暖冬条件下播期对不同类型小麦幼穗分化的影响

对3个不同类型小麦品种在不同播期下的幼穗分化进程及受冻情况进行了系统观察和研究。结果表明,在气候变暖,秋、冬温度较高的情况下,小麦幼穗分化进入各时期的时间早晚为强春性品种>春性品种>半冬性品种;播期对小麦幼穗分化的伸长期、单棱期和二棱期持续时间长短影响较大;在早播的情况下。春性越强的小麦品种,越冬前幼穗分化发育速度越快,达到的发育阶段越高,越冬期间越容易被冻死。据此,提出在河南气候变暖,秋、冬温度较高的情况下,首先在生产上要选用半冬性品种,适当搭配晚播早熟的春性品种;其次,无论半冬性品种或春性品种。播种期都不宜过早。     

玻璃温室与田间栽培小麦幼穗分化的比较

以河南省大面积种植的弱春性品种"郑麦9023"及半冬性品种"周麦18"为材料,开展了玻璃温室和田间栽培条件下小麦幼穗分化进程的比较研究。结果表明,在小麦全生育期,玻璃温室内平均温度高于田间环境,小麦幼穗分化所需时间极显著低于田间环境(P < 0.01)。温度和0 ℃以上积温升高,小麦幼穗分化进程加快。与田间种植小麦相比,玻璃温室内小麦幼穗分化缩短的时期主要集中在分化前期(出苗-伸长期、单棱期、二棱期)。玻璃温室内小麦幼穗分化持续时间和总积温均随播期推迟而降低,幼穗分化各阶段出现时间亦随播期的推迟而后延。小麦幼穗分化进程存在品种间差异,其中"郑麦9023"幼穗分化持续时间小于"周麦18",各阶段出现的时间亦早于"周麦18"。温度对幼穗分化各时期的影响存在品种间差异。温度升高对"郑麦9023"幼穗分化中期(二棱期、护颖分化期、小花分化期)影响较大,对"周麦18"幼穗分化前期和后期(单棱期、二棱期、药隔分化期)影响较大。积温对"郑麦9023"护颖分化期和"周麦18"药隔分化期、二棱期影响较大。     

小麦不同品种和播期对发育阶段的效应

以热时间（thermal time)为尺度研究了小麦不同品种和播期对发育阶段的效应,结果表明,小麦分蘖发生的早晚以生态因子调控为主,基因型差异较小;分薛- 节期为冬性品种（京411）一生中可变性最大的生育阶段,穗分化进入单棱斯的早晚以基因型效应为主,生态因子的影响次之,单棱－二棱期为春化作用的敏感期,冬性品种晚播（3月2日）春化效应可延迟到小花原基分化期之前,小麦物候期与穗发育阶段的对应关系具有一定的可变性,冬性品种较强的春化作用增加了其生态可变叶原基数;春化过程结束前,物候发育及穗发育阶段累计GDD与相应生殖器官原基分化的数的相关性不明显,春性品种（扬麦158）的物候发育及药隔分化期之前的穗发育阶段与各类顶端原基的分化数均具有极显著的正相关关系。     

光周期对燕麦生育时期和穗分化的影响

盆栽试验研究了不同光周期对不同熟期燕麦品种的穗分化进程和生育时期影响及生理生态机制。试验材料包括早熟品种白燕8号,中熟品种白燕2号以及晚熟品种坝莜3号,跟踪测定了叶片保护酶活性、膜脂过氧化作用和质膜透性等生理指标的动态变化。结果表明,晚熟品种坝莜3号对光周期反应敏感,短日照(8h)条件下,其穗分化只能到二棱期,未能正常抽穗;早熟品种白燕8号在短日照条件下可完成穗分化、抽穗开花,但3个品种生育时期和穗分化时间均延长。随着光周期延长,各燕麦品种单株小穗数和穗重均增加。光周期对穗分化进程的影响机制可从叶片保护酶活性、膜脂过氧化作用和质膜透性等指标中得到证明,白燕8号在8h短日照处理下SOD,POD活性均高于白燕2号和坝莜3号,而MDA含量和相对电导率低于另两个品种。MDA含量和相对电导率与光周期呈显著正相关。燕麦早熟性与光周期不敏感性具有一定相关性,且燕麦光周期适应性调控机理可能与保护酶活性、膜脂过氧化作用和质膜透性等生理变化密切相关。     

高粱幼穗分化与叶龄指数的关联研究

为明确高粱穗分化进程的简易叶龄诊断方法,该文以杂交种'晋渝糯3号'和常规种'国窖红1号'为供试材料,设置3个播期,观察幼穗分化进程及对应的叶龄,分析各分化阶段与叶龄及叶龄指数的对应关系.结果表明:(1)高粱幼穗分化过程可划分为5个时期(营养生长期、生长锥伸长期、枝梗分化期、小穗小花分化期和雌雄蕊分化期),不育的有柄小穗...     

小麦不同蘖位叶片出生的两段线性模式及其品种、播期效应

叶片出生动态是小麦生长发育进程及其协调状况的重要表现,研究发现,小科叶片出生与播后累积ＧＤＤ（ｆｇｒｏｗｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ ｄａｙｓ ａｆｔｅｒ ｓｏｗｉｎｇ）的关系遵循两段（阶段Ⅰ快于阶段Ⅱ）线性模式,护颖分化期为两段模式的分界点,这一规律在正常发育的冬性和春性品种的７主茎及分蘖中表现一致,冬性品种播期１（９月３０日）、播期３（３月２日）的主茎及冬、春性品种各播期的Ｔ３分蘖,因生长发育异常而”     

小麦幼穗分化及抗寒性杂种优势研究

对６个不同生态类型小麦品种及其完全双列杂交Ｆ１的穗分化特点及抗寒性进行比较研究,结果表明,杂种在穗分化进程上存在明显“倾早现象”：但杂种的抗寒性强弱由其抗寒性强的亲本起主导作用,不同生态类型品种间杂交,有可能选育出幼穗分化早,越冬性好的强优势组织。     

籼稻颖花分化与退化对不同播期温光的响应

试验以三系杂交籼稻‘五优308’和‘天优华占’以及常规籼稻‘黄华占’为材料,在大田条件下,设置10个播期,研究田间不同温光条件对籼稻生育期天数、颖花分化和退化数的影响.结果表明: 温度对3个籼稻品种生育期的影响比日照长度大,平均温度升高1 ℃,播种-穗分化始期天数平均减少1.5 d,而穗分化历期天数与光照和温度的关系均不密切.不同播期间每穗颖花数和颖花分化数存在显著差异.穗分化期间平均温度、最高温度和最低温度升高,有效积温增加,昼夜温差扩大,光辐射增强,有利于穗分化期干物质积累和颖花分化,各品种趋势一致.穗分化期间有效积温增加50 ℃,颖花分化数增加10.5朵,昼夜温差扩大1 ℃,颖花分化增加14.3朵,总光辐射量增加50 MJ·m^-2,颖花分化数增加17.1朵.颖花退化率与温度呈现二次项相关,极端高温或极端低温的自然条件不利于颖花形成,但低温天气对颖花退化的影响大于高温.温度低于临界温度,颖花退化率大幅增加,穗分化期临界积温为550～600 ℃,日平均温度为24.0～26.0 ℃,日最高温度为32.0～34.0 ℃,日最低温度为21.0～23.0 ℃.适宜高温、昼夜温差大、光照辐射强的自然条件利于颖花分化,并减少颖花退化.     

遮光模拟短日照对春夏播燕麦穗发育的影响北大核心CSCD

为研究短日照对北方春夏播燕麦穗发育的影响,以5个光周期敏感品种和1个光周期不敏感品系分析日照长度对燕麦穗分化发育的影响,并比较燕麦光周期敏感品种和不敏感品系在海南自然短日照条件下的生长发育情况。结果表明,遮光条件下,当日照长度由正常光照15 h减少至11 h时,光周期敏感品种的燕麦幼穗分化进程不能正常进行,形态上穗部发育退化严重,不能完成生长发育;而光周期不敏感品系能正常进行穗分化,完成整个生长发育。在海南自然短日照条件的试验表明,北方春夏播燕麦在自然短日照条件下,光周期不敏感品系能抽穗结实,完成整个生长发育过程,光周期敏感品种在生育期内不能抽穗,只有营养生长没有生殖生长。裸燕麦不同品种之间及皮裸燕麦之间在正常穗分化情况下,扫描电镜形态无明显差异。对光周期敏感的燕麦品种在每日11 h的短日照条件下,不能完成穗发育分化进程,只进行营养生长,即使是短生育期的燕麦也不能完成抽穗开花结实,导致绝产。燕麦品种生育期与光周期敏感性不存在相关性。     

遮光模拟短日照对春夏播燕麦穗发育的影响

为研究短日照对北方春夏播燕麦穗发育的影响,以5个光周期敏感品种和1个光周期不敏感品系分析日照长度对燕麦穗分化发育的影响,并比较燕麦光周期敏感品种和不敏感品系在海南自然短日照条件下的生长发育情况。结果表明,遮光条件下,当日照长度由正常光照15 h减少至11 h时,光周期敏感品种的燕麦幼穗分化进程不能正常进行,形态上穗部发育退化严重,不能完成生长发育;而光周期不敏感品系能正常进行穗分化,完成整个生长发育。在海南自然短日照条件的试验表明,北方春夏播燕麦在自然短日照条件下,光周期不敏感品系能抽穗结实,完成整个生长发育过程,光周期敏感品种在生育期内不能抽穗,只有营养生长没有生殖生长。裸燕麦不同品种之间及皮裸燕麦之间在正常穗分化情况下,扫描电镜形态无明显差异。对光周期敏感的燕麦品种在每日11 h的短日照条件下,不能完成穗发育分化进程,只进行营养生长,即使是短生育期的燕麦也不能完成抽穗开花结实,导致绝产。燕麦品种生育期与光周期敏感性不存在相关性。     

不同播期冬小麦株型构建及其生育特征

针对黄淮平原中部冬小麦区秋季旱涝频发导致小麦播种推迟的现状,设计冬小麦10月15日(适期播种)、10月30日(中晚期播种)、11月15日(晚期播种)、11月30日(超晚期播种)、2月15日(早春播种)和3月1日(春播)6个播期,研究不同播期冬小麦株型构建及生长发育特征.结果表明： 随着冬小麦播期的推迟,其生长发育进程加快,早春播种和春播与适期播种相比生育期缩短115~130 d;10月30日(中晚期播种)之后的5个播期与适期播种相比株高降低,成穗数和有效小穗数减少;迟播小麦的叶位下移,冠层空间降低,叶面积减少;收获指数随播种期推迟由0.46(适期播种)提高到0.53(春播);冬小麦产量随播种期推迟显著下降,减产幅度最高达43.6%;冬小麦春季播种未经过冬季和早春阶段的自然低温处理,无春化过程依然可形成产量.     

基于统计和过程模型的河南省夏玉米最适播种期时空分布特征

播种期是影响夏玉米产量的重要因素,研究夏玉米最适播种期的时空分布特征对指导夏玉米生产有重要意义.本文应用统计模型和APSIM Maize过程模型分析了河南省夏玉米最适播种期的时空分布特征.结果表明: 河南省夏玉米的最适播种期为5月30日至6月13日,南早北晚,北部地区以6月4日至13日播种为宜,西部山区应在5月30日左右播种,南部地区应尽量保证在6月8日前播种.晚熟品种‘农大108’应比中熟品种‘丹玉13’至少提前播种2 d,气候变暖背景下若收获期可推迟1周,则最适播种期将至少推迟3 d.在生长季降水偏少年型下,夏玉米应较正常年型晚播7 d左右;而在生长季降水偏多年型下,夏玉米应早播7 d左右.1971—2010年,河南省夏玉米最适播种期变化趋势不显著,但是由于温度变化和品种改良对冬小麦成熟期的影响,导致河南省驻马店以南地区、中部的伊川、内乡、南阳,以及北部的林州和西部的三门峡地区夏玉米可播种期提前,可播种范围扩大.统计方法和APSIM模型计算的夏玉米最适播种期在76.7%的研究站点无显著差异.结合两种方法,北部地区应保证需水关键期降水充足和灌浆期温度适宜,做到“见雨即播”.南部地区在满足上述两个指标的条件下,应在播种期降水达到一定有效值时进行播种,对于南部和偏南部地区,该有效值分别为3.9和8.3 mm.     

基于遥感与模型耦合的冬小麦生长预测

遥感的空间性、实时性与作物生长模型的过程性、机理性优势互补,将两者有效耦合已成为提高作物生长监测预测能力的重要手段之一。提出了一种基于地空遥感信息与生长模型耦合的冬小麦预测方法,该方法基于初始化/参数化策略,以不同生育时期的小麦叶面积指数(LAI)和叶片氮积累量(LNA)为信息融合点将地面光谱数据(ASD)及HJ-1 A/B CCD、Landsat-5 TM数据与冬小麦生长模型(WheatGrow)耦合,反演得到区域尺度生长模型运行时难以准确获取的部分管理措施参数(播种期、播种量和施氮量),在此基础上实现了对冬小麦生长的有效预测。实例分析结果表明,LNA较LAI对模型更敏感,以之作为耦合点的反演效果较好。另外,抽穗期是遥感信息与生长模型耦合的最佳时机,对播种期、播种量和施氮量反演的RMSE值分别达到5.32 d、14.81 kg/hm²、14.11 kg/hm²。生长模型与遥感耦合后的模拟结果很好地描述了冬小麦长势和生产力指标的时空分布状况,长势指标的模拟相对误差小于0.25,籽粒产量模拟的相对误差小于0.1。因此研究结果可为区域尺度冬小麦生长的监测预测提供重要理论依据。     

Infrared Warming Reduced Winter Wheat Yields and Some Physiological Parameters,Which Were Mitigated by Irrigation and Worsened by Delayed Sowing

Winter wheat has a central role in ensuring the food security and welfare of 1.3 billion people in China. Extensive previous studies have concluded that winter wheat yields would decrease with higher temperatures, owing to warming-induced soil drying or shortening of phenophase. Temperature in China is predicted to increase by 1–5°C by 2100, which may greatly impact plant production and cause other negative effects. We performed a manipulative field experiment, creating diverse growth regimes for wheat by infrared radiation (IR) warming day and night, including IR warming only (DW), IR warming + delayed sowing dates (DS), IR warming + increased irrigation (IW), and a control (CK). The results show that IR warming increased daily average wheat canopy and soil temperatures by 2.0°C and 2.3°C, respectively. DW was associated with an advanced maturity of 10 days and yield reduction of 8.2%. IR-warming effects on the photosynthetic apparatus of wheat varied with season as well as significant differences were found in the booting stage. DS represented a worsened situation, lowering yield per plant by 16.4%, with a significant decline in aboveground biomass and functional leaf area. Wheat under DS showed double-peak patterns of diurnal gas exchange during booting stages and, consequently, lower photosynthetic capacity with high transpiration for cooling. Significantly lower actual water use efficiency and intrinsic water use efficiency from jointing to anthesis stages were also found under DS. However, IW had no significant difference from CK, irrespective of yield and photosynthesis. Therefore, we concluded that delayed sowing date may not be a good choice for winter wheat, whereas a thoroughly-watered wheat agroecosystem should be promoted in the context of global warming.     

分期施氮与CO2浓度升高对小麦光合及其物质积累和产量的互作效应

采用开顶式气室和盆栽方法,以冬小麦品种‘小偃22’为材料,探讨了分期施氮与CO2浓度升高对小麦抽穗期和灌浆中期旗叶光合、地上部物质积累和产量的互作效应.结果显示:(1)不施氮条件下CO2浓度升高对小麦旗叶叶绿素含量(SPAD)和可溶性蛋白含量、光合能力、地上部花后干物质和氮素累积量、籽粒产量的影响不明显(P>0.05)或产生显著负效应;在施氮(300mg/kg土)条件下各指标均不同程度增加,且大多数达到显著水平.(2)与氮肥全部基施相比,分期施氮时CO2浓度升高使灌浆期旗叶光合能力、地上部花后干物质和氮素累积以及产量增加的幅度较大,其中以播前、返青期和孕穗期施氮比例为5∶3∶2时最明显.研究表明,适当分期施氮可能更有利于发挥CO2浓度升高对冬小麦的增产作用.     

不同播期冬小麦氮素出籽效率与氮素利用及转运的相关性

为探讨不同播期冬小麦氮素出籽效率与氮素利用及转运的关系,在2014—2016年2个生长季,比较了不同播期(S₁:9月24日;S₂:10月1日;S₃:10月8日;S₄:10月15日;S₅:10月22日)冬小麦氮素出籽效率、氮素利用和转运的差异及相互间的关系.结果表明: 籽粒产量和单位面积粒数在不同播期处理间未发生显著差异.推迟播期降低了地上部氮素积累量和穗部氮素积累量,从而降低了氮素吸收效率,但明显提高了氮素利用效率和氮素出籽效率.氮素出籽效率与氮素利用效率呈正相关,而与氮素吸收效率呈负相关,与氮素利用率无显著相关关系.氮素营养指数随播期推迟趋于最佳状态,与氮素出籽效率的改善展现出同步性.推迟播期显著降低了花前营养器官氮素转移量和花后氮素积累量,但明显改善了花前营养器官氮素转运效率.氮素出籽效率与氮素转运效率之间存在正相关关系,说明氮素转运效率的改善一定程度上有利于穗部氮素生产籽粒能力的提升.综合来看,适当推迟播期减少了氮素吸收,但提高了氮素利用效率和氮素出籽效率,改善了氮素供应状态.研究结果为本地区冬小麦生产中氮素减施增效的实施提供了理论依据.     

Effects of different irrigation modes on winter wheat grain yield and water- and nitrogen use efficiency

Taking the widely planted winter wheat cultivar Tainong 18 as test material, a field experiment was conducted to study the effects of different irrigation modes on the winter wheat grain yield and water- and nitrogen use efficiency in drier year (2009-2010) in Tai' an City of Shandong Province, China. Five treatments were installed, i. e., irrigation before sowing (CK), irrigation before sowing and at jointing stage (W1), irrigation before sowing and at jointing stages and at over-wintering stage with alternative irrigation at milking stage (W2), irrigation before sowing and at jointing and flowering stages (optimized traditional irrigation mode, W3), and irrigation before sowing and at over-wintering, jointing, and milking stages (traditional irrigation mode, W4). The irrigation amount was 600 m3 hm(-2) one time. Under the condition of 119.7 mm precipitation in the winter wheat growth season, no significant difference was observed in the grain yield between treatments W2 and W4, but the water use efficiency was significantly higher in W2 than in W4. Comparing with treatment W3, treatments W2 and W4 had obviously higher grain yield, but the water use efficiency had no significant difference. The partial factor productivity from N fertilization was the highest in W2 and W4, and the NO3(-)-N accumulation amount in 0-100 cm soil layer at harvest was significantly higher in W2 than in W3 and W4, suggesting that W2 could reduce NO3(-)-N leaching loss. Under the conditions of our experiment, irrigation before sowing and jointing stages and at over-wintering stage with alternative irrigation at milking stage was the optimal irrigation mode in considering both the grain yield and the water- and nitrogen use efficiency.     

极端晚播对小麦籽粒产量、氮素吸收利用和籽粒蛋白质含量的影响

为探索小麦高产高效优质生产技术途径,指导小麦晚播生产实践,2012年10月—2014年6月,以弱春性小麦偃展4110和半冬性小麦矮抗58为材料进行连续2年的田间定位试验,设置了常规适播(10月中旬、240万株·hm^-2)和极端晚播(11月中旬、600万株·hm^-2)两种栽培模式,研究了极端晚播对0～40 cm土层土壤硝态氮含量、小麦氮素吸收利用、产量、籽粒蛋白质含量和氮素吸收效率的影响.结果表明: 与常规适播处理相比,两个生长季极端晚播处理均使拔节和开花期0～40 cm土壤硝态氮含量显著提高,从而促进拔节后小麦植株氮素吸收积累,成熟期穗部氮素的分配比例也得到提高,最终显著提高小麦籽粒蛋白质含量和偃展4110的蛋白质产量、氮素吸收效率,但对籽粒产量的影响因品种而异.其中,极端晚播处理使偃展4110的籽粒产量显著提高,而矮抗58的籽粒产量却显著降低.因此,极端晚播栽培模式可维持小麦拔节后的土壤氮供应,有利于提高小麦氮素吸收效率,从而提高小麦籽粒产量和蛋白质含量,是灌区小麦高产优质的有效途径之一.     

Effect of sowing date on the optimum plant density of winter wheat

Pressure on financial margins in UK wheat production is driving a review of all inputs, and seed represents one of the largest financial inputs in wheat production. The potential savings through exploiting the crop's ability to compensate for reduced population are, therefore, attractive. Field experiments were carried out at ADAS Rosemaund (Herefordshire, UK) in 1996/97, 1997/98 and 1998/99 to investigate the effect of sowing date on dry matter growth and yield responses of winter wheat to reduced plant population. There were three target sowing dates (late‐Septembr, mid‐October and mid‐November), six seed rates (20, 40, 80, 160, 320 and 640 seeds m^?2) and four varieties (Cadenza, Haven, Soissons and Spark). Grain yield was significantly affected by plant population with a mean reduction from 9.2 to 5.5 t ha^?1 as plant number was reduced from 336 to 13 m^?2. In addition, there was a significant interaction between plant density and sowing date. There was, however, no interaction between variety and plant population in terms of yield, except when lodging affected high plant populations of lodging susceptible varieties. The experiments demonstrated scope for reducing plant populations below the current target of 250–300 plants m^?2; however, the degree of reduction was dependent on sowing date. Over the three years, the average economic optimum plant density was 62 plants m^?2 for late‐September, 93 plants m^?2 for mid‐October, and 139 plants m^?2 for mid‐November sowings. Compensation for reduced population was due to increased shoot number per plant, increased grain number per ear and to a lesser extent increased grain size. Higher economic optimum plant densities at later sowing dates were due to reduced tiller production and hence ear number per plant. The other compensatory mechanisms were unaffected by sowing date.     

黄土高原半湿润区气候变化对冬小麦生长发育及产量的影响

利用黄土高原半湿润区西峰农业气象试验站冬小麦生长发育定位观测资料、加密观测和对应平行气象观测资料,分析气候变化对冬小麦生长发育的影响,以及冬小麦穗干重生长与气象条件的关系。结果表明,研究区域降水量年际变化呈波动变化,20世纪90年代降水量最少。降水量存在3、8a的年际周期变化。气温年际变化呈上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率为0.325℃/10a。作物生长季干燥指数呈显著上升趋势,干燥指数变化曲线线性拟合倾向率为0.069/10a,20世纪90年代至2010年明显趋于暖干化。受气候变暖的影响,冬小麦播种期每10 a推后2—3d,返青期每10a提前4—5 d,开花期和成熟期每10a提前5—6 d。冬小麦越冬期每10a缩短5—6 d、全生育期每10a缩短7—8 d。冬小麦返青后第83天开始,穗干重的生长由缓慢转为迅速生长阶段,从返青后第101天开始,其生长从迅速生长又转为缓慢生长,在返青后的第87天,穗的干物质积累速度最大。由于气候变暖,冬小麦生育期大部分时段热量充足。播种—越冬前和拔节—开花期产量对气温变化的响应十分敏感;降水量的影响函数同温度的影响函数呈反相位分布,除成熟期降水量对产量形成为负效应外,其余时段降水量对产量影响均为正效应,而在冬小麦播种期和返青—拔节期产量对降水量变化的响应也十分敏感。