不同施氮量对冬小麦产量、效益及土壤理化性状的影响

为探明豫北地区高肥力地块不同施氮量对冬小麦产量、经济效益及土壤理化性状的影响,在安阳市北关区壤质潮土上开展了冬小麦不同施氮量试验,设常规施磷钾肥（W1,CK）、常规施肥减施氮肥30%（W2）、常规施肥减施氮肥15%（W3）、常规施肥减施氮肥5%（W4）、常规施肥（W5）和常规施肥增施氮肥5%（W6）6个处理。结果表明,随着氮肥施用量的减少冬小麦主茎叶龄、次生根数、茎蘖数、株高及穗长等农艺性状呈下降趋势,以W6处理最佳。冬小麦产量随着施氮量的增加呈上升趋势,W4、W5、W6处理与W1处理相比增幅分别达48.7%、48.9%、49.1%,W4、W5、W6处理间差异不显著;但与W2、W3处理间差异达到显著水平。不同施氮量处理经济效益较W1处理均有不同程度增加,W4较W1处理净增效益5 869.80元/hm ²,较W5处理净增效益24.45元/hm ²。不同施氮量处理对土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾含量和土壤容重有显著影响,但对pH影响不显著。土壤全氮含量随施氮量的增加呈上升趋势;W4处理土壤容重最低。综合分析,以常规施肥减施氮肥5%处理效果最佳。     

抗旱节水小麦分子遗传育种研究进展

干旱缺水等自然灾害会导致小麦产量年度间变幅较大,尤其在小麦主产区黄淮地区更为严重。小麦抗旱节水育种是应对干旱的重大措施。本综述对小麦抗旱节水常规育种、抗旱节水分子遗传育种相关性状QTL定位、抗旱相关功能基因克隆鉴定、转基因等方面的研究进展进行了综述。水旱亲本杂交与异地交叉选择是卓有成效的常规育种方法,通过分子标记鉴定了关于根重、根长、胚芽鞘、高水分利用效率等相关性状的大量QTL;42个抗旱相关基因被克隆并进行基因功能分析和验证,均从不同代谢通路上影响着小麦抗旱性;14个来自不同供体的抗旱相关基因被研究者导入小麦品种后,转基因小麦植株的抗旱能力均得到不同程度的提高,部分植株在产量和其它抗逆性方面也得到提高。以上研究进展为抗旱节水小麦分子设计育种提供了理论依据和发展方向。     

基于CNN的小麦籽粒完整性图像检测系统

为了快速、准确识别小麦籽粒的完整粒和破损粒,设计了基于卷积神经网络(CNN)的小麦籽粒完整性图像检测系统,并成功应用于实际检测中。采集完整粒和破损粒两类小麦籽粒图像,对图像进行分割、滤波等处理后,建立单粒小麦的图像数据库和形态特征数据库。采用LeNet-5、AlexNet、VGG-16和ResNet-34等4种典型卷积神经网络建立小麦籽粒完整性识别模型,并与SVM和BP神经网络所建模型进行对比。结果表明,SVM和BP神经网络所建模型的验证集识别准确率最高为92. 25%; 4种卷积神经网络模型明显优于两种传统模型,其中,识别性能最佳的AlexNet的测试集识别准确率为98. 02%,识别速率为0. 827 ms/粒。基于AlexNet模型设计了小麦籽粒完整性图像检测系统,检测结果显示,100粒小麦的检测时间为26. 3 s,其中,图像采集过程平均用时21. 2 s,图像处理与识别过程平均用时为5. 1 s,平均识别准确率为96. 67%。     

紫薯淀粉对小麦淀粉凝胶特性的影响

以小麦淀粉和紫薯淀粉为材料,利用质构仪、核磁共振、动态流变仪和扫描电镜等分析了紫薯淀粉添加量（0～15%）对小麦淀粉凝胶特性的影响。结果表明：紫薯淀粉添加量在0～15%范围内,随着紫薯淀粉添加量的增加,小麦淀粉凝胶的弹性和内聚性显著增加(P < 0.05),添加量为10%时,变化最明显。混合淀粉凝胶的弹性模量（G′）和粘性模量（G″）随着紫薯淀粉增加而增加,而损耗角正切值（tanδ）呈下降趋势且小于1,表明混合淀粉凝胶的固体性质增强。在冻融循环过程中,与纯小麦淀粉相比, 混合淀粉凝胶的脱水缩合率呈下降趋势,表明紫薯淀粉的添加使小麦淀粉凝胶强度增大,凝胶网络结构变致密,所以水分难以从淀粉凝胶网络结构中析出。低场核磁中的结果显示,紫薯淀粉的添加,使小麦淀粉凝胶中的一部分自由水转化为弱结合水,提高了混合凝胶的持水性;凝胶网络结构扫描结果显示,紫薯淀粉的添加使混合淀粉凝胶的孔洞分布均匀且孔洞变小。综合结果表明,紫薯淀粉可增强小麦淀粉凝胶的网络结构,改善小麦淀粉的凝胶特性。     

农田土壤温度和水分空间变异研究

以静海县良种场内面积为4400m2的冬小麦田作为试验区,采用规则格网采样,按照10m×10m设置格网,共设52个采样点,通过GPS手持机确定点的位置,利用土壤温湿度检测仪测定了各个采样点0~20、20~40cm二个不同深度土壤的含水量和温度,利用ARC/INFO的地统计分析模块绘制了试验区土壤温度和水分空间分布图,并分析了其垂直和水平方向的空间变异特征,可为确定冬灌的最佳灌溉时机和灌溉量提供科学依据。     

麦棉套种共生期土壤水分对冬小麦产量和品质的影响

在3-1式和4-2式2种麦棉套种方式的条件下,在防雨棚内采用小区试验研究了麦棉共生期间土壤水分条件对冬小麦产量和品质的影响。试验结果表明,麦棉共生期间土壤水分显著影响了冬小麦的产量和品质。冬小麦籽粒中含水率、沉降值、蛋白质随土壤水分增加而降低;较低的土壤含水量处理小麦籽粒蛋白质含量增加;2种套种方式均以70%土壤含水量处理的冬小麦产量最高,土壤水分升高或下降都会降低产量;3-1套种方式小麦籽粒蛋白质和湿面筋含量显著高于4-2式。     

施氮对关中地区冬小麦农田土壤呼吸的影响及基于植被指数的估算模型

为探寻不同施氮量对农田土壤呼吸（R_S）的影响并快速准确估算R_S,以关中地区冬小麦为研究对象,观测了5种施氮量下冬小麦农田R_S的变化,研究了环境因子（土壤温度、土壤湿度）及作物因素（叶面积指数、地上部生物量、SPAD值）对于R_S的影响,建立了适用于关中地区土壤温度与植被指数下的农田土壤呼吸估算模型。设置秸秆还田下的5种施氮量处理,分别为传统施氮量SN200（200 kg·hm^-2）、优化施氮量SN150（150 kg·hm^-2）、60%优化施氮量SN120（120 kg·hm^-2）、50%优化施氮量SN100（100 kg·hm^-2）以及不施氮肥SN0（0 kg·hm^-2）。结果表明：不同施氮量下R_S随生育期推进均表现为先升高再降低的趋势,同时添加氮肥促进了R_S排放。各处理观测期内R_S的均值为：SN200（3.68 μmol·m^-2·s^-1）>SN150（3.40 μmol·m^-2·s^-1）>SN120（3.06 μmol·m^-2·s^-1）>SN100（2.70 μmol·m^-2·s^-1）>SN0（2.21 μmol·m^-2·s^-1）。不同施氮量下冬小麦冠层近红外波段反射率在拔节期和抽穗期差异明显,反射率从高到低依次为SN200>SN150>SN120>SN100>SN0,而在灌浆期和成熟期差异不大。土壤温度显著影响了R_S（P<0.01）,土壤湿度与R_S没有显著相关关系（P0.05）。叶面积指数、地上部生物量、SPAD值和植被指数均与R_S呈显著相关关系（P<0.05）。通过多种模型评估,建立基于植被指数和土壤温度的最佳农田土壤呼吸估算模型,显著高于基于土壤温度的单因子模型,模型精度可达到0.6以上（n=120）。     

氮磷水平与比例对不同品质类型春小麦磨粉品质的影响

以3个不同品质类型春小麦品种为材料,在田间施肥试验基础上探讨了不同氮磷水平与比例对春麦千粒重、容重及各项出粉率等磨粉品质性状的影响。结果表明,施肥处理间容重、心粉出粉率和总出粉率差异显著。氮磷水平与比例的提高,对各基因型千粒重的影响很小,却使容重显著降低,总出粉率普遍显著增加。各基因型心粉出粉率随氮肥增施显著降低,而随磷肥增施显著增加;皮粉出粉率随氮磷肥增施不同基因型呈现不同变化。千粒重、容重与各项出粉率受氮磷肥影响程度各基因型间呈现一定差异。强筋品种千粒重、容重更易受氮水平影响,而中筋与弱筋品种则更易受磷水平影响。在受氮磷肥增施影响程度方面,总出粉率和心粉出粉率均为强筋大于中筋品种;皮粉出粉率则是弱筋品种受影响较大。适当增施氮磷肥有利于提高春小麦磨粉品质。     

冀西北坝上高原冬麦春播产量影响因子研究

研究了播期、播量、土壤类型、品种等因素对春播条件下冬小麦产量的影响。结果表明:小麦最适合播量为25万粒/667m2;其他因素产量效应的大小顺序为土壤类型>播期>品种,滩地产量显著高于砂地;随着播期的延迟,单位面积产量、穗数、穗粒数、千粒重降低;品种以弱冬性小麦豫麦13的产量最高。     

西安地区丰水年农田深层土壤含水量研究

通过对西安南郊吴家坟、长安区郭杜镇大学城和双竹村附近丰水年(年降雨量883 mm)麦地、玉米地土壤含水量的测定,以及与正常年份该地土壤含水量的对比,研究丰水年该地区农田0~6 m土壤含水量的变化。结果显示,正常年份西安地区麦地0~2 m土层含水量高于12%,2~6 m土层含水量高于13%;丰水年西安地区麦地0~2 m的土壤含水量在18%以上,2~6 m土层含水量达24%以上,远远高于正常年份这一层位的土壤含水量。分析得出,西安地区农田深层土壤含水量高的主要原因是重力水带分布范围大于或等于农作物的强烈耗水层范围。