水稻秸秆生物炭对渍害胁迫下稻麦轮作土壤的影响

长江中下游地区稻麦轮作的生产方式往往导致土壤排水不畅和养分流失.且该地区小麦生长季多阴雨,导致小麦渍害胁迫减产.探索合理的方法来缓解小麦渍害胁迫有重要意义.本研究开展盆栽试验,设置不同生物炭施用量和渍水处理,研究水稻秸秆生物炭对稻麦轮作土壤理化性质的影响.结果表明,随着生物炭施用量的增加,土壤容重呈下降趋势,有助于改善稻麦轮作土壤排水不畅的特点.同时,施用生物炭可显著增加土壤pH值、有机碳和有效磷的含量(P＜0.05).施用生物炭和渍水处理对土壤总氮含量没有显著影响,但生物炭施用量达到40 t/hm2时,渍水处理会导致土壤碱解氮含量显著下降(P＜0.05),表明生物炭有助于固定土壤氮.总体来看,施用水稻秸秆生物炭可改善稻麦轮作土壤的排水条件,维持土壤养分,有助于抵御渍害胁迫造成的小麦减产.     

中国作物模型系列的研究与应用

农业模型是“数字农业”的核心技术之一,作物模型是农业模型的重要内容。本文从中国作物模型技术初创、发展、中国作物模型系列的形成以及中国作物模型系列的原理、结构与功能等方面,回顾与分析了中国作物模型系列的研究过程与创新点等,同时列举了其在全国范围的应用情况,在此基础上,提出了进一步完善与发展的思路。     

南京和安庆地区高温发生规律及高温对水稻结实率的影响

分析长江中下游地区1985年至2004年间每年7月中旬至8月中旬气温变化,结果显示,南京和安庆地区每隔1～2年就会出现持续5 d以上日最高温度高于35 ℃的高温.可见,这一地区7月中旬至8月中旬出现高温为害水稻的几率较高,因此应该考虑调节播种时间以使其抽穗开花期尽量避开这一时期.采用人工气候箱观测水稻抽穗期在高温条件下的花粉活力、萌发、结实情况,结果表明,温度越高、胁迫时间越长,花粉活力和花粉的萌发率越低,最终导致结实率下降.     

孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响*5

为探讨孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响,以南粳45与两优培九为供试品种,于孕穗期设置不同高温强度和不同持续天数处理,分析水稻光合速率、物质分配及产量结构等对不同强度和持续时间高温胁迫的响应特征。结果表明,孕穗期高温处理后,水稻光合速率和产量均出现不同程度的降低,且温度越高、持续时间越长,降低幅度越大。与CK相比,41℃高温处理7d时,两优培九、南粳45光合速率降幅分别为44.6%、28.8%;减产率分别为81.6%、87.7%。高温导致颖花结实率降低、颖花量减少,光合物质向穗部运移不畅,进而导致水稻经济系数降低。41℃高温处理6d时,两优培九和南粳45茎秆占植株生物量的比重均超过70%。高温处理后水稻穗粒数、结实率和千粒重均呈减少趋势,其降低幅度与高温强度、持续时间有关。在41℃高温处理7d时,两优培九穗粒数减少41.9%,结实率降低93.5%,千粒重降低25.3%;南粳45穗粒数减少50.1%,结实率降低79.6%,千粒重降低23.7%。由此可见,孕穗期高温对水稻产量构成要素中结实率影响最大,穗粒数次之,千粒重受其影响最小。     

苏皖鄂地区一季稻产量灾损的风险区划

以长江中下游稻区的苏皖鄂3省为研究区,选用该地区1970—2006年183个县(市、区)一季稻产量统计资料,对一季稻产量进行灾损风险区划。首先,计算研究区平均减产率,然后采用气候统计方法和小波分析方法对平均减产的年际变化特征进行分析,并以平均减产率、减产率变异系数、不同减产率风险概率和抗灾系数为风险评价指标,构建一季稻的产量灾损综合风险指数模型。在计算各站点风险指数的基础上,对产量灾损进行风险区划。结果表明,研究区平均减产率呈下降趋势,研究时段内表现出20、8年的周期变化,减产站点百分比超过90%的年份为1980、2003年;研究区大部分地区的产量风险指数≤0.1,均处于低风险区,处于中风险区和高风险区的站点分别占所有研究站点的9.8%、3.3%,其中,中风险区的空间分布较为零散,且主要分布在湖北的西南部、东部和安徽的北部,而高风险区主要分布在安徽的西北部和江苏东部的启东、泗洪地区。该区划结果可为水稻生产的防灾减灾工作和种植布局优化提供科学参考。     

渍害胁迫时期和持续时间对冬小麦产量及其构成因素的影响

为研究渍害胁迫时期和持续时间对小麦产量及其构成因素的定量化影响,以扬麦13号为供试品种,在拔节期、孕穗期和灌浆期,开展不同渍害胁迫持续时间（0、5、10和15 d）的盆栽试验,观测不同渍害胁迫处理下小麦产量及其构成因素的变化。结果表明,不同生育时期发生渍害胁迫均可导致小麦减产,且随渍害胁迫时间的延长,小麦产量下降均达到显著水平（P<0.05）。渍害胁迫造成的减产呈现为孕穗期>拔节期>灌浆期,渍害胁迫每增加1天,孕穗期、拔节期和灌浆期小麦单株产量分别下降0.79、0.59和0.48 g,表明孕穗期是小麦渍害胁迫的敏感期。此外,不同生育时期渍害胁迫对小麦产量构成的影响存在明显差异。拔节期渍害胁迫同时降低小麦株穗数、穗粒数和千粒重,但主要通过降低小麦穗粒数造成产量下降;灌浆期渍害胁迫对小麦株穗数和穗粒数的影响较小,主要通过降低千粒重造成小麦产量下降;孕穗期处于小麦从营养生长转为生殖生长阶段,此时发生渍害胁迫,对小麦株穗数和穗粒数的影响大于灌浆期,对千粒重的影响大于拔节期,因此,孕穗期渍害胁迫造成小麦减产最严重。为预防渍害胁迫造成小麦严重减产,应在孕穗期前后密切关注天气状况,在田间及时开沟排水。     

水稻颖花结实率对减数分裂期和开花期高温的响应差异

减数分裂期和开花期是水稻对高温敏感的2个主要阶段。为明确水稻颖花结实率对减数分裂期和开花期高温的响应差异,本研究以特优559和华粳1号为供试材料,在减数分裂期和开花期,通过设置不同高温水平(31℃、33℃、35℃、37℃、39℃、41℃)和处理时间(1 d、3 d、5 d),分析了高温对水稻颖花结实率的影响。结果表明:减数分裂期随着温度和高温处理时间的增加,颖花日均结实率逐步下降,其规律可用二次曲线拟合,2个品种间响应差异不大;开花期随着温度和高温处理时间的增加,颖花结实率明显下降,其规律可用Logistic曲线拟合,2个品种间响应差异较大。     

水稻最佳株型群体受光量与光合量的数值模拟

选择４种典型的水稻株型（上挺下挺,下挺下披,上披下挺和上披下披）进行群体光合量的数值模拟。在模拟过程中,提出了一种可利用日照百分率资料推算直射光与散射光的方法,进而计算１日中每小时直光与散射光的消光系数,水平受光量,叶面受光量和群体光合量。对各小时的群体光合理求和,即可得到日光合量。     

光温要素对水稻群体茎蘖增长动态影响的分析及模拟

为研究水稻茎蘖增长阶段光温要素对茎蘖动态的影响,并验证现有茎蘖动态模拟模型中的光温影响方程,以籼型两系杂交稻陵两优268和两优培九为试验品种,进行了为期2年每年7个播期的大田试验。首先,采用Richards方程对茎蘖观测数据进行拟合,获取茎蘖增长动态的特征参数。然后,分析特征参数与茎蘖增长期内平均光温要素和气候要素的关系,并在此基础上,以光温组合因子为自变量,分别构建2个品种茎蘖增长速率和分蘖率的光温组合影响方程,将获取的方程替换水稻群体茎蘖动态模拟模型中的光温影响方程。最后,验证和比较替换前后模型的模拟结果及与实测茎蘖动态的误差。结果显示,受光温要素的共同作用,平均茎蘖增长速率和最大茎蘖密度均与光温要素显著正相关,表明光温要素不仅影响茎蘖增长速率,也影响实际最大群体茎蘖密度,这在构建的光温组合影响方程中得到了较好的反映。较现有模型,替换后模型在茎蘖增长动态上的模拟误差总体减小,模拟的茎蘖增长速率和最大茎蘖密度与实际吻合较好,但在部分验证数据上仍存在较大误差。然而,本文提出的验证和改进光温影响方程的方法,对了解光温影响机制和完善群体茎蘖动态模拟模型具有一定的参考价值。     

基于生物量的水稻叶片主要几何属性模型研究

 【目的】构建基于生物量的水稻叶片主要几何属性模型,为水稻株型设计与调控提供理论依据。【方法】以两优108、86优8、南粳43及扬稻6号为材料,设置品种、氮肥与密度田间试验,观测水稻主茎不同叶位叶片长度和宽度,分析了水稻主茎叶片长和宽的关系、比叶重（SLW）随叶位的变化规律,以及水稻叶片干重与叶长和叶宽的关系,构建基于生物量的水稻叶片主要几何属性模型。【结果】叶长与叶宽的关系可用幂指数方程表达,比叶重随叶位呈二次曲线变化。采用独立的试验资料检验模型,主茎叶片叶长、叶宽模拟值与实测值的根均方差（RMSE）分别为2.55和0.06 cm。【结论】几何属性模型可较好地模拟不同生长条件下水稻主茎不同叶位叶片的主要几何属性,为生长模型与形态结构模型的结合奠定了基础。