灌水量和时期对不同品种冬小麦产量和耗水特性的影响

为明确品种更替过程中冬小麦的耗水特性、产量和水分利用效率(WUE)的变化规律,以及对水分胁迫的响应,于2010-2012两个生长季选取河南中北部建国以来不同年代的7个主栽品种为试验材料,在田间设置三个水分处理下(W0,返青后不灌水;W1,拔节期灌水;W2,拔节和灌浆期分别灌水),研究了冬小麦的耗水特性、产量构成因素、收获指数和水分利用效率的变化过程。研究结果表明:在冬小麦更替过程中,冬小麦总耗水和土壤贮水消耗与年代差异不显著,而受降雨和灌溉影响较大。从20世纪50年代至现在,90年代及以后的冬小麦品种千粒重在41g以上,明显高于早期品种。两年生长季冬小麦籽粒产量增加58.4%和41.8%,平均每次更替增加396和362kg/hm2;收获指数增加37.0%和18.0%,平均每次更替增加0.2和0.1;WUE增加55.3%和40.8%,平均每次更替增加0.11和0.10kg/m3。现代品种源、库关系得到改善,千粒重大幅度增加和收获指数增加是籽粒产量提高的主要原因。籽粒产量和WUE由品种和水分互作效应决定,在拔节期和灌浆期灌水可明显提高籽粒产量水平,并在一定程度上提高了水分利用效率。

拔节期低温胁迫对小麦生理生化特性和产量的影响

为探讨拔节期低温对小麦生理生化特性和产量的影响,以小偃22等5个冬小麦品种为材料,对其在低温胁迫下叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、相对膜透性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量和脯氨酸含量等生理指标进行测定,并且测定单株产量。结果表明,持续低温胁迫下,供试小麦品种叶片中的SOD、POD、CAT活性和可溶性糖含量均有不同程度的提高,MDA含量呈现先降低后升高的趋势,相对膜透性(除郑麦366和郑麦9023)和脯氨酸含量呈先增加后降低的趋势,可溶性蛋白质含量除郑麦366和郑麦9023外其余3个品种呈增加趋势;低温使单株穗粒数显著下降,但对单株小穗数和千粒质量的影响不大。经隶属函数分析,将供试品种分成2类:小偃22和矮抗58属抗寒性较强的品种,西农509、郑麦366和郑麦9023为抗寒性差的品种。

水肥空间组合对冬小麦光合特性及产量的影响

以肥熟土垫旱耕人为土为供试土壤,用分层土柱试验法研究了不同土层水分、氮、磷空间组合对冬小麦不同生育时期光合特性及籽粒产量的影响.结果表明:与0～90cm土层整体湿润相比,上干下湿(0～30cm土层干旱胁迫,30～90cm土层湿润)水分处理显著降低了小麦叶片叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)和籽粒产量.2种水分条件下,氮磷配施处理对叶片SPAD、Pn和小麦籽粒产量的影响最为显著,其次是施磷处理,而施氮处理影响不显著.不同土层施氮在2种水分条件下各指标的变化趋势相同,均表现为0～90cm土层施氮小麦叶片SPAD、Pn及籽粒产量显著高于0～30、30～60和60～90cm土层施氮.不同土层施磷在2种水分条件下各指标的变化趋势也相同,表现为0～90cm土层施磷小麦叶片SPAD、Pn和籽粒产量与0～30cm土层施磷间差异不显著.不同土层氮磷配施在2种水分处理下表现不同:整体湿润条件下0～90cm土层施肥处理的小麦叶片SPAD、Pn及籽粒产量最高,与0～30cm土层差异不显著,但二者均显著高于30～60和60～90cm土层处理;上干下湿条件下各土层施肥处理间小麦叶片SPAD差异不显著,0～90cm土层施肥处理小麦叶片Pn和籽粒产量显著高于30～60cm土层施肥处理,30～60cm土层施肥处理显著高于60～90cm土层施肥处理和不施肥处理.表明在2种土壤水分条件下,氮磷配施时仍应施入0～30cm土层.

液体硅钾肥对水稻冠层结构、光合特性及产量的影响

为研究液体硅钾肥对水稻冠层结构、光合特性及产量的影响,以Y两优1号为材料,分别在倒3叶、倒4叶期喷施液体硅钾肥(剂量为3 000 ml/hm2),测定水稻冠层的光合特性、产量构成及茎鞘物质转运的变化。结果表明:施用液体硅钾肥后水稻茎蘖成穗率提高,结实期剑叶具有较低的蒸腾速率,较高的叶绿素含量(SPAD值)、光合速率、胞间CO2浓度和气孔导度,能维持较高的植株顶部3张叶的叶面积指数(LAI)及改善冠层结构,提高光能利用效率,并提高物质累积与转运。在倒3叶期喷施液体硅钾肥效果最佳,喷施后水稻冠层结构适宜,群体内光分布合理,其结实率、每穗实粒数、千粒重存在优势,有效穗数、理论产量、实际产量显著高于对照。因此,在倒3叶期喷施液体硅钾肥可提高水稻产量。

不同施氮模式对夏玉米生长、产量和氮素利用效率的影响

以河南省的主栽玉米品种郑单958和先玉335为供试材料,在大田生产条件下设置4个施氮模式:0 kg/hm2(N0)、180 kg/hm2(N1,基肥120 kg/hm2+追肥60 kg/hm2)、240 kg/hm2(N2,基肥120 kg/hm2+追肥120 kg/hm2)和300 kg/hm2(N3,基肥120 kg/hm2+追肥180 kg/hm2),研究不同施氮模式下2个高产玉米品种的干物质积累量、叶绿素含量、产量及氮素利用效率,以期为该地区玉米高产高效栽培提供理论依据。结果表明,随施氮量增加,2个玉米品种群体干物质积累量均呈增加趋势,各模式先玉335的群体干物质积累量均高于郑单958;2个玉米品种叶绿素含量均呈增加趋势,各模式先玉335的叶绿素含量均高于郑单958。随施氮量增加,郑单958和先玉335籽粒产量和氮素利用效率均先增加后降低,其中籽粒产量以N2模式最高,为10 209.04 kg/hm2和11 115.08 kg/hm2;氮素利用效率以N1模式最高,为57.37 kg/kg和57.01 kg/kg,与N2模式无显著差异;总体上先玉335的籽粒产量和氮素利用效率均高于郑单958。综合认为,2个玉米品种均以N2模式可以同步协调实现籽粒产量和氮素利用效率的提高,且先玉335优于郑单958。

两用核不育杂交稻生育后期施氮钾肥的生理效应及产量

两用核不育杂交稻，Ｗ６１５４Ｓ×ＤＦ_０、Ｗ６１５４Ｓ×特三矮开花前和开花后６－７天追施氮、钾肥，明显提高生育后期叶片含氮量、叶绿素含量、绿叶面积，￣（１４）Ｃ－同化产物从剑叶的输出率（％）及分配到稻穗的量增加，可溶性糖和淀粉含量增加，穗粒性状改善，稻谷产量提高。但不同组合杂交稻上述性状有差异。

穴距与单穴株数对夏谷产量及相关性状的影响

以济谷14为试验材料,2011年在济南和德州试点分别研究了穴距与单穴株数对夏谷产量和相关农艺性状的影响。济南试点留苗密度60万株/hm2,行距0.5 m,设置穴距10、13、16、19 cm,相应单穴留苗3株、4株、5株、6株;德州试点留苗密度75万株/hm2,行距0.4 m,设置穴距10、13、16.5 cm,相应单穴留苗3株、4株、5株。两试验点均以条播为对照。结果表明,在留苗密度一定的情况下,几种穴播方式和条播相比籽粒产量差异不显著,其他相关农艺性状差异较小。因此,可以设计适宜的穴播机械,实现谷子机械化精量穴播。

丰华占和粤香占对水肥互作的产量效应

通过大田试验研究了常规水作(P)和覆草旱作(M)、肥料种类、肥料用量(高量,HD;低量,LD)及其 交互作用对丰华占和粤香占水稻籽粒产量的影响。结果表明,肥料种类对早稻、晚稻产量均无明显影响,基肥1次 施用芭田包膜控释肥(BT)和华南农大控释肥料(AgroBB)的产量与分3次施用尿素(Urea)的相同。早稻尿素处 理,M的产量>P的产量,两种控释肥均表现为P的产量>M的产量;晚稻均是P的产量>M的产量。晚稻覆草旱 作Urea,BT,AgroBB处理较常规水作的相应肥料处理分别减产17．6％,21．5％和12．1％。早、晚稻水作BT和 AgroBB的效果优于旱作,旱作下晚稻的效果优于早稻,两种控释肥料间AgroBB的效果优于BT。施N量150 kg／hm2的产量显著大于225 kg／hm2。早稻LD的产量较HD高4．6％-7．2％,晚稻的高7．1％-9．7％。早晚稻 尿素处理LD的增产率最大,BT和AgroBB的无显著差异。早稻、晚稻各种肥料处理下,丰华占和粤香占的产量均 无明显差异。除AgroBB处理早稻的水分管理X施肥量X品种,及晚稻的水分管理X施肥量、施肥量X品种的交互 作用对水稻产量有显著影响外,其余的肥料,施肥量、水分管理、品种间的交互作用对水稻产量无显著影响。试验中 施用尿素和BT的稳产性差,而AgroBB具有稳产效果。在珠江三角洲栽培丰华占,建议早稻采用浅灌和利用降雨, 结合稻草覆盖的水分管理措施,每公顷施用150 kg N(尿素),并按基肥40％,分蘖初期30％和分蘖末期30％分 配。晚稻可采用同样的施肥量和分配原则,但建议在孕穗期和抽穗期采用常规水作以获得最大产量。

不同灌水处理对冬小麦光合速率及籽粒产量的影响

在大田和旱棚条件下研究了不同灌水处理对冬小麦光合速率及籽粒产量的影响。结果表明，随灌水量减少，冬小麦群体及旗叶光合速率降低，产量降低，但是大田灌三水和灌六水处理间，旱棚６０％处理与８０％。

基于主成分分析的BP神经网络粮食产量预测模型

我国作为世界上人口最多的国家,始终把发展粮食生产放在社会发展的重要位置。粮食产量变化具有非平稳性,若采用传统的预测方式会使预测结果不理想。BP神经网络对粮食产量进行预测能较好地描述粮食产量的非平稳性;主成分分析法能将高维数据缩减到更小的维度来理解高维数据。本文采用主成分分析法与BP神经网络相结合的预测模型,可以优化BP神经网络,提高粮食产量预测的精确度,是一种有效的粮食产量预测途径。

冬麦春播小麦穗分化阶段对低温胁迫的响应及耐寒性

以长江中下游地区引进的10个冬小麦品种为材料,在忻定盆地春播条件下,于2013—2014年研究了低温胁迫对冬小麦穗分化阶段光合作用、渗透调节物质及膜系统产生的影响,并对其抗寒性能进行综合评价.结果表明：在低温胁迫下,不同品种小麦叶片的离子渗漏率、可溶性糖和可溶性蛋白质含量均不同程度地升高,总叶绿素含量明显下降.通过主成分分析和抗寒性度量值（D值）排序,不同品种冬小麦幼穗分化期间的抗寒性为：渝麦10、扬麦20、云麦42的抗寒性较差;扬麦13、渝麦12、宁麦13的抗寒性较强且年际稳定性好,D值分别为0.665~0.659、0.493~0.495、0.471~0.583;而作为对照的宁2038、新春30分别为0.368~0.397、0.328~0.330.扬麦13、渝麦12、宁麦13的两年籽粒产量显著高于其他品种,可作为忻定盆地的引种材料.

短期秸秆颗粒还田对小麦-玉米系统作物产量与土壤呼吸的影响

秸秆直接还田易造成土秸混合度差、秸秆腐解慢和幼苗群体质量差等问题,不利于作物稳产和增产.秸秆颗粒具有还田性能好、还田质量高的优点,但还田后对作物生长和土壤碳排放特征的影响仍不清楚.通过田间微区试验,以秸秆不还田和常规粉碎还田为对照,分析了秸秆颗粒还田对冬小麦和夏玉米籽粒产量、还田一年内土壤呼吸速率和土壤碳排放效率的影响,为改进秸秆还田方式提供理论依据.结果表明:秸秆颗粒还田显著提高了冬小麦和夏玉米籽粒产量,其周年作物产量较秸秆不还田和常规粉碎还田分别显著提高14.0%和5.8%.秸秆颗粒还田促进土壤碳排放,其小麦生长季和玉米生长季土壤呼吸速率和碳累积排放量显著高于秸秆不还田.与常规粉碎还田相比,秸秆颗粒还田显著提高了冬小麦生长季土壤呼吸速率和碳累积排放量15.2%和8.9%,但夏玉米生长季两者无显著差异.此外,秸秆颗粒还田降低了土壤呼吸温度敏感指数(Q_(10)),提高了土壤碳排放效率.与秸秆不还田和常规粉碎还田相比,秸秆颗粒还田土壤呼吸敏感指数显著降低22.6%和10.1%,周年土壤碳排放效率提高2.3%和1.9%.可见,秸秆颗粒还田短期内显著促进土壤碳排放,但由于较高的作物产量,其碳排放效率能维持在较高水平.在黄淮海粮食主产区,秸秆颗粒还田可以作为一种新型的秸秆还田方式,但其土壤碳排放的长期效应仍需进一步研究.

水氮互作对固定道垄作栽培春小麦根系生长及产量的影响

为探讨固定道小麦栽培方式下适宜的水氮组合,以低水1200(W_1)、中水2400(W_2)、高水3600 m3·hm^(-2)(W_3)为主处理,0(N_0)、低氮90(N_1)、中氮180(N_2)、高氮270kg·hm^(-2)(N_3)为副处理,采用裂区设计,对固定道垄作栽培方式下水氮互作对春小麦根系生长及产量的影响进行了研究.结果表明:水氮互作能显著影响春小麦根干质量密度(RWD),RWD随着小麦生育期的进程表现为先增大后减小的趋势,在灌浆期达最大;RWD对施氮量的响应取决于灌溉量,在W_1下,RWD在N_1处理下最大,在W_2下,RWD随着施氮量的增加在N_2处理下最大,在W_3下,RWD随着施氮量的增加在N_3处理下最大;不同灌溉处理下RWD表现为W_2>W_3>W_1;施氮与灌水显著影响RWD,表现为灌水>氮肥>水氮互作,在W_2N_2处理下最大.根冠比随着灌水量与施氮量的增加逐渐减小,在W_1N_0处理下根冠比最大;85%以上的小麦根系分布于0~40 cm土层,产量与0~40 cm土层RWD呈显著抛物线回归关系,与40~60cm土层RWD呈显著线性正回归关系.W_2灌溉条件可以促进小麦根系向中下层(40~60 cm)分布;灌水施氮能显著影响春小麦籽粒产量与生物产量,生物产量随着施氮量和灌水量的增加而增加,籽粒产量在W_2N_2最大;灌水生产力随灌水量的增加逐渐降低,氮肥农学利用率随施氮量的增加而减小.因此,在固定道垄作栽培方式下,施肥量与灌水量控制在N_2(180kg·hm^(-2))与W_2(2400 m^3·hm^(-2))条件下有利于促进根系生长,进而提高春小麦籽粒产量及水氮利用效率,是河西灌区固定道小麦栽培方式下适宜的水氮组合.

县域粮食单产及其生产投入因素的空间异质性——以河南省为例

在当前耕地总量很难增加的总体形势下,粮食单产及其生产投入因素的关系研究对国家粮食安全具有重要意义。Moran’s I指数及散点图显示,粮食单产及其OLS(Ordinary Least Squares)估计的残差存在显著的空间自相关性,因而不满足经典线性回归分析的建模条件,而GWR(Geographically Weighted Regression)模型能够克服这一缺陷,并能进行参数的局部估计。河南省108个县的实践表明,GWR模型有效地降低了残差的空间自相关,各项检验指标均好于OLS估计。4个生产投入影响因素的空间分异规律存在显著差异。灌溉因素在OLS和GWR模型中均为正效应,单位播种面积机械动力、单位播种面积化肥施用量(折纯)、单位播种面积用电量3个变量的系数估计值在OLS模型中为负,而在GWR模型中则有正有负,说明存在空间异质性。黄河以北粮食高产区主要受机械动力、灌溉和用电量3个因素的正向影响,化肥投入的再增加反而引致单产降低。淮河沿岸和信阳的粮食高产区主要受化肥施用量和用电量的正向影响。为提高粮食单产,西部山地、丘陵县的粮食低产区应加强机械动力投入并提高用电效率,最西部的山地县还应适度增加化肥的用量。

施氮量和每穴苗数对双季杂交早稻产量及氮肥利用率的影响

研究施氮量和每穴栽插苗数对双季杂交早稻产量、产量构成及氮肥吸收利用率的影响,可为双季杂交早稻的高产高效栽培提供理论基础。采用完全随机区组试验设计,设5个施氮水平(0、120、150、180和210 kg·hm^(-2),以N_0、N_1、N_2、N_3和N_4表示)和3种每穴栽插苗数(2、3和4根苗每穴,以M_1、M_2和M_3表示),在成熟期对干物质、叶面积指数和产量及产量构成进行测定,并分析氮肥吸收利用等指标。结果表明:施氮量和每穴栽插苗数对双季早稻产量具有显著影响;产量各因子相关性分析表明,有效穗数、每穗粒数与产量呈显著正相关,结实率和千粒重与产量呈显著负相关;随着施氮量的增加,水稻氮素积累总量增加,而氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥生理利用率和氮肥收获指数降低,氮肥吸收利用率和产量则呈先上升后下降的趋势;增加每穴栽插苗数,氮肥农学利用率呈下降趋势,适量增苗能增加总生物量和产量可提高氮肥利用率;与其他处理相比,施氮量为180 kg·hm^(-2)和每穴栽插3~4根苗的组合产量均较高,同时可获得较高的氮肥吸收利用率。适宜的施氮量和每穴栽插苗数组合可显著增加有效穗数、产量和氮积累量,建议双季杂交早稻栽培中采用施氮量为180 kg·hm^(-2)、每穴栽插苗数为3~4根苗的组合。