四川丘陵水旱轮作区保护性耕作对土壤水分和小麦产量的影响

在四川丘陵区水旱轮作田进行了保护性耕作与传统耕作栽培模式的对比研究,对秸秆还田条件下的不同耕作模式对土壤水分及小麦产量的影响进行了探讨.试验结果表明,在小麦整个生育期,覆盖处理土壤水分含量均明显地高于不覆盖处理(对照),且免耕覆盖处理又显著优于翻耕覆盖处理.小麦分蘖高峰期覆盖处理的土壤水分比不覆盖处理分别高4.9%～12.8%,对土壤有较好的保墒作用.覆盖处理的小麦最高茎蘖数比翻耕不覆盖增加11.4%～45.8%,由于增加了小麦成穗数、穗粒数和千粒重,保护性耕作条件下覆盖处理比翻耕覆盖增产3.2%～18.1%,对提高小麦产量有明显的作用.     

保护性耕作下小麦和豌豆投入产出能值分析

应用能值分析的基本理论和方法,探讨了传统耕作(T)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)、传统耕作+地膜覆盖(TP)、免耕+地膜覆盖(NTP)等不同耕作模式下小麦和豌豆的投入产出能值,测算了其净能值产出率、能值投入率、宏观经济价值。结果表明:同一耕作方式下,种植小麦能值投入大于豌豆,豌豆能值产出是小麦的5倍以上,且豌豆宏观经济价值远远大于小麦;不同耕作方式下,两种作物净能值产出率均为免耕处理大于相应的耕作处理;由于传统耕作的三种模式人工和机械费用的投入远高于免耕三种模式,使得耕作处理下能值总投入大于相应的免耕处理;免耕+秸秆覆盖处理下,小麦和豌豆净能值产出率和宏观经济价值均达到最大,分别达到了0.64、3.93和9.26、53.1。说明免耕+秸秆覆盖不仅能够实现节约投入,而且可以增产增收,能够达到生态经济效益的最优。     

不同耕作方式对小杂粮产量及水分利用效率的影响

采用深松耕、免耕、传统耕3种耕作方式,研究了陕北小杂粮产区不同耕作方式对小豆、糜子产量和水分利用效率的影响。结果表明,免耕和深松耕有利于改善土壤物理结构,增加土壤的蓄水保墒能力,提高水分利用效率,节水、节本、增产增效明显,是比较理想的耕作方式。     

磁处理对不同抗旱性小麦萌发与生长影响的差异性研究

初步研究了磁处理对不同抗旱性小麦郑引一号和陕合六号萌发与生长影响的差异性。结果表明：在两种小麦的α－淀粉酶活性，过氧化物酶活性，可溶蛋白含量和幼苗活力等生理生化方面以及发芽势，芽长和根长等形态方面，磁处理的影响均有显著的差异，指出这种磁效应上的品种差异在磁处理技术应用中应引起的广泛的注意。     

北部冬麦区小麦新品种(系)的节水生理特性与综合评判

为了研究不同灌溉条件下北部冬麦区小麦新品种的节水生理特性和选择节水品种,以北部冬麦区有代表性的30个小麦品种（系）为研究对象,在节水处理和正常灌溉处理下,对主要生理和农艺性状进行了分析。研究结果表明:不同小麦品种（系）间的植被归一化指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）在拔节期以后的不同生育时期存在着显著差异,抽穗期的NDVI出现拐点,此时期保证水分供给,有利于延长叶片功能期。在不同灌溉处理条件下,NDVI、叶面积指数和光截获的变异系数存在差异,和其他性状相比广义遗传力较低,分别为48.61%、58.51%和72.84%,受环境影响较大。由灰色关联度分析可知：NDVI、冠层温度和光截获与产量的关联性较高,位于前列;在正常灌溉条件下,最好的品种（系）为：CA0391-1、中麦998、农大211、中麦175、 CA0958、中优206、农大5181、航麦247、 CA1146、中麦818和京冬17;在节水处理下,最好的品种（系）为：中麦175、中麦818、 CA0391-1 、CA1091、中优206、轮选1690。因此,可根据NDVI值判断小麦受干旱胁迫的影响,将NDVI、冠层温度和光截获作为评价品种（系）抗旱性主要性状指标,在进行抗旱小麦选育时,可将CA0391-1、中麦175、中优206和中麦818作为抗旱选育亲本加以利用。     

不同保护性耕作下冬小麦田杂草滋生情况调查研究

采用随机调查的方法,对不同保护性耕作处理下冬小麦田间杂草的种类和数量进行调查研究,发现不同的耕作处理对杂草种类和数量的消长有很大的影响.传统耕作、免耕、秸秆深松覆盖、高留茬深松覆盖四种处理,以免耕条件下杂草的种类和数量最多,秸秆深松覆盖、高留茬深松覆盖是控制冬小麦田间杂革滋生的一种有效措施.不同保护性耕作处理使冬小麦田间杂草种类与各杂草相对丰度均发生变化,各处理间Shannon多样性指教(H')和Mamclef物种丰富度指数(D)均存在差异,其原因可能是由于不同保护性耕作处理造成各处理间生态环境、土壤养分和土壤水分的不同,各种杂草的生长因而受其不同影响所致.     

不同基因型小麦籽粒铁含量的差异及其与农艺性状的关系

为了揭示不同基因型小麦籽粒铁含量差异的机理,采用土培方法,对北方35种不同基因型小麦进行籽粒含铁量筛选,并分析比较其农艺性状的差异以及籽粒铁含量与主要农艺性状的相关性。结果表明:35个不同基因型小麦籽粒铁含量存在明显的基因型差异,变化范围为30.5~43.4 mg/kg(施铁)和22.6~40.9 mg/kg(不施铁)。土施和叶面喷施铁肥有提高小麦籽粒铁含量的趋势。籽粒高铁基因型与低铁基因型之间在产量、生物量及其他农艺性状方面存在一定差异,并与是否施铁有关:施铁时,高铁基因型小麦籽粒产量呈低于低铁基因型的趋势;与此吻合的是,高铁基因型小麦的穗粒数和千粒重也低于低铁基因型,其中千粒重的差异达到显著水平;分蘖数和株高有类似的规律。小麦籽粒铁含量与籽粒产量、茎叶干重、颖壳干重、收获指数和穗粒数均没有明显相关性,而与千粒重呈显著或极显著负相关。小麦籽粒铁累积量与茎叶干重、颖壳干重、穗粒数达到极显著或显著正相关,与穗粒重和千粒重没有明显相关性。     

陇东地区植被指数NDVI与降水的关系研究

利用1982～2003年NOAA/AVHRR(advanced very high resolution rediometer)资料及同期的降水资料,对甘肃省陇东地区半干旱区环县和半湿润区西峰的植被指数NDVI与不同时间尺度的标准化降水指数SPI进行相关分析.结果表明:在植被生长季,植被对降水的敏感程度半干旱区大于半湿润区;大多数月NDVI与3-SPI的相关系数较高,而与1-SPI较低;半干旱区和半湿润区NDVI的年变化幅度分别为:-12%～10%和-10%～13%,半干旱区NDVI的年变化与SPI变化趋势吻合较好,显著相关(P<0.05),而在半湿润区二者并不显著;半干旱区的年NDVI与四季降水均显著相关(P<0.05),而半湿润区年NDVI只与冬春季的降水显著相关(P<0.05).     

干旱胁迫下不同基因型小麦干物质转运对产量形成的影响

为了探讨干旱胁迫下不同基因型小麦干物质转运特性及其对产量形成的影响,以二倍体野生一粒小麦(T. boeoticum)、栽培一粒小麦(T. monococcum)、四倍体野生二粒小麦(T. dicoccoides)、栽培二粒小麦(T. dicoccon)和2个六倍体小麦品种为材料。在充分供水（田间持水量的75%~80%）和干旱（田间持水量的50%~55%）两种水分处理下,测定分析了不同基因型小麦花前干物质转运、花后干物质积累、运输能力、抗氧化防御能力及籽粒产量和产量构成等性状的变化,探究不同基因型小麦干物质转运对小麦产量形成的影响及其调控机理。结果表明,干旱胁迫显著降低了小麦籽粒产量。相比于充分供水条件,在干旱胁迫下,二倍体小麦野生一粒、栽培一粒,四倍体小麦野生二粒、栽培二粒,六倍体小麦小偃22、长旱58籽粒产量分别为降低了48.00%、37.93%、40.19%、38.77%、19.58%、16.11%,相比于二倍体和四倍体小麦,六倍体小麦籽粒产量具有较高稳定性,且六倍体小麦籽粒产量显著高于二倍体和四倍体小麦。干旱胁迫显著降低了不同基因型小麦干物质转运量和积累量,相比于充分供水条件,二倍体小麦野生一粒、栽培一粒,四倍体小麦野生二粒、栽培二粒,六倍体小麦小偃22、长旱58花前干物质转运量分别降低了29%、27%、30%、14%、3%、8%,花后干物质积累量分别降低59%、42%、44%、45%、23%、17%。干旱胁迫对不同基因型小麦干物质转运率和贡献率的影响存在差异,与充分供水条件相比,二倍体小麦野生一粒、栽培一粒,四倍体小麦野生二粒、栽培二粒,六倍体小麦小偃22、长旱58花前干物质转运率分别降低了40%、38%、36%、6%、-16%、-17%,贡献率分别降低了43%、37%、15%、26%、20%、11%,花后干物质贡献率分别提高了5%、-3%、13%、6%、2%、2%。同时发现,干旱胁迫下不同基因型小麦相比,六倍体小麦叶绿素含量、干物质运输能力和抗氧化防御能力均显著高于二倍体和四倍体小麦。以上结果说明,干物质转运和积累是小麦产量形成的关键因素。小麦花后持绿时间、抗氧化防御能力和运输能力影响小麦花后干物质的积累和转运,进而影响小麦籽粒产量的形成。     

不同氮水平下冬小麦农学参数与光谱植被指数的相关性

利用光谱仪通过大田试验测量不同氮素水平及不同生育期冬小麦冠层的光谱反射率,测算叶面积指数(LAI)、叶绿素含量(CHL)、叶绿素密度(CHL.D)、地上鲜生物量和地上干生物量等农学参数;在此基础上分析了不同氮素水平冬小麦生育期内的光谱植被指数的变化,并分析了农学参数与植被指数之间的相关性。结果表明:小麦叶面积指数、叶绿素密度与比值植被指数(RVI)和归一化差值植被指数(NDVI)在各生育期呈显著相关,小麦叶片的叶绿素含量与RVI、NDVI在抽穗期呈极显著相关,而地上鲜生物量、地上干生物量与RVI和NDVI从起身到孕穗期呈显著相关。     

玉米品种开花期抗旱性鉴定指标筛选

为了筛选有效的抗旱性指标,评价玉米品种的抗旱性,以已筛选出的抗旱性有差异的12个玉米品种为材料,采用抗旱池栽试验,设干旱胁迫和正常灌水2个处理,考察了与产量相关的形态和生理生化等33个性状,运用灰色关联分析和主成分分析方法,以抗旱隶属度、产量抗旱系数和抗旱指数为评价参数,结合模糊函数法,对各玉米品种的抗旱性进行综合评价.综合灰色关联和主成分分析结果表明,反映干旱条件下与抗旱性密切相关的有净光合速率(Pn)、实际量子产量(φPSⅡ)、叶绿素含量(Chl)、叶面积、干物质等5个指标,并结合抗旱隶属度进行综合评价,评价结果与经典的抗旱指数法评价结果一致.表明用筛选出的5个指标对玉米开花期抗旱性评价是可行的,提出的综合分析法是一种玉米抗旱性鉴定较为有效的科学方法.     

基于同化叶面积指数和条件植被温度指数的冬小麦单产估测

应用数据同化方法将遥感信息与作物生长模型融合,是估测区域作物产量的重要方法之一。以2008—2014年越冬后的冬小麦为研究对象,选择与作物长势、产量及水分胁迫信息密切相关的叶面积指数(LAI)和条件植被温度指数(VTCI),采用粒子滤波算法对CERES-Wheat模型模拟和遥感数据观测的LAI和VTCI实施同化,分别基于观测LAI和VTCI、同化LAI和VTCI构建冬小麦单产估测模型。结果表明,同化LAI变化趋势更加符合关中平原冬小麦的实际生长状况,同化VTCI能更好地反映冬小麦的水分胁迫程度。应用观测LAI和VTCI构建的估产模型决定系数为0.402,而单独应用LAI或VTCI单变量构建的估产模型决定系数分别为0.279和0.339,说明应用LAI和VTCI双变量构建的估产模型的精度优于单独应用LAI或VTCI单变量的精度。相比于观测LAI和VTCI构建的估产模型,基于同化LAI和VTCI构建的估产模型的决定系数从0.402提高到0.547。表明基于同化LAI和VTCI构建的估产模型的精度明显提高。     

西南地区小麦品种萌发期抗旱性分析

以20份小麦品种为材料,采用20%PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,研究小麦种子萌发期对渗透胁迫的响应,并进行抗旱性综合分析,筛选抗旱性鉴定指标。结果表明:PEG胁迫下,不同小麦品种的发芽势、发芽率、发芽指数、胚根长、胚根数、胚芽鞘长度、胚芽长等均有不同程度的降低,各个指标在不同品种间的降低幅度不同,平均降低幅度分别为59.1%、17.1%、51.7%、51.4%、18.5%、19.6%、71.1%;使用单一鉴定指标筛选出的抗旱性品种结果不一致;将隶属函数法与系统聚类法结合,筛选出蜀万8号为强抗旱型小麦品种,绵麦1403为弱抗旱型品种,川麦42和川麦55为不抗旱型品种,其余的为中间抗旱型品种;相关分析表明,相对发芽率与D值的相关性最大(0.90),可将其作为快速鉴定小麦品种抗旱性的指标。     

不同品种春小麦耐旱性分析及鉴定指标筛选

为鉴定新疆不同品种春小麦的耐旱性,筛选耐旱关键性指标并建立可靠的耐旱性数学评价模型,以16个新疆主栽春小麦品种为研究材料,在干旱胁迫和充分灌溉两个条件下,测定全生育期15个相关指标,利用隶属函数、聚类分析和主成分分析等方法对新疆春小麦耐旱性进行综合评价。结果表明：与充分灌溉处理相比,干旱胁迫下灌浆初期叶绿素含量（SPAD₁）和灌浆中期冠层温度（CT）显著升高,其他指标不同程度降低。联合方差分析表明,水分和品种对春小麦的各项生理指标、农艺性状和产量性状等单项指标有不同程度的影响。通过主成分分析,以特征值大于1为标准得到6个主成分,可反映原耐旱指标信息的82.292%;通过隶属函数分析,得到不同品种小麦耐旱性综合评价值（D值）。根据综合得分进行聚类分析,将16个品种聚类为4种耐旱类型,其中强耐旱型3个、中耐旱型10个、弱耐旱型2个、旱敏感型1个。通过逐步回归分析法建立SPAD₁、成熟期干物质量（DM₃）、千粒重（TKW）的回归方程D=-2.258+1.299DM₃+1.148SPAD₃+0.475TKW,方程决定系数R²=0.962,P=0.0001,表明DM₃、SPAD₃和TKW可作为耐旱性的主要鉴定指标,利用回归方程可以进行春小麦品种耐旱性的快速鉴定和预测。     

宁夏南部山区冬小麦抗旱指标鉴定研究

为了更快速有效地利用现有资源,选育适宜宁南山区旱地种植的冬小麦新品种,本试验通过抗旱系数、主成分分析、相关分析及聚类分析等方法对8个品种12个性状进行研究。结果表明:8个品种根据抗旱系数不同,可分为抗旱性强、中、弱3个等级;12个性状的主要信息主要集中在4个主成分中,累积贡献率达93.40%,这4个主成分因子主要反映产量、抗旱系数、穗长、穗粒数、千粒重、单株粒重、株高、不实小穗数、颖花结实率9个性状。产量、穗下节长和株高与抗旱系数间为显著或极显著正相关。通过聚类分析将8个品种聚为3类,第一类包含3个品种,分别是Z0217-3,Z0231-3和对照中引6号,这三个品种的产量、抗旱系数、穗下节长、千粒重及株高等主要指标在第三类和第二类之间,但穗长、穗粒数及单株粒重在三类中平均值最低。第二类包含2个品种,分别是98-5808-1和Z0228-2-1,这两个品种的穗粒数、单株粒重和不实小穗数三个指标平均值最高,但产量、抗旱系数、穗下节长、千粒重等指标平均值最低。第三类包含3个品种,分别是Z0349-4,08AWS089和晋太0509,这三个品种平均产量高,抗旱系数高,平均穗长最大,平均穗下节长最长,平均结实小穗数最多,千粒重最大、株高最高。     

小麦品种的抗赤霉病性与PGIP含量和分布的关系

研究了小麦品种的抗赤霉病性与多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)含量和分布的关系。斑点免疫结合测定(Dot-immunobinding assay)和蛋白质印迹分析(Western blotting analyze)结果显示,SW89-2589品种的PGIP含量高于89-106-2-9-24、80-8及3625品种;免疫组织化学定位表明,SW89-2589品种PGIP分布比80-8品种更为广泛。由此可见,小麦品种对赤霉病的抗性愈强,PGIP含量愈高、分布愈广。此研究结果为选育小麦抗性品种提供了一种新的鉴定方法。     

小麦转TaEBP基因株系抗旱特性分析

以2个转TaEBP基因新春9号小麦株系(G9-X1129,G9-X1139)、受体品种新春9号和当地推广品种小偃22为材料,通过PEG-6000人工模拟干旱胁迫处理,调查小麦种子萌发期胚芽鞘、胚根长度和胚根数;采用大田不同水分处理试验,测定转基因小麦不同生育时期的生理生化、形态指标与抗旱指数,以明确其抗旱性。结果表明:(1)在种子萌发期20%(W/V)PEG干旱胁迫条件下,参试材料的胚芽鞘长度、胚根长度和胚根数均比非胁迫时降低,G9-X1129和G9-X1139的降幅较小且均显著高于受体对照新春9号;(2)与受体对照新春9号相比,G9-X1129和G9-X1139具有较高的可溶性蛋白含量和脯氨酸含量;(3)随着干旱胁迫程度的增强参试材料的株高、穗叶距和穗长均有不同程度的降低,但转基因株系株高、穗叶距和穗长降幅显著小于受体对照;(4)G9-X1129和G9-X1139分别比受体对照新春9号增产11.67%和10.19%,其抗旱指数分别为1.18和1.17,两者都属较强抗旱等级,表现出比新春9号更强的抗旱、节水性能;整体上G9-X1129和G9-X1139与小偃22具相对一致的抗旱能力。     

华北平原不同灌水条件下两冬麦品种土壤水分动态与产量差异

采用LSD法对华北平原不同灌水条件下(设4个水分处理:0水、1水、2水和3水)两品种(科麦一号和石家庄8号)冬小麦田土壤水分动态变化进行了观测,并对产量、产量构成要素及其生态指标进行了定量分析,以探讨品种间的差异.研究发现:所有灌水处理0～140 cm土层土壤水分变化较大,而0水处理的0～40 cm和80～140 cm土层含水量变化比较活跃,其幅度低于灌水处理.品种间相同水分处理的土壤含水量变化趋势一致,除1水处理科麦一号变幅较大外,其他3个处理均以石家庄8号变幅较大.科麦一号与石家庄8号均以3水处理的产量最高,比0水处理分别增产44.44%、42.88%,但由于该处理灌水充足,小麦相对晚熟耗水量大,致使收获前土壤含水率急剧下降.在各水分处理中,产量构成要素穗数皆以3水最高;穗粒重皆以1水最高(两个品种穗粒重1水与2水差异不显著);千粒重皆以0水最高.穗粒数以1水最高.收获指数皆以0水最高.科麦一号对水分较为敏感,但耗水量明显小于石家庄8号.要达到经济高产的目标,科麦一号灌2水较为合适,石家庄8号需灌3水.