【目的】中国黄土高原旱地小麦籽粒锌含量普遍偏低,但存在较大的变异现象。揭示小麦籽粒锌含量变异的原因,从而调控作物锌营养,提高小麦籽粒锌含量。【方法】在2014—2015和2015—2016年,对地处黄土高原的山西、陕西、甘肃旱地冬小麦主产区的379个农户麦田土壤(0—100 cm土层)和小麦植株进行取样分析,研究旱地冬小麦籽粒锌含量差异及其与主要土壤理化性状的关系。【结果】该区域小麦籽粒锌含量介于12.2—50.7mg·kg(-1)。相关分析表明,0—100 cm各土层水分含量和有效铁、多数土层的pH和有

【目的】明确施锌肥引起的土壤有效锌、小麦产量和籽粒锌含量的变化，为优化小麦锌营养强化技术提供重要依据。【方法】基于2017年在黄土高原旱地石灰性土壤上开始的定位试验，于2020—2021年和2021—2022年两个小麦生长期取样，研究锌肥用量对土壤有效锌、小麦产量、产量构成、籽粒及其不同部位锌吸收分配的影响。【结果】施用锌肥对小麦产量及产量构成要素无显著影响，但籽粒锌含量提高28.8%—46.0%，在施锌24.9 kg·hm~(-2)时，籽粒锌含量最高达31.1 mg·kg~(-1)；麸皮和面粉锌含量分别提高31.8%—58.8%、26.3%—41.3%，施锌27.3 kg·hm~(-2)时，麸皮锌含量最高，达87.6 mg·kg~(-1)；施锌24.0 kg·hm~(-2)时，面粉锌含量最高，达11.3 mg·kg~(-1)。在籽粒中，锌主要分配在麸皮，占77.7%—80.0%，平均锌含量78.9 mg·kg~(-1)；面粉占20.0%—22.3%，平均锌含量10.8 mg·kg~(-1)。施锌提高了麸皮和面粉的锌含量，麸皮锌含量增幅高于面粉。0—20和20—40 cm土层土壤有效锌含量分别提高235.2%—1233.8%和207.4%—825.9%，在最高施锌量27.3 kg·hm~(-2)时，土壤有效锌含量分别达9.47和2.50 mg·kg~(-1)。0—100 cm不同土层有效锌对小麦锌吸收的贡献存在差异，表层土壤对籽粒锌含量提高的作用显著高于深层土壤。【结论】在黄土高原旱地石灰性土壤上，施锌肥显著提高土壤有效锌含量和小麦籽粒锌含量；进一步改善小麦籽粒锌营养，应将锌肥用量、施锌方式和多种农艺措施，如水分和氮磷肥供应、绿肥种植等综合优化，充分挖掘旱地小麦籽粒锌含量提升的潜力。

在长期肥料定位试验的基础上,研究了施肥对小麦品质和籽粒氨基酸含量的影响。结果表明,施氮 能提高小麦营养品质,增强面团强度和筋力,降低面团的延展性,提高籽粒氨基酸含量;施磷对小麦营养品质和籽 粒中氨基酸含量无明显影响,但能增强面团延展性,降低面团强度和筋力;NPK配施和NP配施对小麦营养品质改 良作用明显,均有利于提高面团的耐揉性、强度和筋力,降低面团的延展性,但二者之间的差异并不明显。NPK配 施对小麦籽粒中总氨基酸含量影响不明显,但能提高小麦籽粒中的必需氨基酸含量;NP配施能提高小麦籽粒中的 总氨基酸含量。但对非必需氨基酸含量的提高作用更为明显。施肥对小麦品质影响的大小排序为N>NPK>NP...

【目的】小麦是中国北方地区的主要粮食作物,主要种植在低锌的石灰性土壤上,其籽粒锌含量普遍偏低,因此小麦籽粒锌营养强化是近年研究的热点。小麦氮磷与锌的吸收利用存在互作效应。利用从2004年起在中国西北旱地潜在缺锌的石灰性土壤上开展的长期定位试验,研究长期氮磷施用下的小麦产量与锌含量的变化。【方法】田间试验采用完全随机区组设计,设不施肥(CK)、单施氮肥(N160,施160 kg N·hm(-2))、单施磷肥(P100,施100 kg P2O5·hm(-2))和氮磷配施(N160P100,施160 kg N·

【目的】明确复垦措施对黄土高原退耕地土壤理化性质的影响,并揭示其空间变异特征,为评价退耕地复垦对当地生态环境的影响提供帮助,并为相关政府决策提供参考。【方法】在实地调查和取样分析的基础上,使用经典统计学和地统计学相结合的方法,以山西省广灵县退耕6年后复垦的典型坡耕地为对象,对比研究了复垦前(2007-04)和复垦2年后(2009-05)表层(0~15 cm)土壤理化性质的差异及空间变异特征。【结果】与复垦前相比,复垦2年后表层土壤有机质、全氮、全磷以及碱解氮、速效磷和速效钾含量分别降低了38%,11%,15%,24%,81%和8%,而体积质量则降低了7%;研究区土壤养分属中等变异,而土壤体积质...

以豫农202为材料,在大田条件下,研究氮锌配施对冬小麦不同生育时期氮吸收的影响,并探讨氮锌配施对冬小麦氮素利用率、产量以及籽粒蛋白质含量的影响。结果显示:氮锌配施能够促进冬小麦对氮素的吸收,与单施氮肥相比,氮锌配施的冬小麦在开花期、灌浆期吸收的氮素较高,成熟期小麦茎杆氮素含量较低而籽粒含氮量较高。氮锌配施能显著提高冬小麦氮素利用效率,施氮90、180和270kg/hm2分别配施锌肥15和30kg/hm2,与单施等量氮肥相比,氮肥表观利用率、氮肥生理利用率和氮素农学利用率分别提高4.8%～14.4%、1.4～9.8kg/kg和0.6～6.4kg/kg。氮锌配施比单施同量氮肥增产8.6%、10.5...

【目的】小麦籽粒品质是影响小麦加工品质和营养价值的重要因素。挖掘与小麦籽粒品质性状显著关联的位点及候选基因，为拓宽对小麦品质性状遗传机理的理解和分子标记辅助优质小麦育种提供依据。【方法】通过对来自国内外259份冬小麦品种（系）的蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、沉降值和籽粒硬度等5个品质性状进行测定，并结合90K SNP芯片进行全基因组关联分析，将定位到的显著性关联位点进行单倍型分析。【结果】5个性状均符合正态分布且在不同环境间均表现出丰富的变异，沉降值的变异系数最大（20.11%—24.42%）。各性状在基因型、环境、基因型×环境间均呈现出极显著差异（P<0.001），广义遗传力为0.77—0.84。通过全基因组关联分析，共检测到44个与5个性状显著关联（P<0.001）的位点，分布在除1D和3D染色体外的其他19个连锁群。在2个及以上的环境中均稳定存在的位点18个，涉及蛋白质含量（12个）、湿面筋含量（9个）、淀粉含量（11个）、沉降值（12个）和籽粒硬度（7个）等5个性状，能解释遗传变异的4.27%—10.98%。其中13个为多效应位点，与蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和淀粉含量等性状相关联的多效应位点最多（7个）。位于2B、2D和3A染色体的GENE-0762＿631、IAAV7742和RAC875＿c66845＿466位点同时在2个环境和BLUP值下被检测到，表型贡献率的范围为4.32%—7.07%。通过对多环境下存在且表型贡献率高的多效应位点进行单倍型分析，在5D染色体的D＿GDS7LZN02F4FP5＿176位点发掘到与蛋白质含量、沉降值和淀粉含量等性状显著相关的Hap1、Hap2、Hap3和Hap4等4个不同单倍型，其中，Hap1是高淀粉含量单倍型（P<0.001），而Hap2和Hap3均为高蛋白质含量和沉降值的单倍型（P北部冬麦区>国外品种>长江中下游冬麦区>西南冬麦区。对稳定遗传的位点进行候选基因的挖掘，筛选到10个可能与小麦籽粒品质相关的候选基因。【结论】检测到18个与籽粒品质性状显著关联的稳定位点，鉴定到4个不同单倍型，筛选出10个与籽粒品质相关的候选基因。

【目的】明确旱地麦田休闲期深松蓄水和覆盖保水的技术效果,有利于探索旱地小麦增产提质的最佳耕作及覆盖播种技术新途径。【方法】于2012—2014年度在山西农业大学闻喜小麦试验基地开展大田试验,以休闲期深松和当地传统耕作为主区,以全膜覆土穴播、膜际条播、常规条播为副区,研究深松和覆盖播种对3 m内土壤水分、小麦籽粒蛋白质含量及其产量的影响。【结果】旱地麦田休闲期深松处理播种至开花期0—300 cm土层蓄水量较免耕处理显著提高,产量提高12%—30%,且籽粒谷蛋白含量、蛋白质产量显著提高。两覆盖播种较常规条播,土壤蓄水量越冬至开花期均显著提高,产量提高6%—24%,籽粒醇溶蛋白、总蛋白含量及蛋白质产量显著提高,清蛋白提高。深松条件下,膜际条播较全膜覆土穴播开花期土壤水分显著降低;免耕条件下,两覆盖处理间各生育时期土壤水分差异不显著。膜际条播较全膜覆土穴播产量提高,在2012—2013深松条件和2013—2014免耕条件下差异显著。深松条件下,膜际条播较全膜覆土穴播籽粒蛋白质组分含量,总蛋白质含量及其产量显著提高。此外,相关性分析表明,开花期0—100、100—200、200—300 cm土层土壤蓄水量通过直接与间接作用对籽粒蛋白质积累的总影响均表现为正向作用,且2012—2013年100—200 cm土层土壤水分对籽粒蛋白质含量的提高贡献最大,2013—2014年200—300 cm土层土壤水分对籽粒蛋白质含量的提高贡献最大。从籽粒蛋白质产量形成的贡献来看,休闲期深松主要通过影响开花期土壤水分影响籽粒蛋白质产量,且深松条件下覆盖播种主要是通过影响孕穗期土壤水分而影响籽粒蛋白质产量,且膜际条播对蛋白质产量的贡献显著大于全膜覆土穴播。【结论】休闲期深松有利于蓄积休闲期降雨,覆盖播种有利于保蓄土壤水分,其效果延续至开花期,而生育中期土壤水分与籽粒蛋白质积累密切相关,休闲期深松配套膜际条播覆盖播种有利于旱地小麦产量和品质协同提高。

5年的玉米秸秆覆盖免耕定位试验表明,与其他处理相比较,覆免处理土壤含水量比其他处理增加5.56%~17.0%;表层(0~10 cm土层)土壤容重比其他处理降低9.35%~10.9%;覆免处理土壤总孔隙度(10~20 cm土层)比清茬免耕处理增加13.80%;覆盖免耕处理水稳性团聚体(≥0.25 mm)(0~10 cm土层)比清翻处理增加104.5%。在0~20 cm土层,覆免处理土壤全氮含量比其他处理增加10.6%~15.8%、覆免处理碱解氮含量比清翻处理增加23.3%、覆免处理土壤有机质含量比其他处理增加29.0%~33.8%。玉米秸秆覆盖免耕改善了农田土壤理化性状,冬小麦产量没有得到相应的...

【目的】针对中国西北旱地小麦低产田块多、分布范围广、农户地块间产量差异大的问题，探索影响旱地小麦产量的关键因素，为缩小产量差异，普遍提高旱地小麦产量提供理论依据。【方法】对分布在中国西北黄土高原地区的山西、陕西、甘肃旱地小麦主产区的１８０个农户麦田０—１００ ｃｍ土壤和小麦植株的取样分析，结合对农户施肥情况的实地调查，研究了旱地小麦产量差异与栽培、施肥及主要土壤肥力因素的关系。【结果】山西、陕西和甘肃冬小麦产量分别介于２ ５２９—８ ４１９、１ ３４４—８ ０７３和２ ９８４—７ １４５ ｋｇ·ｈｍ－２。覆膜栽培的小麦产量较传统栽培提高９．４％。传统栽培的高产组产量较中低产组分别高３７．５％和．．．

明确黄土高原地区降水和气温变化对冬小麦田土壤水分和产量的影响,对探索适应气候变化的冬小麦田间管理措施具有重要的现实意义。论文在验证EPIC模型对冬小麦田土壤水分模拟精度的基础上,以历史气象数据为基础,设置TR1、TR2和TR3三个气候情景,采用作物模型模拟的方法,研究黄土高原冬小麦田土壤水分和冬小麦产量对降水和气温变化的响应。结果显示:1)1961—2010年黄土高原降水呈降低趋势,其年际间变化幅度和频率均有所增加。与1961—1970年相比,洛川、长武、运城和延安的年均降水量在2001—2010年间分别

明确黄土高原地区降水和气温变化对冬小麦田土壤水分和产量的影响,对探索适应气候变化的冬小麦田间管理措施具有重要的现实意义。论文在验证EPIC模型对冬小麦田土壤水分模拟精度的基础上,以历史气象数据为基础,设置TR1、TR2和TR3三个气候情景,采用作物模型模拟的方法,研究黄土高原冬小麦田土壤水分和冬小麦产量对降水和气温变化的响应。结果显示:1)1961—2010年黄土高原降水呈降低趋势,其年际间变化幅度和频率均有所增加。与1961—1970年相比,洛川、长武、运城和延安的年均降水量在2001—2010年间分别降低了18.1%、13.6%、18.8%和24.9%,其变差系数分别增加了0.029、0.087、0.02和0.057。1961—2010年黄土高原气温呈波动性增加趋势,其中日最低气温增加幅度大于日最高气温增加幅度。与1961—1970年相比,日最高气温在2001—2010年间增加了0.30~0.84℃,而日最低气温增加了1.00~1.55℃。2)EPIC模型能够较好地模拟黄土高原冬小麦田土壤水分动态变化规律,0~2.0 m土层土壤湿度观测值与模拟值间的相对均方根误差RRMSE值为6.0%~14.0%,R2和模型效率ME值分别为0.824和0.815。3)黄土高原地区降水的减少和最高气温的增加均不利于冬小麦生产,而最低气温的提高对冬小麦生产较为有利。洛川、长武、运城和延安冬小麦产量因年降水量的降低而分别减产了8.5%、7.6%、11.7%和12.3%;因日最高气温的升高分别减产了6.4%、6.8%、7.2%和-3.0%;因日最低气温的提高而分别增加了8.8%、10.2%、1.5%和12.0%。因此,为适应降水减少和日最低气温升高的趋势,黄土高原冬小麦生产区应适当调整冬小麦播期,研究并推广保水节水技术措施,充分利用气候变化对冬小麦生产的有利因素,克服不利因素,确保冬小麦的可持续生产。

【目的】明确氮肥在黄土高原地区不同种植条件下对冬小麦生产的影响及各条件下合理的施氮量。【方法】通过文献检索共获得82篇大田试验文献,包含355个独立研究的1 169组观测数据,采用整合分析比较氮肥在黄土高原不同区域、不同年均温、不同年降水量及不同耕层有机质含量下对冬小麦产量和水分利用效率的影响,并采用回归分析探究各分组产量和水分利用效率与施氮量间的关系。【结果】施氮整体上显著提高了黄土高原冬小麦产量和水分利用效率,相对增长率分别为66.09%和72.38%(P10℃地区;年均温>10℃地区施氮189 kg·hm~(-2)和187 kg·hm~(-2)时产量和水分利用效率分别达到最高,而年均温≤10℃地区施氮225 kg·hm~(-2)时产量才趋于最大,水分利用效率在施氮239 kg·hm~(-2)时达到最高。施氮后在年均降水≤600 mm地区产量相对增长率(70.48%)更显著,而水分利用效率则在年均降水>600 mm时更显著;年均降水≤600 mm地区在施氮量235 kg·hm~(-2)和244 kg·hm~(-2)时,产量和水分利用效率分别达到最高,年均降水>600 mm地区实现高产的施氮量为250 kg·hm~(-2)。施氮后耕层有机质含量≤12 g·kg~(-1)条件下,产量和水分利用效率的相对增长率(78.24%, 86.55%)均高于>12 g·kg~(-1)条件,前者在施氮量226 kg·hm~(-2)和212 kg·hm~(-2)时产量和水分利用效率分别达到最高,而后者获得最高产量和最高水分利用效率的施氮量分别为163 kg·hm~(-2)和175 kg·hm~(-2)。【结论】在黄土高原,冬小麦在东南部和西北部获得高产的合理施氮量分别为227 kg·hm~(-2)和212 kg·hm~(-2);年均温>10℃地区合理施氮量为187kg·hm~(-2),年均温≤10℃地区为239 kg·hm~(-2);年均降水>600 mm地区合理施氮量为250 kg·hm~(-2),年均降水量≤600mm地区为235 kg·hm~(-2);耕层有机质含量≤12 g·kg~(-1)条件下的合理施氮量为226 kg·hm~(-2),高于12 g·kg~(-1)时则为163 kg·hm~(-2)。

在EPIC模型介绍和模拟精度验证的基础上,利用EPIC模型对黄土高原旱塬地冬小麦水分生产潜力和土壤水分动态进行了中期(12a)和长期(30a)评价定量模拟研究。结果表明:(1)在12a实时气象条件下的模拟时段内,旱塬地小麦水分生产潜力随降水量变化呈现波动性降低趋势,3m土层土壤有效含水量也表现为剧烈波动性和逐渐下降趋势,土壤干燥化趋势明显;(2)在30a模拟气象条件下的模拟时段内,旱塬地小麦水分生产潜力呈现波动性轻微降低趋势,3m土层土壤有效含水量季节性和年际间波动性显著,但土壤干燥化趋势并不明显;(3)综合分析认为,在降水量减少幅度不显著的情况下,旱塬地麦田土壤干燥化只是一种短期现象,不会导...

利用自交系178和郑58构建的F2:3家系群体为研究材料,对不同环境下玉米籽粒锌、铁含量、籽粒构型、百粒重等籽粒主要性状进行相关分析,并对锌、铁含量进行QTL定位分析。结果表明,不同环境下籽粒锌含量与铁含量呈显著正相关,相关系数分别为0.159,0.395,粒长与粒厚呈极显著负相关,相关系数分别为-0.68,-0.252;粒长与百粒重呈极显著正相关,相系数分别为0.445,0.341,粒宽与百粒重呈极显著正相关,相关系数分别为0.448,0.570。在保定、邯郸两个环境下,共定位到了21个QTL,其中保定环境下定位到16个,邯郸环境下定位到5个。在第5染色体的umc1097-umc1670区段...