半干旱栽培稻田不同秸秆覆盖材料的产量效应

采用田间观测的方法,分析了不同覆盖材料对半干旱栽培条件下杂交水稻田间茎蘖数、干物质积累和土壤水分的影响,探讨了不同覆盖材料的产量效应。结果表明:(1)在川西北丘陵旱区进行秸秆覆盖有利于增加非灌溉期田间土壤贮水量,提高田间茎蘖数;秸秆腐烂所释放的养分,缓解了稻田磷钾供应相对不足的现状,有效提高了杂交稻的结实率、有效穗数和千粒重;覆盖处理稻田0~0.5 m土层贮水量较不覆盖处理增加2%~13%,田间茎蘖数增加4%~15%,有效穗数增加4%~8%,结实率增加3%~7%,千粒重增加0.6%~1.7%。(2)在灌溉水源没有保证的丘陵旱区,将半干旱栽培与秸秆覆盖相结合,可有效提高杂交水稻产量。冈优725和D优363实收产量平均值在油菜荚壳覆盖、麦草覆盖和麦糠覆盖处理下分别较对照增加10.2%、7.0%和7.7%。     

施肥水平对冬小麦田土壤水分影响的模拟

在模拟精度验证基础上,应用WinEPIC模型模拟研究了黄土高原长武早塬地1957～2001年期间不同肥力水平下连作冬小麦田的土壤干燥化效应.结果表明:4种肥力处理下连作冬小麦逐月土壤有效含水量均呈现波动性降低趋势,平均每年分别减少8.6、8.6、11.1和13.7 mm,无肥和低肥与中肥和高肥处理间土壤有效含水量差异十分显著,但无肥和低肥处理间无明显差异;在模拟初期出现了土壤湿度逐年降低、土壤干层逐年加厚的干燥化过程,在连作第5～8年以后均出现了稳定的土壤干层,无肥和低肥处理土壤干层均分布于2～3 m土层,中肥和高肥肥处理分别分布于2～4 m和2～5 m土层,随肥力和作物产量水平的提高,土壤干层厚度增厚;4种肥力处理麦田生产年度耗水量接近且呈现波动性缓慢降低趋势,但前1～4年中肥和高肥处理麦田共计较无肥处理麦田多耗水91和203 mm,长武旱塬地麦田土壤水分承载力为1.422～2.405 t/hm2,相应的肥力水平为N45～90 kg/hm2和P 15～30 kg/hm2.     

不同氮肥处理下水稻功能叶片的多样性分析

以52份来自水稻种质资源库的水稻品种为材料,设正常施氮和不施氮两个处理,对供试品种的功能型叶片性状进行分析。结果表明,功能叶片形态特征受到品种基因型和外部施氮水平的共同影响和调控。供试材料在不同氮肥处理下,功能型叶片形态特征上存在丰富的遗传多样性。相关性分析表明,在不同处理条件下,倒一叶长与倒二叶长和倒三叶长均呈显著或极显著正相关;倒一叶宽与倒二叶宽和倒三叶宽均呈极显著正相关。通过主成分分析,在正常施氮和不施氮条件下分别获得3个主成分,累积贡献率分别达到94.5%和90.6%,通过对各品种进行综合评价,正常施氮条件下,排前5名的水稻材料分别为滇屯502、玉米稻、雅恢2115、谷梅3号和水源258;在不施氮条件下,排前5名的水稻材料分别为玉米稻、滇屯502、巴西稻、CDR22和谷梅3号。在水稻株型育种中,应注意利用具有丰富遗传多样性的种质资源,并在亲本选配时选择遗传距离较远且综合性状表现差异较大的种质材料。     

西科恢768 系列品种伤流特性及其与产量的关系研究

为研究西科恢768系列品种伤流强度及组分与产量之间的内在联系,选择内5优768、B优268为试验材料,以宜香优2115为对照种进行大田试验。结果表明:西科恢768所配置2个品种(内5优768和B优268)的产量均显著高于对照种宜香优2115,内5优768比对照种高34.44%,B优268比对照种高35.71%,千粒重、有效穗数及结实率对西科恢768系列品种产量影响较大;对不同生育时期的伤流分析发现,参试品种的伤流强度均在分蘖盛期达到最高,表现为宜香优2115(632.89 mg/mL)内5优768(506.67 mg/mL)B优268(454.24 mg/mL),而在成熟期表现最低,B优268(29.45 mg/mL)内5优768(27.01 mg/mL)宜香优2115(24.41 mg/mL);对伤流强度与产量的相关性分析发现,在分蘖盛期,产量与伤流强度呈极显著负相关,在生殖生长阶段,产量与伤流强度呈显著正相关。表明参试品种的伤流强度及组分在同一时期的表现各不相同,且同一品种在不同时期的表现也有较大差异。在营养生长阶段,伤流强度及组分不利于水稻产量的提高,而在生殖生长阶段,伤流强度及组分有利于水稻的增产。     

宁南旱地草粮轮作田土壤水可持续利用模拟研究

采用野外调查和计算机模拟相结合的方法对宁夏南部旱地草粮轮作田土壤水分恢复问题进行了模拟研究。结果表明,模拟土壤湿度和观测土壤湿度剖面分布自上而下的变化趋势一致,土壤湿度模拟值基本能够反映苜蓿地土壤湿度等级在不同土层的分布。苜蓿地土壤干燥化进程和土壤湿度恢复进程均表现为前期快后期慢。在宁夏南部丘陵半干旱区,8~10 m土层土壤湿度恢复较困难,种植苜蓿期间应尽量避免该土层土壤湿度等级降低到D以下,即土壤湿度不应低于8.5%。在宁夏南部丘陵半干旱区苜蓿适宜种植年限为6~8年,翻耕后适宜采用PPW轮作模式 (马铃薯→马铃薯→春小麦)进行土壤水分恢复,种植16~20年粮食作物后可以再次种植苜蓿。     

65 份水稻种质的产量性状遗传多样性分析

以65份来自种质资源库的水稻品种为材料,根据品种的产量性状进行统计分析、多样性指数分析以及相关性分析。结果表明,供试材料在产量性状上存在丰富的遗传多样性,多样性指数介于1.607~2.000之间,单株产量与单株有效穗数、每穗实粒数及穗着粒数存在极显著的正相关,相关系数分别为0.346、0.586和0.508;聚类分析结果表明,65个水稻材料可聚为22个类群,说明供试材料的遗传距离较远,种质资源分化程度较高;通过主成分分析,获得3个主成分,累积贡献率达到85.212%,并通过对应的特征向量获得3个主成分因子,分别为粒数因子、结实率因子及有效穗数因子,可以作为种质资源综合评价指标。通过每个品种的各主成分排名及综合排名对各品种进行综合评价,排前5名的水稻材料分别为奥野占6号、R995、油粘8号、丝苗12和R998。在水稻育种中应注意利用具有丰富遗传多样性的种质资源,并在亲本选配时选择遗传距离较远且综合性状表现差异较大的种质材料。     

黄土高原3个不同降水量地点油松林地水分生产力与土壤干燥化效应模拟

应用WinEPIC模型模拟1957—2001年期间黄土高原半湿润区洛川、半干旱区延安和半干旱偏旱区榆林油松林地水分生产力演变规律和深层土壤干燥化效应。模拟结果表明:洛川、延安和榆林油松林地逐年生物量模拟值在9～17年生达到最大值(平均值分别为4.29,3.62和2.73t.hm-2),之后随降水量年际波动呈现出明显的波动性降低趋势;1～22年生期间油松林地平均年耗水量高于同期年降水量,导致林地0～10m土层土壤强烈干燥化,逐月土壤有效含水量波动性降低,洛川14～20年生、延安9～20年生和榆林6～19年生期间是油松林地土壤强烈干燥化阶段,年均土壤干燥化速度分别为176,111和69mm,此后油松林地土壤有效含水量在0～150mm范围内的较低水平上随降水量变化而波动;洛川、延安和榆林油松林地0～10m土层土壤湿度剖面分布变化剧烈,土壤湿度逐年降低,土壤干层逐年加厚,分别从15,10,6年生开始土壤干层厚度超过3m,在19年生时均已超过10m,20年生以后2～10m土层土壤湿度保持相对稳定的干燥化状态;洛川、延安和榆林油松林地水分生产力和土壤干燥化效应区域差异显著,林地土壤水分可持续利用年限约30年。     

长武旱塬不同麦玉轮作系统产量效应模拟研究

利用EPIC模型对不同麦玉轮作系统进行模拟,通过对其输出结果的分析,综合考虑产量、经济效益、干旱胁迫和氮肥生产率等因素,对不同麦玉轮作系统进行综合评价,从而比较不同麦玉轮作系统的优劣。结果表明:(1)在模拟研究期间,8种麦玉轮作系统的产量均呈波动性下降趋势,其平均值分别为4.61、4.40、4.16、4.48、4.28、4.29、4.714、.55 t/hm2。所有的麦玉轮作系统中,麦玉轮作系统"春玉米→冬小麦"的经济效益最好。(2)在模拟研究期间,麦玉轮作系统"春玉米→冬小麦→冬小麦"的冬小麦和春玉米所遭受的年均干旱胁迫日数最少(29.51d)。在干旱年份麦玉轮作系统中的冬小麦较春玉米更容易遭受干旱威胁。综合产量、经济效益、作物所遭受的干旱胁迫天数和麦玉轮作系统的氮肥生产率等因素,在长武地区适宜采用的麦玉轮作系统为春玉米→冬小麦。     

基于EPIC模型的黄土高原旱地草粮轮作田土壤湿度模拟

土壤水分是黄土高原地区粮食生产的关键因子,EPIC模型自建立以来在世界范围内得到了广泛的应用,是研究土壤水分动态的有效工具,因此,在黄土高原地区验证EPIC模型的土壤湿度模拟精度对该地区土壤水分的模拟研究具有重要的现实意义。本研究应用长期定位试验观测值和EPIC模型对草粮轮作田[苜蓿（Medicago sativa）－苜蓿－苜蓿－苜蓿－马铃薯（Solanum tuberosum）-冬小麦（Triticum aestivum）-冬小麦-冬小麦]土壤湿度进行了模拟研究。结果表明, 在苜蓿草地、冬小麦田和马铃薯田中0～2.0 m土层土壤湿度的观测值和模拟值相关系数分别为0.756、0.973和0.790,RMSE值分别为0.028、0.011和0.023 m/m;模拟值与观测值的土壤湿度剖面分布总体上一致。EPIC模型能够较好模拟草粮轮作田土壤水分的动态变化规律,可以用来模拟研究黄土高原草粮轮作田土壤水分动态变化及其土壤湿度的剖面分布。建立合理的土壤数据库和作物根系分布方程将会进一步提高模型对土壤湿度的模拟精度;增加模型中的土层数有利于提高模型对深根系作物土壤湿度的模拟精度。     

四川盆地东南部杂交中稻开花期高温伤害的风险预测

准确预测不同区域杂交中稻开花期与自然极端高温发生期相遇的概率,有利于制定当地水稻生产避险高产稳产技术。以四川省推广的22个杂交中稻新品种为材料,在四川盆地东南部不同生态点开展品种生态适应性试验,研究了基于经度、纬度和海拔高度的杂交中稻开花期受自然极端高温伤害风险的预测方法。结果表明,杂交中稻齐穗后第5天日序与经度呈显著负相关,与海拔高度呈极显著正相关,与纬度相关性不显著。建立的基于经度（x₁）和海拔（x₃）预测水稻齐穗后第5天日序的回归模型,F值为13.25^**~13.56^**,决定程度高达0.8688~0.8715。该模型经多个品种连续2年在6个生态点的验证,实测值与预测值1∶1回归模型的决定系数高达0.8362~0.8641,实测值与预测值之间的均方根差（RMSE）值为0.83%~1.18%,预测值与实测值之间具有较好的一致性。将本研究建立的齐穗期与地理位置关系模型与作者等先期建立的基于地理位置（纬度：x₂、海拔：x₃）预测≥35℃最早发生期预测模型相结合,探明了不同地理位置杂交中稻开花期受极端高温伤害的机率。利用地理位置信息可准确预测杂交中稻开花期受极端高温伤害的风险程度,具有较好的生产适用性。