施氮量与行距对冬小麦品质性状的调控效应

在当今小麦产量不断提高的同时,籽粒品质逐渐受到人们的重视,不同的栽培措施会对小麦籽粒品质产生一定影响。为探明施氮量与行距互作对强、中筋小麦品质的调控效应及小麦类型间差异,于2013—2014年在中国农业科学院作物科学研究所中圃场试验田,以强筋小麦‘济麦20’和中筋小麦‘中麦8号’为试验材料,采用裂区试验设计,以施氮量(150 kg·hm-2、210 kg·hm-2、270 kg·hm-2)为主区,行距(12 cm、20 cm)为裂区,供试品种为小裂区,研究田间高产栽培条件下不同施氮量和行距配置对不同类型冬小麦品质的影响。结果表明,‘济麦20’和‘中麦8号’花后蛋白质积累量、成熟期籽粒蛋白质及其组分含量均随施氮量和行距增加而显著提高,且在低氮条件下施氮效果较为显著。在270 kg·hm-2施氮量水平下,增大行距对2个小麦品种灌浆后期籽粒蛋白质积累量的影响存在显著差异。在20 cm行距条件下,210 kg·hm-2施氮量有利于强筋小麦‘济麦20’硬度、出粉率、湿面筋含量、沉降值及粉质参数等品质指标的改善,而270 kg·hm-2施氮量能够有效提高中筋小麦‘中麦8号’磨粉品质和粉质参数;2个筋型小麦面包体积和面包评分均随着施氮量的增加而升高,而2个小麦品种容重随施氮量的增加而显著下降。当施氮量在150 kg·hm-2以上时,增大行距,‘济麦20’和‘中麦8号’加工品质均能够显著提升,即在20 cm行距水平下2个筋型小麦加工品质较好。适当的施氮量和合理的行距配置能够提高小麦籽粒品质,本试验条件下,‘济麦20’和‘中麦8号’籽粒品质在行距20 cm、施氮量分别为210 kg·hm-2和270 kg·hm-2时达到最优。说明适当增加施氮量和增大行距均有利于强、中筋冬小麦品质的改善。     

长江中下游稻茬小麦超高产群体干物质积累与分配特性

为给长江中下游稻茬小麦超高产(>9 000 kg·hm-2)生产提供理论与实践依据,以中筋小麦新品种扬麦20为材料,通过氮素运筹(氮肥施用量、施用时期和比例)和基本苗调控建立稻茬小麦不同产量水平群体,研究超高产群体干物质积累与分配特性。结果表明,合理调控拔节期至孕穗期及适量增加孕穗期至开花期群体干物质积累量,在开花期干物质积累适量的基础上,重点促进花后干物质积累量,增加成熟期干物质积累量,是长江中下游稻茬小麦实现超高产的关键。稻茬小麦超高产群体开花期干物质积累量为12 800～13 600 kg·hm-2,花后及成熟期干物质积累量分别达7 200、20 000 kg·hm-2以上。开花期群体叶片干物质积累量与花后、成熟期干物质积累量呈抛物线关系,茎鞘、穗干物质积累量与成熟期干物质积累量呈极显著线性正相关,表明开花期叶片干物质积累量达到3 300～3 400 kg·hm-2,茎鞘、穗干物质积累量分别达7 500、2 000 kg·hm-2以上,有利于提高群体花后干物质积累量和产量。     

稻茬小麦不同光效型群体的光合物质生产积累及转运差异分析

为给苏中地区稻茬小麦高光效群体构建和栽培措施调控提供理论依据,以‘扬麦23’为材料,结合聚类分析的方法,研究了不同光效型群体光合物质生产、积累和转运特征的差异。结果表明,不同小麦群体间产量、收获指数、光合势、花后干物质积累量和开花期高效叶面积率具有明显差异。高光效群体具有较高的产量、光合势、开花期高效叶面积率和干物质积累量;中等光效群体的收获指数显著低于高光效群体和低光效群体。在产量构成上,高光效群体具有较高的穗数和千粒重,同时,高光效群体及其剑叶在开花期的光合特性表现良好。在本试验播后及冬季多雨条件下,密度为225×10⁴株/hm²,施氮量为270 kg/hm²且氮肥运筹为7:1:2:0以及密度为300×10⁴株/hm²,施氮量为330 kg/hm²,氮肥运筹为5:1:2:2可作为产量达到8400 kg/hm²的苏中地区稻茬小麦高光效群体构建的密肥组合方式。     

小麦主茎光合产物的运转与分配

分蘖期主茎与分蘖间联系密切,主茎光合产物主要用于主茎叶片、分蘖和根系的生长。本研究3个供试小麦品种中,徐州26主茎运送到分蘖Ⅰ和Ⅱ的光合产物比例分别为6.15%和5.92%,显著高于9559的4.38%和3.84%;随着生育进程,主茎和分蘖之间较为独立,光合产物在主茎和有效分蘖间的运转比例降低,供试品种间光合产物分配比例的差异缩小。拔节期主茎的光合产物主要用于自身茎鞘的生长;抽穗期主茎的光合产物主要用于自身茎鞘及穗的生长;至成熟期,主茎功能叶片在抽穗期合成的14C-光合产物主要分配到自身的茎鞘、颖壳及籽粒中,且籽粒分配量高于其他器官。     

基于HJ-1A/1B影像的冬小麦开花期主要生长指标遥感定量监测研究

为建立冬小麦开花期生长状况的遥感监测方法和技术,结合2011-2013年定点观测试验,以环境减灾卫星HJ-1A/1B数据为遥感影像源,着重分析了样本试验区冬小麦开花期主要生长指标间及其与籽粒品质、产量和卫星遥感变量间的定量关系,分别构建及评价基于HJ-1A/1B影像遥感变量的开花期叶面积指数、生物量、SPAD值和叶片含氮量监测模型。结果表明,在冬小麦开花期,作物氮反应指数(NRI)、绿色归一化植被指数(GNDVI)可分别作为监测冬小麦叶面积指数和生物量的敏感遥感变量,结构加强色素植被指数(SIPI)和SIPI可作为监测冬小麦SPAD值和叶片含氮量的敏感遥感变量,所构建的遥感监测模型可靠,模型的决定系数(r2)分别为0.73、0.69、0.62和0.61,均方根误差(RMSE)分别为0.79、1 068kg·hm-2、4.66和0.42%。利用遥感数据绘制的冬小麦开花期主要生长指标遥感监测等级分布空间量化表达图与实际相符。     

氮肥运筹对不同筋型小麦产量和品质的影响

为筛选不同筋型小麦高产优质栽培的适宜施氮量和施氮比例(基肥∶分蘖肥∶拔节肥∶孕穗肥),以强筋小麦济麦20、中筋小麦保麦1号和弱筋小麦扬麦15为材料,在高产栽培条件下研究了施氮量及施氮比例对不同筋型小麦产量和品质的影响。结果表明,适当增加施氮量或提高小麦生育中后期施氮比例,均能提高三种筋型小麦产量、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、面团形成时间和稳定时间。三种筋型小麦采用适宜的氮肥运筹均可协同提高产量和改善品质。本试验条件下,强筋小麦济麦20达到高产优质的最优组合为施氮量225kg·hm-2、施氮比例3∶1∶3∶3;中筋小麦保麦1号为施氮量270kg·hm-2、施氮比例3∶1∶3∶3;弱筋小麦扬麦15为施氮量180kg·hm-2、施氮比例5∶1∶2∶2或施氮量225kg·hm-2、施氮比例7∶1∶2∶0。     

不同小麦品种支链淀粉链长分配及其与淀粉理化特性的关系

以糯性与非糯性小麦品种（系）为材料,研究直、支链淀粉蓝值、支链淀粉链长分配及其与淀粉理化特性的关系。结果表明,直链淀粉的蓝值和最大吸收波长均显著大于支链淀粉;支链淀粉蓝值和最大吸收波长表现为中筋小麦＞弱筋小麦＞强筋小麦＞糯小麦,蓝值和最大吸收峰间呈极显著正相关,蓝值和吸收波长越大,说明支链淀粉含较长的支链。经Sephadex G75分离支链淀粉的支链,可得到3个组分,非糯小麦长B链(DP≥65.8)组分占支链淀粉百分含量最低,中等B链(29＜DP＜65.8)组分其次,短B链和A链(DP≤29)组分高达65%左右,前两个组分含量表现为弱筋小麦＞强筋小麦＞中筋小麦,且同一类型不同品种间也存在差异;而糯小麦未能洗脱出长B链。相关分析表明,除崩解值外,长B链与黏度各特征值均呈极显著正相关,与结晶度呈显著正相关,说明长B链含量显著影响淀粉的理化特性。     

小黑麦产量形成特性研究

分析不同小黑麦品种（组合）产量形成特性表明；（１）小黑麦穗数少于对照固定大麦，每穗粒数和粒重均高于固定大麦，产量表现有高有低。不同品种（组合）之间，冬性品种（组合）的每穗粒数高于春性品种（组合）饲草型品种（组合）高于粮饲兼用型品种（组合），但产量差异表现不明显；（２）饲草型品种（组合）鲜草重和干草重高于粮饲兼用型品种（组合）。     

拔节期渍水后施用尿素对小麦产量和光合物质生产的影响

为给小麦渍害发生后降损措施的制定提供参考,以扬麦23为供试材料,在拔节期进行连续10 d渍水,研究渍水结束当天叶面喷施尿素(WAP1)、渍水结束当天和7 d后叶面喷施尿素(WAP2)、土壤落干后撒施低量和高量尿素(WAS1和WAS2)对小麦植株光合特性、干物质积累和产量及其构成因素的影响。结果表明,渍水后小麦籽粒产量和氮肥偏生产力均下降11%。渍水后施用尿素可恢复籽粒产量6%～24%,增加氮肥偏生产力3%～17%。产量恢复效果不因尿素施用方式而变化,WAP2和WAS2处理优于WAP1和WAS1处理。渍水后施用尿素增加了小穗结实率、每小穗粒数和穗粒数,提高了叶绿素含量,保持了植株花后高光合面积和净光合速率,促进了光合物质的生产。相比WAP1和WAS1处理,WAP2和WAS2处理可较好地延缓旗叶、倒二叶和倒三叶绿色面积比例衰减并恢复其SPAD值,其中叶面喷施尿素可维持更久的光合面积,而撒施尿素可保持较高的叶绿素含量。综合来看,小麦拔节期前后渍水时可及时施用尿素,且具有显著的补救效果。     

播期对不同筋力型小麦旗叶光合及籽粒灌浆特性的影响

为给不同筋型小麦高产种植筛选适宜的播期,以强筋小麦品种济麦20和中筋小麦品种中麦8号为试验材料,采用盆栽方法,研究了播期对两种筋型小麦旗叶光合及籽粒灌浆特性的影响。结果表明,不同播期下济麦20和中麦8号的旗叶光合和籽粒灌浆特性不尽相同。适期播种(10月7日)有利于改善济麦20旗叶光合和籽粒灌浆特性;而早播(9月30日)有利于改善中麦8号旗叶光合和籽粒灌浆特性。不同播期下,济麦20和中麦8号籽粒灌浆进程均符合Logistic方程。在本试验条件下,综合来看,济麦20以10月7日播种最优,而中麦8号以9月30日播种最优。