基于多视角反射光谱的冬小麦冠层叶片氮素营养监测研究

通过2个蛋白质含量不同的冬小麦品种和4个氮素水平的试验,研究传感器在垂直冬小麦垄平面上,冠层不同观测角度的反射光谱与叶片氮素营养的关系,改进小麦冠层氮素光谱诊断的理论与方法。结果表明,在本试验选择的7种植被指数光谱特征参量中,2个小麦品种均表现为比值植被指数（RVI[670,890]）与冠层叶片氮素含量（CLNC）相关性最高;不同视角的RVI与冠层叶片氮素含量关系中,0°、30°和90°的相关性最高;利用0°、30°和90°的RVI与CLNC进行模型拟合,其模型的决定系数是0°﹥30°﹥90°;在建立的0°模型中,京411小麦模型RMSE为0.2915,预测准确率为90.2%,中优9507模型RMSE为0.3827,预测准确率为87.2%。本研究证明改变反射光谱观测角度,能够提高冠层叶片氮素含量的光谱预测精度,不同小麦品种其光谱特征与冠层叶片氮素含量关系不同,在应用中要根据不同的小麦品种建立相应的模型。     

玉米籽粒乳线比例变化与灌浆和干燥过程的关系

为明确玉米乳线比例与籽粒含水率、籽粒灌浆进程的关系,为玉米田间收获期决策提供指标依据。本研究于2017年至2018年在宁夏回族自治区银川市永宁县对共计9种春播玉米品种开展观测调查。连续采集吐丝后20～80d内的果穗中部横切面图像,测定果穗中部籽粒含水率和百粒干重。利用基于图像辅助的玉米籽粒乳线比例测定工具,获取不同时期、品种果穗籽粒的乳线比例信息。回归分析结果显示,在品种和年际间,乳线比例、籽粒含水率以及灌浆进程的变化略有差异,但规律一致。玉米乳线比例与籽粒含水率呈极显著的线性关系,回归方程为y=–0.2572x+52.482;玉米乳线比例与籽粒灌浆进程的关系符合极显著的Richards曲线关系,回归方程为y=99.65/[1+exp(2.45–0.07x)](1∕3.70)。籽粒乳线比例的变化与一定范围内的籽粒含水率和灌浆进程密切相关,可以作为不同类型玉米收获期的田间评价指标之一。     

玉米品种更替过程中品种群体整齐度的变化

选用1950~2010年具有代表性的11个品种,设置4个种植密度,测定株高、穗位高、果穗长、穗粗、穗行数、行粒数指标的整齐度。结果表明,随着品种的更替,株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数的整齐度明显提高,株高整齐度的提升最为突出。随着种植密度的提高,玉米的群体整齐度下降,现代品种对增密响应更加明显;同等密度条件下,现代品种的群体整齐度均高于早期品种。相关分析表明,玉米产量与株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数性状的整齐度具有明显正相关关系。玉米产量提升过程与品种的群体整齐度同步,株高、穗位高整齐度是最为直观的评价指标,通过品种改良和种植技术的改进提高群体的整齐度是进一步提升产量的技术途径之一。     

种植密度和灌溉量对西辽河平原春玉米产量及水分利用效率的影响

在内蒙古通辽市辽河镇浅埋滴灌水肥一体化条件下，以DK159为研究对象，设置6.0万株/hm²(D1,CK，农民常规种植密度)和9.0万株/hm²(D2)两种种植密度处理和45 mm(I₄₅)、90 mm(I₉₀)、180 mm(I₁₈₀)、270 mm(I₂₇₀)、360 mm(I₃₆₀)、450 mm(I₄₅₀,CK，农民常规灌溉量)6个灌溉量水平，研究种植密度和灌溉量对玉米产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明，9.0万株/hm²密度下在360 mm的灌溉量下获得最高产量和较高的WUE;6.0万株/hm²密度下在270 mm的灌溉量下获得最高产量和较高WUE。与传统生产方式(D1-I₄₅₀处理)相比，D1-I₂₇₀处理的产量无显著降低，灌溉量降低40.0%，蒸散量减少19.7%,WUE提高25.1%;D2-I     

基于根冠协调发展的东北春玉米高产种植密度分析

植株地上部与地下部的协调是生长发育的内在需求,分析种植密度对冠根协调的影响能够为玉米增密高产理论和技术提供新的视角。本研究于2020—2021年在吉林省中国农业科学院作物科学研究所公主岭试验站进行,以郑单958和先玉335两个耐密品种为试验材料,调查了玉米关键生育时期内根系和冠层的相关指标在产量稳定区间的2个种植密度(D1:6.75万株hm^-2; D2:9.75万株hm^-2)下的差异。试验条件下,种植密度从D1增加到D2,玉米的单株干物质积累量、根干重等均出现显著降低,群体指标表现不同。其中, 2个品种的群体籽粒产量未出现显著提升,在根系各指标达到最大值的吐丝后15 d(R2期),群体根干重、根长密度等也未出现显著提升。随着生育进程推进,玉米的冠根比呈指数函数增长(y=ae^bx),增加种植密度显著提高了玉米冠根比,粒根比、叶根比也增加,根系压力增大。研究结果表明,玉米根系对种植密度的响应程度与地上部存在差异,在产量水平基本相当的前提下,根系压力较小的种植密度更有利于冠根协调和合理群体的构建。     

东北玉米耕作制度存在的主要问题与新型耕作制度展望

东北是中国重要的商品粮生产基地，对确保国家粮食安全具有重要的战略意义。长期“重用轻养”的利用方式导致土壤严重退化，生产能力下降，如何实现东北黑土保护性利用是当前农业领域研究热点。玉米是东北第一大粮食作物，长期传统耕作制度不仅加速土壤退化，同时导致玉米秸秆“过剩”。因此，如何通过耕作制度改革来解决东北现行耕作制度中存在的主要问题已迫在眉睫。本文从土壤结构、土壤肥力、土壤侵蚀和秸秆还田4个方面总结传统耕作制度存在的主要问题，分析主要新型耕作制度模式的优缺点，最后展望东北耕作制度发展方向，为黑土地保护和国家粮食安全提供借鉴。     

基于不同叶位受光条件的玉米冠层光合生产能力分析

以先玉335为试验材料,在37 500株/hm~2和67 500株/hm~2密度下测定不同叶位叶片的叶面积和光合有效辐射。从玉米冠层顶部到基部,叶片的光合生产能力呈单峰不对称曲线分布,最大值出现在顶4~6叶,两个密度下表现一致。不同叶位叶片的光合生产能力存在较大差别,在37 500株/hm~2和67 500株/hm~2的条件下,棒三叶(顶7~9)叶面积分别占群体的28.74%和29.11%,其光合生产能力分别占群体的29.60%和29.04%;棒三叶上部的3个叶片(顶4~6)的叶面积分别占群体的25.74%和25.12%,光合生产能力分别占群体的36.27%和40.57%;棒三叶下部的基部叶片分别占群体叶面积32.74%和35.23%,光合生产能力仅占群体的13.90%和9.79%。研究证实,由于冠层结构的不同造成冠层中光分布的差别,影响不同叶位叶片光合效率,导致其光合生产能力的差异。构建合理的群体冠层结构,不仅需要关注叶片的空间分布,更应该重视对冠层光合生产能力的分析。     

不同熟期玉米品种籽粒田间脱水特征差异性分析

玉米收获期籽粒含水率是影响机械粒收质量和籽粒品质的重要因素,不同熟期品种收获期籽粒含水率有差异,同时品种间熟期的差异也使其田间脱水的环境不同,造成其脱水特征难以精准比较。本研究于2018—2019年,以不同熟期玉米品种为研究对象,设置间隔约10 d的8个播期处理,播期覆盖自早春播至晚夏播,创制籽粒田间脱水的环境差异,观测籽粒含水率动态过程,分析品种之间籽粒田间脱水特征差异。结果表明,收获期籽粒含水率与品种生育期长短呈显著正相关(r=0.810*, 2018; r=0.912**, 2019),早熟品种收获时含水率低、晚熟品种高;生理成熟期籽粒含水率与灌浆期长短呈显著负相关(r=–0.484**),早熟品种生理成熟期籽粒含水率高、晚熟品种低;籽粒生理成熟前脱水速率(r=–0.655**)和生理成熟后脱水速率(r=–0.492**)均与生育期长短呈显著负相关,表现出早熟品种籽粒脱水速率快、晚熟品种脱水速率慢的特征;籽粒生理成熟前脱水速率与生理成熟后脱水速率之间呈显著正相关(r=0.466**),一般而言生理成熟前籽粒脱水速率较快的品种,生理成熟后脱水速率也较快,但是存在生理成熟前脱水速率快...     

辽北地区增密种植对玉米机械粒收质量的影响

2019年在辽宁省铁岭市铁岭县蔡牛镇和2019、2020年在昌图县老城镇开展大田试验，探索辽北地区增加种植密度对玉米机械粒收质量的影响。结果表明，供试品种种植密度由 6.0 万株/hm²增加到 7.5 万和 9.0 万株/hm²，均表现出明显的增产趋势，其中最大增幅达15.11%。随着种植密度的增加，品种的生育期呈缩短、收获期子粒含水率呈下降趋势，其中子粒含水率下降幅度为0.1～2.6个百分点。增加种植密度对收获子粒的破碎率、杂质率和损失率没有显著影响。由此可见，在辽北地区增加玉米种植密度不仅增产，而且能够降低收获期子粒水分、有利于机械粒收。     

覆膜滴灌条件下灌溉量和种植密度对玉米茎秆抗倒能力的影响

设置两年灌溉量和种植密度互作试验，研究不同密度下，随灌溉量增加，玉米茎秆抗折断力、植株高度、基部节间形态及机械强度等的变化趋势，明确覆膜滴灌条件下灌溉量对密植玉米茎秆抗倒伏能力的影响。结果表明，随密度增加，茎秆抗倒能力呈下降趋势。不同密度下，滴灌量变化对茎秆抗倒能力的影响不完全一致。密植条件下，适当增加灌量（480～540 mm）可提高基部节间的物质积累和茎粗，增强茎秆的机械强度；继续增加滴灌量对茎秆的抗倒能力提升效果不显著。