施肥对旱地农田生态系统冬小麦干物质积累的影响

研究了施肥对时地冬小麦总茎数、顺面积系数及干物质积累和经济产量的影响,并探讨了这些生长因素与经济产量之间的关系。结果表明,施肥使冬小麦分蘖增多,总茎数和每公顷成穗数增加;使各生育期叶面积系数及干物质积累量增大,特别使灌浆期保持较高数值。不同施肥水平下的物质积累过程均可用指数方程ｙ＝ａｅ＾ｂ／ｘ很好拟合,而且方程中的ａ值随施肥水平提高而增大,ｂ值基本。相关分析表明,冬前、灌浆阶段冬小麦生长状况对经济     

灌水沟微地形及断面形状变异性对灌水质量影响及敏感性分析

为研究沟灌受水界面的时空变异性对灌水质量的影响,本文通过田间试验测试了灌水前后沟底微地形及断面形状的变化情况,并对实测数据进行了计算分析。结果表明:随时间推移,在灌水等多因素的影响下,表征沟底微地形起伏状况的S_d值呈现减小趋势,平均由3.45降至1.17,变异性逐渐减小,变异系数平均由0.17降至0.09,沟底微地形逐渐趋于平整;表征沟断面形状变异情况的P_1值标准差及变异性呈现增加趋势,标准差平均由1.68增至1.95,变异系数平均由0.47增至0.53,但总体来说属弱变异性;随沟底相对高程及断面形状参数标准差的增加,灌水质量指标均呈现降低趋势;通过敏感性分析,两影响因素对灌水均匀度的影响大于灌水效率,平均敏感系数大9.46%和11.84%,且沟底微地形变异的影响大于沟断面形状变异。     

基于水量平衡原理的畦灌下渗水形状系数变化规律研究

以往水量平衡模型应用中,通常认为在同一次灌水过程中的下渗水形状系数为恒定值,使模型精度受到一定影响。基于此,本试验以水量平衡原理为基础,结合量纲分析,研究了畦灌过程中的下渗水形状系数变化规律并提出了估算其值的经验计算式。结果表明,同一次畦灌过程中下渗水形状系数并非恒定值,而是随灌水时间和水流推进距离等因素变化的。结合已有文献资料验证,结果表明采用水量平衡模型模拟畦灌水流运动过程,同时考虑动态的地表储水形状系数和下渗水形状系数取值,可有效提高模型的计算精度。同时也表明采用本文所建经验计算式估算畦灌下渗水形状系数值是可靠的。     

不同覆盖条件下冬小麦作物系数试验研究

试验共设置裸地(CK)、秸秆覆盖(JF)、地膜覆盖(DF)3个处理,基于冬小麦2013—2014年实测数据及气象数据,利用Penman-Monteith公式计算杨凌地区冬小麦全生育期内参考作物蒸发蒸腾量,利用农田水量平衡方程计算冬小麦全生育期实际作物蒸发蒸腾量,由此计算冬小麦各生育阶段的作物系数。结果表明:秸秆覆盖和地膜覆盖可以减少冬小麦全生育期的作物需水量,减少量分别为13.07 mm和17.86 mm;秸秆覆盖处理对水分比较敏感;作物系数在全生育期呈双峰变化,峰值出现在分蘖~越冬期和抽穗~灌浆期,其中CK为0.82和1.16,JF为0.89和1.05,DF为0.87和1.13;冬小麦作物系数与种植后天数和大于0℃积温呈现良好的四次多项式和二次多项式关系,其中JF与DF的相关系数均在0.88以上。     

株型对冬小麦冠层叶面积指数与植被指数关系的影响研究

利用PROSAIL模型和地面实测数据分别探讨了冠层株型特征对建立VIs-LAI拟合模型的影响,并基于Beer定律分析了消光系数KVI随株型的变化特征,其中共考虑了3种株型品种(披散型、中间型、紧凑型),VIs则选用了增强型植被指数(EVI)、归一化植被指数(NDVI)以及比值植被指数(RVI)。结果表明,不同VIs与LAI间的相关性程度会受到株型特征的影响,而同一株型内部VIs与LAI的相关性较混合株型好。不同植被指数比较,EVI-LAI相关关系受株型的影响较大,划分株型后其复相关系数R2可提高30%以上;而NDVI-LAI相关关系受株型的影响较小,并且这种影响仅在LAI<3时略有表现,可能与NDVI在较高LAI时的饱和有关;RVI-LAI相关关系对株型变化的反映则稍强于NDVI,且当株型趋于紧凑型时,其拟合模型有从指数型向直线型转化的趋势。此外消光系数KVI会随株型趋于紧凑而降低,3种植被指数的消光系数符合:KNDVI>KEVI>KRVI。     

冬小麦叶片叶绿素相对含量遥感估算模型研究

在分析前人对叶绿素含量监测方法不足的基础上，利用TM（Thematic Mapper）遥感影像探讨了估算冬小麦不同生育期叶片叶绿素相对含量的可行性。并基于遥感变量与地面实测叶绿素相对含量的相关关系分析结果，建立了冬小麦在拔节期和孕穗期叶片叶绿素相对含量的遥感定量估算模型，为利用遥感技术进行冬小麦的长势监测提供了依据。     

基于动态模拟的冬小麦水分胁迫敏感性研究

以关中平原为研究区域,在对农业技术转移决策支持系统(DSSAT)中的CERES-Wheat模型进行标定基础上,模拟冬小麦整个生育期以日为步长的实际蒸散量和潜在蒸散量,采用Jensen模型研究冬小麦不同生育时期对水分胁迫的敏感性。结果表明,无论旱作样点还是灌溉样点,冬小麦在同一生育时期对水分胁迫的敏感性相同,且拔节期的敏感性最强,抽穗~灌浆期次之,返青期和乳熟期依次递减。灌溉样点在拔节期和抽穗~灌浆期的水分胁迫敏感系数分别为0.589与0.342,对水分胁迫的敏感性相差较大,而旱作样点在两生育时期的水分胁迫敏感系数分别为0.405与0.383,对水分胁迫的敏感性相差较小,由于灌溉样点在拔节期发生水分胁迫现象可以通过及时灌溉以缓解缺水情况,因而会减弱其后抽穗~灌浆期的水分胁迫敏感性。根据水分胁迫敏感性,对不同生育时期缺水采取不同措施,较好地实现抗旱防旱资源的合理利用。     

不同氮水平下冬小麦农学参数与光谱植被指数的相关性

利用光谱仪通过大田试验测量不同氮素水平及不同生育期冬小麦冠层的光谱反射率,测算叶面积指数(LAI)、叶绿素含量(CHL)、叶绿素密度(CHL.D)、地上鲜生物量和地上干生物量等农学参数;在此基础上分析了不同氮素水平冬小麦生育期内的光谱植被指数的变化,并分析了农学参数与植被指数之间的相关性。结果表明:小麦叶面积指数、叶绿素密度与比值植被指数(RVI)和归一化差值植被指数(NDVI)在各生育期呈显著相关,小麦叶片的叶绿素含量与RVI、NDVI在抽穗期呈极显著相关,而地上鲜生物量、地上干生物量与RVI和NDVI从起身到孕穗期呈显著相关。     

宁夏南部山区冬小麦抗旱指标鉴定研究

为了更快速有效地利用现有资源,选育适宜宁南山区旱地种植的冬小麦新品种,本试验通过抗旱系数、主成分分析、相关分析及聚类分析等方法对8个品种12个性状进行研究。结果表明:8个品种根据抗旱系数不同,可分为抗旱性强、中、弱3个等级;12个性状的主要信息主要集中在4个主成分中,累积贡献率达93.40%,这4个主成分因子主要反映产量、抗旱系数、穗长、穗粒数、千粒重、单株粒重、株高、不实小穗数、颖花结实率9个性状。产量、穗下节长和株高与抗旱系数间为显著或极显著正相关。通过聚类分析将8个品种聚为3类,第一类包含3个品种,分别是Z0217-3,Z0231-3和对照中引6号,这三个品种的产量、抗旱系数、穗下节长、千粒重及株高等主要指标在第三类和第二类之间,但穗长、穗粒数及单株粒重在三类中平均值最低。第二类包含2个品种,分别是98-5808-1和Z0228-2-1,这两个品种的穗粒数、单株粒重和不实小穗数三个指标平均值最高,但产量、抗旱系数、穗下节长、千粒重等指标平均值最低。第三类包含3个品种,分别是Z0349-4,08AWS089和晋太0509,这三个品种平均产量高,抗旱系数高,平均穗长最大,平均穗下节长最长,平均结实小穗数最多,千粒重最大、株高最高。     

土壤干旱对冬小麦幼苗生长和叶片生理特性的影响

采用盆栽试验对不同土壤干旱下冬小麦幼苗生长和生理特性进行了初步研究。结果表明,幼苗株高、叶面积、叶干重、茎干重、根干重、总生物量、叶水势、叶片相对含水率均随土壤水分的减少而呈降低趋势;根冠比、叶片水分饱和亏、可溶性糖含量、脯氨酸含量、质膜透性、MDA含量以及叶片SOD、POD活性均呈增加趋势。这说明,在干旱胁迫下,冬小麦幼苗一方面通过改变生物量分配策略,较多地提高根比重,以利于根系吸水增加抗旱性;另一方面,通过改变叶片的生理特性以提高抗旱性。     

干旱条件下冬小麦籽粒灌浆期冠层叶片衰老特性研究

以冬小麦品种西农961、小偃6号、陕229为供试材料,研究了干旱条件下冬小麦不同品种冠层叶片衰老特性。试验结果表明,籽粒灌浆期冬小麦不同品种叶片衰老特性存在差异。与西农961和小偃6号相比较,陕229的叶绿素含量较高且降低趋势最缓慢;3个品种在开花后可溶性蛋白含量均呈现先升高后降低的趋势,在开花后第12 d达到最大值,其中陕229的可溶性蛋白质含量在灌浆中期降低速率较为缓慢;陕229的过氧化氢酶(CAT)活性在灌浆后期较高,降低速度慢,持续时间长;整个灌浆期间陕229的丙二醛含量最少,膜质过氧化程度最低,叶片衰老程度最慢。     

黄淮冬麦区小麦品质性状与产量性状的关系研究

以国家小麦区域试验参试品种为材料，研究了黄淮冬麦区小麦产量性状与品质性状的关系。研究表明：产量与容重、硬度、出粉率和面团流变学特性等品质性状无显著负相关性，因此，高产与上述品质性状可以较容易达到同步改良；产量与蛋白质含量和沉淀值多呈显著或极显著负相关性，提高产量可能会导致这些品质性状变劣，但在某些试验点和在某些品种中，它们无显著负相关性，甚至还表现出一定的正相关性；千粒重、穗粒数和穗粒重等产量性状与多数品质性状呈负相关，单株产量和单位面积穗数与多数品质性状呈正相关或极微弱的负相关，因此初步认为，在高产、优质育种中，侧重于单株产量和单位面积穗数的选择，有可能会协调高产与优质间的矛盾；面团流变学特性和产量性状间元显著矛盾性，较易同步改良。     

水分胁迫对抗旱性不同小麦品种叶片光合及根呼吸等生理特性的影响

以两个抗旱性不同的小麦品种西农1043、陕253为材料，采用盆栽与水培试验相结合的方式，研究水分亏缺对小麦不同生育期叶片光合及根呼吸速率等生理指标的影响。结果表明：相同水分处理下，抗旱品种西农1043与水分敏感品种陕253相比，具有较高的光合和根呼吸速率、以及相对较高的保护酶活性；水分胁迫下，两个小麦品种叶片光合和根呼吸速率及苗期叶保护酶活性均降低；两种水分处理下抗旱性强的西农1043根呼吸所占光合的比例相对高于陕253。     

不同水分处理下冬小麦冠层温度、叶片水势和水分利用效率的变化及相关关系

小区栽培冬小麦,设计5种程度的干旱胁迫,利用防雨棚分别控制土壤重量含水量为田间持水量的45%、55%、65%、70%、80%,观测不同水分处理下冬小麦冠层温度、叶片水势和水分利用效率的变化及相关关系。结果显示,随着含水量的增加,各处理的平均和最高冠层温度整体呈下降趋势,叶水势和蒸腾速率呈上升趋势,在小麦抽穗期干旱胁迫最严重处理表现出最大水分利用效率,开花期的水分利用效率较抽穗期整体下降了50.70%;相关分析表明,抽穗期小麦的冠层温度与空气饱和差极显著正相关(P<0.01),开花期的冠层温度和叶水势呈显著负相关(P<0.05),冠层温度和空气饱和差存在着极显著正相关,空气饱和差和蒸腾速率极显著负相关,冠层温度和水分利用效率有着显著的正相关性。综上所述,冠层温度在小麦抽穗和开花期完全可以作为作物水分状况的有效监测指标之一。     

Pathogenicity variation and DNA polymorphism of Bipolaris sorokiniana infecting winter wheat in the Huanghuai floodplain of China

Wheat root rot, caused by Bipolaris sorokiniana, has led to severe losses of wheat products worldwide. To evaluate the pathogenicity and genetic variation of B. sorokiniana, diseased wheat samples were collected from 97 locations in the Huanghuai floodplain of China in 2014 and 2015 for analysis. A total of 673 isolates were obtained, 262 of which were identified as B. sorokiniana. Pathogenicity analysis of the isolates revealed variation in pathogenicity, which was not directly correlated with geographic region. Large variations in pathogenicity were also found within geographic groups. To determine the genetic structure of the populations, PCR was performed with universal rice primers (URP). Cluster analysis based on amplification patterns showed that the classified groups were correlated with geographical regions. Thus, analysis of the genetic diversity of the population indicated a negative correlation with geographic origin, that is, the greater the distance between sites, the lower the genetic variation similarity coefficient. Identification of wheat germplasm resistance showed that resistant cultivars accounted for a low percentage, while susceptible and highly susceptible cultivars were in the majority. Overall, these results are meaningful for developing strategies to prevent and control wheat root rot.     

冬小麦叶片和冠层尺度的光合-蒸腾模拟

利用气孔导度-光合-蒸腾耦合模型(SMPT-SB),选取冬小麦关键生育期的典型日,模拟了冬小麦叶片和冠层尺度的光合与蒸腾速率日变化,并借助光合仪和涡度相关系统获得的观测数据进行了验证。研究结果表明：模型模拟的叶片和冠层尺度光合及蒸腾速率与实测值变化趋势具有较好的一致性,光合速率日均绝对误差不超过1μmol·m^-2·s^-1,蒸腾速率日均绝对误差不超过0.41 mmol·m^-2·s^-1;叶片尺度光合和蒸腾速率模拟值与实测值的决定系数R²均在0.90以上,冠层尺度也分别达到了0.96、0.88。此外,模型中水汽响应函数以f(D_s)=RH表示时,相对湿度(RH)变化较大会导致参数m值不能准确量化气孔导度(g_s)的变化,从而降低模拟效果;若分时期率定m值,会大幅提高模拟精度。该模型适用于冬小麦叶片及冠层尺度的土壤-植物-大气之间水碳交换的模拟。     

基于APSIM的旱地小麦叶面积指数模拟模型构建

为了解旱地小麦叶片生长规律,建立基于APSIM的小麦叶面积潜在生长率模型和叶面积水、氮协同生长率模型,并在田间试验修订参数的基础上,连接到APSIM平台,模拟小麦叶面积指数动态变化过程,采用相关性分析方法定量分析小麦叶面积指数的变化规律。结果表明：基于APSIM的小麦叶面积潜在生长率模型和叶面积水、氮协同生长率模型对旱地小麦生长指标LAI的模拟有较高精度。小麦全生育期内叶面积指数模拟值与实测值呈显著正相关,相关系数(R)为0.996,归一化均方根误差(NRMSE)范围在3.08%～9.38%,模型有效性指数(M_E)为0.594～0.956,均大于0.5。     

氮素水平和形态对小麦幼苗叶最小导度的影响

叶最小导度反映了叶片气孔关闭后残余蒸腾的大小,因而是植物抗旱性的一个重要方面。采用水培试验,研究了不同氮素浓度(低氮:2 mmol/L;高氮:15 mmol/L)和形态(硝态氮、铵态氮和硝酸铵)对小麦叶最小导度的影响,试图揭示氮素营养影响植物抗旱性的生理机制。结果表明:铵态氮和硝态氮处理高氮的叶最小导度低于低氮,但硝酸铵处理两个氮水平下的叶最小导度无差异;氮素形态对叶最小导度无显著影响。氮浓度对与叶最小导度有关的形态和生理特征无影响,氮素形态对比叶片重、绒毛密度、蜡质含量和蜡质晶体形态结构和气孔特性亦无显著影响,对叶含水量有显著影响,铵态氮处理叶含水量低于硝态氮和硝酸铵处理。相关分析表明,叶最小导度与比叶片重呈显著正相关。本研究结果说明比叶片重的差异是导致不同处理最小导度不同的重要原因,氮素形态并未通过影响叶最小导度而对植物的抗旱性产生影响。