选取华北平原20世纪50年代以来的代表品种碧蚂1号、济南2号、泰山1号、冀麦26、冀麦38和济麦22,通过田间试验的方法研究了灌溉和雨养条件下不同年代小麦品种籽粒千粒重和灌浆特性的差异。结果表明:1)在灌溉和雨养条件下,小麦籽粒千粒重随品种的更替均呈逐渐增加的趋势,灌浆期天数和平均灌浆速率逐渐增加,其中速增期天数和灌浆速率的增加是当前小麦品种济麦22籽粒千粒重较高的主要原因;2)与灌溉条件相比,在雨养条件下不同年代小麦品种的籽粒千粒重、灌浆期天数和平均灌浆速率、速增期天数和灌浆速率均有所下降,但下降幅度存在差异,当前品种济麦22的下降幅度高于以前品种,对水分亏缺的敏感性较强。因此,在未来的小麦...

采用大田试验研究了２０世纪５０年代—２１世纪最初的１０年（００年代）不同年代海河低平原区主栽的冬小麦品种分别在雨养和灌溉条件下的光合特性。结果表明，１）随着品种更替，２０世纪７０—００年代品种生殖生长阶段的旗叶净光合速率（Ｐ＿ｎ）、气孔导度（Ｇ＿ｓ）、胞间ＣＯ＿２浓度（Ｃｉ）和蒸腾速率（Ｔｒ）的最高值和最低值都较５０—６０年代品种有了明显提高，且Ｐｎ的高值持续时间变长；２）雨养条件下，９０—００年代品种孕穗期的Ｐｎ与正常灌溉时没有显著差异，且显著高于５０—８０年代品种；５０—６０年代品种开花期的Ｐｎ较正常灌溉时上升，并在开花期和灌浆期显著高于７０—００年代品种。７０—８０年代品种在生殖生长阶段．．．

通过对叶面积指数、生物量、水分利用效率、灌浆速率等数据的分析发现:拔节期胁迫对冬小麦的产量和水分利用效率有一定的影响;充分灌水处理生物产量较高但是水分利用效率低;不同生育期水分胁迫的处理对土壤储水量的消耗有明显的不同最大相差143.3mm;以棵间蒸发形式消耗的无效耗水也有明显的差异,最多相差20mm。

利用河北省冬麦区1965-2007年48个气象站,冬小麦生育期内逐年降水量、气温、相对湿度、日照时数、风速资料,估算了全生育期、生长前期、中期、后期的水分亏缺量,分析了水分亏缺量的空间分布特征、时序变化趋势以及水分亏缺量变化的原因。结果表明,全生育期水分亏缺量最大的区域位于河北省东南部地区,水分亏缺量变率较小;各生育期以中期水分亏缺最为严重,且变率较小,生长前期和后期水分亏缺量较小,但变率较大。各生育期水分亏缺量均呈减少趋势,其变化趋势由需水量的变化趋势所引起。全生育期和生长前期需水量减小的主要原因是日照时数和风速的减小,生长后期则是由风速的减小和相对湿度的增大引起的。

【目的】研究不同生育期土壤水分亏缺和施氮对冬小麦产量及水分利用效率的影响,探讨小麦生长的水分亏缺敏感期和合理施氮量。【方法】以冬小麦小偃22为试验材料,设置4个氮肥水平和11个水分亏缺处理,采用盆栽试验,研究不同生育期水分亏缺和施氮水平对冬小麦水分利用效率、产量及其构成要素的影响。【结果】不同生育期土壤水分亏缺和施氮水平对冬小麦产量和水分利用效率有一定影响。与全生育期不亏水处理相比,返青期水分亏缺处理冬小麦干物质显著降低了7.70%,产量、水分利用效率显著增加了4.95%和7.56%;拔节期、抽穗期水分亏缺处理冬小麦干物质显著降低了13.69%,15.88%,产量显著降低了5.69%,8.06...

为了探究外源亚精胺(Spd)对水分亏缺下冬小麦小花发育动态、结实特性、内源激素含量及籽粒产量的影响,以冬小麦品种泰科麦33为试验材料,设置正常灌水WW(相对含水量为田间持水量的75%～80%)和水分亏缺WD(相对含水量为田间持水量的50%～60%) 2个水分处理进行研究。结果表明,喷施外源Spd对水分亏缺下小麦强势小花的发育无显著影响,但是显著加快了弱势小花的发育进程。正常灌水条件下喷施Spd显著提高了小麦穗基部的可孕小花数(FF)、结实粒数(GN)和结实率(GS)。正常灌水和水分亏缺条件下喷施Spd提高1,2,3,4花位的结实粒数,分别提高4. 6%,9. 1%,21. 8%,57. 1%和0. 7%,1. 4%,4. 1%,31. 5%,同时提高弱势小花内源Z+ZR的含量,在开花前2～6 d,强势小花的Z+ZR高于弱势小花,水分亏缺处理强势小花和弱势小花的ABA含量均高于其他处理。从开花前14 d至开花期,小麦小花中Spd、Spm和Put含量呈明显下降趋势。正常灌水和水分亏缺条件下喷施Spd处理后提高小花中内源Spd和Spm,降低Put的含量,显著提高小麦籽粒产量,籽粒产量分别提高2. 01%和20. 83%。因此认为,水分亏缺条件下外源喷施Spd,增加了弱势小花内源Spd、Spm和Z+ZR含量,提高弱势小花(Z+ZR)/ABA的比值,同时加速弱势小花的发育,抑制小花退化,提高结实率,进而改善结实特性,从而提高小麦穗粒数,最终提高籽粒产量。

以保护性耕作长期定位试验为研究对象,比较分析了华北平原保护性耕作与传统耕作冬小麦田土壤水分的动态变化、作物耗水量、水分利用效率及作物产量。结果表明:免耕冬小麦田0~180 cm土壤含水量高于翻耕,随土层深度的加深含水量之间差异减少。土体0~30 cm贮水量呈波浪状变化,其中免耕具有很好的蓄水保墒作用;耕作处理之间0~180 cm的土体贮水量虽无显著差异,但免耕处理土体贮水量高于翻耕,秸秆还田高于无秸秆处理。秸秆直立免耕(ZT1)处理作物耗水量最少,分别比翻耕(CT),翻耕+秸秆还田(CTR),旋耕+秸秆还田(RTR),秸秆粉碎免耕(ZT2)少消耗3.8,39.6,55.8,61.8 mm的水分...

通过田间试验,采用大口径根钻取样研究了华北平原冬小麦根系生长的基本规律及其氮、磷肥和水分对根系生长的影响.结果表明,冬小麦根系生长时间分布规律是冬前较快,越冬不停,拔节至抽穗最快,抽穗后生长减缓并达到最大;根长和根重的增长遵循Logistic模型.空间分布规律是:冬小麦根系随土层深度的分布,无论是根长还是根重都是由上到下逐渐减少,遵循指数递减模型.施用氮肥和磷肥能显著促进冬小麦根系的生长.水分亏缺限制冬小麦根系的生长,但使根系分布下移.灌溉不仅能促进小麦根系前期的生长,而且可以延缓小麦根系后期的衰亡.

对在华北地区推广的冬小麦不同品种旗叶的解剖结构及光合速率日变化作了研究。新老品种相比 ,旗叶叶肉细胞环数增多 ,叶肉厚度逐渐增大 ,细胞层数增多 ;新品种光合作用的“午睡”现象较轻 ,且利用弱光能力增强。研究表明 ,现品种抵抗光伤害的能力较强。

在盆栽水分亏缺条件下,以15个抗旱性不同的冬小麦品种(系)为材料,对其8个抗旱性状的应用价值进行了研究.结果表明,通过乳熟期旗叶气孔阻力和蒸腾速率、两种用水效率(分别用干重和粒重表示)对单株粒重进行选择,其效率比通过3个农艺性状(单株干重、株高、顶部3叶总面积)的要低得多,说明前者在抗旱育种中的应用价值不大.

以8个冬小麦品种为材料,在不同的供水条件下,研究了冬小麦籽粒灌浆特性参数对供水的反应。结果表明,不同的灌水处理下籽粒千粒重差异显著,旱区和灌2水的节水区的籽粒最大灌浆速率、平均灌浆速率和灌浆中期灌浆速率等均高于灌4水区,从而千粒重高于灌4水区。不同品种籽粒灌浆的不同特性参数对供水反应不同,但灌浆阶段的前期、中期和后期粒重积累量的比例大体一致,约为0.21,0.61和0.18。说明参试品种的前中后期籽粒积累与灌水无直接关系。

【目的】通过对华北地区冬小麦产量及氮素管理时空变化的分析,明确华北平原五省2005—2014年冬小麦产量、效率及环境效益的演变规律。【方法】基于2005—2014年农户调研数据,分析华北平原产量、产量差与氮素管理的时间和空间变异趋势,从粮食安全、资源高效和环境保护3个维度设计了华北地区氮素可持续管理评价体系,并据此对该区目前氮素管理现状进行评价。【结果】(1)2005—2014年华北冬小麦产量均值为6.5 t·hm~(-2),呈逐年递增趋势,10年增幅达7%,产量从高到低依次为河南、安徽北部、山东、河北、江苏北部。10年产量差均值为1.4 t·hm~(-2),整体呈下降趋势,10年降幅高达47%,产量差从高到低依次为山东、河北、江苏北部、河南、安徽北部。安徽北部产量差降幅最大,产量差最小;山东省内产量差差异较大,呈东部高于西部的趋势。(2)2005—2014年华北冬小麦施氮量均值为226 kg·hm~(-2),除江苏北部外均呈增加趋势,10年平均增幅为3%,施氮量从高到低依次为江苏北部、河北、山东、安徽北部、河南。同省施氮量差异较小而省间差异明显。(3)2005—2014年华北冬小麦氮素利用效率(NUE)均值为44%,从高到低依次为河南、安徽北部、山东、河北、江苏北部。空间差异大,施氮量高的地区NUE较低。(4)2005-2014年华北冬小麦氮盈余均值为165 kg·hm~(-2),从高到低依次为江苏北部、河北、山东、河南、安徽北部。施氮量高的地区氮盈余较高。(5)2005—2014年华北冬小麦满足华北地区氮素可持续管理评价体系安全边界的县数仅占总体的2%。以该区域氮盈余及产量均值分区,其中河南省均值位于低氮盈余高产量区;山东及安徽北部均值位于低氮盈余低产量区;河北及江苏北部均值位于高盈余低产量区。【结论】2005—2014年华北地区冬小麦产量增加,产量差减小;同时氮肥投入增加,氮盈余较高,氮素利用效率低。五省中河南氮素管理较为合理,山东和安徽北部氮盈余较低,产量提升空间大;河北及江苏北部氮肥投入量高、效率低、环境压力大,将是未来华北氮素管理的重点地区。

为探究施用生物炭对华北平原农田土壤水分和冬小麦籽粒产量的影响,于2014—2017年在中国农业大学吴桥实验站设置施用生物炭7 200(BH)、3 600(BM)、1 800(BL)和0kg/hm~2(CK)4个处理。结果表明:与CK处理相比,BH、BM和BL处理3年平均增产分别为1.84%、7.28%和5.03%,并且降低了耗水量,水分利用效率分别提高5.96%～14.86%、9.42%～19.18%和5.96%～13.50%。同时施用生物炭增加了土壤含水量,与CK处理相比,土壤上层0～60cm BM处理增幅最大;中层60～120cm和下层120～200cm均为BL处理增幅最大(P

蚯蚓是最古老的耕耘者,它对于改善土壤结构,提高土壤肥力具有重要作用。农作措施对蚯蚓产生强烈的影响,集约化生产降低农田蚯蚓群体数量,影响土壤质量。本研究旨在弄清我国华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系下玉米秸秆直立状态还田冬小麦免耕播种(直免)对蚯蚓的影响。结果表明,该地区冬小麦-夏玉米轮作体系下,蚯蚓主要分布于土壤的表层(0~10 cm),表层蚯蚓数量同时受到秸秆管理和耕作措施的影响,直免上层数量与下层数量的差异较大;在10~20 cm土层,蚯蚓数量主要受耕作措施的影响;玉米秸秆直立还田免耕播种冬小麦能显著提高土壤蚯蚓数量;蚯蚓数量季节性变化明显,9-10月份是该地区小麦玉米轮作体系下的高峰期。秸秆...

陆地生态系统CO2和水热通量变化特征及其环境控制机制是理解生态系统水碳耦合循环过程和模型开发的基础。农田生态系统水碳通量特征的研究对把握作物生产力水平和水分利用效率的高低具有重要意义。本研究基于涡度相关技术对华北平原冬小麦农田生态系统齐穗期水碳通量的日变化特征进行了分析。结果表明:以C3作物冬小麦构成的农田生态系统晴天CO2通量、水汽通量和冠层导度均存在明显的"午休"现象,"午休"的原因是晴天强光造成的"光抑制";CO2通量对光合有效辐射呈米氏响应,其表观量子效率为0.002997 mg/μmol,潜在最大碳通量为3.3494 mg/(m2.s);水汽通量和冠层导度与光合有效辐射之间均存在极显...