不同保墒措施对玉米生理指标日变化及产量的影响

通过田间试验,采用LCPro+光合仪,研究了不同保墒措施对夏玉米营养生长期生理指标日变化及产量的影响.结果表明,保墒灌溉措施能够有效促进作物生长,提高作物的叶片叶绿素含量、有效蒸腾和光合速率,对单叶片水平水分利用效率贡献甚微.全天平均光合速率和蒸腾速率和的大小顺序为:地膜覆盖>秸秆覆盖>PAM处理>CK,气孔导度的大小顺序为地膜覆盖>PAM处理>秸秆覆盖>CK,各处理胞间CO2浓度和WUE 差异不大.保墒措施可有效增加作物产量,其大小顺序为:地膜覆盖>秸秆覆盖>PAM处理>CK.     

毛乌素沙区引种红枣叶片水分利用效率及其影响因子北大核心

为筛选适宜沙地栽培的高效水分利用效率(WUE)红枣品种,采用气体交换法和稳定碳同位素技术分别测定了榆林沙区引种的24个红枣品种叶片的瞬时和稳定WUE,并探讨了红枣成熟期、叶片光合生理指标,碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比对红枣WUE的影响。结果表明:尽管不同品种红枣间瞬时WUE存在明显差异,但不如稳定WUE差异规律,与所有影响因子也无显著相关性。所有品种红枣稳定WUE总体表现为早熟>中熟>晚熟,其中早熟品种稳定WUE最高的是西农蛤蟆枣(105.4μmol/mol)、清涧蛤蟆枣(97.3μmol/mol);中熟品种最高的清涧红枣(94.9μmol/mol);晚熟最高的是短枝冬枣(90.1μmol/mol)。这些高WUE品种比稳定WUE比最低的临黄1号、秦宝冬枣、冷白玉高16.0%~35.7%。同时,早熟品种叶片N、P含量及δ^(13)C分别比中熟和晚熟品种平均高出27.1%、33.3%、2.1%,但C/N、N/P、C/P分别比中熟和晚熟品种平均低21.2%、6.8%、27.4%。相关分析表明,稳定WUE与叶片N含量、δ^(13)C达到极显著正相关,与净光合速率、气孔导度、叶绿素b呈显著正相关,但与叶片C/N极显著负相关。综上分析,榆林沙区引种的红枣以早熟品种WUE较高,并且高的叶片N含量、δ^(13)C、净光合速率、气孔导度、叶绿素b以及低的CN是形成高效WUE的关键因子。     

基于无人机遥感的玉米水分利用效率与生物量监测

玉米生物量及水分利用效率是反映作物长势和作物品质的重要指标。为实现农业精准管理,本文以不同水分处理的青贮玉米为研究对象,探讨无人机多光谱遥感平台结合作物生长模型估测青贮玉米生物量及水分利用效率的可行性。首先,将基于高时空分辨率无人机多光谱图像估测的关键作物参数蒸腾系数kt输入到简单的水分效率模型中,来拟合不同水分胁迫处理下玉米水分利用效率WUE和标准化水分利用效率WP*;然后,采用拟合的WUE、WP*估算相同水分和不同水分状况下的玉米生物量,并进行验证;基于高时空分辨的无人机多光谱遥感图像获取了大田尺度上的WUE、WP*和生物量的空间分布图。结果表明,基于无人机多光谱、气象和土壤水分数据计算的实际蒸腾量∑Tc,adj和∑ktkswkst（ksw、kst为环境胁迫因子）与玉米生物量具有极显著（P<0.001）的相关性,不同水分处理下WUE的决定系数R2均不小于0.92,WP*的R2均不小于0.93。在同一水分胁迫下,使用拟合的WUE和WP*对生物量的估测精度几乎相同,玉米V-R4生育期估测精度较高,WUE的RMSE为126g/m2,WP*的RMSE为91.7g/m2,一致性指数d均为0.98,但在R5-R6生育期内精度不高。在不同水分胁迫下,使用WUE和WP*估测生物量时,WUE容易受到水分胁迫影响,精度较低（RMSE为306g/m2,d=0.93）,而WP*的精度较高（RMSE为195g/m2,d=0.97）。研究表明,将无人机遥感平台与作物生长模型相结合能够很好地估测大田玉米生物量及水分利用效率。     

不同土壤水分对枣树幼果期光合特性的影响研究

为研究在土壤干旱逐渐加剧过程中,枣树幼果期叶片光合参数的变化与土壤水分的关系,找到西北干旱地区枣树幼果期所允许土壤水分亏缺阈值。研究采用桶栽枣树控水试验,测定并分析7个土壤水分梯度的灰枣树在不同光合有效辐射(PAR)下的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)及水分利用效率(WUE)等光合指标。结果表明:Pn随着PAR的增大呈现先增大后减小的趋势,Tr、WUE和Ls表现出和Pn类似的响应规律,相对土壤含水量(RWC)为60.34%和80.97%时,Pn和Tr日变化呈"双峰"趋势并有明显的"午休"现象,当RWC为41.22%时,"双峰""午休"现象均消失。RWC在48.89%～68.58%范围内,Pn下降的主要原因是气孔因素限制,RWC48.89%时,Pn下降的主要原因是非气孔因素限制。枣树幼果期生长所允许的最大土壤水分亏缺RWC为48.89%。RWC在53.36%～60.34%范围内可维持枣树幼果期具有较高WUE和Pn。     

基于水分利用率与光合速率的温室作物需水模型研究

提出一种融合水分利用率（Water use efficiency, WUE）和光合速率的温室作物需水模型构建方法。在获取不同温度、光量子通量密度、CO2浓度和土壤含水率嵌套条件下番茄净光合速率和WUE的基础上，基于径向基神经网络（Radial basis function, RBF）构建光合速率和WUE预测模型；继而获取不同环境嵌套条件下的光合速率对土壤含水率的响应曲线，利用 U弦长曲率法获取光合速率约束下的土壤含水率调控适宜区间；在此区间内，基于WUE预测模型，以水分利用率最大为目标，利用粒子群算法(Particle swarm optimization, PSO)获取土壤含水率调控目标值；最后，利用支持向量机回归算法（Support vector regression, SVR）建立作物需水模型。结果表明，需水模型的训练精度为0.9969，测试精度为0.9788，均方根误差为0.23%，拟合效果良好。与单一考虑光合效率最优的模型相比，本模型WUE平均提高15.22%，土壤含水率平均下降12.76%，光合速率平均下降4.05%。说明融合WUE-光合速率的需水模型能兼顾作物需求和经济效益，可为温室土壤含水率的精准调控提供理论依据。     

基于作物耗水特性的夹砂地膜下滴灌模式优选

在2个灌水水平下（I1：高水，I2：低水）以不同滴灌带间距（A1：1m，A2：0.5m）与覆膜方式（M1：全膜覆盖，M2：半膜覆盖）进行2a田间试验，结合作物产量、作物水分利用效率（WUE）以及产投比筛选适宜的膜下滴灌模式，并利用产量水分敏感系数（ky）确定最优的膜下滴灌模式。结果表明：在低频灌溉模式下，部分覆膜处理的蒸腾（ET）高于全覆膜处理，而产量和WUE低于全覆膜处理。尽管滴灌带间距对ET的影响不明显，然而在高水处理下，“一管单行”作物的产量与WUE高于“一管双行”。高频灌溉模式下，作物产量及WUE对灌溉量、覆膜方式、滴灌带间距的响应呈现耦合性。低频灌溉条件下，ky对灌溉量及滴灌带间距的响应均不显著，而部分覆盖处理WUE低，ky高，对水分胁迫的响应敏感。高频灌溉条件下，覆膜方式、灌溉量以及滴灌带间距均对ky 产生影响。高频灌溉条件下，ky能对经WUE筛选出的膜下滴灌处理进行进一步的优选。基于ky的结果，结合产量、水分利用效率与产投比，建议在高频灌溉条件下采取“全膜低水+一管双行”模式或“半膜高水+一管单行”模式，在低频灌溉条件下采取全膜高水模式。     

宁夏中部干旱区油葵畦灌优化灌溉制度研究

基于田间试验,分析了水平畦灌条件下不同灌溉制度对土壤水分、油葵生长生理指标、产量及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,油葵生育期内灌溉计划湿润层为0～40cm时,可满足其水分需求;在2012年生长季降雨量较大(247mm)的情况下,较低灌水定额对作物的生长生理指标并无显著负面影响;丰水年宁夏中部干旱带油葵畦灌的优化灌溉制度为灌水4次,每次灌水定额600m3/hm2,在保证产量的基础上,作物耗水量可降低20%以上,WUE提高约20%。     

基于Δ13C的不同水氮管理对水稻水分利用效率的影响

为揭示不同水氮管理的水稻叶片水分高效利用机理,基于作物生长发育过程中发生的碳同位素分馏效应对作物的长期水分利用效率的指示特性,研究了不同水氮管理对水稻叶片气体交换参数、叶片瞬时水分利用效率(LWUEins)、内在水分利用效率(LWUEint)和碳同位素分辨率(Δ~(13)C)的影响,分析了不同水氮管理下水稻叶片Δ~(13)C与叶片水分利用效率关系。结果表明:稻作控制灌溉模式下配施适量氮肥可以提高水稻叶片气孔导度(Gs),促进叶片胞间与外界气体交换,提高叶片净光合速率(Pn),维持较高的LWUEins、LWUEint,过量施氮会增加水稻对水分亏缺的敏感性,使水稻Gs降低,不利于叶片尺度水分的高效利用;抽穗开花期控制灌溉模式下施氮量较高时叶片水分利用效率较大,同一施氮量处理控制灌溉水稻LWUEins、LWUEint和WUE均高于淹水灌溉,起到了节水高产的效果。通过统计分析可知,不同水氮管理下抽穗开花期水稻叶片Δ~(13)C与LWUEins、LWUEint和WUE均呈负相关,叶片Δ~(13)C对LWUEint的指示性优于LWUEins,且在控制灌溉下叶片Δ~(13)C与LWUEins、LWUEint的相关性较淹水灌溉更为显著;拔节孕穗期及抽穗开花期水稻叶片Δ~(13)C可以很好地表征水稻WUE。结果表明,通过测定水稻不同时期叶片Δ~(13)C能够为预测不同水氮调控下水稻水分利用效率提供参考。     

水分传感器位置及灌水阈值对膜下滴灌棉花生理指标及产量的影响

为了探索适宜的水分传感器位置、决策阈值因素对膜下滴灌棉花生理生长及产量的影响,通过大田试验,分别设置3种灌水阈值和决策传感器的二因素三水平完全处理试验。结果表明:水分传感器位置因素对棉花叶片光合特性(净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、胞间CO2浓度Ci、水分利用效率WUE)、棉花株高、叶面积指数达到显著性水平(P0.05),灌水阈值因素对棉花以上指标未达到显著性水平(P0.05),水分传感器位置与灌水阈值对棉花生理生长以及产量达到显著性水平(P0.05)。棉花叶片Pn、Tr、Gs和Ci、WUE最大值均在T5处理,气孔限制值Ls最大值在CK处理。棉花净光合速率与蒸腾速率、气孔导度之间密切相关,棉花产量与棉花净光合速率、叶面积有较好的相关关系,净光合速率与叶面积在一定程度上能反映棉花产量。根据试验结果,初步认定水分传感器位置在地表下40 cm、中等灌水阈值(T5)为适宜方案,可为新疆自动化控制灌溉提供理论依据。     

秸秆还田下灌水及施肥对冬小麦气孔特征的影响

为了研究秸秆还田下作物的最佳水肥量,通过布设大田试验在秸秆还田下调控冬小麦灌水时期、施肥时期的灌水量和施肥量,探讨秸秆还田下灌水及施肥对冬小麦叶片气孔形态特征及其空间分布格局的影响。研究结果表明:①在相同灌水时期增加灌水量能导致拔节期的近轴面气孔面积的增加,且远轴面气孔宽度及气孔形状指数增加,远轴面气孔周长减小;然而,减小灌水量将造成拔节期近轴面气孔密度和远轴面气孔形状指数的增加,在生长后期适当延长灌水时间可以降低近轴面的气孔密度。②在生长初期(拔节期+抽穗期)减少施肥量将导致拔节期叶片近轴面气孔密度和面积的增加;然而,增加施肥量却造成生长后期(灌浆期+成熟期)远轴面气孔面积和宽度的增加。③在越冬期施肥较多、拔节期施肥较少的处理下,冬小麦叶片气孔的空间分布格局更加规则。研究结果有助于探索秸秆还田下冬小麦的最佳灌水和施肥措施,为提升黄淮海平原农业水资源短缺区的作物水分利用效率和粮食产量提供数据支撑和理论依据。     

作物育种试验区机械化的研究进展

本文从作物育种试验区管理的各个环节出发,介绍了目前国内外作物育种试验区机械化的研究现状。作物育种试验区管理机械的二个关键环节播种机与收获机均已形成系列,技术已经成熟,其它技术、设备也取得了长足的进步,计算机技术在育种试验区管理机械上得到了广泛的应用。实现作物育种试验区机械化,既可保证育种试验的准确性和科学性,也有利于降低试验成本和提高作物育种试验的工作效率。     

农作物表型技术及其智能装备研究进展与展望

农作物产量相关表型性状参数的快速获取对作物育种以及产量相关研究至关重要,也是作物育种全程智能化的研究重点和难点.此外,作物基因组技术的快速发展让人类快速解析数量性状成为了可能,但作物表型数据的不足严重限制了这一可能.通过开发农作物表型测量技术和智能装备可加以解决.将作物产量相关表型性状参数获取技术及其智能装备用于作物的...     

气候变化对黑河流域典型作物灌溉需水量的影响

为研究气候变化对作物灌溉需水量的影响,在假定未来气温上升0.5~4℃,降水增加10%~30%的条件下,研究了黑河流域主要作物在不同种植条件下的作物需水量及灌溉需水量的变化。结果表明,生长期内气温每升高1℃,区域内小麦净作、玉米净作和小麦与玉米间作方式下作物需水量将分别增加3.1%(15.5 mm)、2.8%(18.5 mm)和3.0%(25.6 mm),黑河流域中游每年将增加灌溉量0.15×108m3,相当于国家给黑河干流区分水量的2.4%;降水每增加10%,灌溉需水量将分别减少1.9%(7.8 mm)2、.3%(12.4 mm)和1.8%(12.8 mm)。     

秸秆产业的哲学研究初探

从哲学的角度关注秸秆产业是十分必要的,也是可行的。秸秆产业的出现是必然的,只要秸秆有利用价值,当技术可能、经济可行时,以秸秆利用的工业机械出现为标志,秸秆产业就会出现。当前,中国的秸秆产业还处于成长期的初级阶段,经过诞生期、成长期、成熟期、衰落期四个阶段的发展,其最终的命运是退出历史舞台,成为一段人类利用秸秆、征服自然和改造自然的佳话。本文从方法论的层面出发,解决一些理论上容易混淆的问题,利用"秸秆哑铃模型图",指出秸秆产业与秸秆科学、秸秆技术和秸秆工程之间既有区别,又有联系,存在着互动的关系。在秸秆产业的发展中,制度因素起着重要的作用,我们要加强相关制度的研究,促进秸秆产业的发展。     

国外主要作物模型研究进展与存在问题

作物模型作为大田试验研究方法的补充,已经得到越来越广泛的应用,其在栽培育种、田间管理、产量预测、灾害评估以及农业技术推广等过程中都发挥了重要作用。介绍了荷兰、美国、澳大利亚等主要作物模型研究国家作物模型的开发与应用现状,并对各国目前应用较为广泛的主要模型进行了详细分析,指出作物模型发展至今存在的问题,以期为我国作物模型的开发和应用提供指导。     

新型饲草作物小黑麦利用研究

小黑麦是由小麦和黑麦属间杂交后,染色体加倍合成的一种人工创造的新型饲草作物。阐述小黑麦的形态特征、性状优势、培育历程及研究现状,分析其在抗旱方面的生理生化变化,为提高小黑麦生物产量、推动抗旱节水小黑麦种质在育种中的合理利用提供理论参考,以促进当地畜牧业的健康发展。     

地下水埋深对作物的影响研究现状

根据国内外的研究成果,对地下水埋深对作物的影响的研究现状进行了分析和总结。地下水埋深影响作物土壤水分吸收和盐分运移,影响作物生长发育、产量。适宜的地下水位能够改善作物的土壤环境,提高根系活力,增加作物产量。最后提出了需要进一步研究的问题。     

淮北平原冬小麦作物系数的变化规律研究

【目的】研究淮北平原冬小麦作物系数的时空变化规律。【方法】采用水量平衡法、涡度相关法和Bouchet互补关系理论,结合Penman-Montieth方程,计算得到1991—2018年淮北平原冬小麦的作物系数;采用线性拟合法、Mann-Kendall趋势检验法和突变检验法滑动t检验法,结合ArcGIS,研究了作物系数在淮北平原的时空变化规律,并对影响因素进行分析。【结果】①淮北平原冬小麦全生育期的实际蒸散量的多年平均值为429.3 mm,参考作物蒸散量为541.3 mm,作物系数为0.79;②作物系数在不同生育阶段的变化为先减小后增大再减小;③作物系数在淮北平原全生育期由西北角向周围逐渐增大,高值中心呈现北移趋势;④作物系数与气候因子紧密相关,其中气温的影响最为显著,相对湿度和降水次之,风速最不显著。【结论】作物系数存在显著上升趋势,与气候因子关系紧密,需要关注作物需水量的变化。     

关中地区夏大豆蒸发蒸腾及作物系数的确定

作物系数-参考作物蒸发蒸腾量法是作物需水量计算最普遍采用的方法。作物系数作为该方法的重要参数,它的确定已成为作物需水量研究的关键问题。依据2005-2007年3年田间试验资料,利用Penman-Monteith公式计算了关中地区夏大豆全生育期间参考作物蒸散量,并利用农田水量平衡方程及土壤水分胁迫系数计算了作物实际蒸发蒸腾量,由此计算了大豆各生育阶段的作物系数,并分析了大豆作物系数变化规律。结果表明:关中地区大豆全生育期间参考作物蒸散量平均为524.6 mm;大豆作物系数全生育期平均为0.82,在开花~结荚阶段最大,平均为1.22,其次为结荚~成熟阶段,平均为1.05,播种~幼苗最小为0.26;在关中气候背景下,大豆作物系数与大于10℃积温具有较好的二次多项式关系。     

滦河下游灌区生态作物优化布局与地下水调控

选择我国沿海灌区-滦河下游灌区,构建地下水模拟模型(GBM)和水资源优化配置模型(OPM),通过模型验证、模型耦合与优化控制计算,得出地下水的储蓄动态变量,合理调控地下水,得出土地优化利用和生态作物优化布局方案。结果显示,从2016年到2030年,地下水净储量恢复10万m³/a,地下水储量恢复79.2%。预测到2030年基本恢复地下水下降漏斗。滦河下游灌区生态作物优化布局结果显示,到2030年可获得作物种植效益33.326 1亿元。与传统种植模式对比,生态作物种植总收益提高一倍以上。生态环境与社会经济效益十分显著。研究方法与成果可供制定农业水管理战略参考。