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2018中国作物学会学术年会

作者：丁锦峰丁永刚李福建王亚华朱敏李春燕朱新开郭文善扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州大学小麦研究中心

【研究背景】水稻小麦轮作是我国主要的种植制度,种植区域集中于长江中下游地区。近年来,该区因水稻收获迟及秋播气象条件的变化,小麦晚播面积持续扩大。晚播导致小麦产量下降,生产中往往依赖增加肥料的投入实现晚播小麦丰产。大量施用... 详细信息

【研究背景】水稻小麦轮作是我国主要的种植制度,种植区域集中于长江中下游地区。近年来,该区因水稻收获迟及秋播气象条件的变化,小麦晚播面积持续扩大。晚播导致小麦产量下降,生产中往往依赖增加肥料的投入实现晚播小麦丰产。大量施用肥料不仅会增加生产成本,长期施用还会引起环境污染等问题。不同小麦品种对氮肥的吸收与利用存在较大差异,因此可根据品种对氮肥吸收与利用的特点,采用合理的栽培技术,提高氮肥利用效率实现丰产。前人对适宜播期条件下不同氮效率品种氮素积累、分配和利用特征已有较多研究,晚播条件下稻茬小麦氮高效品种氮素积累、分配和利用特征研究较少。【材料与方法】试验于2016-2017年度在扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室试验场（扬州,江苏淮南地区）和江苏省睢宁县现代农业示范基地（睢宁,江苏淮北地区）进行,两地供试材料分别为30个当地主栽品种。播种日期为11月17日（扬州）和11月18日（睢宁）,按当地高产栽培管理,同时设不施氮对照。试验将两地分别参试的30个品种按氮肥表观利用率（NUR）分别划分为氮高效（NUR≥50%）、氮中效（NUR40%-50%）和氮低效（NUR≤40%）品种类型,比较其氮素积累、分配和利用的差异,明确稻茬晚播小麦氮高效品种的氮素积累、分配和利用特征,为稻茬小麦品种选用和大面积高产高效生产提供参考。【结果与分析】扬州和睢宁氮高效品种开花期氮素积累量较氮中效品种分别高23%和15%,较氮低效品种分别高40%和38%;成熟期氮素积累量较氮中效品种分别高18%和9%,较氮低效品种分别高30%和13%,差异均达显著性水平。两地参试品种开花期和成熟期氮素积累量与氮肥表观利用率均呈极显著线性正相关。扬州不同品种类型间花前氮素转运量和花后氮素积累量差异均不显著;睢宁氮高效品种花前氮素转运量和花后氮素积累量均高于氮中效品种,均显著高于氮低效品种。扬州氮高效品种成熟期茎秆+叶鞘、叶片、颖壳+穗轴氮素积累量均显著高于氮中效和氮低效品种;睢宁不同品种类型间成熟期各营养器官氮素积累量均无显著差异;两地氮高效品种籽粒氮素积累量均显著高于其他品种类型。两地氮高效品种的氮素吸收效率均显著高于氮中效和氮低效品种,但品种类型间氮肥利用效率、氮素生理效率差异不显著。扬州氮高效品种氮素收获指数偏低,而睢宁氮高效品种氮素收获指数较高。初步提出了江苏淮南和淮北地区稻茬晚播小麦氮高效品种氮素积累特征的筛选指标:开花期和成熟期氮素积累量分别为134-186kg/hm、193-233kg/hm和179-223kg/hm、231-253 kg/hm。【结论】不同地区稻茬晚播小麦氮高效品种均具有较强的氮素吸收水平,淮南地区氮高效品种吸收的氮素在器官间可协调分配,而淮北地区氮高效品种吸收的氮素可更多地转运至籽粒。

关键词：稻茬小麦晚播品种氮肥表观利用率氮素积累、分配和利用

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稻茬小麦氮高效品种产量构成和群体质量特征

稻茬小麦氮高效品种产量构成和群体质量特征

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2018中国作物学会学术年会

作者：丁永刚李福建王亚华朱敏李春燕朱新开丁锦峰郭文善扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州大学小麦研究中心

【研究背景】小麦作为我国主要的粮食作物之一,其高产稳产关系着粮食安全。施用氮肥对小麦产量的提高起着重要作用。适量施用氮肥有利于促进小麦生长发育,提高产量,但过量施用不仅会导致氮肥利用率降低,还会造成资源浪费,甚至环境污染... 详细信息

【研究背景】小麦作为我国主要的粮食作物之一,其高产稳产关系着粮食安全。施用氮肥对小麦产量的提高起着重要作用。适量施用氮肥有利于促进小麦生长发育,提高产量,但过量施用不仅会导致氮肥利用率降低,还会造成资源浪费,甚至环境污染。小麦对氮素的吸收和利用存在明显的品种间差异,通过选用和推广高效利用氮素的品种已成为控制氮肥施用量、稳定产量和提高氮肥利用效率的重要途径。长江中下游地区多为水稻-小麦轮作体系,对稻茬小麦不同品种间氮肥表观利用率的差异及氮高效品种的产量构成和群体质量特征研究较少。【材料与方法】试验于2016-2018年度在扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室试验场（扬州）和江苏省睢宁县现代农业示范基地（睢宁）进行,两地供试材料分别为25个当地主栽品种。2016-2017年播种日期为11月17日和11月18日,2017-2018年播种日期为10月30日和11月1日,按当地高产栽培管理,同时设不施氮对照。将两地分别参试的品种按氮肥表观利用率（NUR）分别划分为氮高效（NUR≥50%）、氮中效（NUR40%-50%）和氮低效（NUR≤40%）品种类型,比较其产量、产量构成和群体质量差异及其与氮肥表观利用率的关系,研究稻茬小麦氮高效品种的产量构成和群体质量特征,以期为稻茬小麦品种选用和大面积高产高效生产提供参考。【结果与分析】两年试验结果表明,扬州和睢宁氮高效品种平均氮肥表观利用率分别为43.55%和44.44%（2016-2017）;39.74%和36.27%（2017-2018）;平均产量分别为6408kghm和8252kg hm（2016-2017）;6070kh m和6533kg hm（2017-2018）,均显著高于氮中效和氮低效品种。两地参试品种的产量与氮肥表观利用率均呈极显著线性正相关。氮高效品种的穗数与氮中效品种差异均不显著,显著高于氮低效品种;不同品种类型间穗粒数和千粒重差异均未达显著水平。两地参试品种的穗数与氮肥表观利用率均呈极显著线性正相关,与穗粒数和千粒重相关性不显著。相比于氮中效和氮低效品种,两地氮高效品种均具有较高的拔节期、孕穗期和开花期茎蘖数,但高峰苗数/穗数和分蘖成穗率在品种间差异不显著。氮高效品种与氮中效品种间孕穗期、开花期和乳熟期叶面积指数差异均不显著,显著高于氮低效品种。氮高效品种孕穗期、开花期、成熟期、孕穗期至开花期、花后干物质积累量和成熟期各营养器官干物质积累量总体高于其他品种类型。两地不同品种各主要生育时期茎蘖数、叶面积指数和干物质积累量、孕穗期至开花期、花后和成熟期各营养器官干物质积累量均与氮肥表观利用率呈极显著线性正相关。不同品种类型间花前干物质转运量和收获指数差异均不显著。【结论】稻茬小麦氮高效品种生育早期表现出较强分蘖能力,生育后期具有较高叶面积指数和光合生产能力,可用于灌浆的花后光合物质多,易于实现高产。

关键词：稻茬小麦氮肥表观利用率品种产量构成群体质量

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结实期高温胁迫对糯玉米子粒发育和内源激素含量的影响

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玉米科学 2017年第2期25卷 55-60,67页

作者：杨欢沈鑫丁梦秋陆大雷陆卫平扬州大学/江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

利用人工智能温室研究结实期高温胁迫(35℃)对糯玉米子粒发育和内源激素含量的影响。结果表明,结实期高温胁迫降低子粒鲜重和干重,高温胁迫下较低的含水率表明子粒灌浆进程加快。高温胁迫加快果皮中淀粉体的降解速度,胚乳细胞中淀粉体... 详细信息

利用人工智能温室研究结实期高温胁迫(35℃)对糯玉米子粒发育和内源激素含量的影响。结果表明,结实期高温胁迫降低子粒鲜重和干重,高温胁迫下较低的含水率表明子粒灌浆进程加快。高温胁迫加快果皮中淀粉体的降解速度,胚乳细胞中淀粉体充实提前,淀粉积累加速,但持续积累时间缩短,成熟期淀粉含量低于常温处理。与常温相比,高温胁迫增加子粒中ABA和GA_3含量,IAA、CTK和Z含量前期增加,后期降低。内源激素含量的变化可部分解释高温胁迫下淀粉积累提前但持续时间缩短的原因。

关键词：糯玉米高温胁迫内源激素含量子粒灌浆淀粉积累形态结构

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结实期弱光胁迫对甜玉米籽粒灌浆和叶片衰老的影响

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核农学报 2017年第5期31卷 964-971页

作者：丁梦秋闻诗文陆卫平陆大雷扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

为探索甜玉米生长发育对花后弱光的响应,以京科甜183和京科甜533为材料,结实期(人工授粉至鲜食期)利用遮阳网进行50%遮光处理,研究结实期弱光胁迫对甜玉米籽粒灌浆和叶片衰老的影响。结果表明,春播和夏播处理下,弱光胁迫均使甜玉米穗粒... 详细信息

为探索甜玉米生长发育对花后弱光的响应,以京科甜183和京科甜533为材料,结实期(人工授粉至鲜食期)利用遮阳网进行50%遮光处理,研究结实期弱光胁迫对甜玉米籽粒灌浆和叶片衰老的影响。结果表明,春播和夏播处理下,弱光胁迫均使甜玉米穗粒数减少,鲜籽粒重降低,进而导致产量损失;随灌浆进程推进,鲜籽粒体积、鲜重、干重和叶片丙二醛(MDA)含量逐渐升高,籽粒含水率、叶片可溶性蛋白含量和SPAD值逐渐下降。结实期弱光胁迫显著降低鲜籽粒体积、鲜重和干重,花后27 d时籽粒含水率较低,叶片可溶性蛋白质含量和SPAD值降低,MDA含量增加,过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性提高。总体上,弱光胁迫能加快甜玉米叶片衰老,进而限制籽粒灌浆,导致籽粒重量下降。本研究结果为甜玉米结实期叶片衰老和籽粒灌浆在低光照条件下的调控提供了理论参考。

关键词：甜玉米弱光胁迫叶片衰老籽粒灌浆 SPAD

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猪场处理废水施用对机插水稻产量形成和氮素利用的影响

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中国土壤与肥料 2017年第2期 120-125,140页

作者：田怀凤徐田高威陶晓婷黄丽芬庄恒扬扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

为研究规模化猪场处理废水在机插水稻的施用技术,在大田条件下,以迟熟中粳水稻品种淮稻5号为材料,采用模拟机插秧移栽方式,设计不同施肥处理,研究施用猪场废水对机插水稻产量形成和氮素吸收利用的影响。结果表明,在分蘖期配施相同量尿... 详细信息

为研究规模化猪场处理废水在机插水稻的施用技术,在大田条件下,以迟熟中粳水稻品种淮稻5号为材料,采用模拟机插秧移栽方式,设计不同施肥处理,研究施用猪场废水对机插水稻产量形成和氮素吸收利用的影响。结果表明,在分蘖期配施相同量尿素条件下,拔节期总茎蘖数和有效茎蘖数与基施废水用量关系不密切,抽穗期、成熟期叶片SPAD值、干物质积累量、植株含氮量和吸氮量总体上随穗期废水施用量增加而提高,4个指标皆表现为高量废水配施尿素处理与常规施肥处理无显著差异,但显著高于不配施尿素的高量废水处理。废水配施尿素各处理氮素收获指数变化范围为0.64~0.69,除穗期施用低量废水处理外,其它处理显著高于常规施肥处理。各废水配施尿素处理氮素籽粒生产效率变化范围为61.37~66.94 kg/kg,以高量废水配施尿素处理最低。大多数废水与尿素配施处理能够获得与常规施肥持平或较高的产量,以水稻生长季施用废水210 m3/hm^2分蘖期配施尿素187.5 kg/hm^2处理产量最高,比常规施肥处理增加10.84%。

关键词：猪场废水机插水稻产量氮素吸收与利用

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水稻根系形态生理与稻田甲烷排放的关系研究

水稻根系形态生理与稻田甲烷排放的关系研究

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2018中国作物学会学术年会

作者：李思宇夏仕明汪浩黄健朱安刘立军扬州大学农学院/江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心

【研究背景】我国是世界上最大的水稻生产和消费国,提高水稻单产是我国水稻生产的首要任务。但稻田生态系统也是甲烷的重要排放源,稻田CH4排放问题一直受到国际的广泛关注。前人对水稻品种影响甲烷排放的研究有很多,但关于水稻品种间甲... 详细信息

【研究背景】我国是世界上最大的水稻生产和消费国,提高水稻单产是我国水稻生产的首要任务。但稻田生态系统也是甲烷的重要排放源,稻田CH4排放问题一直受到国际的广泛关注。前人对水稻品种影响甲烷排放的研究有很多,但关于水稻品种间甲烷排放差异的机理研究相对较少。研究明确水稻品种间根系形态生理与稻田甲烷排放之间的关系,对水稻高产栽培和稻田甲烷减排有重要意义。【材料与方法】本研究选用四个甲烷排放量差异较大的水稻品种为材料,研究了稻田甲烷排放的基本变化规律和品种间根系形态和生理与稻田甲烷排放的关系。本文从水稻根系形态生理特征、根系和叶鞘通气组织、明确在稻田甲烷产生、氧化和传输中的差异。【结果与分析】稻田甲烷排放规律:四个水稻品种全生育期稻田甲烷排放通量规律相似。自移栽后开始稻田甲烷排放量快速上升,在移栽后20d左右达到第一个排放高峰,中期排水烤田甲烷几乎零排放,之后甲烷排放量又开始升高,并在孕穗期前后达到第二个排放高峰。品种类型间差异显著。扬稻6号和盐粳2号的甲烷排放通量显著高于两优培九和镇稻88。相同类型水稻间相比较,籼稻两优培九全生育期甲烷总排放量显著低于扬稻6号,粳稻镇稻88显著低于盐粳2号。穗分化期至抽穗期甲烷排放通量高、积累量大是扬稻6号和盐粳2号甲烷排放总量高于两优培九和镇稻88的重要原因。孕穗期水稻地上部主要农艺性状与根系形态生理:相同类型水稻品种间孕穗期地上部主要农艺性状,如茎蘖数、叶面积指数及干物重并无明显差异。但孕穗期籼稻两优培九的根干重、根长、根数、根直径、根系氧化力、根系总吸收表面积、根系活跃表面积和根系伤流量和根系分泌物中苹果酸的浓度均显著高于扬稻6号。粳稻镇稻88根系上述主要形态生理指标也明显高于盐粳2号。相关分析表明,水稻根干重、根长、根数和根直径与孕穗期稻田甲烷排放通量均呈现极显著负相关的关系;根系氧化力、根系伤流量和根系分泌物中苹果酸浓度与孕穗期稻田甲烷排放通量也均呈现极显著负相关的关系。【结论】不同品种间甲烷排放差异显著,两优培九<扬稻6号;镇稻88<盐粳2号。甲烷排放量不同的水稻品种孕穗期时根系指标差异显著。

关键词：水稻根系形态生理甲烷排放施氮量轻度干湿交替灌溉

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水稻叶片叶绿素含量对光合生理及产量的影响

水稻叶片叶绿素含量对光合生理及产量的影响

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2018中国作物学会学术年会

作者：周天阳周振翔顾骏飞扬州大学农学院/江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心

【研究背景】人口增加和经济发展给粮食增产带来了巨大的压力,在现有耕地面积逐年减少的情况下,中国农作物的单产己经不能满足粮食的安全供给。水稻作为我国主要的粮食作物,其产量的提高显得尤为迫切。光合作用是形成千物质的主要途径,... 详细信息

【研究背景】人口增加和经济发展给粮食增产带来了巨大的压力,在现有耕地面积逐年减少的情况下,中国农作物的单产己经不能满足粮食的安全供给。水稻作为我国主要的粮食作物,其产量的提高显得尤为迫切。光合作用是形成千物质的主要途径,决定了水稻产量的潜力。因此,如何通过光合作用提高水稻产量已成为研究的一个热点。【材料与方法】本研究以低叶绿素含量突变体(YL)与其野生型对照(WT,浙辖802)为供试材料,分别种植于大田与盆钵。设置了氮肥、密度与光照三种处理,系统研究了突变体水稻及其对照的产量及其构成因素、基本农艺性状、光合特性、二氧化碳导度、叶绿体发育情况与光抑制产物及抗氧化机制。【结果与分析】1、叶面积和产量与野生型相比,突变体水稻茎蘖数与叶面积指数(LAI)较低,但是其茎蘖成穗率与每穗粒数显著高于野生型对照。随着栽培密度的增大,突变体材料LAI和产量显著增加,产量增加的幅度大于对照(野生型)。2、叶片光合特性(1)与野生型相比,突变体水稻叶绿素含量仅为其对照的50%,但是其捕光能力占野生型水稻的80%以上。(2)荧光数据显示,相比野生型对照,突变体材料由于叶绿素含量的降低导致其PSII实际光化学效率与反应中心开放程度升高,热耗散程度下降。(3)叶绿体超微结构与类囊体膜蛋白基因表达情况表明,叶绿素含量的降低并没有影响电子传递链。(4)与野生型相比,突变体材料剑叶的光合速率增长的幅度高于含氮量的增长。(5)突变体叶片的气孔导度,叶肉导度与Rubisco酶含量显著高于对照。突变体水稻叶片叶绿素含量降低,导致氮素在光合系统内的重新分配,增加了叶片内Rubisco酶含量。发达的维管束结构与较高的水通道蛋白基因的表达量使得突变体具有更高的二氧化碳导度,最终提高了光合速率。3、光抑制野生型水稻叶片吸收了过量的光能,光抑制现象更为严重。(1)与野生型相比,突变体材料在高光照下可以产生较少的超氧阴离子与丙二醛,保护光系统免受伤害。(2)在高光强下,突变体叶片内超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶(CAT)活性显著高于野生型对照。【结论】高叶绿素含量并不是叶片高光合速率的必需条件,适当降低叶片叶绿素含量,将有助于减少叶片氮素在叶绿素合成过程中的消耗,优化其在叶片内的合理配制;可以提高光系统Ⅱ的效率,缓解光抑制现象,最终提高叶片光合速率。通过减少氮肥投入,调整施氮比例等措施可以显著减少叶片叶绿素含量,但并不影响叶片的光合作用,有利于提高水稻产量与氮素利用效率。

关键词：水稻光合特性气孔导度光合氮素利用效率光抑制

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拔节期和花后渍水对小麦产量、干物质及氮素积累和转运的影响

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麦类作物学报 2017年第11期37卷 1473-1479页

作者：丁锦峰苏盛楠梁鹏江孟孟郑丽洁汪先鹏李春燕朱新开郭文善扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学小麦研究中心江苏扬州225009

为给长江中下游小麦大面积高产稳产栽培提供理论与实践依据,以扬辐麦4号为材料,研究拔节期和花后连续渍水5d、10d和15d对小麦产量及其构成因素、干物质和氮素积累与转运的影响。结果表明,拔节期和花后渍水处理均显著降低了小麦产量、穗... 详细信息

为给长江中下游小麦大面积高产稳产栽培提供理论与实践依据,以扬辐麦4号为材料,研究拔节期和花后连续渍水5d、10d和15d对小麦产量及其构成因素、干物质和氮素积累与转运的影响。结果表明,拔节期和花后渍水处理均显著降低了小麦产量、穗粒数、千粒重,并显著降低了成熟期根和地上部、花后地上部干物质和氮素积累量及根冠比。随渍水时间的延长,渍水对产量及其构成因素、干物质和氮素积累及转运量的影响总体呈增大趋势;籽粒产量、穗粒数、花后地上部干物质与氮素积累量、根冠比在渍水5d和10d间差异不显著,渍水5d和15d间差异显著。拔节期与花后短期渍水处理间产量差异不显著,但花后渍水15d产量显著低于拔节期渍水。花后渍水对千粒重、花后地上部干物质和氮素积累量、花前地上部干物质转运量的影响较大。

关键词：小麦渍水时期渍水持续时间产量干物质氮素

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遮光和渍水对小麦幼苗形态和生长的影响

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麦类作物学报 2017年第2期37卷 238-245页

作者：郑仁娜阚正荣苏盛楠江孟孟丁锦峰李春燕朱新开郭文善扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/粮食作物现代产业技术协同创新中心/扬州大学小麦研究中心江苏扬州225009

为了解遮光、渍水及其互作对小麦幼苗形态及生长性状的影响,以长江中下游不同年代小麦品种扬麦1号(20世纪70年代)、扬麦158(20世纪90年代)和扬辐麦4号(21世纪正在应用)为材料,通过盆栽试验研究了遮光、渍水后小麦幼苗主茎叶龄、单株茎... 详细信息

为了解遮光、渍水及其互作对小麦幼苗形态及生长性状的影响,以长江中下游不同年代小麦品种扬麦1号(20世纪70年代)、扬麦158(20世纪90年代)和扬辐麦4号(21世纪正在应用)为材料,通过盆栽试验研究了遮光、渍水后小麦幼苗主茎叶龄、单株茎蘖数、单株次生根数、苗高、叶面积、干物重、比叶重和根冠比的变化。结果表明,遮光处理显著延缓幼苗叶龄,抑制分蘖的发生,而渍水处理影响不显著;遮光和渍水处理均显著降低单株次生根数、叶面积、比叶重及地上部和根干重,遮光影响程度重于渍水,遮光和渍水同时处理仅对比叶重、地上部和根干重、根冠比表现出一定的累加效应。处理结束后经20d恢复,仅不遮光+渍水处理下叶龄、苗高和比叶重基本恢复到正常生长水平;不遮光+渍水处理下单株次生根数及各处理下根干重表现出恢复趋势。不同品种间幼苗形态和生长性状表现出显著的差异。扬辐麦4号和扬麦158单株次生根数和比叶重均显著高于扬麦1号。不同处理下扬辐麦4号幼苗形态和生长性状相比正常生长幼苗的变化幅度总体上小于其他品种,表现出较好的苗期抗渍及抗弱光能力。

关键词：小麦不同年代品种幼苗遮光渍水

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基于图像处理的小麦种植密度估算研究

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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2017年第1期38卷 89-93页

作者：武威刘涛孙成明陈雯陈晨王瑞扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/粮食作物现代产业技术协同创新中心江苏扬州225009

利用图像处理技术分析小麦图像的颜色特征,并提出叶片盖度(LCD)参数;通过小麦种植密度与不同参数之间的相关性分析,建立基于不同参数的预测模型。结果表明:以绿光标准化值(NDIG)和LCD结合的多元逐步回归模型优于其他单变量模型以及混合... 详细信息

利用图像处理技术分析小麦图像的颜色特征,并提出叶片盖度(LCD)参数;通过小麦种植密度与不同参数之间的相关性分析,建立基于不同参数的预测模型。结果表明:以绿光标准化值(NDIG)和LCD结合的多元逐步回归模型优于其他单变量模型以及混合模型,可以作为小麦种植密度的定量估算模型。使用实测数据对模型进行验证,R^2为0.896 1,达到极显著水平。结果说明该方法可行,可为小麦生长前期种植密度的快速、精确检测提供依据。

关键词：小麦种植密度图像处理颜色特征叶片盖度估算模型

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