巴西陆稻IAPAR9对土壤水分的生理响应

将巴西陆稻IAPAR9的生育期分为出苗～分蘖、分蘖～孕穗、孕穗～抽穗3个试验阶段,每个阶段设 不同的水分处理。通过盆栽试验,对其气孔导度、胞间CO2浓度、光合速率和蒸腾速率等指标的研究表明,光合 和蒸腾呈非线性关系,可用抛物线方程进行描述;气孔导度与蒸腾可用指数方程表示。在本实验条件下,适当 地增加CO2浓度有利于光合速率的增加。     

不同水分处理对巴西陆稻IAPAR9根部性状的影响

巴西陆稻IAPAR9是巴西政府赠送给中国的优良稻种,它是一种适应于旱地或干旱生态环境下生长的特殊稻类。由于陆稻大多种植在一些干旱少雨的地区,所以应具有较强的耐旱性能。特别是孕穗-抽穗期耐旱或避旱,要求具有发达的根系。基于这一点,我们于2004年利用调亏灌溉的原理和方法对IAPAR9分阶段进行了不同水分处理的试验研究,探索其在不同水分条件下对根部性状的影响。     

巴西陆稻IAPAR9引种试验初报

巴西陆稻IAPAR9具有高产、耐旱、耐瘠的特性,催芽温度控制在30℃,播种密度为13 cm×17 cm,施肥以基肥和前期追肥为主,保证出苗生长和抽穗扬花期的水分供应,每667 m2可获得产量200～400 kg.     

旱地春小麦产量对不同生育阶段温度变化的响应模拟

【目的】定量分析陇中黄土丘陵沟壑区旱地春小麦不同生育阶段温度变化对小麦产量的影响,为陇中黄土丘陵沟壑区制定合理种植模式提供理论指导和决策依据。【方法】基于灰色关联度分析不同生育阶段温度与旱地春小麦产量间的关联性,确定影响旱地春小麦产量的关键生育阶段。应用APSIM（Agricultural Production System Simulator）模型模拟不同生育阶段温度变化条件下春小麦的产量,通过二次多项回归分析、单因素边际效应分析方法研究旱地春小麦产量对不同生育阶段温度变化的响应机制。【结果】（1）APSIM模型对模拟陇中黄土丘陵沟壑区不同播种期旱地春小麦的产量和生育期具有较高的适用性,模拟产量和生育期的均方根误差（RMSE）平均值分别为39.95 kg?hm ^-1和2.78 d,归一化均方根误差（NRMSE）平均值分别为1.55%和1.87%,模型有效性指数（M_E）平均值分别为0.73和0.83;（2）陇中黄土丘陵沟壑区旱地春小麦全生育期平均温度总体呈上升趋势,但不同生育阶段的温度增幅各不相同,播种—出苗、出苗—分蘖、分蘖—拔节、拔节—孕穗、孕穗—开花、开花—灌浆和灌浆—成熟阶段的平均气温倾向率分别为0.44℃?（10a） ^-1、0.34℃?（10a） ^-1、0.17℃?（10a） ^-1、0.41℃?（10a） ^-1、0.49℃?（10a） ^-1、0.52℃?（10a） ^-1和0.35℃?（10a） ^-1;（3）不同生育阶段温度变化对旱地春小麦产量的影响大小依次为灌浆—成熟、开花—灌浆、播种—出苗、孕穗—开花、拔节—孕穗、出苗—分蘖、休闲和分蘖—拔节阶段;（4）在其他生育阶段温度不变的条件下,播种—出苗阶段温度每提高0.5℃,春小麦产量平均增加0.45%;孕穗—开花阶段温度每提高0.5℃,春小麦产量平均减少0.34%。开花—灌浆阶段温度每提高0.5℃,春小麦产量平均减少0.65%;灌浆—成熟阶段温度每增加0.5℃,春小麦产量平均减少1.09%。【结论】APSIM模型对陇中黄土丘陵沟壑区不同播种期旱地春小麦的产量和主要生育期有较好的模拟效果。研究区旱地春小麦全生育期平均温度总体呈上升趋势,但不同生育阶段温度增幅不同。不同生育阶段温度变化对春小麦生长和发育影响不同。播种—出苗阶段增温倾向于增产,其他阶段增温倾向于减产。     

旱地春小麦产量对不同生育阶段温度变化的响应模拟

【目的】定量分析陇中黄土丘陵沟壑区旱地春小麦不同生育阶段温度变化对小麦产量的影响,为陇中黄土丘陵沟壑区制定合理种植模式提供理论指导和决策依据。【方法】基于灰色关联度分析不同生育阶段温度与旱地春小麦产量间的关联性,确定影响旱地春小麦产量的关键生育阶段。应用APSIM(Agricultural Production System Simulator)模型模拟不同生育阶段温度变化条件下春小麦的产量,通过二次多项回归分析、单因素边际效应分析方法研究旱地春小麦产量对不同生育阶段温度变化的响应机制。【结果】(1)APSIM模型对模拟陇中黄土丘陵沟壑区不同播种期旱地春小麦的产量和生育期具有较高的适用性,模拟产量和生育期的均方根误差(RMSE)平均值分别为39.95kg·hm~(-1)和2.78 d,归一化均方根误差(NRMSE)平均值分别为1.55%和1.87%,模型有效性指数(ME)平均值分别为0.73和0.83;(2)陇中黄土丘陵沟壑区旱地春小麦全生育期平均温度总体呈上升趋势,但不同生育阶段的温度增幅各不相同,播种—出苗、出苗—分蘖、分蘖—拔节、拔节—孕穗、孕穗—开花、开花—灌浆和灌浆—成熟阶段的平均气温倾向率分别为0.44℃·(10a)~(-1)、0.34℃·(10a)~(-1)、0.17℃·(10a)~(-1)、0.41℃·(10a)~(-1)、0.49℃·(10a)~(-1)、0.52℃·(10a)~(-1)和0.35℃·(10a)~(-1);(3)不同生育阶段温度变化对旱地春小麦产量的影响大小依次为灌浆—成熟、开花—灌浆、播种—出苗、孕穗—开花、拔节—孕穗、出苗—分蘖、休闲和分蘖—拔节阶段;(4)在其他生育阶段温度不变的条件下,播种—出苗阶段温度每提高0.5℃,春小麦产量平均增加0.45%;孕穗—开花阶段温度每提高0.5℃,春小麦产量平均减少0.34%。开花—灌浆阶段温度每提高0.5℃,春小麦产量平均减少0.65%;灌浆—成熟阶段温度每增加0.5℃,春小麦产量平均减少1.09%。【结论】APSIM模型对陇中黄土丘陵沟壑区不同播种期旱地春小麦的产量和主要生育期有较好的模拟效果。研究区旱地春小麦全生育期平均温度总体呈上升趋势,但不同生育阶段温度增幅不同。不同生育阶段温度变化对春小麦生长和发育影响不同。播种—出苗阶段增温倾向于增产,其他阶段增温倾向于减产。     

氮磷钾配比对巴西陆稻产量及品质的影响

为了提高早稻的产量和品质，用正交旋转组合试验设计，研究了氮、磷、钾肥用量配方对巴西陆稻IAPAR9的生长发育、产量和品质的影响．结果表明：氮肥用量与巴西陆稻的最高苗数、有效穗数、干物质积累呈显著正相关；施磷量与稻谷产量呈显著正相关；施氮、钾量与稻谷产量呈极显著正相关，增施钾肥对提高结实率和增穗、增重有明显的作用；氮肥、磷肥、钾肥用量与巴西陆稻的成穗率均呈较弱的负相关，氮、磷、钾肥用量对稻米外观品质影响不大，不同处理间的空白粒率、整精米率、蛋白质含量的变异幅度较大．巴西陆稻IAPAR9有效穗数、每穗实粒数、结实率、千粒重与产量均有不同程度的正相关，产量性状对产量的效应从大到小依次为有效穗数、结实率、每穗实粒数、千粒重．说明提高巴西陆稻IAPAR9单产的关键在于增加有效穗数，提高结实率．     

土壤水分调控对高产冬小麦生理特性及产量影响

采用田间防雨旱棚方法研究了高产小麦分蘖期、孕穗期、灌浆期的三个生育时期在不同水分胁迫下,冬小麦生理特性指标的变化、产量构成因素及最终产量的变化。结果表明:冬小麦各个生育时期对水分胁迫反应有显著差别,主要表现为光合速率、蒸腾速率、叶水势等方面;生育后期比生育前期对水分敏感性强,产量受后期水分影响较大;根据各时期光合速率、蒸腾速率、最终产量等指标得出高产冬小麦合理节水灌溉指标主要为各生育期田间持水量分蘖前期为45%~50%,分蘖后期到孕穗前期为55%~60%,孕穗后期至灌浆期要维持60%~65%左右。这种条件下可以获得较合理的生物产量和经济效益。     

北疆膜下滴灌玉米年际需水量及耗水规律

【目的】探索新疆天山北部准噶尔盆地南缘区膜下滴灌玉米年际需水量、气象因素、水分生产率、作物系数以及生长、生理动态等变化特征,为调整区域作物种植结构,高效节水提供理论依据。【方法】在新疆灌溉中心试验站,通过2013—2015年3年的旱棚灌溉试验,分析4种不同灌水定额300、375、450、525 m3·hm~(-2)(分别用T1、T2、T3、T4表示)玉米年际内和年际间耗水规律、作物系数及生长、生理指标变化,采用相关分析方法,探明各气象因素与玉米需水量的相关关系,确定影响玉米需水量变化的主要气象因素。【结果】年际内各处理玉米总耗水量、生育阶段耗水量随灌水量增加而增大,2013年各处理(T4—T1)总耗水量为202.69、243.22、317.70、366.99mm;2014年各处理总耗水量为293.81、372.18、466.69、537.13 mm;2015年各处理总耗水量为326.84、401.31、490.76、569.33 mm。年际间,2015年度各处理总耗水量比2014年多5.66%、4.90%、7.26%、10.11%,比2013年多35.54%、35.26%、39.39%、37.98%;2014年度各处理总耗水量比2013年多31.68%、31.92%、34.65%、31.01%。2015年平均温度比前两年高2.6%—3.3%,有效降雨高30.4%—31.2%,相对湿度高11.5%—12.5%。平均温度对玉米播种至灌浆生长期需水量影响突出,线性回归方程的决定系数均达到0.98。玉米产量随灌水量的增加呈先增后减趋势,经优化分析玉米生育期灌水量为3 570—6 370 m~3·hm~(-2),产量可达13 061—14 929 kg·hm~(-2)。水分生产率随灌水量增加而降低,变幅5.92—1.75 kg·m-3之间。作物系数随灌水定额增加而增大,变幅在0.51—1.18之间,3年内作物系数在灌浆—成熟阶段最大,其值为1.01,播种—出苗作物系数最小,其值为0.33。【结论】年际内玉米各处理总耗水量差异显著,各生育阶段耗水量在拔节—抽雄、抽雄—灌浆、灌浆—成熟阶段差异显著。年际间各处理总耗水量变化差异显著,各处理生育阶段耗水量在抽雄—灌浆、灌浆—成熟阶段差异显著。气象因素中平均温度、有效降雨、相对湿度呈逐年增长趋势,太阳辐射、风速、平均温度与需水量成正相关,相对湿度与需水量成负相关。在出苗—拔节阶段,主要气象影响因素是太阳辐射和风速;在拔节—抽雄阶段,主要气象影响因素是相对湿度和平均温度;在抽雄—灌浆阶段,主要气象影响因素是平均温度。平均温度对玉米生育阶段需水量影响最大。玉米产量与全生育期灌水量成二次抛物线关系。玉米作物系数全生育期呈现单峰值变化,峰值出现在抽雄—灌浆期。生育期内玉米株高随灌水量增大而增加,全生育期呈单峰变化,峰值在抽雄期。叶面积指数峰值出现在灌浆期,叶绿素峰值出现在抽雄期。     

水陆稻在水田和旱地栽培的性状比较

以有代表性的陆稻(TANGARA，IAPAR9)为试材，水稻新香优80为杂交组合，R80为常规稻，采用裂区设计，通过水田和旱地栽培比较试验，探明在不同栽培条件下主要是干旱对水、陆稻农艺性状、产量构成因素和稻米品质的影响．结果表明：两种栽培条件下各品种产量之间存在显著差异，旱地栽培时，产量明显降低；从产量构成因素来看，旱栽产量低的原因陆稻主要是有效穗数不足、结实率下降，水稻表现为有效穗数增多，每穗总粒数和结实率下降，且下降幅度大于陆稻；有效穗数对产量的贡献最大，直接通径系数为1．4530．干旱对生育期、株高、茎蘖数、叶面积和米质有一定影响．旱种时生育期较短，株高中等，叶面积较小的品种有利于抗旱，各品种米质水田栽培优于旱地的，但旱地栽培能明显提高水、陆稻品种的粗蛋白含量．     

红壤性水稻土早、晚稻吸锰规律的研究

以湖南农业大学1982年布置的长期定位实验为依托,研究了红壤性水稻土早、晚稻吸锰规律.结果表明,在水稻生育期间,早稻与晚稻的吸锰规律明显不同.早稻在分蘖期-孕穗期和齐穗期-成熟出现2个吸锰高峰,其吸锰量分别占其吸锰总量的30.9%和54.1%,而移栽前-分蘖和孕穗-齐穗2个时期的吸锰量很低,仅占吸锰总量的1.8%和13.2%.晚稻生育期间仅出现一个吸锰高峰,包括分蘖-孕穗和孕穗-齐穗2个生育期,其吸锰量占吸锰总量的71.0%,而移栽前-分蘖和齐穗-成熟2个时期的吸锰量仅分别占吸锰总量分别为6.4%和22.7%.不同地下水位.有机肥施用水平和稻作制对水稻的吸锰量影响不明显.     

巴西陆稻IAPAR9氮磷钾配方施肥的数学模型

为了提高旱稻的产量、质量，采用正交旋转组合试验设计，研究了氮、磷、钾肥用量配方对巴西陆稻IAPAR9的生长发育产量、品质和效益的影响进行了系统研究．建立了湖南省红黄泥土壤条件下巴西陆稻IAPAR9栽培中施肥量与产量、米质的数学模型，并分别优选出高产量、高利润各10套施肥方案和米质最佳施肥方案．当N，P2O5，K2O分别为295．2，147．6，295．2kg／hm^2，三者比例为2：1：2，可获得最高产量5012．64kg／hm^2，最高利润为2975．76元／hm^2，最高整精米率62．56％，较低垩自粒率19．19％和最高蛋白质10．24％。     

基于CROPWAT模型水稻需水量及灌溉制度研究

为研究黑龙江松嫩平原南部地区气候变化对水稻需水量影响及水稻不同灌溉制度,基于黑龙江省庆安县1966～2015年气象、土壤数据和水稻作物参数,采用Mann-Kendall趋势检验法分析水稻生育期内需水量变化规律,利用CROPWAT模型计算水稻各生育期需水量、有效降雨和灌溉需水量,对不同典型年份水稻需水量和有效降雨作耦合度分析,制定水稻灌溉制度。结果表明,生育期内水稻需水量在气象因素共同作用下以13.68 mm·10年-1速率下降,变化范围为410.8～574.6 mm;该地区特枯水年、枯水年、平水年和丰水年水稻需水量分别为521.0、484.9、451.8、410.8 mm;水稻在拔节和抽穗期需水量较大,两个时期需水量在不同水文年下差异明显;不同水文年下6、7、8月主要需水时期,需水量与有效降雨耦合度均小于1;同一水文年下灌溉定额均为淹水灌溉>"浅、湿"灌溉>干湿交替灌溉>控制灌溉,淹水灌溉灌溉次数最多,干湿交替灌溉模式灌溉次数最少;不同水文年下与淹水灌溉灌溉定额相比水稻"浅、湿"灌溉、干湿交替灌溉和控制灌溉节水效果明显,分别可节水6.3%～13.4%、29.1%～39.4%、30.6%～42.6%。有效降雨量难以满足水稻需水要求,在水稻生育期内应根据不同典型年选择合适灌溉制度灌溉,并在拔节孕穗、抽穗开花两个高耗水时期加强灌溉。     

鲁中地区夏玉米水分盈亏及灌溉需水量的时空变化特征

利用1980—2014年鲁中地区气象资料和夏玉米生育期资料,采用Penman-Monteith模型和单作物系数计算夏玉米各生育阶段需水量,利用美国农业土壤保持局推荐方法计算有效降水量、水分盈亏系数(CWSDI)和灌溉需水量,分不同生育期进行时空变化分析探讨。结果表明:近35年来,鲁中地区夏玉米全生育期和各生育期需水量均随时间变化呈减少趋势,拔节—抽雄期是需水量最大的阶段,随时间变化减少幅度最大,全生育期需水量主要空间变化规律一致,减少强度中心在中北部地区。全生育期和各生育期有效降水随时间变化呈增加趋势,2003年是突变增加的开始年份,全生育期增加强度中心在南部山区,拔节—抽雄期增加强度中心在中部平原。全生育期CWSDI随时间变化呈增加趋势,拔节—抽雄期增加幅度最大,自南向北递减。为满足夏玉米需水要求,全生育期平均灌溉需水量228 mm,拔节—抽雄期是灌溉需水量最大的阶段,随时间变化呈减少的趋势,减少强度中心在中部地区。研究结果可为鲁中地区夏玉米干旱监测评估、适时灌溉和提高水分利用效率提供数据支撑。     

中国引进巴西陆稻十年推广硕果累累

中国引进巴西陆稻 1992年李鹏总理出访巴西,出席联合国"环发"大会,带回巴西人民赠送的珍贵礼品--500克巴西陆稻IAPAR9.同年7月15日,李鹏总理将该稻种转赠给中国农科院作物品种资源所.随后,巴西陆稻由中国农科院品资所统一安排该品种的隔离、试种、鉴定、生产试验和示范推广等项工作.     

芝麻不同生育阶段需水特性与干旱灌溉应用研究

探讨芝麻不同生育阶段需水特性与干旱灌溉水分生产效率,为芝麻高产栽培的合理灌溉和水分管理提供科学依据,2013-2018年在安徽、新疆等不同地域,选用6个芝麻主栽品种,开展芝麻不同生育阶段需水特性和灌溉水利用研究。结果表明：盆栽芝麻的全生育期蒸腾需水量平均为283.59mm,品种间差异大,形成100kg芝麻籽粒蒸腾需水量为263.56mm(175.7t/666.7m²),苗期、蕾期、初花期、盛花期、终花期、成熟期的蒸腾需水量分别为18.76mm、21.91mm、21.03mm、149.28mm、71.21mm和34.79mm,蒸腾模系数为5.89%、7.21%、6.85%、47.07%、23.93%和9.05%；盛花期最大,出苗期最小。池栽芝麻全生育期需水量531.36mm,其中株间蒸发量、蒸腾量分别占全生育期需水量的46.1%和53.9%；株间蒸发量最大的时期为苗期；蒸腾量最大的时期为花期。芝麻苗期、花期和成熟期需水模系数平均为18.65%、66.79%和14.56%。合肥基地出苗期、临泉基地花期遇旱喷灌,水分生产效率高达0.61kg/m³和0.65kg/m³；新疆精河基地按需滴灌处理比传统滴灌方式的水分生产效率提高43.28%,节水19.61%,这对水资源匮乏的新疆干旱区来说意义重大。芝麻需水量与栽培条件、品种、气温(r＝0.99)等密切相关。在芝麻不同生育阶段遇旱灌溉是提高水分生产效率和产量的关键措施之一。     

陆稻旱育、水插、旱管栽培技术研究

我们首次在易旱稻田进行旱育、水插、旱管小面积种植巴西陆稻IAPAR9试验，产量达4354．5kg/hm^2。2000年在柯城区花园乡上厅村，连片种植7．1hm^2。，平均产量达4753．5kg／hm^2。     

气候变化对河北低平原冬小麦需水量及水分生态适应性的影响

在气候变化和水资源短缺背景下,河北低平原地区冬小麦生产面临着巨大挑战。本研究以沧州市吴桥县为例,分析该地区1981—2015年冬小麦生育期内各项气象因素变化特征,采用SIMETAW模型模拟冬小麦各生育期需水量变化,分析冬小麦各生育阶段的水分生态适应性,提出影响冬小麦各生育阶段需水量的重要气象因素。结果表明:近35年来,气温是冬小麦生育期内变化最为显著的气象因素,其中最低气温呈极显著上升趋势,增幅为0.41℃/10a,平均气温呈显著上升趋势,增温幅度为0.27℃/10a;其次是降雨量的变化,冬小麦生育期内降雨量历年来呈增加趋势,每10年增加6.06mm;其他气象因素均呈不显著上升趋势。在上述气候变化背景下,冬小麦生育期内需水量近35年总体呈上升趋势,其中1981—1998年需水量呈下降趋势,1998—2015年呈上升趋势;冬小麦3个生长阶段(播种~越冬、返青~拔节、孕穗~成熟)的需水量均为上升趋势,其中拔节~返青阶段需水量显著高于其他2个生育阶段,且水分生态适应性最差,降水耦合度多年平均仅为17.84%。影响冬小麦各生育阶段需水量的气象因素有所不同,其中影响冬小麦返青~拔节阶段需水量的主要因素包括空气相对湿度(-)、最高气温(+)、平均风速(+)、太阳辐射(+)、最低气温(+)。根据回归方程,预测吴桥县冬小麦生育期需水量在2020和2030年分别为466.7和472.6mm。本研究结果将为河北低平原地区冬小麦节水种植制度构建提供理论依据。     

不同水分处理对巴西陆稻IAPAR9种子萌发的影响

巴西陆稻IAPAR9种子在不同水分处理土壤中进行的萌发试验表明：随着土壤含水量的降低，IAPAR9的发芽速率、发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和苗体素质均出现不同程度的降低。相对含水量80％处理的各项指标均优于其它处理，说明IAPAR9种子萌发的最佳土壤含水量为土壤田间持水量的80％左右。     

巴西陆稻IAPAR9生产潜力与高产栽培初探

专题攻关与综合试验研究结果表明 :巴西陆稻 IAPAR9在扬州丘陵地区有较好的适应性与丰产性。在播种期除补充必要的少量水外 ,可利用生长季自然水 ,达到单产 6750～ 750 0 kg/hm2 的生产潜力。试验研究还表明 ,适时早播、适当稀植促大穗、严防杂草和螟虫危害是夺取本地区巴西陆稻高产关键     

冀中南多样化种植模式的适水效应分析

为优化冀中南作物种植结构,本研究以河北省典型地下水漏斗区邢台市为例,基于作物需水SIMETAW模型系统量化1965—2018年冬小麦、春棉花、春玉米、夏谷子、夏大豆和春绿豆等10种主要农作物的生育期需水量与灌溉需水量,针对当地不同降水年型和水资源条件以及不同作物的生育期、生长发育特点和前后茬作物的农学特性等构建11种不同的种植模式,分析不同种植模式需水及降水耦合度等参数。结果表明:1)各作物年均生育期需水量表现为春棉花(515.2mm)冬小麦(466.6mm)春玉米(424.9mm)春油葵(420.0mm)春甘薯(362.1mm)春马铃薯(354.2mm)夏大豆(313.9mm)夏玉米(298.7mm)春绿豆(288.1mm)夏谷子(217.5mm)。2)各作物年均生育期灌溉需水量表现为冬播作物春播作物夏播作物。冬小麦年均生育期灌溉需水量最大,为329.2mm;夏谷子最低,为82.8mm。3)传统麦玉一年两熟制周年需水量最大(753.4～780.3mm),相比之下,多样化轮作模式的生育期需水量可显著降低15%～34%,生育期灌溉需水量明显降低9%～32%。春玉米-冬小麦-夏玉米、春玉米-冬小麦-夏谷子、春甘薯-冬小麦-夏玉米和春甘薯-冬小麦-夏谷子等两年三熟制在丰水年、平水年和枯水年下的生育期需水量、灌溉需水量和周年需水量均较低。春绿豆-夏谷子一年两熟模式的年均生育期需水量最低,为504.4mm,年均生育期灌溉需水量为286.8mm。因此,在保证粮食安全的前提下,为减缓河北省地下水位持续下降的趋势,发展适水种植模式是节水农业的重要途径之一。