上海水稻精量机械穴直播技术研究与应用

以上海地区主推水稻品种为材料,在精量机械穴直播条件下,开展了不同类型水稻品种的小区试验和示范,明确了精量机械穴直播水稻的生育特性、抗倒伏性、群体建成和产量表现,并分析了采用水稻精量机械穴直播后土壤的微生物群落结构的变化和水稻生产经济效益。试验示范结果表明,精量机械穴直播水稻生育期明显缩短,单株分蘖力强,群体结构合理,穗粒结构协调,干物质积累多,抗倒能力较强,增产优势明显,节本低耗,生产效率显著提高,是目前极具生产潜力的一种新型高效低耗种植模式,适合上海都市农业发展的需求,也顺应了水稻低碳种植发展趋势,具有广阔的应用前景。     

不同氮素水平下双季稻株型与冠层内光截获特征研究

本文旨在阐明双季稻株型与冠层内光合有效辐射截获的时空分布特征。选用4个不同株型早、晚稻品种,设置4个不同施氮水平,系统观测其植株形态和冠层内光合有效辐射截获率(IPAR)的时空分布状况。结果表明,施氮水平对早、晚稻株高、穗长、叶长和叶基角均有显著影响,均表现为随施氮水平的增加而增大;早、晚稻孕穗期的分层叶面积指数(LAI)和向上累积LAI大于抽穗后12 d,分层LAI呈冠层中部大于上部和下部的分布特征,最大分层LAI出现在0.58相对高度处;冠层上中部分层LAI和向上累积LAI随施氮水平的增加而增大;向上累积LAI随相对高度呈S型曲线分布,可用Logistic方程定量描述(R~2 0.99);早、晚稻孕穗期的冠层IPAR大于抽穗后12 d,且随施氮水平的增加而增大,其日变化表现为正午较小,早晚较大;株型紧凑的早、晚稻品种,冠层IPAR低;冠层IPAR与向下累积LAI之间的关系可用方程IPAR=a (1-e~(-b×LAI))定量描述(R~2 0.88);冠层内IPAR的三维空间分布表现为冠层上中部水平面上IPAR较低,光斑变化大,冠层下部水平面上IPAR较高,光斑变化较平缓,同一冠层高度水平面上的IPAR呈不均匀分布。研究结果可为双季稻高产栽培及理想株型的优化设计提供支撑。     

无源蓄冷控温运输箱设计与试验

针对蓄冷运输箱信息化程度低、控温时间短、控温困难等问题,设计了一款集控温、远程监控、定位、故障诊断等功能于一体的蓄冷运输箱。以脐橙为试验对象,结合能耗模型,对蓄冷控温箱控温性能进行了研究。结果表明,箱内各截面温度不均匀系数分别为0.38、0.47、0.78,温度极差最大值为2.8℃,均匀性较好;当蓄冷剂用量为180 kg,预冷脐橙660 kg,在外部环境平均温度26.39℃的条件下,总控温时长为122 h,风机共执行控温21次,且随着蓄冷量减少,风机开启控温所用时间呈指数上升趋势,决定系数不小于0.928 0;结合能耗模型分析得出,该箱体在广州夏季高温环境下可控温5 d以上,能够满足远距离运输要求。     

茶园节能型开沟刀设计与试验

针对茶园机械化开沟减阻减耗需要,设计茶园节能型开沟刀,用于减小茶园开沟时的开沟功耗。通过理论分析确定节能型开沟刀侧切刃与正切刃曲线方程,通过离散元仿真方法确定侧切刃螺旋线终点处滑切角与正切刃在侧切刃平面内展开曲线终点处静态滑切角分别为62°、56°。对设计完成的节能型开沟刀进行田间试验,试验结果表明:在开沟深度为15、20、25 cm时,节能型开沟刀的开沟功耗分别为0.093、0.107、0.128 kW,均小于对照组通用开沟刀的开沟功耗,说明设计的节能型开沟刀在各个开沟深度均能够达到降低开沟功耗的目的。此外节能型开沟刀在不同开沟深度的沟深稳定性系数均大于90%,高于国家标准和对照组通用开沟刀试验结果,说明设计的节能型开沟刀在降低作业功耗的同时,可保证开沟质量。     

红蓝LED光照强度对茶树生长及生物化学成分的影响

以‘黔湄601’一年生茶树苗为试材,光量比为1∶3的LED红蓝光作为光源,探讨不同光照强度对茶树幼苗生长特性的影响、光合色素及生物化学成分的变化趋势,探索茶树苗生长发育对光强的响应机制。采用LED精准调节光质和光强,设置50μmol·m-2·s-1、100μmol·m-2·s-1、150μmol·m-2·s-1、200μmol·m-2·s-14个处理。结果表明,不同光强处理15 d后,50μmol·m-2·s-1光照强度有利于茶树叶色素含量的增加及Ca/Cb值的降低;100μmol·m-2·s-1光照强度有利于茶树叶茶多酚含量的降低及氨基酸含量的增加,酚氨比值最低;150μmol·m-2·s-1光照强度对茶树叶重增加有促进作用;200μmol·m-2·s-1光照强度有利于茶树叶茶多酚含量的增加和氨基酸、光合色素含量的减少;酚氨比值最高,光合色素含量最低。红蓝LED光照强度过低、过高都不利于茶叶品质形成,综合考虑,100μmol·m-2·s-1光照强度最有利于茶叶功能成分的积累,是茶叶LED光源设施栽培的理想光照强度。本研究结果对于设施茶树种植具有重要的参考意义。     

长期施肥处理对双季晚稻叶绿素荧光特征及籽粒产量的影响

研究施肥模式对水稻叶绿素含量及荧光参数的调节作用,对提高水稻光能利用效率及籽粒产量具有重要意义。本研究以水稻品种赣929为试验材料,比较长期定位施磷钾肥(PK)、施氮磷钾肥(NPK)、等养分条件下70%氮磷钾肥配合施用30%有机肥(70F+30M)、50%氮磷钾肥配合施用50%有机肥(50F+50M)、30%氮磷钾肥配合施用70%有机肥(30F+70M)条件下水稻叶绿素荧光参数和产量变化特征。结果表明,水稻旗叶叶绿素含量从齐穗期到成熟期呈下降趋势,且表现为30F+70M50F+50M70F+30MNPKPK。水稻叶绿素荧光参数Fv/Fm随水稻生育期的推进呈降低趋势,其中PK处理Fv/Fm值最低,而施氮处理比不施氮处理Fv/Fm值增加了2.85%～4.18%。叶绿素荧光参数qL、ΦPSII在NPK处理中表现为齐穗期较高, 20 d之后显著降低;在50F+50M、30F+70M处理中表现为齐穗期较低, 20 d以后显著增加;在PK处理、70F+30M处理中一直处于较高水平。NPQ变化趋势与qL基本相反。ETR-PAR光响应曲线拟合结果表明, 70F+30M处理ETRmax、?和Ek值在齐穗期和20 d后值均最高。综合看来,等养分条件下配施30%有机肥具有最优的叶绿素荧光指标组合及籽粒产量;而配施超过50%有机肥由于前期热耗散增大使得用于光合作用的光能份额减少,而施用氮磷钾肥处理则由于后期的衰老使得光能利用效率下降。     

考虑土壤水平衡的灌区水资源优化配置研究

针对内蒙古河套灌区解放闸灌域地下水埋深较浅且矿化度高及黄河水量逐年减少等因素导致的农业用水严重短缺问题,本研究以解放闸灌域玉米为研究对象,耦合Jensen模型与土壤水平衡模型构建灌区尺度灌溉水资源优化配置模型,对不同的地下水埋深及土壤含水量情景下水资源优化配置方案进行研究,并利用Lingo软件编程求解模型。结果表明:当地下水埋深为2.5m时,引黄水量为3.85×10~8 m~3,可以达到5.55×10~8元的净经济效益;而土壤水含量为0.12～0.16时,净经济效益为[5.41,5.67]×108元。优化结果验证了模型在当地可行,并针对河套灌区解放闸灌域的不同土壤含水量与地下水埋深情景分别提供14种配水方案。     

同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜光合光响应模型筛选

为了筛选出最适合黑皮冬瓜Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.的光合光响应模型,为其育种提供理论依据,以同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜为试验材料,对8种经典的光合光响应模型适用性进行了比较分析。结果表明：二次多项式能够表现出光抑制情况,但在拟合过程中出现暗呼吸速率为正值、光补偿点为负值及无法解释当光强达到饱和后光合速率快速下降的问题;直角双曲线、非直角双曲线及指数函数Ⅰ、指数函数Ⅱ无法直接求取光饱和点、光补偿点,结合常用的光饱和点的计算方法得到的光饱和点与实测值均存在较大的偏差,且指数函数Ⅱ在计算光饱和点时表现出明显的人为性,也无法拟合光抑制情况,但4种模型拟合得到的光补偿点均与实测值相差不大;指数修正模型因系数β为负值,无法求取四倍体黑皮冬瓜材料的光饱和点和最大净光合速率,且拟合得到的四倍体黑皮冬瓜的光补偿点明显低于实测值;直角双曲线修正模型计算得到的暗呼吸速率及二倍体黑皮冬瓜的光饱和点明显低于实测值,但获得的四倍体及其二倍体的最大净光合速率与实测值最接近,说明其在拟合最大净光合速率上有优势;整体上分段函数计算得到的黑皮冬瓜的各光合参数与实测值最为接近,与实测值的平均相对误差最小,也能很好的拟合发生光抑制部分的光响应曲线。分段函数拟合同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜光合光响应曲线效果较其他模型效果好,分段函数模型为黑皮冬瓜最适合的光合光响应模型。     

天山云杉林冠层结构对草本物种多样性的影响

为研究天山云杉林冠层特征与林下草本物种多样性的相互关系，以新疆天格尔森林公园天山云杉林的4个龄级的林分（幼林龄、中林龄、近熟林、成熟林）为研究对象，以冠层分析仪获得的冠层结构特征和林下光环境指数等野外实际调查数据为依据，通过计算 α 多样性指数分析4个龄级的草本物种多样性，利用多元统计方法研究冠层结构对草本多样性的影响。结果表明，各个指标在不同龄级间均有一定的差异，且随着林分的生长和更新，天山云杉林呈现林冠开度逐渐减小、叶面积指数增大、林下光辐射均减弱、物种多样性指数均减小的趋势；典型模型表明林冠开度对冠层结构起到主要作用（呈极显著正相关P<0.01），叶面积指数次之（呈极显著负相关P<0.01）；在林下辐射中，林下总辐射对林内光环境起主要作用；相比冠层结构，林下光照对草本层物种多样性的作用更大，其中林冠开度和丰富度指数之间呈显著正相关，林下总辐射、林下直射辐射和多样性指数、均匀度指数之间均呈显著正相关。     

光氮互作对芹菜幼苗生长及生理特性的影响

光质和施氮量是影响芹菜生长发育的关键因素,适宜的光氮组合能有效提升芹菜幼苗质量。为优化芹菜工厂化育苗,本试验设置2种光质(白光,W;蓝光,B)和2种施氮量(8mmol/L KNO_3,高氮,H;4mmol/L KNO_3,低氮,L),以WH为对照,研究光氮互作对芹菜幼苗生长、生理代谢和元素积累的影响。结果表明:与WH相比,WL和BH处理的芹菜全株干重分别显著减少43.18%和55.07%,WL处理的叶片和叶柄中硝酸盐、可溶性蛋白质和总游离氨基酸质量分数均显著降低,BH处理的叶片和叶柄中硝酸盐、可溶性蛋白质和矿质元素质量分数显著增加,而叶片中可溶性糖、丙氨酸族和丝氨酸族氨基酸质量分数均显著降低。然而BL处理的芹菜全株干重比WH显著增加32.18%,叶片可溶性蛋白质、叶柄组氨酸(His)和脯氨酸(Pro)质量分数均显著增加。利用隶属函数分析对芹菜幼苗生长发育进行综合评价发现,BL处理表现最优。综上所述,蓝光和低氮组合能促进芹菜干物质积累,提高可溶性蛋白质和游离氨基酸质量分数,进而促进芹菜幼苗生长发育。