施氮量对不同品质类型小麦产量、品质和旗叶光合作用的调节效应

采取田间试验,研究了施氮量对强筋小麦临优145和中筋小麦临优2018产量、品质、灌浆进程及旗叶光合作用的影响。结果表明,施氮使成穗数、穗粒数和结实小穗增加,千粒重降低,产量提高,以成穗数对产量贡献最大;施氮使平均灌浆速率降低,灌浆持续时间延长,灌浆后期灌浆速率下降相对较慢;旗叶叶绿素相对含量和净光合速率提高。临优145施氮量225.kg/hm2和临优2018施氮量150.kg/hm2时,2个品种的营养品质和加工品质均得到改善,蛋白质各组分均有所提高,达到产量与品质的协调。综合考虑施氮对2个不同品质类型小麦产量和品质的影响,施氮量对成穗数、穗粒数和产量影响作用大,千粒重和品质主要决定于品种遗传特性。     

春季施氮方式对小麦子粒灌浆的调控及其生理机制

以河北平原区主栽品种石新733和石麦12为材料,研究了春季节水灌溉条件下,等氮量下春季不同追施方式对小麦子粒灌浆特性的影响及其生理机制。结果表明,在适宜追氮量条件下,与拔节初期一次施氮处理（SF）相比,拔节初期和挑旗期两次施氮（DF）使灌浆期间强、弱势子粒的玉米素（Z）+玉米素核苷（ZR）含量、体积、鲜重和干重增加,但以弱势花子粒的增加幅度较大。DF提高了灌浆期间植株上位叶的可溶蛋白含量、可溶性糖含量和叶绿素含量,增加了灌浆期间的单茎绿叶面积和叶／粒比值;使成熟期供试品种的千粒重、单株穗粒重和抗旱性强的品种石麦12 产量均显著增加,表明春季分次施氮具有改善小麦子粒灌浆和增产的作用。研究还表明,分次施氮增大子粒库容和改善子粒灌浆特性与氮素后移增加子粒的Z+ZR含量有关。植株光合和群体质量的改善是分次施氮下供试品种强弱势子粒,尤其是弱势子粒粒重增加的重要生理基础;施氮方式对不同抗旱性小麦品种光合特性和子粒灌浆的调控效应有所不同。     

施氮及控水对黑粒小麦旗叶光合特性及籽粒灌浆的影响

为探究施氮及控水对黑粒小麦旗叶光合特性及籽粒灌浆的影响,以漯珍一号为供试材料,采用施氮量(N)和花后控水(W)2因素随机区组设计进行研究,其中花后控水设置3个盆栽试验处理:W1为整个生育期充足供水,土壤相对含水量控制在75%~85%;W2为中度水分胁迫处理,土壤相对含水量控制在55%~65%;W3为重度水分胁迫处理,前期处理同W1,从开花期开始控水到收获,土壤相对含水量控制在35%~45%。施氮量设置3个处理,分别为:N1(施纯氮150 kg·hm-2)、N2(施纯氮240kg·hm-2)、N3(施纯氮330 kg·hm-2),研究了不同施氮量及花后控水对漯珍一号旗叶SPAD值、净光合速率及籽粒灌浆特性的影响。结果表明,花后充足的水分供应(土壤相对含水量75%~85%)能够有效提高旗叶SPAD值和净光合速率,延长光合作用时间;严重水分亏缺(土壤相对含水量35%~45%)阻碍了灌浆后期光合作用的进行。施氮量相同时,理论籽粒最高粒重、最大灌浆速率及平均灌浆速率均表现为:W1W2W3,且W1快增期结束时间较晚、快增期持续时间最长,有利于延长灌浆过程和粒重的增加;W2时,增施氮肥能够提高籽粒的灌浆速率,但灌浆持续时间缩短,灌浆不充分,影响粒重增加。综合考虑,本试验条件下,施氮240 kg·hm-2和花后充足供水处理为较优肥水组合。本研究结果为黑粒小麦生产栽培提供了一定的理论依据。     

弱光条件下散射辐射比例增加对冬小麦籽粒灌浆进程的影响

长江中下游地区太阳辐射呈现总辐射降低并伴随散射辐射比例升高的特点,到达地表的太阳辐射强度及其成分变化影响冬小麦的生长和发育。为阐明太阳总辐射减弱条件下散射辐射比例增加对冬小麦籽粒灌浆进程的影响,于冬小麦三叶期-成熟期在田间设置相同遮光率下散射辐射比例不同的2个处理,T1:遮光率14.10%,遮阴环境中散射辐射占总辐射比例31.09%;T2:遮光率14.42%,遮阴环境中散射辐射占总辐射比例39.98%,以不遮光为对照(CK)。小麦开花后每隔7d采样一次,至收获期共采样5次,测量其千粒重,并采用Logistic模型拟合籽粒灌浆过程,分析粒重增长动态和灌浆参数。结果表明:太阳辐射变化对籽粒灌浆时间无显著影响,主要通过影响小麦籽粒的灌浆速率从而影响千粒重。弱光下(T1处理)小麦籽粒灌浆过程中最大灌浆速率、平均灌浆速率以及渐增期、快增期和缓增期灌浆速率均减小,千粒重降低。弱光条件下散射辐射比例增加(T2处理),提高了籽粒最大灌浆速率、平均灌浆速率以及渐增期、快增期和缓增期灌浆速率,促进籽粒粒重增加。本研究的结果表明散射辐射比例增加能部分抵消太阳总辐射降低对籽粒粒重的负面影响。     

不同施氮量对冬小麦籽粒灌浆特性的影响

为了解氮素对冬小麦籽粒灌浆过程的影响,2010~2011年在河南温县试验基地进行田间试验,供试品种为平安8号和豫麦49-198(分别用PA-8和YM49-198表示),在120、180、240、360 kg·hm-24个施氮水平(分别用N120、N180、N240、N360表示)下,研究不同施氮量对冬小麦籽粒灌浆特征参数的影响。结果表明:施氮显著增加粒重并具有增产效应,施氮增加粒重的原因主要是延长活跃灌浆期和增加灌浆速率。适宜施氮量对增加快增期的灌浆天数效果显著,两个品种N240处理快增期对最终粒重的贡献率达到了58%,而且提高了灌浆后期的灌浆速率,N180和N240处理表现为明显高于其他处理。说明氮素具有调节灌浆速率、灌浆活跃生长期及灌浆3期划分的作用,提高粒重效果明显。     

控释氮肥与普通尿素配施比例和方法对冬小麦灌浆特性的影响

[目的]控释氮肥施用模式影响小麦的灌浆和产量构成因素,利用Richards模型模拟陕西关中地区冬小麦灌浆进程并分析产量构成参数,探究控释氮肥掺混尿素的施肥方式和配施比例对冬小麦增产机理及灌浆特性的影响。[方法]以小麦品种‘小偃22’为供试作物,供试控释尿素的释放期为180天,于2017、2018年在陕西农林科技大学旱区灌溉站进行控释氮肥与尿素配合施用田间试验。共设置3个控释氮肥和普通尿素氮配施比例,依次为8:2 (N2)、7:3 (N3)和6:4 (N4);2种施肥方式,即掺混肥料一次性基施(B,简称基施)和基施控释氮肥+拔节期追施普通尿素(T,简称追施);同时设不施氮肥(CKO)、单施普通尿素(基追比4:6,CK1)和单施控释氮肥(一次性基施,CK2) 3个对照。在分蘖期和返青期统计分蘖数;在成熟期统计穗数,测量穗长、穗粒数、千粒重。从冬小麦开花结束第5天开始,每隔5天取1次样,共取9次,计算千粒重。以花后时间t为自变量,以该时间测得的千粒重(W)为因变量,采用方程W=A/(1+Be~(-Kt))~(1/E),计算灌浆参数和生长势。[结果]施氮能显著提高籽粒千粒重和产量,追施氮可保证灌浆物质来源更加充分,追施氮比例增加,起始生长势增大。适量追氮能延长灌浆持续时间,最大延长11.83天,促使最大灌浆速率出现日提前,最早提前3.791天;各处理在快增期均获得最大生长比率(P_(w2)),与基施处理相比,追施增加了快增期(P_(w2))和缓增期(P_(w3))的持续时间和生长比率,持续时间分别延长1.28～2.27天(T_2)、4.46～7.49天(T_3),生长比率分别增加4.69%～7.80%(P_(W2))和20.12%～37.25%(P_(W3))。基施处理的单位面积分蘖数和有效穗数均高于追施处理,与追施处理相比平均分别增加204.1～264.0个/m~2、29.0～97.1穗/m~2。施肥方式和配施比例的交互作用对产量和单位面积有效穗率具有极显著影响,TN2和BN3产量最高,与CK1相比产量分别提高14.54%和13.09%,与CK2相比产量分别提高11.46%和10.85%;其中,TN2处理千粒重较高,为41.32 g,BN3处理单位面积有效穗数较高,为546.5穗/m~2。[结论]控释氮肥配施普通尿素的比例和施用方法能有效调控灌浆动态和产量构成。本试验条件下,以控释尿素和普通尿素7:3混合后全部基施(BN3)和比例为8:2时追施普通尿素(TN2)的效果最为理想。BN3主要通过增加最大灌浆速率和推迟最大灌浆速率出现日期提高籽粒物质量,并通过单位面积分蘖数保证较高的单位面积有效穗数以提高产量。TN2主要通过保证较高的有效穗率,在灌浆期通过延长灌浆持续时间和提高缓增期的生长比率提高籽粒物质量累积,并获得较高的千粒重以提高产量。在冬小麦生产过程中,优先推荐BN3处理的施氮模式,可在获得高产的同时节约劳动力和成本,但从千粒重角度考虑,TN2处理为较优施氮模式。     

潮土区灌浆水和施磷对冬小麦光合作用和产量的影响

利用防雨微区试验,研究了灌浆水和施磷对缺磷潮土区冬小麦灌浆期光合速率、荧光动力学参数、灌浆过程和产量等的影响。结果表明,全生育期不灌水,灌浆期冬小麦光合作用将受到气孔胁迫,光合速率下降,但水分利用效率提高;灌浆水提高小麦的光合速率和表观量子效率,在同样土壤水分条件下,小麦的光合速率和表观量子效率随施磷量的增加而提高。灌水处理小麦的PSⅡ、Fv/Fm较大,NPQ较小。水、磷都能促进小麦灌浆,提高小麦千粒重,其中磷的作用尤其重要。施磷水平越高,灌浆强度越大,灌浆水对子粒灌浆促进作用也越大。施磷处理的株高、穗长、穗粒数较大,成穗数提高,最终产量受施磷水平影响更为明显。经济系数有随供水和施磷水平提高而降低的趋势。从节水角度,在潮土区,施足磷肥有重要意义。     

钾对冬小麦根系生理性状及地上部生长的影响

本试验采用盆栽土培试验和液培试验相结合的方式研究了施钾对小麦根系生理性状及地上部生长的影响。结果表明:在缺钾的土壤上施钾可以促进根系生长,提高全生育期的根系活力和根中可溶糖含量,提高了根系在衰老过程中氮、钾养分的含量;施钾还能增大旗叶叶面积,提高小麦灌浆后期旗叶的叶绿素含量,有利于旗叶的光合和籽粒的灌浆。施钾能显著提高小麦成穗数、穗粒数和粒重,增加产量。     

弱光下种植密度对冬小麦冠层温湿度及籽粒灌浆的影响

2016年在小麦拔节?成熟期用透光率为50%的白色尼龙网模拟遮阴环境,遮阴和自然光条件下分别设置450（M1）、525（M2）、600（M3）、675（M4）、750万株·hm?2（M5）5种种植密度,进行双因素裂区田间试验,观测对比冬小麦冠层空气温度、湿度以及小麦籽粒灌浆特性的变化过程。结果表明：与自然光相比,遮阴处理下冬小麦冠层温度明显降低、中午高温持续时间明显缩短,冠层湿度明显升高,中午冠层湿度低谷持续时间明显缩短,籽粒灌浆速率降低;遮阴显著降低了冬小麦的有效穗数、穗粒重及千粒重。遮阴条件下,可以通过适当降低种植密度,改善冠层温湿度,提高冬小麦籽粒灌浆速率,增加穗粒数和千粒重,从而获得高产。     

钾对冬小麦根系生理性状及地上部生长的影响

本试验采用盆栽土培试验和液培试验相结合的方式研究了施钾对小麦根系生理性状及地上部生长的影响。结果表明：在缺钾的土壤上施钾可以促进根系生长，提高全生育期的根系活力和根中可溶糖含量，提高了根系在衰老过程中氮、钾养分的含量；施钾还能增大旗叶叶面积，提高小麦灌浆后期旗叶的叶绿素含量，有利于旗叶的光合和籽粒的灌浆。施钾能显著提高小麦成穗数、穗粒数和粒重，增加产量。     

不同栽培模式下两个旱地小麦品种籽粒灌浆特性与产量构成分析

在长武旱塬地区通过大田试验,研究了该地区主栽的两个小麦品种长武134及长旱58在不同栽培模式下,籽粒灌浆特性、旗叶叶绿素含量与产量的关系,并对产量构成及灌浆各参数进行分析。结果表明,千粒重与灌浆持续天数T_d、平均灌浆速度V_a、灌浆渐增期天数T₁、灌浆速增天数T₂、最大灌浆速度V_m均呈显著相关,通过对不同栽培模式下旗叶叶绿素含量的比较发现,有机肥与化肥的互作,可以适当延长灌浆持续时间,使籽粒获得较高的千粒重,提高了小麦的水分利用效率和收获指数。通过比较不同栽培模式下籽粒千粒重、产量的差异表明有机肥与化肥互作的栽培模式较只使用化肥的栽培模式籽粒的千粒重、产量和水分利用效率分别增加了7.527%,10.74%和23.85%。对产量构成进行分析,粒重是影响籽粒产量的主要因素。     

花后渍水对不同耐渍型冬小麦籽粒灌浆特性的影响

江汉平原冬小麦中后期常遭受涝渍灾害,为明确花后渍水对冬小麦籽粒灌浆进程的影响,以郑麦9023（耐渍型）和扬麦20（敏感型）2个小麦品种为研究对象,利用灌排可控的测坑模拟冬小麦花后不同天数（5、9、13和17 d）的渍水胁迫,应用Richards模型对冬小麦籽粒灌浆进程进行了模拟,在此基础上分析各籽粒灌浆参数与渍水天数的关系。结果表明：花后渍水5、9、13和17 d,郑麦9023（耐渍型）分别减产10.84%、19.51%、25.93%和36.52%,扬麦20（敏感型）分别减产14.25%、25.84%、37.26%和47.84%。导致冬小麦减产的主要原因是千粒质量降低,花后渍水天数每增加1 d,冬小麦郑麦9023和扬麦20千粒质量分别降低0.961和0.996 g。Richards方程能极显著模拟花后渍水冬小麦籽粒灌浆过程,拟合方程决定系数均在0.99以上。对耐渍型冬小麦,花后渍水主要显著缩短活跃灌浆期,且主要是显著缩短籽粒灌浆快增期和缓增期的持续天数;对敏感型冬小麦,花后渍水主要显著降低籽粒灌浆三阶段的灌浆速率。花后渍水增加1 d,郑麦9023籽粒活跃灌浆期缩短0.827 d,籽粒灌浆快增期、缓增期灌浆持续天数分别缩短0.492、0.963 d,扬麦20单粒最大灌浆速率降低0.046 mg/d、单粒平均灌浆速率降低0.032 mg/d,籽粒灌浆渐增期、快增期和缓增期单粒灌浆速率分别降低0.011、0.040和0.010 mg/d。研究可揭示花后渍水致使冬小麦减产的影响过程,为冬小麦涝渍灾害防控提供理论支撑。     

典型高温年分期播种冬小麦生育及产量性状差异性分析

在2016/2017年度自然高温年景下进行冬小麦分期播种实验,以适期晚播以来冬小麦多年平均播期（10月10日）为对照,设早播10d（E10）、迟播10d（L10）、迟播20d（L20）处理。通过方差分析、卡方检验、最小显著性差异和Logistic方程模拟等方法,对分期播种冬小麦发育期、生长量及产量因素等进行差异性分析,探究冬小麦在全球气候变暖背景下的适播期及其生长发育和产量性状变化规律。结果表明：不同播期处理的冬小麦冬前各发育期差异较大,越冬后随着气温升高,各播期冬小麦发育进程趋于一致;随着播期推迟,冬前积温递减趋势明显,冬小麦株高、绿叶面积和植株密度等生长要素均呈明显降低或减小趋势,冬小麦结实小穗数和不孕小穗数亦呈极显著减少趋势,各播期穗粒数则差异不显著;不同播期冬小麦千粒重差异极显著,其中早播10d处理极显著低于对照,迟播冬小麦处理与对照差异不显著;对照处理冬小麦产量最高;不同播期处理冬小麦灌浆过程均符合Logistic生长规律,对照籽粒渐增期持续时间长于其它处理,利于冬小麦增加籽粒“库容”,籽粒快增期灌浆速率快,利于提高粒重;随着播期的推迟,灌浆速率和持续时间的变化无明显规律,对照处理冬小麦灌浆过程相对稳定。     

不同秸秆还田技术模式对冬小麦强弱势粒灌浆特性的影响

为揭示砂姜黑土区不同秸秆还田技术模式对冬小麦籽粒灌浆进程的影响,该研究基于农业农村部华东地区作物栽培科学观测站15a的长期定位试验,设置单季小麦秸秆全量粉碎覆盖还田（T1）、小麦秸秆全量粉碎覆盖还田+玉米秸秆全量粉碎翻埋还田（T2）、单季玉米秸秆全量粉碎翻埋还田（T3）和小麦玉米秸秆全年不还田（CK）4种不同秸秆还田技术模式,采用Richards方程模拟冬小麦籽粒灌浆过程,研究不同秸秆还田技术模式对冬小麦强弱势粒灌浆特征参数的调控效应。结果表明：1）相较于秸秆不还田,秸秆还田处理能提升冬小麦强、弱势粒的籽粒体积、千粒质量和产量,T1、T2、T3处理下强势粒千粒质量和籽粒产量较CK分别显著提升11.02%、10.63%、13.75%和16.28%、14.29%、13.94%,弱势粒千粒质量和籽粒产量较CK分别显著提升9.73%、6.64%、7.57%和19.24%、23.25%、11.50%。Richards方程能极显著模拟不同秸秆还田技术模式下冬小麦籽粒灌浆过程,拟合方程决定系数（R²）均在0.997以上。2）对冬小麦强势粒,秸秆还田可延长小麦强势粒灌浆时间,主要通过缩短灌浆渐增期持续时间和提高其灌浆速率,延长灌浆缓增期的持续时间来提升强势粒千粒质量。其中T1、T3处理下冬小麦强势粒灌浆持续时间较CK分别延长2.137 d和4.443 d,T1、T2处理下强势粒单粒最大灌浆速率较CK分别显著提高了7.81%和12.26%。3）对冬小麦弱势粒,T1处理下弱势粒灌浆持续时间较CK延长1.477 d,T1、T2、T3弱势粒单粒最大灌浆速率较CK分别显著提升16.46%、22.69%和17.13%。该研究表明秸秆全量还田可提升砂姜黑土区冬小麦籽粒库容和籽粒灌浆速率,最终增加粒质量。研究可为砂姜黑土区秸秆资源的高效利用提供理论指导和技术支撑。     

调亏灌溉条件下冬小麦籽粒灌浆特征及其模拟模型

在移动式防雨棚下,采用盆栽土培方法,以冬小麦（Triticum aestivum L.）为试验材料进行了调亏灌溉（regulated deficit irrigation,RDI）试验研究,目的在于了解RDI对冬小麦籽粒灌浆特性的影响,并对其进行模拟,为建立冬小麦RDI指标与模式提供理论依据与技术参数。试验采用二因素（水分调亏阶段和调节亏水度）随机区组设计。结果表明,RDI条件下冬小麦籽粒灌浆过程符合“缓-快-慢”的“S”型生长曲线,并可用Richards方程进行较好的模拟;不同水分调亏处理间最大灌浆速率及其出现时间、平均灌浆速率、灌浆持续期、活跃生长期和3个灌浆阶段灌浆持续期,以及最终千粒质量等特征参数差异达显著水平;其中,越冬期轻度调亏具有最高的平均灌浆速率（每百粒0.234 g/d）、最大灌浆速率（每百粒0.369 g/d）、最高的第3阶段灌浆速率（每百粒0.099 g/d）和最高的千粒质量（58.46 g）。经相关和逐步回归分析灌浆参数与千粒质量的关系,结果表明,多数参数间存在着显著或极显著的相关性,其中,与千粒质量有显著或极显著相关关系的参数有最大灌浆速率、平均灌浆速率、活跃生长期和第3阶段灌浆速率等。     

冬小麦灌浆期干旱对灌浆速率的影响

利用驻马店市1990-2005年的降水、土壤墒情和田间调查基本资料,筛选出灌浆前期干旱、后期干旱和全程干旱三种干旱年型,分析了各典型年小麦灌浆过程以及灌浆速率的变化特点.结果表明：与正常年型相比,干旱明显影响小麦的灌浆速率,而且使小麦灌浆时间缩短;灌浆前期干旱有促进灌浆和增加粒重的作用,而后期干旱对小麦灌浆有抑制作用,全程干旱使小麦的灌浆速率明显减弱.结果可为拓展干旱协迫下的小麦灌浆理论和灌浆期合理灌溉提供参考.     

喷灌与地面灌溉条件下冬小麦籽粒灌浆过程特性分析

为比较喷灌和地面灌溉条件下冬小麦籽粒灌浆过程特性的差异,进而探讨喷灌对作物产量形成的影响机制,该研究以百农矮抗58为试验材料,采用大田试验的方法,应用Richards模型对喷灌和地面灌溉条件下冬小麦强势粒、弱势粒的籽粒灌浆过程进行了模拟。建立在Richards模型基础上的籽粒生长分析显示：与地面灌溉相比,喷灌处理使冬小麦强势粒、弱势粒的千粒质量均显著性提高。灌浆特征参数的比较表明,喷灌处理使冬小麦强势粒、弱势粒的起始势增强,到达最大灌浆速率的时间提前,平均灌浆速率和最大灌浆速率均增大。阶段灌浆特征参数的比较表明,在籽粒灌浆的前期,喷灌处理使冬小麦强势粒、弱势粒的灌浆持续期缩短,平均灌浆速率增加;在籽粒灌浆的中期和后期,喷灌处理使强势粒的灌浆速率均得到了提高,但对其灌浆持续期没有显著影响,使弱势粒的灌浆持续期均延长,灌浆速率均得到了提高。总体上讲,喷灌处理对弱势粒粒质量的影响程度大于强势粒,表明喷灌提高冬小麦的千粒质量主要是通过提高弱势粒的千粒质量来实现的。