玉米脱粒破碎率关键影响因子及其最优预测模型研究

子粒破碎率高是当前中国玉米机械收获子粒的重要限制因素,解析破碎率变化原因,建立其简便预测模型是需要解决的重要问题。本文采集7个玉米品种在3个种植密度下组合的果穗,在不同子粒含水率梯度条件下开展单穗脱粒试验。种植密度在6万～9万株/hm2范围内对子粒破碎率没有影响,品种、子粒的含水率、抗侧压碎力和穿刺强度等的影响均达到统计显著水平。品种对破碎率变化的偏贡献率为12.7%,且品种的偏贡献率子粒含水率的偏贡献率抗侧压碎力的偏贡献率穿刺强度的偏贡献率,种植密度的偏贡献率接近于零。破碎率的最优预测因子是穿刺强度,预测模型:破碎率=10.25×0.990穿刺强度,满足破碎率不高于5%约束的穿刺强度值不得低于60 MPa。研究结果可为玉米破碎率预测、宜机收玉米新品种培育与鉴定、脱粒机具设计与制造提供数据支撑和技术参考。     

成都平原不同耕作模式的农田效应研究—— II.土壤综合质量评价

 【目的】研究成都平原不同耕作模式对土壤质量性状的影响,探索建立适合当地生产条件的土壤质量评价体系,筛选出适宜该地的耕作模式,为提高当地土壤生产力水平、改善土壤质量提供借鉴。【方法】通过长期定位试验获取不同耕作模式对土壤性状及作物生产指标的影响效应,采用主成分分析的方法筛选评价指标,运用因子分析法对土壤质量进行综合评价。【结果】筛选出的评价土壤综合质量的指标在不同土壤层次存在明显差别：0—10 cm土层的主要影响因子为毛管孔隙度、土壤比重、土壤饱和渗水速率、土壤紧实度、土壤有机质;10—20 cm土层的主要影响因子为总孔隙度、非毛管孔隙度、饱和渗水速率、土壤吸湿水、土壤紧实度;0—20 cm土层的主要影响因子为非毛管孔隙度、土壤比重、土壤饱和渗水速率、土壤紧实度。其中,不同土层的共同影响因子——土壤饱和渗水速率和土壤紧实度是目前当地土壤质量的限制因子。土壤质量综合评价结果表明0—10 cm土层以麦稻双免耕作模式最好,10—20 cm土层麦免+稻旋最好,0—20 cm土层麦免+稻旋最好。【结论】在本研究的试验条件和当地实际情况下,对成都平原土壤质量具有良好效益的耕作模式为麦免+稻旋模式。     

玉米氮、磷、钾、水和二氧化碳资源积累与利用的Meta分析

按照Meta分析原理,汇集近年来的玉米田间试验数据共722组,进行稳健统计、梯度和等值线分析。氮、磷、钾、水和二氧化碳共5个数据集的玉米产量中位数变化在7.91~10.61 t/hm2之间,生产百公斤玉米子粒N、P2O5、K2O、CO2、H2O的资源需求量分别为1.98、0.85、2.12、298.8 kg和44.2 m3。产量偏导数比值(资源利用效率的偏导数/积累量的偏导数)有3种表现,水与氮归为一类,产量偏导数比值大多数都在1/2以下,少数值为1,说明在大多数情况下,积累量的增产作用是资源利用效率的2倍以上,少数情况下二者作用相当;钾与磷为一类,产量偏导数比值以1最多,1/2和2次之,说明以资源利用效率和积累量的作用相当为主,但是,也有不少利用效率的作用是积累量的2倍以上,或者相反;二氧化碳绝大多数产量偏导数比值在2以上,较少部分的值为1,说明在绝大多数情况下资源利用效率的增产作用是积累量的2倍以上,少数情况下二者作用相当。当代玉米百公斤子粒的资源需求量明显下降,资源积累(消耗)量和利用效率对产量的相对重要性因二者组合所处的区域而异,不同资源因子对产量的作用格局不同。     

玉米3个密度试验结果数学模型的构建

比较不同数学模型在3个密度试验结果上适用性,寻求玉米产量-密度的最优模型,为深入挖掘3密度试验信息提供理论依据.数据集包括3个密度89个数据集和4个密度128个数据集,均来自中国1950s至2000s六个年代间的玉米密度试验.通过省略次高或者次低密度的方法从4个密度数据集中导出两组3密度伪数据集.拟合的2参数——模型分别为无常数抛物线(PM2)和无常数指数乘积型(EPM2).对于真数据集,以模型是否存在极大值、参数的统计显著性、理论适宜密度是否越界进行逐级筛选淘汰.最终按照AIC准则决选最优模型.对于伪数据集,则分别比较PM2和EPM2与真数据集最优模型的相似程度,相似性大者获胜.在3个密度的真数据集中,符合AIC准则的PM2数据集最多有32个,比EPM2多21个.能够获得最优模型的数据集数目远小于数据集总数目的原因是理论最适密度越界.在3个密度的伪数据集中,PM2的试验最适密度、最高产量分别与真数据集最优模型的差异均最小.玉米3个密度处理试验数据集可以拟合数学模型,且最优模型是PM2,其次为EPM2.这些结果对于深入挖掘利用玉米3个密度试验结果的价值具有一定参考价值.     

玉米穗粒重与果穗三维几何特征关系的定量研究

【目的】从穗粒重与果穗三维几何关系的角度探索籽粒产量的制约因素,寻找进一步提高玉米产量的途径。【方法】利用图像处理技术采集了10个品种的果穗几何特征,分析了穗粒重对果穗几何特征组合的回归,以及穗粒重与穗大小特征的相关性。矩形度定义为果穗面积占其外接矩形面积的比例,分别与穗长+穗粗、穗面积、穗体积组合建立回归方程。【结果】上述3种组合方程,分别解释了品种间籽粒产量总变异的77.7%、70%和78.7%,矩形度的贡献大于或者约等于穗大小几何特征。同样结构的回归方程在矫正品种产量后,解释了环境间籽粒产量总变异的81.3%—82.0%,矩形度的贡献小于穗大小几何特征。穗大小对籽粒产量的简单决定系数为:在品种间,三种维数的大小特征都不显著;在环境间,穗长、穗粗、穗面积、穗体积分别为0.387、0.167、0.590、0.571。【结论】穗大小单一特征的重要性次序为:穗体积穗面积穗长、穗粗,穗矩形度是反映穗形态的一个重要性状,与穗大小特征相组合,能够高精度预测穗粒重。     

计算机视觉技术在玉米上应用的研究进展

计算机视觉技术是近几年来发展很快的信息处理技术,是人工智能领域的一个重要分支,其应用已渗透了农业领域的诸多方面,文中概述了计算机视觉技术在玉米产前、产中、产后三个方面的应用状况,并对其在玉米上的应用所存问题及发展前景做了综述。     

基于Voronoi图的单粒播玉米产量效果的蒙特卡罗模拟

为了明确在单粒播种条件下田间出苗率对玉米产量的影响,以蒙特卡罗二项分布作缺苗模拟,以Voronoi图分配缺苗土地,通过对产量-密度方程进行数学恒等变换计算产量补偿,模拟了2种单粒播策略的玉米产量随出苗率(75%~95%)的变化。结果表明,缺苗斑数目与出苗率呈单峰曲线关系,缺苗斑大小随出苗率呈负指数下降;单粒播造成0.06%~16.78%的减产,且减产率随出苗率下降而增加;两种单粒播策略的产量大小和产量稳定性均有差异,且差异随出苗率下降而扩大。该研究推荐的玉米单粒播策略是:在千方百计提高出苗率基础上,播种的种子数目应当等于目标种植密度除以出苗率、保证出苗的植株数目达到推荐种植密度。该结论对于在玉米生产上广泛采用单粒精量播种具有重要参考价值。     

数字图像处理在玉米发芽试验中的应用研究

针对目前玉米发芽试验中测量、测算手段存在的不足,提出一种利用数字图像处理技术解决这些问题的简便方法。通过对种苗图像进行处理和分析,获取图像特征,建立其与实测数据的数学模型,应用所建模型可以方便、快速地获取苗高、苗鲜重等数据。该技术将为玉米种子发芽试验及其他植物种子发芽试验提供新的检测手段。     

刈割强度对多年生黑麦草和高羊茅再能力影响的研究

多年生黑麦草和高羊茅刈割后禾草群体再生动态的试验结果表明，在６种留茬高度之间一周干物质生长量无显著差异，两种草亦无显著差异，但９种不同刈割时间之间上述参数表现出显著差异，具有随刈割时间延长而降低的趋，多年生黑麦草的降低幅度大于高羊茅。据此。建议通过调节刈牧频率适当重刈和重牧，达到草地持续高效利用的目的。     

不同生长阶段群体数量特征对产草量作用的分析

在相同的光，温，水，肥条件下，同时对营养生长期的高羊茅和生殖生长期的多年生黑麦草人工草地产草量和群体数量特征的定量关系进行研究。在营养生长期，参数的变异程度小于生殖生长期。营养生长期各因子对产草量直接作用的程度排序这：叶面积指数〉草丛高度〉分蘖密度，生殖生长期为；草丛高度〉叶面积指数〉分蘖密度。