河南强筋小麦种植品质达标的关键气象因子分析

为提高优质小麦气象服务针对性,根据2017-2019年河南省72个县(区)6个强筋、中强筋小麦品种的287份小麦样品品质测定资料、对应气象因子和小麦发育期观测资料,利用Pearson相关分析、LSD多重比较和敏感系数等方法,明确了影响河南省强筋小麦种植品质的关键气象因子。结果表明：除豫南南部和豫西地区外,河南省大部分地区适宜发展优质强筋小麦。硬度指数、粗蛋白质等6项品质指标不同程度受拔节后气象条件影响,其中拔节-抽穗期和成熟-收获期的气温和日照时数对大部分品质指标影响显著,开花-灌浆期气温和日照时数主要影响硬度指数、沉淀值和吸水量,成熟-收获期降水量对面粉吸水量有负影响。比较敏感系数SV₍(i))的绝对值,沉淀值对拔节-抽穗期平均最高气温最敏感,SV₍(i))达0.7954。不同生育期影响强筋小麦种植品质达标的关键气象因子分别为：拔节-抽穗期平均最高气温、空气相对湿度和日照时数,开花-灌浆期空气相对湿度,以及成熟-收获期平均气温。研究结果说明影响河南省强筋小麦种植品质最重要的气象因子为气温。     

水分胁迫对冬小麦氮素营养效率的影响

试验研究盆栽控制水分条件下冬小麦不同生育期水分胁迫对其N素营养的效应结果表明,小麦生育期水分胁迫影响其N素的吸收、运转及产量,其影响程度依次为拔节～抽穗期＞抽穗～灌浆初期＞灌浆初期～成熟期＞返青～拔节期,拔节～抽穗期水分胁迫极显著地降低冬小麦的N素营养效率.     

调亏灌溉对冬小麦产量和品质及其关系的调控效应

在大型启闭式防雨棚条件下,采用筒栽土培法,以专用型冬小麦(Triticum aestivum L.)为试验材料,就调亏灌溉(regulated deficit irrigation,RDI)对冬小麦籽粒产量和品质性状及其关系的影响进行了试验研究,旨在寻求适宜的水分调亏阶段(时期)和调节亏水度,为建立节水高产优质冬小麦RDI模式与指标提供技术参数。筒栽试验采用二因素(水分调亏阶段和调节亏水度)随机区组设计,冬小麦设置3个水分调亏阶段:返青-拔节(I)、拔节-抽穗(II)、抽穗-成熟(III);每个调亏阶段设置3个水分调亏程度:轻度调亏(L)、中度调亏(M)和重度调亏(S),土壤相对含水率(绝对含水率占田间最大持水率的百分数)分别为60%~65%,50%~55%,40%~45%。结果表明:小麦籽粒蛋白质含量与土壤含水量并非总是呈负相关关系,不同生育阶段控水对蛋白质含量的影响存在明显差异性,小麦蛋白质含量仅与拔节-抽穗期土壤相对含水量呈负相关关系。在小麦拔节以前施加轻度(60%~65%)或中度(50%~55%)水分调亏,籽粒产量、蛋白质产量和氨基酸产量等不会显著降低,甚或略有增产,重度(40%~45%)调亏会导致显著减产;拔节-抽穗期,即使是轻度调亏也会导致显著减产;灌浆期轻度调亏不会导致籽粒和蛋白质产量显著减少,而氨基酸产量略有增加,并且节水效果显著。小麦籽粒产量与蛋白质含量并非总是存在显著的负相关性,在一定条件下可以减弱或改变这种关系;小麦籽粒产量与品质性状间的关系在不同阶段RDI条件下存在显著差异性。据此认为,高产与优质的矛盾并非不可协调,初步证实了RDI提高小麦籽粒品质效应的真实存在和在小麦生产中"以水调质"的可行性。     

不同降水年型下播期对晋南旱地小麦产量和水分利用率的影响

根据近54年来山西省临汾市逐日降水量,将7个试验年份分为丰水年型、平水年型和枯水年型,研究了不同年型不同播期对旱地小麦关键生育期持续时间、降水、积温、日照时数、小麦产量及籽粒水分利用效率的影响,并进行相关、多元回归和通径分析,为旱地小麦稳产高产提供理论依据和技术支撑。结果表明,播期对小麦生育期持续时间的影响主要表现在苗期、分蘖期和起身拔节期,而对抽穗期和成熟期影响最多仅相差1 d。旱地小麦全生育期持续时间与积温显著正相关。降水年型显著影响旱地小麦产量及其构成因素,相同降水年型下降水分布不同小麦产量也有较大差异,丰水年型旱地小麦产量较平水年型和枯水年型分别提高100.0%和135.9%。籽粒水分利用率为丰水年型枯水年型平水年型,丰水年型和枯水年型下,籽粒水分利用率随播期推迟而升高,平水年型下,籽粒水分利用率随播期推迟先升高后降低。在拔节—抽穗期,小麦产量与积温显著负相关,与日照时数极显著负相关,与降水量极显著正相关;在抽穗—成熟期,产量与积温、日照时数均呈极显著正相关。年降水量及其分布是影响旱地小麦稳产高产的关键,丰水年型适播期在10月4日左右,产量构成因素协调,可获得高产,同时生育期耗水量最少,水分利用率较高;平水年型和枯水年型适播期应在9月28日左右,产量最高,水分利用率也较高。随播期推迟,应适当加大播量。     

灌水控制下限对冬小麦产量和品质的影响

为制定冬小麦的优质高效灌溉指标,通过3个生长季（2005－2008年）的人工控水试验,研究了不同灌水控制下限对冬小麦生长、产量和品质的影响。结果表明,与对照相比,播种—拔节前期水分胁迫对冬小麦生长、产量及品质的负面影响不明显,且可节水11.68%～18.18%,水分利用效率提高8.33%～12.5%;拔节—抽穗前期水分胁迫对冬小麦生长的抑制作用最明显,使籽粒出粉率、蛋白质质量分数显著降低,面团形成时间和稳定时间显著缩短,产量降低6.56%～9.08%,但可节水24.29%～31.95%,水分利用效率提高6.19%～10.63%;抽穗扬花期水分胁迫对冬小麦生长没有明显影响,虽显著提高了籽粒蛋白质、湿面筋、氨基酸质量分数和出粉率,但减产9.96%～11.35%,水分利用效率仅提高了4.12%～5.62%;灌浆成熟期水分胁迫对冬小麦生长影响最小,籽粒蛋白质、湿面筋、氨基酸质量分数和出粉率均显著提高,但大幅度降低了产量,水分利用效率只提高了1.03%～5.95%。华北地区冬小麦优质高效节水灌溉指标是：播种—拔节前期、拔节—抽穗前期、抽穗扬花期和灌浆成熟期的灌水控制下限分别为50%、65%、70%和65%田间持水率。     

土下覆膜与适宜灌水提高冬小麦水分利用率

为缓解河北平原区水资源匮乏与小麦生产水分高耗的特征性矛盾,该文采用大田试验方法,设置土下微膜覆盖结合拔节期灌水75 mm、抽穗期灌水75 mm、灌浆期灌水75 mm、雨养,露地条件下雨养和常规生产(CK)共6个处理,定位研究了连续3个生长季的土下微膜覆盖与不同时期灌水对冬小麦用水与产量形成的效果。结果表明,采用土下微膜覆盖种植小麦,基本苗数和有效穗数较CK分别降低了8.6%~12.0%和7.4%~11.7%,拔节至抽穗期75 mm灌水保证了覆盖下小麦生物产量形成及穗粒数、粒重的提高。土下微膜覆盖并适时灌水75 mm,开花后营养器官干物质向籽粒转运量比CK提高37.2%~57.3%,对籽粒贡献率提高4.7%~10.1%。土下微膜覆盖结合抽穗前一次灌水,全生育期田间耗水减少99.9~118.9 mm,用占CK 3/4的耗水量生产了与其相当的籽粒产量,水分利用效率提高26.1%~34.5%。回归分析表明,土下微膜覆盖下拔节-抽穗田间耗水118 mm可获得最高的生物产量,抽穗-灌浆耗水78 mm可获得15个以上的结实小穗数和灌浆期不小于5的叶面积指数,从而籽粒产量得以有效维持。2 m土体贮水随小麦生育进程和种植年限的推进而呈现亏损态势,而且趋近地表土壤水分亏损就越多。从第2季开始,持续干旱导致覆盖下灌浆期灌水对提高产量已不具有作用,反而增加耗水,灌溉时间前移可增加产量并提高水分利用效率。播种时土壤贮水较上季小麦收获时大幅增加,播种-拔节期间土壤贮水保蓄是小麦节水生产的关键,土下微膜覆盖则可实现麦田土壤贮水的秋冬保蓄、春季供应的跨季节调用。在河北省小麦产区,土下微膜覆盖结合春季适时少量灌水是有效降低小麦耗水、提高水分利用效率和维持小麦产量的新型种植方法。     

川南冬水田杂交中稻品种与气候互作对稻米品质的影响

为了改善大面积生产的水稻稻米品质,2015年和2016年以杂交中稻优质稻品种‘旌优127’、高产品种‘Ⅱ优602’为材料,通过分期播种并设置高氮低密与低氮高密两种栽培方式,研究了杂交中稻品种、气候及栽培方式互作对稻米品质的影响。结果表明,随着播种期推迟,整精米率、长宽比呈升高趋势,垩白度、胶稠度呈下降趋势,垩白粒率则呈"V"字型变化;高氮低密与低氮高密两个栽培方式间稻米品质差异不显著,栽培方式与年度、品种、播种期对稻米品质的互作效应均不显著;整精米率、垩白度、垩白粒率、长宽比同时受年度、播种期和品种的互作效应显著,胶稠度在年度和品种间互作效应显著,直链淀粉含量在播种期和品种间互作效应显著。对稻米品质影响程度的降序排列是品种、气候、栽培方式。有利于提高稻米品质的气象条件为:播种—移栽相对湿度小、日平均气温高,移栽—拔节期日平均气温低、日照时数少,拔节—齐穗期日最高气温低、日最低气温高、日均相对湿度低,齐穗—成熟期日照时数少。水稻抽穗前的气象因子通过改变穗粒结构而间接影响米质,抽穗后温度升高引起籽粒灌浆速度加快致稻米品质下降。     

河西绿洲灌区春小麦调亏灌溉试验研究

试验对北方干旱内陆河流域(张掖)春小麦调亏灌溉进行研究,设计了8个不同土壤水分亏缺处理,以探索调亏灌溉对该区春小麦耗水特征、地上部生物量、收获指数、供水效率等指标的影响.结果表明:在调亏灌溉条件下,不同水分调亏处理、不同产量水平下春小麦0～120 cm土层阶段耗水量和日耗水强度差异较小,小麦耗水模系数全生育期变化趋势也较为一致,且在播种～分蘖期和分蘖～拔节期最小,而拔节～孕穗期和抽穗～灌浆期最大;与未调亏的对照(全生育期充分供水,FFF)相比,干旱环境下调亏灌溉能显著提高春小麦地上部生物量和供水效率,而收获指数除2004年LLM(拔节、孕穗和抽穗轻度水分亏缺而灌浆～生理成熟中度亏缺)和MFL(拔节中度水分亏缺、孕穗和抽穗充分供水而灌浆～生理成熟轻度亏缺)调亏处理与未调亏的对照无显著差异外,其他调亏处理收获指数均比对照显著降低.小麦地上部生物量和供水效率分析表明,全生育期最优水分调亏模式为HFF(拔节重度水分亏缺、孕穗和抽穗及灌浆～生理成熟充分供水)处理,即春小麦孕穗和抽穗期及灌浆～生理成熟期均高水分处理(65%～70%田间持水量)而拔节期重度水分调亏(45%～50%田间持水量),灌溉定额为440 mm左右(包括晚秋季储水灌100 mm).     

拔节后水分调控对矮抗58氮素吸收利用特性和蛋白质产量的影响

为探讨拔节后不同水分调控下冬小麦氮素利用特性和蛋白质产量的变化规律,2013-2015年,防雨棚下以矮抗58为材料,在保证足墒播种、安全越冬的基础上,研究了拔节至成熟期持续干旱(W1)、拔节至孕穗期供水适宜+开花至成熟期干旱(W2)和拔节至成熟期供水适宜(W3)3个水分处理下冬小麦氮素积累转运特性、利用效率、籽粒产量和蛋白质产量的差异。结果表明,拔节后水分调控显著影响矮抗58氮素积累、转运、利用特性和籽粒氮素的累积,且2个生长季规律相似。在平均值方面,拔节至孕穗期供水适宜能显著提高矮抗58成熟期地上部氮素积累量、花后氮素积累量及其对籽粒氮素的贡献率。W2花前贮藏氮素转运量及其转运率较W1和W3分别提高12.0%和21.9%、2.6%和21.6%,且提高了成熟期籽粒氮素积累量和氮素在籽粒中的分配比例。W2氮素吸收效率、籽粒产量和蛋白质产量分别比W1提高了19.2%、21.9%和16.9%;W2蛋白质产量较W3提高了3.1%。综合考虑蛋白质含量、籽粒产量和蛋白质产量,拔节至孕穗期土壤含水量为田间最大持水量的70%~80%,开花期至成熟期为45%~55%,是矮抗58兼顾节水、高产、高效、优质的最优水分管理模式。本研究结果为以提高小麦籽粒蛋白质产量为目标的水分管理优化提供了理论依据。     

不同基因型冬小麦冠层温度与产量和水分利用效率的关系

通过研究水分利用效率和产量之间的相关性,证明冠层温度在筛选小麦品种(系)时也是一个重要的指标。利用红外测温仪,于2006-2007年在甘肃陇东旱原研究了来自中国北方和美国的40个小麦品种(系)不同生育时期冠层温度的差异及其与产量、水分利用效率的关系。结果表明,不同基因型小麦在籽粒灌浆结实期存在着冠层温度高度分异现象,其分异程度随生育期的推后明显加大,到灌浆中后期达到最大。无论拔节期、灌浆初期还是中后期,旱地冬小麦产量、水分利用效率与冠层温度均呈极显著的负相关,并且随着生育期推移,相关性增大。灌浆中期以后不同基因型小麦冠层温度保持较高的一致性,冠层温度偏低的品种具有较高的产量和水分利用效率。灌浆中后期的冠层温度在评价小麦产量和水分利用效率上具有较高的可靠性,可作为田间选择的一个指标应用。     

气象要素对陇东塬区玉米产量影响的通径分析

采用通径分析方法分析了陇东塬区玉米产量构成因素中单株籽粒重、百粒重、果穗长、双穗率与光、热、水三要素的关系。结果表明：单株籽粒重和果穗长共同对产量的贡献最大,决定系数为0.3052;其次是单株籽粒重,决定系数为0.2538;果穗长位居第三,决定系数为0.2114。不同发育期各气象因子对单株籽粒重和果穗长影响不同,降水和平均气温在抽雄以前对果穗长和单株籽粒重贡献的直接效应最大;≥10℃积温在播种-拔节期通过平均气温和日照时数对果穗长的贡献以间接效应为主,在拔节-抽雄期对果穗长和单株籽粒重贡献以直接效应为主;日照时数在播种-拔节期对果穗长的影响以直接效应为主,在拔节-抽雄期对果穗长和单株籽粒重的贡献以间接效应为主;抽雄-成熟期各气象要素对果穗长和单株籽粒重影响较小。气象因子对产量构成因素影响主要是在苗期和穗期,灌浆期对其影响明显下降,因此重视田间管理和合理密植等非气象因子也是获取高产的关键。     

水稻不同生育期温光条件对籽粒充实和米质的影响

水稻分期播种是研究水稻品种温光特性比较便捷的途径,在水稻生产上已经被广泛应用。本试验以协优9308和秀水110为材料,利用分期播种试验分析水稻不同生育阶段的温光条件与籽粒充实和稻米品质之间的关系。研究结果表明,有效积温、日照时数和生育期天数在播种一齐穗期和全生育期均随着播期的延长而逐渐下降,但这些指标在齐穗一成熟期均没有明显的规律性。此外,日平均温度在不同生育阶段的变化趋势不一致,在播种一齐穗期随着播期的延迟而上升,全生育期呈先上升后下降的趋势,而在齐穗一收获期则随着播期的延迟而下降。对协优9308而言,在本试验条件下播种一齐穗期的温光条件对籽粒灌浆、产量及米质的影响均大于齐穗一成熟期,而秀水110的籽粒灌浆速率、产量及米质对不同生育阶段温光条件的响应没有明显的规律性。此外协优9308的产量和恶白度均随着播期的延迟而逐渐减少,整精米率和蛋白质含量则随着播期的延迟而增加,由此看出协优9308比较难同时兼顾高产和优质;秀水110则不同,秀水110的D5处理产量较高,仅次于D3处理,与其相对应的蛋白质含量和整精米率则最高,而恶白度最低。由此笔者认为,只要选择合适的播期,秀水110是可以达到高产优质目的的。     

灌水量和时期对宽幅精播冬小麦籽粒产量及品质特性的影响

为探讨中国北方地区宽幅精播麦田的节水灌溉模式,2010-2011年,在山东农业大学农学试验站,以济麦22为试验材料,采用宽幅精播和常规种植两种种植模式,每种种植模式设3种灌溉处理,研究了宽幅精播和灌溉对籽粒产量、籽粒蛋白质含量以及相关主要品质特性的影响。结果表明,宽幅精播显著提高冬小麦产量,增产的原因在于显著增加了产量构成因素中的穗数,且以灌拔节水和抽穗水条件下增产潜力最大。常规播种提高了籽粒蛋白质含量,但籽粒蛋白质产量仍以宽幅精播最高。宽幅精播灌两水处理提高了湿面筋含量和面筋指数。综合考虑冬小麦产量和品质,以宽幅精播条件下于拔节期和抽穗期各灌溉60mm为宜。该研究可为中国北方冬小麦的节水灌溉及高产优质栽培提供理论依据和技术支持。     

氮钾配施对弱筋小麦氮、钾养分吸收利用及产量和品质的影响

在低钾和中钾土壤上,采用田间试验研究了氮钾配施对弱筋小麦氮、钾养分吸收及产量和品质的影响。结果表明,氮钾肥配合施用促进了弱筋小麦植株氮、钾含量的提高,氮、钾养分吸收表现出一定的正交互作用;合理配施氮钾肥能够显著地提高弱筋小麦产量。在低钾土壤上,N180K150处理产量最高(5023.kg/hm2);中钾土壤上,最高产量(5145.kg/hm2)为N180K90处理。两种土壤上,氮肥的产量效应均大于钾肥。低钾土壤上,氮钾对小麦产量表现出极显著的正交互作用。提高氮肥用量显著降低了弱筋小麦的专用品质,钾肥对小麦品质的独立效应不显著,但是钾对氮的品质效应存在着交互作用。弱筋小麦抽穗期或灌浆期植株氮、钾含量与子粒品质的相关系数较大,与产量的相关系数则是以拔节期或抽穗期较大。适当减少氮肥用量和增加氮、钾肥基施比例有利于改善弱筋小麦的品质。     

基于气象因子的冬小麦发育期预报模型

冬小麦发育期预报是农业气象服务的主要内容之一。本文以光、温、水气象因子为基础,以位于河北省中南部冬麦区的南宫站为例,选取1991-2010年冬小麦全生育期农业气象观测数据和冬小麦生育期资料,分析光、温、水气象因子累积速率与冬小麦发育速率的相关性,建立各生育阶段冬小麦发育速率预测模型。结果表明：在研究区,光照和水分因子不是冬小麦发育速率的限制条件,不作为发育期预测模型的因子;温度因子是影响冬小麦发育速率的主导因子,返青至各阶段的有效积温累积速率与对应的发育速率的相关系数,较单一生育阶段的相关系数显著提高（P＜0.05）,冬前有效积温与返青-拔节、返青-抽穗阶段的发育速率显著相关（P＜0.05）;以相关显著的温度因子为自变量建立的4个阶段发育速率预测模型,模拟最大绝对误差为7d,返青-拔节平均绝对误差为3d,返青-抽穗为2.8d,返青-乳熟3.3d,返青-成熟2.2d,模型模拟精度较高,可以满足农业气象业务服务的需求。     

基于节水高产优质目标的冬小麦适宜水分亏缺模式

为了探讨不同生育期水分亏缺对冬小麦产量和蛋白质形成的影响,同时确定出节水、高产、优质目标下冬小麦各生育期适宜的水分亏缺水平,开展了防雨棚下的冬小麦人工控水试验。该研究在返青期、拔节期、抽穗扬花期和灌浆成熟期设置2个水分亏缺水平即轻度亏水L(含水率控制在55%~60%田间持水量,相应土壤水吸力为375~448 k Pa)和中度亏水M(含水率控制在45%~50%田间持水量,土壤水吸力为586~687 k Pa);另设全生育期不亏水对照处理CK(含水率控制在65%~70%田间持水量,土壤水吸力为256~305 k Pa)。研究结果显示,同CK相比,亏水处理使得灌浆持续期缩短2.72%~15.78%,达到最大灌浆速度的时间提前2.33%~14.58%;除灌浆成熟期轻度亏水、中度亏水处理外,其他处理均使得最大灌浆速率和平均灌浆速率增加,其最大值分别为15.77%和12.09%。亏水处理没有改变蛋白质形成的基本趋势,均呈"V"字形;但亏水程度不同,蛋白质含量及产量不同,在拔节期、抽穗扬花期和灌浆成熟期,随着亏水程度加重,蛋白质含量升高,蛋白质含量最高为灌浆成熟期中度亏水处理(质量分数为14.33%),最低为拔节期轻度亏水处理(质量分数为12.88%);蛋白质产量最高为全生育期不亏水对照处理CK(1047.30 kg/hm2),最低为拔节期轻度亏水处理(802.77 kg/hm2)。结果表明,兼顾冬小麦产量与蛋白质产量的适宜亏水模式依次为:返青期轻度亏水、返青期中度亏水、灌浆成熟期轻度亏水、抽穗扬花期轻度亏水、拔节期中度亏水、拔节期轻度亏水。研究结果为相关区域冬小麦高产、优质栽培和水分调控提供理论依据和数据支持。     

河北省冬小麦气候适宜度及其时空变化特征分析

为定量评价气象要素对作物生长的影响,采用逐日气象要素和统计方法,建立了河北省冬小麦各生育期气候适宜度评价模型,并分析了1981-2010年逐年冬小麦各生育期气温、降水、日照和气候适宜度的时空变化特征。结果表明：冬小麦生育期内日照和气温适宜度较高,降水适宜度最低且变异系数最大。日照适宜度以冬小麦分蘖期最小,变异系数最大;降水适宜度以拔节-抽穗期最小,变异系数最大;气温适宜度以越冬-返青期最小,分蘖期变异系数最大。全麦区气温适宜度高值区分布在西北部,低值区分布在东南部;降水适宜度高值区分布在东北部,低值区分布在东南部;日照适宜度高值区分布在北部,低值区分布在南部。多年气候适宜度变化趋势为：全生育期日照适宜度显著下降,气候适宜度缓慢下降,气温和降水适宜度无明显变化趋势。气候适宜度下降主要由各生育期日照、越冬期和灌浆期气温适宜度下降引起。     

Quality of Hard Red Winter Wheat Grown Under High Temperature Conditions During Maturation and Ripening

High temperature during grain filling has been identified as a major factor in the end-use properties of bread wheat (Triticum aestivum L.). Our objectives were to assess the effect of high temperature during maturation on the grain characteristics, milling quality, and flour quality of hard red winter wheat. In three separate experiments, plants of wheat cultivar Karl 92 were subjected to regimes (day-night) of 20–20, 25–20, 30–20, and 35–20°C from 10 and 15 days after anthesis (DAA) until ripeness, and 25–20, 30–20, and 35–20°C from 20 DAA until ripeness. In other experiments, plants of wheat cultivars Karl 92 and TAM 107 were dried at 20 and 40°C, and spikes of Karl 92 were dried at different temperature and humidity conditions to asses the effects on quality of high temperature and drying rates during grain ripening. Flour yield correlated positively with kernel weight and diameter, test weight, and proportion of large kernels. Flour yield decreased as temperature increased and correlated negatively with hardness index and proportion of small grains. High growth temperatures and rapid grain desiccation decreased mixing time and tolerance of the flours. The greatest damage occurred when high temperature was maintained continuously from early grain filling until ripeness. Weakening of dough properties by rapid desiccation during ripening suggest that temperature, humidity, and possibly soil moisture all contribute to the final quality of bread wheat.