立体种植的理论基础

在多年调查和试验的基础上,应用生态学的观点阐述了立体种植的概念和群体组合原则以及空间结构配置理论依据.根据群落内部受光规律,设计垂直结构;运用群体边际效应规律确定水平结构的幅宽;按照种植计划、植物特性、土壤肥力和农机作业幅宽配置带宽.总结出时间结构的安排,并列举典型模式加以验证.     

春小麦三种种植方式的群体结构分析

在考虑作物群体内光能分布和单叶同化强度的影响,计算群体光合量的方法中,群体结构是最重要的因素,是基础。本试验采用罗斯(Pocc)方法测定了撒播、等行距条播、宽窄行条播,三种不同种植方式春小麦的群体结构。结果表明:叶面积按倾角分布的规律受种植方式的影响不大。对星红五号春小麦品种,倾角为30°—90°的叶片面积占总叶面积的80％以上;从株顶往下,直立叶减少,平伸叶增加。三种不同种植方式小麦群体,叶面积按方位的分布都表现出不均匀,其中以宽窄行条播群体不均匀性最明显,等行距条播群体次之,撒播群体最不显著。叶面积在各方位上分布的情况是:均以偏南方位较多;朝向行间,尤其以朝向宽行间的较多(仅在本试验行向下)。这种规律可解释为:由于太阳视轨道和种植方式不同,形成群体内太阳辐射能各向不均一,以及作物具有向光性所致。     

行距和行向对不同密度玉米群体田间小气候和产量的影响

"浚单20"是目前我国种植面积较大的紧凑性高产玉米品种。为充分发挥该品种在安徽种植区域的高产潜力, 开展了种植密度、行距和行向三者相配置的田间试验, 在60 000株·hm^-2和67 500株·hm^-2两种种植密度下, 研究了不同行距和行向对"浚单20"的田间小气候和玉米产量的影响。结果表明: 随着行距增大, 玉米群体内部的日均风速和日均光照强度逐渐增大, 累计积温和日均相对湿度则呈下降趋势。在同一种植密度和行距条件下, 东西行向种植比南北行向种植的玉米群体日均风速较大、日均光照强度较高、累计积温较低和日均相对湿度较小, 且产量高。同一种植行向, 不同种植密度和行距配置条件下, 玉米产量差异达显著水平(P<0.05)。其中种植密度为60 000株·hm^-2, 东西行向种植, 行距为50 cm时, 玉米群体结构较为合理, 所形成的田间小气候较有利于"浚单20"的生长发育, 籽粒产量达到10 582.5 kg·hm^-2。通过研究阐明了行距、行向和密度三者不同配置所形成的田间小气候与玉米产量形成的关系, 为提高"浚单20"在安徽省的种植水平提供指导。     

密度与氮肥配合对垄沟覆膜栽培冬小麦干物质累积及产量的影响

为协调冬小麦个-群体间关系,建立适宜的群体结构,充分发挥旱作条件下垄沟栽培优势,以小偃22为材料,采用二元二次旋转组合设计,通过2年田间试验研究了垄沟覆膜、垄下集中施肥模式下种植密度与施氮量对冬小麦个-群体间干物质累积及产量的影响。结果表明,个体干物质累积量随种植密度的增加呈降低趋势。2008～2009年群体干物质累积量随种植密度的增加而减小;2009～2010年群体干物质累积量随种植密度的增加而增加。花期单茎干物质累积量不受施氮量的影响;而成熟期个体干物质累积量随施氮量的增加而增加。冬小麦群体干物质累积量均随施氮量的增加而增加。冬小麦能够通过分蘖调节自身的群体结构,不能盲目的通过增加播种量增加小麦群体密度;适量的增施氮肥有利于个体与群体发育。本试验条件下,冬小麦品种小偃22在中等密度（112 kg/hm2）与较高施氮量（N 201～214 kg/hm2）配置时,个群体关系比较协调,个体发育健壮,群体干物质累积量和产量较高。     

基于功能结构模型的鲜切百合群体光截获模拟

针对鲜切百合株型设计和优化栽培手段不足的问题,通过田间试验和系统模拟对单株百合生长发育过程形态变化进行仿真模拟,构建百合功能结构模型,并利用叶倾角、叶序、出芽方向、出苗时间等关键生育参数在合理范围内的随机发生,实现对鲜切百合群体生长动态的三维重建。通过设置不同种植时间（4月10、20、30日和5月10、20、30日）、种植密度（66.7、33.3、22.2、16.7、13.3、11.1株·m-2）和不同株型（叶倾角分别为20°、30°、40°、50°、60°、70°和80°）的模拟情景,利用三维建模平台GroIMP中的辐射模型对百合群体累积光截获进行定量分析。结果表明,4月20日种植有助于百合群体获得最大累积光截获,叶倾角为20°的百合群体能够获得最大累积光截获。百合功能结构模型能够优化栽培管理、设计优势株型,为鲜切百合种质资源评价和株型基因改良提供理论依据和技术支撑。     

消落带植物群落水深梯度配置技术

为充分发挥消落带水生植物的生态服务功能,对消落带水生植物种植技术进行了研究,提出消落带植物群落水深梯度配置技术,即按照消落带水位周期性变化规律,依照水生植物的水深适应性种植水生植物,并使其生长节律超前于水位变化的时间。种植前,掌握水位变化规律,测定水质、栽植底质厚度;依据水生植物的水深适应性,选择合适的水生植物;按照水生植物的生长特性,在春季枯水期进行种植,使植物在丰水期到来之前达到旺盛生长期。     

邯郸峰峰矿区大社镇植被配置调查及建议

实地调查了邯郸峰峰矿区大社镇的植被种类、习性、科属等,分析大社镇植被组成及配置,指出其存在的问题(植被种类不丰富、植被季相变化单调、植被配置营造手法单一),提出有针对性的植被配置优化建议,推荐引入一些优良乡土树种:增加灌木类乡土植被应用,优化植被结构;选择季相分明的植被;增加优良乡土树种的种植密度。     

锥盘式颗粒肥撒施机构抛撒性能分析与试验

为了提高颗粒肥撒施的均匀性和一致性,该文设计了一种锥盘式撒肥机构,通过对锥盘式撒肥机构工作性能的分析,建立了肥料颗粒的受力方程。通过撒肥试验,研究喂入区大小、甩盘转速、甩肥高度对撒肥区域内肥料分布规律的影响。试验结果表明：喂入区大小对肥料颗粒的横向幅宽分布影响较大,对纵向分布影响较小,施肥作业中合理的喂入角为75°;随着甩盘转速的增加,有效施肥区域的横向幅宽和纵向距离均逐渐增大,而且施肥的均匀性和一致性也不断提高,合理转速为600 r/min;施肥高度对施肥幅宽分布和一致性没有显著影响。研究结果可为颗粒肥撒施机的设计提供参考。     

石羊河流域水资源保护与可持续利用对策

根据石羊河流域水资源开发利用现状,分析了水资源缺乏的原因及造成的危害,提出了加强对水资源的统一管理;实行水资源优化配置;积极争取外流域调水;优化农业种植和资源配置结构等水资源保护和可持续利用的对策。     

水稻群体分蘖动态模型构建与应用

为定量分析水稻群体茎蘖数量动态变化过程及分蘖动态特征,该研究使用双Logistic模型分别描述分蘖发生与死亡过程,建立水稻群体分蘖动态模型;根据水稻分蘖过程的时序特征定义描述分蘖过程的特征指标,并推导出分蘖特征指标的计算式;基于不同基因型品种、种植方式、种植时期、种植密度下水稻分蘖动态数据集检验模型优度和适应性;并应用分蘖动态模型和指标探索分蘖动态对种植密度的响应规律。结果表明,所建模型对不同基因型水稻品种在不同种植方式、种植时期和种植密度下的分蘖动态数据拟合优度较好,标准均方根误差S_RMSE服从均值小于5%的Gamma分布,并且99%的S_RMSE小于10%。基于所建模型计算的分蘖特征指标（包括模型参数）对种植密度有很好的响应;留一法检验表明模型的预测性较好,观测值与模拟值的R²=0.96。所建模型能够精确描述水稻茎蘖数量演变过程,具有很好的拟合优度、适应性和可解释性,可用于分析基因、环境、农艺措施对分蘖动态的影响,分蘖特征指标可望成为分析基因与环境互作的重要表型参数,对指导水稻精准栽培有重要理论价值和实际意义。     

玉米株型和幅宽对套作大豆产量的影响

为了提高玉米-大豆带状复合种植模式下大豆的产量,应用田间试验和统计分析方法,开展不同玉米株型和幅宽对大豆产量的研究,设计玉米株型和幅宽为因素的随机裂区试验,株型为主因素,有紧凑型、半紧凑型、平展型3个处理水平,开厢中,玉米与大豆间幅宽为副因素,有3个处理水平分别为1 m×1 m、1.15 m×0.85 m、1.55 m×0.45 m,比较各处理组合下大豆产量,分析其产值效益。结果表明,玉米品种优选登海11号,玉米与大豆间的播幅调整到1.15 m×0.85 m时,玉米和套作大豆综合产值效益最高。     

2000-2020年玛纳斯河流域的作物种植结构与需水满足度

变化环境条件下干旱绿洲水土资源的高效利用一直广受关注。玛纳斯河流域分布着新疆最大、最典型的绿洲农耕区,其水土资源高效利用无疑应基于对种植结构和需水满足度（供水量/需水量）时空演变规律的了解。基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）平台并通过区域调查和调研,该研究利用面向对象的随机森林分类,建立流域地物遥感识别模型,分析当地2000-2020年种植结构的变化过程,探讨种植结构变化与膜下滴灌棉花水分供应状况和需水满足度间的关系。结果表明：基于GEE平台,融合简单非迭代聚类图像分割算法和随机森林分类算法可快速、准确识别流域地物,总体精度约90%;近20年,流域种植作物始终以棉花为主,占耕地总面积的80%以上,受益于膜下滴灌技术的节水、抑盐等功效,中、下游盐碱荒地不断被开垦为棉田,致使其面积以每年约101 km2的速度增长,但棉田面积增长与灌溉水资源供给的矛盾日益突出,棉花需水满足度显著下降,尤其是水资源相对匮乏的下游灌区及需水旺盛的夏灌期,2020年流域下游棉花夏灌期需水满足度已降至约46%,种植结构的调整和优化已势在必行。研究可为玛纳斯河流域水资源配置及农业种植结构优化提供科学依据。     

生态农业景观与生物多样性保护及生态服务维持*

现代集约化的农业生产极大地改变农业景观生物多样性状况及生态系统服务功能,进而影响到农业可持续发展。大量研究显示,农业生态系统中物种多样性维持、害虫控制、传花授粉等生态系统服务功能受到景观结构的影响,仅仅改变集约化的生产方式,并不足以促进生物多样性的恢复及生态系统服务的维持,尚需考虑景观结构的调整和管理。从不同尺度上优化景观要素的空间配置和景观管理方式、建设生态农业景观成为促进农业景观生态系统服务功能维持、保护生物多样性和农业可持续发展的重要措施,具体包括:1)在区域和景观尺度上合理规划和配置种植区域和非种植区域以确保生态安全与稳定性;2)在地块间尺度保护、建设和管理甲虫带、野花带等生态设施,为农业生产提供必要生态系统服务;3)在地块内尺度通过多样化的种植和优化管理措施以获取农业生产和自然保护之间的平衡;4)整合景观规划设计与生态循环工程以促进农业景观资源的高效利用。     

冬小麦不同行距下水分特征与产量构成的初步研究

山东省是典型的冬小麦—夏玉米一年两熟制地区,土壤干旱与湿润交替变化,是旱地农业与灌溉农业中作物经常面临的田间环境,由于降雨时空分配极不均匀,干、湿季节十分明显,常引起季节性干旱,尤其是冬小麦生长期间,缺水现象比较普遍。植物在极端环境下对水分胁迫的生理反应和适应机制等水分生理生态方面研究已有报道[1~6]。本研究通过调整冬小麦行距改变局部生境,对叶片水势、渗透势、相对含水量、土壤蒸发和产量等相关指标分析,探讨不同行距分布对水分与产量等相关指标的影响,为进一步优化配置种群结构、提高冬小麦群体对水分及其他环境资源的利用效率、确定黄淮海生态区域节水高效型的冬小麦种植结构和适合区域特点的节水高效种植模式     

增密减氮提高夏玉米产量和氮素利用效率

  【目的】  适宜密植是获得高产的关键栽培因子，氮肥高效施用是农业绿色可持续发展的重要环节。探讨不同密度和施氮量组合对夏玉米产量及氮素吸收利用的影响，以期为夏玉米的高产高效栽培提供理论与技术支撑。  【方法】  本研究以‘江玉877’为供试品种，在江苏省宿迁市、盐城市和扬州市3个试验点进行试验，设置60000株/hm2 (D1)、82500株/hm2 (D2) 2个种植密度及不施氮 (N0)、常规肥N 300 kg/hm2 (N1)、常规肥N 225 kg/hm2 (N2)、缓释肥一次性基施N 225 kg/hm2 (N3) 4个施氮方式。研究夏玉米产量、干物质及氮素积累与分配、氮素利用率对不同密度和施氮方式组合的响应。  【结果】  不同种植密度条件下，4个施氮方式对夏玉米产量及氮素吸收利用具有显著影响。相同施氮量下，2个种植密度单株籽粒产量表现为D2 < D1，但群体产量表现为D2 > D1。D1种植密度下，N1和N3的平均群体产量比N2分别提高11.3%和10.9%，D2种植密度下比N2分别提高7.4%和9.0%，且相同密度条件下N1和N3的群体产量差异不显著。宿迁点D2N3的群体产量 (9214 kg/hm2) 在所有处理中最高。群体氮素积累量和转运量D2高于D1。D1种植密度下，N3和N1处理的群体干物质和氮素积累总量差异不显著，均显著高于N2处理；D2种植密度下N3处理的群体干物质积累总量显著高于N1处理，群体氮素积累总量差异不显著。各施氮处理的玉米收益在D2种植密度下均显著高于D1种植密度下，D2N3组合在所有处理中收益最高。  【结论】  综合3个试验点产量与氮素吸收利用的结果，在82500 株/hm2种植密度下结合缓释肥N 225 kg/hm2一次性基施，可协同提高江苏省夏玉米产量和氮素利用率，同时降低生产成本，提高玉米种植收益。     

链条输送式变量施肥抛撒机的设计与试验

针对国内变量施肥机作业幅宽小,变量施肥抛撒机缺乏的问题,该文应用变量施肥技术,设计了一种基于处方图的链条输送式变量施肥抛撒机。通过分析肥料颗粒在撒肥盘上的运动和受力,建立了肥料颗粒在脱离撒肥机圆盘过程中的运动方程,设计并确定了变量抛撒控制系统、肥箱、肥门自动开启装置等关键部件的结构及参数。并进行了不同施肥量和抛撒均匀性的试验,结果表明:链条输送式变量施肥抛撒机变量效果较好,且具有较好的抛撒均匀性,在拖拉机速度1.5m/s,实际施肥量与预置施肥量相对误差最大值为7.53%;拖拉机速度2m/s,目标施肥量225kg/hm2,抛撒幅宽设定30m,有效幅宽抛撒变异系数为14.90%,能够较好的满足实际生产要求。     

白条党参幅宽50 cm白膜覆盖露头栽培密度试验

在陇西县进行了白条党参幅宽50 cm白膜覆盖露头栽培模式密度试验。结果表明,种植株行距为5 cm ×25 cm条件下,白条党参根长26.9 cm,根直径0.83 cm,一等品率41.56%;折合产量最高,为9 370 kg/hm2。可以得出,在陇西自然生态条件下,党参50 cm地膜露头栽培最佳株行距为5 cm × 25 cm。     

提高棉花光能利用的途径

要提高棉花的光能利用率,就是要使棉花的群体结构和单株形态结构彼此协调,通过试验,就此问题提出以下看法: 1.由于光与铃的分布是一致的,所以,要以增铃的方式来提高产量,就要改善群体的透光条件,增加群体的相对光强。这里,我们对棉花提出“二层楼”的群体结构。所谓“二层楼”,就是在大田生产条件下,采用适当的高低两种密度行相间种植,然后,采用高密度早打顶,低密度迟打顶的措施,人为地造     

不同油菜品种适栽期机械化移栽植株形态特征研究

油菜机械化移栽效果取决于移栽机栽植执行器结构和运动参数与移栽苗植株形态特征的耦合度。该文针对当前油菜移栽机械化程度低植株形态特征与栽植机构不匹配的实际问题,选择8个甘蓝型杂交油菜品在播种后28～40 d的适栽期内,应用LA-S系列植物图像分析仪进行了植株形态特征（苗长、苗幅宽、株形锥角、根长和根直径）的系统试验研究,并根据试验结果分析确定了油菜移栽机鸭嘴式栽植器部分结构参数和工作参数的合理设计区间。试验结果表明：不同油菜品种苗长、苗幅宽、株形锥角和根长差异显著;油菜苗播种后28～40 d适载期内植株形态特征服从正态或偏态分布;所构建的播种后28～40 d的适栽期内植株形态特征的生长模型表明,不同油菜品种的植株苗长、苗幅宽、根长和根直径等特征随生长时间增加呈正线性关系,平均相关系数为0.9736;株型锥角呈负线性关系,平均相关系数为0.9818。研究表明,油菜移栽应优选适应机械化移栽的品种,并根据植株发育形态调整油菜苗移栽时间,实现油菜机械化移栽的农机农艺融合。该研究可为油菜移栽机结构设计和优化提供依据。     

麦-棉-辣-米立体组合种植模式及效益探析

试验研究证明,麦-棉-辣-米立体种植模式采用优化田间结构配置及配套技术措施,农田生态位、作物边际效应及病虫生态控制效应显著,与麦棉、麦辣间套及麦米轮作种植模式相比,其产值分别提高34.1％、27.5％和94.0％,纯收入分别增加8188元/hm~2、6090.5元/hm~2和12066元/hm~2。