水资源紧缺是限制我国西北干旱区农业发展的主要瓶颈，正确评估地区农业用水效率及其影响机制，可为提高农业用水效率提供理论依据。以新疆为研究区，基于1988-2015年的长系列数据，分别计算出历年北疆、南疆、东疆典型作物（小麦、棉花）生产水足迹，并采用Cobb-Douglas生产函数定量分析气象因素（年降雨量、年日照时数、年均温度、年均风速、年均湿度）和技术因素（农机总动力、有效灌溉率、化肥施用折纯量）对作物生产水足迹的影响贡献率。结果表明： 1988年至2015年，东疆小麦、棉花生产水足迹显著高于北疆和南疆，在气候变化和技术进步的综合影响下，各地区典型作物生产水足迹逐年降低，其中技术进步对新疆典型作物单产水足迹影响显著高于气候因素，是驱动新疆各地区典型作物生产水足迹变化的主要控制因素。地区尺度上，北疆、南疆、东疆气候变化和农业技术发展均呈现显著的地区差异，总体来看，北疆气候条件最适宜作物生长，东疆气候最为恶劣，北疆、南疆农业技术发展速率整体上高于东疆。

【目的】针对干旱绿洲灌区水资源匮乏、春小麦生产化肥投入量大等问题，研究不同种植方式下水氮减投对春小麦地上干物质积累及产量形成的影响，为试区春小麦节水节肥高效生产提供理论和实践依据。【方法】2016—2018年，在宽幅匀播（W）和传统条播（C）2种种植方式下，设2个灌水梯度为传统灌水（I2，2 400 m³·hm^-2）、减量灌水20%（I1，1 920 m³·hm^-2）和3个施氮梯度为传统施氮（N3，225 kg·hm^-2）、减施氮肥20%（N2，180 kg·hm^-2）、减施氮肥40%（N1，135 kg·hm^-2），研究宽幅匀播和传统条播下春小麦产量对水氮减量的适应性。【结果】宽幅匀播较传统条播增大了春小麦地上干物质最大增长速率（V_max）、干物质平均增长速率（V_mean）和抽穗期之后地上干物质积累速率，延迟了地上干物质最大增长速度出现的时间（T_m）。宽幅匀播种植方式下减水减氮20%较传统条播传统灌水与施氮处理春小麦V_max和V_mean分别提高13.0%—23.4%和11.0%—16.9%，T_m延迟3.3—3.7 d，宽幅匀播可有效调控春小麦生长发育动态。宽幅匀播较传统条播春小麦籽粒与生物产量分别增加11.0%—17.3%与4.3%—9.6%，收获指数提高6.3%—6.9%。与传统条播传统灌水与施氮处理相比，宽幅匀播减水减氮20%增加春小麦籽粒与生物产量分别为16.0%—22.5%与5.6%—13.2%，提高收获指数8.2%—10.9%，宽幅匀播种植方式下减水减氮20%与减水20%传统施氮春小麦产量与收获指数差异不显著。宽幅匀播减水减氮20%春小麦增产主要归因于穗粒数及千粒重的协同提升，较传统条播传统灌水与施氮处理依次提高3.9%—7.1%与18.4%—22.7%，以千粒重的提高幅度较大。通径分析表明，宽幅匀播减水减氮20%主要通过提高收获指数、增大千粒重进而提高籽粒产量。【结论】宽幅匀播可实现春小麦生产的水氮同步减量20%，是绿洲灌区春小麦水氮节约稳产高产的可行措施。

【目的】旨在筛选四川丘陵带状机播小麦高产抗倒的株行配置方式。【方法】采用二因素裂区设计，主区为品种，选用紧凑型川农27和半紧凑型绵麦367，副区为带宽2 m和种植密度150×104 hm-2固定情况下的7种行数和行距配置方式，即每带种植5行和行距20 cm + 20 cm + 20 cm + 20 cm（CK，传统“双三零”模式）、每带3行和行距30 cm + 30 cm（F3-1）、每带3行和行距35 cm + 35 cm（F3-2）、每带3行和行距40 cm + 40 cm（F3-3）、每带4行和行距20 cm + 20 cm + 20 cm（F4-1）、每带4行和行距20 cm + 30 cm + 20 cm（F4-2）以及每带4行和行距20 cm + 40 cm + 20 cm（F4-3），研究减少种植行数和扩大行距对带状条播小麦群体透光率、抗倒伏性能及产量的影响，并探讨了透光率与抗倒伏性能间的关系。【结果】两品种表现一致，带状小麦边行抗倒伏性能显著高于内行，内行抗倒伏性能与群体透光率呈显著正相关。种植行数由5行减少为3或4行，再增大行距后，群体透光率显著提高，边行与内行的抗倒伏性能均得到改善，内行优化效果尤为显著，表现为株高和重心高度降低，单茎干物质积累量增多，基部第二节间缩短变粗，茎壁加厚，机械强度、节间充实度、节间干密度、纤维素及木质素含量提高，倒伏指数减小，边行优势减弱，群体更为均衡，田间不易发生倒伏，且成穗数及产量增加。CK的边行茎秆质量最优，抗倒伏能力最强，但内部透光率最低，内行茎秆质量严重劣化，以中间行最为显著，边行优势最强，田间倒伏率高，且产量低于F3-3和F4-3，仅与F3-2和F4-2相当。【结论】四川丘区带状机播小麦高产抗倒最佳株行配置方式为种植3行行距40 cm+40 cm或种植4行行距20 cm+40 cm+20 cm，其次为种植3行行距35 cm+35 cm或种植4行行距20 cm+30 cm+20 cm，以上均可替代传统“双三零”模式。

为了明确不同播幅对小麦籽粒产量的影响及其形成的生理原因, 本研究于2019—2020年和2020—2021年冬小麦生长季, 在山东省济宁市兖州区小孟镇史家王子村小麦试验站大田试验条件下设置2种播幅处理: 处理1是播幅为8 cm (B1); 处理2是播幅为3 cm (B2)。研究了不同播幅对小麦光合特性、冠层光截获特性、干物质积累与转运和籽粒产量的影响。试验结果表明: B1处理开花后叶面积指数和冠层光合有效辐射截获率显著高于B2处理, 其冠层光合有效辐射透射率显著低于B2处理; B1处理开花后旗叶叶绿素相对含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均显著高于B2处理, 其胞间二氧化碳浓度显著低于B2处理; B1处理开花期和成熟期干物质积累量、开花后干物质在籽粒中的分配量、成熟期籽粒干物质积累量均显著高于B2处理; B1处理穗粒数、千粒重均显著高于B2处理; 与B2处理相比, B1处理的2年平均籽粒产量和光能利用率分别高6.12%和7.71%。综上所述, 播幅为8 cm的B1处理通过塑造了合理的冠层结构, 改善了开花后叶片的光合性能, 有利于开花后植株的光合物质生产, 从而获得了最高的籽粒产量和光能利用率, 为本试验条件下的最优处理。研究为小麦宽幅播种节水高产高效栽培技术提供了理论依据。

Agronomic practices, such as planting date, seeding rate, and genotype, commonly influence hard red spring wheat (HRSW, Triticum aestivum L. emend. Thell.) production. Determining the agronomic optimum seeding rate (AOSR) of newly developed hybrids is needed as they respond to seeding rates differently from inbred cultivars. The objectives of this research were to determine the AOSR of new HRSW hybrids, how seeding rate alters their various yield components, and whether hybrids offer increased end-use quality, compared to conventional cultivars. The performance of two cultivars (inbreds) and five hybrids was evaluated in nine North Dakota environments at five seeding rates in 2019−2020. Responses to seeding rate for yield and protein yield differed among the genotypes. The AOSR ranged from 3.60 to 5.19 million seeds ha−1 and 2.22 to 3.89 million seeds ha−1 for yield and protein yield, respectively. The average AOSR for yield for the hybrids was similar to that of conventional cultivars. However, the maximum protein yield of the hybrids was achieved at 0.50 million seeds ha−1 less than that of the cultivars tested. The yield component that explained the greatest proportion of differences in yield as seeding rates varied was kernels spike−1 (r = 0.17 to 0.43). The end-use quality of the hybrids tested was not superior to that of the conventional cultivars, indicating that yield will likely be the determinant of the economic feasibility of any future released hybrids.

为明确行距和播种量对冬小麦冠层光合有效辐射(PAR)垂直分布、生物量和籽粒产量的影响,在不增加水肥等投入的基础上,设置等行距(R₁,20 cm+20 cm)、宽窄行(R₂,12 cm+12 cm+12 cm+24 cm)两种行距方式和低(D₁,120 kg·hm^-2)、中(D₂,157.5 kg·hm^-2)、高(D₃,195 kg·hm^-2)3个播种量水平,分析不同处理组合下冬小麦主要生育时期冠层PAR的截获率及利用率、群体光合能力、生物量和产量差异。结果表明: 冬小麦冠层总PAR截获率、上层PAR截获率均表现为R₁行距显著大于R₂,而中层和下层PAR截获率则表现为R₂大于R₁,且在中层差异显著;从小麦开花至成熟期,相同播种量下R₂行距光合势(LAD)、群体光合速率(CAP)、PAR转化率和利用率都显著高于R₁,并以R₂D₂处理最大;冬小麦的群体生物量(BA)和不同层次叶片生物量(BL)均表现为随播种量增加而增加,但单株生物量(BP)则相反。在同一播种量下,BA、BL和BP均在开花期之后表现为R₂行距高于R₁,其中,BA、BP在成熟期行距间差异显著,中层和下层BL在D₂、D₃播种量下行距间差异显著;不同处理组合间冬小麦的穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量分别以R₂D₃、R₂D₁、R₂D₁、R₂D₂最大,其中,R₂行距下千粒重、穗粒数和籽粒产量显著大于R₁。综上,改变行距可以改善小麦冠层中下层PAR的截获量,增强冬小麦单株和群体光合能力、光合有效辐射的利用及转化效率,提高生物量和籽粒产量。在冬小麦高产栽培中,应重视通过优化田间结构,塑造麦田理想的群体光合结构,以充分利用单位土地面积上光照资源,挖掘作物自身的光合生产潜力,达到高产高效的目的。在本试验条件下,以R₂D₂配置群体光合能力、光合有效辐射利用率和产量最佳。

在大田试验条件下，研究了在同一密度（375×104株•hm－2）下，行距配置对大穗型冬小麦(Triticum aestivum)品种‘兰考矮早八’后期群体 冠层结构、冠层微环境及产量构成的影响。结果表明，冠层叶面积指数随着行距的增大而减小；而冠层开度随着行距的增大而增加。行距配置 还可改变小麦冠层微环境，冠层不同层次的光截获及消光系数均随着行距的增大而减小；随着行距增加，冠层不同层次的温度升高，而湿度下 降； 随着行距缩小，冠层不同层次的CO2分布更趋均匀，有利于群体光合作用。通过缩小行距，能够使植株分布均匀，竞争减弱，使产量构成 因素实现最佳配置，从而获得较高的产量。从该研究看，15 cm行距的产量最高，可作为该类品种的较佳行距配置。

为研究不同行距对宽幅精播小麦产量和干物质积累与转运的影响, 阐明其高产高效的生理机制, 给宽幅精播技术在黄淮海平原的进一步推广提供理论依据和技术支撑, 于2017—2019小麦生长季, 以‘济麦22’为试验材料, 在20 cm (R1)、25 cm (R2)和30 cm (R3) 3个行距下, 设置宽幅精播(K)和常规条播(T)两种种植方式, 分析不同行距下宽幅精播种植与常规条播种植对小麦旗叶光合特性、干物质积累与分配和旗叶¹³C同化物分配特性差异。结果表明: 在相同种植方式下, R2处理下小麦的旗叶净光合速率, 开花期和成熟期干物质积累量, 花后干物质在籽粒中的分配量和贡献率, 籽粒产量均显著高于行距R1和R3处理; 在R2行距下, K处理灌浆期叶面积指数、光合有效辐射截获率和开花后14、21和28 d旗叶净光合速率和蒸腾速率显著高于T处理, 两年度K处理通过增加穗数和粒重使得籽粒产量较T处理提高8.67%; ¹³C示踪结果显示, R2K处理旗叶¹³C同化物在籽粒的分配量和分配比例显著高于其他处理; R2K处理开花期和成熟期干物质积累量和单茎质量、开花后干物质向籽粒的分配量和对籽粒的贡献率最高, 均显著高于其他处理, 获得了最高的籽粒产量。综上所述, 行距25 cm、宽幅精播种植方式是本试验条件下小麦高产高效的最佳种植模式。

为明确宽幅精播条件下小麦高产高效的适宜基本苗密度,于2018—2019年和2019—2020年在山东兖州大田试验条件下设置4种基本苗密度处理:90×10⁴株·hm^-2(D₁)、180×10⁴株·hm^-2(D₂)、270×10⁴株·hm^-2(山东高产田常用基本苗密度,D₃)、360×10⁴株·hm^-2(D₄),研究基本苗密度对小麦光合特性、衰老特性以及籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明: 与D₁、D₄处理相比,D₂处理显著改善了灌浆期间小麦旗叶光合特性,提高了旗叶和根系超氧化物歧化酶(SOD)活性、可溶性蛋白质含量,降低了旗叶和根系丙二醛(MDA)含量,延缓了旗叶和根系衰老;与D₁、D₃、D₄处理相比,D₂处理显著提高了0~40 cm土层小麦根长、根表面积和根体积。2018—2019年和2019—2020年,与D₁、D₃、D₄处理相比,D₂处理的籽粒产量分别提高11.8%、2.5%、6.4%和22.7%、5.7%、17.1%,水分利用效率分别提高9.2%、8.8%、14.2%和21.1%、6.2%、21.5%。综上,基本苗密度为180×10⁴株·hm^-2的D₂处理通过提高小麦灌浆期旗叶光合特性,改善小麦根系形态,延缓了植株衰老,籽粒产量和水分利用效率最高,是山东宽幅播种高产麦田的最优处理。