水稻不同叶位层物理结构与冠层反射光谱的定量研究

 研究了不同土壤水分、施氮条件下水稻冠层反射光谱与冠层生长特征（叶面积指数、叶片干质量和鲜质量）的量化关系。结果表明，不同层次叶面积指数、叶片鲜质量和叶片干质量与冠层光谱的相关性大小均为：L12345>L1234>L123>L12>L1，而顶部5张叶片的面积和生物量（干、鲜质量）对冠层特征反射光谱的贡献大小顺序为：L2>L1>L3>L4>L5，顶部2张叶片对冠层光谱作用最大。发现比值指数R(760,710) 与水稻叶面积指数呈极显著线性相关；而比值指数R(1650,1100) 与水稻地上部鲜质量和干质量均呈极显著幂函数相关关系。因此，比值指数R(760,710) 和R(1650,1100) 可分别用来定量反演水稻叶面积信息和地上部生物量信息。     

便携式作物生长监测诊断仪的设计与试验

为了解决当前作物生长信息实时、快速、无损测量手段瓶颈问题,研发了一种基于多光谱传感器的便携式作物生长监测诊断仪。该仪器由多光谱传感器系统、处理器系统及附属机构组成,能实时无损地获取作物叶层氮含量、叶层氮积累量、叶面积指数、生物量等主要生长指标。对水稻的试验结果表明,便携式作物生长监测诊断仪测得的DVI值与水稻叶层氮含量、氮积累量、叶面积指数、叶干重的决定系数R2分别为0.711,0.8231,0.7698,0.7212。该仪器结构简单,集成度高,性价比好,携带方便,易于田间操作。     

江苏农业商务网创新服务的实践与探索

江苏农业商务网在建设过程中围绕信息内容建设,不断创新技术应用和组织形式;重点建设了产品供求信息发布、企业信息展示、电子商务支付三大功能体系,为信息内容发布搭建了有效平台;应用软件技术,以"一站上传,多站发布"方式,与近50个地方特色农业网站建立了网站联盟,丰富了农产品市场信息来源;利用二级网站技术,免费为乡镇提供建站服务,整合农村乡镇信息资源;与电信企业联合开展为农手机短信服务,引入市场机制强化信息内容质量。     

氮肥运筹对不同茬口强筋小麦籽粒产量和品质的影响

为了探讨不同茬口下施氮对强筋小麦籽粒产量和品质的最佳效应,以强筋小麦品种烟农19号为材料,研究了施氮量和追氮时期对不同茬口小麦籽粒产量及品质的影响.结果表明,施氮量和追氮时期对不同茬口下强筋小麦的籽粒产量和品质均有显著的影响.在0～240 kg/ha施氮量范围内烟农19号单位面积穗数、每穗粒数和产量随施氮量的增加而显著提高,且旱茬麦产量极显著高于稻茬麦,主要是提高了每穗粒数和千粒重.小麦籽粒蛋白质和面筋含量、沉淀值均随施氮量的增加而显著增加,旱茬麦的品质显著优于稻茬麦.在两种茬口下,烟农19号籽粒产量、蛋白质产量与施氮量均成二次曲线关系,稻茬麦在施氮量为251.26～280.24 kg/ha、旱茬麦在施氮量为281.03～303.02 kg/ha范围内籽粒产量和蛋白质产量可达到同步提高.拔节期和孕穗期追施氮肥可有效提高单位面积穗数、每穗粒数和产量,且籽粒蛋白质、湿面筋含量和沉淀值显著提高.本试验条件下,旱茬麦在拔节期至孕穗期、稻茬麦在孕穗期追施氮肥可同步提高强筋小麦籽粒产量和品质.     

基于WebGIS与知识模型的小麦病虫草害管理决策支持系统研究

为给小麦病虫草害管理提供远程预测和咨询服务,通过分析和提炼小麦病虫草害管理方面的最新研究结果和信息,根据小麦病虫草害的发生规律,结合小麦栽培管理知识模型以及经济信息,构建了小麦病虫草害管理模型;并运用软件工程的思想,以WebGIS为空间信息管理平台,结合MS-SQL Server数据库技术,建立了基于B/S结构的网络化小麦病虫草害管理决策支持系统.该系统实现了用户管理、地图操作、病虫草害管理、智能学习、农药查询以及帮助等功能.以江苏省为案例区,对系统进行了测试与检验,结果表明,该系统能根据不同地域内小麦病虫草害发生的实际情况,预测其对小麦的危害程度并生成适宜的防治措施,从而为小麦病虫草害管理提供了远程预测和决策咨询的服务工具.     

基于构件化生长模型的作物管理决策支持系统

运用系统分析原理和数学建模技术,通过分析不同作物生长模型的共性及特点,初步创建了基于通用算法框架的作物生长模型。并进一步结合气象生成模型、品种参数生成模型及策略分析评价模型,以C#为编程语言,应用面向对象的程序设计与软构件技术,建立了基于构件化生长模型的作物管理决策支持系统。系统实现了农作模拟预测、决策支持和人机交互技术的有机耦合,具有农作信息管理、动态模拟、方案评估、因苗预测、时空分析及系统维护等功能。系统的建立可为通用性、综合性数字化作物管理决策支持系统的构建奠定基础。     

水稻地上部单位器官物质分配过程的定量模拟

 【目的】定量描述水稻植株地上部单位器官（叶片、叶鞘、节间、稻穗）干物质的动态分配过程,为作物形态建成模拟和可视化表达奠定基础。【方法】通过不同水稻品种和水氮试验中主茎和分蘖单位叶片、茎鞘及穗的干物质与水分及氮素含量的连续观测和定量分析,构建水稻地上部各单位器官干物质分配指数动态模型。【结果】模型采用线性和指数方程描述了叶片、茎鞘及穗单位器官分配指数随GDD的动态变化过程;分别用指数方程及一元二次方程描述了叶片、茎鞘及穗最大单位分配指数随不同叶位、鞘位以及穗位的动态变化过程;另外,以叶片、茎鞘及穗的氮素和水分因子法分别描述了水氮限制对各单位器官干物质分配过程的定量影响。利用独立的水稻田间试验资料对所建模型进行了初步的测试和检验,主茎与分蘖各单位器官干物重的观测值与模拟值的根均方差分别为0.93、0.81及6.8 kg•ha-1。【结论】本模型可较好地模拟不同生长条件下水稻不同茎蘖各单位器官干物质动态的变化过程。     

基于高光谱遥感的小麦叶片糖氮比监测

 【目的】碳氮代谢反映植株生理状况和生长活力,是小麦籽粒产量与品质形成的生理基础,因而叶片糖氮比的实时无损监测对小麦生长诊断和氮素管理具有重要意义。本研究的主要目的是通过分析小麦叶片糖氮比与冠层高光谱参数的定量关系,确立小麦叶片糖氮比的定量监测模型。【方法】采用不同蛋白质含量的小麦品种在不同施氮水平下进行了连续3年大田试验,于小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定叶片糖氮比值,进而分析建立冠层高光谱参数与叶片糖氮比的回归模型。【结果】小麦叶片糖氮比随施氮水平的提高而下降,随生育进程呈“高-低-高”动态变化模式。利用高光谱对叶片糖氮比进行监测的适宜时期为拔节期至灌浆中期,其中开花期最好。水分特征参数FWBI和Area980与叶片糖氮比关系密切,指数方程拟合决定系数（R2）分别为0.762和0.768,估计标准误差（SE）分别为1.27和1.28。色素特征参数（R750-800/R695-740）-1和VOG2为变量,指数方程拟合决定系数（R2）分别为0.718和0.712,估计标准误差SE分别为1.87和1.95。经不同年际独立试验数据的检验表明,以参数FWBI、Area1190、（R750-800/R695-740）-1和VOG2参数为变量建立的叶片糖氮比监测模型表现很好,预测精度R2分别为0.627、0.618、0.691和0.795,预测相对误差RE分别为19.2%、18.7%、17.9%和18.3%。【结论】与色素指数和水分指数相关的特征光谱参数可以有效地评价小麦叶片糖氮比的变化状况,利用FWBI、Area1190、（R750-800/R695-740）-1和VOG2 4个参数可以对生长盛期的小麦叶片糖氮比进行可靠的监测。     

水稻叶片氮含量与荧光参数的关系

在3个供氮水平和2个水稻品种(华粳2号和武香粳9号）的田间试验条件下,测试分析了不同处理水稻顶部4张完全展开叶片氮含量及对应的荧光参数。不同供氮水平的水稻叶片氮含量和荧光参数差异明显,均随施氮量的增加呈上升趋势。叶片荧光参数随生育期推迟呈抛物线型变化,以抽穗期为界先上升后下降,直到成熟期降为最低。叶片荧光参数随不同叶位的变化规律为：顶1叶>顶2叶>顶3叶>顶4叶。同一水稻品种各叶位叶片氮含量分别与荧光参数呈极显著相关,且华粳2号的相关性高于武香粳9号。综合水稻品种的不同叶位,叶片氮含量与荧光参数ΦPSⅡ、qP均呈良好的线性相关。基于ΦPSⅡ和qP宜采用不同的回归方程来反演不同叶位叶片氮含量。因此,荧光参数ΦPSⅡ和qP有可能用来估算水稻叶片氮含量。     

花后高温和水分逆境对小麦籽粒蛋白质形成及其关键酶活性的影响

以2个蛋白质含量不同的小麦品种扬麦9号和豫麦34为材料,在人工气候室条件下研究了花后高温和水分逆境对小麦籽粒蛋白质合成关键酶活性及籽粒蛋白质组分含量的影响。结果表明,籽粒蛋白质及其组分含量显著受温度、水分和温度×水分互作的影响,且温度的影响大于水分及温度×水分的影响。高温提高了籽粒蛋白质含量,但降低了谷/醇比。无论高温或适温下,干旱胁迫均提高籽粒蛋白质含量。谷/醇比在适温干旱下升高,高温干旱下降低;渍水降低籽粒蛋白质含量和谷/醇比。籽粒蛋白质含量在高温干旱下最高,适温渍水下最低。在温度和水分逆境下,籽粒醇溶蛋白和谷蛋白的变化是导致蛋白质含量和谷/醇比差异的主要原因。高温和水分逆境均降低旗叶谷胺酰氨合成酶（GS）和籽粒谷-丙转氨酶（GPT）活性,不同温度条件下酶活性均表现为对照>干旱>渍水。高温和水分逆境对蛋白质合成关键酶活性的影响在不同品种间存在差异,适温下,豫麦34旗叶GS活性易受水分的抑制;扬麦9旗叶GS活性易受高温的抑制。高温下,豫麦34旗叶氮代谢受高温影响较大,而扬麦9则更易受水分胁迫影响。