灌溉方式与种植密度对寒地水稻产量及光合物质生产特性的影响

该研究旨在探讨灌溉方式与密度对水稻产量和光合物质生产特性的影响及其互作效应,这对指导水稻高产、高效栽培有重要意义。试验在大田条件下,以垦稻24为试验材料,设置重干湿交替灌溉(W1)、轻干湿交替灌溉(W2)和浅水灌溉(W3)3种灌溉处理及行株距为30 cm×10 cm(D1)、30 cm×12 cm(D2)和30 cm×14 cm(D3)3种密度水平,分析水密处理对寒地水稻产量形成和光合物质生产特性的影响。结果表明:各灌溉方式下,对干物质积累、光合物质生产、产量构成及产量的整体作用效果表现为W2W3W1,其中W2处理显著提高了水稻产量,增加了水稻千粒重和结实率,实际产量较W3和W1处理增幅分别为5.05%和27.89%;W2处理有效的控制了无效分蘖,明显提高成穗率,降低植株高度和倒3、4节间长度,但叶片生长速度慢于W3处理。各密度水平下,对抽穗后生物产量、茎鞘干物质运转以及最终籽粒产量的作用效果均以D2处理最佳;而D3处理的叶片生长快于D2和D1处理,并伴有增叶出现。灌溉方式与密度交互作用下,各水密处理对寒地水稻叶龄值、茎蘖数、成穗率、抽穗期粒叶比、干物质积累量、抽穗后茎鞘干物质转运和光合物质生产、产量构成及产量的影响均存在显著或极显著的互作效应,以轻干湿交替灌溉方式与行株距30 cm×10 cm密度组合(W2D1)效果最佳,与其它处理相比,实现了5.0~8.5%产量增幅,该处理组合的增产途径是粒叶比高,叶面积指数高,光合物质积累多,形成高质量群体;生育后期干物质积累量大,群体生长率和净同化率高,光合物质生产能力强,茎鞘物质输出与转运合理,具有较高的有效穗数、高结实率和高千粒重,最终籽粒产量高。综合分析表明,轻干湿交替灌溉方式与行株距30 cm×10 cm密度组合模式合模式更适合在目前寒地水稻高产、高效栽培中应用。     

基于棉花红边参数的叶绿素密度及叶面积指数的估算

利用野外非成像高光谱仪,测试棉花两个品种4种配置种植方式两年关键生育时期的冠层反射光谱数据,应用光谱微分技术,获取棉花微分光谱680～750 nm波段的红边参数：红边面积（SDr）、红边斜率（Dr）以及红边位置（λr）变量;将棉花红边面积、红边斜率分别与其冠层叶绿素密度（CH.D）、叶面积指数（LAI）进行相关分析,它们的相关性均达到1%极显著水平,其中红边面积与叶绿素密度的相关性最好（RCH.D=0.8787**,n=137）;并且红边面积较红边斜率对叶绿素密度、叶面积指数的预测精度更高。以棉花新陆早13号和19号为建模样本,通过红边面积与叶绿素密度的线性相关模型,分别反演新陆早13号、19号冠层叶片的叶绿素密度,结果表明对这两个棉花品种的叶绿素密度估算精度分别达87.4%和83.3%,说明高光谱红边参数是估算棉花叶绿素密度和叶面积指数的一种简单、快捷、非破坏性的有效方法。     

基于高光谱反射率的棉花冠层叶绿素密度估算

为了进一步提高棉花叶绿素密度高光谱估算精度,该研究以棉花冠层叶绿素密度以及冠层高光谱反射率为数据源,在分析叶绿素密度与原始高光谱反射率(R)、一阶导数光谱反射率(DR)、已有光谱指数及全波段组合指数相关性的基础上,采用线性及多元逐步回归技术构建了叶绿素密度高光谱诊断模型,系统对比分析了以上4种光谱形式用于棉花冠层叶绿素密度诊断的精度。结果表明:1)基于一阶导数光谱反射率的估算模型精度明显优于原始光谱反射率;2)基于比值指数或归一化指数形式的估算模型精度及稳定性要优于单波段或多波段的线性模型;3)单波段变量DR756、全波度组合比值指数DR635/DR643以及归一化指数(DR1055-DR684)/(DR1055+DR684)均可较好的实现叶绿素密度估算,其中由DR635/DR643为自变量的模型所得到棉花冠层叶绿素密度估算值与实测值拟合最好,相关系数达到0.821。该研究可为高光谱技术在棉花冠层叶绿素密度诊断中的更好应用提供参考。     

科尔沁沙地人工杨树（Populus simonii）林生态防风效应研究

通过4～7月对人工杨树林迎风和背风区6倍树高处0.25,0.5,1,2m4个高度风速廓线的观测,定量评价了林地对不同风向及同风向不同风速的生态防护效应,探讨了林地叶面积指数的季节变化对林地生态防风效应的影响。主要结论是:(1)各月可蚀风(风速≥4m/s)的出现频率及风速特征明显不同,4月和5月可蚀风的出现频率及平均风速显著高于6月和7月。(2)各月不同风向的出现频率及风速特征明显不同,4月以SSW、NNW、NW、S、WNW、N和WSW风为主,5月以NW、NNW、W、WSW、WNW和SW风为主,6月以S、SSW、ESE和NNE风为主,7月以SSW、S和SW风为主。(3)杨树林对N、NNE、NE、ENE和NNW风的生态防护效能最好,对NW、E、SW、WSW和W风的防护效能次之,对SE、SSE、S和ESE风的防护效能最差。(4)观测期内林地叶面积指数与0.25,0.5m两个高度的平均风速减弱系数呈显著正相关,其关系可分别用对数和指数函数来描述,而与1,2m两个高度的平均风速减弱系数呈显著非完全正相关,其关系可用三次曲线来描述。     

我国农田生态系统碳蓄积及其变化特征研究

对我国近20年来农田生态系统C蓄积的时空变化特征进行估算分析结果表明,我国农田生态系统近20年来C蓄积总量持续增大,主要是由于单位面积C密度持续增大。农田C密度高值区主要分布在我国东部地区且多>3t/hm2,低值区主要分布在我国北方农牧交错带地区且普遍<1t/hm2。而科学管理作物残余物是增强农田生态系统C蓄积能力的关键。     

以管道理论为基础的林带小钻杨树体结构分析

 以管道理论为基础,运用主轴切割的方法,论述不同年龄小钻杨树体的结构特点。结果表明:树干生物量增加与高度的降低呈线性关系;同一层次内的叶量和枝量间存在显著的线性关系,其关系的确定性不受分层方式的影响;树冠不同层次内的累积叶量与支持的枝干总质量存在显著的线性关系;不同层次的总累积生物量与各层内的树干生物量密度之间的线性关系显著,对不同层次累积树干生物量与各层树干生物量密度进行指数回归,系数介于1.1～1.3,指数介于1～2,表明二者的关系是处于线性和指数关系之间的一种形式;在胸高以上,树干边材断面积与侧枝基部断面积总和呈线性关系,胸高之下线性关系不存在。建立不同年龄小钻杨边材与所支持叶量的树体管道模型,同时测得胸径（D1.3）与心材直径（Dx）间的关系为Dx=0.522 exp（0.169 8D1.3）,r=0.984 8。     

天龙山灌丛生态系统土壤呼吸对水热和植被因子的响应

以太原天龙山自然保护区的 2个灌木群落(样地 1和样地 2)为研究对象,通过同步观测土壤呼吸(R )s及土壤温度(T 10)、水分(W r)、植被指数(VI),分析 R 的季节变化及其与环境因子季节变化的关系。结果表明:2个灌木群落 R s的季节变化趋势一致,最高值出现在夏季,最低值绝大多数出现在冬季,偶尔也出现在 W r较低的夏季。在季节尺度上,R s与单一环境因子的关系为:与 T 10为极显著;剔除水分低于 1/3田间持水量的数据后,R s与T10的相关性提高;R s与Wr的关系仅在样地 1显著;R s与 VI的关系均为极显著。R s与T10和Wr的复合模型能够提高土壤呼吸的解释能力。土壤呼吸温度模型的残差与 W r的关系表明,样地 1和 2受干旱胁迫的 W r下限阈值分别为田间持水量的 0.35和 0.42。在 R s与T10和Wr的复合模型中增加 VI后,拟合模型的决定系数增加,赤池信息准则(AIC)值降低,模型的拟合效果得到改善。从 AIC值看,3个 3因素模型中温度 -水分 -植被指数的指数 -双幂模型相对较好;3个植被指数中,比值植被指数模型相对较好。该研究结果可以为利用水热和植被因子精确估算灌丛土壤碳通量提供参考。     

基于高光谱遥感的不同品种花生冠层叶面积指数的通用估算模型

为了快速、无损地监测花生冠层LAI,获取其长势信息,于2014年通过大田试验选用5个品种花生作为供试品种,使用ASD FieldSpec HandHeld便携式野外光谱仪采集花生不同生育时期的冠层高光谱数据,同时使用SUNSCAN冠层分析系统实测花生冠层叶面积指数（LAI）,并应用光谱微分技术和统计分析技术,分别分析4种光谱形式和6种植被指数与LAI的相关关系,建立估算模型。结果表明：高光谱反射率及其光谱变换形式中最优波段与LAI的相关性均极显著,其中一阶微分光谱ρ'在793nm波段处构建的估测方程对花生冠层LAI的估算效果最好（r=-0.5391,P＜0.01,RE=0.2497）,其模拟值与实测值的拟合度达极显著水平（R=0.4435,P＜0.01）;一阶微分光谱ρ'在734nm波段处LAI的实测值与模拟值的拟合效果最好（R=0.5485,P＜0.01）。6种植被指数所选的最优组合波段与LAI均通过了0.01水平的显著性检验 （r≥0.5731,P＜0.01）,其中归一化植被指数NDVI[760,976]对花生冠层LAI的估算效果最好（r=-0.6421,P＜0.01,RE=0.2167）,模拟值与实测值的拟合度达极显著水平（R=0.6731,P＜0.01）,且优于ρ'对LAI的估算效果;LAI实测值与模拟值拟合效果最好的为DVI[760,976] （R=0.6893,P＜0.01）。研究结果表明一阶导数光谱和植被指数对花生冠层LAI的估算精度均较高,植被指数的估算精度尤高,研究同时进一步证实了导数光谱和植被指数能较好地消除土壤、大气等环境背景信息的影响。     

基于三维曲面的山地土壤有机碳储量估算研究——以庐山地区为例

当前区域土壤有机碳(SOC)储量多是基于土壤平面面积进行估算的,其估算结果的误差需要量化评价,尤其在地形复杂区域。本文选择庐山为研究区,基于七个坡度等级样区的二维平面面积及DEM提取的三维曲面面积,得到曲面和平面面积比率(A3D/A2D)与坡度间的量化关系;将庐山地区按高程及其主导土壤类型分为四个区域,结合土壤调查采样数据估算了各区域和整个庐山地区在三维曲面面积和二维平面面积上的土壤有机碳密度(SOCD)和储量,并对比分析了两种面积估算庐山SOC储量结果的差异。结果表明,随着坡度增加,曲面面积与平面面积差异呈指数式增加;从庐山4个高程区域看,坡度最大区域的A3D/A2D值最大,其SOC储量差值比例最高,达到12.13%,坡度最小区域的A3D/A2D值最小,其SOC储量差值比例最小,为6.78%。整个研究区平均坡度为19.55°,其A3D/A2D值为1.10,SOC储量差值比例为9.70%。以上研究表明,地形起伏较大的山地区域,其土层的平面面积与曲面面积有较大差距,对区域土壤碳储量估算有重要影响,计算该地区土壤碳储量时,应充分考虑这种影响,以降低区域碳储量估算的误差。     

野生辣椒重组自交系群体主茎和叶片表面茸毛密度的遗传分析

植株茎叶茸毛在抗逆性所起的作用正在引起人们越来越多的关注.本研究以多毛辣椒(Capsicum annuum L.)PM702和无毛甜椒(C.annuum L.)FS871为双亲构建的F9代重组自交系(RILs)为实验材料,利用主基因+多基因混合遗传模型,联合双亲对主茎和叶片表面茸毛密度进行了遗传分析.结果显示,辣椒主茎表面茸毛密度分布符合E-2-3模型,即受2对连锁的主基因控制,并有多基因的修饰.2对主基因以加性效应为主.主基因遗传率为53.00％,多基因遗传率为25.30％.两基因座间的重组率r=0.6226.叶片正面茸毛密度分布符合E-1-7遗传模型,即受2对具有互补作用的主基因控制,并有多基因同时起作用.主基因以加性效应为主,并有互作.主基因遗传率50.65％,多基因遗传率8.86％.结果为抗逆甜辣椒新品种的选育提供了一定的理论依据.     

克拉玛依市经济增长与生态环境关系的计量分析

结合克拉玛依市现状,构建经济增长和生态环境的指标体系,对原始数据予以归一化处理,确定权重,加权求和得到克拉玛依市经济增长和生态环境综合指数.对两者进行了相关分析(相关系数R=0.732 1),结果表明经济增长和生态环境综合指数的关系相对密切.通过耦合协调模型分析发现,克拉玛依市经济增长和生态环境的协调度C围绕其均值0.974 2上下波动.耦合协调度D总体也呈上升趋势,耦合协调度变化量△D值每年的增长幅度有一定的波动.2004年增加幅度最大,变化量△D为0.544 0,环比增长率r为13.01％.2009增加幅度最小,变化量△D为0.002 9.环比增长率r为0.56％,但是经济增长与生态环境某一增速的快慢直接影响着两者的协调度及耦合协调度.协调经济增长和生态环境二者的关系,实现二者的均衡发展,是克拉玛依市经济增长和生态环境可持续发展的重要因素.     

基于条件拉丁超立方抽样的县域耕地土壤有机质空间插值合理样本密度的确定

  目的  采样密度与耕地土壤有机质（SOM）的空间预测精度密切相关,为提高耕地SOM空间预测精度,需要确定合理的采样密度。  方法  以湖南省岳阳县为例,用R语言设计了条件拉丁超立方体抽样（cLHS）方案,从7399个（采样密度为14.82个 km?2）耕地土壤样本中独立抽取不同采样密度的8个训练集（采样密度分别为10.01、7.41、3.70、1.85、0.93、0.46、0.23、0.12个 km?2）,为了兼顾样本特征空间与地理空间,地形部位、坡度、成土母质、土壤类型、乡镇和经纬度等信息被添加到了cLHS中。结合普通克里格方法,分析和探讨了不同采样密度的耕地SOM空间预测效果。  结果  不同采样密度训练集SOM均值高于湖南省平均水平,具有中等程度变异,描述性统计结果差异不大,各训练集对总体均具有较强的代表性;半方差函数模型均为指数模型,具有较好的半方差结构（结构性比例:87.5% ~ 94.5%）,空间相关性较强,变程与拟合优度呈现出正相关关系(相关系数r = 0.96),与结构性比例则表现为负相关关系(相关系数r = ?0.79);在采样密度为3.70个 km?2时,探测到的SOM变异结构中结构性组分最完整,精度最佳。当采样密度达到1.85个 km?2以上时可较稳健地揭示其空间结构特征,继续增加采样密度并不能大幅提升预测精度。  结论  考虑预测精度要求和工作成本,与研究区自然地理条件相似的地区将耕地土壤采样密度控制在1.85个 km?2以上可获得预期的效果。     

宁夏覆膜滴灌玉米根系生物量模型构建与优选

为精准估测宁夏引黄灌区覆盖全生物降解膜滴灌玉米地下部根系生物量、提高玉米氮素积累量,以“宁吉198”和“天赐19”为试验材料,采用根系扫描仪获取玉米根系高清图像,运用根系图像处理系统处理不同施氮量下玉米根系指标,分析玉米根系生物量分布状况,利用根径(D)和根长(H)构建根生物量(W)动态模型,根据决定系数R2、平均绝对误差(MAE)、估算值标准误差(SEE)和平均误差(ME)综合评价与优选。研究结果表明,2个品种玉米根系的生物量均集中在0～30 cm土层;采用非线性回归模型拟合结果发现,组合变量(D2H)作为自变量能显著提高2个品种玉米根系生物量的估算精度,决定系数分别达0.94和0.86;残差分析结果发现模型存在异方差性,利用对数转换法消除异方差后,以组合变量(D2H)所构建的幂函数模型为最优模型,且2个品种“宁吉198”和“天赐19”的决定系数最大,分别为0.97和0.96,为消除不同品种间的误差,将2020年2个品种的数据进行拟合,所获得的根系生物量最优模型为:W=3.52(D2H)0.69,R2达0.89。模型验证结果根系生物量估计值和实测值决定系数达0.92,MAE、SEE和ME分别为0.11、0.13和-0.09 kg。说明该模型能较好地模拟宁夏覆膜滴灌玉米根系形态指标和生物量分配动态,可作为估测作物根系生物量的参考依据。     

基于多光谱影像和机器学习算法的红树林树种LAI估算

针对红树林叶面积指数（Leaf Area Index,LAI）实地测量难度大、无法快速大范围LAI估算的问题。该研究以广西北部湾红树林为研究对象,以无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）和哨兵二号（Sentinel-2A,S2）多光谱影像为数据源,整合原始光谱波段、植被指数和组合植被指数构建高维数据集,并进行数据降维和特征优选。定量评估6种机器学习算法（XGBoost、前馈反向传播神经网络（Back Propagation,BP）、支持向量机（SVM）、岭回归（Ridge）、Lasso和弹性网络（ElasticNet））对不同红树林树种LAI的估算能力;探究UAV和Sentinel-2A影像对红树林树种LAI估算的精度差异。研究结果表明：1）基于XGBoost算法构建的模型实现了红树林LAI高精度估算,R2均高于0.70,RMSE均低于0.349;2）在UAV和Sentinel-2A影像下,XGBoost模型对不同红树林树种LAI的估算精度（R2）比其他5种模型分别提高了0.105～0.365和0.283～0.540,RMSE降低了0.100～0.392和0.102～0.518;3）UAV影像数据与XGBoost算法构建的模型对海榄雌LAI的估算精度优于其他组合（R2=0.821、RMSE=0.288）,Sentinel-2A影像数据与XGBoost算法构建的模型对秋茄和桐花树LAI的估算精度优于其他组合（R2=0.940～0.979、RMSE=0.142～0.104）,不同红树林树种LAI的估算精度依次为桐花树>秋茄>海榄雌;4）SNAP-SL2P算法整体性低估红树林LAI值,UAV影像红树林树种LAI的平均估算精度（R2=0.677～0.713）均优于Sentinel-2A影像,实现了不同红树林树种LAI的高精度估算。     

用多辐射校正水平遥感数据提取植被叶面积指数的精度分析

选用南京市SPOT5 HRG图像的地物反射率(PAC)、表观反射率(TOA)、星上辐射率(SR)和灰度值(DN)影像,提取了2种植被指数(VI),即归一化植被指数(NDVI)和比值植被指数(RVI),与地面实测的植被叶面积指数(LAI)进行了相关分析,并建立了157个LAI-VI关系模型。结果显示:LAI与VI呈显著的正相关关系(r=0.303~0.927,p0.01),对应不同植被的优选模型自变量包括了3个辐射校正水平的2种植被指数,可见基于不同辐射校正水平的植被指数在LAI遥感反演中具有一定的应用潜力。这些优选模型为:阔叶林:LAI=-3.345+5.378RVISR+7.329NDVISR(R2=0.818,RMSE=0.527),针阔混交林:LAI=1.696+17.076NDVIDN+137.684(NDVIDN)2-288.240(NDVIDN)3(R2=0.919,RMSE=0.440),灌木:LAI=-0.065+19.112NDVISR-113.820(NDVISR)2+184.207(NDVISR)3(R2=0.900,RMSE=0.448),草地:LAI=-5.905+6.446RVISR+9.477NDVISR(R2=0.944,RMSE=0.378),植被总体:LAI=-1.615+7.199NDVIDN+2.640NDVISR+2.105RVIPAC(R2=0.801,RMSE=0.668)。研究表明,基于不同植被类型、不同辐射校正水平影像的LAI遥感估算有利于充分挖掘遥感影像信息,进而提高LAI估算的精度。     

考虑降水和地形的京津冀水库流域非点源污染负荷估算

为了研究京津冀地区水库流域非点源污染现状,该文选取京津冀地区17座重要的水源地水库,运用修正的输出系数模型对水库流域非点源总氮(TN,total nitrogen)、总磷(TP,total phosphorus)输出负荷进行估算,结果表明:1)TN与TP负荷量空间分布具有一致性,TN负荷量较大的水库流域,TP负荷量也较大。TN与TP负荷量的平均比值为6.73。2)TN、TP负荷强度具有空间异质性。TN负荷强度为1.04~24.91 t/km~2·a,TP负荷强度为0.11~3.89 t/km~2·a。唐山、秦皇岛地区水库面临着更大的氮磷污染风险。3)不同污染源对TN负荷贡献率的顺序是土地利用农村生活牲畜养殖,对TP负荷贡献率的顺序是农村生活土地利用牲畜养殖。4)运用水库营养状态指数(EI,eutrophication index)对模拟结果进行验证。EI指数分别与TN、TP负荷强度呈显著相关关系(r=0.562,P0.05;r=0.558,P0.05),表明模拟出的TN、TP负荷与实际情况较符合,模型具有应用潜力。     

顾及三维的大冶市建设用地扩张及其生态效应

三维地形起伏影响着广泛的景观生态格局、过程及其动态。利用遥感影像和DEM数据,基于地形起伏度和坡度将大冶市划分为平畈、缓丘、陡丘和低山4种地貌类型区域,考虑三维地形对生态系统服务功能的影响,建立了顾及三维的生态系统服务价值估算修正模型,同时引入3D景观格局指数来共同探讨建设用地扩张及其生态效应。结果表明:(1) 1995—2015年,大冶市建设用地扩张存在逐渐加速的趋势,平畈和缓丘区域扩张强烈,且边缘式扩张模式占有优势地位,而陡丘和低山区域扩张较为缓慢,且边缘式、填充式和飞地式扩张三足鼎立;(2) 1995—2015年,大冶市建设用地扩张带来的生态服务价值总损失为37 525.56万元,平畈和缓丘区域因占地多而总损失量大,但缓丘和低山区域单位建设用地扩张代价更高;(3)从1995年、2005年、2015年的3D景观格局指数变化看,大冶市建设用地扩张导致各地貌类型区域的景观破碎程度均持续增加,在平畈和缓丘区域,新增建设用地与原有建设用地的连通性在开始改善,但平畈区域的景观均衡性后期开始减弱,缓丘区域的景观均衡性则持续增强,陡丘和低山区域新增建设用地团聚程度低,林地的主导地位开始削弱。     

站网密度和地形对模拟产流量和产沙量的影响

模拟计算中的误差可以归结为两个方面:一方面是输入资料的误差,这涉及到站网的密度、空间位置、测验仪器和流域内信息的时空分布;另一方面是模型算法、结构,这里涉及到确定性和随机计算方法所引起的误差。地形对降雨量、产流量和产沙量的影响及其估算是一个十分重要的课题,同时也是一个相当困难和研究基础十分薄弱的课题。本文选用与ArcviewGIS藕合的SWAT来分析站网密度和雨量站所处的空间位置对模拟产流量和产沙量的影响。以卢氏流域为研究区域,以卢氏24个雨量站的气象资料以及下垫面资料为模型的输入,分析站网密度和空间位置对产流量和产沙量的影响。研究表明:站网密度越小,计算的面平均雨量的误差越大;在水文模拟中,雨量站的多少有一个饱和的上限,当雨量站大于这个上限时,雨量站站的增加并不会增加模拟的精度;同样雨量站的站数有一个下限,在一定的模拟精度内,许可的最小雨量站。雨量站所处空间位置的高程值、坡度和坡向影响着模拟产流量和产沙量,在下垫面相同的条件下,迎风坡的雨量站模拟产流量大于背风坡产流量,坡度大模拟的产流量大;迎风坡模拟的产沙量大于面平均值,由于产沙受到降雨强度影响,背风坡的产沙量也有可能大于面平均值。     

根系吸水模型模拟覆膜旱作水稻气孔导度

为构建覆膜旱作水稻根系吸水模型,进一步改进气孔导度模型,该文在湖北十堰开展包含3个水分处理(淹水、覆膜湿润和覆膜旱作栽培)的田间试验,分析覆膜旱作水稻蒸腾(根系吸水)与根长之间的关系,在此基础上建立覆膜旱作水稻根系吸水模型,并将其代替彭曼(Penman-Monteith,PM)方程来估算蒸腾强度,进而与脱落酸(abscisic acid,ABA)参与调控的气孔导度模型耦合,模拟覆膜旱作条件下水稻气孔导度的日变化过程。结果表明,水稻蒸腾与根长呈线性正比关系(R~2=0.96,P0.05),据此建立的根系吸水模型可以较好地模拟覆膜旱作水稻的蒸腾(根系吸水)规律,使蒸腾强度模拟值和实测值间的相对误差基本控制在15%以内;经改进后的Tardieu-Davies气孔导度模型(TD模型)可有效描述不同土层根系吸水流中的ABA浓度及不同根系层ABA的合成对木质部蒸腾流中总ABA含量的贡献,可较好地模拟气孔导度的日变化过程。改进TD模型大大提高了模拟精度,使相对误差不超过7.0%。该研究可为覆膜旱作水稻生理节水机理和水分利用效率评估提供一定的理论依据。     

覆膜滴灌下氮肥与种植密度互作对东北春玉米产量、群体养分吸收与转运的调控效应

  【目的】  合适的氮肥用量和种植密度是提高东北玉米产量和效益的关键。研究覆膜滴灌条件下氮肥用量、种植密度及其互作对春玉米产量、养分吸收转运及利用效率的影响,以期为东北半干旱区春玉米高产高效栽培提供理论依据。  【方法】  2016—2017年,在吉林省西部半干旱区乾安县开展田间试验,以紧凑型玉米品种农华101为供试材料,在覆膜滴灌条件下,分别设置氮肥用量 (0、140、210、280和350 kg/hm2,分别以N0、N140、N210、N280和N350表示) 和种植密度 (6.0 × 104、7.5 × 104和9.0 × 104株/hm2,分别以D1、D2和D3表示) 2个因子,分析不同处理玉米地上部群体养分积累动态、转运与分配特征、产量及氮肥利用效率。  【结果】  适当施氮和增加种植密度均可显著增加玉米产量,且玉米产量随施氮水平和种植密度的增加呈先增后降趋势,以D2和N210条件下玉米产量最高。在相同种植密度下,玉米苗期至开花期群体氮、磷、钾积累量均随施氮水平的增加而增加,而在灌浆期至成熟期则表现为随施氮水平的增加先增后降。在相同施氮水平下,玉米群体氮、磷、钾积累量均以D2密度下最高。不同施氮量与种植密度组合中,以D2和N210条件下玉米成熟期群体氮、磷、钾积累量最高。与不施氮肥处理相比,施氮提高了玉米开花后氮、磷、钾积累量占总生育期积累量比例,并随施氮水平的增加先增后降,而不同种植密度间玉米开花后氮、磷、钾积累量占总生育期积累量比例差异未达显著水平 (P > 0.05)。玉米养分转运量随施氮水平和种植密度的增加先增后降,以D2和N210条件下玉米养分转运量最高,而不同种植密度间养分转运率、转运养分对籽粒的贡献率和花后积累养分对籽粒的贡献率均无显著性差异。随施氮水平的增加,不同种植密度下氮素吸收利用率、农学利用率和偏生产力均呈下降趋势,其中D2密度下氮素吸收利用率、农学利用率和偏生产力维持在较高水平。相关分析结果表明,玉米开花前后氮、磷、钾素积累量与籽粒产量均呈显著或极显著正相关 (r = 0.6250～0.9224),其中开花后氮、磷、钾积累量与产量的相关性高于开花前。  【结论】  合理的种植密度和施氮水平提高了玉米花后养分积累与分配比例,促进养分转运量和花后积累养分对籽粒贡献率的协同提高,进而提高了玉米产量和氮肥利用效率。综合考虑玉米产量、养分积累与转运及氮素利用效率等因素,在东北半干旱区覆膜滴灌条件下,以种植密度为75000株/hm2,施氮量为210 kg/hm2较为适宜。