基于WMAIP集成模型的华北冬小麦适宜播期与冬前积温下限研究

为明确气候变暖和“双晚技术”背景下华北地区冬小麦的适宜播期,基于WMAIP集成模型,对华北地区冬小麦适宜播期、冬前积温下限及最迟播期进行了分析。研究结果表明,华北地区晚播减产幅度由南向北增大,南部晚播减产幅度最小(<19.5%),中部晚播减产幅度在26.4%以内,北部晚播减产幅度最大,最高可达32.0%。华北地区北部、中部和南部的适宜播期分别在9月25日—10月5日之间、9月30日—10月20日之间和10月10日—11月5日之间。华北地区冬小麦基于高产和高水分利用效率的适宜冬前积温下限分别在497~629℃·d和344~581℃·d之间,并由南部向北部递增。在高产和高水分利用效率条件下,河北、山东、河南大部分地区的最迟播期分别为10月1—13日、10月10—16日、10月22—28日和10月7—19日、10月16—22日、10月31日—11月12日。研究结果可为气候变暖背景下华北地区“双晚技术”的推广和应用提供参考。

商丘市小麦冬前管理技术措施研究

商丘市位于我国河南省中部,属于温带大陆性季风气候区,冬季寒冷干燥,春季多风沙,这种气候条件对小麦的生长和发育产生了一定的影响。商丘作为国家粮食生产核心区,小麦常年播种面积在900万亩以上,被誉为“豫东粮仓”。此外,商丘市的土壤类型多样,包括黄土、沙壤土等,不同的土壤类型对小麦的生长也提出了不同的要求。因此,针对商丘市的气候和土壤特点,研究并制定相应的小麦冬前管理技术措施具有重要的现实意义。但是,近几年由于受全球气候变暖的影响,冬季气温较常年偏高,雨雪天气较少,“倒春寒”现象时有发生,严重威胁到小麦的生长安全。为了提高小麦产量,确保粮食安全,本文简要分析了商丘市小麦冬前管理的现状,并提出了相应的管理措施,以期为农民提供技术支持。

冬前积温对河南省小麦冬前生长发育的影响

为了给播期调整和提高自然资源利用率提供科学依据,在大田试验条件下,以3个半冬性和3个弱春性小麦品种为供试材料,对冬前积温为350~900℃.d范围内的小麦冬前生长发育进行了分析。结果得出：①播种-出苗的天数和所需积温随着冬前积温的降低而增加,冬前积温每降低100℃.d,播种-出苗天数约增加0.7d,所需积温约增加3.7℃.d（半冬性）或2.5℃.d（弱春性）;②冬前积温与冬前主茎叶龄和冬前每叶积温均呈显著正相关（P〈0.01）,冬前积温每降低100℃.d,冬前主茎叶龄约减少0.9片（半冬性）或1.0片（弱春性）,每叶积温减少5.0℃.d左右;③随冬前积温的降低,幼穗分化进入单棱期和二棱期的时间推迟,单棱期持续天数增加而二棱期持续天数减少,冬前积温每降低100℃.d,单棱期平均增加10.0d（半冬性）或12.9d（弱春性）,二棱期平均减少15.5d（半冬性）或17.4d（弱春性）。结论为,符合冬前壮苗叶龄指标的适宜冬前积温为550~750℃.d（半冬性）和450~600℃.d（弱春性）,保证小麦以二棱期安全越冬的适宜冬前积温为650~800℃.d（半冬性）和550~700℃.d（弱春性）,从叶龄指标和安全越冬两方面考虑,河南省小麦适宜冬前积温范围为650~750℃.d（半冬性）和550~600℃.d（弱春性）。

小麦冬前主茎叶龄数及其应用

通过多年多点的小区试验和高产示范 ,对冬小麦冬前主茎叶龄数进行了研究。结果表明 ,冬小麦主茎叶龄数主要受播种期的影响 ,同时又受品种和栽培条件的制约。各因素对冬前主茎叶龄数影响的大小顺序为播期 >肥水 >稀密 >品种。并对小麦冬前主茎叶龄在生产上的应用进行了研究。

气候变化背景下华北平原冬小麦冬前生育期与节气对应及偏移分析

利用华北平原冬小麦种植区55个气象站点1961-2017年逐日地面观测资料,借助寿星公式,以气候倾向率的方法,选取冬小麦越冬期所需积温为指标,分析了冬小麦越冬期、播种期所在的节气时空分布和变化特征,并对冬小麦相关农事活动与节气的对应及偏移进行探讨。结果表明,近57a华北地区冬小麦越冬期推迟约3.7d,推迟趋势显著(P<0.05)。华北平原冬小麦播种期所在的节气由北向南逐渐推迟,与P1时段(1961-1990年)相比,P2时段(1991-2017年)冬小麦播种期界限显著北移。气候变化背景下华北平原冬小麦农事活动与二十四节气出现了一定的偏差,部分地区以前指导农事活动的谚语已不再完全适用,如山东省中部地区冬小麦最适播种期终止日由秋分节气的第3候推迟至寒露节气的第1候;河南省北部部分地区最晚播种期由寒露节气的第3候推迟至霜降节气的第1候。通过研究二十四节气与冬小麦播种期的对应关系来调整农事活动,未来还需考虑冬小麦生育期内对应节气的光、水等自然因素和农艺措施等人为因素的影响,科学指导农业生产以适应气候变化。

播后镇压和冬前灌溉对土壤条件和冬小麦生育特性的影响

为揭示冬灌和镇压的作用,以冬小麦品种石新828和石麦12号为材料,研究了冬灌和镇压措施对麦田土壤水热条件和冬小麦生育特性的影响。结果表明,与不冬灌相比,冬灌条件下,冬季和春季土壤含水量提高,土壤温度较稳定。与不镇压相比,镇压处理的冬前和起身期土壤含水量及冬前夜间土壤温度提高。冬灌处理冬小麦在越冬后各时期的总茎数、LAI、干物质积累量有所降低,开花期叶片光合速率显著下降,灌浆后期叶片SPAD值下降也较快,每穗总小穗数、结实小穗数、穗粒数和产量均减少。镇压使小麦开花前干物质积累量减少,但对成熟期干物质积累量影响不显著,因为开花后光合速率提高,叶片SPAD值下降较缓慢,开花后干物质积累较多。镇压处理成熟期的单位面积穗数降低,但由于穗粒数和千粒重提高,镇压与不镇压的产量差异不显著。从本研究结果看,冬灌是一项防冻保苗的有效措施,与播后镇压配合可减缓冬季低温和温度剧烈变化对小麦的不利影响。

播后镇压和冬前灌溉对冬小麦干物质转移和氮素利用效率的影响

为明确播后镇压和冬前灌溉对高产冬小麦干物质和氮素转移及氮素利用效率的影响,以冬小麦品种石新828和石麦12为材料,采用裂区田间试验,于开花期和成熟期,测定不同器官的干物质和氮积累量和转移量、籽粒产量、蛋白质产量、氮吸收效率和氮肥生产效率。结果表明,冬灌和镇压处理下,2个品种开花期和成熟期的干物质积累量下降,开花前各营养器官干物质的转移量、转移率及对籽粒的贡献率均降低,但开花后籽粒中的干物质积累量增加。冬灌处理小麦成熟期的总干物质积累量和产量下降。冬灌处理下,石新828开花后籽粒中的氮积累量增加,开花后氮素对籽粒的贡献率提高,但各器官的氮转移量显著降低,籽粒氮积累总量显著减少,氮吸收效率下降;冬灌对石麦12成熟期籽粒氮素积累量影响不显著。与不镇压相比,镇压处理下,2个品种开花期的氮积累总量和不同器官中的氮积累量均降低,而成熟期各器官氮积累量及分配比例的差异均不显著。镇压处理与不镇压处理相比,2个品种开花前营养器官中的氮转移量、转移率和贡献率均降低,但是开花后的氮积累量及其对籽粒氮的贡献率提高,其中,镇压的石麦12开花前氮转移量、贡献率和开花后氮积累量、贡献率与不镇压的差异达显著水平;成熟期籽粒氮素积累量的差异不显著。建议在足墒播种条件下不必进行冬灌,应根据播种前后土壤和水分条件确定是否需要镇压。

冬前高温和播期密度对小麦苗期个体及群体生长的影响

在山西临汾采用连续递增密度试验小区设计法,开展了播期密度对小麦苗期个体和群体生长的影响研究。结果表明,在冬前气温偏高的年型条件下,播种密度在225￣450万粒/hm2范围内,随着播种密度的增加株高增加,单株茎数、单株次生根数、单株绿叶数减少并存在显著性差异,而主茎叶龄则无显著性差异;播种期在9月24日￣10月4日范围内,株高、主茎叶龄和单株次生根3个性状均随播种期的推迟株高降低、主茎叶龄和单株次生根减少,单株茎数和绿叶均为9月29日播种的居多;播种期和播种密度对株高、主茎叶龄、单株茎数、单株次生根数和单株绿叶性状的变异系数影响不同。9月24日和9月29日播种的4个播种量冬前群体均分别不足1200万/hm2和超过了1200万/hm2。本试验达到壮苗和合理群体指标的组合为播期10月4日、播种量225万/hm2。

河北省粮食两熟产区小麦冬前应变灌溉的气候分析

以选取的河北省山前平原区和黑龙港区的6个县(市)为样点,通过统计各地1973—2007年35年气象资料,分析了与灌溉决策有关的气候条件和冬前应变灌溉方案。结果表明:河北省小麦玉米两熟产区1/3年份的降水可满足播种出苗需要,这时趁墒播种应为首选。其他年份应尽量采取灌足底墒水播种的方式。若因农时紧张需适时抢播,播后应马上灌"蒙头水"。由于冬季气候变暖,越冬前的灌水应以保证越冬期和返青至拔节期水分供应为主,防御冻害为辅,应通过合理的冬前灌溉保证春季第一次肥水时间能推迟到拔节前后。

黄淮麦区半冬性小麦冬前壮苗叶龄指标的确定

选用3个有代表性的不同类型半冬性小麦品种，在河南省21个试验点（北纬32°～36°）种植，研究了冬前积温（播期）对小麦产量的影响及冬前壮苗叶龄指标的确定。结果表明：①冬前积温与产量存在二次回归关系，半冬性小麦品种的冬前积温在720℃时产量最高，表明此冬前积温下的播期是生产上的适宜播期。②半冬性小麦冬前长1片叶子所需要的积温随冬前积温增加（播期提早）而增加，河南冬前积温在450～860℃范围，长1片叶子所需要的积温在62～83℃范围内变化。③根据适宜冬前积温与出1片叶子所需积温推算，河南省冬前壮苗应处于七叶一心期，这种冬前壮苗既能充分利用冬前积温获得高产，又能保证半冬性小麦安全越冬。

冬前积温对小麦光能利用率的调控效应

为进一步明确不同春化发育特性小麦品种适宜播种期,以春性品种兰考矮早8和半冬性品种周麦18为试验材料,通过分期播种设置3个不同的冬前积温处理,即674~702℃（HAT）、556~587℃（MAT）和456~468℃（LAT）,测定不同冬前积温处理的群体发展动态和冠层透光率、群体光合速率、叶绿素荧光参数及光能利用率。结果表明,兰考矮早8 MAT、周麦18 HAT,生育期内有较高的LAI,截获太阳辐射的比例大,分蘖成穗多,生育后期群体光合速率较高;冬前积温对Fv/Fm无显著影响,但兰考矮早8的HAT和MAT和周麦18 HAT的Fv/F0及孕穗期到灌浆初期的qP值和ETR,均大于LAT。两品种的光能利用率,在播种至起身随冬前积温的减少而减小,起身至灌浆中期,以兰考矮早8 MAT和周麦18 HAT最高。播种到起身光能利用率低下是全生育期光能利用率低的原因之一,兰考矮早8冬前积温556~587℃、周麦18冬前积温674~702℃时,冠层群体和籽粒的光能利用率最高。

冬、春小麦冬前播种对干物质积累与产量的影响

【目的】研究冬、春小麦冬前播种对干物质积累与产量的影响,为北疆晚熟作物倒茬高产栽培技术提供指导。【方法】以冬小麦新冬41号、春小麦新春29号为材料,采用裂区设计,研究冬、春小麦冬前播种(10月25日和11月5日较适宜播期晚25～30 d左右)对干物质积累及产量的影响。【结果】冬前播种的冬小麦与春小麦生育期相差2～5 d,10月25日播种的冬小麦叶面积指数高于春小麦,而11月5日播种的冬小麦叶面积指数小于春小麦。冬小麦越晚播越不利于干物质的积累,而冬前播种的春小麦(10月25日以后播种)对干物质积累的影响不大。【结论】11月5日后播种的春小麦(5 483.6 kg/hm^2)的产量高于冬小麦(4 562.7 kg/hm^2),临冬前(11月5日)播种的春小麦比冬小麦更利于高产。

河南省弱春性小麦冬前壮苗叶龄指标的确定

选用3个有代表性的弱春性小麦品种,在河南省18个试验点种植,研究了冬前积温(播期)对产量的影响及冬前壮苗叶龄指标的确定。结果表明,冬前积温与小麦产量存在二次回归关系,冬前积温在590℃时产量最高,表明此积温下的播期是河南省弱春性小麦的适宜播期。随冬前积温增加(播期提早),弱春性小麦冬前长1片叶子所需要积温增加,冬前积温350～770℃,长1片叶子所需要的积温在57～84℃。根据适宜冬前积温长1片叶子所需积温推算,河南省弱春性小麦冬前应处于六叶一心期,这样既能充分利用冬前积温获得高产,又能保证弱春性小麦安全越冬。

济宁地区小麦冬前苗情评估体系及其适宜指标

为了科学快速评估小麦冬前苗情及准确制定冬春管理技术对策,通过查阅历年技术档案、播期播量试验、地块跟踪调查和高产攻关田等方法,对济宁地区小麦冬前苗情评估体系及其适宜指标进行了研究。结果表明：冬前公顷总苗量、三叶以上大蘖、主茎叶龄、最长叶片长度、最长叶鞘长度、单蘖次生根、主茎幼穗分化期是冬前苗情快速评估的7个理想可靠指标,构成了冬前苗情评估的指标体系。适宜冬前公顷总苗量是750~1 050万,三叶以上大蘖是525~600万,主茎叶龄是5叶1心~6叶1心,最长叶片长度是15~20 cm,最长叶鞘长度5~6 cm,单蘖次生根是1.0~1.5条,主茎幼穗分化期是单棱期~二棱初期。

麦田冬前化学除草技术初探

针对山东省滨州市小麦田春季化学除草防效较差的现状,进行了麦田冬前化学除草技术探讨,并通过推广该技术,改变了当地农民春季化学除草的习惯,使除草效果大幅度提高,收到了较好的经济效益和社会效益。

冬前灌溉条件下冻融作用对土壤压实的影响

在北京大兴区进行大田试验,研究冬前灌溉条件下冻融现象对土壤压实的影响。使用TN-60压实翻耕后的土地,对比研究压实与不压实地块在冬前灌溉条件下土壤容重、总孔隙度、含水率和紧实度的变化。结果表明:冬前灌溉条件下,冻融作用使压实区0～15cm土层的压实降低,总孔隙度提高;对于未压实土壤,冻融作用提高0～10cm土层的容重,降低0～10cm土层的孔隙度;冬前灌溉土壤含水量明显高于不灌溉,冬前灌溉降低0～30cm土壤紧实度。因此,北京地区的冬前灌溉有利于减轻土壤压实。

冬小麦冬前主茎叶片和各级分蘖发生规律研究

根据南疆气候的特殊性及冬小麦的生育规律,我们做了对不同品种(系)冬小麦的冬前主茎叶片数、分蘖数、出叶速度和单株产量等性状的调查,结果表明:早熟品种的出叶速度明显高于中、晚熟品种的出叶速度;冬小麦冬前主茎叶片数、分蘖数、以及出叶速度对产量都呈负相关关系。为今后在农业生产中对冬小麦不同类型品种采取相应栽培管理措施提供理论依据。

板栗一次花冬前及冬后花序的分化发育研究

应用石蜡切片法结合田间调查,研究了板栗(Castanea mollissimaBl.)一次花冬前及冬后花序的分化发育过程。结果表明:板栗冬前花序原基的形成始于6月中旬,终止于8月中旬;冬季休眠前,这些花序原基仅分化出花簇苞片原基;翌年4月初顶芽露绿时继续分化花簇苞片原基,并在其内侧分化花簇原基。冬前花序原基全部发育成雄花序。冬后花序原基源于上年8月中旬冬前花序原基停止形成后,茎尖分生组织分化出的腋芽生长锥状原基;翌年4月初顶芽露绿时,这些突起迅速分化为花序原基。冬后花序原基可发育成混合花序或雄花序。冬前及冬后两类花序原基在形态及发育过程上都存在较大差异。