不同底墒条件下补灌对冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率的影响

我国黄淮平原水资源紧缺,而且年际间降水量及其时间分布存在较大差异,探明不同底墒条件下补充灌溉对冬小麦产量和水分利用效率的调节效应及其生理基础,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。2013—2014和2014—2015年冬小麦生长季,在播种期0~100 cm土层土壤贮水量分别为201.5(A)、266.3(B)和317.0mm(C)3种底墒条件下,各设置4个补灌水处理,包括不灌水、拔节期+开花期补灌、越冬期+拔节期+开花期补灌、播种期+拔节期+开花期补灌,研究不同处理冬小麦耗水特性、旗叶光合、干物质积累与分配、产量及水分利用效率的差异。结果表明,冬小麦生育期总耗水量和土壤水消耗量均随播种期底墒的提高而增加。在底墒A和B条件下,冬小麦主要消耗降水和灌溉水。提高播种期补灌水平或于越冬期补灌,冬小麦在底墒A条件下对土壤水的消耗量显著增加,在底墒B条件下对土壤水的消耗量显著减少。在底墒C条件下,冬小麦耗水以土壤水为主,其次为降水,再次为灌溉水;播种期或越冬期补灌显著增加生育期总耗水量,对土壤水消耗量则无显著影响。于播种期、拔节期和开花期补灌,冬小麦在底墒A条件下可获得较高的籽粒产量,但水分利用效率较低;在底墒B条件下籽粒产量和水分利用效率均较高;在底墒C条件下,仅于拔节期和开花期补灌即可获得高产和高水分利用效率,播种期和越冬期无需补灌。综上所述,播前底墒是实施冬小麦合理补灌的重要依据。

株行距配置对宽幅播种小麦产量形成的影响

为探明不同株行距配置对宽幅播种高产栽培下冬小麦产量形成调控的生理基础,选用高产冬小麦品种泰山28为材料,采用裂区设计,主区为种植密度(150×104、225×104和300×104株·hm^(-2)),副区为播种行距(25、20和15cm),研究了不同株行距配置下小麦干物质积累、转运及产量的影响。结果表明,在150×104株·hm^(-2)种植密度下,小麦干物质积累量均处于较低水平,产量亦较低;在种植密度225×104株·hm^(-2)配置20或25cm行距和种植密度300×104株·hm^(-2)配置25cm行距时,小麦干物质积累量和产量均达到较高水平。在种植密度225万株·hm^(-2)和行距20cm处理下,小麦开花前营养器官贮藏的同化物向籽粒的转运量、开花后光合产物在籽粒中的积累量及其对籽粒产量的贡献率均显著高于其他处理。泰山28在种植密度225×104株·hm^(-2)配置20或25cm行距和种植密度300×104株·hm^(-2)配置25cm行距下均可实现三者的协调,获得较高的产量。因此,合理的种植密度和行距配置是实现宽幅播种高产栽培小麦高产的重要技术途径。

拔节期补灌对两种土壤质地上冬小麦旗叶衰老特性和籽粒产量的影响

为明确不同质地土壤条件下,拔节期补灌对冬小麦旗叶衰老特性、光合速率、籽粒产量和水分利用效率的影响,2013—2014和2014—2015冬小麦生长季,在粉壤土和沙壤土地块进行补灌试验,以全生育期不灌水处理（D0）为对照,设4个灌水处理,分别是拔节期目标湿润层为0-10（D1）、0-20（D2）、0-30（D3）和0-40 cm（D4）,目标相对含水量均为100%,4个灌水处理开花期补灌水量均以0-20 cm土层相对含水量达100%为目标。结果显示,随目标湿润层深度增加,两种质地土壤地块小麦拔节期补灌水量均明显增加,开花期补灌水量变化较小。随拔节期灌水量的增大,开花后小麦旗叶可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、旗叶光合速率均呈升高趋势,丙二醛含量呈下降趋势;粉壤土条件下D3与D4无显著差异,沙壤土条件下D2、D3和D4处理间无显著差异。随着拔节期目标湿润层深度的增加,两种土壤质地的麦田耗水量和籽粒产量均呈增加趋势,D4与D3处理间籽粒产量无显著差异;而水分利用效率则呈先升后降趋势,D4显著低于D3或D2处理。在本试验条件下,根据某一深度土层土壤饱和水亏缺量进行补灌,无论是粉壤土还是沙壤土,拔节期均以补灌至0-30 cm土层相对含水量达100%为最佳,有利于延缓旗叶衰老,提高光合速率,并可获得较高的籽粒产量和水分利用效率。

微喷补灌对麦田土壤物理性状及冬小麦耗水和产量的影响

黄淮海麦区水资源短缺,探明畦灌和微喷补灌对麦田土壤物理性状及冬小麦耗水特性、产量和水分利用效率调节的差异,可为该地区冬小麦节水高产栽培提供理论和技术支持。2016-2018年冬小麦生长季,设置畦灌和微喷补灌两处理,研究其对麦田0~40 cm土层土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水率,及冬小麦各生育阶段棵间蒸发量、蒸腾量、籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明微喷补灌处理与畦灌处理相比,0~20 cm土层土壤容重降低,总孔隙度、毛管孔隙度和田间持水率增加;冬小麦返青后春季分蘖明显减少,返青至拔节期的棵间蒸发量和蒸腾量及全生育期总耗水量均显著减少;籽粒产量无明显变化,但水分利用效率显著提高,说明微喷补灌可以改善麦田土壤物理性状,优化冬小麦群体结构,通过减少棵间蒸发和植株无效蒸腾降低麦田耗水量,从而在维持高产水平的同时提高水分利用效率。

拔节后补灌对不同穗型冬小麦耗水和籽粒产量的影响

为探究拔节期和开花期不同补灌方案对不同穗型冬小麦耗水特性、籽粒产量和水分利用效率的影响,于2017-2019年在山东省泰安市以大穗型品种山农23和中多穗型品种山农29为试验材料,以拔节后无灌水(T1)为对照,设置拔节期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T2)、拔节期和开花期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T3)和拔节期补灌目标为0~40 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T4)3种补灌方案。结果表明,拔节后不同补灌方案对大穗型和多穗型小麦品种影响基本一致。与T1处理相比,T4处理显著提高了0~100 cm土层土壤相对含水率,使60~100 cm土层土壤相对含水率在开花期仍保持较高水平;T3处理显著提高了拔节期0~60 cm和开花期0~40 cm土层土壤相对含水率。与T3处理相比,T4处理的拔节至开花阶段耗水量增加了28.9%,其中对上层土壤总供水的表观消耗量增加了66.4%;T4处理在开花至成熟阶段对深层土壤总供水的表观消耗量增加了68.0%,对上层土壤总供水的表观消耗量降低了37.4%。在开花至成熟期降水较多(121.2 mm)的年份,T4处理的开花至成熟阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率和籽粒产量相对于T3处理均无显著变化,但总耗水量较高,水分利用效率显著降低;在开花至成熟期降水较少(45.2 mm)的年份,T4处理的开花至成熟期的阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率、籽粒产量和水分利用效率较T3处理均显著降低。因此,在小麦全生育期降水量为111.6~220.2 mm、开花后降水量为45.2~121.2 mm的条件下,大穗型和中多穗型小麦品种均以在拔节期和开花期将0~20 cm土层补灌至100%田间持水率的补灌方案最优,可同时实现高产和高水分利用效率。

微喷带补灌对冬小麦耗水特性和产量的影响

为给适于麦田精量灌溉的新型灌溉设施和方法的研发提供理论依据,于2011-2013年冬小麦生长季,选用高产冬小麦品种济麦22为材料,以全生育期不灌水处理和传统畦灌处理为对照,设置6个不同带宽（60、80、100mm）和孔径（1.0和0.8mm）配置的微喷带补灌处理,研究了微喷补灌对冬小麦耗水特性和产量的影响。结果表明,在60-100mm带宽范围内适当增大微喷带带宽,或在80mm带宽下增加内喷孔孔径均可显著提高灌溉水分布均匀系数。带宽80mm、内喷孔孔径1.0mm配置的微喷带灌溉处理（T80/1.0）下小麦拔节期至开花期对80-200cm土层贮水的消耗量低于其他处理,对0-40cm土层贮水的消耗量亦较低,其开花期补灌水量、全生育期总灌水量和总耗水量均低于其他微喷带灌溉处理。T80/1.0处理籽粒产量、水分利用效率及灌溉效益均显著高于带宽为60mm的处理及内喷孔孔径为0.8mm、带宽为80mm和100mm的处理;T80/1.0处理与传统畦灌处理相比,灌水均匀度和籽粒产量均无显著差异,但全生育期总灌水量减少33.2-70.8mm,总耗水量减少47.6-52.2mm,水分利用效率提高2.1-2.9kg·hm^-2·mm^-1。说明小麦生育中后期采用带宽80mm、内喷孔孔径1.0mm配置的微喷带进行按需补灌,有明显的节水高产效果。

底肥分层条施对冬小麦旗叶衰老和光合特性、籽粒产量和肥料利用率的影响

【目的】针对黄淮海地区冬小麦生产中肥料撒施或埋深过浅导致肥料利用率低的问题,探索水浇地麦田底肥施用方式对冬小麦籽粒产量和肥料利用率的影响,以期为该地区冬小麦高产和肥料的高效利用提供理论依据和技术支撑。【方法】于2016—2018年冬小麦生长季,在水浇地大田条件下,设置5种肥料施用方式:全生育期不施肥(T1);底肥单层条施于地表下8、16和24 cm土层深处(T2、T3和T4);底肥按1﹕2﹕3分为3份,分别条施于地表下8、16和24 cm土层深处(T5)。研究不同施肥方式对冬小麦旗叶衰老和光合特性、籽粒产量和肥料利用率的影响。【结果】随着底肥条施深度的增加,冬小麦花后旗叶超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、可溶性蛋白含量、最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)均提高,气孔导度(Gs)增大,净光合速率(Pn)提高,丙二醛(MDA)含量降低。底肥分层条施处理(T5)与底肥24 cm单层条施处理(T4)相比,开花后旗叶衰老、荧光和光合特性差异不明显,但籽粒产量和肥料农学效率显著提高,增幅分别为5.4%—6.5%和26.8%—72.9%,这与其在较高成穗数条件下仍保持较高的穗粒数和千粒重有关。【结论】水浇地麦田,底肥按1﹕2﹕3的比例分层条施可以在获得较高成穗数的基础上,延缓冬小麦旗叶衰老、改善旗叶光合能力,增加穗粒数、千粒重和籽粒产量,促进肥料高效利用。

小麦分蘖抑制基因的功能及其在群体调控中的应用前景

小麦分蘖的数量和质量是影响成穗数和籽粒产量的重要因素,探明小麦分蘖发生及其生长成穗的遗传调控机制与相关遗传因子,可为培育具有理想株型的高产品种、研发合理群体调控技术提供重要理论参考。本文综述了前人在分蘖抑制基因(tin)QTL定位分析、水分供应对该基因表达的影响,以及分蘖抑制基因对根、茎、叶和芽中物质分配的影响和其对小麦产量及构成因素的影响等方面的研究,分析了该基因可能的功能与作用机制。最后对小麦分蘖抑制基因的应用前景进行了总结,并对其在今后栽培和育种当中的研究方向提出了建议,旨在为该基因的广泛应用提供指导。