旱地秸秆覆盖冬小麦收获指数降低的机理

旱地秸秆覆盖条件下小麦收获指数降低可能与生育期阶段耗水比例不合理，氮素一次施用引起的灌浆后期水分胁迫加剧、植株氮素营养不足加速叶片衰老，以及由此可能导致的热胁迫有关。因此，研究收获指数降低的根源和机理，确定发生这种情况的主要条件和影响因子，提出有效的方略改进秸秆覆盖对收获指数的不良影响，对提高旱地小麦生产力和水肥资源效率有重要的科学意义。本项目采用田间试验、田间原位监测结合稳定性同位素等分析方法，以常规不覆盖为对照研究秸秆覆盖下小麦群体调控以及氮素运筹对冬小麦生长过程土壤水库的利用特征、花前花后水分利用比例分配、小麦群体结构以及叶片的相关冠层特征变化、地上部干物质累积分配，花前以及花后同化物对籽粒形成的贡献以及水分利用效率的影响。群体调控和氮素运筹耦合效应及机理。从理论上阐明影响收获指数的主要条件和因子，为建立提高秸秆覆盖冬小麦收获指数的调控措施提供理论依据。

以往研究显示旱地秸秆覆盖小麦收获指数较不覆盖降低，其原因未见报道。研究收获指数降低的根源和机理，确定发生这种情况的主要条件和影响因子，提出有效的方略改进秸秆覆盖对收获指数的不良影响，对提高旱地小麦生产力和水肥资源效率有重要的科学意义。本项目采用田间试验结合田间原位监测等分析方法，研究群体控制对小麦水分利用及其收获指数的作用机制，氮素调控与小麦群体特征、水分利用及收获指数的关系，群体调控与氮素运筹耦合效应及机制。结果表明秸秆覆盖下大群体以及播前氮肥一次施用是导致小麦收获指数降低的主要原因。通过播量密度梯度、生育期群体干预（拔节前修根、冠割）以及氮素分期调控试验及其耦合效应研究发现，在品种推荐播种密度下小麦拔节前修根结合氮素分期施用是一个有效提高秸秆覆盖小麦收获指数的途径。其作用机理是该途径可以延缓小麦旗叶叶片衰老、提高旗叶净光合速率，有效地优化产量三要素，增加花前非结构性碳水化合物的转运，减少小麦耗水量，从而提高小麦产量、收获指数及水分利用效率。另外，本研究还发现在秸秆覆盖下小麦拔节前进行冠割并没有造成小麦减产，而且有提高小麦收获指数的趋势，这对旱农区一麦两用、畜牧业发展有重要的参考价值。