农业机械化对种植业经济增长贡献的实证分析——以辽宁省为例

在解决"三农"问题和建设新农村过程中,农业机械化的重要作用越来越显著.为此分析了影响农业经济增长的主要因素,运用项目有无法分析模型,测算了2006年农业机械化对辽宁省农业经济增长的贡献率.研究结果表明:农业机械化对农业经济增长的贡献率为20.6%,影响农业经济增长的主要因素有农业生产成本、种植面积、农作物产量和农业机械作业效率等.     

氮肥运筹模式对冬小麦氮素吸收利用的影响

为给小麦高产、高效、无污染及可持续生产提供合理的氮肥运筹技术和理论依据, 以烟农19为材料,在大田条件下,研究了不同施氮量和基追比例对土壤小麦系统氮素积累及分配的影响。结果表明,施氮可提高0~100 cm土体内的全氮含量。在小麦越冬前, 0~40 cm土层中NO3-N含量随氮肥用量和基肥比例的增加显著增加;起身期到拔节期,施氮量为180和240 kg·hm-2且基肥∶拔节肥∶孕穗肥为3∶5∶2处理的0~40 cm土层内NO3-N含量下降,而施氮量为240 kg·hm-2且基肥∶拔节肥为7∶3和5∶5的处理及施氮量为300 kg·hm-2且基肥∶拔节肥为7∶3的处理则显著增加;拔节期到成熟期,随施氮量的增加,0~60 cm土层速效氮增加幅度有所提高。孕穗肥可明显提高灌浆期的植株全氮含量。因此,在240 kg·hm-2 施氮水平、基肥∶拔节肥∶孕穗肥为3∶5∶2条件下,施氮既能减少土壤硝态氮累积量,又能有效降低土壤硝态氮污染地下水的可能性。     

不同氮水平对双低油菜中双9号产量、品质的影响

通过不同供氮水平的田间试验，研究氮肥对双低油菜新品种中双9号的生长发育、产量构建、营养品质及经济效益的影响。结果表明，在充分供给磷、钾、硼肥的条件下，施氮肥促进苗期生长，增加干物质积累， 以施N270kg/hm2处理的干物质积累量最大；施N180kg/hm2最有利于生育后期的产量构建，单株角果、单株粒重及千粒重均居首位，其单位面积产量亦为最高，两个试验点分别为4233 kg/hm2、2726 kg/hm2；施N360kg/hm2的单产及主要经济性状-角果数、粒重、千粒重均有降低。相关统计分析结果，施N241.5-257.3kg/hm2的氮肥经济效益最高；施氮肥提高菜籽的蛋白质含量，降低了硫甙和芥酸含量，提高油酸含量，表明施氮改善双低油菜籽的营养品质。由上可知，在试验条件下中双9号油菜品种氮肥适宜用量为纯N180-257.3kg/hm2，低于180kg不能满足高产优质的氮素需求，高于257.3kg则会降低产量和施肥经济效益。     

基于临界氮浓度稀释曲线的小麦氮肥需求量估测研究

为探究基于临界氮浓度稀释曲线估测小麦氮素需求量的可行性,基于不同生态区开展的不同品种及氮肥水平的小麦试验,结合小麦临界氮浓度曲线(N_c=4.16W~(-0.41)),构建了拔节期、孕穗期、抽穗期和开花期四个关键生育时期下,小麦氮营养指数(NNI)、氮素需求量(NR)及相对产量(RY)三者间的关系模型,并进行了验证。结果表明,在江苏地区,当总施氮量在120～180kg·hm~(-2)时,小麦的氮素需求量最接近于0,氮营养指数最接近于1,为最优的氮素施用量。氮营养指数与氮素需求量(NNI-NR)在小麦生长的各关键阶段存在极强的线性关系(R~2=0.93～0.97);相对产量与氮营养指数(RY-NNI)在各生育时期呈现线性加平台关系,在开花期表现最好,R~2=0.86;相对产量与氮素需求量(RY-NR)的拟合关系在抽穗期表现最好,R~2值为0.72。NNI-NR验证结果与建模结果一致,即在各时期均表现良好,其中拔节期相关关系最强;但RY-NNI和RY-NR验证结果显示两模型分别在开花期和抽穗期预测效果表现最佳。综上,所构建的NNI-NR、RY-NNI和RY-NR三种模型均具有良好的拟合优度和稳定性,运用基于临界氮浓度曲线的小麦氮营养指数和确立的相对产量水平,可以较好地估测当季的小麦氮素需求量,并进行小麦田间氮素精确管理。     

小麦籽粒谷蛋白大聚合体粒度分布特征及对氮素的响应

为了给小麦品质改良提供依据,以强筋小麦品种藁城8901和弱筋小麦品种山农1391为材料,设置不同氮素水平,研究了籽粒谷蛋白大聚合体(GMP)颗粒粒径分布特征及对氮素水平的响应.结果表明,小麦籽粒GMP颗粒粒径范围为0.375～200 μm.GMP颗粒体积分布总体上呈双峰曲线变化,＜12 μm的GMP颗粒体积百分比为11.2％～45％,＞12 μm的GMP颗粒体积百分比为55.0％～88.8％.与弱筋小麦山农1391相比,强筋小麦藁城8901有较高比例的＞12 μm颗粒.GMP颗粒数目分布表现为单峰分布,＜4 μm和＜12 μm的颗粒数目百分比分别为97.5％～98.0％和99.9％,表明小麦GMP颗粒中绝大多数为＜4 μm的小颗粒.在施氮0～240 kg·hm-2范围内,随着施氮量的增加,＜12 μm颗粒体积百分比显著降低,12～90 μm、＞90 μm颗粒体积百分比增加,说明适量施氮能够显著提高GMP大、中颗粒比例.过量氮素不利于小麦籽粒谷蛋白大聚合体的形成.     

施氮时期对糜子光合特性和各器官氮素含量的影响

以晋黍9号为材料,通过分析光合色素含量、净光合速率、不同器官氮素含量及其相关系数,研究了施氮时期对糜子光合特性和各器官氮素含量的影响。结果表明,分期施氮较一次性施氮特别是花期施氮能明显提高糜子光合色素含量、净光合速率和不同器官氮素含量,花后10 d增加效果最明显,分别增加了3.33%~20.85%,1.35%~18.13%,0.99%~20.85%;随着生育进程的推进,不同处理的氮素含量基本呈现逐渐减小的变化趋势,但在糜子叶片中,N3,N4和N5处理在开花期—花后10 d期间氮素含量增加,增加幅度分别为7.20%,10.20%和9.91%;花期以后不同处理光合色素含量和不同器官氮素含量大小都表现为N4N5N3N2N1N0。研究表明,基肥、拔节肥、开花肥按2∶4∶4施氮,可以有效地提高净光合速率,增加光合色素含量和氮素含量。     

晚播条件下施氮量对稻茬小麦氮素吸收及产量的影响

为给安徽省江淮稻麦轮作区域晚播稻茬小麦高产栽培的氮肥合理施用提供依据,选用当地主栽品种扬麦18和皖垦麦076为试验材料,设置5个施氮水平(0、90、180、270和360 kg·hm~(-2)),分析施氮量对晚播小麦氮素积累与分配、糖氮比、氮素同化酶活性及产量的影响。结果表明,增施氮肥能显著提高小麦各器官的氮积累量以及营养器官花前贮存氮素转运量、转运效率和转运氮素对籽粒氮素的贡献率,氮素收获指数随着施氮量的增加而降低。随施氮量的增加,小麦各生育时期不同器官的糖氮比值显著降低。小麦的氮素分配比例在生育前期以叶片最高,成熟期籽粒中氮素分配比例显著高于其余部位,而小麦的可溶性糖分配比例在生育前期以茎鞘最高,成熟期籽粒较高。在0～270 kg·hm~(-2)施氮量范围内,增施氮肥后,两个小麦品种的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性均显著提高,穗数、穗粒数和籽粒产量均明显增加。继续增加施氮量至360kg·hm~(-2)时,氮素同化酶活性和产量无显著变化,说明施氮过多对小麦氮素同化和产量无益。土壤氮贡献率、氮肥农学利用效率和氮素偏生产力均随施氮量增加而降低。推荐江淮区域稻茬小麦晚播条件下适宜施氮量为180～270kg·hm~(-2)偏下限,可兼顾高产及氮素高效吸收和利用。     

基于光谱参数估算滴灌小麦干物质氮肥偏生产力和农学效率

为了解应用遥感技术估测滴灌小麦氮肥利用效率的可行性,以新春17号、新春6号和新春22号为材料,通过大田试验,分析了不同施氮处理下小麦干物质氮肥偏生产力(RDN)和干物质氮肥农学效率(DMA En)与光谱参数的相关关系,并建立小麦RDN和DMAEn的光谱参数估算模型.结果表明,在分蘖、抽穗和开花期RDN与绿度植被指数和比值植被指数呈极显著正相关,在拔节和抽穗期DMAEn与土壤调整比值植被指数和归一化差值植被指数呈显著正相关.光谱参数估算模型的均方根误差为7.64～33.31,说明利用光谱参数可以有效地估算小麦氮肥利用效率.     

半干旱区全膜覆土穴播对小麦土壤氮素矿化、 无机氮及产量的影响

研究全膜覆土穴播对半干旱区小麦土壤氮素矿化及无机氮的影响,为优化田间氮肥管理措施提供理论依据。于2014 ～ 2017 年在甘肃省中部半干旱区设置定位试验,设全膜覆土穴播(MS)、传统地膜覆盖穴播(M)、露地穴播(CK)3 个处理,研究各处理对春小麦生育期土壤氮素矿化、无机氮及产量的影响。结果表明,MS 较M 处理增加了耕层0 ～ 20 cm 土壤水分含量,提高了0 ～ 15 cm 土壤氮素矿化速率,显著增加了土壤和矿质氮净矿化量,较传统地膜覆盖(M)分别显著提高29.02% 和27.81%。MS 处理增加了0 ～ 20 cm 土层土壤无机氮含量,且以为主,降低了40 ～ 200 cm 深层土壤和无机氮含量, 含量变化不明显。从小麦生长阶段看,小麦生长早期T2 ～ T4(14 ～ 62 d)阶段矿质氮表现为净固持,小麦生长中后期T5 ～ T7(63 ～ 116 d)阶段表现为净矿化,小麦全生育期表现为净矿化,MS、M、CK 处理矿质氮净矿化量分别为23.9、18.7、8.5 mg/kg;在小麦生长中期T5(63 ～ 75 d)阶段MS 处理土壤氮素净矿化速率[1.61 mg/(kg·d)]达到最大,较M[1.39 mg/(kg·d)]和CK[0.27 mg/(kg·d)]分别显著提高15.83% 和496.30%。从小麦产量及水分利用效率看,MS 较M 分别显著增加8.81% ～ 59.45% 和5.91% ～ 22.15%。因此,在本试验条件下,全膜覆土穴播改善了土壤的水热条件,提高了土壤氮素的矿化速率,增加了土壤氮素的有效性,提高了土壤氮素供应能力,显著提高了产量和水分利用效率。     

基于冠层覆盖度的玉米植株临界氮浓度模型构建与产量预测

  【目的】  依据临界氮浓度稀释原理,构建基于冠层覆盖度的覆膜滴灌玉米植株临界氮浓度稀释曲线,并通过氮营养指数和氮累积亏缺量模型对玉米氮营养状况进行诊断和评价,以期达到基于该模型的玉米产量预测。  【方法】  于2019—2020年,在宁夏引黄灌区开展了4个氮肥用量(0、120、240、360 kg/hm2)田间试验,采用滴灌水肥一体化技术,氮肥按照苗期10%、拔节—大喇叭口期45%、抽雄—吐丝期20%和灌浆期25%的比例分8次随水追肥。在玉米关键生育时期测定农学参数和图像参数,分别测定了地上部生物量、植株氮浓度和产量,建立和验证基于冠层覆盖度的玉米植株临界氮浓度经验模型。  【结果】  基于冠层覆盖度的玉米植株临界氮浓度、最大氮浓度和最小氮浓度模型R2分别为0.917、0.843、0.873。临界氮浓度模型检验参数RMSE和n-RMES分别为 0.242和 11.753%。以冠层覆盖度为基础的氮营养指数和氮累积亏缺量推算出玉米最佳施氮处理为240 kg/hm2。不同生育时期氮营养指数、氮累积亏缺量与相对产量的关系极显著,R2均不小于0.922,且大喇叭口期和抽雄期R2值最高。采用独立试验验证表明,在大喇叭口期和抽雄期表现出稳定的模型性能,R2值≥0.944,n-RMSE均≤9.089%。在大喇叭口期和抽雄期,氮营养指数、氮累积亏缺量与相对产量呈极显著相关,能准确地解释受氮素限制和不受氮素限制生长条件下相对产量的变化。  【结论】  基于冠层覆盖度构建的植株临界氮浓度稀释曲线可准确判断和评价玉米拔节期至吐丝期的氮素营养状况,依据氮营养指数、氮累积亏缺量与相对产量所构建的关系模型可对玉米产量进行准确估计,其为玉米生长过程中氮肥的精确管理和产量预测提供了一种简便的新方法。