秸秆覆盖量和施氮量对陇中春小麦的产量效应模拟

为量化分析秸秆覆盖量和施氮量对旱地春小麦的产量效应和协同作用,在APSIM模型中,设置秸秆覆盖量和施氮量2因素5个变化梯度,组合交叉设计25个处理,利用模型模拟25个处理的春小麦产量;于2016—2018年在甘肃省定西市安定区开展小麦大田试验,得到早播(ESW)、正常播(NSW)、晚播(LSW)春小麦产量的实测值,利用APSIM模型模拟2016—2018年春小麦的产量,将模拟值与实测值进行对比,对模型的适用性和模拟精度进行分析;对春小麦产量与秸秆覆盖量、施氮量的耦合关系进行二次多项回归和通径分析,利用Matlab计算春小麦的最大产量及对应的秸秆覆盖量和施氮量。结果表明：不同处理下产量的模拟值与实测值均位于15%置信带内,模型模拟精度较高,归一化均方根误差值为4.64%~12.22%,表明该模型在研究区具有良好的适用性;秸秆覆盖量和施氮量的增长对春小麦的产量效应为正效应,相应关系表现为开口向下的二次抛物线变化关系;ESW、NSW和LSW模拟情景下,春小麦最大产量分别为3 548.64、3 149.59、2 507.58 kg/hm2;ESW模式下,最佳秸秆覆盖量和施氮量分别为7 062.04、194.91 kg/hm2;NSW模式下,最佳秸秆覆盖量和施氮量分别为8 211.31、218.81 kg/hm2;LSW模式下,最佳秸秆覆盖量和施氮量分别为6 215.15、162.01 kg/hm2。     

旱地马铃薯适宜补灌量研究

补灌量田间试验结果表明：在马铃薯现蕾期补灌30 mm产量最高,比不补灌增产60.1%。经回归计算,补灌24.2 mm最为经济,比不补灌增产42.6%。     

降水量和气温变化对定西地区旱地春小麦产量的影响

为定量评估甘肃省定西市旱地春小麦'定西35号'产量对各生育阶段降水量和气温变化的响应,以研究区1971—2017年逐日降水量和气温数据为基础,利用APSIM模型对小麦生育期和产量进行模拟,对近47年来研究区降水量和气温变化与春小麦产量的相关性进行了分析,并用二次多项式回归法分析了气候变化对小麦产量的影响.结果表明:8个...     

基于APSIM模型的不同氮肥方案小麦叶面积指数的模拟研究

【目的】了解黄土丘陵沟壑区域旱地春小麦叶片的生长规律.【方法】在田间试验的基础上,调试APSIM模型参数,利用调参后的APSIM模型模拟低氮量N₁、中氮量N₂和高氮量N₃ 3种氮肥方案下小麦整个生育期叶面积指数的动态变化过程.【结果】APSIM模型对不同氮肥方案下小麦叶面积指数的模拟有较高的精度,均方根误差(RMSE)范围在0.100～0.366,决定系数(R²)介于[0.808,0.975],有效性指数(Me)的范围在0.507～0.911.在中氮方案下的RMSE值最小,R²值最大,Me值最大.【结论】在中氮方案下APSIM模型表现出更好的一致性,更高的解释程度和更好的有效性;其次是低氮方案;高氮方案下的模拟效果较差.     

旱地玉米覆膜保墒集雨补灌量试验初报

在西吉县黄土丘陵缓坡地上对旱地玉米覆膜保墒集雨补灌进行了试验研究。结果表明:玉米覆膜栽培条件下补灌量不同表现差异较大,集水补灌效应最明显的最佳补灌量为362.8 m3/hm2,产量可达5938.4kg/hm2,对提高水土资源利用效率和经济效益最有效,能达到充分挖掘旱作区增产潜力的目的,是提高旱地玉米产量和经济效益的有效途径之一。     

秸秆覆盖量对旱地微垄沟播春小麦生长发育特性及产量的影响

为了解秸秆不同覆盖量对旱地微垄沟播春小麦产量形成的调控效应,以常规小麦秸秆覆盖量10 500 kg/hm2为对照,在会宁县旱川地研究了不同秸秆覆盖量对旱地微垄沟播春小麦的生长发育特性及其产量变化。结果表明,微垄上覆盖粉碎小麦秸秆量为3 000 kg/hm2时有利于提高小麦苗期0～20 cm土层土壤温度。小麦生育进程随秸秆覆盖量的增加而逐渐缩短,微垄上覆盖粉碎小麦秸秆量为3 000 kg/hm2时,处理小麦生育期较对照延迟5 d;保苗数和成穗数分别较其他处理显著增加30.90%～35.47%和13.49%～18.18%;籽粒折合产量最高,为3 900.0 kg/hm2,较对照显著增产,增产率为9.22%。是会宁县旱川地微垄沟播春小麦比较适宜的秸秆覆盖量。     

秋覆膜条件下旱地马铃薯补灌时期与适宜补灌量的研究

为了探明秋覆膜条件下马铃薯的水分亏缺补偿效应,2009年在宁夏中部干旱带布点进行了田间试验。结果表明,马铃薯不同生育期补灌相同水量,以块茎形成期补灌的增产效果和水分生产效率最高,其次为块茎增长期;在同一生育时期补灌不同水量,以9 kg/株补灌量的鲜薯产量和水分生产效率最高,其次为8 kg/株补灌量。由此说明,秋覆膜条件下马铃薯最佳补灌时期为块茎形成期,适宜补灌量为8～9 kg/株。     

覆膜玉米的最佳补灌时期和适宜补灌量研究

对覆膜玉米拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期进行补灌,并在玉米大喇叭口期补灌不同给水量,结果表明:覆膜玉米的最佳补灌时期为抽雄期和大喇叭口期,大喇叭口期适宜的补灌给水量为60～90 mm,达到节水、增产的目的,实现补偿供水的高效利用.     

全膜覆盖玉米集水补灌最佳时期的研究

试验对覆膜玉米苗期、拔节期、大喇叭口期、抽雄开花期、灌浆期进行补灌,结果表明：覆膜玉米的最佳补灌时期为大喇叭口期,平均产量550.8kg/667m2,较对照增产121.1kg/667m2,增幅28.2%,达到节水、增产的目的,实现补偿供水的高效利用。     

限量补灌对旱地高产田小麦光合和产量的影响

在多年创高产旱地条件下,研究了不同补灌处理对旱地高产田小麦光合特性和产量的影响。结果表明：增加补灌次数和补灌量,小麦旗叶叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率升高,胞间CO2浓度降低,光合功能持续期延长,产量和产量构成因素增加,以补灌3水（越冬＋拔节＋灌浆）处理W4效果最佳,但产量和2水（拔节＋灌浆）处理W3没有显著差异。随着补灌次数和补灌量继续增加,W5、W6改善旗叶光合衰退的效果主要表现在后期,对产量提高的贡献并不大,相对与2水、3水处理,开始产生负效应,产量和产量构成因素千粒重、穗粒数反而下降。综合考虑产量和水分利用效率等因素,在本旱地高产试验田．拔节期、灌浆期2水补灌120mm的W3处理是最经济高效的补灌方案。     

基于APSIM模型旱地小麦叶面积指数相关参数的优化

【目的】 模型的有效应用依赖于参数的快速、准确估算。本研究拟解决作物生长模型参数本土化率定过程中运算量大、耗时长、精度低、效率低的问题。【方法】 依据甘肃省定西市安定区2个试验点（李家堡镇麻子川村和凤翔镇安家沟村）,多年（2002—2005年和2015—2017年）大田试验数据以及定西市安定区1971—2017年气象资料,利用混合蛙跳算法智能的迭代搜索原理,对APSIM模型旱地小麦叶面积指数相关参数进行了优化,并采用相关性分析方法对模型校正结果进行检验。【结果】 利用青蛙群体即相对独立又合作协调的子群内局部深度搜索与子群间全局信息交流生物进化学习策略,有效提高了运算的速度,实现了对APSIM模型中与旱地小麦叶面积指数相关参数的快速、准确估算。相关参数主要包括：主茎上节出现所需的热时间间隔、小麦出苗后初始化的节数、小麦出苗后初始化的叶片数、小麦出苗后初始化的叶面积指数、某日正在生长的节数和最大比叶面积。分别使用穷举试错法所得参数值和混合蛙跳算法所得参数值模拟叶面积指数,参数优化后,叶面积指数模拟值和实测值之间的RMSE（root mean square error）平均值由0.069降低到0.027,NRMSE（normalized root mean square error）平均值由8.09%降低到4.56%,M_E（model effective index）平均值由0.979提高到0.993。【结论】 相对于参数率定常用穷举试错法,混合蛙跳算法具有自发学习特征的智能迭代行为,实现了参数的自动率定,提高了效率。基于该算法进行APSIM模型旱地小麦叶面积指数相关参数的优化,使得模型对叶面积指数的模拟精度显著提高,证明该算法的使用对作物生理生态系统复杂模型的校正效果良好,为改善模型参数率定过程存在的运算量大、耗时长、精度低、效率低的缺点提供了一种行之有效的方法。     

秸秆覆盖与施磷对丘陵旱地小麦产量和磷素吸收利用效应的影响

[目的]冬干春旱、土壤有机质和速效磷缺乏是四川丘陵旱地冬小麦生产的主要限制因素,通过研究休闲期秸秆覆盖还田和施磷对旱地冬小麦产量和磷素吸收利用的影响,以期为四川丘陵旱地小麦高产稳产及磷素高效利用提供技术方案.[方法]试验于2018-2020年在四川仁寿进行,采用裂区设计,以秸秆覆盖(SM)和不覆盖(NSM)为主区;3个...     

不同滴灌带配置对春小麦产量的影响

【目的】研究不同滴灌带配置对新疆滴灌春小麦产量的影响。【方法】 在田间试验条件下,以春小麦品种新春44号为材料,设置3种滴灌带配置:1管1行(TR₄,对照)、1管6行(TR₆)和1管8行(TR₈),研究靠近滴灌带的第1(R₁)、第2(R₂)、第3(R₃)和第4行(R₄)行间植株产量的差异。【结果】 TR₆和TR₈植株叶面积比TR₄分别减少了5.80%和8.69%,其株高降低了1.03%和2.71%。各行小麦植株干物质积累量和产量均随着滴灌带间距的增长而下降,R₁和R₂行干物质积累和籽粒产量显著高于R₃和R₄行,其它各项指标也呈相近的趋势,R₃和R₄常处于水分亏缺状态。【结论】 水肥条件下滴灌春小麦穗粒数对产量的影响为直接效应,千粒重为间接效应。     

秸秆覆盖对旱地土壤水分的影响

在干旱干半旱区实施秸秆覆盖技术,具有多方面的功效,其中蓄水保墒、改土肥田效果明显。研究表明:小麦、玉米秸秆覆盖在全生育期土壤含水量可提高2～5个百分点,水分利用率提高25%左右。     

旱地小麦高留茬少耕全程覆盖高产技术体系研究

多年试验研究结果表明，干旱陕西旱地小麦高产的第一限制因子，。高留茬少耕全程覆盖，０－２０ｃｍ土层含水率平均提高２．５８个百分点，０－２００ｃｍ土层含水率平均提高１．９７个百分点；土层含水率平均提高１．９７个百分点；土壤有机质提高０．１％，全Ｎ１全Ｐ、全Ｋ分别提高０．００９３、０．０２４和０．０２个百分点。     

基于冬小麦冠层数码图像的叶面积指数和叶片SPAD值的估算

为探究冠层图像分析技术在冬小麦长势监测中应用,6个施氮水平的田间试验条件下,在冬小麦拔节期采集冠层图像,并同步测定冬小麦叶面积指数和叶片SPAD值.通过图像分析软件计算了冬小麦冠层覆盖度及红、绿、蓝亮度值等10种色彩指数,分析了叶面积指数及叶片SPAD值与色彩指数和冠层覆盖度的相关性,利用逐步回归方法构建了叶面积指数及叶片SPAD值的估算模型.结果表明:冬小麦拔节期叶面积指数与冠层覆盖度及几个色彩指数呈极显著相关;叶片SPAD值与红光标准化值等几个色彩指数呈极显著相关;利用叶面积指数估算模型计算的预测值与实测值的线性回归方程的决定系数为0.771,相对均方根误差为25.181％;利用叶片SPAD值估算模型计算的预测值与实测值的线性回归方程的决定系数为0.644,相对均方根误差为6.734％.相关分析和估算模型验证结果表明,基于冠层图像分析的冬小麦拔节期叶面积指数和叶片SPAD值的监测是可行的.     

水肥耦合对春小麦群体叶面积及产量的影响

利用可精确控制水分条件的水肥平衡场，在不同水肥耦合处理的条件下，分析了水肥耦合对春小麦生殖生长期群体叶面积及产量的影响。结果表明：在灌溉条件下，无机肥增施有机肥处理叶面积指数(LAI)较无肥和仅施用无机肥处理分别增加76．9％和45．5％，叶面积持续期(LAD)分别延长85．9％和53．5％，光能利用率分别提高51．4％和26．2％，产量分别提高38．3％和20．4％；在非灌溉条件下，无机肥增施有机肥处理叶面积指数(AI)较无肥和仅施用无机肥处理分别增加59．6％和7．1％，叶面积持续期(LAD)分别延长56．3％和9．5％，光能利用率分别提高46．9％和11．9％，产量分别提高28．4％和4．1％。增施有机肥对提高产量的促进作用明显。     

基于高光谱的冬小麦叶面积指数估算方法

【目的】冬小麦叶面积指数是评价其长势和预测产量的重要农学参数,高光谱技术监测叶面积指数的方法能够实现快速无损的监测管理。本文旨在将田间监测和高光谱遥感相结合,探索研究中国南方江汉平原地区冬小麦的最佳波段、光谱参数及监测模型。【方法】研究选取江汉平原的湖北省潜江市后湖管理区,利用ASD地物光谱仪和SunScan冠层分析系统在田间对冬小麦的冠层光谱及叶面积指数的变化进行监测,并探讨高光谱植被指数与冬小麦叶面积指数之间的定量关系。通过相关性分析、回归分析等方法构建6种植被指数与冬小麦叶面积指数的反演模型。【结果】冬小麦冠层光谱反射率中近红外波段870 nm,红光波谷670 nm,绿光波峰550 nm,蓝光450 nm波段对叶面积指数变化最为敏感,通过构建植被指数与叶面积指数模型,相关性均较好,决定系数（R2）为0.675-0.757,其中NDVI反演模型的R2最高为0.757。【结论】经模型精度检验,NDVI植被指数反演模型的精度较其它模型好,较适合对研究样区的冬小麦进行叶面积指数反演。