基于产量与品质的宁夏引黄灌区小黑麦灌溉制度研究

以小黑麦冬牧70为试验材料,研究不同灌溉定额对小黑麦产量与品质的影响。结果表明,小黑麦株高、绿叶数与灌溉定额之间符合开口向下的一元二次函数关系,在灌溉定额为3960m^(3)/hm^(2)时两者均最大。鲜草量、干物质量和干物质消化率随着灌溉定额的增加逐渐增加。不同灌溉定额对小黑麦生长指标、产量和营养品质影响显著。灌溉定额为3960m^(3)/hm^(2)时,小黑麦粗蛋白、脂肪、粗灰分含量最高,酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量较低,适口性和相对饲喂价值较好。

宁夏春小麦干热风变化特征与影响因素分析及预测

通过分析宁夏回族自治区12个气象站1980—2019年气象数据,对干热风进行评判,探讨了宁夏春小麦种植区干热风的时空变化规律及气象因子对干热风的影响规律。结果表明,通过M-K检验法发现宁夏地区近40年间干热风天数总体呈显著上升态势,但地区之间存在差异:中宁、中卫、银川、同心、惠农地区干热风天数总体呈上升的趋势,而吴忠、陶乐、盐池地区干热风天数近些年有逐步减少的趋势。从干热风发生的空间分布来看,干热风影响范围逐渐扩大,重心有南移的趋势,同时海拔对干热风的发生有显著影响;通过Pearson’s相关分析看出,高温低湿型干热风受日最高气温影响最大,其次是相对湿度,风速影响相对较小;而雨后青枯型干热风受温度变化影响最大,其次是降水量。构建了基于气象因子的全区和各个农业生态区干热风天数回归方程,其预测结果可信度较高。

宁夏灌区春小麦化肥农药减施增效技术规程

春小麦是宁夏灌区的主要粮食作物,化肥和农药是影响小麦产量和品质的关键因素,其过量投入直接影响春小麦的产量和品质,同时造成产地环境污染等问题。因此,通过评价灌区小麦产区土壤肥力,依据小麦养分需求量,结合灌区春小麦施肥和施药的实际情况,总结提出了宁夏灌区春小麦化肥农药减施增效技术规程。

宁夏春小麦品种(品系)农艺性状遗传多样性分析

本文以宁夏近40年选育的63个春小麦品种(品系)为材料,进行小麦品种农艺性状的遗传多样性分析,以期为小麦育种亲本材料的选择提供参考,提高小麦新品种的育成效率。结果表明:与外省份相比,宁夏育成春小麦品种(品系)农艺性状的遗传变异系数偏低;遗传多样性指数变幅为1.54(株高)~1.99(千粒重),平均为1.78,也相对偏低。2个指标均偏低对新优品种的选育是不利的。未来应拓宽宁夏春小麦的种质资源,丰富小麦的品种遗传多样性。

宁夏小麦种质资源粒重基因KASP标记检测及验证

为挖掘高粒重小麦种质资源,连续2年在宁夏引黄灌区生态条件下测定了209份小麦种质资源的千粒重、粒长、粒宽和粒厚4个籽粒相关性状,同时用4个粒重相关基因TaGW2-6B、TaGASR、TaGS-D1和TaCWI-4A的KASP标记对参试材料进行基因型检测。结果表明,宁夏小麦种质资源籽粒表型性状较丰富。千粒重、粒长、粒宽和粒厚分布范围分别为29.73~56.25 g、5.82~7.57 mm、2.87~3.83 mm和2.74~3.55 mm。4个基因标记分别将参试材料区分为两种单倍型:TaGW2-6B将参试材料区分为Hap-6B-1和Others两种单倍型,其中优异单倍型Hap-6B-1的频率为62.44%;TaGASR将参试材料区分为H1c和H1c/H1g两种单倍型,其中优异单倍型H1c频率为93.10%;TaCWI-4A-1523将参试材料区分为Hap-4A-C和Hap-4A-T两种单倍型,其中优异单倍型Hap-4A-C频率为76.41%;TaGS-D1将参试材料区分为Ta GS-D1a和TaGS-D1b两种单倍型,其中优异单倍型TaGS-D1a频率为86.50%。TaGW2-6B与千粒重显著相关,与粒宽和粒厚极显著相关;TaGASR与千粒重和粒长极显著相关,与粒宽显著相关;TaCWI-4A与千粒重、粒宽和粒厚显著相关。宁夏小麦种质资源粒重基因主要包括7种优异单倍型组合,其中,Hap-6B-1+H1c+Hap-4A-C+TaGS-D1a组合对千粒重、粒宽和粒厚有显著的正向调控作用,Hap-4AC+TaGS-D1a组合对粒长有显著的正向调控作用。因此,在宁夏引黄灌区生态条件下TaGW2-6B、TaGASR和TaCWI-4A能够较好地区分小麦粒重大小,可用于粒重性状选择。在209份参试材料中,共筛选到14份千粒重大于50 g的高粒重材料,其中有9份材料聚合了4个粒重相关基因的优异单倍型。

1961—2010年宁夏灌区主要作物需水量时空分布特征

明确气候变化背景下作物需水量的时空分布特征是水资源高效利用和作物合理布局的重要依据。基于宁夏引黄灌区13个气象台站的气象数据及作物生育期数据,利用FAO推荐的彭曼公式和订正的作物系数,计算了1961—2010年宁夏灌区主要作物(春小麦、玉米、水稻、冬小麦)全生育期及不同发育阶段有效降水量及需水量,分析了其时空分布特征,并计算了各作物不同发育阶段灌溉需水量及需水强度。结果表明:1961—2010年宁夏灌区秋粮作物(水稻、玉米)全生育期有效降水量是夏粮作物(春/冬小麦)的2倍,1961—2010年宁夏灌区水稻、玉米生育期有效降水量为降低趋势,春小麦、冬小麦为增加趋势。高值区分布在石炭井、灵武和中宁,北部的石嘴山各站为低值区。宁夏灌区作物需水量从大到小依次为水稻、玉米、冬小麦、春小麦,灌溉需水量在不同发育期的分布和需水量的分布相似,北部的石嘴山各站及中宁为高值区。1961—2010年宁夏灌区4种作物全生育期及不同发育阶段需水量也呈显著增加趋势。所有作物需水强度均在拔节(返青)后开始明显增加,春小麦、冬小麦需水强度开花—乳熟阶段最大,玉米需水强度拔节—开花阶段、开花—乳熟阶段最大,水稻拔节后需水强度一直较大,乳熟—成熟阶段达最大。

宁夏引黄灌区春小麦施肥现状与评价

为了解宁夏引黄灌区春小麦养分资源管理中存在的问题,于2011-2013年采用农户抽样调查方法,分析评价了该灌区5个县市328个种植户的春小麦施肥和产量情况。结果表明,春小麦平均产量的年际间变幅不大,3年平均产量为4 578kg·hm-2。春小麦产量偏低的农户比例最高,3年平均达46.7%,产量适中的农户平均占23.7%,处于适中以下的农户比例在50%以上。3年春小麦的纯N、P2O5、K2O平均用量分别为357.0、182.7、33.4kg·hm-2。平均86.4%的春小麦种植户氮肥投入过量,44.6%的磷肥施用过量,83.3%的钾肥投入严重不足,肥料养分投入与产量水平分布并不同步。养分投入以化肥为主,有机肥为辅;重氮肥,轻钾肥。化肥N、P2O5、K2O用量分别占养分总投入量的96.6%、98.0%和79.0%。氮肥运筹以基肥和追肥为主,基追比大致为6∶4;磷肥以基肥和种肥为主,钾肥几乎全部通过基肥施入。春小麦每投入1kg纯N、P2O5、K2O养分,平均分别可生产14.8、30.0和154.7kg籽粒,肥料生产力总体趋势为K2O>P2O5>N。因此,建议宁夏引黄灌区春小麦采用有机无机肥料配施、氮肥后移(60%追肥)的原则,并注意减氮、控磷、补钾,有机肥以30t·hm-2为宜,化肥N、P2O5、K2O投入分别不超过225、180、60kg·hm-2。

SDS-PAGE与分子标记相结合分析宁夏小麦HMW-GS组成与变化特点

为了建立准确有效小麦HMW-GS的检测方法,提高优质小麦品种鉴定和筛选效率,以已知HMW-GS组成的16份小麦品种为对照,优化完善SDS-PAGE结合分子标记检测小麦HMW-GS的方法,并对103份宁夏小麦品种进行了验证和分析。结果表明,8.5%的分离胶可以有效区分除了Glu-B1位点的7*、7OE与8*亚基之外的其他亚基,分辨效果优良;SDS-PAGE结合Bx7OE、Bx7*/Bx7和By8基因的分子标记可以准确鉴定小麦HMW-GS。在103份宁夏小麦品种中,发现15种HMW-GS和29种组合类型;首次在该地区小麦品种的Glu-B1位点检测出了携带7OE、7*和8*亚基的品种;1/17+18/5+10为当地小麦HMW-GS的优势亚基组合类型,占20%。自1970年至2010年,HMW-GS的优质亚基(1、17+18和5+10)的出现频率呈明显增长趋势;宁夏小麦的HMW-GS种类和优质亚基出现频率随品种更换呈增加趋势。综上所述,分离胶浓度为8.5%的SDS-PAGE和Bx7OE、Bx7*/Bx7和By8分子标记的方法可准确有效地检测小麦HMW-GS组成,此方法可用于优质小麦品种的鉴定和筛选。

不同耕作模式对旱地小麦旗叶光合特性及产量的影响

通过在宁南旱区连续2年的定位试验,比较了连年免耕(NT)、连年深松(ST)、免耕/深松(NT/ST)、深松/免耕(ST/NT)、传统翻耕(CT)5种耕作模式下冬小麦花后旗叶叶绿素相对含量(SPAD值)、光合特性和叶绿素荧光参数。结果表明,小麦开花至灌浆期,ST、NT/ST、ST/NT和NT的旗叶叶绿素相对含量分别较CT提高32.2%、27.4%、13.5%和11%;旗叶日均光合速率平均分别提高1.6、1.2、0.9和0.6μmol.m-2.s-1(P<0.05);旗叶日均蒸腾速率平均分别提高1.2、0.9、0.7和0.3 mmol.m-2.s-1(P<0.05)。ST和NT/ST处理的叶片瞬时水分用效率较CT显著提高。开花期和灌浆期,与CT相比,其他4种耕作模式均提高了PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ潜在活性、实际光化学效率、光化学猝灭系数和非光化学猝灭系数,减少了光抑制程度。NT/ST、ST、ST/NT和NT处理较CT分别增产42.1%、35.3%、30.3%和23.5%,基于产量的水分利用效率分别提高51.3%、37.8%、19.9%和14.6%。免耕、深松及二者轮耕处理可降低旱地土壤水分的无效蒸发消耗,并提高旱地作物的蒸腾效率,以连年深松和免耕/深松处理提高产量和水分利用效率尤为显著。

宁南山区冬小麦冠层高光谱特征及其对干旱的响应

以中引6号冬小麦为观测对象,大田利用Unispec-SC型单通道便携式光谱仪观测不同灌水处理条件小麦冠层光谱特征,并结合相应遥感指数,筛选对干旱响应敏感的指数。结果表明,宁南山区冬小麦灌浆期与乳熟期的冠层光谱特征存在差异;虽然不同干旱胁迫下的冬小麦冠层光谱反射率曲线形式基本类似,但在大多数波段,反射率值的大小明显不同;在应用各种遥感指数监测宁南山区冬小麦干旱时,根据具体情况可优先在RVI和NDVI中选择,其次可以考虑选用EVI。

氮肥和密度对宁冬11号分蘖成穗及产量的影响

采用裂区设计，研究不同施氮量和播种密度对宁冬11号分蘖成穗及穗部结实特性的影响。结果表明，施氮量为90-270kg／hm2时，随着施氮量增加，宁冬11号冬分蘖力、成穗率、有效穗数及产量均增加，当施氮量达到360kg／hm2时全部降低；施氮量对结实小穗数、穗粒质量的影响呈单峰曲线，分别在180kg／hm2和270kg／hm2时达到峰值。随着播种密度增加，分蘖成穗率、结实小穗数、穗粒质量均降低，且对结实小穗数和穗粒质量的影响显著。宁夏引黄灌区冬小麦品种宁冬11号在适宜播期的最佳肥密组合为施氮量270kg／hm2，播种密度600万／hm2。

APSIM模型对宁夏海原地区草田轮作系统的适应性

为验证APSIM模型对宁夏海原地区草田轮作系统的适用性,基于10年生苜蓿(Medicago sativa)与小麦(Triticum aestivum)、谷子(Oryza sativa)草田轮作试验数据和同期气象资料,运用APSIM模型对系统进行了模拟。通过试错法和文献记载完成了苜蓿、小麦和谷子几个品种的参数本地化。用统计和图形校验方法评价了APSIM模型模拟结果的可靠性和准确性。结果表明,谷子-小麦-小麦(MWW)、小麦-谷子-小麦(WMW)、谷子-谷子-小麦(MMW)、谷子-小麦-谷子(MWM)、小麦-谷子-谷子(WMM)、小麦-小麦-谷子(WWM)6种轮作方式下产量实测值和模拟值的决定系数R2值范围在0.83至0.98之间,D值范围在0.94至0.99之间,表现出了良好的相关性和一致性。土壤含水量实测值和模拟值的决定系数R2值范围在0.52至1之间,D值范围在0.92至0.97之间,相关性和一致性表现良好。表明APSIM模型对宁夏海原地区苜蓿与小麦、谷子轮作具有较好的模拟能力,可以用来模拟分析该地区草田轮作系统生产潜力和土壤水分动态,对该地区气候变化影响下草田轮作的优化管理具有一定指导意义。

宁夏引黄灌区秸秆还田对麦田土壤硝态氮淋失的影响

以宁夏引黄灌区为例,探索秸秆还田条件下冬小麦土壤硝态氮淋失规律。试验设置常规施肥(CK)、常规施肥条件下施用4500kg/hm2(T1,半量还田)和9000 kg/hm2(T2,全量还田)秸秆3个处理。利用树脂芯法吸附10、20、30、60cm和90cm土层的硝态氮流失量。结果表明:硝态氮(纯N)淋失量6.26—12.85 kg/hm2,是冬小麦施用化肥氮量的2.78%—5.71%。与对照CK相比,T1和T2在10cm土层减少0.09%和3.97%;20cm土层减少8.51%和9.81%;30cm土层减少2.25%和10.34%;60cm土层减少23.85%和13.08%;90cm土层减少27.65%和20.73%。10cm和20cm土层,处理与对照以及处理之间均未到显著性差异(P<0.05);30cm处理,T1与CK以及T1与T2未达到显著性差异,但T2与CK达到显著性差异表明全量还田效果最好;60cm土层,处理与对照、以及处理之间均达到显著性差异;90cm土层,处理与对照之间达到显著性差异,处理之间未达到显著性差异。硝态氮淋失主要发生在冬小麦返青至灌浆期间,占全生育期淋失量的52.95%—67.79%。T1、T2冬小麦产量增产率分别为10.11%与11.51%。可见,稻秆还田能够减少灌区土壤硝态氮淋失量。

气候变暖对宁夏引黄灌区春小麦生产的影响

对宁夏引黄灌区10个观测站1961—2004年春小麦生长发育期(3月上旬至7月上旬)的气温进行分析,结果表明:宁夏引黄灌区春小麦生长期的气候明显变暖。t检验结果表明,春小麦生长发育期日平均气温的突变发生在1989年,突变后的气温比突变前升高了0.7℃。在春小麦生长发育各阶段,气温都有所升高,但没有超出春小麦生长发育的适宜温度范围。引黄灌区春小麦的温度敏感系数在3月中旬至4月上旬及5月上旬至6月上旬为正值,这两个时段的气候变暖有利于春小麦生产;6月中旬至7月上旬及4月中下旬温度敏感系数为负值,这两个时段的气候变暖不利于春小麦生产。总体而言,气候变暖对春小麦单产的贡献为-2.6%。

宁夏南部山区春小麦抗旱性鉴定研究

为了研究小麦品种的抗旱性与形态或生理指标的关系,通过室内模拟干旱条件,在种子萌发期和幼苗期,对来自宁夏的不同抗旱性小麦品种或品系分别对发芽率、胚芽鞘长度、主胚根长度、胚根数以及超氧化物歧化酶活性、脯氨酸含量等生理生化指标进行了分析。结果发现,在干旱胁迫条件下,抗旱强的品种(系)发芽率较高,胚芽鞘长度较长,叶绿素含量降低幅度较小,脯氨酸含量增加幅度较大,超氧化物歧化酶活性较强,主胚根长度、胚根数与抗旱性中等和抗旱性弱的有一定差别。将93-399等13个品种或品系进行了抗旱性的等级划分。划分为抗旱性强、中间型、抗旱性弱3个等级。

宁夏南部山区冬小麦新品种的筛选研究

[目的]筛选出适应宁夏南部山区干旱半干旱生态条件下高产优质的冬小麦新品种。[方法]对宁夏南部山区选育的7个参试品种进行丰产性和抗逆性鉴定。[结果]参试冬小麦品种的成熟期均比对照早1-4 d。其中,Z0231-3和06AWS006的穗粒数较对照增加8.5-11.8粒,且增产12.2%-33.2%。Z0231-3和06AWS006产量与中引6号（CK）存在显著差异。[结论]Z0231-3和06AWS006可作为宁夏南部山区的区域试验品种。

轮耕对宁南旱区冬小麦花后旗叶光合性能及产量的影响

【目的】探索免耕/深松隔年轮耕模式对冬小麦花后光合性能及产量的影响。【方法】采用免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松、传统翻耕3种耕作处理,在宁南旱区进行连续4年定位试验,2010年测定小麦花后土壤水分、旗叶面积、叶绿素相对含量、光合特性和产量的变化。【结果】与传统耕作相比(对照),小麦开花期和灌浆期免耕/深松/免耕、深松/免耕/深松处理的0—200 cm土壤贮水量平均分别增加15.24%、23.45%(P<0.05);旗叶面积和相对叶绿素含量平均分别提高12.78%、8.89%和25.20%(P<0.05)、11.19%;旗叶日均净光合速率(Pn)平均分别提高1.55和1.68μmol.m-2.s-1(P<0.05);旗叶日均蒸腾速率(Tr)平均分别提高0.44和0.58mmol.m-2.s-1(P<0.05);而小麦旗叶日均水分利用效率(WUE)差异不显著(P>0.05)。在灌浆期,两种轮耕模式均保持了较高的最大光化学效率(0.52)、PSⅡ实际光化学效率(0.40)和光合电子传递速率(92.67)。两种轮耕模式的小麦籽粒产量分别较传统耕作增加6.88%和11.98%(P<0.05)。【结论】在干旱缺水条件下,不同轮耕模式小麦花后都显示出良好的蓄水保墒能力和较高的光合特性,显著提高小麦的产量,是宁南旱区较为适宜的土壤耕作模式。

氮肥运筹对宁冬11号地上部干物质积累运转及产量的影响

采用随机区组设计,研究不同氮素水平下"宁冬11号"地上器官光合产物积累、运转及对产量的影响。结果表明,小麦叶片、茎鞘、穗部光合产物积累量均随氮素水平的不同而存在差异。地上部总干物质积累量均在成熟期达到最大值,表现为N4>N3>N2>N1(N1、N2、N3、N4分别表示施氮量为90、180、270、360kg/hm2,下同),但籽粒产量表现为N3>N4>N2>N1,主要是由于N4处理无效分蘖增加,群体密度增大,田间通风透光性降低及田间水分供应不足,结实率降低、穗粒数减少造成收获指数降低所致。N1、N2处理由于收获穗不足而导致产量不高。进一步分析表明,籽粒产量的最终形成是由花前干物质积累量、运转率和花后干物质积累量共同作用的结果。增加氮肥施用量能延长绿叶功能期、增加灌浆时间,有利于光合产物的形成,但过量施氮使小麦成熟期推迟6d,这对宁夏引黄灌区冬麦后复种和种植业结构调整及增加农民收入十分不利。因此,宁夏引黄灌区冬小麦生产中中高肥力田块氮肥用量以270kg/hm2为宜。

2004-2016年宁夏小麦播种面积及产量变化趋势分析

基于2004—2016年宁夏统计年鉴,分析了宁夏小麦播种面积、产量及线性趋势。结果表明,宁夏小麦种植面积由2004年的29.90万hm2下降到2016年的12.62万hm2,降幅54.9%;总产量由80.42万t下降到40.89万t,降幅49.2%。宁夏5市小麦播种面积和产量均呈下降趋势,播种面积降幅最大的是固原市,其次是吴忠市;产量降幅最大的是吴忠市,其次是固原市。播种面积变幅较大的是石嘴山市平罗县、银川市永宁县、吴忠市同心县、固原市原州区、中卫市海原县。2004、2016年宁夏小麦种植面积和产量的分级比较表明,同心县以南种植面积相对较大,产量较低,永宁县、贺兰县等引黄灌区种植面积次之,产量较高;盐池县种植面积和产量均最小。线性趋势表明,吴忠市(播种面积和产量)和固原市(产量)呈不显著下降趋势,其他各市播种面积和产量均呈现显著或极显著下降趋势。

宁夏灌区春小麦高产磷肥施用增产效果研究

宁夏灌区土壤多为灌淤土和淡灰钙土，磷肥施用受Ca、Mg离子的束缚，易被固定成难溶性磷酸盐，从而影响到作物产量及磷肥当年利用效率。本文在高磷（速效P 42.8mg/kg）和低磷（速效P 6.55mg/kg）的不同土壤上，分别进行了春小麦磷肥（P2O5）施量0–330kg/hm2的回归试验。其结果得出：在低磷土壤上，磷肥（P2O5）施量（x,kg/hm2）与春小麦产量（Y, kg/hm2）的回归方程为：Y=4072.1＋5.014x＋0.1296x2-0.0003133x3,增产效果极显著；而在高磷土壤上磷肥增产效果不显著。磷肥施量在0—240 kg/hm2的施用范围内，低磷土壤有显著的投入产出效益，试验投入产出效益为10—24元/元（小麦价格2.1元/kg,磷肥P2O5价格8.61元/kg），最高投入产出效益对应的磷肥施量为135 kg/hm2。因此针对宁夏灌区土壤肥力，提出了中低产田春小麦高产的推荐施磷方案以及高肥力土壤条件下小麦磷肥的施肥建议，可结合耕翻深施磷肥或磷肥、有机肥混合施，改善土壤PH值及微生物活性，提高磷肥肥效。