg·hm-2,实现最佳经济产量7 378 kg·hm-2下的施氮量为265 kg·hm-2;拔节期、孕穗期、抽穗期和灌浆期的NDVI临界值分别为0.715、0.792、0.887和0.911;根据各生育时期NDVI值与施氮量的关系,建立了氮肥推荐模型,并且根据模型计算出滴灌春小麦各生育时期NDVI值对应的氮肥追施推荐用量表.     

播期对寒地粳稻产量及温光资源利用的影响

研究了播期对寒地稻区优质粳稻产量、生育期及温光资源利用的影响。结果表明,播期推迟,优质粳稻生育进程延迟,生育期缩短,主要与出苗至齐穗期日均温升高、全生育期日均光照时数减少有关;播期推迟,全生育期积温和光照时数利用率呈下降趋势,优质粳稻产量逐渐降低,减产的主要原因是在于有效穂数和穗粒数的减少。产量与气候因子的相关分析表明,出苗至齐穗期的日均温与相对产量呈极显著负相关,这是播期推迟导致产量降低的主要原因之一,而出苗至成熟期的太阳辐射与相对产量呈极显著正相关,说明在寒地稻区太阳辐射对水稻产量形成有正向作用。     

不同覆盖方式对旱地春小麦土壤水热及生长的影响

为明确不同覆盖方式对旱地春小麦生长和产量的影响,在西北半干旱雨养条件下,以露地无覆盖为对照（CK）,设置了秸秆带状覆盖（SM）、白膜全覆盖（BM）和黑膜全覆盖（HM）三种覆盖方式,分析覆盖对旱地春小麦土壤水热、干物质积累及产量的影响。结果表明,与CK相比,覆盖能明显提高春小麦各生育时期0~200 cm土壤水分0.8~0.9个百分点,且SM处理以开花期增幅最大,HM和BM处理均以灌浆期增幅最大;同时,SM、HM和BM处理能明显增加关键生育时期的土壤水分1.0、1.4和1.1个百分点。HM和BM处理下春小麦全生育期0~25 cm平均土壤温度较CK分别增加0.7和1.3 ℃,均以苗期增幅最大;而SM处理较CK下降2.5 ℃,降幅在孕穗期最大。覆盖能显著提高春小麦干物质积累量,SM、HM和BM处理相对于CK的增幅分别为19.4%、16.7%和31.6%。覆盖显著增加了春小麦产量,增幅表现为BM（18.5%）>HM（15.1%）>SM（12.1%）。由此可见,覆膜与秸秆覆盖均有利于旱地土壤保墒和增温以及春小麦的产量形成;从环保及可持续发展等方面综合考虑,秸秆带状覆盖栽培是一种更加高产高效的覆盖方式,更有利于西北旱地农业可持续生产。     

春小麦碳同位素分辨率与冠层温度的相关性研究

为寻找碳同位素分辨率(△13C)的替代指标,以宁春4号×宁春27号的F7代品系为供试材料,研究了有限灌溉和雨养2种生态条件下春小麦△13C、冠层温度、籽粒产量之间的关联性.结果表明,有限灌溉条件下,灌浆期冠层温度与成熟期籽粒△13C呈极显著负相关(r=-0.400 4**);雨养条件下,灌浆期冠层温度与成熟期籽粒及成熟期基部秸秆△13C均呈极显著负相关(r=-0.540 2**和-0.425 5**).有限灌溉条件下灌浆期冠层温度及△13C与产量相关均不显著,雨养条件下灌浆期冠层温度与产量呈极显著负相关(r=-0.566 9**),成熟期籽粒△13C与产量呈显著正相关(r=0.311 7*).说明灌浆期的冠层温度作为碳同位素分辨率的替代指标具有较强的可靠性.     

信阳粳稻晚播气候适宜度分析

以信阳市近35年(1980-2014年)晚播粳稻幼苗期、分蘖期、拔节孕穗期、抽穗扬花期和灌浆成熟期等5个生育阶段的平均气温、降水量和日照时数等数据为基础,利用前人研究的气候适宜度公式模型,计算研究信阳粳稻晚播后的气候适宜度。结果表明,苗期气温、降水和日照气候适宜度分别为0.98、0.99和0.63,综合值0.85,适宜度高;分蘖期分别为0.99、0.51和0.54,综合值0.65,适宜度一般;拔节孕穗期分别为0.99、0.87和0.67,综合值0.83,适宜度较高;抽穗扬花期分别为0.70、0.99和0.56,综合值0.73,适宜度较高;灌浆成熟期分别为0.60、0.98和0.57,综合值0.73,适宜度较高。可见,信阳粳稻适当晚播后的气候适宜度总体较为适宜。     

不同播期下水热因子对燕麦生长、产量和品质的影响

为了解不同播期下水热因子变化对燕麦生长、产量和品质的影响,以白燕2号裸燕麦品种为材料,于2018-2019年探究了5个不同播期（4月18、4月28日、5月8日、5月18日、5月28日）对燕麦生长、产量和品质的影响。结果表明：（1）随着播期的推后,燕麦生育期缩短5~14 d;播期每推迟10 d,营养生长期平均推迟5~9 d;燕麦拔节到抽穗期的降雨分配、全生育期降雨总量和苗期积温提高。（2）拔节到抽穗期的降雨量和整个生育期降雨总量增加有利于燕麦产量提高,分蘖到拔节期积温和拔节到抽穗期的降雨量与粗蛋白含量呈显著正相关,抽穗到灌浆期的降雨量与粗脂肪含量呈显著正相关,但灌浆到成熟期期间降雨不利于燕麦产量和品质的形成。（3）5月28日播种的燕麦生长表现最佳,株高、茎粗和籽粒产量分别较4月18日播种提高了21.57%、25.12%和24.91%;燕麦品质以5月18日播种表现最优,β-葡聚糖、粗蛋白和粗脂肪含量分别较4月18日播种平均提高了43.11%、9.22%和14.65%。总之,我国北方燕麦主产区不同的播期主要因为各生育时期的降雨量不同而影响燕麦产量和品质,其中拔节到灌浆期间的降雨量增加有利于燕麦粗脂肪和粗蛋白含量提高,燕麦全生育期总降雨量增加有利于产量形成。     

1986-2014年临汾降水变化及对旱地小麦农艺性状的影响

为了解过去近30年山西省临汾降水变化对旱地小麦品种农艺性状的影响,利用1986-2014年国家黄淮旱地冬小麦区域试验临汾点的降水和对照品种农艺性状资料,研究其降水和对照品种农艺性状变化规律,并对降水要素和农艺性状进行了相关、多元回归和通径分析.结果表明,该区年降水量有略微的上升趋势,但小麦生育期降水量有略微的下降趋势;播种至越冬期的降水量有增加趋势,但起身至拔节期和抽穗至成熟期的降水量有减少趋势.黄淮旱地区域试验对照品种千粒重和穗粒数逐年缓慢上升,但有效穗数、产量及株高缓慢下降.起身至拔节期降水与株高呈显著正相关,生育期降水量和年降水量与株高、穗粒数呈显著正相关,年降水量与产量呈显著正相关;株高、有效穗和千粒重与产量均呈极显著正相关.千粒重、穗粒数、株高和年降水量是决定产量的四个主要因子,共同决定了产量72％的变异.降水变化对黄淮旱地冬小麦农艺性状变化趋势有较强的影响,选育株高适中、有效穗数较多、千粒重较大的高产抗旱新品种,是黄淮旱地小麦适应未来气候变化进行育种改良的重要方向.     

气候和人为因素对黄土高原地区小麦生产的影响

为量化气候和人为因素对黄土高原地区小麦产量的影响,找到减少干旱对小麦生产影响的途径,利用气象数据和多种来源的作物数据模拟了1955~2004年冬小麦产量。结果表明,黄土高原地区的降水量和蒸散量在1960~2000年间,以每10年高达20 mm的速度减少,并且自20世纪90年代以来气温上升加剧了土壤水分的亏缺,但黄土高原稳定的春雨降低了气温上升带来的影响。在过去的50年里,人为因素(非气候,技术进步)对小麦总产量的走向起了决定性作用,然而最近10年来,模拟结果显示,气候影响已经上升到了60%,达到每10年每公顷300 kg(总量约500 kg)。现代农业中重型农机具的使用对黄土土壤质量和小麦产量都有不良影响。相反,免耕措施与小麦秸秆覆盖改进土壤水分平衡及其再分配,不仅增加了作物产量,而且降低了减产的风险。     

河南主推小麦品种对低温胁迫的生理响应及耐寒性分析

为探讨不同小麦品种对春季低温胁迫的响应,以郑麦366、郑麦7698、矮抗58等12个河南省主推小麦品种为试验材料,研究了拔节期低温(-6℃)和孕穗期低温(0℃)处理对不同小麦品种叶片生理指标、产量及其构成要素的影响,分析了寒害级别与各生理指标增幅之间的相关性。结果表明,幼穗发育进程慢的强耐寒性小麦品种的叶片中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性在低温条件下的增幅大于幼穗发育进程快的弱耐寒性品种,丙二醛(MDA)含量的增幅表现出相反的趋势。拔节期和孕穗期低温处理,使供试小麦品种的有效穗数、穗粒数、千粒重以及产量均下降,拔节期低温对有效穗数和千粒重的影响更为严重,孕穗期低温对穗粒数和产量的影响更为严重。拔节期低温引起的小麦叶片可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、SOD活性、CAT活性和MDA含量的增幅与小麦所受寒害级别呈显著或极显著相关;孕穗期低温引起的小麦叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、SOD活性、POD活性、CAT活性和MDA含量的增幅与小麦所受寒害级别呈显著或极显著相关。这些结果说明,不同小麦品种的耐寒性强弱在拔节期和孕穗期的表现并不一致,与寒害水平显著相关的生理指标也有差异,应结合两个时期的综合表现评价小麦品种春季的耐寒性。     

有限灌溉条件下春小麦的蒸散特征及其与产量的关系

针对河西地区农田水资源短缺和水分利用效率较低的问题,利用人工控制灌水的方法研究了春小麦的蒸散量阶段变化特征和日变化特征、蒸散量的影响因子及蒸散量与产量的关系,旨在为该地区小麦水分利用率的提高提供理论依据。结果表明,春小麦阶段蒸散量高峰值集中于灌浆期,占全生育期的41．3％～68．6％,其次为拔节期到抽穗期。不同生育阶段蒸散量的日变化为一单峰曲线,一天中16：00时达最大值,2：00时至6：00时为最低值。回归分析表明,太阳辐射、气温、相对湿度、灌溉定额和土壤含水量是影响蒸散量的主要因子。拔节期至抽穗期蒸散量对产量的影响较大,并与穗粒数和千粒重有很大的相关性。通过用Jensen模型分析生育期不同阶段缺水与产量的敏感程度,以拔节期-抽穗期的敏感指数最大,为0．4238,说明此时期为春小麦需水的临界期。     

气候变暖情况下播期对陇东旱塬春玉米的影响

选取陇东旱塬区主栽玉米先玉335为试验材料,在4月5日至5月5日设置7个播期对陇东旱塬春玉米生长发育、产量形成和水分利用的影响进行研究。结果表明,不同播期玉米各生育阶段积温存在差异,全生育期所需活动积温与有效积温受播期影响显著,播期提前或推后均可以在一定程度上增加陇东旱塬春玉米产量,但播期提前较推后可以获得更高产量。株高随播期的推迟增高,穗长、穗粒数、秃尖长等果穗性状指标没有显著差异。从研究结果来看,陇东旱塬4月5～20日播种春玉米均可获得较高产量,但4月5日播期耗水量显著高于其他播期,水分利用效率较低。     

播期对不同穗部特征小麦品种(系)生育期和农艺性状的影响

为了解播期对多小穗和寡小穗小麦生育期及农艺性状的影响,对13份不同来源的小麦品种(系)两年分期播种的生育期和6个农艺性状(株高、单株有效分蘖数、穗长、每穗小穗数、穗粒数和千粒重)进行了分析和评价。结果表明,播期的推迟导致材料间出苗期差异变大,抽穗期差异缩小,但开花期和成熟期差异变化不大,各农艺性状值减小。经方差分析,各农艺性状在不同播期和品种(系)间均存在极显著差异,其中单株有效分蘖数的变异系数最大,穗粒数次之,每穗小穗数最小。多小穗材料10-A和寡小穗材料BE89的穗长、每穗小穗数和穗粒数在播期间差异较小。经相关分析,播种至出苗和分蘖至抽穗天数与温度呈极显著负相关,出苗至分蘖和开花至成熟天数与平均日照时间呈显著负相关,抽穗至开花天数与温度和降水量呈显著负相关。经多元逐步回归分析,日最高温和日均温对多小穗和寡小穗材料的分蘖至抽穗天数有显著影响,平均日照时间在开花期、日最高温在成熟期分别对多小穗材料发育有显著影响。由此可见,小穗数特异性材料的每穗小穗数在不同播期下能保持稳定。     

全膜覆土栽培对作物的水温效应

为揭示全膜覆土栽培对作物的增产机理,在大田条件下分析了全膜覆土、传统地膜覆盖及露地栽培春小麦的土壤温度、土壤含水量、灌浆速率,以及两茬春小麦和一茬马铃薯的产量、水分利用效率和经济效益的差异。结果表明,与露地栽培相比,全膜覆土显著提高了春小麦生长前期耕层地温,降低了生长后期地表温度,同时起到保水和充分利用土壤深层水分的作用。全膜覆土春小麦的籽粒灌浆速率峰值出现时间和灌浆持续时间均比露地和地膜覆盖小麦分别推后3和6 d,平均灌浆速率分别提高0.65%和6.15%。全膜覆土栽培技术可连续提高三茬作物的产量及水分利用效率,使其总纯收益比露地和地膜覆盖处理分别增加26.07%和10.76%。     

旱地冬小麦施用钾肥的效果研究

研究了豫西褐土区旱地冬小麦施用钾肥的效果。结果表明,施钾量（K2O）在0～112.5 kg/hm2的范围内,随施钾量增加,小麦穗数、穗粒数和千粒重逐渐增加,各生育期总茎数及干物质积累量明显增加。施用钾肥对旱地冬小麦有显著的增产效果,增产幅度为7.9％～15.7％,最高产量（4 336kg/hm2）的施肥量（K2O）为114.2 kg/hm2,经济最佳产量（4 275.7 kg/hm2）的施肥量为77.4kg/hm2。     

不同生育期喷灌对渭北旱地小麦产量及品质的影响

为明确喷灌对旱作小麦产量及品质的影响,试验以中麦175为材料,在小麦越冬期和拔节期进行喷灌处理,比较了喷灌处理与对照(未喷灌)间小麦产量、水分利用效率、光合特性及品质的差异。结果表明,越冬期和拔节期喷灌均能显著提高小麦产量,产量增幅为9.7%~36.3%,其中越冬期喷灌24mm+拔节期喷灌24mm处理增产效果最好。喷灌显著增加了穗数、穗粒数和千粒重。喷灌对小麦品质也有一定的影响,显著增加了籽粒硬度、吸水率、最大拉伸面积和沉降值,但对蛋白质含量、稳定时间等其他指标影响较小。说明合理的喷灌可在一定程度上增加旱地产量和改善品质。     

冬小麦不同生长阶段气象因素对产量影响的双重量化分析

为探究冬小麦各生育期的气象因素对其产量的影响程度,根据黄淮海冬小麦物候图将冬小麦生育期划分为9个生长阶段,选取河南省2005-2015年冬小麦的产量数据和日平均气象观测数据,利用指数平滑法计算出冬小麦的气象产量,建立气象影响因素集和灰色关联分析模型,双重量化分析河南省冬小麦不同生长阶段气象因素对产量的影响程度。结果表明,单重量化分析时,在播种期、分蘖期、越冬期和灌浆期,平均相对湿度对冬小麦气象产量影响最大;在返青期、拔节期和成熟期,平均风速对冬小麦气象产量影响最大;出苗期日平均气温对冬小麦气象产量影响最大;抽穗期光照时长对冬小麦气象产量影响最大。双重量化分析时,出苗期平均气温和日最高气温、分蘖期和越冬期平均相对湿度、拔节期平均风速对冬小麦气象产量影响较大。