密度和施氮量对超高产冬小麦群体质量和产量形成的影响

为明确种植密度和施氮量对超高产冬小麦群体质量和产量形成的影响,以冬小麦品种石麦18为材料,于2013-2014年度在河北省藁城市进行了密度(基本苗150万、225万、300万和375万·hm-2)和施氮量(180、240和300kg·hm-2)的二因素裂区试验。结果表明,小麦各生育时期群体总茎(穗)数随密度的增加而增加,但4种密度下都取得了较高的穗数。越冬前至开花期叶面积指数(LAI)和干物质积累量均随密度的增加而增加,但基本苗为150万和225万·hm-2时开花后LAI和干物质积累量都高于基本苗300万和375万·hm-2。各生育时期(除起身期外)不同施氮量之间总茎数差异不显著。干物质积累量随着施氮量增加呈增加趋势,高施氮量下开花后LAI衰减较慢。密度对产量及其构成因素的影响均显著,施氮量仅对千粒重和产量的影响显著;密度与施氮量对千粒重和产量有显著的交互效应。基本苗150万·hm-2、施氮量240~300kg·hm-2处理的小麦产量最高,分别为10 308.65和10 221.98kg·hm-2。因此,建议在低密度下适当增施氮肥。而从节本增效考虑,在高密度下应适当减少氮肥投入,以实现小麦的高产高效。     

施硫时期对强筋小麦产量和品质的影响

为明确不同时期施硫对强筋小麦产量和品质的效应,于2019—2021年2个小麦生长季,以藁优2018为试验材料,设置播前（Sb）、拔节期（Sj）、开花期（Sa）3个施硫时期,施硫量为60 kg·hm^-2,以不施硫(CK)为对照,测定并分析了不同处理下强筋小麦产量和品质相关指标。结果表明,与CK相比,Sb和Sa处理均能显著提高藁优2018的千粒重和产量,2个生长季千粒重增幅分别为6.23%和7.04%,产量增幅分别为9.20%和5.71%;施硫时期对藁优2018的穗数和穗粒数影响不显著。3种施硫处理的面团形成时间和稳定时间均较CK显著提高,Sa和Sb处理优于Sj处理;Sa处理2个生长季较CK增幅达48.78%和32.63%。2个生长季Sa处理的湿面筋含量、Zeleny沉降值、蛋白质含量和谷醇比较CK平均增幅依次为8.88%、8.31%、6.61%和10.48%。综上,施硫对强筋小麦的产量和品质具有正向调控效应,开花期为本试验条件下最佳施硫期。     

喷施抗蒸腾剂对冬小麦旗叶蒸腾效率的影响

成膜型植物抗蒸腾剂(PFA)可以有效地减少植物的水分耗散, 提高水分利用效率。本试验以冬小麦(Triticum aestivum L.) 品种"科农9204"为试验材料, 在灌溉0 水、1 水、2 水和3 水条件下叶面喷施PFA, 测定灌浆期小麦旗叶水分生理和胁迫程度在处理间的差异以及衰老进程变化, 探讨了PFA 在冬小麦抵御干热风、提高水分利用效率方面的作用。结果表明: 喷施PFA 可以显著降低旗叶的蒸腾速率, 而对光合速率无显著影响,使叶片蒸腾效率显著提高; 喷施PFA 处理旗叶的保水力提高, 离体失水速率降低, 叶片的相对含水量和水势提高; 灌1 水、2 水和3 水条件下, 喷施PFA 处理旗叶的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛含量均低于不喷施的对照, 而旱作(全生育期不浇水)喷施处理的旗叶SOD 和CAT 活性则高于对照。喷施PFA 可以有效地维持旗叶的水分生理环境, 抑制活性氧的产生, 保证氧自由基清除系统的正常运行, 维持细胞膜的完整性, 从而维持较高光合速率, 同时有效降低蒸腾速率, 这构成叶片蒸腾效率提高的生理基础。     

河北省10000kg·hm~(-2)以上冬小麦产量构成及群个体生育特性

【目的】探索河北省小麦超高产水平从9 000 kg·hm-2向10 000 kg·hm-2突破的途径,明确河北省10 000kg·hm-2以上超高产小麦的产量结构特点和各个生育时期的群体、个体特征,以及适宜的生态条件,为进一步开展可稳定实现10 000 kg·hm-2以上产量的河北省小麦超高产栽培技术体系的研究提供理论依据。【方法】于2010—2014年4个小麦生长季,在高产大田设置不同品种、氮肥基追比和追氮时期处理,结合其他超高产栽培技术措施,进行小麦超高产攻关研究。将4个生长季籽粒产量9 000 kg·hm-2以上的处理分为9 000—9 500、9 500—10 000和10 000 kg·hm-2以上3个水平,分析小麦产量从9 000 kg·hm-2提高到10 000 kg·hm-2以上,产量结构和各个生育时期群个体性状的变化,并结合土壤肥力数据和气象数据分析实现10 000 kg·hm-2以上产量适宜的生态条件。【结果】通过3个产量水平处理的比较,河北省小麦产量从90 00 kg·hm-2提高到10 000 kg·hm-2以上,公顷穗数变化较小,穗粒数在30—35粒的概率较大,粒重显著提高。产量水平从9 000—9 500 kg·hm-2提高至9 500—10 000 kg·hm-2时,干物质积累量明显增加,进一步提高至10 000 kg·hm-2以上时收获指数有所提高。穗数800万/hm2、穗粒数在30—35粒、千粒重43 g以上、成熟期干物质积累量22 000 kg·hm-2、收获指数为0.46是河北省10 000 kg·hm-2以上超高产小麦比较理想的产量结构和调控指标。10 000 kg·hm-2以上产量水平的小麦旗叶和倒2叶叶面积均小于20 cm2,孕穗期叶面积指数为7.69—8.24,均低于9 000—9 500 kg·hm-2产量水平,但花后20 d叶面积指数在4以上,花后30 d在2以上,均高于后者。小麦产量从9 000 kg·hm-2到10 000 kg·hm-2以上,土壤基础肥力和施肥量变化较小,生育期降水量和灌水量也未增加,但小麦全生育时期特别是开花至成熟阶段的积温和光照时数均有所增加。【结论】河北省实现小麦产量从9 000 kg·hm-2到10 000 kg·hm-2的突破,公顷穗数的增产潜力较小,提高穗粒数和粒重应作为主攻方向。大小适中、后期衰老缓慢的高质量群体是实现10 000 kg·hm-2超高产的保证,较高的基础肥力以及积温和光照较好的年型是实现10 000 kg·hm-2超高产的基础。     

中国典型农业生态系统的固碳减排现状、影响因素及减排措施

农业生态系统既是温室气体的重要贡献者之一,也是固碳端,在固碳减排上发挥着重要作用。在“碳达峰”和“碳中和”的背景下,农业生态系统的固碳减排潜力巨大。本文主要综述了中国典型农业生态类型中主要温室气体的来源、固定途径及其影响因素,讨论了农业生态系统固碳减排的现有研究成果、减排潜力以及存在问题,总结了推动整个农业生态系统固碳相关领域的研究,展望了新的研究方向和探索途径。为中国进一步固碳减排、农业可持续发展,尽快实现“双碳”目标提供重要理论参考。     

黄淮北部不同小麦品种(系)株型性状与产量关系研究

为了明确黄淮北部地区不同品种(系)株型性状与产量的关系,在2018-2019年和2019-2020年分别对黄淮北部麦区19个和21个供试小麦品种(系)的株型和产量性状进行了调查和分析。结果表明,通过聚类分析,在供试品种(系)中,高产型占5.3%～14.3%,低产型占19.0%～21.1%,中高产和中产型占66.7%～73.7%;通过对29个株型性状的因子分析,旗叶长和面积对不同品种(系)小麦株型性状变异的贡献最大;经相关分析,小麦产量与倒3叶宽、倒2节间长、倒3节间长、倒4节间长呈显著正相关,与倒1节间构成指数、倒2叶基角、旗叶披垂度呈显著或极显著负相关,倒4节间长与有效穗数呈显著正相关,旗叶长、穗长、倒1节间长、倒1节间构成指数、倒3节间构成指数、倒3叶基角、旗叶披垂度与有效穗数均呈显著或极显著负相关,说明株型性状对有效穗数的形成具有重要影响。综上,黄淮北片麦区高产型品种(系)(产量>9 000kg·hm^-2)的适宜株型指标：全生育期233～237 d,株高80.00～83.00 cm,株高构成指数>0.61,穗长7.0～7.4 cm,旗叶长13cm...     

不同密度下超窄行距对冬小麦群体质量和产量的影响

为明确超窄行距和种植密度对冬小麦群体质量和产量的影响,以小麦品种石麦18为材料,于2014~(-2)015年度在河北省石家庄市藁城区进行了行距(7.5cm、15cm和13cm+13cm+13cm+21cm"四密一稀")和密度(基本苗225万、300万和375万株·hm~(-2))二因素裂区试验。结果表明,相同密度下,各生育时期7.5cm行距种植的小麦群体总茎(穗)数和干物质积累量最高,15cm行距次之,"四密一稀"最低。各生育时期"四密一稀"种植的小麦LAI都最低,7.5cm行距的LAI在拔节前显著高于15cm行距,但在拔节以后15cm行距的LAI高于7.5cm行距。各生育时期3种行距条件下总茎数、干物质积累量和LAI都随密度的增加而增大。行距对单位面积穗数和穗粒数的影响均不显著;而15cm行距的千粒重显著高于其他2种行距配置;15cm和7.5cm行距的籽粒产量显著高于"四密一稀"。密度对穗粒数和千粒重的影响不显著,而单位面积穗数和籽粒产量都随密度的增加而增加。15cm行距、基本苗375万株·hm~(-2)和7.5cm行距、基本苗375万株·hm~(-2)的2个处理组合下小麦籽粒产量较高,分别为9 647.2和9 598.4kg·hm~(-2),是生产中适宜采用的2种组合。     

密度和施氮量对强筋小麦藁优2018产量和抗倒性的影响

为明确减量播种和减施氮肥对强筋小麦品种藁优2018茎秆质量和抗倒性的影响,采用双因素裂区试验,研究了种植密度(D210,210万株·hm-2;D330,330万株·hm-2;D450,450万株·hm-2)和施氮量(N0,0kg·hm-2;N120,120kg·hm-2;N240,240kg·hm-2)对小麦倒伏高发期茎秆形态的影响,以及抗倒伏指数与茎秆形态指标的相关性。结果表明,在籽粒形成期和蜡熟期,密度由D210增加至D330,小麦茎秆重心高度显著增加,基部节间充实度、秆壁厚度、茎秆机械强度和抗倒伏指数降低;茎秆重心高度以N0最小,N240最高;基部节间秆壁厚度在3个施氮量处理间差异不显著;茎秆充实度、茎秆机械强度和抗倒伏指数随施氮量增加呈降低趋势,但在乳熟期和蜡熟期N120和N240差异不显著。相关分析表明,基部第1节间抗倒伏指数与节间粗度、充实度和第1节间秆壁厚度呈极显著正相关,与第2节间秆壁厚度相关性不显著。逐步回归分析表明,种植密度对小麦抗倒性的影响大于施氮水平。籽粒产量在不同密度处理间差异性不显著,但在不同施氮量间表现为N120和N240处理显著高于N0处理。因此,210万株·hm-2至330万株·hm-2的种植密度和120kg·hm-2的氮素水平在获得较高产量的同时具有较强的抗倒伏能力,是本试验条件下小麦抗倒高产的最优组合。     

不同氮反应冬小麦品种幼苗素质及氮代谢关键酶活性的耐低氮差异研究

为了明确不同氮敏感型冬小麦品种的幼苗对低氮胁迫的反应,基于小麦籽粒产量和籽粒氮含量的耐低氮指数,对24个冬小麦品种进行了耐低氮丰产型和氮敏感型分类,并以典型品种为材料,比较了其幼苗(5叶龄)在不施氮(0mmol·L~(-1))和施氮(16 mmol·L~(-1))条件下,地上部和根部的干物质积累量、氮含量、氮积累量及其叶片和根部的硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性。结果显示,与施氮处理相比较,不施氮处理小麦品种的幼苗根部干物质积累量、根冠比均增加,地上部干物质积累量、氮含量和氮积累量、根部氮含量和氮积累量以及NR和GS活性均降低。在不施氮处理下,耐低氮丰产型小麦品种的幼苗地上部干物质积累量的降幅小于氮敏感型品种,根部干物质积累量和根冠比的增幅均大于氮敏感型品种;耐低氮丰产型小麦品种幼苗总根长和总根表面积显著增加,根直径显著下降;氮敏感型小麦品种幼苗根直径和总根体积显著降低。与氮敏感型品种相比,耐低氮丰产型小麦品种幼苗地上部、根部的氮吸收能力较高,NR和GS两种酶活性降幅较小。     

推迟拔节水对冬小麦群个体结构特征和产量的影响

为了明确河北省限灌1水条件下推迟拔节水对小麦群个体结构和质量的影响,于2019-2020年以衡观35和藁优2018为供试材料,全生育期仅灌1水,设置3个灌水时期,分别在拔节期（T1）、拔节后6 d（T2）和拔节后12 d（T3）灌水60 mm,分析推迟拔节水后冬小麦个体结构、群体大小、冠层光分布、花后各叶层衰老以及产量的变化。结果表明,随灌水时期的推迟,两品种上三叶的长度和面积、穗长、株高、穗数、开花期至花后21 d的叶面积指数、冠层光合有效辐射总截获率以及旗叶层光合有效辐射截获率都呈降低趋势,但倒2叶及以下各层的光合有效辐射截获率呈上升趋势。T2和T3处理冠层中下部叶片受光条件的改善显著延缓了叶片SPAD值的衰退,T1处理的倒2叶SPAD值在花后21 d时开始显著低于推迟灌溉处理,倒3叶、倒4叶和倒5叶SPAD值均在开花期时已显著低于推迟灌溉处理,T1处理叶片的早衰使其LAI在花后28 d时低于T2和T3处理。最终T2处理依靠较优的冠层光分布和个体叶片质量获得了最高的籽粒产量,藁优2018的T3处理产量也显著高于T1处理,但衡观35的T3处理因穗数过少,导致产量低于T1处理。拔节后6 d灌溉同步提升了小麦群个体质量,是本试验条件下的最优处理。