小麦少耕免耕田间管理技术 省赛获奖

作物生产技术专业/教学资源库小麦技术栽培技术及研究进展河南农业职业学院一、节水栽培研究的意义干旱缺水是一个世界性难题。全球干旱和半干旱地区耕地面积占43%，我国是世界13个贫水国家之一，干旱缺水面积有500万平方公里，占全国64%。

北京世界人均水资源量（m3）<300m3全国人均1000立方米缺水下限我国水资源短缺形势十分严峻，供需矛盾非常突出，到2030年和2050年，全国缺水量将达543亿m3和786亿m3数据来源：刘昌明，陈志恺，中国水资源现状评价和供需发展趋势分析，2001，中国水利水电出版社一、节水栽培研究的意义我国北方干旱、半干旱地区水资源严重短缺，且利用效率较低。灌溉水利用效率作物水分生产率（kg/m3）

一、节水栽培研究的意义在国家中长期规划中，旱作节水农业占有十分突出的位置。近年来由于世界范围的干旱缺水日趋严重，加之分子生物学思想和方法的不断渗入，致使植物抗旱节水生理研究工作进入一个充满活力的新时期。从旱区农业发展和改善环境的需求看，植物水分和抗旱生理研究的实际进展并不令人感到特别兴奋，总体看，已发挥的作用低于应发挥的作用（山仑，2007）一、节水栽培研究的意义随着人口的增长和人们生活水平的提高，农业生产和社会的可持续发展以及食物安全等对农业提出了更高的要求，实施节水栽培十分必要，意义重大。二、国内节水栽培研究进展（一）试验设计

1、PEG模拟干旱：苗期

2、灌水次数研究

灌0水、灌1水、灌2水、灌3水、灌4水、灌5水（王淑芬等，2006，农业工程学报）

3、土壤水分亏缺

充分供水（土壤含水量相当于田间持水量的80％）、中度缺水（相当于田间持水量的55％）、重度缺水（相当于田间持水量的40％）（高志红等，2007，农业工程学报）二、国内节水栽培研究进展（一）试验设计

4、花后干旱胁迫研究

A：花后0－10天干旱、B：花后10－20天干旱、C：花后20－30天干旱、D：整个灌浆期干旱、CK：花后０－３０天一直保持７０－７５％。干旱：３５－４０％（王晨阳等，200６，麦类作物学报）

5、开花期复水研究

A：充分供水（75％－85％）、B：中度缺水（55％－65％）、C：重度缺水（35％－45％），BA（开花期复水8天）、CA（开花期复水8天）（陈晓远等，2001，作物学报）二、国内节水栽培研究进展（一）试验设计

６、不同生育期复水研究

A：充分供水（80％）、B：水分胁迫（55％）、B－A1、B－A2、B－A3分别表示分蘖期、拔节期和开花期从B水分复水至A水分（陈晓远等，2002，中国生态农业学报）

７、干湿交替灌溉研究

小麦花后设置对照（A）、土壤干湿交替５天循环（B）、土壤干湿交替１０天循环（B）。对照和湿处理为７０－７５％，干处理为５０－５５％（吕金印等，２００４，西北植物学报）二、国内节水栽培研究进展（一）试验设计７、干湿交替灌溉研究

水稻结实期干湿交替灌溉（杨建昌等，２005，作物学报）玉米花后干湿交替（刘永红，杨文钰，２006，作物学报）8、土壤渍水逆境研究

孕穗期土壤渍水逆境研究：渍水处理20天（保持水层0.5－1.0cm），对照（保持75－80％）（李金才等，2006，作物学报）二、国内节水栽培研究进展（一）试验设计9、花后干旱和渍水下氮素供应的研究供试品种：徐州26（高蛋白）、扬麦9号（低蛋白）设3种水分处理：对照（70％－80％）、干旱（45％－50％）、渍水（1－2cm水层）。水分处理时期为开花期至成熟期。每个水分处理均设置2个施氮水平：纯氮120kg.ha-1和240kg.ha-1

（范雪梅等，2005，中国农业科学）二、国内节水栽培研究进展（一）试验设计10、干旱条件下生长调节物质的调控研究供试品种为WY-7，种植于盆钵，减数分裂期进行WW和WS处理自花粉母细胞减数分裂期开始，开始化控处理(1)

20×10-6molL-1()-ABA(2)

20×10-6molL-1氟草酮(类胡萝卜素合成抑制物质，进而抑制ABA的合成)(3)

50×10-3molL-1乙烯利(乙烯释放促进物质)(4)

5×10-5molL-1氨基－乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG，ACC合成酶抑制物质)

(5)

20×10-6molL-1氟草酮+20×10-6molL-1()-ABA

(6)

以注入去离子水为对照(CK)

用1mL注射针将处理液注入到主茎穗的稻苞中，注入时间为0900h～1000h，每次(d)每茎注入0.5mL，连续4d。

二、国内节水栽培研究进展（二）研究方法

1、Hoagland营养液培养

2、盆栽

3、管栽内径10cm，长50cm的灰色PVC硬塑管(高志红)

用直径25cm、高90cm的无底铁皮筒作模，用加厚塑料薄膜（双层）包在外面并密封，直立放入挖好的坑中，填土后再抽出铁筒（李金才）二、国内节水栽培研究进展（二）研究方法

4、池栽

5、大田栽培裂区设计。各小区间埋设塑料薄膜包埂。各小区间用2.1m的保护行隔开。二、国内节水栽培研究进展（三）研究内容

1、抗旱（耐旱）生理机制

水分胁迫抗逆性反应渗透调节能力提高弹性调节蒸腾和气孔调节抗氧化能力提高产生抗逆性蛋白二、国内节水栽培研究进展（三）研究内容

1、抗旱（耐旱）生理机制（1）干旱胁迫对植物生长发育的影响叶片、根、根冠比等（2）干旱胁迫对植物渗透调节的影响叶片相对含水率、渗透势渗透调节物质：无机离子：K+、Na+

、Ca2+

、Mg2+

有机小分子：脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖等二、国内节水栽培研究进展（三）研究内容

1、抗旱（耐旱）生理机制（3）干旱胁迫对植物光合作用的影响气孔限制：气孔导度非气孔限制：

PSⅡ光化学效率：叶绿素荧光特性

RuBP羧化酶活性及RuBP再生光呼吸气孔震荡二、国内节水栽培研究进展（三）研究内容

1、抗旱（耐旱）生理机制（4）干旱胁迫对植物活性氧及抗氧化系统的影响

SOD、POD活性、MDA含量、O－含量等（5）干旱胁迫对植物蛋白质和核酸代谢的影响二、国内节水栽培研究进展（三）研究内容

2、产量和品质形成的生理机制

（1）干旱胁迫对小麦籽粒产量和品质的影响籽粒产量及蛋白质和淀粉产量；籽粒蛋白质和淀粉含量及其组分；籽粒面粉品质。（2）干旱胁迫对小麦碳代谢和籽粒淀粉积累的影响旗叶衰老、光合特性、干物质的积累与运转、淀粉积聚关键调控酶活性、淀粉积累（3）干旱胁迫对小麦氮代谢和籽粒蛋白质积累的影响氮代谢、氮素运转、蛋白质代谢关键酶、籽粒蛋白质积累二、国内节水栽培研究进展（三）研究内容

3、信号传导生理机制干旱胁迫对植物非水力根信号的影响根、茎、叶脱落酸含量二、国内节水栽培研究进展（三）研究内容

4、资源利用机制（1）N、P、K的吸收与分配（２）水分利用效率二、国内节水栽培研究进展（三）研究内容

5、抗旱（耐旱）的分子机制小麦种子萌发期、苗期水分胁迫诱导表达差异cDNA（硕士论文，山西农大，2003；河北师大，2003）、基因表达谱（硕士论文，中国农科院，2003）水分胁迫下玉米根系ZmPⅠP1亚族基因的表达（吴安慧等，植物生理与分子生物学学报，2006）三、节水栽培的实践（一）不同年代旱作小麦品种生育特性的研究

选用不同时期育成、在黄淮冬麦区推广并具有一定代表性的旱作小麦品种（系）7个，分别为：碧码6号、丰产3号、阿勃33、豫麦49、洛旱2号、矮抗58、洛旱11号。

品种有效穗数

（万/hm2）

穗粒数

（粒）千粒重（g）产量（kg/hm2）碧码6号266d48.1b14.29e1122.28c丰产3号305c55.1a30.29c1066.72c阿勃33252d36.2d24.32d788.93d豫麦49401a49.1b33.75bc1822.32a洛旱2号253d31.3e23.18d822.27d矮抗58385a42.1c35.88b1588.97b洛旱11号355b29.1f40.65a1500.08b不同年代小麦品种间产量及其构成因素分析

品种日期2011/3/252011/4/202011/5/12011/5/31碧码6号45.61ab85.62a86.26a86.30a丰产3号34.30c77.40bc79.03ab81.84ab阿勃3349.39a81.84ab83.53a85.92a豫麦4948.67a71.77d73.77c76.61bc洛旱2号36.14c71.37d72.41c72.93c矮抗5839.17bc56.96e57.78d64.23d洛旱11号34.63c75.09cd76.42bc77.73bc不同年代小麦品种株高的差异

品种日期3/254/205/15/115/215/265/31碧码6号0.90d1.71b1.90c2.31c2.51c2.52d2.67c丰产3号1.05c1.17d1.82c2.04d2.11d2.64d3.10b阿勃331.15b1.51c1.88c2.11d2.32c2.18e2.68c豫麦491.59a1.66bc2.08ab2.55b2.65b2.85bc3.22b洛旱2号0.86d0.94e2.03b1.78e2.28c2.67cd2.61c矮抗581.15b1.41cd2.18a2.08d2.48c2.91b3.64a洛旱110.97cd1.92a2.17a2.76a3.09a3.36a3.59a不同年代小麦品种干物质积累量的差异

品种开花期干重（g/株）成熟期干重（g/株）转运量（g/株）转运率（％）籽粒干重（g/株）贡献率（％）碧码6号1.5601.0770.48331.01.34835.8丰产3号1.7121.1010.61135.71.79034.2阿勃331.4811.0670.41427.91.28832.1豫麦491.6031.0980.50531.51.76428.6洛旱2号1.6821.0820.60035.71.21649.3矮抗581.7311.2330.49828.82.07923.9洛旱111.7271.2610.46627.02.02523.0不同年代小麦品种总干物质运转动态分析

品种日期2011/5/62011/5/112011/5/162011/5/21碧码6号259de209bc174c135d丰产3号270d196c166d145c阿勃33254e188c172cd165bc豫麦49290c223b197ab177b洛旱2号280cd210bc174c173b矮抗58367a244a182bc171b洛旱11号311b242a206a191a不同年代小麦品种花后旗叶可溶性糖含量分析

品种日期2011/5/62011/5/112011/5/162011/5/21碧码6号11.66a6.94bc5.40cd4.81b丰产3号8.93bc7.02b5.264.71bc阿勃338.21c5.82d5.58c4.35c豫麦499.41b8.68a5.13d4.57bc洛旱2号7.71d6.54c5.56c4.85b矮抗588.23c6.81bc5.89b5.43ab洛旱11号7.03e8.75a6.25a5.86a不同年代小麦品种花后旗叶可溶性蛋白含量动态分析

不同年代小麦品种花后旗叶SOD活性的差异

不同年代小麦品种花后旗叶丙二醛含量的差异

不同年代小麦品种花后旗叶超氧负离子含量分析

品种日期2011-5-62011-5-112011-5-162011-5-21碧码6号82.7b105.0c296.5a295.6a丰产3号64.1c121.5ab138.2e246.8c阿勃33107.0a109.7bc177.0c272.7b豫麦4982.6b103.5c157.2d208.1e洛旱2号78.1b82.7d92.4f125.7f矮抗5880.7b135.7a208.9b225.5d洛旱11号77.0b113.7bc192.2b207.2e不同年代小麦品种花后旗叶游离脯氨酸含量分析

不同年代小麦品种花后籽粒蛋白质含量分析

不同年代小麦品种花后籽粒直链淀粉含量分析

不同年代小麦品种花后籽粒支链淀粉含量分析

不同年代小麦品种花后籽粒总淀粉含量分析三、节水栽培的实践（二）旱地小麦保护性耕作研究

1.核心耕作方式的筛选于1999年开始进行长期定位试验，试验共设4个处理：（1）一次深翻（DT）；（2）免耕覆盖（NT）；（3）深松覆盖（ST）；（4）传统耕作（CT）。不同耕作方式对小麦产量及其构成因素的影响不同耕作方式对旱地土壤水分流失的影响不同耕作方式对地表径流量（L/90m2）和产流次数的影响不同耕作方式对旱地土壤养分流失的影响

不同耕作方式对土壤养分流失的影响

不同耕作方式对旱地小麦水分利用效率的影响不同耕作方式对降水利用