利用卫星遥感进行冬小麦籽粒淀粉含量监测研究

 通过对不同年份、不同区域的遥感影像的植被指数和小麦GPS定点长势数据的综合分析，基于遥感影像信息获取的瞬时性和准确性，结合小麦灌浆期间气候环境条件对籽粒品质形成的影响特点，建立了基于不同生育期（拔节期、抽穗期以及灌浆期）遥感影像归一化植被指数（NDVI）和气候环境因子（气温、日照、氮素营养、土壤水分）的籽粒淀粉含量监测模型，并对模型的可靠性进行了检验。结果表明，模型的监测值与实测值较为一致，利用拔节期、抽穗期、灌浆期遥感影像NDVI和气候环境数据预测籽粒淀粉含量的RMSE值分别为4.57%，4.2%和3.84%。模型监测性能好，且具有解释性，可以用于不同年度、不同区域和不同小麦生长阶段对籽粒淀粉含量的预测。     

软质冬小麦品种籽粒蛋白质含量的遗传分析

为了给软质小麦品种选育提供依据,利用7个蛋白质含量有一定差异的软质冬小麦品种为亲本,按Griffing双列杂交法Ⅱ配制21个杂交组合,研究了小麦籽粒蛋白质含量的遗传。结果表明,在7个软质冬小麦品种中,宁麦9号籽粒蛋白质含量的一般配合力最好,能极显著地降低杂种后代的籽粒蛋白质含量。小麦籽粒蛋白质含量的遗传符合加性-显性模型,同时受加性和显性效应的作用,且加性效应较为重要,显性程度为部分显性。控制籽粒蛋白质含量的减效等位基因为显性,亲本中增效和减效等位基因频率分布相同。宁麦9号具有最多控制籽粒蛋白质含量遗传的显性基因,而望水白和苏麦3号具有最多控制籽粒蛋白质含量遗传的隐性基因。小麦籽粒蛋白质含量可能受3～4对主效基因的控制,狭义遗传力中等。     

作物籽粒蛋白质含量遥感监测预报研究进展

【目的】梳理目前作物资料蛋白质含量遥感监测预报研究进展,掌握最新该方面的研究方法、技术等。为发展优质专用谷物并依据以蛋白质含量为主导的不同类型谷物分类收获和加工探明发展道路。【方法】通过收集国内外籽粒蛋白质含量遥感监测预测研究文献,整理、分析及归纳当前研究内容,综述前人研究等方法。【结果】概述了3种常规的作物籽粒蛋白质含量检测方法,包括常规的室内分析化学法、近红外分析方法及遥感技术预测方法;介绍了植物碳氮代谢过程与籽粒蛋白质含量形成机理以及作物籽粒蛋白质遥感预测的可行性;然后归纳了4类作物籽粒蛋白质含量遥感监测预测等方法,分别为基于‘遥感信息—籽粒蛋白质含量’模式的经验模型、基于‘遥感信息—农学参数—籽粒蛋白质含量’模式的定量模型、基于遥感数据和生态因子的籽粒蛋白质含量半机理模型、基于遥感信息和作物生长模型结合的机理解释模型,并分别综述了这4类预测模型的国内外研究进展。【结论】明确了当前在籽粒蛋白质含量遥感预测中存在的问题及进一步解决的对策。     

基于优化ISODATA法的冬小麦长势分级监测

以江苏省姜堰市为例,利用TM卫星遥感技术监测冬小麦的种植面积与长势情况.在利用GPS实地采样调查和建立解译标志的基础上,进行影像校正、非监督分类、人机交互式判读解译等操作,并将样点数据校验贯穿到整个分类过程中,信息解译精度在90%以上.结合NDVI指数反演的叶面积指数进行小麦长势分级分类,并制作了冬小麦长势分级专题图.     

基于CBERS遥感的冬小麦长势分级监测

应用遥感信息技术,可实时对冬小麦长势进行分级监测预报,便于农业部门及时制定和实施相应的管理措施,达到目标化生产的目的。以江苏省姜堰市为例,进行了基于中巴资源卫星(CBERS-02)遥感的冬小麦拔节期长势分级监测研究。经过计算机分类和人机交互式判读解译,结合GPS样点信息校验,冬小麦面积解译精度在90%以上。利用遥感植被指数反演叶面积指数(LAI)等长势信息,对整个区域的冬小麦长势状况进行分级监测。叠加样点的实测数据校验,监测精度达到85%以上,最终制作区域的冬小麦长势分级专题图,并对各长势状况进行了分析。结果说明,中巴资源卫星影像数据可以满足区域冬小麦长势监测要求,并可在实际生产中进行推广应用。     

基于气候因子效应的冬小麦籽粒蛋白质含量预测模型

 在对4个生态区、6个不同品质类型小麦品种在不同播期下的试验数据进行系统综合分析的基础上，建立了冬小麦籽粒蛋白质含量的生态预测模型。通过分析籽粒蛋白质含量与气候因子的相关关系，确定了显著影响蛋白质含量的5个气象因子：开花至成熟期的日平均温度、平均日较差、总日照时数、总降雨量与积温。经逐步回归分析表明，高蛋白品种籽粒蛋白质含量主要受开花至成熟期间的平均日较差的影响；在日较差变异系数<5%的生态环境下，则决定于开花至成熟期日均温与总日照时数的互作。中蛋白品种蛋白质含量取决于开花至成熟期的总日照时数；而低蛋白品种由开花至成熟期的日均温、总降雨量与总日照时数共同决定。影响蛋白质含量的日较差与光照效应因子，分别通过与开花至成熟期的平均日较差及总日照时数间的线性关系建立模型；温度效应因子则通过与日均温的二次曲线关系建立模型。开花至成熟期的降雨量>50 mm时，降雨效应因子呈现二次曲线的变化模式；开花至成熟期的降雨量<50 mm时，则呈线性变化。运用南京地区3个品种的播期试验，6个生态区8个小麦品种的品质生态试验以及南京和徐州两地40个小麦品种的试验数据对模型进行了检验，各品种与各生态点的RMSE值均小于10%，表明模型能够可靠地预测不同品质类型冬小麦在不同环境条件下的籽粒蛋白质含量。     

冬小麦产量与籽粒蛋白质含量协同变化特点及水肥调控

【目的】揭示冬小麦产量与籽粒蛋白质含量协同变化特点，为小麦高产优质栽培决策提供依据。【方法】根据盆栽水肥和田间肥料试验数据建立冬小麦产量和籽粒蛋白质含量关于土壤水分含量及氮磷肥的单因素和两因素效应函数，通过对函数曲线变化状态及其特点的分析，揭示小麦产量和蛋白质含量在不同水肥条件下的协同变化特点及其条件，并据此确定各种条件下高产优质的水肥管理方案。【结果】低肥和中肥（或土壤水分含量为田间最大持水量的50%和60%）条件下，产量和籽粒蛋白质含量随土壤水分含量（或施氮量）增加的曲线分别为凸型和凹型。蛋白质含量最低值和产量最高值之间对应的施氮量为产量和蛋白质含量在土壤水分含量为田间最大持水量的50%和60%条件下协同变化的施氮量区间。在高肥和土壤水分含量为田间最大持水量的70%和80%条件下，产量和蛋白质含量曲线均为凸型，蛋白质含量达到最大值之前对应的土壤水分含量为高肥条件下产量和蛋白质含量协同变化区间；产量达到最大值之前对应的施氮量为土壤水分含量为田间最大持水量的70%和80%条件下产量和蛋白质含量协同变化区间。【结论】在一定的水肥条件下，小麦产量和蛋白质含量协同变化是可能的。用极差变换将产量和蛋白质含量理论值标准化，其标准值曲线的交点即为二者的最佳结合点。用等值线图描述产量和蛋白质含量的水氮和氮磷两因素效应，分析产量和蛋白质含量变化规律及其关系，确定实现一定生产目标的水肥管理方案。这为小麦高产优质水肥调控提供了一种行之有效的方法。     

小麦籽粒蛋白质含量高光谱遥感预测模型比较

【目的】利用高光谱遥感技术实现冬小麦籽粒蛋白质含量的精准预测,比较筛选小麦籽粒蛋白质含量预测模型,实现优质小麦栽培生产。【方法】设置不同品质类型小麦品种和施氮量处理,测定开花期叶片叶绿素含量（SPAD）、叶片干物质质量（LDW）、地上生物量（AGB）、叶片氮含量（LNC）、叶片氮积累量（LNA）、叶面积指数（LAI）、植株氮含量（PNC）、植株氮积累量（PNA）和氮营养指数（NNI）9个农学参数及小麦冠层光谱,通过一阶导数和偏最小二乘法,构建基于不同农学参数的小麦籽粒蛋白质含量高光谱预测模型。【结果】一阶导数处理可以提高光谱数据与农学参数的相关性。运用偏最小二乘法构建的高光谱农学参数估测模型中以SPAD的模型建模精度与验证精度相对较优,建模集决定系数R²与预测集标准均方根误差nRMSE分别为0.99和4.10%;NNI反演模型验证结果较好,相对预测偏差RPD为2.04;利用线性回归构建的农学参数-籽粒蛋白质预测模型中以LNC的建模精度与验证精度最佳,其建模集R²、预测集均方根误差RMSE和RPD分别为0.64、0.79和2.11。最终构建的“...     

氮锌配施对冬小麦氮利用、产量及籽粒蛋白质含量的影响

以豫农202为材料,在大田条件下,研究氮锌配施对冬小麦不同生育时期氮吸收的影响,并探讨氮锌配施对冬小麦氮素利用率、产量以及籽粒蛋白质含量的影响.结果显示:氮锌配施能够促进冬小麦对氮素的吸收,与单施氮肥相比,氮锌配施的冬小麦在开花期、灌浆期吸收的氮素较高,成熟期小麦茎杆氮素含量较低而籽粒含氮量较高.氮锌配施能显著提高冬小麦氮素利用效率,施氮90、180和270 kg/hm2分别配施锌肥15和30 kg/hm2,与单施等量氮肥相比,氮肥表观利用率、氮肥生理利用率和氮素农学利用率分别提高4.8％～14.4％、1.4～9.8 kg/kg和0.6～6.4 kg/kg.氮锌配施比单施同量氮肥增产8.6％、10.5％ (N90),5.9％、14.6％ (N180)和5.9％、5.3％(N270),其中施氮180 kg/hm2配施锌肥30 kg/hm2的产量最高,显著高于其他处理.氮锌配施比单施同量氮肥提高小麦籽粒蛋白质含量,分别提高了8.3％、9.8％ (N90),11.4％、2.3％(N180)和6.9％、5.7％ (N270),其中N180Zn15的籽粒蛋白质含量最高,显著高于其他处理.N180Zn30在实现高产的同时可以显著提高氮肥利用率、氮肥生理利用率和氮素农学利用率,是比较好的氮锌配施组合.     

晋中晚熟冬麦区小麦品种籽粒蛋白质积累特性差异研究

采用大田试验方法,以5个不同小麦品种为材料,研究了晋中晚熟冬麦区不同小麦品种籽粒蛋白质积累特性的差异。结果表明,不同小麦品种籽粒蛋白质及其组分含量存在差异;不同小麦品种籽粒蛋白质含量动态变化趋势基本一致,均呈现"高—低—高"的"V"型变化特征,花后15 d最低;不同小麦品种籽粒蛋白质组分含量的积累规律亦一致,在籽粒灌浆始期小麦籽粒清蛋白的含量较高,随籽粒发育成熟逐渐下降;籽粒球蛋白含量在整个籽粒发育成熟过程中始终最低,花后15 d达到最低,而后有所回升;籽粒醇溶蛋白和谷蛋白含量皆随籽粒发育成熟逐渐升高。研究旨在明确晋中晚熟冬麦区冬小麦籽粒蛋白质形成差异的生理机制,为小麦优质高产栽培提供理论依据。     

区域性冬小麦籽粒蛋白含量遥感监测技术研究

小麦籽粒的品质越来越受到农学家或是食品加工厂的高度重视。目前,很多国家从农 民手中收购小麦时,筛选质量优、蛋白质含量高的小麦,并对其农户给予一定奖励。实现实时监 控和掌握小麦籽粒品质信息,从而更好地指导生产,减少检测化验时间,降低生产成本,有效提 升工作效率。     

水肥条件对晋南水地冬小麦籽粒产量的影响

2012年对晋南3个县174个农户水地冬小麦灌溉施肥效果进行了调查研究。结果表明,该地区农户水地冬小麦产量较高,平均为5 836.7 kg/hm2,增产潜力较大;平均灌溉次数由1.9次增加到2.3次时,水地冬小麦产量会增加;当地施肥状况极不平衡,氮肥用量偏高,而磷肥不足;在当年降雨较为充足的情况下,当氮肥用量为180 kg/hm2、磷肥用量为100 kg/hm2左右时,水地冬小麦产量达到最高。适量增加灌水次数、控制氮肥用量、增加磷素养分投入对水地冬小麦增产有重要意义。     

小麦子粒蛋白质积累动态的研究

1986-1988年的研究表明，小麦子粒蛋白质相对含量在开花后6d内较高，之后迅速下降，到开花后20d降至最低，以后又逐渐上升；子粒蛋白质绝对含量的积累变化趋势与粒重的增长是一致的，随着灌浆速度的增快而逐渐增加；子粒蛋白质相对含量的积累变化在开花后20d以前受外界环境条件影响不太明显，在开花20d后受日照、温度、降雨的影响有明显的变化，在一定的范围内随日照时数的增加、温度的升高蛋白质积累也有所增加；降雨有碍于蛋白质的积累；品种之间子粒蛋白质的积累变化有一定的差异。     

氮素分期优化管理方法对冬小麦籽粒品质的影响

采用田间试验,对氮素分期优化管理方法对小麦籽粒品质的影响进行了研究,以期为高产、优质、资源高效、环境保护等多重目标并重的养分资源优化管理提供理论依据.结果表明:氮素供应量最优的处理(冬小麦返青期氮素供应量即0～60 cm土壤Nmin+肥料氮为90 kg/hm2,拔节期追氮量即施用肥料氮30 kg/hm2)的冬小麦籽粒产量和其他氮素供应量处理没有显著差异;氮素供应量最优的处理冬小麦籽粒的粗蛋白和面筋含量显著低于在返青期和拔节期供氮量都高的处理(冬小麦返青期氮素供应量即0～60 cm土壤Nmin+肥料氮为150kg/hm2、拔节期追氮量即施用肥料氮90kg/hm2),但与其他处理相比差异不显著;以高产、资源高效和环境保护为前提的冬小麦氮肥分期优化施用量获得了最高产量的同时兼具较好的小麦籽粒品质.     

多小穗小麦籽粒蛋白质含量与相关农艺性状的研究

通过对17个多小穗小麦品系的7个农艺性状的研究,分析多小穗小麦籽粒蛋白质含量变化规律及株高、千粒重、籽/杆、小穗数、干/鲜、旗叶面积、有效分蘖与其蛋白质含量间的关系。结果表明:7个性状对蛋白含量的影响均不高,株高和籽杆比两个农艺性状对多小穗小麦籽粒蛋白质含量的影响相对较大,说明小麦籽粒蛋白含量是一个多因素影响的变量。而多小穗小麦籽粒蛋白质含量随着灌浆时间的延长含量呈现出"V"字型变化。     

基于氮素叶绿素关系的冬小麦籽粒蛋白质含量高光谱反演

为进一步提高光谱数据反演小麦籽粒蛋白质含量的精度以及反演模型的可解释性,研究以籽粒蛋白质含量（GPC）-氮素-叶绿素之间的关系为载体,通过叶绿素筛选相关植被指数,采用偏最小二乘回归（PLS）方法建立GPC反演模型。结果表明,开花期是监测籽粒蛋白质含量的最优时期。开花期氮素与对应密度叶绿素的相关性较高。通过筛选出与叶绿素密切相关的植被指数,利用PLS建立籽粒蛋白质含量反演模型,模型决定系数R2为0.77,RMSE为0.95%,用其他年份数据进行模型验证,结果显示RMSE达到1.22%。本研究表明：基于氮素、叶绿素关系建立PLS反演模型能够实现不同年份GPC光谱遥感反演,且模型在年际间表现出较高的精度和稳定性。     

冬小麦籽粒蛋白质组分的形成规律及其调控研究

冬小麦灌浆期间籽粒蛋白质各组分形成时间不同,清蛋白和球蛋白主要在籽粒形成期和灌浆前期形成;醇溶蛋白和谷蛋白主要在灌浆期形成,直至成熟后仍有增长。增加施N量,或中后期追N或喷N等措施对增加醇溶蛋白和谷蛋白效果显著,对籽粒的加工品质有所改善,但对清蛋白和球蛋白含量影响较小,对改善营养品质作用有限。