基于机器视觉的稻茬麦单茎穗高通量表型分析

【目的】高通量表型技术不仅是现代育种领域的重要手段,也是解析田间作物生理生态行为的工具,但不同类别高通量表型技术的基础架构特征仍不清楚,因此需要针对机器视觉高通量表型技术进行专门探讨。【方法】本文用机器视觉技术检测计算稻茬麦茎穗一体的表型指标。使用宁麦13、鲁原502和郑麦9023 3个小麦品种,进行小区化对比试验,使用等孔距栅条精播板进行单粒精播,准确控制条播小麦的群体条件。于稻茬麦成熟期进行茎穗一体图像获取,对图像进行灰度增强、直方图均值化、S分量提取、Otsu阈值分割、茎穗分离和茎穗形态参数提取等操作。提取的稻茬麦地上部单茎穗各器官的形态参数包括茎秆长、茎秆平均宽度、茎秆投影面积、茎秆周长、麦穗长、麦穗平均宽度、麦穗投影面积和麦穗周长。同时,使用传统方法获取小麦单叶片质量、单茎秆质量、单穗质量和单穗籽粒产量等农艺性状指标。分别构建线性模型、二次模型、指数模型及拓展模型进行多维指标拟合,包括小麦单茎穗生物量与单穗籽粒产量关系、单茎穗的麦穗形态参数与单穗籽粒产量关系等拟合分析。在单茎穗层面对小麦茎穗的表型指标与单穗籽粒产量之间的关系进行相关分析和回归分析,进而基于机器视觉在小麦茎穗一体方面的个例应用,讨论大田高通量表型分析的机器视觉技术研发的要点。【结果】宁麦13、鲁原502和郑麦9023 3个小麦品种的单叶片质量与单穗籽粒产量的相关系数依次下降,小麦单茎穗形态参数与单穗籽粒产量的相关性显著低于生物量指标,但单穗投影面积、单穗长与单穗籽粒产量依然存在显著正相关。3个小麦品种在单茎穗的各生物量指标与单穗籽粒产量的最优回归模型各不相同,麦穗图像的形态参数不能准确反映单穗籽粒产量,但单茎穗的茎秆和麦穗形态参数的组合应用表现出最佳的拓展模型拟合结果。利用茎穗一体的数字图像处理所得的复合型形态参数可以准确预测单穗籽粒产量,从而表明利用机器视觉技术观测小麦的生长过程并实时预测产量的可行性。【结论】机器视觉技术能提供远高于常规农艺性状的高通量指标集,为解析各类农艺性状之间的联系及产量的通径分析提供更多的途径,但也造成高维指标集和有价值信息提取的技术困难。应用于田间小麦群体的机器视觉技术应具备多尺度智能化自适应的技术架构,同时应具备基于场景、群体、个体和器官的多空间尺度和苗期、分蘖期、拔节期等多生理时间尺度的统计性数字表型发现和计算能力,同时,机器视觉各技术研发环节和各技术模块都需要农艺学深度参与和校准,而配备标准表型数据库更是保障高通量技术实用性和可靠性的基础。     

剪叶对不同穗型小麦品种干物质积累及籽粒产量的影响

 【目的】为了探讨高产条件下不同穗型小麦品种叶片对产量的贡献。【方法】选用两种穗型小麦品种为试验材料，研究了抽穗期剪叶对剩余叶片净光合速率、地上干物质积累、茎节重、籽粒结实与粒重的影响。【结果】抽穗期剪叶均导致两种穗型品种的干物质积累量下降和籽粒产量降低，以多穗型品种豫麦49受影响较大；剪叶提高了剩余叶片净光合速率，以多穗型品种豫麦49增幅较大；剪叶提高了茎秆内贮存物质的转移率，以大穗型品种宿2001转移率增幅较大，表现为茎节干重明显减轻。剪叶后，剩余叶片净光合速率和茎秆内贮存物质转移率的提高，均不足以弥补剪叶造成的损失，最终表现为结实粒数减少，粒重降低；随被剪叶片数增加、叶位升高，结实粒数和粒重降低更多。【结论】不同穗型小麦品种叶片对籽粒产量的贡献存在差异，多穗型品种大于大穗型品种，因此，在小麦抽穗后，多穗型品种叶片对增加籽粒产量起着重要作用。     

烯效唑对遮阴下重穗型水稻渝香203茎秆形态结构和抗倒伏性的影响

【目的】明确弱光下烯效唑对重穗型水稻植株倒伏风险的缓解效应及途径。【方法】以重穗型水稻渝香203为材料,设置裂区试验,主区为正常光照(CK)和遮阴处理(U),副区为0(U0)、40 mg/L(U40)、80 mg/L(U80)烯效唑处理,比较茎秆力学,物质积累分配及形态性状方面差异,并分析其与植株抗倒伏性的关系。【结果】较正常光照,遮阴处理显著降低渝香203产量,归因于有效穗、穗粒数和千粒重的降低。施用烯效唑显著增加了有效穗(P<0.05),产量略微增加;遮阴处理显著降低了基部节间茎鞘干重、基部节间茎粗、茎壁厚及单茎鞘干重,使得茎秆折断弯矩显著降低,倒伏指数增加,尽管弯曲力矩也显著降低。相关分析表明,断面模数,茎粗、茎壁厚、单茎鞘干重及茎鞘充实度与折断弯矩显著正相关,与倒伏指数显著正相关。随烯效唑用量增加,基部节间长度显著缩短,株高和重心高度降低,从而降低了弯曲力矩;同时,基部节间茎粗、茎壁厚及茎鞘充实度呈显著增加趋势从而提高了茎秆强度和抗倒伏性。【结论】弱光下重穗型水稻基部节间茎秆强度降低是植株倒伏风险增加的主要原因,烯效唑缩短基部节间长度,从而降低株高和重心高度,增加茎粗、茎壁厚及茎秆充实质量,增强了茎秆机械强度,提高了弱光下重穗型水稻抗倒伏性。     

小麦穗发育相关基因的研究进展

【目的】认识小麦穗发育调控相关基因及调控网络,为穗部性状遗传改良和育种利用奠定基础。【方法】通过查阅国内外小麦穗发育相关文献和基因的研究动态,对小麦穗发育过程、穗部调控相关基因和穗部相关的重要QTL等方面进展进行总结与分析。【结果】小麦的穗部性状直接与产量相关,其穗部发育一直是育种家和分子生物学家研究的热点。基于水稻和玉米的研究进展,以及测序技术和分子生物技术的发展,许多研究已经证明一些基因在小麦的穗发育过程中发挥关键作用,影响穗部性状,小麦穗发育的调控途径也逐渐被发现。【结论】小麦穗发育研究与禾本科模式作物水稻相比较为缓慢,但随着测序技术和转基因技术的发展,将大大加快穗型调控基因的克隆和功能分析,小麦穗部研究正迎来春天。     

小麦氮素利用效率的基因型差异及相关特性分析

【目的】对长江中下游麦区小麦种质进行氮素利用效率基因型差异分析,明确不同种质材料的氮素利用特性,为小麦氮素高效育种及相关分子机理研究奠定基础,同时探讨氮素利用效率与不同生育期性状的相关关系,为建立小麦氮素高效利用的评价指标提供参考。【方法】大田条件下,设置低氮(纯氮62.55 kg·hm~(-2))和正常氮(纯氮187.5 kg·hm~(-2))2种氮素水平,以主要来自于长江中下游麦区不同时期的小麦种质118份为材料进行氮素利用效率基因型差异分析,通过对苗期地上部干重、分蘖数、叶绿素含量;花期地上部干重、植株氮素浓度、氮素积累量;灌浆期旗叶叶绿素含量;成熟期籽粒产量、茎秆重、籽粒氮素浓度、茎秆氮素浓度、籽粒与茎秆氮素积累量、穗数、穗粒数、千粒重、收获指数和氮素收获指数等22个性状的测定与计算,研究氮素利用效率与不同性状之间的相关关系,并根据材料的氮素利用效率差异对不同种质材料进行划分。【结果】供试小麦材料在2种氮素水平下,各研究性状均存在较大的差异。相关性分析显示植株成熟期茎秆重、地上部生物学产量、收获指数、穗数、植株花期生物学产量、成熟期籽粒氮素积累量、茎秆氮素积累量、氮素收获指数和花期氮素积累量均与籽粒产量呈显著正相关关系;植株氮素生理利用率除了与氮素收获指数显著正相关外,与茎秆重、穗数、籽粒和茎秆氮素浓度及氮素积累量均显著负相关。根据2种氮素水平下产量,供试材料被划分为双高效型、双低效型、高氮高效型和低氮高效型。双高效型和高氮高效型材料对增施氮素反应更为敏感。低氮高效型材料灌浆期旗叶叶绿素含量显著高于其他3种类型,说明氮素胁迫条件下,旗叶持绿性有助于提高植株氮素利用效率。【结论】供试小麦材料氮素利用效率在不同氮素水平下差异显著。不同氮效类型小麦材料对氮素响应不同,高氮高效型对氮素反应敏感,适合于高氮种植;双高效型和低氮高效材料具有耐贫瘠的能力,是氮素高效育种的优质材料。在2种氮素水平下,除了植株成熟期及花期地上部干重、植株氮素积累量等常规指标外,植株穗数也可作为小麦氮素高效利用的评价指标。     

剪叶遮光对小麦产量相关性状及籽粒形态性状的影响

为研究花后各光合器官对小麦产量相关性状及籽粒形态性状的影响,在旱地和水地条件下于开花期对鲁麦14、晋麦33、长4738进行了剪叶遮光处理。结果表明,旱地条件下叶片与茎秆的光合作用对千粒质量、单穗产量的贡献要大于穗器官,而水地条件下,穗器官光合作用的贡献大于叶片和茎秆;在2种水分条件下,剪叶遮光处理对小穗结实性没有显著影响,对穗粒数的影响依品种不同而有所差异,但大多数品种在光合器官严重受损时,会导致穗粒数减少;剪叶遮光处理对旱地条件下的小麦籽粒形态性状影响不大,在水地条件下当光合器官严重受损时,各小麦品种的籽粒形态性状会发生不同程度的变化。剪叶遮光处理后小麦产量相关性状及籽粒形态性状的表现,会因品种类型、水分条件而有所差异。     

小麦茎抗倒伏的力学分析及综合评价探讨

建立了小麦茎秆的力学模型,综合考虑茎和穗的影响,利用力学方法和理论,求出茎秆能承受风力的大小,并以此作为小麦茎秆抗倒伏的指标,判断其抗倒伏能力。将抗倒伏能力与麦穗的长度和重量联系起来,可为高产小麦株型的选择提供参考。     

行距配置对冬小麦茎秆形态生理及产量的影响

【目的】研究高产密植条件下不同行距配置对冬小麦茎秆形态结构、生理及产量的影响,为冬小麦稳产和高产栽培提供技术支撑。【方法】于2013-2015年度连续2个小麦生长季,以高产冬小麦品种百农207为材料,在375万株/hm2基本苗下,设置13.3cm(R1)、16.7cm(R2)、20cm(R3,传统行距)和23.3cm(R4)4个行距处理,研究行距配置对冬小麦茎秆形态结构、基部节间C/N值和田间倒伏情况及产量的影响。【结果】相对于传统行距R3,适当缩小行距可使相同生育时期小麦的群体总茎蘖数增多,茎秆基部节间和穗下节间的粗度和壁厚增大,机械强度提高,维管束数量增多、面积变大,C/N增高,田间倒伏程度降低,植株抗倒能力增强。就产量而言,行距适当变窄虽然降低了百农207的穗粒数,却能提高成穗数和千粒质量,致使产量提高,其中以行距R2的产量最高。2个连续生长季,行距R2的平均实际产量分别比R3和R4提高6.7%和10.85%。通过适当缩小行距能够使小麦植株分布均匀,竞争减弱,使产量构成因素实现最佳配置,从而获得较高的产量。【结论】综合考虑籽粒产量和茎秆特性,行距R2(16.7cm)处理是本试验条件下兼顾高产与抗倒伏的最佳行距配置。     

秸秆全量还田对冬小麦不同小穗位和粒位结实粒数和粒重的影响

 【目的】研究小麦玉米秸秆连续全量还田对小麦穗部不同小穗位和粒位结实粒数及粒重变化的影响。【方法】通过设置3年定位试验研究小麦玉米秸秆全量还田对小麦不同小穗位结实粒数、粒重的小穗位和粒位的影响效应。【结果】小麦玉米秸秆连续全量还田提高了小麦的公顷穗数、穗粒数、千粒重和产量。各处理小麦不同小穗位结实粒数、小穗重、小穗平均单粒重均呈现二次曲线变化趋势,不同粒位的粒重也随小穗位的变化呈二次曲线形式。结实小穗越多、各小穗结实粒数或单粒重差异越小,空间分布模拟曲线的弧度越平缓。秸秆还田提高了小麦主茎穗和分蘖穗的结实小穗数与小穗结实粒数,降低了不孕小穗数,且下部小穗的结实粒数增加幅度较大;秸秆还田还提高了小麦不同粒位的单粒重,以第3、4粒位提高幅度较大。【结论】小麦玉米秸秆连续全量还田提高了小麦不同小穗位的结实粒数和粒重,进而提高了籽粒产量。     

基于EFAST法的APSIM小麦产量形成参数敏感性分析

【目的】为了有效识别影响APSIM小麦产量形成的敏感参数,简化模拟过程.【方法】结合2016～2017年甘肃省定西市安定区凤翔镇安家沟村大田试验数据及1971～2019年定西市安定区气象资料,利用扩展傅里叶幅度检验法(extended fourier amplitude sensitivity test, EFAST),借助Simlab软件,对APSIM模型18个作物参数进行敏感性分析,并对筛选后的参数设置单因素梯度检验.【结果】6个敏感参数的敏感性排序:每克茎籽粒数量灌浆期籽粒日潜在灌浆速率单株最大籽粒质量作物春化敏感性指数灌浆到成熟积温出苗到拔节积温.其中,每克茎籽粒数量、灌浆期籽粒日潜在灌浆速率和单株最大籽粒质量对模拟产量贡献率分别达50.6%、31.9%和27.5%.在-50%～+50%变化比例下,产量变化绝对值介于0～500 kg/hm~2.同等增加比例时,出苗到拔节积温引起产量变化幅度最高达249.85 kg/hm~2;同等减少比例时,单株最大籽粒质量引起产量变化幅度最高达493.55 kg/hm~2.【结论】通过EFAST法进行敏感性分析,得到对小麦产量形成的6个敏感参数,可在实际应用中优先校准.     

单株小麦生理生态控制的等距单粒线播法研究

[目的]拟探讨等距单粒线播技术用于定量种间距对小麦前、后生育期的影响,以此论证等距单粒线播的技术特征及优势.[方法]选用宁麦13为田间试验材料,采用免耕等距单粒线播法,分别于2017和2018年进行稻茬小麦的免耕种植试验,设置粒距1.5、3.0和4.5 cm 3个处理(T1.5、T3、T4.5),行距20 cm.分别从...     

黄淮旱地小麦品种产量性状演变研究

【目的】研究1986-2014年黄淮旱地冬小麦品种产量及其结构性状变化规律,为旱地小麦育种适应未来耕作制度和气候变化提供理论依据和技术支撑。【方法】利用近30年来国家黄淮旱地冬小麦区域试验临汾点的对照品种产量及其结构性状的资料,研究旱地小麦品种产量性状的演变规律,并进行产量及其结构性状变异的相关和通径分析。【结果】通过分析获得如下结果：①1986—2014年产量及其结构性状的变异状况为产量＞有效穗＞株高＞穗粒数＞千粒重,尤其是2006—2014年各产量结构和产量性状变异偏离程度均最大。②黄淮旱地小麦品种千粒重和穗粒数逐年缓慢上升,有效穗数和产量及株高缓慢下降。③相关分析表明,产量与株高、有效穗和千粒重均成极显著正相关。④通径分析表明,在黄淮旱地小麦高产育种进化中,对产量贡献较大且为正效应的有株高、穗粒数。【结论】耕作制度和气候变暖对黄淮旱地冬小麦产量及结构性状变化趋势有较强的影响,选育株高较低、有效穗数较高、千粒重大的高产抗旱品种是黄淮旱地小麦适应未来气候变化的育种改良方向。     

成都平原周年耕作模式对稻茬小麦产量与品质性状的持续效应

【目的】小麦产量和品质性状除了受遗传因子控制外,还受到生态环境条件和耕作栽培措施等外部因子的影响。研究周年耕作模式对小麦产量和品质的持续效应可为优化区域耕作制度提供依据。【方法】基于2004年小麦秋播时建立的长期定位试验,研究成都平原稻麦轮作区耕作方式与秸秆还田两个因素的5种周年组合模式（麦免稻旋WZRR,麦免稻旋+秋菜WZRRV,麦稻双免WZRZ,麦稻双免垄作WRZB,周年旋耕无秸秆还田CK）对小麦生长发育、产量与品质性状的持续影响效应。【结果】所有耕作模式的小麦产量及产量构成因子在年际间均呈波动性变化,对照产量在多数年份都处于低值水平,7年平均较其它处理低3.0%-4.7%,随时间推延下降趋势明显,年均递减0.125 t•hm-2。所有处理的有效穗均无明显的时间变化趋势,但穗粒数下降趋势和千粒重上升趋势明显。7年平均,对照的有效穗显著低于其它处理,而穗粒数、单位面积粒数和千粒重在处理之间均无显著性差异。免耕与秸秆还田组合模式具有不同程度提高小麦主要生育阶段耕层土壤速效N、P、K含量和改善中后期个体与冠层质量的作用。WZRZ、WRZB处理的多数小麦品质性状与CK相当或略优,而WZRR、WZRRV处理有降低籽粒蛋白质含量、沉降值、面团稳定时间的趋势。【结论】免耕与秸秆还田利于稳定小麦产量和改善耕地质量,尤以周年免耕秸秆全量还田模式最好。     

限量灌溉不同品种冬小麦茎可溶性糖与产量和水分利用率的关系

【目的】通过分析不同品种冬小麦灌浆期穗下节可溶性糖含量(SS)、籽粒产量、水分利用效率(WUE)的差异,探讨限量灌溉条件下SS与产量和WUE的关系。【方法】以中国北方12个冬小麦品种(系)为材料,在甘肃陇东黄土高原进行大田试验。【结果】不同冬小麦品种之间产量、WUE、SS存在明显差异,随着灌浆进程的推进,SS含量呈先升高后降低的单峰变化趋势,且灌浆中后期差异达到最大。冬小麦灌浆期SS与产量、WUE均呈显著正相关,并且相关性在灌浆中后期和后期达到极显著;【结论】限量灌溉条件下冬小麦籽粒灌浆期SS可作为筛选高产和高水分利用效率品种的参考指标之一。     

43个玉米品种在新疆吐鲁番旱区表现和抗旱类群划分

目的 基于形态指标和产量指标,将43份引进玉米品种划分为不同群体,并筛选出适合新疆旱区种植的玉米品种。方法 以43个玉米品种为材料,测定其在干旱胁迫下株高、穗位高、茎粗、单株穗数、穗长、穗粗、穗行数、穗粒重、百粒重、籽粒产量以及茎叶鲜重和茎叶干重等12项指标。运用相关分析、主成分分析、聚类分析、逐步判别分析和多元方差分析等方法综合评价多个玉米品种的抗旱性能。结果 12项数量性状间存在一定的相关性和信息的重叠,35对数量性状的相关系数达极显著水平,21对数量性状相关系数达到显著水平。前3个主成分代表了43个玉米品种的12项数量性状71.02%的信息,其贡献率分别为27.49%、27.41%和16.12%。其中,第一主成分是营养体生长状况,包括株高、穗位高、茎粗和茎叶重量;第二主成分是生殖生长状况,包括穗数、穗长、穗粒重、百粒重和产量;第三主成分是穗行数和穗粗。当类间距离为4.5时,43个玉米品种被聚为5大类。其中,第Ⅱ类属于高产品种,包含3个品种;第Ⅲ类属于中高产品种,包含7个品种;第Ⅳ类属于中产品种,包含10个品种;第V类属于中低产品种,包含19个品种;第Ⅰ类属于低产品种,包含4个品种。42个玉米品种被正确判别,判对概率为97.67%;1个玉米品种被误判,误判率为2.33%。结论 类群划分的结果准确可靠,选育的第Ⅱ类和第Ⅲ类玉米品种能够显著的增产,玉米育种在抗旱性方面进展明显。玉米正播模式引种,辽单145和辽单1211;复播玉米品种郑单958最佳。     

施氮对水稻茎秆抗倒伏能力的影响及其形态和力学机理

【目的】研究施氮对水稻茎秆抗倒伏能力的影响及其与茎秆形态性状和力学性状的关系及其作用机理,为水稻抗倒高产栽培调控提供依据。【方法】以常规籼稻银晶软占为材料,设置4个氮水平,进行大田试验,研究施氮对水稻茎秆基部节间形态和力学性状的影响及其与倒伏指数的关系。【结果】施氮影响水稻茎秆的形态和力学性状。随着施氮量的增加,株高增加,重心上移,基部节间长度增加,节间充实度下降,抗折力和弹性模量减小,茎秆倒伏指数增加,抗倒伏能力下降。倒伏指数与株高、重心高度及基部节间长度呈正相关,而与基部节间充实度、抗折力及弹性模量呈负相关,且相关系数大多达到显著或极显著水平。倒伏指数与单位面积有效穗数和每穗总粒数呈显著或极显著正相关,而与结实率和千粒重呈负相关趋势。【结论】株高、重心高度、基部节间长度和基部节间充实度等形态性状,以及弯曲力矩、抗折力等力学性状,是影响水稻茎秆抗倒伏能力的主要因素。     

甜玉米产量及相关农艺因素的关联分析

[目的]探索甜玉米产量相关农艺性状对鲜穗产量影响的主次关系.[方法]以灰色系统理论为依据,采用灰色关联度分析法,对甜玉米鲜穗产量与14个农艺性状的相关性进行分析.[结果]甜玉米的鲜穗产量是由多种因素共同控制的,农艺性状中影响产量的因素顺序为:穗粗>穗行数>生育期>鲜百粒重>空秆率>秃尖>株高>黑粉病率>行粒数>穗长>穗位>鲜出籽率>倒伏倒折率>双穗率.[结论]为了更好的提高甜玉米育种效率,应着重对与产量关联度大的生育期、穗粗、穗行数、鲜百粒重、空秆率等性状的选择,进而选育高产甜玉米品种.     

基于虚拟植物技术的冬小麦根系3D构型测试与分析

【目的】构建一套由硬件和软件集成且完整而适用的虚拟植物根系技术,定量描述稻茬田冬小麦根系的三维几何构型特征。【方法】自主设计制作“根系构型数字化仪”,该数字化仪为纯机械结构,分别设有一个水平回转臂、一个横向滑动臂和一个竖向滑动臂,回转臂与滑动臂都配有标尺,且3者的组合运动能保证测头在3D范围测取任一点的空间坐标。测量时将置于工作台的根区土壤按3-5 mm厚度逐层清除并进行根系构型数字化,从而测取田间小麦根系的真实空间拓扑数据,实现小麦根系实体构型的数字化。将实测的小麦根系构型数据导入Pro-E软件平台,利用软件的3D造型技术完成小麦根系构型的虚拟重构,实现计算机虚拟根系与实体根系的一致性。利用软件的分析工具对虚拟重构的小麦根系构型进行计算分析,定量小麦不同时期根系的三维空间构型、根系的土体空间搜寻能力、根系总长以及根系平均增长率等指标的变化,通过不同的指标反映田间土壤环境下真实小麦根系构型的时空动态。【结果】植物根系构型数字化仪能够提供＜1 mm的测试分辨率,操作使用方便,耐污染、抗干扰能力强,对工作环境要求不高,可满足作物根系三维空间几何构型测试要求,而使用Pro-E的小麦根系三维空间几何构型重构技术也便于根系构型的深度计算与分析。冬小麦的根系构型分析结果表明,该虚拟根系技术能够直观展示小麦生长期不同时间节点的根系构型状态特征及土体空间搜寻动态,根系构型图可以反映各时期小麦根系在土体中的纵深拓展和周向扩展状态。同一时期植株个体的根系构型变异性较大,越冬期小麦根系很浅,在返青及分蘖旺期小麦的根系迅速向深层土层中伸展,拔节期根系爆发迅速。【结论】由软硬件单元组构的虚拟植物根系三维空间几何构型的测试与分析方法是准确定量根系动态、根-土关系、根系拓扑特征、根系动态空间行为指标等作物根际生理生态行为的技术保障,其不仅直观展示了水稻土条件下冬小麦根系空间几何构型在不同时期的空间拓展状况,也能够定量根系构型的动态,因此能够满足作物根系三维空间几何构型分析的实用要求。     

气温变化背景下中国黄淮旱地冬小麦农艺性状的变化特征 ——以山西临汾为例

【目的】作物品种选育是在气候变化背景下的自然选择和人工选择的结果。黄淮麦区是中国最大的麦区,在保障中国小麦生产和粮食安全中有重要作用。研究过去30年黄淮旱地冬小麦品种农艺性状和气温要素变化规律,为旱地小麦育种适应未来气候变化提供理论依据和技术支撑。【方法】利用近30年来国家黄淮旱地冬小麦区域试验典型代表临汾点的对照品种农艺性状及该市的气温资料,研究对照品种农艺性状、生育期平均气温和≥0℃积温的变化规律,并进行农艺性状和气象要素的相关、多元回归和通径分析。【结果】小麦生育期的平均气温、≥0℃积温、最低和最高温度在逐年呈缓慢增加。小麦生育期平均气温平均每年上升0.05℃,≥0℃积温平均每年上升21.9℃,且二者呈正相关关系。≥0℃积温变化更能深入反映小麦生育期的温度变化情况。小麦生育期最高气温平均每年上升0.02℃、最低气温平均每年上升0.16℃。播种至越冬前的平均气温和≥0℃积温增加最多,营养生长阶段平均气温和≥0℃积温增加明显,生殖生长阶段平均气温增加较少且≥0℃积温有下降趋势。随着气候变暖,分蘖多的强冬性品种逐渐被分蘖适中的冬性和弱冬性品种替代。1986-1996年对照品种农艺性状变化幅度不大,1997-2007年期间变化较大,2007-2014年变化幅度最大;这和小麦生育期平均气温变化趋势基本相同。黄淮旱地对照品种千粒重和穗粒数逐年缓慢上升,分别每年平均增加1.57%和3.39%。有效穗数和产量及株高缓慢下降,分别每年平均下降0.16%和1.29%。产量与株高（0.684^**）、有效穗（0.531^**）和千粒重（0.541^**）均极显著正相关。株高、起身至拔节期≥0℃积温和平均气温是决定小麦产量的3个主要因子,分别决定了小麦产量的46.73%、26.17和3.26%的变异。在黄淮旱地小麦适应气候变化中,起身至拔节期≥0℃积温和株高对产量贡献较大且为正效应;起身至拔节期平均气温为负效应。【结论】气候变暖对黄淮旱地冬小麦农艺性状变化趋势有较强的影响,选育株高和有效穗数适中、穗粒数较多、千粒重较大的中高产抗旱品种是黄淮旱地小麦适应未来气候变化的育种改良方向。