晚播条件下稻茬小麦产量形成机理研究及晚播效应分析

Wheat was the second corn crop in Hubei province and it plant area increased by years. But Its sowing time is susceptible to continuous rainfall, and the phenomenon of sowing time delays is frequent. Based on Jianghan plain, the study is to use different types of wheat varieties such as big spike, middle panicle and spikelet under the continuous rainfall pattern at the sowing date of wheat after rice. The continuous late sowing experiment (4d/period, a total of 15 sowing periods) was set up. Systematic study of individual and population growth patterns, tiller and panicle differentiation patterns, material accumulation and translocation patterns, the develop patterns of yield and yield components under late sowing conditions, and the analysis combined with meteorological factors such as accumulative temperature and light, etc. To quantify the changes in the above indicators with the postponement of the sowing date and the progressive and fluctuation relationship between the indicators; based on clarifying the physiological mechanism of different late genotypes responding to late sowing, a mathematical model adapted to different genotypes was established to determine the rational population structure parameters and yield structure parameters of large spike, middle panicle and spikelet varieties under late sowing conditions. In order to provide theoretical support for the varieties improvement of wheat after rice and resistance to late-sowing techniques.

小麦为湖北省第二大粮食作物，推广面积逐年增大。但湖北省稻茬小麦主产区乃至其所在长江中下游流域，稻茬小麦在播种期易遭受持续降雨天气，导致播期推迟、单产及总产降低、增种难增收。本研究在此背景下，拟采用大穗、中穗、密穗等不同类型小麦品种9个，设置连续晚播试验（自适播期始，4d/期，共15期），系统研究晚播条件下个体及群体生长规律，分蘖及小穗形成规律，物质积累及运转规律，产量及产量构成因素形成规律，量化以上指标随播期推迟的变化程度与幅度，量化指标间的递进、消长关系，明确不同基因型品种晚播效应；结合历史积温、光照等气象因素数据及历史产量数据分析，定义晚播效应年型；在明确不同基因型品种响应晚播的生理机理基础上，对大穗、中穗、密穗型品种晚播条件下的合理群体结构参数及产量结构参数系统分析，优化出晚播综合效应指数，以期为稻茬小麦晚播技术途径创建及品种改良提供理论支撑。

播期试验表明，10月下旬至11月上旬，即D1~D5播期可以充分利用有效积温于成熟期实现387~509万·hm-2的群体和12 900 kg·hm-2以上的干物质积累量，全生育期达200 d以上，可获得6000 kg·hm-2以上籽粒产量，为该区域的适播期；11月中旬至11月下旬为近适播期； 12月中旬前后为远适播期。迟播的负面影响是由环境限制，包括恶劣天气因素，如低温在营养生长过程中，作物发育各个阶段的持续时间缩短，灌浆期温度升高导致。播种后期和正常播种期之间粮食产量差距缩小，对于单茎小麦由于两者之间的补偿作用DMA和NA的平均速率(Vt)和快速积累期(T)最高。粮食产量维持在6000公斤/公顷以上，需满足成熟期与拔节期的DMA比值(MD/JD)和NA比值，成熟-拔节期(MN/JN)分别为4.06 (P < 0.01)和2.49 (P < 0.05)范围内。补偿效应并无法完全阻止延迟播种造成的影响导致生物量和氮产量下降。. 江汉平原地区，在氮肥运筹模式不断优化条件下，晚播小麦减氮处理产量与正常氮量产量相比降低不显著，但成穗率和氮素利用效率显著提高；播期推迟20 d内，推荐氮肥运筹模式为：基追比例为底肥:冬前追肥:拔节期追肥=1:1:1，施氮量可由正常施氮量降为150 kg·hm-2。. 利用高光谱遥感技术，通过分析晚播条件下小麦叶片与冠层模式光谱特征和叶面积指数（LAI）的变化规律，建立了适用于晚播小麦的叶面积指数估算方法。试验中所提取的CSRVI指数能够反映旗叶叶绿素含量，可以通过光谱仪器的叶片模式对小麦生育期内叶绿素含量进行监测；通过冠层模式计算的CSRVI指数和RDVI指数所建立的LAI估算模型可以对小麦的LAI进行无损害观察。. 通过构建假设的基因型，同化生物物理响应曲面通过基因型(G)、环境(E)、管理(M)分析(G×E×M)。结果表明，晚播减少了累积辐射截留、累积热时间和作物产量捕捉生长季节的降雨量。这些因素缩短了作物的生育期、减少生物量积累，减少籽粒数量，影响产量提高。有更多辐射使用的基因型效率、较长的幼期和较大的灌浆速率更有效地缓解了延迟的产量损失播种。然而，即使是最高产量的基因型×管理组合也不能完全缓解产量损失推迟播种。