AquaCrop作物模型在黄土塬区夏玉米生产中的适用性评价

为评价Aqua Crop作物模型在黄土塬区的适用性,基于Hsiao等人推荐的玉米参数对模型参数进行调试及验证。在陕西长武地区模拟2003、2004、2005、2007、2008、2010年玉米生育期内生物量、蒸发蒸腾量的变化过程及收获时产量、地上部生物量,将模拟值与收集到的实测值进行对比、分析。结果表明,这6年模拟产量与实测产量间的校正决定系数(Adj)R2为0.9270,相对误差在-2.479至11.182之间;模拟地上部生物量与实测地上部生物量间的Adj.R2为0.7842,模型对产量的模拟效果优于对生物量的模拟;2005年和2008年模拟蒸散量与实测蒸散量间的Adj.R2分别为0.6229和0.7973。模拟效果较好,对黄土塬区夏玉米水分优化管理模拟有重要意义。     

夏玉米叶面积指数模型适用性及误差分析

为了研究叶面积指数模型的适用性，利用郑州农业气象试验站2009—2013年夏玉米观测资料和气象资料，建立修正的Logistic叶面积指数模型，并通过2014—2017年的数据对模型进行了检验。为了进一步研究模型在不同地区的适用性，分别于2014年、2015年在鹤壁、黄泛区、驻马店、郑州4个站点进行4个品种的分期播种试验，利用4个站点2 a的分期播种数据进行模型验证。结果表明：叶面积指数实测值与模拟值变化趋势基本一致，三叶期、七叶期平均绝对误差为0.01～0.23，平均相对误差为0%～12%，拔节期、抽雄期、抽雄后10d绝对误差为0～1.11，相对误差为0%～62%。模拟值与实测值之间平均绝对误差为0.06～0.32，平均相对误差为4%～18%。总体上，修正的Logistic叶面积指数模型在不同地区不同年份，均表现出一定的适用性，可用于夏玉米正常生长条件下叶面积指数的模拟，为修正的Logistic叶面积指数模型的推广应用提供数据支持。     

基于WOFOST模型的冬小麦产量动态预报方法

为了确定基于WOFOST作物模型的冬小麦产量动态预报方法及产量预报业务应用效果,利用全国冬小麦主产区内174个农业气象站冬小麦生育期、叶面积指数和土壤湿度等观测资料以及15个农业气象试验站冬小麦生物量观测资料,完成 WOFOST冬小麦模型参数本地化和区域化。利用全国冬小麦主产区约1 200个气象观测站起报日前的逐日气象资料及起报日后30 a平均气候值组成的冬小麦全生育期气象数据驱动模型,模拟得到冬小麦地上总生物量和穗干重,站点和县级尺度的冬小麦单产直接采用穗干重来进行产量预报,省级和全国区域冬小麦平均单产根据模拟值2 a间的变化幅度进行产量预报。根据不同空间尺度的历史年预报冬小麦单产与实际产量数据的对比,进行基于WOFOST模型的冬小麦产量预报方法效果检验。结果表明：（1）2014—2019年期间295个农业气象站次冬小麦产量估测平均准确率为81.8%,220个次县冬小麦单产估测平均准确率为84.3%,预报结果具有可用性;（2）12个主产省（市、区）冬小麦单产2003—2019年平均预报准确率为88.2%～96.4%,全国冬小麦单产预报准确率为93.9%～95.9%,总体预报准确率较高,说明基于WOFOST模型的冬小麦产量动态预报方法具有可行性;（3）基于WOFOST模型与统计方法的冬小麦平均单产估产结果准确率略偏低,但预报的时效性和动态性具有更好的优势,能满足作物产量预报业务需求。基于WOFOST模型的不同空间尺度冬小麦单产动态产量估测的准确率验证,说明WOFOST在作物产量预报业务应用具有可行性;利用作物模型进行基于站点尺度的产量预报能够提高作物产量预报时空精细化能力,也能扩展到大尺度区域应用以达到对农业决策和宏观调控的目的。     

夏玉米蒸散优化参数模型及参数敏感性分析

分别采用2种不同的冠层阻力模型和土壤阻力模型,组合成4种Shuttleworth-Wallace(S-W)模型,模拟夏玉米农田灌浆期的逐时蒸散量,以涡度相关法观测蒸散量为实测值检验模型改进的效果,找出最优冠层阻力模型和土壤阻力模型,并分析最优S-W模型对各阻力参数的敏感性。结果表明:李俊改进型有效叶面积指数冠层阻力模型和Sellers土壤阻力模型组合的S-W模型模拟效果最好,S-W模型估算玉米田蒸散的精度显著提高,蒸散发模拟值与实测值的相关系数、一致性指数更接近1,蒸散发模拟的相对误差和均方根误差变小。敏感性分析表明,在计算各个阻力参数模型中,S-W1模型估算蒸散发对冠层阻力最敏感,其次是土壤阻力和有效叶面积指数;采用改进型有效叶面积指数冠层阻力模型和Sellers土壤阻力参数模型组合后,在一定程度上提高了模型精度,提高了计算准确率。     

DSSAT模型对豫西冬小麦保护性耕作效应模拟效果验证

简要介绍了美国乔治亚大学组织开发的DSSATV4.5模型,并利用洛阳市孟津县2005~2006年冬小麦田间试验结果对模型的模拟结果进行验证及其适用性分析。通过对冬小麦叶面积指数、产量和农田土壤水分、水分利用效率的模拟与实测结果的对比分析,认为DSSAT模型的模拟效果较好。分析结果表明:模型对叶面积指数的模拟误差RMSE在0.034~0.076之间;模拟各处理的产量与水分利用效率也与实测值的关系基本一致;对各处理土壤体积含水量的RMSE误差在0.051~0.151之间。研究结果认为DSSAT模型在豫西应用的适宜性较好,可为该地区研究保护性耕作对冬小麦生长及土壤水分的影响提供理论支持。     

基于CROPWAT模型的非充分灌溉研究

为验证FAO的CROPWAT模型在非充分灌溉中的适用性和精确性,将民勤棉花和春小麦非充分灌溉的试验方案及当地气象资料输入模型,分析CROPWAT模型在模拟作物蒸发蒸腾量和非充分灌溉对产量影响的模拟效果。结果显示,棉花各生育期日平均蒸发蒸腾量的模拟值和实测值表现出相同的分布规律,但模拟值整体高于实测值0.15~1 mm;模拟非充分灌溉对棉花和春小麦产量的影响时,模拟值和实测值显示出一致的变化规律,将结果进行统计分析,棉花和春小麦的RMSE、EF、CRM分别为20.62%和10.35%、0.98和0.856、-0.00051和-0.0155,说明CROPWAT模型总体模拟效果较好,但模型的执行值较实测值偏高。模拟结果表明,模型在非充分灌溉的研究中有着较好的适用性,但为了使模拟结果更准确,使用前需根据当地实测资料对Kc、Ky等参数进行校正。     

APSIM-wheat模型在我国干旱半干旱地区的适应性评价——以内蒙古地区为例

利用内蒙古6个代表性站点的春小麦田间试验数据和同期逐日气象数据对APSIM-wheat模型在内蒙古地区的适应性进行研究,确定了10个春小麦品种的作物参数。结果表明:模拟春小麦的播种至出苗、开花和成熟各阶段天数与实测天数有较好的一致性,其均方根误差(RMSE)分别为0~1.7d,0.8~4.1d和1.0~2.8d;模拟的10个春小麦品种中,地上部分生物量模拟与实测的归一化均方根误差(NRMSE)为12%~24%,10个品种产量的模拟与实测的归一化均方根误差为2%~26%,作物生育期、地上部分生物量和产量的检验结果均在可接受的范围内。说明APSIM模型对内蒙古地区春小麦生育期、地上部分生物量和产量具有较好的模拟结果,验证后的APSIM模型在内蒙古地区有较好的适应性。以上结果为今后在内蒙古等干旱半干旱地区深入开展气候变化对作物生产的影响和适应研究奠定了良好的基础。     

基于AquaCrop模型的夏玉米生长模拟及灌溉制度优化

为评价AquaCrop模型在关中地区的适用性并寻求最佳的灌溉制度，对夏玉米在不同灌溉与施氮水平下的生长进行模拟和验证，并利用校验后的模型研究了3种不同降雨年型以及11种灌溉模式下夏玉米产量和水分利用效率的变化特征。结果表明：AquaCrop模型可以较好地模拟关中地区不同灌溉与施氮水平下夏玉米产量和生物量，模型模拟的产量与实测值之间的决定系数（R²）、均方根误差（RMSE）、标准均方根误差（NRMSE）、符合度指数（d）和纳什效率系数（E_NS）分别为0.919、0.249 t·hm^-2、4.112、0.977和0.915；对于地上部生物量，模拟值与实测值的R²、RMSE、NRMSE、d和E_NS分别为0.860、0.977 t·hm^-2、6.407、0.933和0.694。利用校验后的模型分析了试验区内3种不同降水年型条件下11种灌溉模式的夏玉米产量和水分利用效率的变化特征，依据模拟结果及夏玉米生理需水规律，同时为了实现高产和高水分利用效率，得出不同年型的优化灌溉制度为：若能保证出苗整齐，湿润年可不灌水，此时也能获得较高产量和水分利用效率；平水年推荐在拔节期灌水60 mm，能节约50%水资源，亦能保证稳产；干旱年推荐在拔节期和抽雄期各灌水60 mm，可获得高产和高水分利用效率。     

紫花苜蓿株高和叶面积指数变化动态及模拟模型

苜蓿的株高和叶面积是反映其产量高低的特征量。为推进虚拟草业的牧草模型技术发展,文中在田间试验的基础上,分别以播后天数和有效积温为自变量,通过对苜蓿的株高和叶片的生长数据进行定量分析,采用logistic函数对二者的变化动态进行建模,并对模型的稳定性和适应性进行了全面的验证。结果表明:模型的模拟值与实测值误差小,能够较好的反映常规栽培条件下苜蓿株高和叶片的生长发育状况。     

典型作物Logistic模型生长参数空间分布及其地区水热相关性

为明确作物生长模型——Logistic模型参数的空间变异特征,本文以冬小麦、夏玉米、水稻和新疆棉花作为典型作物,以作物株高、叶面积指数和干物质积累量作为生长指标,研究各生长指标的全相对化Logistic模型参数的空间分布情况,进一步分析该模型参数与地区多年平均降雨量、多年平均活动积温的相关关系。结果表明,4种典型作物全相对化Logistic模型参数变异系数均大于0.20,属于强变异性,空间分布具有明显的地带性,主要表现为：冬小麦的叶面积指数模型参数表现为黄河中下游地区大于新疆地区;夏玉米的叶面积指数模型参数表现为自沿海向内陆先增大、后减小的变化特征;水稻的干物质积累量模型参数表现为自西南向东北先减小、后增加的规律;新疆棉花的株高模型参数表现为西北小、东南大,且新疆中部地区存在极大值。全相对化Logistic模型参数与地区多年平均降雨量和多年平均活动积温间均具有显著或极显著的正相关关系,其相关系数r均介于0.3和0.6之间,即各地区模型参数的大小与该地区降雨量和温度相关。     

葱叶枯病菌 Stemphylium botryosum毒素的分离与除草活性研究

葱叶枯病菌在活体外可以产生致病毒素, 用改良PS 培养基培养所得滤液经TLC 分离获得Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ 5 种组分, 其Rf 值分别为0.31、0.47、0.74、0.80 和0.90, 在乙醇中最大紫外吸收峰分别为240、247、223、236 和258 nm。生物测定结果表明, 组分Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ对马唐的生长有明显的抑制作用, 其中以组分Ⅳ 生物活性最高。粗毒素对禾本科杂草种子萌发抑制效果高于对阔叶杂草, 而对玉米、水稻、油菜等种子萌发影响很小。试验还发现, 毒素对马唐的防效最高, 与百草枯药效相当。毒素对马唐叶绿素a 的含量影响不大, 但对叶绿素b 和叶绿素总含量影响较大。     

华南及菲律宾稻白叶枯病病原菌株致病性比较研究

 用国际鉴别寄主及中国鉴别寄主分别在华南及菲律宾两地,同时多次重复研究、比较、分析两地的稻白叶枯病病原菌株的致病力。用人工剪接法测定明确了中国及菲律宾的病情分级调查记载标准呈显著相关,均能反映华南与菲律宾的病情调查实际结果。对4个菲律宾和5个华南菌群而言,"金南风"及"脱脱普"全感,而"早生爱国3号"和"爪哇14号"则全抗。"黄玉"对华南菌群Ⅰ及Ⅱ抵抗,但对Ⅲ及Ⅳ群与4个菲律宾菌群则全感。"IR8"及"Cas209"对5个华南菌群全感,而"DV85"则全抗。"IR20"及"IR1545-339"抗华南菌群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ,但感染Ⅴ群。"TN1"及"金刚30"等品种全部感染华南及菲律宾菌群。"IR26"抗华南菌群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和菲律宾菌群Ⅰ,但感染华南菌群Ⅴ和菲律宾菌群Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。试验结果指出:华南菌群Ⅲ、Ⅳ的,致病力与菲律宾菌群Ⅰ相仿,而华南菌群Ⅴ则与菲律宾菌群Ⅳ相类似。此外,还研究比较分析了华南菌株与东南亚菲律宾、泰国和印度尼西亚诸国菌株间的致病力的异同情况。     

北方农牧交错带土地利用生态安全评价

土地利用生态安全评价是土地资源可持续利用研究的核心和基础。根据各评价指标对生态环境的影响程度,将其划分为很不安全(Ⅰ)、较不安全(Ⅱ)、临界安全(Ⅲ)、较为安全(Ⅳ)和很安全(Ⅴ)共5个等级。在GIS技术支持下,以北方农牧交错带192个县(旗、县级市)级行政单元作为基本研究对象,采用灰色综合评估方法评价各县土地利用生态安全,得出其综合权系数向量,并使用系统聚类方法将评价结果划归不同生态安全等级。结果表明:(1)1989年和2000年北方农牧交错带各县土地利用生态安全水平都较低,1989年以Ⅰ级为主,2000年以Ⅱ级为主。(2)与1989年相比,2000年各县土地利用生态安全水平普遍有所提高。(3)Ⅲ级区在1989年仅包括4个县,2000年扩大为24个县,并且以大兴安岭山地区和东北冲积平原地区、陕北黄土高原区分布最为集中。(4)1989年没有县达到Ⅳ级,而2000年仅有一个;12年来,没有任何一个县的土地利用生态安全达到Ⅴ级。     

基于WOFOST模型的辽宁省春玉米干旱灾损风险评估

利用锦州农业气象试验站的作物生长发育和土壤实测数据对WOFOST模型水分胁迫模块进行了调参，适用性验证表明，WOFOST模型适用于辽宁省春玉米生长发育和产量的模拟，辽宁省春玉米受干旱的影响可以利用WOFOST模型较敏感地反映出来。利用调参后的WOFOST模型模拟了全生育期及出苗~拔节、拔节~抽雄、抽雄~乳熟和乳熟~成熟各阶段发生轻、中、重旱情景对辽宁省春玉米产量的影响，并根据模拟结果确定了不同干旱风险等级下辽宁省东、中、西部玉米生产的灾损范围。结果表明：不同生育期发生干旱对产量的影响不同，总体上，抽雄~乳熟期发生干旱的影响最大，其次是拔节~抽雄期，而出苗~拔节期和乳熟~成熟期发生干旱对产量的影响较小，全省春玉米在抽雄~乳熟期发生重旱的减产风险达30%~70%；在相同干旱水平下，不同区域受影响程度也不同，在全生育期及各生育阶段发生轻、中、重旱情景下，干旱导致的减产率总体上表现为由东部向西部地区逐渐加重的趋势，在全生育期重旱情景下，辽宁省东部的春玉米减产率为40%~75%，中部为60%~90%，西部达65%~95%。     

草地螟成虫期补充营养与其生殖力的关系

［目的］明确草地螟成虫期营养质量与生殖力之间的关系,为探索草地螟综合治理的新途径提供理论依据。［方法］ 应用实验生物学技术室内研究了草地螟成虫羽化后逐日取食10％蜂蜜水（Ⅰ组）、5％蜂蜜水（Ⅱ组）、羽化后当日取食10％蜂蜜水,而后逐日取食清水（Ⅲ组）和羽化后逐日取食清水（Ⅳ组）4种营养液对成虫寿命和生殖力的影响。［结果］ 成虫期饲喂不同的营养物质对其产卵前期、产卵量与雌蛾平均寿命影响显著,但对雄蛾的平均寿命及卵的孵化率无显著影响。取食试验Ⅰ组的雌蛾其产卵前期（5.71 d）、产卵量（359.14 粒/头）及平均寿命（21.0 d）高于Ⅱ组、Ⅲ组及Ⅳ组的;取食试验Ⅰ组、Ⅱ组的雌蛾,其产卵历期分别为10.57、8.0 d,两处理间差异不显著;取食试验Ⅲ组、Ⅳ组的雌蛾,其产卵历期分别为4.0、3.14 d,两处理间虽无显著差异,却显著短于取食Ⅰ组、Ⅱ组的产卵历期。［结论］ 草地螟雌成虫期营养质量是影响草地螟种群变动的重要因素。     

玉米小斑病菌C小种毒素的分离、纯化及其植物病理反应

 魏建昆等证实在中国存在玉米小斑病C小种^[1]。本文通过凝胶柱层析(Sephadex G-25)和硅胶层析(Silica gel)将C毒素(HMC-toxin)分为四种亚毒素,毒素Ⅰ和毒素Ⅲ(占全部毒素管数的75%)主要侵染T、C、S、N四种同核异质玉米中的C胞质叶片,使之产生严重萎蔫,为专化性毒素,但少数管号内的毒素对T、S有轻微的伤害,而且毒素Ⅰ内少量对N也有影响,毒素Ⅱ(占10%)只轻微地侵染N细胞质,毒素Ⅳ(占15%)除了对S无影响外,对T、C、N三种细胞质均有一定的危害。由此可见,C毒素是一具有生物活性的混合体,其中以侵染C胞质的毒素为优势毒素,同时存在少量对T、S、N三种细胞质毒力较弱的毒素。对T、C、S、N四种同核体(Homocaryons)玉米人工接种C小种所出现的叶片抗性反应,从本实验获得了一定的解释。     

石羊河流域制种玉米咸淡水轮灌模式 的SWAP模型模拟

为了探究石羊河流域制种玉米的咸淡水轮灌模式，利用2014年田间试验观测资料对SWAP模型进行了参数率定和验证，模拟了不同咸淡水轮灌模式下的土壤水盐平衡，并筛选出了较优的咸淡水轮灌模式，预测了较长时期土壤盐分动态变化及制种玉米产量。结果表明：SWAP模型率定与验证过程中，土壤含水量的均方误差(RMSE)值在0.05 cm³·cm^-3以下，平均相对误差（MRE)值在15%以下；土壤含盐量的RMSE值在4.2 mg·cm^-3以下，MRE值在25%以下；制种玉米产量的RMSE值在380 kg·hm^-2以内，MRE值在10%以下，率定和验证后的SWAP模型可用于研究区咸水与淡水灌溉的模拟与预测。3.0 g·L^-1微咸水条件下采用2次淡水、1次咸水和1次淡水、2次咸水的轮灌方式以及6.0 g·L^-1咸水条件下采用2次淡水、1次咸水的轮灌方式为研究区制种玉米的较优轮灌模式，这3种较优咸淡水轮灌模式下的土壤盐分累积量较少，并且能够提高制种玉米的产量。3种较优轮灌模式模拟预测结果显示，在模拟期内土壤含盐量增幅不大，能够达到平稳，不会造成土壤盐渍化，制种玉米减产幅度较小，制种玉米产量能够保持平稳。     

Maize–soybean intercropping effect on yield productivity,weed control and diversity in northern Ghana

The cereal–legume cropping system is a common practice across the tropical world. However, there are limited quantitative data on the effect of cereal–legume intercropping on weed species diversity. A study was conducted in the Guinea savanna zone of Ghana to evaluate the effect of maize–soybean intercropping on yield productivity and weed species control. The treatments used include three maize maturity types (extra‐early: Abontem, early: Sammaz 27 and medium: Obatanpa) intercropped with soybean at three intraspacing (10, 20 and 30 cm), and their sole crop treatments were laid in a randomized complete block design with three replications. Results showed that the land equivalent ratio (LER) for the intercrops was above 1, indicating better intercrop productivity than the sole crops. An average of 40% land was saved for the intercrops compared with the sole crops. Intercropping Sammaz 27 maize with soybean significantly increased LER by 9% compared to the other types. Intercropping maize with soybean significantly reduced weed biomass at 6 and 9 weeks after planting (WAP) and at harvest relative to the sole maize. The weed biomass at 6 and 9 WAP and harvest increased (p < .05) with increasing soybean intraspacing. The grass and broadleaf weed species count at 6 WAP and harvest from the sole crops were significantly higher than that of the intercrops. The results suggest that intercropping early maize maturity type with soybean at 10 cm intraspacing could be used to increase grain yield, LER and control of grass and broadleaf weeds in a maize‐based cropping system in the Guinea savanna zones of West Africa.