陇东黄土高原冬小麦生长势及生长状况评定体系的建立

以陇东黄土高原有代表性的董志塬上的冬小麦为研究对象,以叶面积与植株高度之积表示停止生长期、拔节期、乳熟期等几个关键发育期的生长势。以生长势为量化指标,建立了冬小麦生长状况评定体系,并通过分析发现,停止生长期生长势和气象要素相关不显著;拔节期生长势和返青期-拔节期降水量相关显著,并和该时段≥0℃积温、光照时数呈显著负相关;而乳熟期生长势则和拔节期-乳熟期光照时数相关性达到极显著程度。     

精量播种条件下冬小麦的高产优质初探

为了研究冬小麦在小播量条件下的产量和品质表现，2001～2003年在北京安排了两个年度的秋播试验。参试品种有DS1号、临抗1号、冀麦30、鲁麦21和京411，京411是对照品种，播种量是22．5kg／hm^2。2001-2002年度，参试品种中临抗1号的最高产量达到6652．5kg／hm^2；2002-2003年度中，京411、鲁麦21、临抗1号、DS1号、冀麦30的平均产量分别达到8537．6，7403．7，7353．75，6836．25，6169．8kg／hm^2，品种的品质也较好。试验中，这些品种有正常的生育表现，较强的分蘖能力，旺盛的生理活动。在产量结构中，这些品种的单株穗数较多。     

辐射对冬小麦主要农艺性状遗传力的影响

旱作条件下,选用4个高肥小麦品种与4个抗旱小麦品种,采用4×4不完全双列杂交方法配制16个杂交组合。同时将4个旱地亲本进行M2.5辐射处理,同样采用4×4不完全双列杂交方法配制16个杂交组合。通过对辐射前后主要性状遗传力的分析,结果表明,和辐射前相比,辐射后,中优9507、洛优9906、洛优9909的单株粒重一般配合力效应值增加,其产量构成因素单株穗数、穗粒数、千粒重、单株生物产量的一般配合力效应值也增加。总小穗数、不孕小穗数、株高的广义遗传力和狭义遗传力均有所增加,但总小穗数的广义遗传力增加的幅度较大。单株生物产量、单株穗数、千粒重、单株粒重、穗长的广义遗传力和狭义遗传力均有所降低,但单株粒重的广义遗传力和穗长的狭义遗传力降低的幅度较大。穗粒数和单穗粒重的广义遗传力下降,狭义遗传力提高,但穗粒数的广义遗传力下降的幅度较大。     

夏玉米施氮量对后茬冬小麦土壤氮素供应与利用的影响

在冬小麦施氮144 kg/hm2的基础上,研究了夏玉米4个施氮量(0,90,180,270和360 kg/hm2)对后茬冬小麦生长期间土壤硝态氮含量变化、无机氮供应以及小麦氮素吸收与利用的影响。结果表明:与玉米不施氮(简称不施氮)相比,玉米施氮(简称施氮)0~200 cm土壤硝态氮含量在冬小麦生长期间显著增加,自冬小麦拔节起,0~40,0~130和0~200 cm 3层深的土壤硝态氮含量均随着玉米施氮量(简称施氮量)的增加而明显递增;与冬小麦播种时相比,不施氮0~130 cm土壤无机氮减少156 kg/hm2,施氮90 kg/hm2该层土壤无机氮富积41 kg/hm2,且富积量随着施氮量继续增加而递增;随着施氮量增加,冬小麦收获时的植株吸氮量和子粒氮素积累量均增加;当施氮量低于180 kg/hm2时,植物氮素积累量在不同施氮量之间无显著差异;当施氮量低于270 kg/hm2时,不同施氮量的子粒氮素积累量差异不明显。在本试验条件下,冬小麦子粒氮肥利用率随着施氮量增加而递增,但差异不显著。     

限水条件下氮肥用量及施氮时期对冬小麦产量、土壤硝态氮含量的影响

在节水栽培条件下,研究了不同施氮量及氮肥施用时期对冬小麦产量、生育期间土壤硝态氮含量的影响。结果表明,冬小麦施氮处理产量均高于N0,N88.5 69处理产量最高,氮肥生理效率则随施氮量增加而显著降低。开花期以及成熟期各施氮处理0~100 cm土体硝态氮含量均明显高于N0,各生育期0~60 cm土层硝态氮含量均随施氮量增加而增加,开花期各处理2 m土体硝态氮含量达到最高值,成熟期20~60 cm土层相同施氮量(157.5,226.5kg/hm2)均表现为氮肥分次施用处理硝态氮含量高于一次性底施处理(N88.5 69>N157.5,N123 103.5>N226.5)。成熟期土壤硝态氮2 m土体累积量随施氮量增加显著增加,且等量氮肥分次施用显著高于一次性底施。     

冬前低温条件下冬小麦品种间叶绿素荧光参数的比较

为比较抗寒性不同的冬麦品种低温和不同光强作用下叶绿素荧光参数的变化,以3个抗寒性不同的冬麦品种为材料,分别在低温驯化期、低温驯化结束期和封冻期取样,室内暗处理后给予6个不同的光强,测定不同光强下的光合电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(qN)。结果表明,低温、高光强下抗寒品种东农冬麦1号的ETR、qP和qN显著高于其他2个品种,济麦22的这几个叶绿素荧光参数最低。封冻前抗寒中间型东农705品系的热耗散保持较高水平,但进入封冻期后其热耗散能力迅速降低。     

基于条件植被温度指数的冬小麦产量预测

条件植被温度指数(VTCI)综合了地表主要参数——植被指数(NDVI)和地表温度(LST),能够较为准确地对干旱进行监测,可为抗旱救灾、遥感作物估产等提供科学依据。在改进层次分析法的加权VTCI与冬小麦产量的相关性研究成果和VTCI的季节性ARIMA模型干旱预测研究成果基础上,对关中平原的冬小麦产量进行向前1旬、2旬和3旬的预测研究。研究结果表明,产量预测结果与产量监测结果吻合较好,预测精度随着预测步长的增大而降低,关中平原4个地级市平均产量预测结果的最大相对误差为3.27%,说明用该方法可以进行向前3旬的产量预测。     

冬小麦生育早期长势反演模型通用性研究

分析了生育早期(返青期、拔节前期、拔节后期)各阶段的冠层叶片光谱特性与叶绿素含量的关系,基于单波段反射率构建了一元预测模型,同样基于植被指数构建了多元叶绿素含量的反演模型,对两类建模方法构建的叶绿素含量预测模型进行了同生长阶段预测(SPV)和后续生长阶段的交叉预测(CPV),比较了模型的预测效果,得出了构建冬小麦生育早期冠层叶片叶绿素含量的通用预测模型的建模策略。研究结果表明:以返青期冠层叶片单波段反射率构建的一元反演模型,具有一定的模型通用性,能够较为准确的预测拔节前期的叶片叶绿素含量。利用偏最小二乘原理构建多元反演模型具有良好的通用性和较强的鲁棒性,能够较好地反演冬小麦生育早期冠层叶片叶绿素含量。而以MPRI、NDVI、RVI为组合构建的多元模型兼具通用性和简练性,可以作为多元预测模型构建的参考组合。     

基于遥感的冬小麦长势等级与气象因子相关性分析

利用遥感数据,以陕西、甘肃两省为例,探讨了冬小麦不同生育期内不同等级的长势状况及其与气温、降水、日照等气象因子的相关性。将冬小麦的生长发育过程分为7个不同的生育期,借助植被指数NDVI,利用GIS空间分析方法,分析了不同生育期内作物生长发育动态变化状况;探讨了2011—2012年不同生长发育期内,不同等级的冬小麦长势状况与同生育期、前一生育期及生育期内累计温度、降水、日照时数等气象因子的相关性。结果表明,2011—2012年,陕西、甘肃两省冬小麦长势在空间上呈现越冬前较好,越冬期略变差,之后恢复变好的状况,但同时存在时空分布差异。相关分析结果表明,就平均来说,无论冬小麦长势状况如何,冬小麦长势和累计降水之间的相关性都大于同期和前一生育期的相关性,显示了降水在冬小麦整个生育期内的重要性;温度对冬小麦的影响根据冬小麦长势等级的不同而不同;日照方面,不论冬小麦长势等级如何,各种不同等级的长势都和累计日照时数相关关系最大。研究同时表明,长势好和长势差的冬小麦对降水较为敏感,而温度在整体上对长势正常的冬小麦影响较大。     

冬小麦精准追肥机专家决策系统

为了实现小麦生长过程中的实时变量追肥,研究了光谱数据处理策略及目标追肥量的计算模型,开发了基于近地光谱探测技术的实时变量追肥专家决策系统,结合小麦冠层归一化植被指数(NDVI)、追肥机实际行进速度和肥料反馈量,双通道独立控制施肥机构的转速和开度,从而实时调整追肥量,实现精准变量追肥。试验结果表明,专家决策系统的控制精度达到90%以上,可以满足精准追肥的要求;拔节期,变量追肥比定量均匀施肥增施氮肥28 kg/hm2左右;变量施肥有利于改善小麦群体结构,降低产量差异性。