科研产出
不同播种方式对冬小麦产量构成和旗叶光合特性的影响
《中国农学通报 》 2024 CSCD
摘要：探究不同播种方式对冬小麦光合特性以及籽粒产量的影响,为进一步提高冬小麦产量提供理论依据.以'济麦44'为试验材料,于2018-2019年和2019-2020年在潍坊市农业科学院昌邑试验农场和山东省泰安市岱岳区岳洋专业合作社进行,在大田条件下设置了 4种播种方式:冬小麦精播半精播(PS)、冬小麦宽幅精播(WPS)、冬小麦苗带少耕播种(LTS)和冬小麦耙压一体单粒匀播(SUS).分别于小麦苗期、返青期、拔节期、灌浆期和成熟期测定不同播种方式下冬小麦分蘖成穗率、叶片SPAD值、叶面积指数、净光合速率、有效光强辐射以及产量,并分析不同播种方式下,冬小麦种群结构和生理特性之间的差异.试验表明,2年2点SUS平均分蘖成穗率相较于PS、WPS和LTS分别提高了 14.94%、29.37%和15.03%;旗叶叶绿素含量于扬花期和灌浆中期分别提高了 7.54%、7.06%、5.79%和8.30%、8.15%、5.50%;叶面积指数于扬花期分别提高了 13.8%、8.88%和6.32%;旗叶净光合速率于扬花期分别提高了 13.15%、11.50%和12.23%;冠层光合有效辐射量于扬花期分别提高了 17.10%、18.96%和10.73%;产量方面,SUS相较于其他3种播种方式,2年2点穗数、千粒重和产量分别增加了 5.17%~8.93%、5.33%~9.52%和6.11%~14.86%.综合来看,SUS相较于PS、WPS和LTS可显著提升小麦的分蘖成穗率和旗叶光合特性,并最终通过穗数和千粒重的增加,实现了籽粒产量的增加.冬小麦耙压一体单粒匀播方式(SUS)可显著改善冬小麦的光合能力,增加冠层截获的有效光辐射量,是实现冬小麦高产较合理的播种模式.
关键词： 冬小麦 播种方式 耙压一体单粒匀播 光合特性 产量
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不同高低畦种植模式对冬小麦干物质积累和产量的影响
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：为明确黄淮海流域不同种植模式下冬小麦产量、干物质积累、分配和转运的响应及其生理机制，筛选适宜的种植模式以实现小麦高产稳产。于2020—2022年冬小麦生长季，采用衡观35小麦品种为材料，设置小畦平作(SFP)、两高四低(THFLP)、四高两低(FHTLP)3种种植模式，分析不同种植模式下产量、干物质积累量、干物质转运量和叶面积指数等指标差异，并对其进行相关性分析。结果表明，THFLP处理下小麦产量、穗数和成熟期干物质积累量均最高，较SFP和FHTLP,2020—2021年产量分别提高23.65%、13.20%,穗数分别提高34.78%、18.83%,成熟期干物质总积累量分别提高45.89%、14.66%,叶面积指数分别提高66.69%、16.94%;2021—2022年产量分别提高24.21%、10.13%,穗数分别提高38.55%、21.38%,成熟期干物质总积累量分别提高47.57%、13.64%,叶面积指数分别提高75.30%、14.74%。3种种植模式花后干物质同化量对籽粒贡献率均高于花前营养器官转运量对籽粒贡献率，且2年花后干物质同化量对籽粒贡献率均以THFLP最高，与SFP、 FHTLP的差异均达到显著水平。综上，THFLP通过合理调整农田微地形优化小麦群体结构，达到增大种植密度、叶面积指数和加强花后干物质同化量的目的，以提高小麦干物质积累量，最终显著提高小麦产量，是井灌区较为理想的高产栽培模式。
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基于Sentinel-2影像的冬小麦种植面积早期提取研究
《中国农业信息 》 2024
摘要：【目的】文章旨在探讨基于高分辨率多光谱遥感影像进行冬小麦种植面积早期快速提取、冬小麦空间分布情况快速制图与精度验证的方法，为山东省冬小麦高产、优质种植和农艺肥水的处方决策提供全局性信息。【方法】（1）对Sentinel-2遥感影像数据进行预处理，然后采用历史种植分布数据自动提取与人工选取相结合方式构建冬小麦识别样本库，将样本分为小麦、林地、水体、建筑和道路及其他作物五大类；（2）采用随机森林算法计算机自动分类与影像人工解译相结合的方式，提取研究区冬小麦种植面积，绘制冬小麦种植空间分布图，并进行精度验证。【结果】（1）解译得到研究区冬小麦种植面积为54.41万hm~2，冬小麦种植面积的总体分布精度为97.05%,kappa系数为0.94，解译效果良好；（2）该文提出的方法可实现冬小麦种植面积高精度提取以及快速制图。【结论】早期精准掌握冬小麦种植面积及空间分布信息，能够为地方政府和农业部门指导农事活动提供科学依据。
关键词： Sentinel-2 冬小麦 种植面积 快速提取
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施氮量对花后高温胁迫下冬小麦籽粒淀粉合成的影响
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探明氮肥对花后高温胁迫下小麦籽粒淀粉合成的响应机制,明确氮肥缓解高温胁迫危害的生理机理及适宜运筹措施,本研究于2018-2019年和2019-2020年在山东济南、济阳试验基地进行,以不同耐热性小麦品种济麦44(耐热型)和新麦26(敏感型)为材料,设2个温度水平(对照:CK;花后10~16 d高温:H)和3个施氮量(N1:180 kg hm-2;N2:240 kg hm-2;N3:300 kg hm-2),研究了施氮量对花后高温胁迫后粒重、灌浆特性、蔗糖与淀粉合成及其相关酶活性影响.结果表明,花后高温显著缩短2个品种各施氮处理的灌浆天数,显著降低了籽粒最大灌浆速率、支链淀粉含量、总淀粉含量及支/直比值.花后高温胁迫下,与180 kg hm-2和300 kg hm-2处理相比,240 kg hm-2处理2个品种旗叶中蔗糖含量最高;同时籽粒中直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量和粒重最高;籽粒中蔗糖合成酶分解方向(SS-I)活性、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性和淀粉分支酶(SBE)活性最高.花后高温胁迫和240 kg hm-2施氮量处理下,济麦44旗叶中蔗糖合成酶合成方向(SS-II)和籽粒中蔗糖合成酶分解方向(SS-I)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)活性均显著高于新麦26;济麦44旗叶中蔗糖含量、籽粒中淀粉含量和粒重显著高于新麦26.研究表明耐热性不同品种在适宜施氮量(240 kg hm-2)下能保持高温胁迫后较高的旗叶合成蔗糖能力和籽粒分解蔗糖能力,维持高温胁迫下籽粒较高的淀粉合成底物供给能力,适宜施氮量可以缓解高温胁迫对籽粒淀粉合成的抑制作用.合理施氮和选择耐热性强的品种是提高冬小麦花后高温胁迫后籽粒淀粉含量和缓解高温胁迫危害的一项应对措施.
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灌水量对不同需水型冬小麦产量建成及水分利用效率的影响
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：为明确灌水量对不同需水型冬小麦产量建成及水分利用特征的影响,以协同提升黄淮海平原冬小麦产量和水分利用效率(WUE),本试验以高肥水冬小麦品种济麦 22 和耐旱冬小麦品种山农 25 为材料,研究不同灌水处理(W0:全生育期不灌水;W1:拔节期和开花期分别灌水 60 mm;W2:越冬期、返青期、拔节期和开花期分别灌水60 mm)对不同需水型冬小麦干物质积累、灌浆特性、光合特性、产量及水分利用效率的影响,分析不同灌水量与品种间的互作效应.结果表明,适宜灌水量可显著提高不同需水型冬小麦品种的旗叶净光合速率(Pn)、籽粒灌浆活跃期(P)和平均灌浆速率(V),进而提高产量.济麦 22 在W2 处理下两年平均产量比W0 和W1 处理分别显著提高 32.70%和 9.03%;山农 25 在W1 处理下两年平均产量比W0 处理显著提高23.70%,与W2 处理无显著差异.W1 处理下,济麦 22 和山农 25 两年度平均水分利用效率分别比W2 处理显著增加 17.97%和 39.84%.互作效应分析表明,品种和灌水量的交互作用对冬小麦产量建成和水分利用效率影响显著.综上,灌水量、品种及其互作效应通过增加穗数、延长籽粒灌浆活跃期和提高平均灌浆速率来提高冬小麦产量和水分利用效率,优化灌水量与品种匹配可实现冬小麦产量与水分利用效率的协同提升.
关键词： 冬小麦 灌水量 品种 灌浆特性 产量 水分利用效率
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高低畦种植模式下水氮耦合对冬小麦产量和水氮利用效率的影响
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：高低畦种植是在生产实践中摸索出的一套节水增产的冬小麦种植模式，尽管已被山东省列为农业主推技术，但由于建立时间尚短，其背后机理研究仍较薄弱，很大程度上制约了该模式的完善与推广应用。为探索高低畦冬小麦最佳的水氮管理制度，于2020—2022年开展田间试验，设置3个灌水定额（W1:120 mm、W2:90 mm、W3:60 mm）和3个施氮水平（N1:300 kg/hm~2、N2:240 kg/hm~2、N3:180 kg/hm~2），以水氮充足的平作种植为对照（CK，灌水定额120 mm，施氮量300 kg/hm~2），测定了不同生育期土壤含水率、成熟期地上部生物量和产量，并计算了麦田耗水量、水分利用效率、氮肥偏生产力和净利润等指标。结果表明：1)与平作种植相比，高低畦种植的麦田耗水量无明显差异，但冬小麦产量、水分利用效率、氮肥偏生产力和净利润分别提高14.8%～17.6%、15.9%～16.9%、14.8%～17.6%和58.9%～112.6%，说明高低畦种植模式具有增产与节水有机统一的良好潜力。2)灌水水平和施氮水平均对高低畦种植麦田耗水量产生极显著影响（P＜0.01）；高低畦种植模式的产量、地上部生物量、水分利用效率、氮肥偏生产力和净利润的水氮耦合效应明显；W2N2与W1N1产量差异不显著（P＞0.05），而水分利用效率和氮肥偏生产力也显著增加（P＜0.05）；说明适量节水减氮不会显著降低产量，且可获得较高的水分利用效率和氮肥偏生产力。二元二次回归分析得出，当耗水量为536.3～559.4 mm（灌水定额为99.2～115.4 mm），施氮量246.5～299.4 kg/hm~2时，可以使高低畦种植模式冬小麦产量、水分利用效率和净利润的综合效益最大化。研究为冬小麦高低畦种植模式下水氮优化管理策略的构建提供理论依据和技术支撑。
关键词： 灌溉 氮肥 冬小麦 高低畦种植 产量 水分利用效率 经济效益
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山东省冬小麦产量差与氮肥利用效率差形成机理解析
《中国农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]量化山东省冬小麦产量差及氮肥利用效率差,分析产量差和效率差之间的关系,明确环境、栽培条件及生理因素对产量差的贡献,探讨协同缩差增效的可能途径,为冬小麦产量差缩减和资源利用效率提升提供理论依据.[方法]本试验于2016-2020年在山东济宁、德州、烟台和淄博4市进行,综合肥料投入、播种密度和灌溉水平等管理措施,设置了超高产水平(SH)、高产高效水平(HH)、农户水平(FP)和基础产量水平(ISP)4种模式,定量分析不同产量水平冬小麦产量差和氮肥利用效率差,分析产量差和效率差之间关系,讨论产量差和效率差形成的影响因素及缩差增效的可能途径.[结果]当前山东冬小麦高产纪录与SH、SH与HH、HH与FP以及FP与ISP之间的产量差分别为2 729.1、674.3、1 042.9和4 349.8 kg-hm!,SH与HH、HH与FP之间的氮肥偏生产力差分别为-13.54和15.67 kg-kg1;产量和氮肥偏生产力之间存在着二次抛物线关系.当前降水、光温等不可控因素和肥水投入等可控因素对产量差的贡献率分别为31.16%和68.84%.结果显示,平均叶面积指数(MLAI)、平均净同化率(MNAR)、单位面积穗数(EN)和粒重(GW)差与SH和HH之间的产量差呈显著正相关关系;而收获指数(HI)、穗粒数(GN)和粒重(GW)差与HH和FP之间的产量差呈显著正相关.SH和HH处理较FP处理有更高的地上部生物量、单株分蘖数以及分蘖成穗率.[结论]当前山东省冬小麦农户产量只实现了最高纪录产量的64.34%,通过优化水肥投入量、提高追肥比例、增施有机肥和锌肥等栽培措施可使冬小麦产量差缩减23.46%,氮肥偏生产力提高56.99%.花后物质生产能力仍然是小麦产量提升的限制因素,在保证花后光合同化的同时,提高花前物质的再转运以提高收获指数是农户模式向高产高效发展的有效途径.
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不同类型控释氮肥对冬小麦群体结构、产量和氮效率的影响
《山东农业科学 》 2022
摘要：为探明不同类型控释氮肥在冬小麦上的节肥增产效果，采用田间大区试验法，设置不施氮（CK）、普通氮肥优化施用（OPT）和5个不同类型控释氮肥（编号A～E）共7个处理，研究不同类型控释氮肥对冬小麦群体结构、花后干物质累积、产量和氮效率等的影响。结果表明：（1）施用控释氮肥可以显著增加公顷穗数，控释氮肥各处理较OPT处理增加7.5%～10.4%,但对穗粒数无显著影响。控释氮肥B处理千粒重最高，与控释氮肥C、D、E处理差异显著。（2）施用控释氮肥可以促进小麦冬前分蘖和春季分蘖，增加有效分蘖数，其中控释氮肥A处理冬前分蘖数和分蘖成穗率最高，C、D、E处理春季最大分蘖数和单株分蘖数显著高于其他处理。（3）控释氮肥A、B、D、E处理显著提高花后同化物向籽粒输入比例，增加籽粒干物质积累量，与OPT处理相比，花后同化物输入量提高6.9%～13.3%,控释氮肥C对花前花后干物质的运移无显著影响。（4）控释氮肥B处理小麦产量最高，显著高于其他处理，较OPT增产7.1%;其他控释氮肥处理小麦产量稳定，与OPT无显著差异。（5）与OPT相比，控释氮肥各处理氮肥利用率提高31.9%～89.0%,土壤氮素依存率降低4.6%～12.1%。本试验条件下，控释氮肥B处理节肥增产效果较好，是比较适合本地区冬小麦一次性施用的控释氮肥类型。
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微喷灌条件下减量施氮对冬小麦光合特性和产量的影响
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：为明确微喷灌条件下冬小麦光合特性和籽粒产量对减量施氮的响应机制,本试验于2019—2021年两个冬小麦生长季以济麦22为供试品种,设置240、216、192、0 kg/hm2共4个施氮(N)量处理,分别对应当地农民常规施氮量(N240)、常规施氮量减氮10%(N216)、常规施氮量减氮20%(N192)和对照(N0),研究不同处理对冬小麦花后旗叶净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、瞬时叶片水分利用效率(LWUE)、叶绿素相对含量(SPAD值)和籽粒产量及其构成因素的影响.结果表明:①N216处理花后20天旗叶Pn、LWUE和SPAD值最高,Ci最低,其Tr和Gs均显著高于N0和N192处理.②N192处理花后10天、20天旗叶Pn、Tr、Gs和SPAD值均显著低于N240和N216处理,表明常规施氮量减氮20%对济麦22灌浆阶段的光合特性具有不利影响.③N216处理的穗粒数和千粒重均显著高于N240,籽粒产量在两个生长季分别为8765.42、8910.28 kg/hm2,其与N240处理均显著高于其它处理.本试验条件下,常规施氮量减氮10%有利于济麦22在灌浆中后期保持较高的光合能力,提高穗粒数和千粒重,促进高产高效.
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不同密度对适期晚播冬小麦产量形成与茎秆抗倒性能的影响
《山东农业科学 》 2022 北大核心
摘要：为明确不同密度对晚播冬小麦产量形成和茎秆抗倒性能的影响，并为小麦高产稳产和抗逆应变栽培提供参考依据，本试验以济麦22为材料，设225、300、375、450、525万/hm2基本苗5个种植密度，研究晚播条件下不同密度对冬小麦的群体变化、干物质分配、穗部性状、产量构成及茎秆重心高度、机械强度及抗倒指数的影响，并分析产量形成与抗倒性能的相关性。结果表明：晚播条件下，冬小麦籽粒产量随种植密度的增加呈先升高后降低趋势，基本苗300万/hm2处理产量最高，但与基本苗225万/hm2和375万/hm2差异不显著；冬小麦群体、穗长、不孕小穗数、株高及重心高随种植密度的增加呈增加趋势，成穗率、总小穗数、结实率、千粒重、穗粒数、茎秆机械强度及抗倒指数则随种植密度的增加而降低。不同密度处理冬小麦产量相关参数与茎秆抗倒性能的相关性分析发现，茎秆的重心高与成穗率、产量、千粒重及穗粒数均呈极显著负相关，与公顷穗数呈极显著正相关；茎秆机械强度及抗倒指数与成穗率、产量、千粒重及穗粒数呈显著或极显著正相关，与重心高及公顷穗数极显著负相关。由此可见，本试验条件下，冬小麦随着种植密度的增加表现出株高、穗长增加而穗粒数减少和茎弱、易倒的特点，晚播条件下该区域选择基本苗225～300万/hm2可有效降低冬小麦倒伏风险，促进抗逆稳产高产。
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