基于无人机多光谱遥感的冬小麦叶绿素含量反演及监测

旨在实现冬小麦各生育期叶绿素含量的准确估测,探究其时空变化规律。利用无人机获取冬小麦越冬期、返青期、拔节期、孕穗期和灌浆期的高分辨率多光谱图像,同时采集地面SPAD数据。选取三类光谱参数建立反演模型,优选出各生育期的最佳预测模型,并定量监测试验区冬小麦叶绿素含量时间变化和空间分布。结果表明：原始波段模型和波段倒数对数模型分别为越冬期及其他生育期叶绿素含量预测的最佳模型,拟合精度R²>0.59;时空分布上,灌浆期前试验区冬小麦叶绿素含量呈南北高、中部低特点,灌浆期则呈北高南低的趋势,叶绿素含量从越冬期到拔节期逐步增加,拔节期到孕穗期开始降低,孕穗期到灌浆期则大幅度降低。本研究建立的倒数对数预测模型,精度较高,且适用于返青到灌浆的4个生育期,对于试验区冬小麦叶绿素含量有较好的时空监测效果。     

旱地春谷子不同生育期吸收氮、磷、钾养分的特点

试验研究了在施肥与不施肥处理情况下,半湿润偏旱区春谷子不同生育期氮、磷、钾养分的吸收特点。结果表明,在供试土壤条件下,施肥可明显提高春谷子产量、干物质累积量、体内氮、磷、钾含量及其累积量。施肥或不施肥,春谷子地上部干物质的累积量随生育期呈典型“S型”曲线增长,其中抽穗灌浆期为累积高峰期,占总累积量的50%左右。植株氮含量随生育期呈曲线下降趋势;整个生育期植株含磷量呈 “W型”变化;植株含钾量呈单峰曲线变化,峰值出现在拔节期。植株氮、磷、钾累积吸收量随生育期的延长和施肥水平的提高而增加,但各生育期相对累积吸收比例,施肥与否差异不大。苗期氮、磷、钾的吸收量约占总吸收量的1%~3%,拔节期约占总吸收量的30%、20%、37%,是钾素吸收的高峰期,孕穗期约占22%、21%、34%,抽穗灌浆期约占43%、53%、23%,是氮、磷吸收的高峰期,籽粒形成期约占3%~5%。不论施肥与否,地上部氮、磷、钾累积吸收量与干物质累积量之间均呈极显著正相关,而与植株氮、钾含量之间呈极显著负相关。     

模拟降雨条件下施磷量对褐土无机磷含量及形态转化的影响

采用室内土柱模拟试验,研究在山东平均降雨条件下不同施磷量对褐土各组分无机磷含量及形态转化的影响.结果表明,经过模拟降雨后,在0～10 cm土层中,各施磷处理的无机磷总量随着施磷量的增加而升高;随着土层的加深(10～50 cm),各土层无机磷总量是施磷量为P2(180 kg/hm2)时最高.而在10-30 cm土层,是施磷量为P3(1440 ks/hm2)的土壤无机磷总量高于P1,而在30～50 cm则是P1高于P3.同时,不同施磷量对磷组分含量及其占无机磷总量的比例都发生了改变,当施磷量分别为P1、P2和P3时,各无机磷组分的含量及所占比例按高低排序分别为:Ca10-P>Al-P,O-P>Ca8-P>Fe-P>Ca2-P;O-P>Ca8-P,Ca10-P>Fe-P,AI-P>Ca2-P和Ca10-P,O-P>Fe-P,Ca8-P>Al-P>Ca2-P.随着土层深度的加深,O-P、Fe-P和Ca10-P的含量保持相对稳定,而有效态无机磷源(Ca2-P、Ca8-P和AI-P)有降低的趋势;在小雨强度下,不同施磷量处理的土壤磷淋失量差异不显著,而随着降雨强度的加大,P3处理的土壤磷淋失量明显高于PI和P2处理的磷淋失量.以上结果说明,施磷量显著影响无机磷总量、各组分无机磷含量及其转化;在大于中等降雨条件下,高磷处理磷淋失量明显高于低磷处理磷淋失量.     

转基因(Bn-csRRM2)高产棉花对土壤速效养分和酶活性的影响

在田间试验条件下,以转基因(Bn-cs RRM2)高产棉及其亲本常规棉中棉所12为研究对象,比较分析2种棉花在不同生育期(苗期、蕾期、花铃期和吐絮期)对土壤速效养分和酶活性的影响。结果表明,随生育期推进,转基因高产棉土壤铵态氮和硝态氮含量变化趋势与常规棉一致,土壤速效磷含量变化趋势与常规棉不同。转基因高产棉土壤速效磷含量在蕾期、花铃期和吐絮期与常规棉无显著差异;铵态氮含量在苗期、蕾期和花铃期与常规棉无显著差异;硝态氮含量在吐絮期显著高于常规棉,其余3个时期显著低于常规棉。随生育期推进,转基因高产棉土壤脲酶和过氧化氢酶活性变化趋势与常规棉一致,碱性磷酸酶活性变化趋势与常规棉略有不同。转基因高产棉土壤脲酶活性在苗期、蕾期和吐絮期显著高于常规棉,在花铃期无显著差异;过氧化氢酶活性在苗期和吐絮期与常规棉无显著差异;碱性磷酸酶活性只在吐絮期与常规棉无显著差异。表明,土壤养分和酶活性受转基因高产棉的影响较小,其变化主要受到生育期的影响。     

超高产冬小麦氮磷钾吸收、分配与运转规律的研究

在小麦超高产攻关试验田内,研究 产９４０５ｋｇ．ｈｍ＾－２的冬小麦对氮,磷,钾养分的吸收,分配与运转规律,结果表明：植株氮,磷,钾养分含量在整个生育期内呈双峰曲线,第一个峰值三种养分均出现在分蘖初期,第二峰值氮磷出现在起身期,钾则出现在拔节期;植株对三种养分的吸收速率呈多峰曲线型变化,其养分吸收的最大速率期、氮,钾出现在返青－孕穗末期,磷出现在返青－扬花期;小麦每生产１００ｋｇ籽粒需氮,磷,钾的数     

不同施肥处理对新成片麻岩土壤谷子生长及土层硝态氮的影响

为了探明片麻岩新成土中土壤硝态氮时空分布规律,通过田间肥效试验,研究在不同施氮水平下配施磷和有机肥对土壤中硝态氮含量的影响。结果表明,施肥可以显著提高作物产量。氮磷配施作物产量显著高于单施氮肥和有机肥,各处理不同施氮水平作物产量差异不显著。苗期各剖面土壤硝态氮含量随着施氮量的增加而增大。拔节期随着土层深度的增加硝态氮含量先增加(0~60 cm)后降低(60~80 cm)。抽穗灌浆期单施氮肥,总体上随着施氮量的增加硝态氮含量升高,且各剖面的硝态氮含量高于其他2个处理。收获期土壤中各剖面硝态氮含量呈现单施氮肥>氮磷配施>配施有机肥的趋势。土壤中各剖面的硝态氮含量总体上苗期>拔节期>抽穗灌浆期>收获期,随着谷子生育期需氮量和降雨量的变化而逐渐减少。     

不同地力条件下不同养分水平对超级稻产量及养分利用率的影响

在不同土壤养分条件下,对氮、磷、钾三大营养元素设置不同水平施用量,研究地力条件和养分水平对超级稻产量和养分利用率的影响。结果表明:随着施氮量的增加,产量呈现先升后降的趋势,平均以施180 kg/hm2产量最高。土壤氮素背景值与空白区产量呈正相关关系,R=0.8930,也就是说土壤氮含量高,不施氮肥水稻也能高产。氮素利用率与施氮水平呈极显著的负相关关系,与土壤背景氮呈单峰曲线关系。氮素收获指数随施氮水平的提高而下降,土壤氮含量对其并无影响。在土壤严重缺磷和钾素情况下,施磷钾有显著的增产效果,产量和施肥量有正相关关系,R分别为0.9841和0.9408,随着土壤磷素和钾素量的上升,施肥增产效果逐渐下降,在土壤含磷>10 mg/kg状态下甚至出现施磷减产的现象。磷钾肥农学利用率和表观利用率与其施用量呈极显著负相关,磷肥R分别为-0.9611和-0.9049,钾肥R分别为-0.9534和-0.9472,生理利用率受土壤背景值影响,与施用量的关系表观较复杂。磷肥农学利用率、表观利用率均与土壤背景磷含量呈单峰曲线关系,以土壤磷含量在少量缺乏的情况下,磷肥利用率最高。钾肥农学利用率与土壤含钾量的关系和磷肥相似,但其表观利用...     

分层供水施磷对冬小麦产量和氮、磷、钾养分吸收及其在不同器官分配的影响

研究分层供水条件下施磷对冬小麦产量和氮、 磷、 钾养分吸收及其在不同器官分配的影响, 为指导旱地施磷提供一定理论和实践依据。以土垫旱耕人为土为供试土壤, 进行土柱模拟试验, 研究分层供水施磷对冬小麦产量和氮、 磷、 钾养分吸收及其在不同器官分配的影响。试验设不施磷和施磷于0~30 cm和 30~60 cm土层 3种处理, 每个施磷水平下设整体湿润和上干下湿 （0~30 cm土层干旱胁迫, 30~60 cm土层湿润） 2种水分处理。不同土层水磷处理显著影响冬小麦产量和磷、 氮、 钾养分吸收及其在不同器官分配。结果表明, 与整体湿润处理相比, 上干下湿水分处理下冬小麦产量和籽粒氮、 磷、 钾累积量及分配率均显著增加(P＜0.05), 其他营养器官养分累积量及分配率则差异不显著。磷肥施用深度对冬小麦产量和不同器官氮、 磷、 钾养分累积量和分配率的影响与不同土层的土壤水分状况有关。整体湿润条件下, 与磷肥表施处理相比, 磷肥深施处理产量显著降低(P＜0.05), 减产 7.49%, 上干下湿水分条件下, 则相反, 增产 11.2%(P＜0.05); 整体湿润条件下, 与磷肥表施处理处理相比, 磷肥深施处理显著降低叶片+茎鞘氮、 磷、 钾累积量(P＜0.05), 对分配率的影响差异均不显著, 上干下湿水分处理下, 与磷肥表施处理相比, 磷肥深施处理籽粒氮、 磷、 钾累积量及分配率均显著增加(P＜0.05)。本模拟试验结果表明, 土壤水分供应不足时, 磷肥深施提高冬小麦籽粒氮、 磷、 钾养分累积量及分配率, 促进光合产物向穗部转移,从而有利于形成高产。     

北京松山自然保护区天然油松林土壤养分与坡位关系的研究

为了阐明坡位对天然油松林地土壤养分状况的影响,并为华北地区天然油松林地的抚育管理提供科学依据,以北京市松山自然保护区内的健康天然油松林地的土壤为研究对象,对样地内上、中、下3个坡位的土壤主要养分含量进行分析测定,探讨林地内土壤主要养分含量与坡位的关系。结果表明：（1）土壤养分主要在下坡位汇集,各坡位油松林土壤全氮含量和速效钾含量：上坡位>中坡位,而有效磷含量为：中坡位>上坡位。（2）各养分元素主要集中于土壤表层,基本随土层深度的加深而降低;土壤全氮和有效磷含量分别在下坡位和中坡位出现了随土层深度加深而先降低后升高的趋势;（3）土壤速效钾含量在0~20 cm土层深度表现为中坡位出现最低值,而在20~60 cm土层深度表现为中坡位出现最高值。     

转抗旱基因棉对土壤酶活性及速效养分含量的影响

旨在探究不同生育期内种植转抗旱基因棉及其常规棉对土壤酶活性及速效养分含量的影响。应用化学分析法和溶剂浸提法对2种棉花的土壤酶活性和速效养分含量进行比较分析。结果表明,在苗期,转抗旱基因棉土壤速效磷含量显著低于其常规棉,而土壤铵态氮、硝态氮含量和脲酶活性则显著高于其常规棉,其余4个生育期它们的含量与活性均无显著差异,土壤碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性5个生育期差异均不显著。对土壤酶活性和土壤速效养分含量的相关性分析表明,土壤铵态氮含量与土壤脲酶活性呈显著正相关,而与土壤碱性磷酸酶活性呈显著负相关;土壤速效磷与土壤全氮呈极显著负相关;土壤硝态氮含量与土壤碱性磷酸酶活性呈显著负相关,与土壤铵态氮含量显著正相关。综上,转抗旱基因棉花的种植几乎并不影响土壤速效养分含量及土壤酶活性,但随着生育期的不同其土壤速效养分含量及土壤酶活性也不同。     

不同水分、施氮量对土壤中硝态氮含量分布的影响

通过田间试验,研究了不同氮肥用量和灌水量情况下土壤中硝态氮的动态分布。结果表明,土壤剖面的硝态氮含量随着施氮量的增加而增加,在同一施氮量水平下,随着土壤深度的增加,土壤中硝态氮含量递减。在冬小麦的整个生育期中,拔节期的追肥灌水有助于硝态氮向土壤深处移动,甚至有可能淋洗出根层,对地下水产生影响。     

不同土壤肥力条件下的滴灌冬小麦水肥运筹试验研究

旨在探索滴灌冬小麦最佳水肥运筹模式,为滴灌条件下冬小麦优质高产的水肥高效管理提供科学依据。本研究选择两块不同土壤基础肥力的田块,进行冬小麦不同生育阶段的水氮组合处理对比试验研究,通过对冬小麦干物质积累、品质等指标的测定,分析不同土壤肥力条件、不同水氮运筹方案对滴灌冬小麦产量及品质的影响。结果表明：土壤基础肥力对滴灌小麦干物质积累影响显著,增施基肥能提高冬小麦光合产物从而提高冬小麦产量。土壤基础肥力提高对滴灌冬小麦籽粒容重、蛋白质含量、维生素B1、氨基酸含量和吸水率具有负效应。推荐高肥力田滴灌冬小麦水肥运筹方式为W2N2,即灌浆期水分调控和氮肥后移的组合方式;低肥力田滴灌冬小麦水肥运筹方式为W1N3即返青-拔节期水肥调控的组合方式为宜。     

京郊地区小麦、玉米两茬间氮、磷、钾肥的合理施用

在京郊不同土壤肥力条件下,进行小麦、玉米两茬间氮、磷、钾肥合理施用的研究.三年多点试验结果表明,全年氮素投入0.036～0.048kg/m~2,以小麦、玉米各半或玉米居多为宜.冬小麦施氮在下茬玉米上无明显后效.冬小麦适宜施氮量为0.024kg/m~2,夏玉米适宜施氮量0.030kg/m~2,冬小麦和夏玉米施磷肥不仅对当季有增产作用,而且对下茬作物也有明显的后效.冬小麦施P_2O_5 0.015kg/m~2、夏玉米0.007kg/m~2为宜.夏玉米比冬小麦对钾肥高度敏感,土壤速效钾含量在90×10~6以下,冬小麦施钾有一定增产效果,而夏玉米施钾肥显著增产.     

氮磷钾肥优化配施对冬小麦产量与养分吸收利用的影响

为探究氮磷钾肥优化配施对冬小麦产量、养分吸收和积累以及利用特性的关系,推动高产高效施肥,于2017—2018年在河南省的鹤壁市和焦作市同步开展冬小麦田间试验,分析不施肥(CK)、磷钾肥配施(CF-N)、氮钾肥配施(CF-P)、氮磷肥配施(CF-K)、氮磷钾肥优化配施(CF)、控释尿素与普通尿素1:1配施(CRU)和农民习惯施肥(FP)对冬小麦产量、地上部养分积累和吸收利用效率的影响。结果表明,CF能显著提高冬小麦产量,其两地产量平均值分别较CK和FP提高30.27%和6.50%;与FP相比,焦作市CF的氮、磷、钾素积累量分别提高20.69%、1.03%和23.16%,鹤壁市则分别提高9.99%、3.27%和13.88%;两地CF氮、磷、钾肥利用率较CRU分别平均提高9.57、7.17和9.83个百分点,农学效率分别平均提高0.85、2.20和2.25个百分点。综上,采用氮、磷、钾肥用量分别为240、105、90 kg/hm²,并按照基肥与拔节肥1:1配施的CF处理可显著提高冬小麦产量及养分吸收利用效率。     

基于养分平衡和土壤测试的冬小麦氮素优化管理方法研究

以养分平衡和土壤测试为基础,把氮素供应与作物氮肥特性结合起来,通过田间试验研究冬小麦分期优化供氮量。结果表明：冬小麦播种前0~30cm土壤Nmin大于30 kg/hm2时,不施基肥（氮）,足以满足冬小麦从播种到返青期对氮素的需求;返青期保证供氮量90 kg/hm2 (0~60 cm土壤Nmin+肥料氮),可以满足冬小麦从返青期到拔节期对氮素的需求;拔节期保证供氮量100 kg/hm2 (0~90 cm土壤Nmin+肥料氮),可以满足冬小麦从拔节期到收获期对氮素的需求,最终达到目标产量。上述返青期90 kg/     

沼液替代化肥对冬小麦产量的影响

在等施氮量条件下,设置了不同沼液替代化肥比例,分别为沼液替代化肥氮0%（B₁,即全部施用化肥）、50%（B₂）、75%（B₃）和100%（B₄,即全部施用沼液）,其中化学复合肥料分别选用C₁（N:P₂O₅:K₂O=20:20:6）和C₂（N:P₂O₅:K₂O=17:17:17）,研究冬小麦形态指标、干物质累积量以及产量等对其的响应。结果显示,不同沼液替代比例下,冬小麦秸秆生物量和地上部总生物量均表现为B₂>B₁>B₃>B₄,与B₁、B₂和B₃处理相比,B₄处理并不利于冬小麦地上部干物质的累积。与C₁处理相比,C₂处理的收获指数显著增加。主效应分析显示,沼液替代化肥的比例和化学复合肥料的种类对冬小麦相关形态指标建成、产量及其构成因素均无显著影响,在维持现有产量水平的情况下,配施沼液可节省大量氮磷钾化肥,提高经济效益,具有推广应用价值。     

基于GreenSeeker的冬小麦NDVI分析与产量估算

以2007-2009年连续2个冬小麦生长季的田间试验数据为基础,利用GreenSeeker获取冠层归一化差值植被指数(NDVI),分别对不同氮营养条件下冬小麦的产量变化、冠层NDVI值随施氮量和生育期的动态变化,以及NDVI与产量的相关性定量分析,建立基于NDVI的冬小麦产量估算模型。结果表明,冬小麦的产量变化随施氮量的增加呈抛物线趋势变化;冠层NDVI在返青期前随施氮量增加基本不变,返青期至灌浆初期随施氮量增加呈显著增加趋势;整个生育期冠层NDVI呈现“低–高–低”变化趋势。冬小麦整个生育期不同施氮水平下的NDVI值与产量的相关性均为正相关关系,且相关性随生育期逐渐增强,在灌浆末期达到最大。利用NDVI建立的冬小麦产量估算模型,以灌浆初期(P=0.005)和灌浆末期(P<0.001)的模型达到极显著水平。经验证,灌浆初期的冬小麦产量预测值与实测值的回归关系达到了显著水平(P=0.0129),灌浆末期则达到极显著水平(P=0.0002)。因此,利用灌浆初期和灌浆末期的NDVI值可以预测冬小麦产量,尤以灌浆末期预测效果更佳。     

麦季氮肥运筹对冬小麦–夏玉米种植体系物质生产及氮肥利用的影响

2009-2011年在山东临沂冬小麦-夏玉米生产田,探讨了麦季施氮水平和施氮时期对两季作物干物质积累与分配、籽粒产量、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力的影响。施氮量设4个处理,分别是0 (N0)、168.75 (N1)、225 (N2)和281.25 kg hm^-2 (N3);氮肥追施时期设2个处理,分别为拔节期(S1)和拔节期+开花期(S2)。在S1条件下,冬小麦和夏玉米的籽粒干物质积累量及夏玉米和周年生物产量均表现为N3>N2>N1,冬小麦和夏玉米的籽粒产量N2和N3处理间无显著差异;氮肥农学利用率和氮肥偏生产力在麦季随施氮量增加显著降低,而在玉米季则逐渐升高,但玉米季氮肥偏生产力N3与N2处理间无显著差异。S2条件下麦季施氮量由N2处理增加25% (N3),冬小麦和夏玉米籽粒干物质积累量、生物产量和籽粒产量无显著变化,氮肥农学利用率和氮肥偏生产力在麦季显著降低、在玉米季无显著变化。与S1相比,S2有利于提高N1和N2条件下冬小麦籽粒与营养器官的干物质积累量、生物产量、籽粒产量和氮肥农学利用率及氮肥偏生产力,但对N3条件下的这些指标无显著影响;而在玉米季,3个施氮量水平下夏玉米的各项指标均显著升高。综合周年生物产量、籽粒产量和氮肥农学利用率及氮肥偏生产力结果,麦季总施氮量225 kg hm^-2及拔节期+开花期追氮是本试验条件和种植模式下的最佳麦季氮肥运筹模式。     

新疆喀什市冬小麦生育期气候因子变化特征及其影响分析

为研究喀什冬小麦区气候对小麦生长的影响以及为农作物生产提供气象服务。利用1981—2014 年喀什市冬小麦生育期气温、降水量、日照时数等资料,采用气候学统计方法,研究了喀什市主要气候因子变化特征及其对冬小麦发育期的影响。结果表明,喀什市冬小麦生育期平均气温年际变化呈上升趋势;降水量除了越冬后前2 个月（3—4 月）呈线性减少趋势外,其余时期呈明显的增加趋势;有效积温、日照时数均呈增加趋势;近34 年冬小麦各发育期均表现出不同程度的提前趋势,尤其是起身期、拔节期的提前趋势较明显,但是越冬开始期呈延迟趋势。气温、有效积温、日照时数与冬小麦各发育期呈负相关。总之,气温升高、有效积温、日照时数增加是喀什冬小麦生育期提前的主要原因,喀什地区气候变暖对冬小麦生育期的影响较为显著。     

气候变化背景下山东省冬小麦发育期的变化特征

为了揭示气候变化背景下冬小麦发育期的变化特征,以1981—2000年和2001—2011年2个时段山东省冬小麦发育期数据和气象站点数据为基础,通过研究2个时段的发育期变化和气候变化,绘制了2个时段山东省冬小麦发育期等值线图和气候资源差值的空间变化图,探讨气候变化对山东省冬小麦发育期的影响。结果表明,2001—2011年冬小麦发育期内日照时数明显减少,平均减少63.5 h,积温平均增多120.3℃,降水量平均减少9.2 mm。山东省冬小麦的播种期平均推迟3.3天,返青期、拔节期、抽穗扬花期和成熟期均有不同程度的提前。冬小麦的发育期除播种期外都与积温呈负相关,播种期与冬前积温和前茬作物的收获期关系密切。