施氮量对强筋小麦产量、氮素利用率和品质的影响

为探明协同提高强筋小麦产量、氮素利用率和品质的施氮量,以强筋小麦品种济麦20(中穗型)和洲元9369(大穗型)为材料,研究了180、240和300kg·hm^(-2)三个氮肥水平(分别用N180、N240和N300表示)对强筋小麦产量、氮素利用率、品质及其相关指标的影响。结果表明,相同施氮量下,洲元9369的产量、氮素利用率、面团形成时间、面团稳定时间、面包体积和面包评分均高于济麦20。当施氮量由N180增至N240时,2个品种的产量无显著变化,但沉降值、面团形成时间、面团稳定时间、面包体积和面包评分均显著提高;施氮量增至N300后,2个品种的产量和品质又都显著下降,籽粒总蛋白含量、谷蛋白含量、SDS-不可溶性谷蛋白含量、醇溶蛋白含量和谷蛋白聚合指数均明显降低,而SDS-可溶性谷蛋白含量和谷醇比却表现为上升趋势。经相关分析,SDS-不可溶性谷蛋白含量、谷蛋白聚合指数与面团形成时间、面团稳定时间、面包体积和面包评分均呈显著正相关。以上结果表明,谷蛋白聚合程度降低是过量施氮条件下强筋小麦品质下降的主要原因。综合考虑小麦产量、氮素利用率和籽粒品质,240kg·hm^(-2)为本研究条件下的最佳施氮量。

不同播期冬小麦小花发育特性与同化物代谢的相关性

【目的】推迟播期能够维持单位面积粒数已在前期研究中得到证实,本研究进一步探讨不同播种期冬小麦小花发育特征及分化、退化的差异性,分析植株同化物积累、分配与小花发育和结实的关系,旨在为提高小麦穗粒数以及丰富小麦高产栽培理论提供参考。【方法】试验于2014—2015年和2015—2016年连续两个小麦生长季,在山东省泰安市岱岳区大汶口镇东武村山东农业大学试验田(35°57′N,117°3′E)进行,以泰农18和济麦22为试验材料,设置9月24日、10月1日、10月8日、10月15日和10月22日共5个播期处理,观察记载小花发育过程中分化和退化数量动态以及最终结实粒数,测定开花期穗部和茎秆的干物质和氮素积累量,计算小花退化阶段整株和穗部的干物质和氮素积累速率。【结果】播期推迟条件下,单位面积可孕花数和单位面积结实粒数获得了维持,单位面积最大分化小花数明显降低,小花存活率显著提高。推迟播期明显减少了小花退化数量,小花退化速率明显降低。在小花退化阶段,推迟播期加速了整株和穗部的干物质和氮素积累,从而为开花期穗干重的维持以及干重穗茎比和氮素穗茎比的提高提供了保证。相关分析表明,开花期单位面积可孕花数分别与穗干物重、干物重和氮积累量穗茎比、整株和穗的干物质和氮的积累速率以及小花存活率均呈极显著正相关。推迟播期明显减少了有效茎蘖和无效分蘖所产生的退化小花数,尤其无效分蘖产生的退化小花数下降幅度更加明显。提高主茎在群体中同化物所占比例能够有效维持单位面积可孕花数和减少退化小花数,降低了小花死亡消耗。此外,推迟播期提高了可孕花累积生长度日生产效率,降低了退化小花累积生长度日生产效率。【结论】推迟播期明显降低了小花的退化,从而提高了小花存活率,开花期单位面积可孕花数的维持与植株同化物代谢密切相关。适期晚播提高了主茎在群体中的比重,有利于减少无效消耗和提高资源利用效率。

播期对冬小麦干物质积累、分配与产量的影响

为探究播期对冬小麦干物质积累、分配和产量的影响,以泰农18(T18)和济麦22(J22)为试验材料,设置10月1日、8日、15日、22日、29日(分别用B1、B2、B3、B4、B5表示)共5个播期,研究了不同播期下冬小麦阶段干物质生产及其占总干物质比例、花前营养器官干物质转运和花后干物质生产对籽粒产量的影响。结果表明,推迟播期虽然降低小麦拔节前的干物质生产量及其占总干物质生产量的比例,但当播期由B1推迟至B4时,T18和J22两品种拔节—开花期阶段干物质生产量分别增加13.80%和8.41%,占总干物质比例分别由46.81%、50.75%增加至50.92%、52.39%;开花—成熟阶段干物质生产量分别增加29.67%和56.87%,占总干物质比例由32.52%、25.92%增加至40.30%、38.75%。B4播期因拔节后较高的干物质生产能力使其成熟期干物质积累量高于其它播期,并结合较高的抗倒伏能力和收获指数获得了最高产量。而其高产的光合产物,则主要依赖于花后光合物质生产及其对产量贡献率的提升。当播期继续推迟至B5播期时,其各阶段及成熟期干物质积累量低于B4播期,进而导致产量降低。本试验研究结果可为区域小麦适宜播期的确立提供理论依据。

适期晚播对不同密度冬小麦产量和茎秆抗倒性能的调控效应

本试验在宽幅播种条件下,以大穗型冬小麦品种‘泰农18’为材料,设计常规播期10月10日和适期晚播10月20日2个播期处理,各播期下分别设置225、375、525万株/hm^23个种植密度,研究了播期和密度互作对冬小麦产量及产量形成、茎秆重心高度、基部节间机械强度和茎秆抗倒指数的影响,以期明确适期晚播对密植高产冬小麦产量和茎秆抗倒性能的调控效应。研究结果表明:播期和种植密度显著影响冬小麦的产量和抗倒性能。各播期间适度密植(375万株/hm^2)可通过提高穗数获得高产,且在两播期间无显著差异。适度晚播显著提高各密度冬小麦抗倒指数;在晚播条件下,随种植密度增加,小麦重心高度提高的幅度、基部节间机械强度降低的幅度显著低于常规播期,从而使得适期晚播密植小麦的抗倒能力仍可维持在较高水平。适度密植小麦可通过适期晚播平衡其产量和抗倒能力,本试验条件下,采用375万株/hm^2的种植密度,在10月20日播种,可协同实现高产、稳产。

雨养和灌水条件下种植密度对冬小麦产量、氮素利用率和水分利用效率的影响

于2015—2016、2016—2017年连续两个小麦生长季,选用大穗型品种泰农18(T18)和中穗型品种山农22(S22)为试验材料,设置雨养(全生育期不灌水)和灌水(每次灌水60 mm)2个灌溉水平,泰农18选用135、270、405、540株·m^(-2)4个种植密度(分别用T135、T270、T405、T540表示),山农22选用90、180、270、360株·m^(-2)4个种植密度(分别用S90、S180、S270、S360表示),研究了雨养与灌水条件下种植密度对冬小麦籽粒产量、氮素利用率及农田耗水特性、水分利用效率的影响。结果表明,在雨养和灌水条件下,随种植密度增加,两品种籽粒产量、氮素利用率、总耗水量和水分利用效率均呈先上升后降低趋势,泰农18和山农22种植密度分别为405、270株·m^(-2)时上述各指标达到最大值,并且种植密度的增产增效效应在雨养和灌水条件下存在显著差异,雨养条件下增加种植密度的增产效应及其对氮素利用率、水分利用效率的提升效应显著高于灌水条件,这与其在雨养条件下干物质提升幅度大(雨养和灌水条件下分别为29.78%和20.42%)、氮素利用效率下降幅度小(雨养和灌水条件下分别为12.90%和17.65%)和耗水增量低(雨养和灌水条件下分别为4.95%和6.74%)有关。两品种冬小麦在雨养条件下基于氮素积累增量、水分消耗增量的密度增产效应亦优于灌水条件,生产中将有限的肥水投入到雨养或节水栽培条件下其增产效应可能更为显著。

不同播期冬小麦氮素出籽效率与氮素利用及转运的相关性

为探讨不同播期冬小麦氮素出籽效率与氮素利用及转运的关系,在2014—2016年2个生长季,比较了不同播期(S_1:9月24日;S_2:10月1日;S_3:10月8日;S_4:10月15日;S_5:10月22日)冬小麦氮素出籽效率、氮素利用和转运的差异及相互间的关系.结果表明:籽粒产量和单位面积粒数在不同播期处理间未发生显著差异.推迟播期降低了地上部氮素积累量和穗部氮素积累量,从而降低了氮素吸收效率,但明显提高了氮素利用效率和氮素出籽效率.氮素出籽效率与氮素利用效率呈正相关,而与氮素吸收效率呈负相关,与氮素利用率无显著相关关系.氮素营养指数随播期推迟趋于最佳状态,与氮素出籽效率的改善展现出同步性.推迟播期显著降低了花前营养器官氮素转移量和花后氮素积累量,但明显改善了花前营养器官氮素转运效率.氮素出籽效率与氮素转运效率之间存在正相关关系,说明氮素转运效率的改善一定程度上有利于穗部氮素生产籽粒能力的提升.综合来看,适当推迟播期减少了氮素吸收,但提高了氮素利用效率和氮素出籽效率,改善了氮素供应状态.研究结果为本地区冬小麦生产中氮素减施增效的实施提供了理论依据.