为有效提高冬小麦千粒质量,探究不同滴灌施肥频次对黄淮海麦区中强筋小麦籽粒灌浆和成熟籽粒形态的影响,在田间试验条件下,选用不同中强筋冬小麦品种为试验材料,开展了施氮总量(尿素形式)210 kg/hm²和灌溉总量120 mm下不同滴灌施肥频次(2,3,4次,分别以DF2、DF3、DF4表示)和传统灌溉施肥(CK)的对比试验。结果表明:籽粒形态(除长度、圆度外)、籽粒灌浆关键参数(V_mean、V_max、V₂、M₂)、千粒质量两两间存在显著或极显著的相关性;滴灌提高了V_mean(平均灌浆速率)、V_max(最大灌浆速率)、V₂(快增期灌浆速率)和M₂(快增期籽粒积累量);与2次追水肥(DF2)相比,3次追水肥后(DF3),最大灌浆速率出现时间T_max、V_mean、 V_max、V₂、M₂和籽粒面积均有所提高;4次追水肥后(DF4),T_max、T₂和M₂有所提高。与DF2相比,增加施肥频次(DF3和DF4)籽粒的长度、宽度、厚度、圆度和籽粒面积均有提高,DF3的籽粒宽度和籽粒面积提高达到显著水平,DF4的籽粒厚度提高达到显著水平,其纵横比降低,2.2~2.5 mm筛分等值显著降低,>2.8 mm筛分等值增加,籽粒更加饱满。与畦灌相比,DF3和DF4的籽粒同样更加饱满。综上,在小麦生产中,通过滴灌适当增加施肥频次对优化穗粒发育、提高籽粒质量非常重要。

为筛选适于旱地冬小麦-夏玉米复种体系中冬小麦高产的深耕时间和方式,于2019年6月-2021年6月,在豫西典型的旱作麦-玉复种轮作种植区设置夏深翻(SP)、夏深松(SS)、秋深翻(AP)和秋深松(AS)4个处理,研究了2个试验年度的小麦产量、产量构成和穗部性状,以及2020-2021年度的小麦群体茎蘖数、旗叶SPAD值和净光合速率、干物质和氮素积累转运特性。深耕时间和方式对旱地冬小麦产量、产量构成因素、穗部性状、茎蘖数、旗叶SPAD值、净光合速率、干物质和氮素积累转运均有显著影响。与夏深翻相比,秋深松的冬小麦产量、穗数、返青-成熟期地上部干物质积累总量、花前干物质转运量、花后干物质积累量、开花-成熟期氮素积累总量、花前氮素转运量、灌浆中后期旗叶SPAD值和抽穗-灌浆后期旗叶净光合速率分别显著提高18.38%~19.55%, 16.85%~26.05%,15.33%~20.28%,16.47%, 20.43%, 26.11%~33.81%, 36.49%, 5.24%~9.69%和5.55%~23.70%。秋深松能够增加小麦的茎蘖数、旗叶SPAD值和净光合速率, 改善干物质和氮素积累转运特性, 最终在增加穗数的同时稳定穗粒数和千粒质量, 显著提高籽粒产量, 是适宜于旱地麦-玉复种体系小麦生产的耕作模式。

为探索高效的灌溉策略以减少灌水量并提高作物水分利用效率以缓解黄淮海冬麦区水资源短缺。采用田间裂区试验设计,探究地表滴灌(DI)和地下滴灌(SDI)条件下不同土壤水分状况(分别为田间持水量的50%~60%,60%~70%,70%~80%,记为W₅₀、W₆₀和W₇₀)对冬小麦产量、土壤水提取量、蒸散量和水分利用效率的影响。结果表明,对于整个生长季,与DI处理相比,SDI处理降低0~0.8 m土层土壤水提取比降低11.8%~21.8%,但SDI处理0.8~1.6 m土层土壤水提取量增加28.4%~29.8%。SDI处理的平均土面蒸发量和灌溉量分别比DI处理减少23.1%,8.9%。虽然花后SDI和DI处理间蒸腾速率的差异不显著,但在W₅₀和W₆₀条件下(亏缺灌溉),SDI处理的净光合速率和叶面积指数均高于DI处理。与DI处理相比,在亏缺灌溉条件下,SDI处理的产量增加14.5%~29.3%,水分利用效率增加13.9%~25.9%。与DI处理相比,在W₇₀条件下,SDI处理更多灌溉水下渗到0.8 m以下土层,从而显著降低上层土壤的土壤水提取量及叶片的净光合速率,导致产量降低4.1%~8.9%。SDI处理在W₆₀条件下能够从深层土壤提取更多水分,并调控冬小麦的光合特性,从而提高冬小麦的产量和水分利用效率。

针对华北地区冬小麦-夏玉米轮作区氮肥用量大、损失严重而控释尿素成本高、推广难的问题,基于3 a 6季冬小麦-夏玉米轮作田间定位试验,探究不同减氮条件下普通尿素配施控释尿素对氮素利用的影响,以期在前期明确控释尿素与普通尿素适宜配比的基础上进一步优化施氮量,进而为华北冬小麦-夏玉米轮作区化学氮肥减量增效和控释尿素的推广应用提供技术参考。试验设置6个处理:不施氮(CK)、农民习惯施氮(FH,冬小麦季施氮270 kg/hm²,夏玉米季施氮240 kg/hm²,基追比为1∶1)和不同减氮条件下配施控释尿素的处理(N1、N2、N3和N4:冬小麦季分别施氮243,216,189,162 kg/hm²,其中控释氮占40%;夏玉米季分别施氮216,192,168,144 kg/hm²,其中控释氮占30%;均一次性基施)。结果表明:与FH处理相比,仅N1处理可实现冬小麦和夏玉米的连年增产增收,可使冬小麦在2017-2018年,2019-2020年分别显著增产4.0%,5.4%,即使在2018-2019年其他减氮处理均减产的情况下仍可增产1.6%;可使各年夏玉米青贮产量显著增加,平均增产10.9%;各季作物收获后0~100 cm,60~100 cm土层土壤无机氮积累量较FH显著降低,6季作物累计氮素利用率较FH提高11.3百分点。在减氮10%条件下按适宜比例配施控释尿素(即:冬小麦季施氮243 kg/hm²,配施40%控释氮;夏玉米季施氮216 kg/hm²,配施30%控释氮)可提高小麦-玉米轮作中的作物产量和累计氮肥利用率,并减少土壤无机氮素的累积和淋失。

为明确小麦茎秆基部第2节形态及结构特征与抗倒伏关系,发掘抗倒伏关键茎秆形态指标及数量性状基因座位点(QTL)。以120份RILs家系为研究材料,分别测定2020,2021年茎秆强度及基部第2节间长度、茎粗、壁厚、纤维素含量和木质素含量等指标,开展多元回归分析,并结合55K SNP芯片进行QTL定位分析。结果表明,茎秆强度与基部第2节间茎粗和壁厚呈显著或极显著(P<0.01)正相关(P<0.05),与基部第2节间纤维素含量和木质素含量呈极显著正相关(P<0.01)。多元回归分析表明,基部第2节间纤维素含量是影响小麦茎秆强度的关键指标。基于55K芯片关联分析结果,在1A、1D、2B、2D、4D、5A、5B、5D和7B等染色体上共检测到19个与茎秆性状相关的QTLs,解释了7.67%~65.33%的表型变异。在1D染色体上,与标记AX-110771095和AX-109431570连锁的QTL位点同时控制基部第2节间长、壁厚及纤维素含量3个性状,解释了7.96%~10.76%的表型贡献率。

为探明糯小麦籽粒淀粉组分和理化特性对灌水的响应,在大田条件下,采用裂区设计,主区为2个糯小麦品种(临糯88,软质;晋麦99号,硬质),副区为3种灌水处理(S₁,越冬水;S₂,越冬水+拔节水;S₃,越冬水+拔节水+灌浆水),同时以不灌水作为CK,分析灌水对2个糯小麦籽粒产量、淀粉含量、淀粉组分、粒径分布、面粉糊化特性及品质的影响,并对其进行相关性分析。结果表明,随灌水次数增加2个糯小麦品种籽粒产量及其构成因素均提高,2 a平均S₃处理下较S₁和S₂处理下临糯88分别增产 63.59%和 9.02%,晋麦99号分别增产 64.15%和 6.95%;S₂处理下2个糯小麦品种淀粉含量均最高,临糯88、晋麦99号较CK分别提高1.75,5.54百分点;临糯88支链淀粉含量随灌水增加先升后降,S₂处理显著高于其他处理,晋麦99号支链淀粉含量随灌水增加而降低,S₁处理显著高于其他处理;淀粉直/支则与之相反。供试品种淀粉粒的粒径分布为1.0~45.7 μm,其数目分布呈单峰曲线变化,体积和表面积分布均呈双峰曲线变化,随灌水次数增加,B型淀粉粒数目先升后降,面粉糊化温度先降后升,峰值时间前移,但均以S₂灌水处理最显著;蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值均随灌水次数增加而降低。本试验条件下,灌越冬水+拔节水在稳产的同时,可提高临糯88的淀粉含量、B型淀粉体积比例,降低淀粉直/支比;灌越冬水+拔节水+灌浆水在高产的同时,可降低晋麦99号的淀粉直/支比,改善硬质糯小麦的糊化特性。灌水能有效调控糯小麦籽粒淀粉组分和粒度分布,从而改变了淀粉的理化性质。

为发掘小麦品质性状相关数量性状位点(QTL),以小麦骨干亲本百农AK58和碧蚂4号衍生的包含248个株系的重组自交系群体为材料,利用4个环境获得的蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、沉降值和延伸性等品质参数及已构建的单核苷酸多态性(SNP)高密度遗传连锁图谱进行QTL定位。通过完备区间作图法共检测到60个品质性状相关QTL,分布于除6B以外的20对小麦染色体上。有21个QTL可以在2个或2个以上环境中被检测到,其中15个QTL的增效基因来自百农AK58,6个QTL的增效基因来自碧蚂4号。4A染色体上116.4~139.0 cM(629.36~701.53 Mb)是一个QTL簇,该区段同时定位了与蛋白质含量(QGpc.his-4A-2)、湿面筋含量(QWgc.his-4A-2)、沉降值(QSv.his-4A)和延伸性(QEx.his-4A)相关的QTL。分析重组自交系群体中1BL/1RS易位对品质性状的影响,发现1BL/1RS易位有助于提高籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值,对淀粉含量有一定的负效应,推测1BL/1RS易位系对品质性状的作用可能和其遗传背景相关。

以华北平原南部两熟作物的搭配为研究对象,在玉米、大豆和花生3种前茬作物的磷常规施用水平基础上,同时设置不施磷肥的磷匮乏水平,同期检测收获后土壤的养分含量及后茬小麦产量及籽粒养分累积量,为华北平原一年两熟制的作物搭配提供理论依据。结果表明,对前茬作物收获后土壤养分而言,在不施磷肥情况下土壤全磷含量表现为大豆前茬处理较高,花生前茬处理与常规施肥处理含量相近;土壤速效磷含量整体表现为花生前茬处理较高;土壤硝态氮和铵态氮含量均表现为大豆前茬处理最高。对后茬小麦而言,小麦千粒质量和产量及小麦籽粒氮、磷累积量和氮肥偏生产力在不施磷肥下均表现为花生前茬处理较高,分别较玉米前茬处理提高0.60%,6.19%,15.46%,18.11%和6.21%,较大豆前茬处理提高2.18%,7.30%,17.66%,13.40%和7.30%。综上,在低磷水平下,为了保证土壤养分平衡,选择花生作为小麦前茬作物是华北平原南部两熟区作物搭配的较优模式。

通过探索河北山前平原区有机肥替代氮肥的配比,以期为该区小麦氮肥减量增效技术提供依据。在河北永年博远农场连续2 a进行大田试验,设置5个有机肥和无机肥组配处理。结果表明,有机肥替代20%和40%的化肥,可显著提高穗粒数和产量,较高氮处理和节氮处理产量提高4.0%以上,穗粒数增加3.6~5.6粒。籽粒品质指标大多为替代率20%和40%的处理和节氮处理较优,主要为稳定时间增加2.2~2.7 min,拉伸面积增大10.5~17.5 cm²,最大拉伸阻力增大28.0~75.5 EU。氮效率各项指标大多为替代率20%的处理较优,其中氮肥效率、氮素利用效率和氮收获指数较高氮处理分别提高109.3%,9.3%,11.3%,较节氮处理分别提高6.9%,8.5%,8.3%。有机肥不同比例替代化肥,0~20 cm土壤硝态氮均出现“表聚现象”,含量增加,较节氮处理高38.5%以上;20~40 cm土壤硝态氮则表现为节氮处理和高氮处理显著较高。20%有机肥替代氮肥小麦产量和品质俱佳,显著改善0~40 cm土壤硝态氮含量,提高小麦对氮素吸收利用,环境效益显著。

为了研究东北春麦区不同轮作模式下土壤中小麦赤霉菌的含量和真菌群落组成特点,以小麦-小麦-马铃薯轮作(T)、小麦-小麦-水飞蓟轮作(MT)、小麦-小麦-油菜轮作(R)、小麦-小麦-甜菜轮作(S)和小麦-小麦-小麦连作(W)为对象,利用MiSeq 高通量测序平台ITS2扩增子测序技术,测定土壤真菌群落组成、多样性及小麦赤霉菌相对丰度。数据显示,土壤中真菌OTUs数目在小麦连作,小麦与马铃薯、水飞蓟、油菜和甜菜轮作中分别为:389,362,390,471,438个。油菜和甜菜与小麦轮作模式中,Chao1指数较小麦连作分别增加了11.08%和8.59%。结果表明,水飞蓟、油菜和甜菜与小麦轮作增加了土壤真菌的丰富度。水飞蓟和小麦轮作模式的Shannon指数和Simpson指数在5种种植模式中最高,表明该处理的土壤真菌群落多样性更好。5种不同种植模式中土壤真菌群落结构相似性聚类分析显示,4种轮作模式聚为一支。4种轮作模式与连作相比,担子菌门丰度增加,接合菌门丰度降低。与小麦连作相比,油菜、甜菜和水飞蓟与小麦轮作模式中,玉蜀黍赤霉的相对丰度分别下降了16.67%,50.00%,83.33%,并且有益菌群明显富集。然而,马铃薯与小麦轮作模式中玉蜀黍赤霉丰度显著增加。综上所述,在东北春麦区建议选择水飞蓟、甜菜和油菜与小麦轮作以减轻小麦赤霉病的危害。

为探索适宜环渤海低平原地区的微灌水肥一体化技术灌溉模式,于2014-2015年和2015-2016年,在同一试验地重点分析了微灌方式下冬小麦研究对小麦植株成穗比例、穗部变异、产量及耗水特征影响,设置了5个微灌处理试验,“限水稳产”模式设2个灌水处理(分别为T1、T2处理);“节水高产”模式设2个灌水处理(分别为T3、T4处理)。T5处理为微灌模式下足水处理和1个畦灌对照处理T6。结果表明:微灌模式处理小麦成1穗组比例、2穗组比例高于传统畦灌,成3穗组、4穗组比例显著低于传统畦灌;微灌模式增加了小麦植株成1、2穗能力,单穗质量整齐度明显高于畦灌模式;2014-2015年,T3处理小麦产量最高,其次为T4处理,二者产量略高于畦灌对照和T5处理,T3处理水分利用效率最高,略高于T2 处理,显著高于其他处理,较畦灌模式增加23.0%。2015-2016年,小麦产量T6>T5>T3>T4>T2>T1,其中T6显著高于T1、T2处理,较其他处理无显著差异,水分利用效率以T3处理最高,较畦灌增加40.3%,综合考虑节本增效、节水生态方面,微喷带灌溉模式下春灌2水的灌水模式(拔节水、开花水)为最佳灌水处理。

为明确杂交小麦群体调控对源库系统的影响,以二系杂交小麦品种京麦6号为研究对象,从群体结构、物质积累、产量构成等方面分析杂交小麦群体源库特征。结果表明,在源系统方面,增加密度可提高群体物质积累,但花后物质积累与密度增加未表现出同步增长关系,中高密度处理花后物质积累量无显著差异,花后物质积累比例、花后物质生产力随密度增加基本呈降低趋势,花前贮藏物质转移率和贡献率基本表现为先上升后降低的趋势。在库系统方面,杂交小麦库容建成受密度影响不显著,库容量与产量呈极显著正相关关系,中低密度条件下穗叶比值、粒叶比值等较高,杂交小麦具备群体库容大而稳、库源比例高的特性;随播种密度的增加,杂交小麦产量呈单峰曲线变化,在225×10⁴~375×10⁴/hm²播种条件下较高。构建合理源库系统,应用库源比例高、源功能强而持续、分蘖成穗能力高、贮藏物质再分配利用效率高的品种,采取控制种植密度、适度减少投入的栽培策略,有利于实现杂交小麦花后“增源、强源”目标,构建源库系统平衡群体,对杂交小麦产量进一步提升具有特殊重要意义。

为探讨氮肥用量及氮肥基施与拔节期追施比例对弱筋小麦产量、品质与氮肥效率的影响,明确弱筋小麦适宜氮肥运筹措施,选用弱筋小麦品种鄂麦580为试验材料,设置氮肥用量试验和氮肥基追比试验,其中氮肥用量试验设0,90,135,180,225 kg/hm² 5个处理,氮肥基追比试验设10∶0,7∶3,5∶5,3∶7 4个处理,通过测定分析不同处理下小麦叶绿素含量(SPAD)、叶面积指数(LAI)、产量及产量构成因素、氮肥利用率和品质等指标,研究不同氮肥运筹模式下弱筋小麦产量、氮肥效率和品质的变化。结果显示,合理氮肥运筹可有效提高小麦光合能力,延缓叶绿素衰减,提高产量和氮肥利用率,改善小麦品质。随施氮量的增加小麦产量呈先升后降的趋势,在施氮量为180 kg/hm²,基追比为7∶3时产量最高为5 903.0 kg/hm²。在施肥量相同的情况下,随着追肥比例的增加小麦氮肥吸收利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率呈先增后降趋势,在基追比为7∶3时3项指标均达最大值分别为:37.6%,32.8 kg/kg,12.0 kg/kg。不同的氮肥运筹模式对小麦品质指标有明显影响,籽粒粗蛋白含量、湿面筋含量和稳定时间均随氮肥用量的增加及氮肥的后移呈现增加趋势。综合光合特性指标、产量及产量构成指标,氮素利用率和弱筋小麦品质性状指标,施氮量为180 kg/hm²且基追比为7∶3为弱筋小麦产量、品质及氮肥利用效率协同最佳的氮肥运筹模式。

为探究北方冬麦区小麦品种春化基因组成与冬春性的关系,以北方冬麦区271份小麦主栽品种为试验材料,通过分子标记对4个主效春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和Vrn-B3的组成和分布进行检测,并在海南省三亚市观察田间抽穗情况,同时结合资料记载调查其冬春性特性。分子标记检测结果显示,4个显性等位基因中Vrn-D1(占27.7%)在供试品种中分布频率最高,且呈现由南向北逐渐降低趋势;显性等位基因Vrn-B1在该麦区小麦材料中分布频率较低(占3.0%);所检测材料中均不含显性等位基因Vrn-A1和Vrn-B3;该麦区小麦春化基因组合主要为vrn-A1/vrn-B1/vrn-D1/vrn-B3。通过对供试小麦材料进行冬春性分析,发现部分含有显性等位基因Vrn-D1的材料需要春化才能开花结实,而包含显性等位基因Vrn-B1的小麦材料对春化的需求明显较弱。4个显性春化基因中,只有显性等位基因Vrn-D1和Vrn-B1在所检测的北方冬麦区小麦品种中有分布,且显性等位基因Vrn-B1对小麦春化发育特性的作用强于Vrn-D1。

为了探究褪黑素在小麦与叶锈菌互作中的作用,以小麦品种洛夫林10(简称L10)与叶锈菌生理小种260组成不亲和组合为研究对象,通过外源注射甲基紫精(甲基紫精作为一种氧化剂诱发产生超氧阴离子,可以有效增加活性氧的含量),诱导产生活性氧,利用褪黑素清除活性氧的能力确定褪黑素最佳作用浓度;然后在小麦幼苗叶片中注射褪黑素并接种叶锈菌生理小种260,通过DAB染色观察H₂O₂含量变化;通过Rohringer染色检测HR面积;通过测定小麦过氧化物酶和过氧化氢酶活性,探究外源注射褪黑素对小麦抗氧化能力的影响;通过以上研究以明确褪黑素在小麦与叶锈菌互作中的作用。结果表明:外源注射甲基紫精引起的活性氧增加,其清除最适的褪黑素注射浓度为10 μmol/L。对不亲和组合的DAB染色结果显示,注射10 μmol/L褪黑素后,叶锈菌侵染诱发的小麦叶片H₂O₂积累量少于对照组,表明褪黑素参与了H₂O₂清除作用; Rohringer染色结果表明,经过外源性褪黑素处理后小麦HR细胞面积减小,有效增强了对叶锈菌的抗性。此外,外源注射褪黑素提高了抗氧化酶POD和CAT的活性,表明小麦的抗氧化能力获得显著提升。试验结果表明,外源注射褪黑素参与了小麦抗叶锈菌过程中活性氧的清除,提高了小麦的抗病能力。

为探索豫北潮土地区适宜的耕作模式,在2016-2019年小麦季设置3 a一周期的5种耕作模式组合,即连续旋耕(RT-RT-RT)、深耕-旋耕-旋耕(DT-RT-RT)、深耕-旋耕-条旋耕(DT-RT-SRT)、深耕-条旋耕-条旋耕(DT-SRT-SRT)和深耕-条旋耕-旋耕(DT-SRT-RT),测定并分析不同耕作模式下小麦生育期光合特性、土壤速效养分含量及籽粒产量。结果表明,与RT-RT-RT相比,轮耕处理的小麦光合特性有所改善,净光合速率、气孔导度以DT-SRT-RT处理较佳,平均增幅分别为10.85%,7.83%;DT-SRT-RT叶绿素含量的增加随生育期的推进逐渐明显,在灌浆期较RT-RT-RT 显著提高16.52%;与RT-RT-RT相比,轮耕处理提高了0~50 cm土层土壤速效氮、磷、钾含量。此外,DT-SRT-RT小麦穗数、穗粒数、千粒质量和产量均高于RT-RT-RT,较RT-RT-RT增产14.64%。相关分析表明,小麦净光合速率与小麦产量呈正相关,在开花期达极显著水平;表层土壤硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量总体上均与小麦产量呈显著正相关。总的来说,在豫北潮土地区,实施轮耕可提高小麦生育期光合速率、土壤速效养分含量和产量及其构成因素,其中以DT-SRT-RT效果最佳。

为了给作物持续高产下科学施用磷肥提供依据,采用1978年以来土壤有效磷变化的大数据分析、不同时段磷肥定位试验、大面积磷肥产量效应试验等方法分析了冬小麦-夏玉米轮作区土壤有效磷变化、土壤和肥料磷的产量效应。结果表明,冬小麦-夏玉米轮作区土壤有效磷含量平均为22.43 mg/kg,表现为太行山山麓平原﹥冲积平原。1996-1999年,太行山山麓平原、冲积平原区供试土壤有效磷含量分别为15.09,11.90 mg/kg,冬小麦P₂O₅用量180 kg/hm²时土壤供磷能力:冬小麦分别为83.9%,75.8%,夏玉米分别为83.3%,89.7%。冬小麦秸秆还田下,土壤磷收支表观平衡分别为盈余52.8%,55.4%。2010-2012年,太行山山麓平原土壤有效磷27.22 mg/kg,冬小麦、夏玉米P₂O₅用量分别为108,60 kg/hm²时土壤供磷能力:冬小麦为84.6%,夏玉米为90.1%。小麦秸秆不还田下,土壤磷收支表观平衡:冬小麦盈余6.7%,夏玉米亏缺47.1%。基于2002-2006年,2012-2016年多点大面积磷肥在冬小麦、夏玉米上的效应函数计算出最高产量P₂O₅用量:冬小麦分别为107.3,125.1 kg/hm²,夏玉米分别为52.0,58.9 kg/hm²。过量施用磷肥连续种植3 a 6茬,土壤积累磷均表现出显著的增产效应。冬小麦-夏玉米轮作秸秆还田下,冬小麦、夏玉米推荐P₂O₅用量分别为90~100,30 kg/hm²;秸秆不还田分别为100~120,45 kg/hm²。

为明确畦灌条件下不同灌水时期和灌水次数对冬小麦产量形成及水分利用的调控效应,于2018-2019年,2019-2020年开展大田试验,设置4个补灌处理:出苗后整个生育期间不灌水(W0)、拔节水(W1)、拔节水+开花水(W2)、返青水+拔节水+开花水(W3)。结果表明,在播种期水分管理一致的条件下,2个年度冬小麦单位面积穗数、穗粒数均随着补灌次数的增加而增加,处理间差异达到了显著水平;千粒质量年度间差异较大,且与花前同化物输入籽粒量呈显著正相关。2018-2019年,W3处理的籽粒产量达到了10 100.05 kg/hm²,与W2处理之间差异不显著,但均显著高于其他处理;2019-2020年,W3处理的籽粒产量为9 604.00 kg/hm²,显著高于其他补灌处理,水分利用效率和灌溉水效益则显著低于其他补灌处理。W1与W2处理水分利用效率差异不显著,但均高于其他处理。相关分析表明,籽粒产量与花后同化物输入籽粒量及花后同化物对籽粒的贡献率均呈显著正相关。综上所述,小麦生育期灌水时期和次数应结合播种期的土壤墒情和关键生育时期的降水量综合考虑,在播种期足墒条件下,补灌拔节水和开花水可实现产量与水分利用效率的协同提高。

半胱氨酸蛋白酶是蛋白质降解过程中的一类水解酶,参与植物的衰老与成熟,在植物生长发育过程中发挥重要作用。基于前期得到的小麦衰老阶段转录组数据中筛选到一个衰老特异的半胱氨酸蛋白酶(SAG39),为了研究TaSAG39基因在小麦衰老过程中发挥的作用,采用生物信息学分析方法和实时荧光定量(qRT-PCR)技术对TaSAG39的基因结构和表达模式进行分析。结果表明,其氨基酸序列与小麦祖先种节节麦、野生二粒小麦以及硬粒小麦亲缘关系最近,含有木瓜蛋白酶亚家族特有的活性位点Cys-His-Asn以及EFNIN结构。TaSAG39-5A、TaSAG39-5B、TaSAG39-5D基因组全长分别为1 455,1 435,1 439 bp,编码序列长分别为1 041,1 050,1 038 bp,均含2个外显子和1个内含子;其编码的蛋白分别由346,349,345个氨基酸组成,分子质量约37 ku,等电点5.53~5.67,为稳定的带负电的亲水性蛋白;主要构成元件为无规则卷曲和α-螺旋,在蛋白质N段含有信号肽,具有保守的Inhibitor_I29和Peptidase_C1结构域,含有35~37个磷酸化位点,其中以丝氨酸磷酸化位点和苏氨酸磷酸化位点为主。TaSAG39蛋白可能与半胱氨酸蛋白酶抑制剂以及14-3-3蛋白互作,该基因启动子中含有脱落酸、茉莉酸甲酯、生长素、光、干旱、低温以及胁迫响应等有关的顺式作用元件。qRT-PCR结果证实,TaSAG39基因受自然衰老、黑暗、干旱、茉莉酸甲酯、高温、生长素诱导表达,在自然衰老过程中基因的诱导表达最为显著。

为明确磷酸蔗糖磷酸酶基因(SPP)的表达特征和生物学功能,进一步了解SPP参与蔗糖生物合成的调控机制。以小麦抗旱品种晋麦47的cDNA为模板克隆出3个位于第5同源群上的TaSPP同源基因,分别命名为TaSPP-5A、TaSPP-5B和TaSPP-5D。并利用生物信息学对小麦TaSPP的理化性质、基因结构、顺式作用元件、系统进化树和蛋白保守结构域等进行分析,通过qRT-PCR分析基因TaSPP的表达模式。结果表明,TaSPP-5A、TaSPP-5B、TaSPP-5D都包含8个外显子和7个内含子,TaSPP-5A和TaSPP-5D编码422个氨基酸,TaSPP-5B编码413个氨基酸。系统进化分析显示,小麦TaSPP基因与小麦的近缘物种在进化上处于同一分支,相似度较高。qRT-PCR表达分析结果显示,TaSPP基因在根、茎秆、旗叶、叶鞘、颖花、种子中均表达,其中在旗叶和茎秆中表达量较高;ABA、PEG-6000、NaCl和IAA胁迫均能诱导TaSPP基因的表达,表明小麦TaSPP基因可能在逆境胁迫过程中发挥重要作用。

为了明确干旱胁迫对不同抗旱性冬小麦灌浆期下午旗叶光合荧光特性和产量的影响,2018—2019年度和2019—2020年度,在防雨棚池栽条件下,以强抗旱性冬小麦品种晋麦47(JM47)和弱抗旱性冬小麦品种偃展4110(YZ4110)为材料,采取测墒补灌的方法,设置重度干旱(W1:播前65% MFC(最大田间持水量)+拔节后45%~55% MFC)、中度干旱(W2:播前75% MFC +拔节后55%~65% MFC)、轻度干旱(W3:播前75% MFC +拔节后65%~75% MFC)、适宜供水(W4:播前75% MFC +拔节后75%~85% MFC)4个处理,测定了灌浆前期、中期和中后期14:00—16:00的旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、瞬时水分利用效率(IWUE)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)以及成熟期的产量及其构成因素。结果表明,水分和品种对小麦灌浆期下午的旗叶光合、荧光特性和成熟期的产量均有显著影响。从2 a均值来看,与W4相比,干旱胁迫处理(W1、W2和W3)灌浆期下午的旗叶Pn、Gs和ΦPSⅡ,JM47分别降低2.07%~68.92%,-3.23%~50.00%和-1.89%~30.19%;YZ4110分别降低7.71%~80.19%,11.11%~59.26%和0~73.47%;JM47和YZ4110灌浆中期下午的旗叶Tr分别降低6.30%~32.87%和6.49%~41.74%,灌浆中后期下午旗叶Fv/Fm分别降低1.20%~18.52%和2.50%~30.00%,且上述指标的降幅基本表现为JM47<YZ4110。与YZ4110相比,干旱胁迫处理(W1、W2和W3)JM47灌浆期下午的旗叶Pn、Gs、ΦPSⅡ和Fv/Fm分别提高0.86%~64.89%,8.33%~36.36%,1.96%~184.62%和1.25%~17.86%,JM47的产量分别提高28.91%,8.06%和5.40%。除IWUE外,灌浆期下午旗叶光合荧光参数与产量均显著或极显著相关,但相关系数因品种和灌浆时期而异,JM47以灌浆前期旗叶Tr,灌浆中期旗叶ΦPSⅡ,灌浆中后期Pn、Gs和Fv/Fm的相关系数最大;YZ4110以灌浆前期旗叶Pn、Gs和Tr,灌浆中期旗叶ΦPSⅡ,灌浆中后期旗叶Fv/Fm的相关系数最大。综上,干旱会导致灌浆期下午旗叶光合能力和籽粒产量降低,强抗旱性品种JM47在灌浆期下午能保持较好的旗叶光合荧光特性,可在干旱胁迫下显著提高灌浆中期下午的旗叶ΦPSⅡ和灌浆中后期下午的旗叶Pn、Gs和Fv/Fm,从而提高籽粒产量。

为探讨外源油菜素内酯对冻害胁迫条件下拔节期小麦生理特性、转录水平及生长的影响,选用半冬性小麦品种百农207为材料,采用0.1 mg/L的2,4-表油菜素内酯(EBR)浇施拔节期小麦,研究冻害胁迫下小麦叶绿素含量(SPAD值)、丙二醛(MDA)含量、相对电导率、游离脯氨酸(Pro)含量、抗逆相关基因表达量、幼穗受冻率、籽粒产量、千粒质量及干物质质量的变化。结果表明,冻害胁迫前,对照组与处理组的SPAD值、MDA含量和相对电导率无显著差异,而Pro含量处理组显著低于对照组;在冻害胁迫后,与对照相比,外施EBR显著降低了小麦叶片的MDA含量和相对电导率,提高了SPAD值和Pro含量。冻害胁迫48 h,处理组小麦植株叶片抗逆相关基因SOD、POD、CAT、P5CS和WCS120的相对表达量均显著高于对照;冻害胁迫后,与对照组相比,处理组植株幼穗受冻率显著降低,比对照降低了20.93百分点,而籽粒产量、千粒质量和干物质质量显著增加,分别增加了19.38,2.37,54.40 g。综上,小麦拔节期外施EBR可以通过降低叶片MDA含量,提高Pro含量、叶绿素含量以及抗逆相关基因SOD、POD、CAT、P5CS和WCS120的表达量,从而提高小麦的抗冻性,减轻低温冻害对冬小麦造成的产量损失。

为了对40份来自国际玉米小麦改良中心(CIMMYT) 的小麦材料进行抗叶锈病基因鉴定,试验结合系谱分析、基因推导和分子标记检测等方法在苗期对36个已知抗病基因载体品种和供试的40份小麦材料接种17个具有毒性差异的叶锈菌生理小种,通过对比供试小麦材料与已知单基因载体品种侵染型,推导出供试小麦材料中可能携带的已知抗叶锈病基因,同时利用12个与已知抗病基因紧密连锁的标记对供试材料进行标记检测,检测结果与基因推导相互验证。进一步将40份供试品系分别种植于河北保定和河南周口试验田,接种叶锈菌混合小种进行田间成株期抗叶锈性鉴定。结果表明,7个供试小麦材料含有Lr1,携带Lr10的有9个品系,携带Lr11和Lr34的分别有10个品系,含有Lr14a、Lr15和Lr26的分别有2,4,3个小麦品系;另外,经标记检测成株抗叶锈病基因Lr37和Lr46分别存在于22,39个小麦品系中,经田间鉴定有22个小麦品系表现成株抗性。

为挖掘小麦抗逆基因,研究类钙调素基因在植物抗逆反应的分子机制,利用电子克隆结合RT-PCR的方法克隆小麦类钙调素基因TaCML8-A。生物信息学分析显示,该基因的CDS区全长为519 bp,编码172个氨基酸,包含PTZ00184和FRQ1超家族,含有4个EF-hand结构域,其中包含4个钙离子结合位点;编码蛋白质分子质量为18.31 ku,等电点为4.54,属于酸性蛋白质。亚细胞定位结果显示,TaCML8-A蛋白质在细胞核和细胞膜中均有分布。核苷酸序列比对发现,TaCML8-A与水稻OsCML14亲缘关系最近,相似性为79.17%。qRT-PCR结果显示,在盐、渗透和冷胁迫处理中,TaCML8-A基因在小麦地上部分和根中的表达均上升,表明植物可能通过提高TaCML8-A基因的表达来响应盐、渗透和冷胁迫;热激时TaCML8-A基因在根和地上部分分别受到诱导和抑制,从而发挥不同的功能。从小麦中成功克隆出类钙调素基因TaCML8-A,并进行表达分析,初步推测该基因可能参与调控植物的非生物胁迫,其结果可为后续研究其生物学功能提供基础理论支撑。

为探究稻茬小麦壮苗培育和高产栽培途径,在水稻秸秆全量还田条件下研究了耕翻(PR)、旋耕(RR)和免耕(NT)3种耕作方式对冬前麦苗主茎和分蘖生长生理和成熟期单穗产量的影响。结果表明,耕翻方式下越冬始期茎蘖数分别比旋耕和免耕方式下高1.5%,12.8%,差异显著(P<0.05);单株叶面积和干质量分别达到94 cm²和787 mg,均显著高于免耕(P<0.05)。相比免耕,耕翻显著提升了小麦苗期主茎、第一、第二和第三分蘖顶部全展叶片的硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性,明显促进了二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)、丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)、磷酸丙糖异构酶(TPI)活性和叶绿素相对含量(SPAD值),并促进了蔗糖合成酶(SS-Ⅱ)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性和叶片可溶性糖含量的提高(P<0.05);并且显著提高了主茎、第二和第三分蘖的叶片氮含量(P<0.05)。此外,耕翻和旋耕方式还增加了主茎、第一和第二分蘖的叶面积和干质量。表明耕翻较旋耕和免耕方式更有利于协同提升苗期主茎和低位分蘖的氮代谢、糖代谢和光能利用水平,进而增加光合生产能力,形成壮苗。而旋耕对碳氮代谢和光合能力的提升高于免耕,但弱于耕翻。耕翻下主茎穗的穗粒数、单粒质量和旋耕差异不显著,但二者均显著高于免耕(P<0.05)。耕翻下第一和第二分蘖的穗粒数显著高于旋耕和免耕(P<0.05),但耕翻与旋耕间第一、二和三分蘖穗的单粒质量和单穗质量差异不显著(P>0.05)。由此可见,通过耕翻方式可提升稻茬小麦冬前幼苗的主茎、第一、二分蘖的糖氮代谢和光合生理活性,形成壮苗个体,促进了单穗生产力尤其是穗粒数的增加。

为了探究影响茎秆强度的关键因素,筛选在小麦“强秆育种”中有价值的亲本资源,以72份小麦品种(系)为材料,首先综合小麦开花期、灌浆期、乳熟期3个生育时期的茎秆强度进行所有材料的聚类分组,在此基础上进一步分析这些小麦材料茎秆横切面的显微结构和木质素、纤维素含量的遗传变异及其与茎秆强度的相关性,明确与茎秆强度相关的关键性状;利用主成分分析提取茎秆横切面显微结构的主因子、计算综合因子得分,进一步结合木质素、纤维素含量进行聚类分析,从而综合评价不同小麦品种(系)茎秆强度相关性状的表现。结果显示,开花期—灌浆期,小麦茎秆强度变弱的同时,机械组织厚度也出现了显著减少;薄壁组织厚度、机械组织厚度、大维管束面积、木质素和纤维素含量在强茎秆强度小麦中远高于弱茎秆强度小麦;相关分析同样显示,机械组织厚度、大维管束面积、木质素和纤维素含量与茎秆强度呈显著或极显著相关性。最后将茎秆显微结构的主成分综合因子得分和木质素、纤维素含量作为3个变量进行聚类分析,共筛选出18份在茎秆显微结构和生化指标方面表现突出的小麦材料,其可作为小麦“强秆育种”的重要遗传资源。

为研究TaRanGAP2在小麦抵抗叶锈菌侵染的HR诱发中的作用,阐明小麦抗叶锈病分子机制,为小麦抗叶锈病育种给予分子水平的指导。以小麦近等基因系TcLr26及其轮回亲本Tc分别与叶锈菌生理小种260组成不亲和组合(TcLr26×260)及亲和组合(Tc×260),生物信息学分析发现,TaRanGAP2 的CDS全长为1 665 bp,编码554个氨基酸,对其保守结构域进行分析发现TaRanGAP2基因编码的蛋白属于Ran GTPase家族;利用RT-qPCR技术检测TaRanGAP2在这2个组合中的表达情况,发现在不亲和组合中TaRanGAP2表达量出现显著上调;利用烟草瞬时转化系统进行亚细胞定位检测发现TaRanGAP2定位于细胞质;利用病毒诱导的基因沉默技术沉默TaRanGAP2基因表达,在接种叶锈菌后与未沉默植株相比,TaRanGAP2基因沉默植株叶片的单侵染点HR面积显著增大,HMC数量显著增多;结果说明TaRanGAP2基因在小麦抵抗叶锈菌侵染的寄主过敏性反应发生具有重要作用。

为明确花后渍水对小麦籽粒灌浆特性和产量的影响。于2015-2016年小麦生长季在安徽农业大学皖中试验站以皖垦麦076和皖麦52为供试材料，采用大田试验方法，在小麦开花后设置了0（W0），3（W3），6（W6），9 d（W9）4个渍水处理，研究花后渍水对小麦旗叶光合特性、抗氧化酶活性、籽粒灌浆特性和产量及其构成因素的影响。结果表明，花后14 d，两品种W3处理旗叶净光合速率、SPAD值、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）活性与W0无显著差异，W6和W9处理显著低于W0，而旗叶超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性在不同品种间表现不同，皖垦麦076的W9处理旗叶SOD和CAT活性显著低于其他处理，皖麦52的W3和W6处理旗叶SOD和CAT活性显著低于W0但高于W9处理。渍水6，9 d显著降低了小麦籽粒灌浆的平均速率，不同小麦品种在渍水条件下对籽粒灌浆进程的影响程度也不同。花后各渍水处理对小麦穗数无显著差异，皖垦麦076 W3处理的穗粒数与W0无显著差异，W6和W9处理显著低于W0，而皖麦52的穗粒数表现为W3、W6和W9处理均显著低于W0，以W9处理最低，两品种千粒质量和产量均表现为W0>W3>W6>W9，渍水9 d时，两品种产量降幅分别为34.99%，40.44%。本试验条件下，开花期渍水降低了小麦旗叶光合能力，影响了籽粒灌浆进程，降低了平均灌浆速率，导致千粒质量下降，从而降低了产量。

为探究春季灌水次数对冀东平原强筋小麦籽粒淀粉含量及其理化特性的影响，选用中麦998和津农7号2个强筋小麦品种，分析了3个灌水次数（W₀春季不灌水；W₁拔节水；W₂拔节水+开花水）对强筋小麦籽粒淀粉含量及其组分含量、热力学特性、糊化特性和晶体特性的影响，并对淀粉组分与淀粉理化特性进行了相关性分析。结果表明：春灌拔节水（W₁）显著提高了2品种的支链淀粉和总淀粉含量，中麦998提高了9.88%，8.45%，津农7号提高了9.35%，6.34%；且春灌拔节水（W₁）时产量较高，仅次于W₂处理。随灌水次数增加，2个品种的高峰温度、糊化焓先上升后下降；但峰值粘度和稀懈值以W₀处理最高，糊化时间先上升后下降，最终粘度和糊化温度存在品种间差异，中麦998先上升后下降，而津农7号呈上升趋势；晶体强度和相对结晶度先上升后下降。相关分析表明，直链淀粉含量与谷值粘度呈显著正相关；支链淀粉含量与高峰温度、终止温度、糊化焓、糊化温度、糊化时间、相对结晶度呈显著或极显著正相关，与峰值粘度、稀懈值呈极显著负相关。综上所述，本试验条件下，春灌拔节水可以有效提高强筋小麦支链淀粉含量、总淀粉含量及籽粒产量，进而影响淀粉理化特性；与直链淀粉相比，支链淀粉含量与淀粉理化特性更密切相关。

为探究干旱锻炼对小麦幼苗期抗氧化特性的影响，设置对照处理和干旱锻炼处理，在一心一叶时用PEG6000营养液进行干旱锻炼，之后恢复霍格兰氏全营养液，在三叶一心时分别进行干旱胁迫处理，观测幼叶中与抗氧化特性相关物质的动态变化。研究发现，随干旱程度及胁迫时间的增加，叶片SOD、POD活性、可溶性蛋白不同程度的减小，MDA、可溶性糖含量显著升高；与对照相比，干旱锻炼后叶片SOD、POD活性、可溶性蛋白及降低程度较小，可溶性糖含量升高程度较大，MDA升高程度较小；不同干旱程度下，25% PEG6000胁迫下干旱锻炼小麦的抗氧化能力较35% PEG6000胁迫下较高。由此说明，小麦经过一定浓度的干旱锻炼能够明显增强其对干旱环境的适应能力，有利于幼苗期的生长，也为小麦的抗逆性研究提供理论支持。

为明确施氮量对四川稻茬弱筋小麦原粮品质及大曲品质的影响，于2019-2020年在四川省大邑县进行，采用二因素裂区设计，主区为弱筋小麦品种绵麦367和蜀麦1671，副区为5个氮水平，分别为0（N₀），90（N₉₀），135（N₁₃₅），180（N₁₈₀）和225 kg/hm²（N₂₂₅），除N₀外，其他处理底肥氮水平为45 kg/hm²，剩余氮肥于四叶一心期追施。结果表明，两品种籽粒容重均高于750 g/L，粉质率均大于70%，N₂₂₅处理显著增加了籽粒的硬度指数、降低了粉质率；N₉₀处理下千粒质量最高；随施氮量增加，蛋白质含量逐渐增加（蜀麦1671）或先升后降（绵麦367），湿面筋含量和沉淀值在225 kg/hm²处理下最大；N₁₃₅水平下淀粉含量达到最大值；降落值和RVA特征值随施氮量增加逐渐增加或趋于平稳；脂肪含量随施氮量增加呈下降趋势；大曲的感官评价总分、糖化力、酸度分别在N₁₈₀、N₁₃₅、N₁₃₅水平下达到最高值；感官评价主要受淀粉、脂肪含量的影响，其次是蛋白质；糖化力和酸度均在淀粉含量较高时达到最大值。研究认为，小麦籽粒淀粉含量对大曲品质形成尤其重要，合理增施氮肥可以优化弱筋小麦原粮特性，进而促进大曲制作适宜性，建议西南地区用于制作大曲的稻茬小麦的适宜施氮范围为135~180 kg/hm²。

为探究盐胁迫条件下木霉菌肥对小麦生长、抗病性、产量以及土壤酶活性的影响。通过小区试验，采用木霉菌肥代替30%化肥与100%施用化肥2种施肥方式，在盐胁迫条件下测定了小麦品种西农979的株高、根长、根数、生理生化指标、病穗率、病情指数、防效、千粒质量和土壤酶活性。结果表明，盐胁迫条件下木霉菌肥的施用与化肥相比显著增加了小麦株高、根长和根数，增加值分别为10.91%，43.45%，42.86%。其次，盐胁迫条件下，施用木霉菌肥显著提高了小麦叶片的苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性和叶绿素含量，同时丙二醛（MDA）含量和过氧化氢（H₂O₂）含量显著低于施用化肥的小麦。再者，施用木霉菌肥的小麦赤霉病的发病率显著低于施用化肥的小麦，对小麦赤霉病的防效达到了88.36%。千粒质量分析表明，施用木霉菌肥小麦籽粒的千粒质量与化肥相比增长了9.5%。另外，小麦根际和非根际的土壤酶活性研究表明，木霉菌肥提高了土壤的脲酶、蔗糖酶、脱氢酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性。总之，盐胁迫条件下，木霉菌肥通过提高小麦的抗氧化酶活性和叶绿素含量以及改善土壤的生态环境增强了小麦的抗病能力，从而增加了产量和提升了品质。

为探究茉莉酸（JA）对小麦光合作用效率、小麦生长、成熟和产量的调控作用。试验采用同源克隆的方法，从小麦百农207中扩增到了一个小麦茉莉酸诱导蛋白基因TaJIP2，对TaJIP2进行组织差异表达分析，并构建TaJIP2基因RNA干扰（RNAi）载体后对小麦进行遗传转化及功能分析。结果表明，TaJIP2基因在各个部位均有表达，其中在颖壳中表达量最高；沉默TaJIP2基因显著提高JA生物合成关键酶丙二烯氧化物环化酶（AOC）和12-氧-植物二烯酸还原酶（OPR）活性和JA含量，其中根系中JA含量差异最大。沉默TaJIP2基因显著促进小麦根系和地上部分生长，其中根系生长状况差异更显著；根尖细胞超微结构观察结果显示，沉默TaJIP2基因小麦植株根尖细胞结构完整，细胞内各细胞器种类和数量丰富，细胞活性强，从而促进了根系生长。此外，沉默TaJIP2基因显著提高了小麦叶片光合作用效率，且抽穗时间提前，显著增加了小麦籽粒的粒长和粒宽及单株的穗数、穗粒数、千粒质量和单株产量。以上结果表明，RNAi诱导的TaJIP2基因沉默显著促进小麦植株生长、提前成熟和高产，表明TaJIP2是一个小麦生长、成熟和产量的关键负调控基因。

为了评价不同生态条件下小麦新品种产量在基因型与环境互作中的丰产性、适应性和稳定性，于2018-2020年在河南省商丘市、洛阳市和新乡市3个地点参加河南省区域试验，以参试的8个小麦育成品种为材料，利用数理统计方法和GGE双标图分析了小麦新品种的丰产性、稳产性和适应性。方差分析表明，年份、地点、品种及其互作中除了年份×品种以外对小麦产量的影响均达极显著水平（P <0.01），其中年份和地点对小麦产量的贡献率较大，依次为38.63%，32.86%，而年份×品种对小麦产量的贡献率最小，仅为1.31%。2019-2020年小麦产量比2018-2019年降低了9.71%，商丘地点连续2 a平均产量最低，显著低于洛阳和新乡地点平均产量。2 a 3个区试地点8个小麦品种的平均产量为8 049.04 kg/hm²，泰禾896产量最高，百农207产量最低。在丰产性方面，泰禾896、农科大888、盛科188、禾麦53、智优33号、偃亳369和濮大1030是丰产性较好的品种；在稳产性方面，百农207、禾麦53、农科大888和智优33号是稳产性较好的品种；在适应性方面，农科大888、泰禾896和盛科188是适应性较好的品种。研究结果为小麦新品种的合理利用提供了科学依据，具有一定的参考价值。

核苷酸结合位点（NBS）基因是植物中广泛存在的一类抗病基因，通过分析小麦NBS基因受白粉菌侵染后的表达水平变化情况，可为小麦育种筛选抗白粉病相关基因。试验采用生物信息学方法，对小麦抗病品种受白粉菌侵染0，24，48，72 h的转录组原始数据进行组装，结果筛选出1 283条具有表达数据的TaNBS，其在21个染色体均有分布。表达差异分析结果表明，有395条TaNBS受白粉菌侵染后的表达水平变化显著；根据3个时间段（0~24 h，24~48 h，48~72 h）内的变化趋势将其分为降-升-升、升-升-降、升-降-升、降-降-升和升-升-升共5类。利用qRT-PCR技术，从升-升-升类中选择10个变幅最大的TaNBS进行验证，结果表明，有3个基因Ta7dlLoc004854、Ta7dlLoc000139和Ta3asLoc007663在实验室自育小麦抗病种质CH7124中受白粉菌侵染后保持显著上调；利用病毒诱导基因沉默技术，分别下调了上述3个基因在CH7124中的表达水平，获得沉默植株；接种鉴定试验结果表明，只有Ta7dlLoc000139的沉默植株对白粉菌的感染型由免疫变为高抗或中抗，说明Ta7dlLoc000139表达水平的降低引起了植株抗性减弱。序列分析结果表明，Ta7dlLoc000139全长4 042 bp，包含3个外显子和2个内含子，在其起始密码子前2 000 bp区域内包含大量的CGCG-Box、GATA-Box和CAAT-Box等调控元件。可为小麦抗病分子育种提供理论依据。

为了进一步定位Pis1基因，加快小麦的分子标记辅助育种工作，获得高质、高产、稳产的小麦品种。以川麦28（CM28）与其三雌蕊近等基因系CM28TP为研究材料，对CM28和CM28TP幼穗的3个阶段（幼穗长度为0.2~0.5 cm，0.5~0.7 cm，0.7~1.0 cm）进行转录组测序，然后通过GO数据库对变异位点所在的基因进行分类分析，并选取4个位于Pis1基因附近的SNP标记进行验证。结果表明，CM28TP和CM28幼穗3个阶段共有的SNP/InDel位点为5 310个，其中SNP位点5 024个，InDel位点286个。SNP位点中转换类型（63.33%）多于颠换类型（31.28%），两者的比值达到了2.02；InDel位点中插入类型（152个）多于缺失类型（134个）；SNP/InDel位点在A基因组上分布最多、其次是B基因组、D基因组上最少。对SNP/InDel所在的基因进行GO分类注释表明，生物学进程中基因的占比最高，其次是细胞组分和分子功能。SNP/InDel位点对蛋白质功能的影响预测表明，有36个变异位点会严重影响蛋白质功能，中度影响蛋白质功能的位点有1 279个。从Pis1基因的定位区间附近筛选了4个SNP位点进行PCR扩增和测序验证，发现这4个位点与RNA-Seq分析结果一致，这表明挖掘出的SNP/InDel位点是准确的。本研究丰富了小麦中的SNP/InDel标记，为小麦高密度遗传图谱构建、基因定位和分子标记辅助选择育种奠定了基础，同时开发出的4个位于Pis1基因附近的SNP标记，为图位克隆该基因提供了可能。

为了有效利用外引小麦种质资源和探讨部分小麦粒质量基因的育种应用价值，以48份小麦外引种质为材料，测定种质千粒质量，并利用4个粒质量基因（TaGW2-6A、TaCwi-A1、TaGS2-D1和TaSus2-2B）的功能分子标记进行高千粒质量等位变异类型和分布检测。结果表明，外引种质材料的平均千粒质量为30.15 g，变异范围为20.13~43.19 g，超平均值种质材料占45.8%。外引小麦种质中4个粒质量相关基因存在8种单倍型，TaCwi-A1基因、TaGW2-6A基因的高千粒质量单倍型TaCwi-A1a和Hap-6A-A的平均千粒质量均显著高于对应的低千粒质量单倍型TaCwi-A1b和Hap-6A-G。而TaSus2-2B基因、TaGS2-D1基因的低千粒质量单倍型TaSus2-2Bb和TaGS2-D1b的平均千粒质量均显著高于对应的高千粒质量单倍型TaSus2-2Ba和TaGS2-D1a。含有相同单倍型组合的种质在供试材料中占比较高的，其平均千粒质量也相对较高。研究表明，这些外引小麦种质的粒质量相关性状具有较好的遗传改良潜力，在小麦育种中对多个相关粒质量基因进行综合遗传效应分析十分必要。

为解决降雨偏少且季节分布不均和施肥偏多但方式不合理等我国旱地小麦生产面临的主要问题，并探讨旱地小麦增产增收的栽培模式。设置常规平作（平作+均匀施肥）、垄沟种植（起垄沟播+均匀施肥）、垄沟种植减肥（起垄沟播+减肥25%+均匀施肥）、垄沟种植定位施肥（起垄沟播+减肥25%+播种行侧下定位条施）4种栽培模式，比较了小麦主要生育时期的茎蘖数和干物质积累量，播前和收获期0~200 cm土壤水分以及产量、水分利用效率和肥料偏生产力。与常规平作相比，垄沟种植促进了休闲季土壤蓄水，从而使播前土壤蓄水量提高5.4%~5.5%，主要生育时期的群体茎蘖数和干物质积累量显著增加，进而使小麦产量、水分利用效率和肥料偏生产力分别提高10.1%~11.2%，7.2%~8.6%，10.3%~11.4%。垄沟种植减肥较垄沟种植，肥料偏生产力显著增加，增幅为22.9%~34.6%，产量和水分利用效率在第1年无显著差异，后2 a显著降低，但上述指标均优于常规平作。与其他3个处理相比，垄沟种植定位施肥的产量和水肥利用效率均最优，虽然产量和水分利用效率较垄沟种植的增幅不显著，但肥料偏生产力显著提高35.2%~37.8%。可见，在豫西旱地，垄沟种植有利于提高小麦产量和水分利用效率，垄沟种植+减肥25%会在一定程度上降低小麦产量，但有利于提高肥料偏生产力。垄沟种植定位施肥协同提高了产量、水分利用效率和肥料偏生产力，是适宜于旱区推广的冬小麦栽培措施。

为探明生物有机肥替代化肥对小麦根际土壤生物学特性及产量的影响，通过田间试验，采用生理生化手段、高通量测序技术和产量调查，分析生物有机肥替代化肥对小麦根际土壤养分、土壤酶活、根际土壤细菌群落结构和小麦产量的影响。结果表明，生物有机肥合理替代化肥，土壤养分含量与酶活均有增加的趋势，且化肥减量10%+生物有机肥处理效果最佳，与常规施肥相比，土壤有机质、总氮、速效磷、速效钾含量和土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性分别提高了17.4%，12.4%，16.2%，19.2%和19.0%，9.7%，18.3%。高通量分析发现，生物有机肥替代10%，20%化肥后，鞘氨醇单胞菌属、溶杆菌属、硝化螺旋菌属、马赛菌属等一些具有生物防治与促生作用的功能菌属出现明显的富集现象；冗余分析结果显示，土壤中的环境因子与根际土壤细菌群落结构密切相关。生物有机肥替代10%，20%化肥后，小麦产量分别增加9.3%，4.4%。因此，生物有机肥合理替代化肥可提高土壤酶活性和土壤养分含量，增强土壤的可持续生产力，是目前改变高投入、高污染农业生产方式的主要手段。

为了有效利用外引小麦种质资源和评价小麦抗旱性相关分子标记的有效性，以48份小麦外引种质为材料，测定干旱条件下种子的相对发芽率，并利用4个小麦抗旱性相关分子标记进行抗旱基因（1-feh-w3、Dreb-B1、NRX-B1和FerA1）的分布检测。结果表明，外引种质材料的平均相对发芽率为70.0%，变异范围为34.9%~94.5%，中等及以上抗旱性等级种质材料占85.4%。外引小麦种质中4个抗旱性相关基因存在8种单倍型，Dreb-B1、FerA1基因各自的2种单倍型间平均相对发芽率差异均达到显著水平，而1-feh-w3基因的Westonia type单倍型与Kauz type单倍型，NRX-B1基因的TaNRX-B1a单倍型与TaNRX-B1b单倍型间平均相对发芽率无显著差异；TaDreb-B1a、TaFer-A1（H）单倍型与平均相对发芽率均呈显著正相关，1-feh-w3、NRX-B1基因与平均相对发芽率相关性不显著。平均相对发芽率以单倍型组合Westonia type/TaDreb-B1a/TaFer-A1（H）/TaNRX-B1a最高，达到77.35%。验证了抗旱性基因Dreb-B1分子标记的有效性，而1-feh-w3基因2种单倍型对抗旱性选择无效。

为明确全生育期灌溉1水条件下灌水时期、播种密度对不同播期小麦产量的调控效应，于2014-2015，2015-2016 2个年度在河北开展大田试验，试验为裂区设计，设置3个播期（10月10日，10月15日和10月20日），每个播期按照延播增密原则设置2个播种密度（330×10⁴穗/hm²和420×10⁴穗/hm²，420×10⁴穗/hm²和510×10⁴穗/hm²，510×10⁴穗/hm²和600×10⁴穗/hm²），全生育期灌溉1水，3个灌水时期（起身期、拔节期、拔节后7 d），结果表明：全生育期灌溉1水条件下，相同播期下，2个年度10月10日播种小麦产量均表现为增密减产（-4.5%，-1.8%），10月20日增密增产（4.6%，1.9%），而10月15日播种小麦产量因降雨分配不同而不同，降雨前少后多年份表现为增密减产，反之增产。不同灌水处理，降雨量前少后多年型10月10日播种处理小麦产量起身期最高（最高可达7 933.1 kg/hm²），拔节后7 d最低，而延迟播期后小麦产量以拔节期最高；增密后，起身期灌水处理增密减产，其他灌水处理增密后产量先降后升，密度330×10⁴穗/hm²和600×10⁴穗/hm²的产量较高且差异不明显。降雨量前多后少年型产量表现为拔节后7 d>拔节>起身，密度的增加不会改变灌水差异引起的产量变化。对小麦产量三因素来说，前期水分差异影响穗粒数多少，穗数的增加是实现晚播小麦高产的关键。综上所述，小麦全生育期灌溉1水前提下应根据灌水前降雨量和播种时期调整灌水时间，实现穗数或穗粒数的增加从而实现高产。

研究了长期不同施肥方式对潮土区土壤有机碳、全氮含量的影响，以期为小麦高产稳产及培肥技术提供指导。以长期定位肥料试验为平台，选择4个处理：不施肥（CK）、氮磷钾化肥（NPK）、氮磷钾化肥配施有机肥（MNPK）、氮磷钾化肥配施秸秆还田（SNPK）。测定1990-2018年间土壤有机碳、全氮含量及小麦产量。结果表明，施肥处理下小麦产量总体表现为上升趋势，其中前18 a SNPK和MNPK处理小麦产量大体上低于NPK处理，后11 a SNPK和MNPK处理大体上高于NPK处理，分别提高8.90%，8.93%。与CK相比，NPK、MNPK、SNPK处理均增加产量的稳定性；在施肥处理中，SNPK处理产量可持续性指数最高，为0.66。拟合方程表明，农田基础地力每增加1 000 kg/hm²，肥料贡献率降低14.35~19.57百分点。长期施肥能提高土壤有机碳、全氮含量，其中MNPK处理有机碳、全氮提升作用最明显，年均增幅分别为0.158，0.014 g/kg。土壤全氮含量与有机碳含量呈现正相关（R²=0.620），有机碳含量每升高1 g/kg，土壤全氮含量增加0.078 g/kg。施肥可提高小麦产量，提升小麦产量稳定性和可持续性指数。在小麦-玉米轮作体系下，氮磷钾化肥配施秸秆还田最有利于维持可持续生产能力。氮磷钾化肥配施有机肥可有效提高土壤有机碳、全氮含量。在潮土区施有机肥及秸秆还田是提升土壤肥力和保障可持续利用的重要措施。

醇溶蛋白是小麦的主要储藏蛋白，具有丰富的品种间特异性，影响和参与小麦醇溶蛋白积累的基因在染色体上均有分布，因此，醇溶蛋白常被当作小麦的指纹，可用于种子纯度鉴定。为了研究小麦发育早期纯度鉴定的方法，以济麦31、津强11号、津强13号开花后不同天数的籽粒为研究材料，以醇溶蛋白表达模式为研究对象，通过A-PAGE电泳技术，探明醇溶蛋白带谱特征，明确开花后5，10，15，20，25，30，35 d，成熟小麦籽粒醇溶蛋白带谱积累情况，确定利用醇溶蛋白鉴定小麦纯度的籽粒最早发育时间节点。研究结果表明，小麦开花后5~10 d的籽粒检测不到醇溶蛋白带谱，开花后15 d的籽粒醇溶蛋白开始积累，但是带谱表达不完全，开花后20～25 d的籽粒醇溶蛋白带谱完全表达，与成熟籽粒带谱一致。因此，小麦开花20 d后的籽粒，可用于鉴定小麦种子纯度；利用开花后20～25 d大田种植的津强11号小麦进行醇溶蛋白带谱鉴定，可以准确鉴定出混杂籽粒，并明确该地块种子平均纯度为90.88%。因此，本研究探明了醇溶蛋白的积累模式，为找到未成熟籽粒可以进行醇溶蛋白鉴定的最早籽粒发育时间，实现收获前的纯度鉴定提供理论依据，也为种子企业鉴定种子纯度提供了快速、简便、高效的鉴定技术。

为建立以小麦和油菜轮作模式为基础的休耕制度提供理论依据，以休耕后的农田土壤及后茬作物油菜和小麦为研究对象，研究农田土壤生物学特性的变化规律以及作物产量对休耕的响应。2 a试验结果表明，各项指标受气候因素影响较小，均表现为休耕后的小麦和油菜田土壤生物学性状优于小麦-油菜常规轮作模式。休耕后茬小麦田和油菜田的土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶的活性都高于小麦-油菜常规轮作模式，其中过氧化氢酶和蔗糖酶活性的差异达到显著性差异（P<0.05）；休耕后茬土壤微生物量碳、氮和B/F值均高于小麦-油菜常规轮作模式，土壤细菌丰富度和多样性的差异在2 a间略有不同，但总体表现为大于小麦-油菜常规轮作模式，真菌表现相反；休耕后茬作物生物产量和经济产量显著高于小麦-油菜常规轮作模式（P<0.05）。相关性分析表明，作物生物产量和经济产量与酶活性、微生物量和细菌丰富度呈正相关，而与真菌的丰富度呈负相关。休耕能提高后茬作物农田土壤的酶活性、微生物生物量、细菌的丰富度和多样性，降低真菌的丰富度和多样性，提升耕地质量，增加作物产量。

为了解干旱对不同类型小麦籽粒灌浆期糖类、淀粉、蛋白质和微量元素的动态规律，明确干旱对营养物质在高产小麦、优质小麦和节水小麦灌浆过程中的差异，以黄淮北片麦区的小麦品种冀麦325、冀麦418、冀麦323为试验材料。选取同一天抽穗、开花的植株进行标记，于花后7～31 d每6 d取各品种籽粒样本，研究了灌浆期间干旱对籽粒中可溶性总糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、蛋白质、Fe、Zn、Mn、Cu含量、直链和支链淀粉积累量、淀粉积累速率及淀粉合成关键酶活性的影响。结果表明，在灌浆过程中，干旱胁迫显著降低了小麦籽粒蔗糖和葡萄糖的含量，对果糖含量的影响相对较小，高产品种冀麦325的蔗糖和果糖受干旱影响较小。干旱胁迫降低了小麦籽粒支链淀粉和总淀粉含量，对直链淀粉含量的影响相对较小。干旱胁迫对高产品种和优质品种淀粉含量的影响明显大于耐旱品种冀麦418。干旱胁迫在灌浆初期和中期提高了淀粉合成酶的活性，中后期活性较灌溉对照迅速下降。随籽粒灌浆的进行，4种微量矿质元素的含量呈下降趋势，在小麦籽粒中的表现为Mg > Fe > Zn > Mn。冀麦325籽粒的Fe、Zn和Mg积累量较高。研究干旱条件下不同类型小麦籽粒灌浆过程中营养物质积累差异，为优化栽培措施，实现专用小麦优质、高产、节水提供理论数据和参考依据。

探究养分专家（NE）管理对小麦玉米轮作体系氮肥利用率和土壤有机碳固存的影响，可为小麦玉米轮作体系培肥增效提供理论基础。2009年开始在华北小麦玉米轮作体系中设置不同管理模式定位试验，将NE管理与农民习惯（FP）管理进行对比，通过9 a田间试验，对不同管理模式下作物产量、氮肥利用率、土壤有机碳含量、固碳速率及固碳效率进行测定和计算，解析长期NE管理在小麦玉米轮作体系中的优越性。结果表明：与FP管理相比，长期NE管理降低了氮肥施用量，但小麦和玉米籽粒产量均无显著差异。NE管理玉米平均氮素累积回收率、农学效率、偏生产力分别较FP管理提高7.4百分点，39.7%，28.4%；小麦分别提高8.0百分点，28.9%，32.8%。9 a后NE管理与FP管理表层土壤有机碳含量均有所提高，但NE管理较FP增长较快，NE处理0~5 cm，5~10 cm，10~20 cm土壤有机质含量年增长速率分别为0.28，0.27，0.34 g/（kg·a），较FP年增长速率提高7.7%，68.8%，126.7%。NE和FP处理秸秆还田年均碳投入量分别为8.5，8.7 t/（hm²·a），固碳速率分别为1.35，0.68 t/（hm²·a），固碳效率分别为18.6%，0.4%（处理间差异显著）。养分专家管理可提高氮肥利用率，增加土壤有机碳固存，长期养分专家管理是小麦玉米轮作体系减肥增效、土壤有机碳库提升的重要措施之一，可保障该体系粮食高产稳产，助力其绿色发展。

为明确不同磷效率小麦磷素吸收利用差异原因。利用“国家潮土肥力与肥料效益长期监测站”平台，研究磷高效品种许科168、磷低效品种兰考198在2种磷水平下（P0、P1分别代表低磷、正常磷处理）的根生物量、根系形态、根系活力以及磷素转运能力的差异。结果表明，相同处理，根干质量、根长、根表面积、根体积大体上表现为许科168大于兰考198。P0处理，根系平均直径表现为许科168小于兰考198。除越冬期，P1处理根系平均直径表现为许科168高于兰考198。相同处理，许科168根系活力高于兰考198。孕穗期两品种根活力差异最大，P0处理许科168是兰考198的1.36倍，P1处理下许科168是兰考198的1.34倍。相同处理，许科168籽粒产量、花前磷素转运量、花后磷素吸收量对籽粒磷素贡献率显著高于兰考198，而花前磷素转运量对籽粒磷素贡献率为许科168低于兰考198。与P1相比，P0处理2种磷效率小麦品种的根干质量、根长、根表面积、根体积、根系平均直径、籽粒产量、根系活力、植株磷素积累量、花前磷素转运量、花后磷素吸收量、花后磷素吸收量对籽粒磷素贡献率降低，而根冠比、花前磷素吸收量对籽粒磷素贡献率增加。磷高效品种许科168具有较高的根系活力、根系生物量、发达的根系，是作物吸收磷素的基础。磷低效品种兰考198由于生育前期根系生物量较小、生育后期根冠比较小、根系活力弱导致吸收磷素不足，从而造成磷效率低。综上，较高的磷素转运能力、籽粒分配能力以及合理的根冠比促进作物对磷素的利用，这是作物磷高效的重要因素。

土壤质量是作物产量的重要影响因素之一，而秸秆还田及合理施肥是调节土壤质量的关键措施。为探究提升土壤质量以及小麦产量的最佳秸秆还田与施氮互作方式，选用晋麦106号为供试材料，于山西汾阳开展长期定位试验，通过裂区试验，主区设置无还田、半量还田和全量还田3个秸秆还田水平，副区设置全量施氮、80%施氮、不施氮3个施氮量水平，研究秸秆还田与施氮量对土壤质量及小麦产量的影响。结果显示，相同处理下，0～20 cm土层土壤容重低于20～40 cm土层；秸秆还田与施氮互作下，秸秆还田量增加，土壤容重下降；其中，秸秆全量还田且全量施氮肥（SF1）处理时10～20 cm土层土壤容重最低；不同处理下土壤有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮以及全磷等养分层化比存在差异；SF1处理下，养分层化比最小，该互作条件对0～40 cm土层养分含量影响均较显著（P<0.05）；SF1处理下，土壤过氧化氢酶活性、碱性磷酸酶活性最高；秸秆全量还田且80%施氮（SF0.8）、SF1条件下产量显著高于其他处理条件（P<0.05），其中，SF1条件下产量最高。合理配比下进行秸秆还田与施氮互作，可明显提升土壤质量，增加小麦产量。

为探讨春季低温（倒春寒）胁迫下抗倒春寒能力不同的小麦品种相关miRNA及其响应规律，提供miRNA的表达谱和差异表达miRNA的信息，揭示差异表达miRNA在小麦抗倒春寒中的作用，采用高通量测序（Small RNA-seq）技术对雌雄蕊原基分化期0℃低温胁迫72 h及未低温处理（对照）的矮抗58（AK58）和郑麦366（ZM366）幼穗进行测序，通过生物信息学分析，以padj<0.05且|log₂（Fold_change）|≥1为条件，筛选低温胁迫下差异表达显著的miRNA，利用psRobot（v1.2）对差异表达miRNA靶基因进行预测，然后对差异表达显著miRNA的靶基因进行GO富集分析和KEGG Pathway分析。结果表明，小麦幼穗测序共鉴定到112类miRNA，分属于38个不同的MIRNA家族。AK58、ZM366分别鉴定出85，88个差异表达miRNA，AK58有27个miRNA表达有显著差异，其中23个显著上调表达，4个显著下调表达，差异表达极显著的miRNA为2个，分别是tae-miR9672b、tae-miR9672a-3p；ZM366有48个差异表达显著的miRNA，13个显著上调表达，35个显著下调表达，差异表达极显著的miRNA为4个，分别为tae-miR9672b、tae-miR9672a-3p、tae-miR6201、tae-miR9674b-5p。对低温胁迫下AK58与ZM366差异表达的miRNA进行靶基因预测，AK58 85个差异表达miRNA对应848个靶基因；ZM366 88个差异表达miRNA对应6 537个靶基因。GO功能富集分析结果显示，AK58差异表达miRNA靶基因有20个生物学过程、6个细胞成分、6个分子功能类别极显著富集（FDR<0.01）；ZM366有10个生物学过程、14个细胞成分、19个分子功能类别极显著富集（FDR<0.01）。对2个小麦品种幼穗中差异表达miRNA靶基因进行KEGG代谢通路（Pathway）富集分析，AK58差异表达miRNA靶基因显著富集（P<0.05）到RNA聚合酶，嘌呤代谢，嘧啶代谢，光合生物固碳途径，自噬，托烷、哌啶和吡啶生物碱的生物合成，核苷酸切除修复，错配修复，DNA复制，核糖体，烟酸和烟酰胺代谢11个代谢通路；ZM366差异表达miRNA靶基因显著富集（P<0.05）在植物-病原互作，植物昼夜节律，缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解，细胞周期，苯丙氨酸代谢，苯丙烷生物合成，RNA聚合酶，植物激素信号转导，氰胺酸代谢，次生代谢产物的生物合成，光合生物中碳固定，丙酮酸代谢，类胡萝卜素生物合成13个代谢通路。miRNA调控mRNA参与小麦应答低温胁迫中，小麦可能通过miRNA171a、miRNA156、miRNA398等多个miRNA的介导调控来抵御倒春寒胁迫，植物昼夜节律代谢途径可能与低温胁迫密切相关。2个小麦品种抗倒春寒能力不同的原因可能与miRNA调控光形态建成转导途径和开花过程的靶基因表达模式不同有关。

为了明确少耕和翻耕对小麦产量水平发挥的影响。采用4个不同基因型小麦品种：中大穗型品种泰农18和山农24，多穗型品种济麦23和济麦44，对比研究了少耕播种（Less-tillage sowing，LT）和传统翻耕播种（Ploughing sowing，PS）对小麦群体光照强度及小麦叶片净光合速率的影响。与PS处理相比，LT处理显著改善了多穗型品种小麦群体内的光分布状况，显著增加了中下位叶片的可受光照量和叶片光合速率；比较不同穗型小麦品种冠层温度发现，LT处理下多穗型品种济麦23和济麦44群体的冠层温度较PS处理显著降低，中大穗型品种泰农18和山农24在2种耕作方式下冠层温度差距不明显，说明中大穗型小麦品种更适宜采用少耕播种技术；LT处理能够显著提高中大穗型小麦品种山农24生育中后期的植被归一化指数（NDVI），充分发挥小麦群体的后期光合生产优势；LT处理较PS处理可显著提高多穗型品种济麦23和济麦44的产量。LT处理能够显著改善多穗型小麦品种的群体光分布特性，较PS处理更易发挥该技术的增产效果；选用分蘖成穗率较高、群体相对较大的多穗型品种更容易发挥LT处理的节本增效作用。