中国北部冬麦区小麦生育期对生育阶段积温变化的响应

利用1993-2013年中国北部冬麦区19个农业气象观测站的冬小麦生育期及气象资料,研究了冬小麦各生育阶段积温和生育期的时空变异特征。通过皮尔逊相关性分析等方法,探究冬小麦各生育阶段积温变化对生育期的影响。结果表明：（1）播种-出苗、返青-拔节阶段≥0℃积温和越冬期负积温的值呈东高西低的空间分布,拔节-抽穗、抽穗-乳熟、乳熟-成熟和播种-成熟阶段≥0℃积温为东南低西北高,而出苗-越冬开始阶段≥0℃积温则呈东南高西北低的分布;拔节-抽穗和乳熟-成熟阶段≥0℃积温均在21%的站点上显著减少,返青-拔节、抽穗-乳熟和播种-成熟阶段≥0℃积温及越冬期负积温分别在26%、37%、21%和42%的站点上显著增加,而播种-出苗和出苗-越冬开始阶段≥0℃积温的变化较小;（2）播种和出苗期呈东部晚西部早的空间分布,抽穗、乳熟和成熟期则相反;越冬开始期呈东南晚西北早的分布,返青期则相反;拔节早的站点主要位于麦区东部。播种、出苗、返青、拔节、乳熟和成熟期分别在21%、16%、37%、26%、42%和21%站点显著推迟且多位于麦区东部,而越冬开始期和抽穗期仅在5%站点变化显著;（3）相关分析表明,各生育阶段≥0℃积温（或越冬期负积温）与多个生育期的相关性显著,生育阶段积温的变化可能直接或间接影响了冬小麦的生长发育。越冬期负积温与返青、拔节、抽穗、乳熟和成熟期相关性最大,且与冬后多个生育期呈现一致的时空变异特征,其时空变异性可能是造成冬小麦冬后生育期在时空上存在差异的原因。     

旱地不同栽培模式和施肥方法对小麦光合产物积累运转的影响

以冬小麦品种小偃22为材料,研究了不同栽培模式和施肥方法对小麦光合能力、光合产物积累、运转和分配的影响。结果表明:单施氮肥或氮磷配合可显著增加小麦的叶面积系数、旗叶的净光合速率和叶绿素相对含量;单施磷肥对小麦光合产物的积累与分配没有明显的调节效应,而施用氮肥、采用垄沟和垄脊覆膜栽培后,延长了冬小麦顶三叶的功能期,提高了小麦花后光合物质的生产能力和花后同化产物对籽粒的贡献率;在垄沟栽培条件下,未覆膜处理的垄下施肥法较常规施肥能显著提高冬小麦的光合生产能力和花前物质调用能力;垄脊覆膜后,常规施肥能显著增加小麦花后物质积累并能获得较高产量。     

水分胁迫下不同年代冬小麦品种干物质积累与转运特性

为了明确河南中部地区冬小麦品种改良过程中物质积累与转运特性及对水分亏缺响应的差异, 选取新中国成立以来6个不同年代主栽冬小麦品种, 采用测坑试验研究了冬小麦品种在不同水分胁迫(CK: 充分供水田间持水量的75%~85%; MD: 轻度干旱, 田间持水量的60%~70%; SD: 重度干旱, 田间持水量的45%~55%)下干物质生产与积累转运特性的演进特征及其与产量的关系。结果表明, 品种改良协调了干物质在各生育阶段的分配, 使花前和花后干物质积累与转运对籽粒的贡献更加平衡。在品种更替过程中, 株高和穗下节降低, 千粒重、籽粒产量和收获指数增加, 干物质积累总量无显著差异, 千粒重和收获指数的提高对产量增加起重要作用。在CK、MD和SD处理下, 20世纪90年代和2002年品种比20世纪50年代品种平均株高降低35.2%、36.2%和38.2%, 平均千粒重比增加31.7%、17.4%和56.3%, 平均籽粒产量增加40.4%、43.0%和52.4%; 20世纪90年代和2002年品种的收获指数比20世纪80年代及以前品种增加31.4%、22.3%和24.6%。CK处理早期品种干物质积累在抽穗至开花阶段超过现代品种。MD和SD处理的20世纪90年代及以后的品种花前干物质转运能力高, 茎秆干物质输出率增加, 花后贮藏物质积累降幅小, 干物质贮藏转运分配比例适宜, 对籽粒贡献率高, 是水分胁迫条件下现代品种高产的基础。     

黄淮冬麦区主栽小麦品种根系的生理特性比较

采用盆栽试验方法,以黄淮麦区主栽的23个小麦品种为材料,以根系活力、根中全氮含量和根中可溶性糖含量为指标进行聚类分析。结果表明, 23个小麦品种的根系生理特性可归为3个类群:根系生理活性旺盛型(A类群);根系生理活性中等型(B类群);根系生理活性较弱型(C类群)。本研究条件下,根系生理活性中等型综合表现较好,主要表现为根系活力较强,根中氮含量和可溶性糖含量较高,获得的籽粒产量较高,是较为理想的育种材料。研究结果为黄淮冬麦区当前主栽品种的合理利用、新品种选育以及高产优质高效栽培提供了理论参考。     

黄淮冬麦区早、晚熟冬小麦品种生长发育特性的研究

对黄淮海冬麦区早熟小麦品种 (系 )“890 1 11 14”和日本国引种晚熟品种“黑小麦 1号”[TriticumaestivumL .(HeixiaomaiNo .1]与当地普通小麦品种“4 185”大田试验比较结果表明 ,晚熟品种“黑小麦 1号”不适宜在黄淮海平原(河北省藁城试区 )麦玉两熟套作种植 ,早熟小麦品种 (系 )“890 1 11 14”播期、生育期和收获期与普通小麦品种“4 185”基本相似 ,且其分蘖特性强、灌浆强度集中和株高适中 ,在该地种植有良好生态适应性 ;根据不同冬小麦品种分蘖特性大田栽培时应采取适宜对应措施 ,冬小麦品种“890 1 11 14”应适当降低其种植密度 ,并采用合理促控措施以提高其分蘖成穗率。     

黄淮海平原优质玉米生长发育特性比较研究

试验研究黄淮海平原优质玉米生长发育特性及产量形成规律结果表明,与当地普通玉米品种相比,优质蛋白玉米品种“中单94 0 9”和高油玉米品种“高油115”生育期天数(约10 4～10 5d)基本与“冀丰5 8”相似,但比“莱玉2”生育期短。玉米营养生长和生殖生长阶段干物质积累增长以“中单94 0 9”和“冀丰5 8”最显著,但经济产量优质蛋白玉米品种“中单94 0 9”高于“冀丰5 8”,而与“莱玉2”相近。优质玉米赖氨酸含量均明显高于普通玉米。     

玉米产量潜力及超高产物质积累途径优化分析方法

作物产量潜力估计对于作物生产及超高产创建具有重要的理论指导意义。本文以玉米品种‘先玉335’为试验材料,于2005—2013年在吉林省3个不同生态类型区(乾安县、公主岭市和桦甸市)布置密度试验进行玉米超高产研究,利用获取的田间试验资料结合FAO-AEZ模型提出了一种基于优化模式的玉米产量潜力估计方法,解决了FAO-AEZ模型中收获指数常数的选择问题,并进一步建立玉米超高产生产中干物质积累途径分析方法。结果表明,玉米的产量与描述其干物质积累过程的Logistic方程参数密切相关,所建关系模型达到极显著水平(P0.01),并通过2012年和2013年实际产量统计检验;基于非线性优化理论,利用所建产量关系模型估算出乾安县和桦甸市的产量潜力,较FAO-AEZ模型潜力估计值年平均提高17.5%和16.1%;以实际生产数据作为约束条件,进一步求出乾安县、公主岭市和桦甸市产量达到15 000 kg·hm-2时的最低种植密度分别为7.7万株·hm-2、8.2万株·hm-2和7.9万株·hm-2,同时求出各生态区相应的干物质积累参数和各生育阶段的干物质积累量指标,为玉米超高产栽培播前决策和生育期调控提供理论依据。本文分析结果可作为吉林省玉米产量潜力估计及高产与超高产创建的理论依据,所建模型及相关分析方法也可作为其他地区作物产量潜力估计的参考。     

施氮对不同花生品种光合特性及干物质积累的影响

以花育20和花育22为植物材料,在大田栽培条件下通过一个完整的生育期,研究了不同施氮量对花生群体光合特性及干物质积累的影响。结果表明,两品种施氮处理产量、有效果数、百仁重及出仁率均显著高于不施氮处理,且产量分别在N2和N3处理达到最高,施氮量继续增加产量降低;施氮显著改善两品种的光合性能,提高茎叶及荚果干物质积累量,但两品种施氮水平分别超过N2与N3后,各指标增加不显著或略有下降;施氮显著提高花生群体光合(CAP)和呼吸速率(CR),花针期CAP、CR及CR/TCAP均随着施氮量的增加而增大,但结荚期和饱果期两品种CAP分别在N2(花育20)和N3(花育22)最高,而CR/TCAP则为最低。因此,本试验条件下,花育20与花育22分别以75kg·hm-2和112.5kg·hm-2为最适施氮量。     

行距及密度影响玉米密植潜力的干物质累积和产量构成机制

空间布局是决定玉米密植潜力的重要因子,但有关行距配置对不同密度玉米产量及其构成因素的调控研究比较薄弱,使得生产实践中缺乏通过行距配置优化挖掘玉米密植潜力的理论依据。2017-2018年,在带宽相同条件下,研究了7∶3(L1:宽行56 cm∶窄行24 cm)、6∶4(L2:宽行48 cm∶窄行32 cm)、5∶5(L3:行距配置均为40 cm)3种行距配置对5种密度(D1:82 500株·hm~(-2)、D2:90 000株·hm~(-2)、D3:97 500株·hm~(-2)、D4:105 000株·hm~(-2)、D5:112 500株·hm~(-2))玉米产量及其构成因素的影响。行距配置、密度及二者的互作效应显著影响玉米籽粒产量, L1行距配置较L3增产5.2%～10.5%,增幅显著; D2、D3密度处理分别较D1密度处理增产6.1%～12.0%、6.5%～15.0%(P0.05), L1D3、L2D3产量较L3D1提高了8.3%～34.2%、4.8%～27.5%(P0.05), L1D3的增产效果最好,说明宽窄行种植增强了玉米植株的耐密性,提高了玉米群体的密植潜力。宽窄行结合密植有利于提高玉米的生物产量,其中L1行距配置较L3提高3.0%～6.6%(P0.05),D3密度较D1密度高3.4%～8.0%(P0.05), L1D3较L3D1处理提高5.2%～15.0%(P0.05)。宽窄行种植提高玉米密植潜力的原因是:1)提高了玉米生长后期(大喇叭口期至灌浆期)的干物质累积速率,该时期玉米的干物质累积速率L1行距配置较L3提高32.9%～42.0%, D3密度较D1密度高9.2%～23.9%, L1D3处理较L3D1处理高29.1%～34.3%,增幅均显著; 2)提高了光合产物向穗部的转移, 2017年度玉米收获指数D3密度较D1密度高6.4%, L1D3处理较L3D1处理高16.2%,2018年无显著差异;3)提高了玉米的成穗数和穗粒数,D3密度的成穗数较D1密度高16.0%～20.2%,L1D3较L3D1成穗数高16.9%～25.9%,L1行距配置较L2、L3穗粒数分别高3.0%～4.4%、3.9%～7.0%,提高幅度均显著。56 cm∶24 cm宽窄行结合密度97 500株·hm~(-2)是绿洲灌区获得高产,密植潜力充分发挥的理想种植模式。     

我国北方37个高产春玉米品种干物质生产及氮素利用特性

选育氮高效品种是实现玉米高产高效生产的根本途径。为探明我国北方目前主推高产春玉米的物质生产及氮素利用特性,本研究选择该区域高产品种37个,采用盆栽试验,依粒重和氮素子粒生产效率划分其类型,分为高产高效（I）、高产中效（Ⅱ）、中产中效（Ⅲ）及低产低效（Ⅳ）4种类型。其中,中产中效型品种最多,为56.8%;高产高效型品种最少,仅为8.1%;高产中效型和低产低效型品种分别为13.5%和21.6%。4个类型品种干物质生产及氮素利用效率开花前差异不显著,开花后是产生差异的关键时期;成熟期I型品种干物质和氮向子粒的分配比例较高,而Ⅳ型品种向根和茎秆的分配比例较高。同时,I型品种的氮转移量、氮转移效率和贡献率显著高于其他3类型品种。经相关和通径分析,氮素干物质生产效率、粒重及氮含量与氮素子粒生产效率显著相关。所以,较高的粒重和较低的植株氮含量是高产氮高效品种的基本特征。     

水氮互作对冬小麦光合生理特性和产量的影响

针对黄淮海地区农业生产中存在的水资源供应短缺,肥料利用率低等问题,设计试验研究水氮互作对冬小麦光合生理特性和产量的影响,为黄淮海地区高效利用水氮资源提供理论依据。2015-2017年以石麦15(SM15)为材料,利用水肥渗漏研究池,设计2个供水量水平(500,250 mm);2个施氮量水平(90,180kg/hm~2);2个氮肥类型(无机肥尿素,有机肥牛粪)。结果表明:2年试验内冬小麦旗叶光合生理特性变化规律相似,各处理的冬小麦旗叶光合速率,蒸腾速率,单叶水分利用效率在生育期内均呈现先上升后下降的趋势。水氮互作对小麦旗叶光合速率影响显著,W1(供水量500mm)处理的旗叶光合速率明显高于W2(供水量250mm)处理,施氮肥180kg/hm~2处理的旗叶光合速率明显高于施氮肥90kg/hm~2的处理,与施用无机肥相比,施用有机肥可保证冬小麦生育后期维持较高的旗叶光合速率。2年试验干物质积累量最多、产量最高的处理为W1M1(供水量500mm,施有机氮肥180kg/hm~2)。综合冬小麦光合生理特性,籽粒产量,本试验条件下有机肥增产效果优于无机肥,冬小麦生育期供水量500mm,施有机氮肥180kg/hm~2时冬小麦旗叶光合生理特性较优,获得较高产量。     

春小麦光合生理和产量对干旱-复水的响应

为探究不同生育时期土壤干旱对不同抗旱性小麦品种光合生理特性和产量的影响,以抗旱性弱品种新春22号(XC22)和抗旱性强品种新春6号(XC6)为试验材料,在土柱栽培和大田条件下,分别设置常规灌溉(CK)、分蘖期轻度干旱(W1)、分蘖期中度干旱(W2)、拔节期轻度干旱(M1)和拔节期中度干旱(M2)5种处理,研究小麦叶片叶面积指数(LAI)、叶绿素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数及地上部干物质积累、穗重与产量的变化。结果表明:抗旱性弱品种XC22受水分胁迫影响更大,复水后恢复能力较弱,仅W1处理能恢复到与CK相等水平。同XC22相比,抗旱性强品种XC6在M1处理后,补偿效应表现更加明显,RuBPC酶活性、气体交换参数与叶绿素荧光参数均能在复水后快速恢复至CK水平,较其他处理恢复能力更强,乳熟期其净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)与叶绿素荧光参数的暗适应下最大荧光产量(Fm)、光适应下最大荧光产量(Fm'')、PSⅡ实际光合量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qp)较CK分别显著提高11.39%,7.50%,7.38%和7.86%,6.78%,17.24%,2.48%。轻度干旱处理并未减少小麦干物质积累和产量,反而有助于穗重的增加,且XC6在M1处理下,干物质积累、穗重与产量均显著高于CK。光合参数与产量的相关与通径分析表明,产量与Pn、Gs、Fm、Fm''、qp呈极显著正相关,且Pn在产量形成中的促进作用更大。春小麦花后光合生理特性的恢复与保持受拔节期水分胁迫影响更显著。在新疆滴灌模式下,生育前期轻度干旱胁迫,有利于抗旱性强品种小麦复水后光合性能改善,增加地上部干物质积累,促进光合产物向生殖器官的转运,有利于产量形成。     

地表O3胁迫下冬小麦光合生产和干物质累积变化的模拟研究

为定量评估地表臭氧（O3）胁迫对冬小麦光合生产的影响,引入了温度和生理年龄影响因子,并根据气孔导度和O3吸收通量模型计算得到的气孔O3吸收通量,建立了叶片O3吸收通量对最大光合速率的胁迫系数,结合呼吸作用模型,在系统动力学模拟环境中,模拟研究了O3胁迫下冬小麦光合生产和干物质累积的动态变化,并运用大田OTC试验的地上、地下部分的干物质实测数据验证了模拟值。统计分析表明,干物质全重、地上和地下部分干物质的模拟值与实测值没有显著差异,同时表明,在恒定的150nL·L^-1和100nL·L^-1 O^3,浓度的胁迫下,与对照组相比,干物质分别损失了29．5％和16．6％。     

水分胁迫对冬小麦光合及生物学特性的影响

利用阜康绿洲农田的田间灌水试验，研究了不同水分胁迫程度、不同水分胁迫时期对冬小麦光合，茎秆生长、地上和地下干物质累积以及籽粒产量的影响。结果表明；随着水分胁迫程度的加剧。冬小麦光合作用、株高、干物质累积、根系生长以及籽粒产量受到的抑制作用逐渐增强；灌水量为田间持水量40％的处理在成熟期时根干重要大于其它处理。是由于干旱胁迫促进了新生根的生长．从而可使根系充分吸收中下层土壤贮水。这是减少灌水次数和提高水分利用效率的一个有效途径，冬小麦灌浆期受到重度的水分胁迫，籽粒产量明显下降．而拔节期遭受轻度的水分胁迫在恢复灌水后产量反而要高于其它处理。     

小麦-玉米轮作耕作方式对玉米灌浆成熟期叶片衰老生理特性的影响

为了进一步探索适宜山东省半湿润易干旱地区夏玉米高产、稳产的耕作措施,本试验研究小麦、玉米轮作下免耕、深松、深耕两季的耕作方式(7个)对夏玉米穗位叶片衰老特性、灌浆期干物质积累、转运及籽粒产量的影响.结果表明(定位试验第3年):小麦深松+玉米免耕直播+秸秆还田(W3 M2)可显著提高夏玉米叶片生育后期SOD活性、叶片可溶性蛋白含量,而MDA含量增加缓慢,显著延缓穗位叶衰老;在吐丝至成熟期间干物质生产量上,W4M4(小麦深耕+玉米隔年深耕+秸秆还田)和W1M1(小麦旋耕+玉米隔年旋耕+秸秆还田)最高,W3M2和W3M3(小麦深松+玉米隔年深松+秸秆还田)次之,均显著高于CK和W1M2(小麦旋耕+玉米免耕直播+秸秆还田);W3M2干物质向籽粒运转比例即收获指数最高,W4M4最低;各耕作方式下W3M2和W1M1籽粒产量最高,分别比对照增加23.90％和9.87％.因此在本试验条件下小麦深松+玉米免耕直播+秸秆还田(W3M2)耕作方式下更有效延长叶片功能期,提高后期叶片生理活性,促进干物质向籽粒运转,增产效果显著.本研究可为华北麦-玉两熟农区合理安排周年耕作措施提供理论依据.     

黄土塬区氮磷配施对冬小麦光合作用、产量形成及水分利用的影响

在黄土高塬沟壑区,研究了不同施肥条件对冬小麦各个生育期的叶面积指数、光合作用、干物质积累、产量形成以及水分利用的影响,结果表明:与对照相比,施肥后小麦叶面积指数和光合速率都显著提高,同化作用增强,平均产量提高了47.6%,水分利用效率提高了24.6%。不同的肥料配施对冬小麦的干物质积累、产量以及水分利用效率的影响顺序基本一致,即高氮高磷>高氮低磷>低氮低磷>低氮高磷,但方差分析表明,在这种氮磷配施方案中起作用的主要是氮肥,磷肥的贡献不大,且二者并没有产生明显的交互作用。     

黄土塬区氮磷配施对冬小麦光合作用、产量形成及水分利用的影响

在黄土高塬沟壑区,研究了不同施肥条件对冬小麦各个生育期的叶面积指数、光合作用、干物质积累、产量形成以及水分利用的影响,结果表明：与对照相比,施肥后小麦叶面积指数和光合速率都显著提高,同化作用增强,平均产量提高了47.6%,水分利用效率提高了24.6%。不同的肥料配施对冬小麦的干物质积累、产量以及水分利用效率的影响顺序基本一致,即高氮高磷〉高氮低磷〉低氮低磷〉低氮高磷,但方差分析表明,在这种氮磷配施方案中起作用的主要是氮肥,磷肥的贡献不大,且二者并没有产生明显的交互作用。     

施氮对滴灌冬小麦花后光合生理、灌浆特性及产量品质的影响

为阐明黄淮海平原滴灌条件下施氮对不同高产冬小麦品种的调控机理,明确高产高效优质的施氮方式,以高产品种济麦22和烟农1212为试材,于2018—2020年2年间在大田滴灌条件下设置0,150,210,270 kg/hm² 4个施氮水平(济麦22用J0、J1、J2、J3;烟农1212用Y0、Y1、Y2、Y3),研究不同施氮量对滴灌冬小麦光合生理特性、籽粒灌浆特性、产量和品质的影响。结果表明：施氮可显著提高冬小麦上三叶的SPAD值,适量施氮显著提高了灌浆中后期的SPAD值和旗叶净光合速率(P_n),小麦旗叶SOD活性呈现单峰曲线的变化规律,各施氮处理的SOD活性均在花后14天达到最大值,N0处理的SOD活性在花后7天达到最大值,N2施氮水平下,2品种灌浆中后期旗叶SOD活性均最高。适量施氮能降低生育后期叶片膜脂过氧化程度,降低叶片MDA含量,使叶片功能期延长,从而提高生育后期的光合性能。随着施氮量的提高,2个品种的籽粒灌浆速率和最大理论千粒重均先增高后降低,不施氮处理下的T_m较各个施氮处理相对提前,济麦22的最大灌浆速率、最大理...     

冬小麦北移种植的研究进展

就“冬麦北移”问题的提出和研究进展，以及“冬麦北移”中应注意的问题进行综述，旨为“冬麦北移”的进一步研究开展和我国北方冬麦区的规划提供参考依据。     

Efficiency of Dry Matter and Nitrogen Accumulation and Redistribution in Wheat as Affected by Tillage and Nitrogen Management

Field experiments were conducted over 2 years with the hypothesis that farmyard manure (FYM), soybean residue (SR) as sole and/or in combination with urea under different tillage practices has similar effects on crop nitrogen (N) status and accumulation of dry matter (DM). Conventional ploughed plots had higher DM than other. Post anthesis accumulation of DM for minimum tillage (MT) was 4% higher than DT. Incorporation of 20 tons FYM ha^?1 combined with 30 or 60 kg ha^?1 had higher DM and N partitioned to leaves, stem, and spike than control. Leaves accumulated more DM at anthesis stage than other, whereas stem and spike at maturity than earlier stages. Fertilized plots had higher DM and N redistribution efficiency than control. However, N remobilization increased linearly with increasing DM accumulation (r² = 22%). It was concluded that FYM coupled with N under MT showed marked variations for DM partition and N status in wheat than other treatments.