不同密度处理下玉米根系干重空间分布动态的研究

采用根钻挖掘法对不同密度处理下玉米根系干重在土壤中的空间分布特征进行了研究。结果表明:不同密度处理下,各取样点0～100cm土层内根系干重在整个生育期内均呈单峰曲线变化,峰值出现在灌浆期前后。在1/2行距处随着密度的增加,根系干重呈增加趋势变化;在1/2株距处,中密和高密处理差异较小,但显著大于低密。在1/4行距处,根系干重则随着密度的增加而逐渐减少。根系达到干重最大值后的下降过程均以高密处理的下降速度最快。不同取样点根系干重在土壤中的垂直分布情况为在大喇叭口期以前,根系干重最大值出现在10～20cm的土层内,而后随着土层深度的增加根系干重迅速下降;大喇叭口期以后根系干重在土壤中的垂直分布呈负指数曲线趋势变化。密度对不同取样点根系干重影响主要表现在0～40cm土层内1/2行距处拔节期各密度处理间无明显差异;小喇叭口期到灌浆期表现为高密>中密>低密;成熟期表现为中密>高密>低密。1/4行距处大喇叭口期以前各密度处理之间的差异不明显;从吐丝期到成熟期,中密和低密处理各土层的根重差异不明显,但均较高密处理的大。1/2株距处在大口期以前中密处理和高密处理各土层的根重无明显差异,但均较低密处理高,吐丝期以后各土层的根重则以中密处理最大,高密次之,低密最小。  

基于卫星遥感的冬小麦拔节期长势监测

为给小麦调优栽培提供信息支持,利用卫星影像信息结合地面试验数据,通过分析小麦拔节期叶面积指数、生物量以及植株氮素含量三个群体质量指标与植被指数之间的关系,建立了基于归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)的小麦群体质量指标监测模型.结果表明,NDVI与叶面积指数和植株氮素含量呈现显著的正相关关系(R2分别为0.8483和0.8238),与地上部生物量间的相关性未达显著水平(R2=0.7746).RVI与叶面积指数和植株氮素含量呈线性正相关(R2=0.7651和R2=0.78),而与地上部生物量呈显著线性正相关(R2=0.8277).利用不同的试验数据对所建模型进行了检验,监测值与实测值较为吻合,根均方差(RMSE)分别为0.19、106.13 kg·ha-1和0.136%,显示模型具有较好的监测性和通用性.因此,在拔节期可以利用NDVI对叶面积指数和植株氮素含量进行监测,对地上部生物量的监测则以利用RVI数据较好.  

土壤水分对小麦叶片含量水量及生理功能的影响

考察了不同灌溉量条件下，冬小麦不同生育时期土壤水分对植株叶片水分状况及生理功能的影响。结果表明，从返青至封行前的春生5叶期期间，土壤含水量与植株叶片含水量之间呈负相关关系，其中20－40cm深度土壤含水量与叶片含水量达到极显著水平；从挑旗至蜡热期，土壤含水量与植株叶片含水量之间呈正相关关系，其中0－20cm深度土壤含水量与叶片含水量达到极显著水平。叶温以适中含水量条件下表现较低，当处于极端少水条件下叶温显著增高，在偏多水条件下叶温也呈增高趋势。在孕穗期，供水不足使PSⅡ的原初光能转化效率Fv/Fm明显降低，而水量偏多未产生显著影响，在灌浆盛期，供水不足和水量偏多均使Fv/Fm显著下降，叶片含水量由75％下降到70％左右是叶片光合生理活性的一个重要转折点，应作为判断叶片水分亏缺阈值的重要参考。  

冬小麦花期生理形态指标与卫星遥感光谱特征的相关性分析

为提高冬小麦花期长势遥感监测的精确性与普适性,在集丘陵地、河滩地及平原地为一体的冬小麦种植区域设计了田间试验,利用卫星影像信息结合地面GPS定点试验数据,在分析利用遥感技术监测冬小麦花期LAI和生物量两个主要群体长势指标可行的基础上,对卫星遥感光谱信息与冬小麦花期的主要生理生化指标(叶片叶绿素含量、叶片类胡萝卜素含量、叶片水分含量和叶片氮素含量)进行了综合分析.结果表明,NDVI(归一化植被指数)与LAI、叶片氮素含量和叶片水分含量的相关性较好,RVI(比值植被指数)与生物量和叶片类胡萝卜素含量的相关性较好,GVI(绿度植被指数)与叶片叶绿素含量的相关性较好,且均达到显著水平.说明NDVI、RVI及GVI是较为理想的可用于监测冬小麦花期生理形态指标的敏感遥感指数.进一步以这些敏感遥感指数作为因变量建立了冬小麦花期生理形态指标的遥感监测模型.利用本模型可以反演多个生理形态指标,便于对冬小麦花期的长势情况进行综合分析与判断.  

基于Landsat/TM遥感的冬小麦长势分级监测研究

为给遥感技术在冬小麦长势分级监测预报中的应用提供依据，以江苏省兴化市为例，利用TM卫星遥感影像，提取冬小麦的种植面积并分析了长势情况。在利用GPS实地取样调查和建立解译标志的基础上，进行TM影像校正、非监督分类和人机交互式判读解译等操作，并将GPS样点数据校验贯穿到整个分类过程中，信息解译精度在95%以上。结合NDVI指数反演的叶面积指数数据进行小麦长势分级分类，并制作了兴化市冬小麦长势分级监测图。  

玉米不同部位根系生长发育规律的研究

采用PVC管栽法对不同密度处理下玉米初生根系和各层次节根的生长发育及生理活性变化规律进行了研究。结果表明:随着玉米生长发育进程,各部位根系干物重、表面积及活性表面积的变化趋势基本相同,均呈单峰曲线变化;不同部位根系干物重、表面积及活性表面积达到峰值的时间和数值并不相同,表现为一个交替消长的过程,发生时间越晚、根层位越高,其峰值也越大,且高密处理的峰值均大于低密处理。根冠生长发育关系表明:在一定范围内玉米根系发生的层位及干重达到最大值的根系层位均能用叶龄来表述,且相关性达到了极显著。  

基于遥感信息和产量形成过程的小麦估产模型

为提高小麦遥感估产的精确性和机理性,在广域环境条件下进行了多品种小麦的种植试验,并基于遥感信息获取的瞬时性与广域性,结合小麦产量形成的生理生态过程及其与气候环境的相互关系,建立了较为简化的小麦估产模型.通过组件化的设计方法实现了遥感信息和估产模型的耦合,即利用抽穗期遥感影像反演的LAI和生物量及时替换小麦估产模型对应参数变量,进而实现对小麦产量的估测.通过试验验证,小麦产量的预测值与实测值较为一致,预测小麦产量的RMSE为354.18 kg·ha-1,利用小麦估产模型可以对不同年份、不同区域的小麦产量形成情况进行监测预报.  

基于光谱指数的变量施肥对冬小麦产量构成的影响及其效益分析

为给小麦变量施肥提供依据,利用冬小麦起身期和拔节期冠层光谱数据,选用反映冬小麦长势信息的优化土壤调节植被指数(OSAVI)和变量施肥模型进行变量施肥管理,以相邻地块常规非变量(均一)施肥区为对照区,研究了基于光谱指数的变量施肥对冬小麦产量构成的影响及其效益.结果表明,变量区OSAVI的变异系数较对照区有所降低;变量区产量、穗数和穗重高于对照,且变异系数均较对照区有所降低;变量区的穗粒重低于对照区,但变异系数增加;变量区的千粒重高于对照区,变异系数相近.变量区籽粒蛋白质含量高于对照,变异系数低于对照.变量区农作物经济效益高于对照区,土壤硝态氮浓度降低,生态效益明显.  

基于生态因子的冬小麦产量遥感估测研究

为提高冬小麦遥感估产的精确性与适用性,在河南省的孟州市和沁阳市利用GPS定位布设田间试验,利用P-6卫星数据进行了冬小麦遥感估产研究.通过对遥感植被指数和冬小麦长势与产量GPS定位数据的综合分析,基于遥感影像信息获取的瞬时性和准确性,结合小麦灌浆期生态条件对小麦产量形成的影响,利用开花期遥感影像归一化植被指数(NDVI)和灌浆期生态因子(气温、日照、氮素营养、土壤水分)建立了冬小麦产量遥感估测模型,并检验了该模型的可靠性.结果表明,模型预测值与实测值较为一致,利用开花期遥感影像NDVI和灌浆期生态数据估测冬小麦产量的RMSE值为369.27 kg·ha-1,相对误差为6.45%.模型估测性能好,且具有一定的解释性.  

西洋参遮荫技术研究

本文通过对不同棚式和不同透光度的对比试验,结果表明:双畦单透光脊棚优于单畦单透斜棚,日均光强提高130%,单根鲜重、根长、根粗和侧根数都有明显增加,土地利用率提高11.11%;5%、10%、15%、及20%四种透光棚相比,以透光20%表现最好,西洋参生育健壮,光合速率高,参根增重快,比对照参根增产52%。