不同种植模式棉田土壤温度的时空变化特征

【目的】土壤温度影响着作物的生化过程,了解不同种植模式棉田土壤温度的时空分布特征对探究如何提高不同种植模式下的棉花生产潜力非常重要。【方法】对不同种植模式:单作棉花(MC)、麦套棉花(WIC)、麦后棉花(WDC)农田10―110 cm土层温度进行连续实时监测,并调查棉花的生育进程和各农艺性状。【结果】在5月下旬麦棉共生期,单作棉花的平均土壤温度比两熟棉田土壤温度高1～3℃。7月初,在10―40 cm土层两熟棉花土壤温度大于单作棉花土壤温度,40―110 cm正好相反。8月上旬,各种植模式棉花土壤温度差异缩小,单作棉花土壤温度稍低于两熟棉花的土壤温度。在9月中旬,两熟棉花的土壤温度低于单作棉花的土壤温度。土壤温度主要影响棉花出苗到现蕾和开花到吐絮期的持续时间,对现蕾到开花的持续时间影响不明显。土壤平均温度越高,该生育时期的持续时间越短。同一时期两熟棉花土壤温度的日最低温出现的时间要比单作棉花早1 h左右,而日最高温出现的时间基本一致。不同种植模式不同土层的土壤积温与生物量拟合呈显著的线性关系。【结论】优化管理措施,如通过控制灌溉的时间和量来缓解土壤温度对棉花生长的影响,提高苗期和开花到吐絮期的土壤积温对两熟棉花出苗和吐絮都是有益的。本文以期为不同种植模式的合理配置与管理提供理论依据。     

桃麦间作复合群体最佳种植模式的研究

为探讨适宜的桃麦间作模式,开展了不同种植幅度的试验研究。结果表明:桃麦间作最佳种植模式是桃树(雨花露)的行距15m,株距3m;行间种小麦,小麦(济麦22号)行距20cm;桃麦间距1.25m。这种种植模式的综合经济效益显著优于单作小麦。     

麦套短季棉与中熟棉高产模式的探索

就黄淮海平原精种高产区，在麦棉套种的基础上，进一步提高高产棉田的棉花产量，从种植方式角度，围绕提高棉花产量的种植方式及其棉花增产的机理等问题进行了探讨，研究得出：３—２—３—２式小麦套种短季棉与中熟棉模式是高产棉田再高产的有效种植方式。与常规３—２式麦棉套种方式相比，小麦产量不减，皮棉产量提高１７．２％；以２行短季棉替代２行中熟棉形成的短季棉与中熟棉复合群体能够充分发挥不同熟性棉花品种间在生育期、株型、蕾铃发育进程等生长发育特征特性的差异，利用它们在发挥群体中占据的时间、空间生态位上的差异，使复合群体结构动态趋于合理，在一定程度上解决了高产棉田生长后期群体发育过大造成冠层郁蔽，通风透光条件恶化，蕾铃脱落率高的不足，从而获得高于单作的超额产量；但是并非不同熟性的棉花品种任意搭配在一起就能增产。不适宜的搭配方式（如６—２—２式），不仅不能发挥早中熟棉生态特征特性方面的差异，反而会使其生态位重叠，加剧两者之间的竞争，导致不增产甚至减产。选择合理的短季棉与中熟棉配套种植方式是获得增产的关键。     

麦套棉行直达辐射时间的理论模型

针对麦棉套种的辐射竞争矛盾,结合气象学理论,初步建立了以棉行接受太阳直达辐射累积时间为主体的麦棉套种微气候学计算机模型。模拟结果表明,对棉花而言,东西行套种棉行受光较多,而南北行向则较少,小麦株高太高和预留棉行太窄,均会增加棉行的遮荫时间。理论分析认为,采用东西行种植,选择矮杆小麦品种或适时对小麦进行化学调控,起高垄种棉,用棉花育苗移栽方法缩短麦棉共生期等措施,皆有利于培育壮苗,为获得高产打下良好基础。     

不同麦棉两熟种植制度对棉花群体冠层光截获及棉铃时空分布的影响

黄河流域棉区棉花种植面积急剧下降,为了缓解粮棉争地矛盾,研究了麦棉两熟种植制度对棉花群体光截获及棉铃分布的影响。采用完全随机试验,处理为单作棉花、麦棉套作和麦棉连作,重复3次。测定棉花冠层入射光和反射光;调查棉花生育进程。结果为:(1)生育期存在显著差异,2016年和2017年连作棉花出苗至现蕾天数比单作棉花分别短10天和7天,但开花至吐絮天数前者比后者分别长15天和17天。2017年麦棉套作棉花出苗至现蕾天数与单作棉花间差异最大。(2)单作棉花较其他处理棉花光截获能力强,2016年棉花冠层纵向60 cm、横向30 cm处,单作棉花光截获率比麦棉套作棉花高71.4%,比麦棉连作棉花高78.6%。(3)9月中旬单作棉花和麦棉套作棉花铃数从中部果枝分别向下部和上部果枝递减,麦棉连作棉花下部果枝铃数较高。综上,麦棉两熟种植模式主要通过影响棉花生育进程进而影响其群体光截获率,最终造成产量分布差异。     

棉花冠层不同尺度光能空间分布特征研究

【目的】棉花冠层光能空间分布是光能利用率高低的直接影响因素之一。为科学量化光能在棉花冠层的空间分布,本研究旨在分析冠层内光合有效辐射(Photosynthetically active radiation,PAR)各分量的空间变化特征。【方法】用空间统计学方法分析了冠层不同空间点、线、面位置PAR的分布特征。【结果】盛花期棉花行间冠层PAR截获率整体变化呈"V"形,即棉行间PAR截获率低于棉行附近位置;高密度的群体冠层中下部PAR截获率纵向变化速率较缓,同时在距地面60 cm处PAR截获率横向变化幅度也较小;不同冠层区域的PAR截获率与密度呈正相关关系,且随播种后时间均呈现先增后减的变化趋势。【结论】适当增大种植密度可以提高群体PAR截获率。运用空间统计学原理精确定位定量分析冠层内PAR的分布,对合理配置棉花种植模式、研究群体株型结构、培育高光效品种具有指导意义。     

麦棉两熟种植系统棉田土壤速效磷时空分布特征

【目的】以豫北不同麦棉种植方式为研究对象,探索在生育期内土壤速效磷(Available phosphorus, AP)的时空分布特征。【方法】在棉花单作、麦棉3-1式套作(3-1)、麦棉6-2式套作(6-2)3种种植方式的长期定位试验田中,分别在麦棉共生期、棉花生长关键时期采用空间网格取样法取样,地统计学方法进行计算,分析在3种种植方式下的AP的时空分布特征。【结果】种植方式对于土壤AP含量的影响在不同的生长时期呈现出不同的趋势,具体表现为:在麦棉共生期,棉花单作下的AP含量显著高于3-1式20.98%(5月12日)和24.26%(6月7日);小麦收获后,棉花生长中期(7月3日、8月4日),3种种植方式间其含量差异不明显;棉花生长后期,其含量为:棉花单作6-2式3-1式。在3种种植模式下,随着土壤深度的增加,土壤AP含量均呈现明显的降低趋势;AP在水平方向上的分布明显地受到了小麦、棉花种植位置的影响,且在不同时期下分布趋势不同。半方差函数显示,AP在3种种植方式下、垂直方向的空间依赖性均较强,模型拟合R~2均接近于1,C_0/C+C_0均小于25%,说明在本研究取样尺度下,种植模式对其垂直方向的空间结构影响不明显。【结论】麦棉两熟种植改变了上层土壤AP的时空分布情况,但在本研究取样尺度下对其垂直方向的空间异质性无影响。运用空间网格取样法取样,地统计学原理进行分析,可以更加直观地了解不同麦棉种植模式下土壤AP的时空变化情况,可以为麦棉两熟种植田间管理提供相应指导,对两熟种植下农田生态系统的土壤养分研究提供理论支撑。     

麦棉两熟种植模式对棉仁脂肪及蛋白质代谢的影响

研究麦棉两熟种植模式影响棉仁脂肪及蛋白质代谢机制,可为我国麦棉两熟棉区在稳定棉花产量和品质的基础上提高棉籽品质提供理论依据。试验于2012年和2013年在江苏省大丰市稻麦原种场进行,以泗杂3号(中晚熟品种)和中棉所50(早熟品种)棉花品种为材料,以单作棉为对照(CK),设置棉花生产上常用的麦套移栽棉(IC)、麦后移栽棉(TC)和麦后直播棉(DC)麦棉种植模式,研究麦棉两熟不同种植模式对棉仁脂肪和蛋白质的累积动态、关键酶活性及其相互关系的影响。结果表明:(1)两熟棉棉仁脂肪含量皆较CK低,IC、TC和DC呈依次下降的趋势;IC和TC棉仁蛋白质含量皆高于CK,DC低于CK;中棉所50棉仁脂肪和蛋白质含量均略高于泗杂3号。(2)两熟棉棉仁磷脂酸磷酸酯酶(PPase)和6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)活性低于CK,丙酮酸羧化酶(PEPC)活性高于CK;IC、TC棉仁谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合酶(GOGAT)活性高于CK,DC低于CK;中棉所50棉仁具有较高的PPase、G6PDH、GS和GOGAT活性,PEPC活性稍低于泗杂3号。(3)棉仁最终脂肪含量与棉仁代谢过程中PPase、G6PDH活性呈极显著正相关,与PEPC活性呈极显著负相关;棉仁最终蛋白质含量与G6PDH活性及GS、GOGAT活性分别呈显著和极显著正相关。总之,在我国麦棉两熟棉区选择应用中熟棉花品种、麦套移栽方式可以在稳定棉花产量和品质的基础上提高棉籽品质。     

麦棉套种对预留棉行光合有效辐射的影响

对东西行向、预留棉行为１００ｃｍ的三二式麦棉套种方式研究表明，在小麦抽穗后的麦棉共生期间，预留棉行上的平均光合有效辐射仅为一熟棉田的５０％～８０％，株高低和叶片枯黄时光照削弱较小；在麦棉间距相同的情况下，北行棉花接受的ＰＰＦＤ较多，而正午前后南行棉花易受荫蔽，南行棉花适当北移，保持麦棉间距在３０ｃｍ以上，降低小麦群体株高，防止小麦旺长，起垄种棉，都有利于棉花生长发育。     

麦棉两熟双高产条件下麦棉复合根系生长的时空动态分布

在麦棉两熟双高产条件下,以单作棉和单作麦为对照,利用根钻与DT-SCAN扫描相结合的方法研究麦棉复合根系群体生长的时空动态分布,结果表明,套作棉和单作棉的根长和根长密度、根表面积以及根系平均直径均随生育进程呈单峰曲线,套作棉40 cm以下各土层根系根长和根长密度、根表面积的衰退速率在盛花期后明显低于单作棉,根系     

Spatial and Temporal Distributions of Soil Available Phosphorus in Wheat-Cotton Double-Cropping Systems

[Objective] Here, the spatial and temporal distributions of soil available phosphorus (AP) were investigated during cotton growth stages in wheat-cotton double-cropping systems in northern Henan, China. [Method] Using the spatial grid sampling and geo-statistical analysis methods, we analyzed the spatial and temporal distributions of soil AP in a cotton monoculture, wheat-cotton 3-1 intercropping system (3-1) and wheat-cotton 6-2 intercropping system (6-2) during the wheat and cotton co-growth stage and the key growth stages of cotton only. [Result] The AP contents were significantly influenced by the cropping systems on different dates. In the co-growth stage, the AP content in the cotton monoculture was higher than that in 3-1, at 20.98% on May 12 and 24.26% on June 7. After wheat was harvested (July 3 and August 4), there were no significant differences among the three cropping systems, and in the boll-opening stage of cotton, the order of the AP contents were as follows: cotton monoculture＞6-2＞3-1. In the vertical direction, the AP contents decreased as the soil depth increased, while in the horizontal direction, the AP distribution was influenced significantly by the cropping system. Based on the semivariance, there were strong spatial dependencies in the vertical direction in all three cropping systems. [Conclusion] Wheat-cotton double-cropping systems changed the distribution of soil AP, but had no influence on the spatial heterogeneity of the soil AP in the vertical direction. Geo-statistics provide a more intuitive method and guide to study the soil nutrients of the wheat–cotton and other double-cropping systems.     

麦棉套种对棉行太阳辐射和温度的影响

对３－２式麦棉套种预留棉行的小气候效应进行研究在明，小麦对预留棉行有根强的遮荫作用；致使齐穗期预留棉行中央的光合有效辐射较冠层减少３０％，太阳总辐射削减１９％；小麦黄熟前，预留棉行内风速较一熟棉田小，午后气温也较一熟棉田低；共生前期麦套露地棉田地温较一熟棉田低，小麦黄熟后较一熟棉田高，而麦套地膜棉田的地温一直较一熟棉田高。降低小麦株高，留足预留棉行，麦套棉地膜覆盖。加强小麦生育后期的水分管理，都有利于减轻麦棉套种的不利和小气候的影响。     

枣麦间作巷道内间作物冬小麦灌浆期冠层光特性

为了探明枣麦间作系统中冬小麦灌浆期的冠层光合有效辐射及冬小麦产量的时空分布特征,以‘灰枣’与‘新冬20号’冬小麦间作的系统为研究对象,采用双因素裂区试验设计,研究了在4 种株行距模式下间作的冬小麦灌浆期时的冠层光特性及其产量的时空分布特征。结果显示,随着距枣树的距离增加,冬小麦灌浆期的冠层光合有效辐射及其产量不断增加,且西侧增加幅度大于东侧,整体呈现出“中间高,两侧低”、“西侧高,东侧低”的趋势;单位面积内,不同株行距的间作系统中冬小麦的有效穗数、穗粒数、千粒重及产量差异显著;相对于单作,3 m×4 m的间作系统中遮阴率及减产率最低。研究发现,株行距是影响冬小麦冠层光合有效辐射截获量的主要因素,光合有效辐射截获量直接决定了冬小麦单位面积上的有效穗数、穗粒数及千粒重,进而决定了冬小麦的产量。实际生产中,可采用3 m×4 m的模式间作生产,并适当增加东部枣树株距,即可有效改善间作系统内光照条件,提高冬小麦的产量。     

小麦收获期对麦套棉田捕食性天敌和棉花苗蚜的影响

2004-2005年在冀南棉区研究了小麦收获期对麦套棉田中捕食性天敌和棉花苗蚜的影响。小麦收获期共设3个水平,分别是6月5日、6月10日和6月15日收获小麦。结果表明:2004年3个时期收获小麦对棉田的益害比(天敌和棉蚜的比值)无显著影响(t>0.05);2005年6月5日收获小麦,显著增加了棉田的益害比(t<0.05),6月10日和6月15日收获小麦对棉田的益害比无显著影响(t>0.05)。说明在麦套棉田中,麦田天敌到棉田的有效转移受麦蚜-天敌-棉蚜三者发生高峰期的影响,不同年份天敌的转移情况有所不同。麦蚜发生高峰期早则小麦天敌向棉田转移早,并能有效控制苗期蚜虫的危害,在麦熟期收获小麦,对棉田天敌的数量影响不大;反之,若麦蚜发生高峰期晚,麦田天敌发生期也会相应延后,在麦熟期收获小麦则会引起棉田天敌的增加。因此,棉田天敌数量变化受小麦收获期的影响,但与麦蚜和麦田天敌的发生动态有直接关系。     

麦棉多作套种循环农业模式的发展演变与效应分析

麦棉多作套种循环农业模式是从麦棉多熟种植制度发展而来。本文采用实地调查、文献搜集和定位试验相结合的方法,总结了麦（小麦）棉（棉花）多作套种循环农业模式的发展演变进程以及典型模式和关键技术,分析了其生态、经济效应。结果表明,麦棉多作套种循环农业模式,可以利用生态位原理,发挥不同作物的优势和边际效应,在不降低棉花和小麦产量的基础上,增加土地收益和生产效率,同时具有保护地温、节水保墒、提高光能利用效率的功效。因此,构建麦棉多作套种循环模式,能够实现棉田生物多样性、维持棉田生态系统平衡、提高土地和资源利用效率,具有较高的生态经济价值和应用前景。     

棉花花生间作复合系统的照度、生长发育与生产力效应

摘 要：洞庭湖平原是我国的高产棉区之一,随着杂交棉的推广,种植密度大幅降低,为农作物多熟复种提供了条件。本研究运用作物生态位差异等原理,选择3个花生品种即湘花120（繁茂度高、中早熟、大果）、四粒红（繁茂度中、特早熟、中果）、湘农小花生（繁茂度低、早熟、小果）,与长江流域的主要杂交棉品种湘杂棉2号进行间种,探讨了棉地间作花生的可行性。结果表明：1）间作棉花的相对照度、生长势、产量（3.4%～5.7%）均有所降低,而间作花生的相对照度提高,产量主要因为间作田花生基本苗减少而降低;2）不同花生品种对间作棉花的影响主要与繁茂度有关,以湘花120＞四粒红＞湘农小花生,而不同花生品种受棉花的影响主要与熟期有关,以湘花120＞湘农小花生＞四粒红;3）虽然间作棉花略有减产,但全田整体效益大幅增长,其中比花生单作增长35.9%～107.6%,比棉花单作增长31.6%～52.9%。因此,棉田间作花生在经济上不仅可行,而且大有可为。其中湘花120与棉花间作的整体效益最高。     

根钻和图像法测定棉麦套种及单种作物根长密度的精确性研究

【目的】研究田间根钻取样结合计算机图像软件分析方法测定棉麦套种及单种作物根长密度的精确性。【方法】结合田间根钻取样,分别用图像法(DT-SCAN图像软件分析法)和直尺法(常规人工直尺测量法)测量根长密度,通过2002―2013年试验获得的3423对根长密度数据分析图像法的精确性,使用根均方差描述图像法测定值(模拟值)与直尺法测定值(观测值)之间的一致性。【结果】2种方法测定根长密度的相关性较好,图像法的精确性较高。对可能影响图像法精确性的因素分析表明:(1)在不同种植模式下图像法的精确性表现为小麦单种模式棉花单种模式麦棉套种模式;(2)随着土壤深度增加,图像法的精确性增加;(3)在麦棉套种模式下图像法的精确性从麦幅到棉幅逐渐提高,在小麦单种模式下行上大于行间,在棉花单种模式下行上小于行间;(4)在棉花开花前图像法的精确性表现为棉花单种模式大于麦棉套种模式,在棉花开花后表现为棉花单种模式小于麦棉套种模式。【结论】田间根钻取样结合计算机图像软件分析方法测定棉麦套(单)种作物根长密度的精确性较高,该方法成本低、测定速度快,能更好地扫描并分析计算棉花的细小侧根,具有较强的先进性和较高的可靠性。     

不同栽培方式对长江下游棉田资源利用效率的影响

我国农业对自然环境依赖性强,农业生产环境相对恶劣、资源利用效率低下,作物栽培理论与技术需要不断创新和完善。为建立与当前生产模式相匹配的作物高产高效栽培管理方式,选用棉花品种泗杂3号,于2012—2013年在长江下游棉区(江苏大丰)不同地力水平田块(高、低)进行麦棉两熟栽培管理方式定位试验,设超高产栽培、常规栽培和高产高效栽培,系统测定棉花生物量、产量和生育期间的温光、氮肥资源利用效率。结果表明,栽培方式和地力水平显著影响棉花产量,而产量的差异主要由温光、氮肥资源利用效率的差异造成。棉花产量提高的限制因子是低下的资源利用效率。高产高效栽培较常规栽培产量提高27.5%,温光资源利用效率分别提高27.7%、23.4%、氮肥偏生产力提高10.1%,是长江下游较为适宜的栽培方式。因此未来生产中应进一步合理优化栽培方式来提高棉田资源利用效率,以达到高产高效的目标。     

中国北方棉区转基因抗虫棉对棉苗蚜及其两种天敌的影响(英文)

2 0 0 1年田间小区试验研究了转 Bt基因棉和转双价基因 ( Bt+ Cp TI)棉对棉苗蚜及其天敌种群动态的影响 ;室内研究了转基因抗虫棉对两种棉蚜天敌的生物学影响。结果表明 ,转基因抗虫棉对棉蚜种群数量的影响不明显 ,未达显著水平。单作转基因棉田棉蚜发生期比麦套棉田提前 5天左右 ,发生数量是麦套棉田的 1 .6倍 ,表明麦棉套作可有效的控制苗蚜的为害。室内研究表明 ,异色瓢虫对用 Bt棉处理的的棉蚜的捕食量比对照增加 2 2 .0 % ,棉蚜茧蜂对用 Bt棉处理的棉蚜的寄生率降低 2 3.5 %。