不同粮食消费模式下西北旱区大型灌区耕地压力分析

利用耕地压力指数模型,计算分析了2010年西北旱区大型灌区不同粮食消费模式下的耕地压力指数、粮食盈余情况及可再承载人口状况。结果表明:在平衡膳食(PH)、初步小康或营养安全(XK)、富裕型(FY)社会三种不同粮食消费模式下,西北旱区97所大型灌区的耕地压力虽差异明显,但整体压力较小,三种模式的平均耕地压力指数(K值)均小于1,人粮关系较为和谐,除保证自身粮食需求外仍有一定的粮食盈余;三种模式下,粮食盈余量为869.19、586.18、41.46万t,可再承载人口数为2698.75、1465.46、75.38万人。     

小麦矮秆基因Rht-8对株高和其它农艺性状的遗传效应

分析矮秆基因Rht-8的遗传力及其对小麦株高及相关农艺性状的影响。利用三个小麦品种晋麦47、西峰20、丰产3号分别与Rht-8的供体亲本济宁13杂交,以其F₂分离群体分析Rht-8的遗传效应。结果表明,丰产3号和济宁13后代的遗传力最高（74.32％）,西峰20、晋麦47与济宁13后代的遗传力分别为69.49%、67.60%。Rht-8在西峰20和济宁13的F₂中具有较强的效应,株高和穗下节分别降低了30.26％和19.20％。在丰产3号和晋麦47与济宁13的F₂中,株高和穗下节分别降低了27.14%和26.15%、14.86 %和14.59%。Rht-8减少了有效分蘖个数,对其他性状则无明显的不利影响。相关性分析表明株高与分蘖数显著正相关（r为0.415,0.355,0.489）,与穗下节显著正相关（r为0.408,0.450,0.500）;株高与穗长、每穗小穗数、穗粒数没有显著相关性。     

基于DEA的灌区生产效率分析——以江苏省为例

针对当前灌区农业生产效率评价多采用单项投入与产出指标的不足,引入数据包络分析(DEA)方法,设定表征生产效率的投入产出指标体系,利用CCR模型对江苏省35个灌区相对生产效率进行了比较研究.相对效率分析表明,江苏省综合效率整体不高,灌区间差异较大,全省平均值为0.634,其中3个灌区为DEA有效;不同区域农业生产技术的利用及推广程度相当,灌区相对生产效率的不均衡主要由生产规模不合理引起.可以通过减少投入来提升非DEA有效灌区的生产效率,所有非DEA有效灌区改进生产效率能节约的有效灌溉面积、水资源及农业人口分别占投入量的20.7%,13.3%,9.4%.相对DEA效率的比较可为灌区生产效率的改进途径、农业节水潜力的计算等提供新的思路.     

小麦灌浆过程籽粒水分变化的核磁共振检测

花期至成熟期是小麦产量形成的关键时期,在这一时期麦穗的水分状态随着干物质的积累而呈现出独特的变化特征。为了揭示活体冬小麦灌浆过程的水分变化规律,利用核磁共振技术的无损检测特性,结合核磁共振质子密度加权成像和核磁共振T2弛豫谱分析,对小麦麦穗进行了连续活体检测。核磁共振质子密度加权成像结果表明,灌浆前期籽粒的水分不断增加,至花后15 d籽粒的水分含量达到最大值,此后小麦籽粒的水分逐渐减少。在此过程中,灌浆物质在籽粒中积累的顺序是由外向内、自上而下的。经核磁共振T2弛豫谱分析,麦穗中的水分可分为结合水、半结合水和自由水三种相态。从籽粒形成至完熟期麦穗不同相态的水分都表现为先增大后减小的特点,但涨落步调不尽相同,其中结合水含量的增长期最长,至蜡熟期结束时(花后33 d)才达到最大值。籽粒形成后麦穗总水分含量维持在较高水平,即使在籽粒干质量快增期(花后15 d至花后27 d),籽粒中干物质的迅速积累也并未导致水分含量的明显减小,单穗的总水分含量与最大水分含量相比仅仅减少了十分之一。花后30 d之后,随着颖片及穗轴逐渐变黄衰老和籽粒的脱水成熟,麦穗水分含量才急剧减小。小麦灌浆中期麦穗维持较高水分含量,说明水分在同化物积累过程中的重要作用。除了灌浆中期较高的水分含量,蜡熟期的快速脱水亦有利于营养物质的贮存并减少呼吸消耗,对于小麦产量的形成和稳定亦具有重要意义。     

秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性及土壤性质的影响

为了解秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性和土壤性质的调控作用,在宁夏南部半干旱区连续两年进行了0(CK),3 000,6 000,9 000 kg·hm~(-2)四种不同秸秆覆盖量处理的栽培试验。结果表明:随着覆盖量的增加,小麦在各个生育阶段的耗水量逐渐减少,3 000,6 000 kg·hm~(-2)和9 000 kg·hm~(-2)覆盖量处理的小麦全生育期的平均耗水量较CK分别减少了12.7%,21.6%和27.5%,秸秆覆盖量与耗水量呈显著负相关(P0.01);进行秸秆覆盖以后,土壤的蓄水保墒能力得到明显提升,3 000,6 000 kg·hm~(-2)和9 000 kg·hm~(-2)覆盖量处理的小麦收获后土壤平均含水量较CK分别增加了13.1%,19.8%和26.1%;小麦的水分利用效率以覆盖量为9 000 kg·hm~(-2)的处理最大,水分利用效率较CK增加了42.4%(P0.01);不同覆盖量处理的小麦平均产量较CK增加了2.9%~16.7%,仅覆盖量为3 000 kg·hm~(-2)的处理较CK差异达到显著水平(P0.01);秸秆覆盖对表层土壤(0~10 cm)的温度变化有明显的调节作用,能够降低地温的日振幅,避免了地温的剧烈变化,能有效缓解地温的激变对作物根部产生的伤害。秸秆覆盖能够改善土壤肥力,提高土壤中碱解氮、速效钾和有机质的含量,而且有利于作物对土壤磷素的吸收。     

泥沙粒径对大流道迷宫灌水器堵塞影响研究

为探明大流道迷宫灌水器发生物理堵塞的成因及堵塞过程,采用连续加沙灌溉和间歇灌溉相结合方法,研究了粒径小于0.15mm的8种泥沙颗粒对灌水器堵塞和灌水系统均匀性的影响。结果表明,浑水含沙量在低于2g/L范围内变动对灌水器堵塞没有明显影响;当含沙量为2.0g/L时,泥沙粒径是造成大流道迷宫灌水器堵塞的主要原因,引发堵塞敏感粒径范围为0.10~0.15mm,且堵塞形式主要表现为突然完全堵塞,粒径为0.058~0.075mm的泥沙颗粒最不易引发堵塞;极易堵粒径相互组合会加剧灌水器的堵塞,易堵粒径组混合在一起有减轻堵塞效果的作用。相较于常规滴灌灌水器的易堵粒径,0.1mm以上粒径的泥沙颗粒更易滤除,在浑水灌溉时可优先选用大流道灌水器。     

太阳能平移式喷灌机行走驱动系统配置与性能研究

对太阳能平移式喷灌机的行走驱动系统进行方案设计与理论计算,比较不同工况下喷灌机行走所需驱动功率,确定机组在不同工况下的驱动电机选型与光伏配置。该研究以一日累计作业时间为太阳能驱动平移式喷灌机的技术评价指标,预测陕西关中及宁夏地区晴天和阴天或雾霾天气下的机组续航能力;并得到各工况下喷灌机行走速度和行走坡度与一日累计工作时间的关系:一日累计作业时间随机组运行速度的提高与爬坡角度的增大而降低;相同工况下,晴天一日累计作业时间为阴天或雾霾天气的1.5倍。研究结果表明,以独立光伏发电系统作为平移式喷灌机的驱动能源是可行的,能够满足机组日常行走作业的需求。该研究结果可为太阳能平移式喷灌机行走驱动系统方案设计提供参考。     

加气灌溉改善大棚番茄光合特性及干物质积累

为揭示不同加气灌溉参数对作物光合特性及干物质积累的影响规律,以番茄为研究对象,研究了不同土壤加气量与加气深度组合对番茄光合作用、叶绿素含量、干物质积累及产量的影响。结果表明,对番茄根区土壤加气可显著提高叶片叶绿素含量和气孔导度,增强光合作用,增加干物质积累及产量。随加气量的升高,大棚番茄净光合速率总体上呈先升高后降低的趋势。15和40 cm滴管带埋深下,标准加气量（49.4 L/m2）下2次测定净光合速率平均较不加气处理升高21.4%和65.0%。滴灌带埋深为15 cm时,叶绿素含量、干物质积累量及产量随加气量的升高呈先升高后降低趋势,标准加气量下较不加气处理分别提升38.0%、55.4%和59.0%,滴灌带埋深为40 cm时随加气量的升高呈持续升高趋势,1.5倍标准加气量（74.2 L/m2）处理较不加气处理分别提升33.7%、36.2%和105.4%。综合考虑,当滴灌带埋深为15 cm时,宜采用标准加气量作为加气标准,而埋深为40 cm时,最佳加气量为1.5倍标准加气量。     

春化及光周期基因的等位变异对小麦主要农艺性状及产量的影响

为了解春化及光周期基因对小麦生育期、农艺性状及产量的影响,以田间种植的253份国内外小麦品种（系）为材料,利用分子标记检测其春化基因（Vrn-1）和光周期基因（ Ppd-D1）的等位变异,记录其抽穗期、开花期,在灌浆中期调查其株高、成穗数等农艺性状,收获后调查其产量性状。结果表明,供试材料中包含13种春化和光周期基因等位变异组合类型,其中含有 vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1+Ppd-D1a组合的材料最多,占59.68%; Vrn-1+Ppd-D1a 组合可显著缩短小麦播种至开花所需的时间。含有 Vrn-A1a或 Vrn-B1材料的成穗数显著多于含有 Vrn-D1 或 vrn-1的材料,但含有 Vrn-1不同等位变异的材料间产量无显著差异;含有 Vrn-A1a材料的旗叶长而窄。与含有 Ppd-D1b的小麦材料相比,含有 Ppd-D1a的材料开花期显著提前,且株高降低,同时穗下茎长、旗叶长和倒二叶长均显著缩短。综上,春化及光周期基因在影响小麦抽穗开花期的同时,对农艺性状和产量也有重要影响;含有 Vrn-D1+ Ppd-D1a组合的小麦材料在生育期稳定性、产量等性状上均表现优异,在育种中可多加利用。     

DRAINMOD-N II模拟冬季长期覆盖黑麦对地下排水及NO3?-N流失的影响

在玉米-大豆轮作系统中种植冬季覆盖作物黑麦有助于减小地下排水量和硝态氮(NO_3~--N)的流失量。该研究利用美国爱荷华州的试验数据校正和验证了DRAINMOD-N II模型在美国寒冷地区的适用性,并模拟长期(20 a)种植冬季覆盖作物黑麦对地下排水量和氮素运移的影响。结果表明,模型模拟地下排水量和NO_3~--N流失量时,Nash-Sutcliffe模型效率系数(Nash-Sutcliffe efficiency,NSE)0.65、百分比偏差(percent bias,PBIAS)在±25%之间、均方根误差与标准差比值(ratio of root mean square error to standard deviation,RSR)≤0.7均在误差范围内;模拟地下排水中NO_3~--N浓度时,NSE0.50、PBIAS在±15%之间、RSR≤0.5均在误差范围内,说明模型模拟的效果好。长期种植冬季覆盖作物黑麦可降低排水量8.1%(2.5 cm),减小NO_3~--N流失量16.6%(6 kg/hm~2),NO_3~--N流量加权平均浓度下降了8.6%(1 mg/L,以N计),增加蒸散值5.9%,模型模拟值与实测值拟合效果好,表明模型具有良好的水文和氮素运移模拟功能,可以模拟不同农田管理措施对地下水和氮素运移的长期影响,为优化农田管理措施提供参考。