两春小麦品种竞争能力、水分利用效率及产量关系的研究

用盆栽方法测定了2个春小麦品种－地方品种和尚头与现代品种陇春－8275在5个土壤水分梯度下,单、混播时的水分消耗、水分利用效率、竞争能力和籽实产量。单播条件下,在极低水分条件下（12％）,和尚头有相对较高的产量,在水分条件较好时陇春－8275有较高的产量;在保持各水分处理条件下,地方品种和尚头较之现代品种陇春－8275消耗更多的水分,水分利用效率较低。混播条件下,各尚头有较高生物量、籽实产量及较强的竞争能力,竞争优势不受土壤水分的影响,其表现为高个体生物量品种较之低个体生物量品种消耗更多的水分,陇春－8275受到强烈的抑制,消耗较少的水分及较低的籽实产量。表明进化选择的是竞争能力,而非单播下的产量表现。可以预见,在小麦育种中选育具小根系的对水分弱竞争能力的品种将成为半干旱区今后育种的一个重要方法。     

辽西半干旱区农田水肥耦合作用对春小麦产量的影响

最优饱和设计试验建立的春小麦产量回归数学模型表明,水分是影响辽西半干旱区春小麦产量最为重要的因子,但在自然降水条件下,灌水量上、下限分别为４５ｍｍ和３６０ｍｍ时,Ｎ对春小麦产量影响更为敏感,其次为水与Ｐ因子,三因子对小麦产量影响统计分析达显著水平,并且其对小麦产量的影响符合报酬递减率,获得最大利润时,Ｎ、Ｐ和水三因素最佳经济配比模式为施Ｎ量１８６ｋｇ．ｈｍ＾－２,施Ｐ量６３ｋｇ．ｈｍ＾－２,灌水量     

水分供给对新老两个春小麦品种水分利用效率及籽实产量的影响

大田实验研究了不同的水分供给对和尚头和定西-24的产量及水分利用效率的影响。结果表明:在雨养和中水条件下,和尚头和定西-24的产量和水分利用效率都得到了显著的提高。随着灌溉水量增加,农田的耗水量也会增加,同时,土层贮藏水的消耗量也减少,灌溉水的利用效率逐渐减少。减少灌溉量,提高小麦对土层贮藏水的利用效率是实现小麦高产节水栽培的一种有效途径     

黄腐酸拌种对春小麦产量和水分利用效率的影响

在大田研究了黄腐酸拌种对春小麦产量形成和水分利用效率的影响。实验设４个处理：对照（ＣＫ）,播种前种子不处理;ＦＡ处理：播种前用ＦＡ拌种;ＷＭ处理：浇３０ｍｍ底墒水,覆膜;处理ＷＭＦＡ：浇３０ｍｍ底墒水,覆膜,播种前用ＦＡ拌种。２个覆膜处理均在播种后６２ｄ揭膜。同ＣＫ相比,ＦＡ拌种后,根系生长良好,吸收利用了更多的土壤水分,增加了穗重、单穗籽粒重和收获指数,产量和水分利用效率均显著提高。ＷＭ和ＷＭＦ     

春小麦竞争能力与产量的关系

采用deWit替代系列实验确定了4个春小麦品种混播时的竞争能力与单播产量之间的关系。4个春小麦品种竞争能力由强到弱的排序依次为定西-24、和尚头、陇春-8139和高原-602。各品种单播时产量由高到低的排序依次为现代品种定西-24、陇春-8139、高原-602与地方品种和尚头。该结果表明,以优化个体适合度为目标的自然选择,导致个体竞争能力提高、繁殖分配下降,因而产生‘生长冗余’及群体表现下降。现代小麦育种通过降低竞争能力,剔除生长冗余,可以提高小麦单位面积产量(如地方品种和尚头与现代品种高原-602和陇春-8139的比较)。然而,如果现代小麦育种可以同时提高收获指数和地上生物量(如现代品种定西-24与陇春-8139和高原-602的比较),那么具有相对较高竞争能力的品种仍然可望获得较高产量,其前提是具有较高竞争能力的育成品种有着较高的收获指数。因此,春小麦品种的个体竞争能力并不必然地与产量相关,当选育的品种可以使竞争能力与收获指数同步提高,或者伴随着竞争能力的提高,收获指数具有更大幅度的提高,仍然可以获得高产。半干旱地区作物育种应集中于收获指数和地上生物量的同时提高。     

底墒与磷肥互作对春小麦产量形成的影响

研究了浇底墒水和施磷肥对春小麦产量形成的影响.实验设4个处理对照(CK);耕作层施磷(P);浇30 nm底墒水(W);施磷加浇30mm底墒水(PW).测定土壤含水量、根系生物量、地上生物量和测产等.结果表明,WP处理根重和中下层分配比例均较高.与W处理相比,WP处理利用底墒并没有增加,但水分利用效率和产量均增加.决定产量的主要因素是小麦早期小穗和小花形成的数量和质量.W和WP两个浇底墒水的处理,其土壤水分利用量平均为34.6 mm,略高于所浇的底墒水的量(30 mm).CK、P、W、WP等4个处理的籽粒产量分别为91 7.7,1191.1,2516.5,2734.1 kg/hrm2,水分利用效率分别为0.186,0.192,0.172,0.207 g/(mm.m2).     

黄土高原西北部春小麦集雨微灌的产量及水分效应

为探讨集雨微灌对春小麦的产量及水分效应 ,于 2 0 0 1年在黄土高原西北部的甘肃省皋兰县进行了灌水方式 (管灌、滴灌和微喷灌 3个水平 )和灌水量 (0 mm、2 2 .5mm、45.0 mm和 67.5mm 4个水平 ) 2因素试验 ,分别在拔节期、孕穗期和开花前期灌水 ,试验共设 36个小区 ,小区面积 3× 5m2 。试验结果表明 :小麦生育期土壤水分变化动态受降水量、灌水量和小麦生育期耗水量的影响 ,总体呈下降趋势。微喷灌处理能显著地增加上层 (0～ 40 cm)土壤含水量 ,以微喷灌 67.5mm处理最为明显。对产量的方差分析结果表明 ,尽管灌水方式间的差异不显著 ,但从产量表现来看 ,其大小顺序依次是微喷灌、滴灌、管灌和对照 ;灌水量和互作间的差异达极显著水平 ;灌水有增加公顷穗数 ,降低穗粒数和千粒重的趋势 ;随灌水量的增加 ,千粒重对产量的贡献减小 ,而公顷穗数对产量的贡献增加 ,穗粒数对产量的贡献表现在这一过程之中。作物田间耗水量和水分利用效率随补灌量的增加而增加 ;以微喷灌 67.5mm的水分利用效率最高 ;供水效率以微喷灌 45.0 mm和 67.5mm处理为高。     

秸秆还田条件下灌水模式对冬小麦产量和水肥利用效率的影响

于2008-2010年,在山西省临汾市尧都区半干旱、半湿润季风气候区,通过大田试验研究了玉米秸秆连续还田条件下灌水模式对冬小麦籽粒产量、干物质转移及水肥利用效率的影响.结果表明:浇越冬水可促进小麦分蘖;浇拔节水可提高分蘖成穗率,增加成穗数;浇孕穗水可促进穗部干物质积累,提高千粒重.浇2水时,推迟第2次浇水时期使叶片干物质转移量和穗粒数增加;浇2水比浇l水的肥料表观利用率高,可促进穗部干物质积累.越冬水灌水量和总灌水量对分蘖、穗部干物质积累的影响较小;拔节期或孕穗期增加灌水量则更有利于养分吸收及干物质积累与转移,提高籽粒水分利用效率,产量构成因素协调,增产效果明显.因此,确保越冬水可实现稳产,在越冬水基础上,拔节期增量灌水(900 m3·hm-2)可满足冬小麦中后期生长发育的需要,提高籽粒水分利用效率,实现节水高产栽培.     

半干旱区春小麦品种竞争能力与产量关系的研究

 采用de Wit替代系列法研究了黄土高原半干旱雨养农业区传统地方品种(和尚头)与现代品种(陇春8275)之间在混播条件下的竞争结局。在单播条件下现代品种较之地方品种具有更高的产量;但在混播条件下,和尚头具有明显的竞争优势。本项研究结果说明竞争优胜者并非是单播条件下产量性能更佳的品种,即作物品种的竞争能力与生产性能之间存在着负相关关系。形成这种关系的主要原因在于作物群体内个体竞争选择的方向与人类农业生产追求的目标不一致。     

土壤水分对两个冬小麦品种产量和竞争能力的影响

研究了黄土塬区两个旱作冬小麦品种(长武135和平凉40,前者是后者的换代品种)在不同土壤水分条件下竞争能力和产量形成的关系。研究设2种土壤水分条件(土壤含水量为田间最大持水量的75%～80%和40%～45%),采用生态替代法设计了同一播种密度的6个播种比例组合的盆栽试验。低水分单播条件下,长武135具有较高的产量(长武135为27.59g/pot,平凉40为24.91g/pot),而混播条件下平凉40在产量和相对产量上较长武135品种具有明显的竞争优势。高水分条件下,平凉40产量随播种比例的减小下降较快(长武135产量曲线斜率35.468,平凉40为36.237)。平凉40低水分单播时花后干物质积累量较少(长武135为0.67g/pot,平凉40为0.55g/pot),而混播时较多(长武135各比例均值0.58g/pot,平凉40为0.71g/pot),导致了平凉40品种单播时产量较低和混播时产量较高。平凉40地下生物量显著大于长武135(高水分条件下,长武135为10.03g/pot、平凉40为11.51g/pot;低水分条件下二者分别为8.41g/pot和10.69g/pot),且耗水量大(高水分条件下平凉40多耗水2.72kg/pot,低水分条件下多耗0.98kg/pot),而耗水量/地下生物量的比值平凉40低于长武135,从而平凉40品种单位根量消耗的水分低于长武135。总之,在两个生长属性接近的冬小麦品种中,老品种以较大的根系生物量赢得了较高的竞争能力,消耗了较多的水分,而新品种虽然根系生物量较低,耗水量较少,但籽粒产量却较高。亦即,小麦新品种籽粒产量的提高是与根系的减少和对水资源竞争能力的下降相伴随的。     

密度、施肥对旱地春小麦产量、水分利用效率和籽粒养分含量的补偿效应

为了探明旱作条件下无机营养对作物产量和水分利用效率的补偿效应,我们在宁南黄土高原半干旱地区开展了为期两年的春小麦密度与肥料试验。通过4种播种密度和5种肥力水平的综合研究结果表明,在不同处理的籽粒产量和水分利用效率排序中,播种密度为500粒／m^2时,以施肥量90kg／hm^2N和135kg／hm^2P2O5处理的产量和水分利用效率为最大。与不施肥的对照相比,增施肥料与籽粒产量和水分利用效率的提高成显著的正相关关系,相关系数分别达到0．959和0．894,而播种密度则与产量和水分利用效率的相关性不显著。增施肥料虽然能够提高可育小花数,但随着播种密度的增大,穗粒数和千粒重反而呈下降趋势,表明可育小花数对肥料水平反应敏感,而穗粒数和千粒重主要受播种密度的影响。施肥能够促进春小麦根系的生长发育,特别是促进浅层根量的增加,增强了作物的水分养分吸收。另外,不同种类肥料配施的结果表明,单施P肥或者N、P、K配合施用,可使春小麦产量分别提高44．6％和55．4％。N、P、K配合施肥还能够提高品质,使籽粒中的P、N、K含量分别提高18．5％、18．4％和8．1％。上述研究结果说明,控制播种密度、改善土壤肥力对于促进旱地春小麦高效利用有限水分具有明显的补偿效应。     

播期对春小麦生长发育及产量的影响

为了给陇中半干旱区春小麦高产栽培提供依据,2010年在甘肃定西进行了春小麦分期播种试验,并对不同播期条件下春小麦生长发育及产量形成进行了分析。结果表明:随着播期的推迟,春小麦播种-抽穗期日数减少、全生育期明显缩短;5月下旬之前,越早播种的春小麦LAI越大,5月下旬之后,播种愈晚春小麦LAI越大。早播春小麦LAI峰值靠前,晚播峰值滞后;6月下旬之前,播期早的春小麦叶绿素含量高于播期晚的,6月下旬之后播期愈早叶绿素含量下降愈快;不同播期春小麦群体生长率和净同化率在孕穗-抽穗期后差异显著,表现为3月18日播期最大,4月7日播期最小。各播期干物质累积在拔节期后表现为快速递增趋势。在拔节期前,早播处理的干物质积累速率较慢。随着播期的推迟,单株干物质最大积累速率出现时间提前,籽粒最大灌浆速率出现时间推迟,千粒重表现为先升后降;灌浆3个阶段各参数受播期影响比较显著;早播春小麦产量最高。     

施肥和覆膜垄沟种植对旱地小麦产量及水氮利用的影响

通过大田试验研究了施肥和覆膜垄沟种植对旱地冬小麦群体动态、产量构成及水氮利用的影响。结果表明,覆膜垄沟种植和追肥处理可显著提高旱地冬小麦穗数,追肥处理可减少后期无效分蘖;覆膜垄沟种植和追肥处理产量分别比农户模式提高了11.73%和13.91%,穗数和穗粒数是其产量提高的关键因素;覆膜垄沟种植方式可减少土壤水分损耗,水分利用率为11.60 kg · hm^-2 · mm^-1,显著高于其他处理;追肥处理能有效促进小麦生育中后期对氮素的吸收利用,在基施氮量165 kg/hm²上再追肥30 kg/hm²,地上部分吸氮总量增加15.45 kg/hm²,追肥氮的利用率显著高于底肥氮利用率,为51.5%。     

田间增温对半干旱区春小麦生长发育和产量的影响

在中国气象局兰州干旱气象研究所定西气象和生态环境试验站,利用开放式红外增温系统设置增加0 ℃(对照)、1 ℃、2 ℃3个温度梯度,模拟田间增温对春小麦生长发育、产量及产量构成因素的影响.结果表明: 冠层温度增加1～2 ℃,春小麦的全生育期比对照缩短7～11 d.生育前期增温使株高增高,叶面积指数增大;从拔节期开始增温使株高和叶面积指数降低,且增温2 ℃处理的效应大于增温1 ℃处理.温度升高导致叶绿素含量降低,尤其是灌浆后期到乳熟期.增温1～2 ℃,产量较对照降低25.4%～45.5%,主要是由于穗粒数和穗粒质量显著减少.增温处理明显降低了春小麦田间土壤贮水量,0～100 cm土壤贮水消耗量随温度的增加呈逐渐增加趋势,而在100 cm以下深层土壤变化趋势不明显.     

半干旱黄土高原地区地膜覆盖和底墒对春小麦生长及产量的影响

在年均降水量为415mm的半干旱地区黄绵土旱地上,以春小麦为供试作物进行大田实验,研究不同底墒(包括低底墒、中底墒和高底墒)下．地膜覆盖(包括不覆膜、播种后覆膜30d、覆膜60d和覆膜120d即全程覆膜)进程对作物生产的影响。结果表明．增加底墒和合理的覆膜进程均会显著增加作物的生长和产量,但底墒不同,其最佳覆膜进程不同：在低底墒时,覆膜处理反而使产量低于不覆膜处理;在中底墒时．覆膜30d产量最高,随着覆膜时间延长．产量呈下降趋势,甚至全程覆膜产量低于不覆膜处理;高底墒以覆膜60d产量最高。综合作物生长和产量,全程覆膜并没有多少实际意义。在同种覆膜处理下,随着底墒的增加,根生物量、地上干物质、叶面积及产量也增加显著,高底墒覆膜60d处理的产量在所有处理中为最高。     

底墒和施氮量对渭北旱塬冬小麦产量与水分利用的影响

通过西北典型旱地渭北旱塬5年定位试验,在施磷100 kg P2O5·hm-2的基础上,设0、80、160、240、320 kg N·hm-2 5个施氮水平,结合5年降水情况,研究了播前底墒与施用氮肥对旱地冬小麦产量及水分利用的影响.结果表明： 夏季7-9月的降水与播前底墒呈线性相关,每增加1 mm夏季降水,土壤贮水量增加0.6 mm;要保持小麦稳产或高产,底墒应保持在550 mm左右,夏季降水应有370～390 mm.夏季降水充足（>386 mm）的年份,前季小麦施氮量增加造成的下季小麦播前底墒下降不明显;降水偏少（<350 mm）的年份,前季小麦每增施氮肥100 kg·hm-2,可使下季小麦播前底墒减少9～17 mm.除底墒外,关键生育期的充足降水也是保证旱地小麦产量的重要因素,每毫米播前底墒和关键生育期降水分别能形成106～114和306～33.1 kg·hm-2小麦籽粒产量.变异分析表明,氮肥投入水平影响小麦对底墒的利用程度,底墒制约小麦植株干物质向籽粒转移的比例.     

灌溉量和施氮量对冬小麦产量和土壤硝态氮含量的影响

研究了大田条件下灌溉量和施氮量对小麦产量和土壤硝态氮含量的影响.结果表明:增加灌溉量,0～200 cm土层硝态氮含量呈先降后升又降的趋势.0～80 cm土层硝态氮含量显著低于对照,而80～200 cm土层硝态氮含量显著高于对照.随灌溉量的增加,土壤硝态氮向深层运移加剧,在成熟期,0～80 cm土层硝态氮含量降低,120～200 cm土层硝态氮含量升高,并在120～140 cm土层硝态氮含量出现高峰.灌溉量不变,施氮量由210 kg·hm-2增加到300 kg·hm-2,开花期、灌浆期、成熟期0～200 cm各土层土壤硝态氮含量显著升高.随灌溉量的增加,小麦籽粒产量先增加后降低,以全生育期灌溉量为60 mm的处理籽粒产量最高.增加施氮量,籽粒产量、蛋白质含量和蛋白质产量显著提高.本试验中,施氮量为210 kg.hm-2、两次灌溉总量为60 mm的处理籽粒产量、蛋白质含量、蛋白质产量和收获指数均较高,且土壤硝态氮损失少,是较合理的水氮运筹模式.