中国农业节水技术标准化建设现状与发展对策

农业节水技术标准不仅是规范农业节水工程建设与管理的重要依据,也是新时期全面节约、合理开发和高效利用农业用水的技术准则.大力开展农业节水技术标准化建设对于保证节水工程建设质量,提高管理水平,控制农业用水总量,提高农业用水效率,减少农业水资源浪费,改善中国水资源日益紧缺的现状具有重要意义.基于中国当前农业节水技术标准化体系建设的基本现状,总结分析了现行农业节水技术标准建设与发展中存在的主要问题和制约因素,提出了推进农业节水标准化建设工作的若干建议,力求为促进中国农业节水事业健康有序和可持续发展提供参考.     

不同颜色地膜和种植密度对春玉米田间地温、耗水及产量的影响

【目的】 探求不同颜色地膜和种植密度对东北雨养区春玉米田间地温、耗水量、产量和降水利用效率的影响,进一步挖掘旱作雨养玉米水分生产潜力。【方法】 2016—2018年开展了3种覆盖处理（裸地、透明地膜覆盖和黑色地膜覆盖）和3种种植密度（60 000、75 000和90 000株/hm ²）的栽培试验,定位监测0—25 cm土壤耕层温度和0—120 cm土壤水分动态变化,结合作物产量分析农田水分利用效率。【结果】 在生育前期,透明地膜覆盖处理土壤耕层积温显著高于黑色地膜覆盖处理,黑色地膜覆盖处理土壤耕层积温显著高于裸地处理;种植密度的增加使得玉米拔节期以后的土壤耕层积温下降;从全生育期耗水量看,黑色地膜和透明地膜覆盖处理间无显著差异,但均显著低于裸地处理;无论在平水年还是枯水年,玉米耗水量均随种植密度的增加而增加;黑色地膜覆盖玉米产量和水分利用效率显著提高,平均较透明地膜分别高4.3%和4.6%,较裸地分别高9.2%和13.3%;在相同覆盖处理下,产量和水分利用效率随着种植密度的增加而增加;在高密度处理下,地膜覆盖明显提高经济效益,黑色地膜覆盖平均比透明地膜覆盖获得的利润多807.82元/hm ²。【结论】 黑色地膜覆盖结合高密度（90 000株/hm ²）栽培模式,在保证玉米高产的基础上,水分利用效率达到最高,本研究可为东北雨养旱作玉米进一步挖掘降水生产潜力及增产增效提供参考。     

种植密度对玉米耗水和产量影响研究进展

为明确不同种植密度对玉米耗水和产量的影响,梳理和总结了近些年学界对玉米密植增产研究的主要结果,分析了种植密度对玉米耗水量的影响,归纳了现代玉米高密度种植的相关研究成果。研究表明,总体而言玉米高密种植减少了土壤蒸发,增加了植株蒸腾,但对于提高玉米种植密度是否增加了玉米耗水量,学界仍存在不同意见;玉米密植在提高群体产量同时,也增加了由于高密度导致产量降低的风险。为应对高密度种植下玉米产量的不稳定性,现代学者开始将种植密度与其他农艺措施结合。与此同时,现代研究从传统的特定环境下田间试验研究转向使用作物模型模拟不同环境下玉米种植密度对产量的影响,旨在根据特定环境选择最适宜种植密度,在提高种植密度的同时,提高玉米单株产量,实现玉米的高产稳产。综上,将玉米密植种植与其他增产措施相结合和借助作物模型研究不同环境下玉米的最优种植密度是构建未来玉米增产稳产技术模式的重要研究方向。     

Stacking集成模型模拟膜下滴灌玉米逐日蒸散量和作物系数

为准确模拟膜下滴灌玉米逐日蒸散量和作物系数,该研究以4个经典机器学习模型:随机森林(Random Forest,RF)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BP)和Adaboost集成学习模型(Adaboost,ADA)为基础,基于Stacking算法建立了集成学习模型(Linear Stacking Model,LSM)对膜下滴灌玉米逐日蒸散量和作物系数进行模拟。并将LSM的模拟精度与RF、SVM、BP和ADA模型的模拟精度相比较,结果表明:1)RF、SVM、BP和ADA模型模拟膜下滴灌玉米的逐日蒸散量和作物系数时的相对均方根误差均大于0.2;2)相比RF、SVM、BP和ADA模型,LSM模型提高了玉米逐日蒸散量和作物系数模拟精度。LSM模拟的膜下滴灌玉米的作物系数相比于FAO推荐值更接近实测值;3)日序数、平均温度、株高、叶面积指数和短波辐射5个特征对玉米膜下滴灌玉米日蒸散量和作物系数影响最高,基于这5个特征建立的LSM模型模拟膜下滴灌玉米的蒸散量和作物系数的R2分别为0.9和0.89,相对均方根误差分别为0.23和0.16。因此,建议在该研究区使用日序数、平均温度、株高、叶面积指数和短波辐射5个特征参数建立LSM模型模拟膜下滴灌玉米蒸散量和作物系数。该研究可为高效节水条件下作物蒸散量和作物系数的精准模拟和合理制定灌溉制度提供参考。     

不同颜色地膜覆盖下春玉米主要生长性状对耕层积温的响应

为了探讨东北雨养区不同颜色地膜覆盖下春玉米主要生长性状和产量对耕层积温的响应规律,设置了无色透明膜(M1)、黑膜(M2)和露地对照(M0)田间试验。根据2016和2017两年数据,应用Slogistic方程拟合了不同颜色地膜覆盖下玉米株高、成熟期之前叶面积指数以及干物质累积随耕层积温变化动态,通过逐步回归分析探讨了玉米干物质累积的Slogistic曲线特征量与产量关系。研究表明:1)玉米株高渐增期的平均生长速率大小表现为M2M1M0,在快增期表现为M2M0M1,缓增期表现为M0M2M1;2)玉米叶面积指数渐增期和缓增期平均增长速率表现与株高一致,快增期则表现为M2M1M0,黑膜处理下叶面积指数和最大增加速率最高,无色透明膜处理次之;3)黑膜处理显著增加了快增期干物质累积持续时间,并且较无色透明地膜和露地处理率先进入干物质累积快增期,这有助于提高玉米产量;4)干物质累积最大速率、干物质累积曲线拐点等特征量与产量密切相关,达到极显著水平(P0.01)。研究认为,地膜覆盖对玉米生长渐增期影响较大,其中无色透明膜加速玉米衰老;黑膜处理下干物质累积最大,产量最高,玉米生长更稳定。对玉米生长性状和产量的研究,可用于玉米生产管理决策中作物生长路线的设计,能够为提高玉米生产管理水平提供决策依据。     

不同颜色地膜覆盖下春玉米主要生长性状对耕层积温的响应

为了探讨东北雨养区不同颜色地膜覆盖下春玉米主要生长性状和产量对耕层积温的响应规律,设置了无色透明膜(M₁) 、黑膜(M₂) 和露地对照(M₀)田间试验。根据2016和2017两年数据,应用Slogistic方程拟合了不同颜色地膜覆盖下玉米株高、成熟期之前叶面积指数以及干物质累积随耕层积温变化动态,通过逐步回归分析探讨了玉米干物质累积的Slogistic曲线特征量与产量关系。研究表明:1)玉米株高渐增期的平均生长速率大小表现为M₂>M₁>M₀,在快增期表现为M₂>M₀>M₁,缓增期表现为M₀>M₂>M₁;2)玉米叶面积指数渐增期和缓增期平均增长速率表现与株高一致,快增期则表现为M₂>M₁>M₀,黑膜处理下叶面积指数和最大增加速率最高,无色透明膜处理次之;3)黑膜处理显著增加了快增期干物质累积持续时间,并且较无色透明地膜和露地处理率先进入干物质累积快增期,这有助于提高玉米产量;4)干物质累积最大速率、干物质累积曲线拐点等特征量与产量密切相关,达到极显著水平(P<0.01)。研究认为,地膜覆盖对玉米生长渐增期影响较大,其中无色透明膜加速玉米衰老;黑膜处理下干物质累积最大,产量最高,玉米生长更稳定。对玉米生长性状和产量的研究,可用于玉米生产管理决策中作物生长路线的设计,能够为提高玉米生产管理水平提供决策依据。