玉米肥料运筹动态知识模型研究

为给玉米田知识模型间施肥提供决策工具,试图建立一种系统化和广适性的玉米肥料运筹动态。该模型通过分析和提炼玉米肥料管理方面的最新研究资料,在综合考虑气候条件、土壤理化性质、品种特性等影响因子基础上,根据养分平衡原理,以产量为目标,结合土壤养分供给量和玉米养分需求量,建立了玉米肥料运筹动态知识模型。模型可用于精确定量不同环境和不同产量目标下的氮磷钾施用量、有机氮无机氮施用比例及不同生育时期的氮肥追施量等。利用不同生态点、不同品种、不同土壤肥力等数据对模型进行了验证,结果表明,该模型具有较好的决策性和适用性。     

长绒棉氮肥运筹动态知识模型及系统仿真

通过对长绒棉氮肥运筹管理的最新资料的研究及实验论证,在分析氮肥对长绒棉产量、株高和叶面积影响的基础上,综合考虑气候条件、土壤理化性质、产量目标和品种特性等影响因子,根据养分平衡原理,建立长绒棉氮肥运筹的动态知识模型,并利用VC++开发平台和SQL Server数据库软件设计实现了长绒棉种植管理支持决策系统.     

不同氮肥运筹对晚播小麦产量和农艺性状的影响

[目的]确定不同氮肥运筹比例对晚播小麦产量结构及部分农艺性状的影响,为该地区晚播小麦高产稳产栽培提供合理的氮肥运筹方案。[方法]以目前淮北地区种植面积较大的小麦品种宁麦13号为材料,在小麦各生育期采用不同氮肥施用比例处理,研究各处理施肥比例对供试小麦产量结构、籽粒综合品质、试验区土壤理化性质的影响。[结果]基肥施用比例50%的处理(T_3)有效穗、产量均最高,即氮肥运筹主要是通过增加有效穗来提高晚播小麦产量水平,对产量构成因素中穗粒数、千粒重影响不大,总氮量不变的情况下,基肥施用量的增加会降低小麦整体籽粒品质,但可以提高试验区土壤有机质含量。[结论]合理的氮肥运筹是实现晚播小麦优质高产的重要措施,总氮保持一定的基础上,基肥施用比例增加,促进分蘖增加有效穗,但超过一定的施用量,有效穗开始下降。后期施肥用量对小麦千粒重、穗粒数及品质性状影响较大,即合理的基肥施用量及完善的后期追肥比例是实现晚播小麦优质高产的有效途径。     

不同氮温组合对小麦籽粒产量和品质的影响

在大田条件下,以筋力不同的2个小麦品种为供试材料,研究了不同氮温组合对小麦籽粒产量和品质的影响。结果表明:合理氮肥运筹不仅在正常生长条件下对籽粒产量和品质有显著影响,而且通过提高追肥比例或增加开花期追肥可缓解高温胁迫对粒重的不利影响,前者的效应大于后者,但两者的叠加效应并不总表现为正效应。氮肥运筹对高温胁迫条件下籽粒品质的缓解作用较小。从减轻灌浆期高温胁迫的不利影响和提高籽粒产量的稳定性出发,适当提高氮肥追施比例是必要的。     

油菜产量目标设计与品种选择的知识模型

运用知识工程和系统建模方法，在综合考虑决策点光温生产潜力、历史平均产量水平、土壤肥力、肥水管理水平和生产技术水平等诸多因子对增产系数影响的基础上，通过动态量化增产系数，建立了具有时空适应性的油菜产量目标设计知识模型；通过定量计算油菜品种特征值与环境因子和生产需求之间的符合度，建立了适宜品种选择的量化知识模型。利用南京、郑州和保定3个不同生态点的常年逐日气象资料以及不同品种类型资料对产量目标设计模型进行了实例分析；利用南京、仪征、如皋、郑州和保定5个不同生态点常年逐日气象资料以及13个不同品种资料对品种选择知识模型进行了实例分析。结果表明，所建知识模型具有较好的决策性和广适性。     

土壤基础肥力和氮肥运筹对强筋小麦 产量和品质的影响

以优质强筋小麦皖麦38为材料,研究土壤基础肥力和氮肥施用量、基追比例和追氮时期对强筋小麦籽粒产量和品质的影响,分析了产量和品质的关系。结果表明,施氮量在0￣300kg/hm2范围内,施用量、拔节期追氮比例与产量呈二次曲线关系,与籽粒蛋白质含量和湿面筋含量呈极显著正相关。适当增加施氮量和拔节期追氮比例及适期追肥可显著地提高产量,并可使籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和面团稳定时间与产量同步增加。在该试验条件下,较低土壤肥力的最高产量的临界施氮量为238.6kg/hm2,拔节期追氮比例35.1%,氮肥施用以基肥 拔节肥为宜;较高土壤肥力施氮量临界值为274.2kg/hm2,拔节期追氮比例47.2%,氮肥施用以基肥 拔节肥或结合挑旗肥为宜。氮肥对较低肥力小麦产量和品质的调节效应高于较高肥力,但较低肥力土壤强筋小麦产量和品质的协调性差,主要品质指标难以达到优质强筋小麦标准;优质强筋小麦生产的技术关键是以优质品种为前提,在较高地力基础上合理运用氮肥。     

小麦栽培管理动态知识模型的构建与检验

 将系统分析方法和数学建模技术应用于小麦管理知识表达体系，通过解析和提炼小麦生育及管理指标与环境因子及生产水平之间的基础性关系和定量化算法，创建了小麦管理动态知识模型WheatKnow；充分利用软构件的技术特点，在Visual C++和Visual Basic平台上研制了数字化和组件化小麦管理动态知识模型系统，实现了播前栽培方案的设计和产中适宜调控指标动态的预测2大功能。其中，播前栽培方案包括产量目标、适宜品种、播期、基本苗及播种量、肥料运筹和水分管理；产中调控指标包括适宜生育期、穗分化进程、生长指标、源库指标和营养指标动态。利用不同生态点、不同品种、不同土壤等资料及大田对比试验对所建知识模型进行实例分析和检验的结果表明，所提出的小麦管理动态知识模型总体上具有较好的广适性和决策性。本研究克服了传统作物栽培模式与专家系统地域性强和广适性弱的不足，从而为实现作物栽培管理的精确化和数字化奠定了基础。     

优质小麦的管理技术

正小麦品质受品种、环境、生态和栽培措施等多种因素的影响,改善小麦品质有多种途径,除选用优质品种外,通过一些栽培措施也可显著改善小麦品质。随着人民生活水平的提高和种植业结构的调整,提高小麦品质已成为小麦生产的主题。其关键技术如下:合理运筹氮肥,小麦生长发育及籽粒形成所需的氮素主要是从土壤中获得的,土壤施氮对小麦籽粒品质的影响非常明显。氮肥施用量应视地力、品种及其它栽培条件而定。一般高产条件下,每公顷总施氮量为     

氮肥运筹对节水高产冬小麦产量及水分利用率的影响

[目的]研究氮肥运筹对节水高产冬小麦产量和水分利用率的影响,以形成最佳的氮肥底追比例,保护有限水资源。[方法]在统一施用270 kg/hm2纯氮条件下,选取节水高产冬小麦品种衡4399为材料,研究了底施与追肥比例3∶7、5∶5及7∶3这3种氮肥运筹方式对其产量、水分利用率的影响。[结果]氮肥运筹方式与产量及水分利用率高度相关,种植衡4399等节水高产冬小麦品种采用底追比3∶7的施氮方式,平均产量最高,为7268.21 kg/hm2,水分利用率最大,为21.56 kg/(hm2·mm)。[结论]在黑龙港地区施用270 kg/hm2纯氮条件下,种植衡4399这类分蘖能力较强的节水高产冬小麦品种宜采用底追比3∶7的施氮方式。     

怎样提高优质强筋小麦的品质

<正>随着人民生活水平的提高和种植业结构的调整,提高小麦品质已成为小麦生产的主题。小麦品质受品种、环境、生态和栽培措施等多种因素的影响,改善小麦品质有多种途径,除选用优质品种外,通过一些栽培措施也可显著改善小麦品质。合理运筹氮肥,小麦生长发育及籽粒形成所需的氮素主要是从土壤中获得的,土壤施氮对小麦籽粒品质的影响非常明显。氮肥施用量应视地力、品种及其它栽培条件而定。一般高产条件下,每公顷总施氮量为225-270kg     

A Dynamic Knowledge Model for Nitrogen Fertilization in Wheat Management

By analyzing and extracting the research progress on nitrogen fertilization in wheat, a dynamic knowledge model for management decision-making on total nitrogen rate, ratios of organic to inorganic and of basal to dressing nitrogen under different environments and cultivars in wheat was developed with principle of nutrient balance and by integrating the quantitative effects of grain yield and quality targets, soil characters, variety traits and water management levels. Case studies on the nitrogen fertilization model with the data sets of different eco-sites, cultivars, soil fertility levels, grain yield and quality targets and water management levels indicate a good performance of the model system in decision-making and wide applicability.     

冬小麦产量与籽粒蛋白质含量协同变化特点及水肥调控

【目的】揭示冬小麦产量与籽粒蛋白质含量协同变化特点，为小麦高产优质栽培决策提供依据。【方法】根据盆栽水肥和田间肥料试验数据建立冬小麦产量和籽粒蛋白质含量关于土壤水分含量及氮磷肥的单因素和两因素效应函数，通过对函数曲线变化状态及其特点的分析，揭示小麦产量和蛋白质含量在不同水肥条件下的协同变化特点及其条件，并据此确定各种条件下高产优质的水肥管理方案。【结果】低肥和中肥（或土壤水分含量为田间最大持水量的50%和60%）条件下，产量和籽粒蛋白质含量随土壤水分含量（或施氮量）增加的曲线分别为凸型和凹型。蛋白质含量最低值和产量最高值之间对应的施氮量为产量和蛋白质含量在土壤水分含量为田间最大持水量的50%和60%条件下协同变化的施氮量区间。在高肥和土壤水分含量为田间最大持水量的70%和80%条件下，产量和蛋白质含量曲线均为凸型，蛋白质含量达到最大值之前对应的土壤水分含量为高肥条件下产量和蛋白质含量协同变化区间；产量达到最大值之前对应的施氮量为土壤水分含量为田间最大持水量的70%和80%条件下产量和蛋白质含量协同变化区间。【结论】在一定的水肥条件下，小麦产量和蛋白质含量协同变化是可能的。用极差变换将产量和蛋白质含量理论值标准化，其标准值曲线的交点即为二者的最佳结合点。用等值线图描述产量和蛋白质含量的水氮和氮磷两因素效应，分析产量和蛋白质含量变化规律及其关系，确定实现一定生产目标的水肥管理方案。这为小麦高产优质水肥调控提供了一种行之有效的方法。     

A Dynamic Knowledge Model for Design of Suitable Sowing Date and Sowing Rate in Winter Wheat

Based on research concerning dynamic relationships of winter wheat growth to environments and production conditions, a winter wheat model for selecting suitable sowing date, population density and sowing rate under different varieties, spatial and temporal environments was developed. Case studies on sowing date with the data sets of five different eco-sites, three climatic years and soil fertility levels, and on population density and sowing rate with the data sets of two different variety types, three different soil types, soil fertility levels, sowing dates and grain yield levels indicate a good model performance for decision-making.     

不同降雨年型旱地冬小麦水分利用及产量对施氮量的响应

【目的】降雨和施氮是影响渭北旱塬冬小麦生产的主要因素,降雨年际变幅大对其影响更大,因此小麦增产效应受降雨年型显著影响。分析不同降雨年型下施氮量对旱地麦田水分利用、籽粒产量和蛋白质含量的影响,能够为实现渭北旱地冬小麦 “因雨施氮”和稳产优质提供理论依据。【方法】于2017—2020年连续3年在陕西合阳县开展田间定位施氮试验,以晋麦47为试验材料,设置5个施氮量处理0、60、120、180、240 kg·hm^-2（分别以N₀、N₆₀、N₁₂₀、N₁₈₀、N₂₄₀表示）,研究不同降雨年型施氮量对冬小麦生育期0—200 cm土层水分变化动态、水分利用效率、产量构成及蛋白质含量的影响。【结果】降雨年型和施氮对冬小麦播前底墒及生育期土壤含水量、耗水量、水分利用效率、籽粒产量和蛋白质含量影响显著。（1）休闲期降雨与播前底墒呈线性相关,每增加1 mm夏季降雨,底墒增加0.9 mm。在丰水年和平水年休闲期降雨充足,前季小麦增加施氮量对下季小麦播前底墒无显著影响;在欠水年休闲期降雨较少,前季小麦每增施氮100 kg·hm^-2,下季小麦播前底墒减少15.4 mm。丰水年较欠水年和平水年均能提高冬小麦生育期0—200 cm土层土壤含水量,因而分别增加生育期耗水量35.7%和6.6%。全生育期0—120 cm土层土壤含水量受降雨和冬小麦生长发育影响波动较大,但160—200 cm 深层土壤含水量相对稳定。丰水年的水分利用效率较欠水年和平水年分别提高55.7%和26.5%,籽粒产量分别提高112.3%和39.1%,蛋白质含量分别降低8.3%和5.2%。（2）与N₀处理相比,丰水年、欠水年和平水年施氮均降低各生育时期0—200 cm土层土壤含水量,分别提高生育期耗水量4.6%—14.6%、6.0%—8.6%、2.2%—9.5%,分别增加水分利用效率20.7%—39.8%、4.7%—33.3%、13.1%—35.4%,分别增产7.1%—28.1%、1.5%—34.1%、8.5%—28.9%,分别提高蛋白质含量5.6%—10.4%、10.1%—17.7%、8.5%—15.6%。（3）施氮量和籽粒产量、蛋白质产量均符合二次曲线关系,拟合方程表明,丰水年、欠水年和平水年满足旱地冬小麦稳产优质的最适施氮量范围分别为189—202、116—124和161—174 kg·hm^-2。【结论】综合来看,丰水年、欠水年和平水年的最佳施氮量分别为189—202、116—124和161—174 kg·hm^-2,并可采取“播前底墒确定基施氮肥量+播种至拔节期降雨确定追施氮肥量”的“因雨施氮”管理模式,既能满足旱地冬小麦稳产优质,也可保证水分高效利用。     

Field methods for making productivity classes for site-specific management of wheat

Reducing the decision-making unit to classes within fields can improve yields, efficiency in the use of nutrients and profitability of crops. The objectives were to compare methods for class delimitation in wheat (Triticum aestivum L.) crops based on apparent productivity levels and establish similarities among them in terms of spatial overlapping, productive attributes and the use of nitrogen. In three wheat fields, high and low apparent productivity classes (APC) were defined based on eight methodologies: yield maps, soil maps, gramineae vegetation index, rotation crop index, interpretation of satellite images, management records, elevation and integrated soil and yield maps. In each APC, soil and crop yield components were determined under five nitrogen fertilization levels. Among delimitation methodologies, the degree of coincidence varied from 1.4 to 81.7%. The differences in soil properties, nitrogen use efficiency and grain yields were greater among fields than among APC within each field. In each field, the delimitation methodologies identified different single factors that discriminated among the potential management classes and were partially associated with the crop grain yields. The wheat crops at the low APC yielded 39% less and 12% less than at the high APC, respectively. The nitrogen fertilization, at the rate for maximum productivity for each ACP, reduced the yield differences between contrasting APC. Nitrogen fertilization also modified clustering of classes based on expected yields. Making management classes for wheat based on expected productivity is more accurate when based on previous crop production information under similar nitrogen fertilization conditions than the targeted crop.

     

水分胁迫下不同春小麦品种氮效率的差异

以8个西北地区(甘肃、青海)水、旱地种植的地方品种和现代品种为材料,以田间持水量的70%和40%2个土壤含水量为处理,进行盆栽试验,研究不同春小麦品种在不同水分条件下氮效率的差异。结果表明,不同品种籽粒产量、收获指数、抗旱指数、地上干物质氮利用效率、籽粒氮运转效率以及籽粒氮利用效率在不同水分条件下表现出明显的不一致性。其中,旱地地方品种和尚头和旱地现代品种定西24在水分胁迫下具有较高的籽粒产量、抗旱指数和地上干物质氮利用效率,而且其收获指数相对于对照增幅较大;水旱两用现代品种高原602在正常水分条件下具有籽粒氮高效利用特性;无论在70%还是40%水分处理下,旱地地方品种大麦子都表现出较高的地上干物质氮利用效率,现代品种青春533都保持较高的籽粒氮运转效率。与70%水分处理相比,在40%水分处理下,大部分品种籽粒氮利用效率呈下降趋势,品种间差异性小,且籽粒氮利用效率与抗旱指数呈正相关。水分胁迫极显著地限制小麦籽粒氮利用效率,并且在水分胁迫下各品种间氮利用特性的差异性显著降低。     

陕西关中不同年代小麦品种产量及氮素吸收利用对土壤肥力的响应

【目的】探讨陕西关中地区小麦品种演替过程中产量及氮效率对土壤肥力的响应。【方法】以20世纪80年代至今关中冬麦区3个代表性小麦主栽品种为材料,以33年长期不同施肥处理构建的土壤肥力水平梯度为平台,研究品种演替和土壤肥力及其交互对作物产量、氮利用效率的影响。供试品种有20世纪80年代品种小偃6号、90年代末品种小偃22和近年品种西农979。长期施肥包括6个处理：不同水平的氮磷化肥配施（N1P1和N2P2）、有机肥与无机肥配施（M1N1P1、M1N2P2、M2N1P1和M2N2P2）,以不施肥为对照（CK）。【结果】在各个肥力水平土壤上,籽粒产量及收获指数均随小麦品种更替而呈现增加的趋势,尤其在高肥力土壤上更为明显。土壤肥力水平的提高显著提高了小麦籽粒产量,其中西农979增产幅度最大（151.0%-610.5%）,其次为小偃22（127.9%-349.7%）,小偃6号增幅最低（148.1%-341.8%）。土壤肥力与品种对小麦籽粒产量及收获指数有显著的交互作用,低肥力条件下,小偃6号籽粒产量高于西农979,高肥力条件下则相反。小麦百公斤籽粒需氮量随品种演替有降低的趋势,但随土壤肥力水平提高有增加的趋势。土壤肥力与品种对百公斤籽粒需氮量也有显著的交互作用。在小麦品种更替过程中氮肥生理效率和农学效率均呈增加的趋势,但随着土壤肥力水平的提高,各品种小麦的氮肥生理效率呈下降的趋势,氮肥农学效率呈先升高后下降的抛物线变化趋势。土壤肥力与品种对小麦氮肥生理效率和农学效率无明显交互作用。【结论】陕西关中小麦品种演替在高肥力以及养分投入充足时不仅表现出单产不断提高,而且氮效率也呈逐步增加的趋势。因此,品种更新的同时还要注重提升土壤肥力,才能保证粮食安全,实现农业生产可持续发展。     

施氮水平对不同基因型优质小麦干物质积累、产量及氮素吸收利用的影响

采用大田试验,研究了不同施氮水平(0、120、180、240 kg/hm~2)对3种基因型优质小麦品种(郑麦0943、郑麦0856和郑麦7698)干物质积累、产量及氮素吸收利用的影响,旨在深入揭示优质小麦氮素吸收利用特征,为发挥其产量潜力和优化施肥管理提供科学依据。结果显示,施氮可不同程度地促进3种优质小麦生长,施氮量在0~240 kg/hm~2时,功能叶片SPAD值、干物质积累量及产量相关指标总体均随施氮量增加而增加(郑麦0856除外)。不同基因型小麦品种比较,郑麦7698所有处理的产量均高于其他2个小麦品种,主要归因于其穗粒数和千粒质量较高,其中施氮240 kg/hm~2处理的产量(11 591.70 kg/hm~2)、小麦干物质转移率(29.45%)及转移干物质对籽粒的贡献率(91.66%)最高,氮素利用效率、氮素吸收效率和氮素农学利用率随施氮量的增加变化幅度较大。郑麦0856在不施氮条件下产量最低,较其施氮180 kg/hm~2处理的最高产量(10 200.00 kg/hm~2)降幅最大,为18.63%,氮素农学利用率明显高于其他2个品种,说明郑麦0856对氮素较为敏感。郑麦0943在不施氮条件下干物质转移率及转移干物质对籽粒的贡献率明显低于其他2个品种,产量较其施氮240 kg/hm~2处理的最高产量(9 933.45 kg/hm~2)降幅最小,为8.89%,氮素收获指数则高于其他2个品种,且氮素利用效率在不施氮和高氮条件下均较高,说明郑麦0943具有氮素高效利用特征,且干物质积累以生育前期为主。综上,郑麦7698不施氮条件下具有较高的产量,最佳施氮量为240 kg/hm~2;郑麦0856产量对氮素缺乏较为敏感,最佳施氮量为180 kg/hm~2;郑麦0943产量对氮素缺乏不太敏感,具有氮素高效利用特征,最佳施氮量为240 kg/hm~2。     

氮肥运筹对不同穗型小麦产量形成及籽粒品质的影响

为了探明氮肥用筹对不同穗型小麦产量形成及籽粒品质的影响,本文选用了大穗型品种山农9-1和多穗型品种031085进行了研究。结果表明:⑴不同穗型小麦产量与施氮量的关系表现为:在低氮水平下,随着施氮量的增加而增加,产量增加;当氮素达到一定水平时,随着施氮量的增加产量呈降低的趋势;⑵品质指标中除沉降值在高氮条件下有所降低外,其它指标都呈增加趋势。但在氮素用量相同时,氮肥后移在产量提高时籽粒粗蛋白含量有所降低。⑶氮肥增加产量时大穗型品种促进穗粒重提高而多穗型品种则增加成穗数。