西湖龙井茶开采期影响因子及预报模型

基于西湖龙井茶主栽品种（龙井43和龙井群体种）开采期及气象资料,应用积温和逐步回归方法,分别构建西湖龙井茶的积温预报模型和逐步回归预报模型,并利用多元线性回归方法,对两个模型的预报结果进行集成,构建集合预报模型。结果表明：积温预报模型、逐步回归预报模型、集成预报模型均通过0.01水平的显著性检验;龙井43和龙井群体种的积温预报模型回代检验平均绝对误差（MAE）分别为3.6d和2.8d,2a试预报MAE分别为2.5d和1.0d;逐步回归预报模型的回代检验MAE分别为0.9d和1.4d,2a试预报MAE分别为1.6d和0.8d;集成预报模型的回代检验MAE分别为0.7d和1.1d,2a试预报MAE分别为1.3d和0.8d。3种预报模型对西湖龙井茶开采期预报均具有应用价值,集成预报模型较积温预报模型和逐步回归预报模型的预报效果更理想,具有实际生产指导作用。     

浙南春茶开采前后气象条件分析及开采期预报

利用2001-2014年浙南遂昌县5个春茶主栽品种的开采期资料和同期气温、降水量、日照时数和空气相对湿度等气象资料,应用数理统计方法,分析各气象要素对浙南春茶开采期的影响,探讨不同品种春茶开采期的临界温度与积温范围,建立基于气象要素的春茶开采期预报模型。结果表明：浙南5个主栽品种茶叶的开采期以乌牛早最早,为2月24日,其余依次为：龙井43为3月9日,安吉白茶3月11日,福鼎白茶3月16日,鸠坑3月27日;春茶开采期与1-2月的月平均气温呈显著负相关关系（P＜0.05）,1-2月气温越高,春茶开采期提前越明显。将开采期日序与气象要素进行逐步回归分析,分别建立长期（1月底）、中期（2月底）的春茶开采期预报模型;2013年和2014年的预报结果检验表明,模型预报准确性随预报日离开采时间的缩短而提高;通过分析各品种春茶萌动温度和所需积温后提出,实际应用中可以在预报模型的基础上,根据天气预报的温度计算积温,调整各品种的开采期预报结果。     

不同穗型小麦品种小花发育成粒对氮肥的响应

为探索不同穗型小麦品种小花发育成粒对氮肥的响应,本试验以大穗型品种‘周麦16’和多穗型品种‘豫麦49’为供试材料,设置不同施氮水平0 kg(N)·hm~(-2)、180 kg(N)·hm~(-2)和360 kg(N)·hm~(-2),观察分析了两个穗型小麦品种小花发育动态模式和结实特性。结果显示,随着生长度日(GDD)的增加,不同氮水平下2品种小花发育动态变化趋势相似,小花分化均符合二次曲线方程模式,退化和败育符合一次线性方程,R2均达显著水平。大穗型品种‘周麦16’小花分化总数显著高于多穗型品种‘豫麦49’,在360 kg(N)·hm~(-2)处理差异极显著;大穗型品种‘周麦16’表现出随施氮量增加,小花分化和退化速率提高,有利于可孕小花的形成、增加结实粒数,最终180 kg(N)·hm~(-2)处理结实粒数显著高于其他处理,较360 kg(N)·hm~(-2)处理平均每穗粒数增加2.04粒;多穗型品种‘豫麦49’尽管分化小花总量不高,但小花退化和可孕小花败育速率较低,在180 kg(N)·hm~(-2)施氮水平表现出高的可孕小花数量和结实粒数,但与高施氮处理相比差异不显著。表明就增加穗粒数而言,两品种均以180 kg(N)·hm~(-2)较为适宜,从最终产量及产量构成分析结果来看,‘豫麦49’表现出与穗粒数相同的结果,而‘周麦16’在高施氮条件下可通过增加成穗数和穗粒数提高产量。     

播期、播量对旱作小麦‘小偃60’生长发育、 产量及水分利用的影响

在旱作条件下,探讨播期及播量对小麦新品系‘小偃60’群体性状、产量及水分利用的影响,可为小麦适雨栽培提供技术依据。试验于2014—2015年在中国科学院南皮生态农业试验站进行,自10月15日至11月14日,每6 d设置一个播期,共设6个播期(T1~T6),设播量不变(B1)和逐期增加播量(B2)两个处理:B1为300 kg·hm~(-2),T1到T6播量相同;B2为随播期推迟播量逐期增加,每推迟1 d增加7.5 kg×hm~(-2),各播期的播量分别为300 kg·hm~(-2)(T1)、345 kg·hm~(-2)(T2)、390 kg·hm~(-2)(T3)、435 kg·hm~(-2)(T4)、480 kg·hm~(-2)(T5)和525 kg·hm~(-2)(T6),研究了不同播期和播量下‘小偃60’群体性状、产量及水分利用的变化规律。试验结果表明:1)随播期推迟,出苗时间延长、生育期推迟,全生育缩短;播量对生育期无显著影响。2)随播期推迟,出苗率和单株成穗数逐渐降低;播量增加,基本苗及穗数提高。3)随播期推迟,株高和生物量降低;播量增加,生物量提高,株高无显著变化。4)随播期推迟,籽粒产量下降;逐期增加播量后,11月2日前籽粒产量可达6 600 kg×hm~(-2)以上且无显著差异。5)若随播期推迟增加播量,前4个播期产量、水分利用效率无显著变化,皆达29 kg×hm~(-2)×mm-1以上。研究结果表明,‘小偃60’是一个播期宽泛的品种,随播期推迟产量下降,但在一定播期范围内通过增加播量,提高群体(穗数),可以获得与适时播种相近的产量,播量与播期推迟天数的理论关系为y=0.368 2x2+1.193 9x+316.7(R~2=0.983 9)。     

气候×基因型×水分管理对河北平原冬小麦产量和WUE的影响

冬小麦是华北平原的主要作物,其生长受气候等环境因子和品种、管理措施等因素的共同影响。为了研究气候×基因型×水分管理互作对河北平原冬小麦产量及水分利用效率(WUE)的影响,以‘科农2009’‘藁优2018’和‘师栾02-1’3个该区域主栽冬小麦品种为材料,于2018—2019年沿北纬38°带,选择河北平原冬小麦主产区的4个典型试验站点(衡水、南皮、栾城、南大港)进行了不同水分管理(雨养、灌溉)的大田试验。结果表明:在灌溉条件下,衡水、南皮、栾城和南大港的小麦产量分别为6 316.7kg·hm~(-2)、5 204.1kg·hm~(-2)、4 356.5kg·hm~(-2)和2 597.7 kg·hm~(-2), WUE分别为1.62 kg·m~(-3)、1.72 kg·m~(-3)、1.36 kg·m~(-3)和1.08 kg·m~(-3);在雨养条件下,南皮、栾城、衡水和南大港的小麦产量分别为2 644.4kg·hm~(-2)、2 602.8kg·hm~(-2)、2 422.3kg·hm~(-2)影响1 784.3kg·hm~(-2),WUE分别为1.13kg·m~(-3)、1.10 kg·m~(-3)、1.18 kg·m~(-3)和1.01 kg·m~(-3)。统计分析表明,穗数是影响产量的最主要因素,气候×水分管理互作对产量和WUE均有极显著影响(P0.01),气候×基因型×水分管理互作对WUE有显著影响(P0.05);水分是影响产量和WUE的最重要因素。综合产量、耗水和WUE分析,在降水量偏少的年份,南皮在4个试验站点中冬小麦耗水量较少、WUE最高、产量较高。分蘖能力强的小麦品种是适宜该区域种植的潜力品种类型。     

有机肥和无机肥对马铃薯生长发育及块茎产量的影响

在田间条件下,以‘尤金’和‘克新23号’为供试品种,研究了单施无机肥或有机肥以及有机肥和无机肥配施对马铃薯生长发育及块茎产量的影响,以对马铃薯生产中有机肥替代无机肥的可行性及替代效果进行验证和阐述。结果表明:施用有机肥可显著提高两品种的株高、茎粗、叶面积指数及叶片SPAD值(P<0.05),延长了‘尤金’地上茎叶的功能期,提高‘尤金’的平均薯重(P<0.05);单施无机肥可促进两个品种地上茎叶及根系的生长,提高单株结薯数和块茎干物质积累量。两个马铃薯品种的最高产量均为单施无机肥处理,其中‘尤金’施用P₂O₅ 90 kg/hm²时达到最高产量41.50 t/hm²,‘克新23号’施用P₂O₅ 135 kg/hm²时达到最高产量41.26 t/hm²。在本试验条件下,两个品种全部和部分有机替代的产量均为中等水平。     

灌溉方式和施氮量对直播稻氮素和水分利用的影响

为研究不同灌溉方式和施氮量对直播稻的光合生产、干物质积累、氮素利用、水分利用和稻谷产量的影响,采用裂区试验设计,主区因素为品种:‘德香4103’和‘金农丝苗’,副区因素为3种灌溉方式:浅水灌溉、轻干湿交替灌溉和重干湿交替灌溉,副副区因素为4个施氮量:0 kg(N)·hm~(-2)、120 kg(N)·hm~(-2)、180 kg(N)·hm~(-2)、240kg(N)·hm~(-2),分析测定直播稻的干物质积累量、氮素积累量和利用率、水分利用率和产量等指标。结果表明:灌溉方式和施氮量对直播稻氮素利用和产量形成的影响存在显著的互作效应。与浅水灌溉相比,轻干湿交替灌溉处理下‘德香4103’和‘金农丝苗’抽穗期剑叶净光合速率、拔节—抽穗期干物质积累量、结实期茎叶氮素转运量、成熟期籽粒中氮素积累量、氮素农艺效率和氮肥回收效率显著增加;抽穗期叶面积指数、拔节前干物质积累量、成熟期茎叶氮素积累量显著降低。施氮量对‘德香4103’和‘金农丝苗’氮素积累量、氮素利用效率、产量的影响存在差异。浅水灌溉处理中,与无氮相比,‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高31.79%~48.77%和29.72%~45.36%;施氮量超过180 kg·hm~(-2)后,‘德香4103’的产量显著下降,而‘金农丝苗’相应指标却无显著变化。轻干湿交替灌溉处理中,与无氮相比,‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高32.58%~61.10%和36.49%~48.45%;施氮量超过180 kg·hm~(-2)后‘德香4103’的产量无显著变化,氮肥回收效率、氮素农艺效率均显著下降,‘金农丝苗’的产量和干物质积累量无显著变化,成熟期氮素积累量显著提高。重干湿交替灌溉处理中,与无氮相比,‘德香4103’和‘金农丝苗’施氮后产量分别提高37.01%~42.88%和30.11%~42.63%;施氮量超过180 kg·hm~(-2)后,‘德香4103’和‘金农丝苗’的产量无显著变化;但‘德香4103’成熟期氮素积累量显著增加,‘金农丝苗’氮素积累量却无显著增加,两个品种氮素农艺效率均显著降低。综上所述,轻干湿交替灌溉更适合于直播稻高产、节水、高效栽培,其中‘德香4103’产量在轻干湿交替灌溉下施纯氮240 kg·hm~(-2)处理最高,‘金农丝苗’产量在轻干湿交替灌溉下施纯氮180 kg·hm~(-2)处理最高。     

园艺作物发育期和采收期模拟模型的最优模拟路径

为了确定通用性园艺作物发育期和采收期模拟模型的最优模拟路径,该研究获取了9 a 58茬分期播种试验观测数据,分别以黄瓜（‘津优 35’和‘津盛206’）、番茄（‘瑞粉 882’和‘普罗旺斯’）、芹菜 （‘尤文图斯’）、菠菜（‘大叶’）、香芹（‘四季’）、郁金香（‘粉色印象’、‘白日梦’、‘艾斯米’和‘夜皇后’）、茶叶（‘龙井’）为供试材料,依据作物生长发育与关键气象因子（辐射和温度）的关系,基于4类建模方法（温差法、积温法、生理发育时间法和辐热积法）构建了园艺作物发育期和采收期模拟模型,确定了模型关键参数,并以4种方式（平均值、最值均值、中值和逐步回归）集成模拟结果,最终确定模型最优模拟路径。结果表明：1）不同时间尺度发育期和采收期模拟模型的均方根误差（root mean square error,RMSE）为4.85～17.01 d,归一化均方根误差（normalized root mean square error,NRMSE）为10.65%～16.31%;不同作物发育期和采收期模拟模型的RMSE为0.50～17.08 d,NRMSE为4.33%～20.24%,郁金香发育期模拟模型最优,黄瓜采收期模拟模型最优;不同模拟方法发育期和采收期模拟模型的RMSE为0.08～24.37 d,NRMSE为0.18%～54.81%。2）通过比较不同模拟方法的模拟精度,得出逐时优于逐日时间尺度,集成方法优于单一方法模拟,正弦优于线性温度响应模式,叶温优于气温温度形式,温度响应模拟需要考虑下限和上限温度。3）最优模拟路径为先选择逐时尺度、考虑生物学下限和上限温度的正弦温度响应模式和叶温温度形式构建模型,再选择集成法优化发育期（中值集成）和采收期（逐步回归集成）模型。研究结果为指导园艺作物智慧生产管理和高效利用农业资源方面提供理论基础和技术支撑。     

河套灌区不同水肥处理对玉米生长影响的AquaCrop模型模拟

为探究内蒙古河套灌区玉米生长适宜的水肥管理方案,开展了不同灌水与施肥水平玉米田间试验。利用田间实测数据对AquaCrop模型进行了率定与验证,以此为基础,采用AquaCrop模型模拟分析了不同灌水和施肥条件下玉米产量和水分利用效率的变化规律。结果表明:(1)模型率定和验证过程中冠层覆盖度和生物量模拟值与实测值的R~2分别介于0.74～0.99,0.87～0.99;NRMSE分别介于4.55%～12.32%,5.77%～27.07%;E_(NS)分别介于0.90～0.99,0.85～0.99;各处理产量模拟值与实测值间R~2分别为0.99,0.97;NRMSE分别为4.59%,3.42%,E_(NS)分别为0.95,0.97;水分利用效率模拟值与实测值间R~2分别为0.81,0.86;NRMSE分别为6.75%,13.85%,E_(NS)分别为0.96,0.83。说明AquaCrop模型在河套灌区具有很好的适用性。(2)利用校验后的模型模拟了不同施肥水平下灌水量变化对玉米产量和水分利用效率的影响,当灌水量达270 mm后,继续增加灌水量,玉米产量和水分利用效率基本保持不变,甚至有所降低。(3)以稳产高效为目标,中肥条件下,灌水270 mm时玉米产量和水分利用效率均为各灌水量中的最优值。因此,推荐灌水270 mm、施肥375 kg/hm~2为研究区保障玉米稳产高效的最优灌溉施肥组合。     

密度对春玉米生理成熟后倒伏变化的影响

晋中盆地热量资源丰富,后期可供春玉米立秆脱水时间充足,抗倒性是该区域实施春玉米机械粒收的关键因素。增密种植与立秆延期收获是机械粒收技术发展和推广的重要措施,而玉米生长后期倒伏是限制种植密度进一步提升的重要因素,如何合理选择种植密度同时兼顾高产和抗倒就成为该区域实施春玉米机械粒收技术面临的重要问题。为此于2017—2019年在山西省农业科学院东阳试验示范基地,以29个玉米主栽品种和已审定、待审定、有潜力的宜机收品种为材料,分析了春玉米3个种植密度(6.0万株·hm~(-2)、7.5万株·hm~(-2)和9.0万株·hm~(-2))下生理成熟后倒伏情况。结果表明,随着种植密度增加,春玉米生理成熟期平均倒折率分别为0.4%、1.2%和2.5%,生理成熟后平均倒折率呈显著(P0.05)增加,且每推迟10 d玉米倒折率分别平均增加0.2个、0.7个和1.5个百分点。根据拟合方程,以GB/T 21962—2008规定的玉米机械粒收条件倒折率小于5%为标准, 9.0万株·hm~(-2)仅可立秆至10月2日, 7.5万株·hm~(-2)和6.0万株·hm~(-2)可充分利用当地积温立秆脱水至11月。根据收获期产量和倒折率双向平均法, 3年都稳定表现出高产抗倒的品种为‘金科玉3306’(7.5万株·hm~(-2))、‘金科玉3306’(9.0万株·hm~(-2))、‘迪卡517’(7.5万株·hm~(-2))和‘华农887’(7.5万株·hm~(-2)),收获期平均产量为14 091.8kg·hm~(-2),平均倒折率为1.7%,可推荐为该区域春玉米适宜机械粒收的品种和密度。一般可根据降水年型、灌溉条件以及品种耐密性等,合理选择6.0万株·hm~(-2)或7.5万株·hm~(-2)两种种植密度,以实现高产抗倒,最终提高春玉米机械粒收产量和质量。     

亏缺灌溉对马铃薯生长产量及水分利用的影响

为了解析马铃薯不同品种对水分亏缺的响应,探讨不同品种对水分需求量的差异,该研究在大田遮雨棚滴灌下,以马铃薯品种‘青薯9号’和‘大西洋’为材料,参考西北区和本试验区的年平均降雨量,设置5个水分处理,将参考试验区年平均降雨量的值划分为正常灌水(A),逐级调亏灌水量的值划分为轻度(B)、中度(C)、重度(D)和特重度(E)亏缺灌水处理,研究灌水量对不同品种马铃薯植株生长(株高、茎粗、叶面积)、生物量与分配、叶片相对含水量、产量与构成因素、水分利用的影响。结果表明:正常灌水下,‘青薯9号’株高增长速度大于‘大西洋’,且测定期内持续增高,但‘大西洋’叶面积快速扩增期的扩增速度大于‘青薯9号’;2个品种各器官干质量变化趋势不一致,‘大西洋’各器官干质量呈增长趋势,‘青薯9号’茎叶和根干质量呈前期增长后期下降、块茎干质量呈显著增加趋势(P0.05),且‘青薯9号’块茎生物量分配比例最高值为57.96%,仅是‘大西洋’最高值的67.43%;2个品种叶片相对含水量均呈先升高后降低的变化趋势;‘大西洋’单株结薯数、单株产量、公顷产量、商品薯率高于或显著高于亏缺灌溉(P0.05),‘青薯9号’仅商品薯率和大薯率高于或显著高于亏缺灌溉(P0.05),其他指标则显著低于轻度亏缺灌溉(P0.05),水分利用效率和灌水效率分别为152.62kg/(hm~2·mm)和130.70%。亏缺灌溉下,随水分亏缺度加重,‘大西洋’株高、茎粗和叶面积扩增的抑制大于‘青薯9号’,2个品种叶片相对含水量降低、生物量积累的增速和绝对值降低、产量和大薯率显著下降(P0.05),且‘青薯9号’上述指标的降幅小于‘大西洋’,其中轻度亏缺灌溉下,‘青薯9号’单株结薯数和公顷产量具有补偿效应,较正常灌水分别增加22.79%和11.71%,水分利用效率提高41.48%、灌水效率提高60.05%,抗旱系数为1.12。因此,‘青薯9号’轻度亏缺灌溉,可控制其地上部旺盛生长,利于块茎形成和膨大,‘大西洋’应保证充足水分供给,不宜亏缺灌溉。     

杂交水稻与传统水稻生产的综合效益比较——以云南省师宗县黑尔壮族社区为例

通过结构式访谈并结合问卷调查,收集了云南省师宗县黑尔壮族社区农户2016年种植杂交水稻和传统水稻的相关资料,从生产资料投入、经济产出、生态影响以及稻作文化4个方面分析比较了当地种植的杂交水稻品种‘宜香725’和传统水稻品种‘黑尔糯稻’的综合效益,以期为稻种资源保护与可持续利用提供借鉴和参考。结果显示,从生产资料的投入来看,当地种植1季杂交水稻和传统水稻的成本总投入分别为7 960$·hm~(-2)和4 464.90$·hm~(-2),杂交水稻总的投入成本是传统水稻的1.78倍;从经济效益来看,传统水稻的总产值为52 087.80$·hm~(-2),杂交水稻的总产值为40 548.90$·hm~(-2),传统水稻的总产值是杂交水稻的1.28倍;在利润方面,传统水稻的净利润和利润率分别为47 622.90$·hm~(-2)和91.42%,杂交水稻的净利润和利润率分别为32 588.55$·hm~(-2)和80.36%,种植传统水稻所获的净利润是杂交水稻的1.46倍,利润率比杂交水稻高11.06%;从生态影响来看,当地种植杂交水稻使用农药和化肥所带来的环境压力和风险要高于传统水稻,且传统水稻稻田的生物多样性明显高于杂交水稻稻田;从稻作文化来看,传统水稻品种与当地少数民族的饮食文化、节日庆典、宗教祭祀等民族传统文化息息相关,而杂交水稻品种不具有这方面的相关性。综合来看,当地种植的杂交水稻品种‘宜香725’的产量显著高于传统水稻品种‘黑尔糯稻’,而传统水稻‘黑尔糯稻’的综合效益显著高于杂交水稻‘宜香725’。     

播期对川中丘区玉米干物质积累与产量的影响

以川中丘区主推玉米品种‘正红505’和‘成单30’为材料,15 d为间隔,从3月26日至5月25日设置5个播期,研究播期对川中丘区玉米干物质积累与产量的影响,以期为本区域玉米的适期播种提供理论依据。结果表明,随播期推迟,玉米的生育期尤其是播种到吐丝期缩短,吐丝后干物质积累量及其对产量的贡献减少,收获指数降低;早播有利于增加花后干物质积累,晚播的产量形成需要更多地调运花前积累的光合产物;‘正红505’的产量随播期推迟而降低,‘成单30’的产量随播期推迟先略升高后降低,早夏播(5月10日播种)与春播(4月10日)玉米产量差异不显著,但夏播(5月25日播种)与‘正红505’一样因生育期缩短、干物质积累减少、收获指数降低而较春播显著减产;早春播‘正红505’产量较‘成单30’高,夏播‘成单30’产量高于‘正红505’,表明‘成单30’耐夏播能力较‘正红505’强。播期对‘正红505’干物质积累和产量及其构成因素的影响程度较‘成单30’大,生产上更应注意适期播种。该地区春播适宜的播期相对较宽,生产上应解决耕作制度与机械化生产的矛盾;夏播应注重耐夏播品种的选择,并争取在5月中上旬完成播种。     

不同碱敏感水稻品种根系对碱胁迫的生理响应策略

为明确碱敏感和耐碱水稻品种幼苗根系响应碱胁迫的生理差异和应对策略,本试验以碱敏感水稻品种‘中花11’和耐碱品种‘宁粳52’为材料,将两种碱性盐(NaHCO3和Na2CO3)按照不同摩尔比混合,设3个碱浓度水平(10 mmol·L–1、20 mmol·L–1和30 mmol·L–1)和3个pH水平(8.65、9.55和10.50),模拟出9种碱胁迫环境,研究碱胁迫对供试水稻幼苗根系生长和相关抗逆生理指标的影响;并用逐步回归分析建立最优回归方程,进而筛选出不同胁迫程度下不同水稻品种响应碱胁迫的关键指标。结果表明:1)碱胁迫条件下‘中花11’的根系生长特征(根系总长度、根系总表面积、根系平均直径、根体积)和根系活力降幅大于‘宁粳52’,根系脂氧合酶(LOX)活性、丙二醛(MDA)含量、活性氧(O_2~(·-)、H_2O_2)含量均显著高于‘宁粳52’,而根系渗透调节物质[可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)和游离脯氨酸(Pro)]含量、抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)]活性、还原型抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量增幅均低于‘宁粳52’。2)在‘中花11’中,20C(碱浓度为20 mmol·L–1, pH 10.50)处理下根系平均直径、根系活力低于30A(碱浓度为30 mmol·L–1, pH 8.65)处理, MDA含量、LOX活性、O_2~(·-)-产生速率、H_2O_2含量显著高于30A处理,即高pH低碱浓度对水稻的伤害大于低pH高碱浓度引起的伤害。3)冗余(RDA)分析表明Na+和pH的增加与供试水稻各生长指标的升高呈负相关,与抗逆生理指标的升高呈正相关。4)逐步回归分析表明,ASA、SS和H_2O_2含量是‘中花11’响应碱胁迫较为敏感的指标;根系平均直径、根系总表面积、根系活力、Pro、SS、SOD、POD和GSH是‘宁粳52’响应碱胁迫较为敏感的指标。综上,碱浓度和pH胁迫均影响了供试水稻根系生长特征和生理特性,在碱化土壤中栽培水稻需要同时考虑碱分组成和pH的影响,不同水稻品种在抵御碱胁迫时会启动不同的防御策略。     

基于密度联网试验和Hybrid-Maize模型的内蒙古 玉米产量差和生产潜力评估

采用科学方法对内蒙古玉米产量差与生产潜力进行定量化研究,对合理规划内蒙古玉米增产途径及产业发展具有重要意义。本研究采用品种×密度联网试验和Hybrid-Maize模型模拟相结合的方法,利用2006年以来内蒙古各生态区历年高产攻关田的最高实测产量和各区域农户平均产量,对内蒙古全区和6大生态类型区的玉米产量差和生产潜力进行了系统分析。结果表明,各生态区的模拟产量、高产纪录、试验产量、农户产量皆表现为从东到西逐步提高。内蒙古玉米模拟产量潜力为14.9 t×hm~(-2),高产纪录产量为14.4 t×hm~(-2),试验产量为11.1 t×hm~(-2),农户产量分别实现了模拟产量潜力的49%、高产纪录产量的51%和试验产量的66%。基于模型模拟的产量差(YGM)、基于高产纪录的产量差(YGR)和基于试验产量的产量差(YGE)分别为7.5 t×hm~(-2)、7.0 t×hm~(-2)和3.8 t×hm~(-2)。基于YGE的短期生产潜力达3 525.2万t,是当前总产水平的1.6倍,短期增产潜力为1 191.9万t。其中,内蒙古东部的呼伦贝尔、兴安盟、通辽、赤峰4盟市对全区的增产贡献率将达61%,西部的呼和浩特市、巴彦淖尔市为16%。造成较大YGE主要原因是栽培管理措施不当,缩小YGE需要针对限制各生态区玉米增产的实际问题,通过栽培技术综合改良、技术简化和技术入户来逐步实现。     

播期和品种变化对马铃薯产量的耦合效应

马铃薯作为北方农牧交错带的主栽作物,随着气候向暖干化发展,其产量的稳定对保证该地区粮食安全有重要意义。为探究播期和品种耦合对农牧交错带马铃薯产量的影响,基于分期播种和品种比较试验的生育期和产量数据对APSIM-Potato模型进行调参和验证,利用验证后的模型设置连续模拟情景,比较不同耦合方式的产量及保证率,分析农牧交错带雨养马铃薯的最佳播期和品种耦合方式。结果表明：APSIM-Potato模型可以较好地模拟不同熟性马铃薯品种的生育期和产量,不同品种生育期实测值和模拟值的均方根误差（RMSE）均小于6.3 d,不同品种产量实测值和模拟值的归一化均方根误差（NRMSE）均小于7.6%。雨养条件下,农牧交错带不同播期和品种耦合下马铃薯的多年平均鲜重产量为10 494 kg·hm^-2;中熟品种‘克新一号’晚播（6月1日播种）的平均产量最高,为12 153 kg·hm^-2,且可以保证在66.7%的年份产量高于不同耦合方式的平均值,较早播（4月26日播种）和中播（5月15日播种）的平均鲜重产量分别高16.3%和7.0%,较同一时期播种的早熟品种‘费乌瑞它’和晚熟品种‘底西芮’分别高18.7%和17.2%。本研究揭示了农牧交错带马铃薯播期、品种和环境存在显著的交互作用,播期推迟和选种中熟马铃薯品种是应对气候暖干化的重要方式,为该地区马铃薯适应气候变化和保证稳产高产提供了科学依据。     

胡麻产量形成模拟模型研究

胡麻产量形成模型是胡麻生长模型中的重要子模型,其准确性关系到整个模型的模拟性能。本研究拟构建能较准确预测不同生产情况下胡麻的产量形成模型,为胡麻实际生产提供科学指导。模型利用2012—2013年胡麻西北主产区定西和榆中试验站不同肥料、不同播种方式、不同种植密度和不同氮磷水平的试验结果,以胡麻生理生态过程为主线,分别构建了产量构成因素法(基于品种遗传参数:单位面积蒴果数、每果粒数、粒重与水肥胁迫因子、累积光合速率)的产量形成模型和基于粒壳比法(基于粒壳比和蒴果干物质总量)的产量形成模型;利用2014—2015年试验区实测数据对模型进行较广泛验证。验证结果表明,产量构成因素法对定西地区不同肥料、不同播种方式、不同种植密度产量模拟值的RMSE平均为133.47 kg×hm~(-2),粒壳比法的RMSE平均为195.51 kg×hm~(-2);利用最小二乘法计算的决定系数R2产量构成因素法与粒壳比法分别为0.819 8和0.743 9。榆中地区12个氮磷处理水平产量构成因素法平均RMSE值为140.70 kg×hm~(-2),粒壳比法的RMSE平均为193.22 kg×hm~(-2);产量构成因素法与粒壳比法预测的产量值与观测值R2分别为0.832 9和0.805 8。结果表明,产量构成因素法对产量的模拟效果优于粒壳比法,针对不同品种不同栽培方式,把单位面积蒴果数、每果粒数与粒重作为品种遗传参数的产量构成因素法能更精确模拟胡麻的产量,具有较高的预测性和通用性。     

品种和播期对华北春玉米产量及水分利用效率的影响

华北平原冬小麦夏玉米一年两作种植制度主要受水资源的约束,发展休耕轮作是实现该区域农业可持续发展的途径之一。春玉米高效生产是提升休耕轮作产能的关键因素,如何利用品种特性进行播期调整以适应区域生产特点提高产量是该区春玉米生产中面临的主要问题。为此,于2016年5—9月在中国科学院南皮生态农业试验站以5个玉米品种(‘华农887’、‘胡新338’、‘郑单958’、‘华农866’和‘联创1号’)为材料,比较分析了3个播期(5月1日、5月15日和5月30日)下春玉米生育时期、产量及产量要素、耗水和水分利用效率的变化情况,并结合气象因子分析探讨了春玉米产量及其构成要素与环境因子的关系。结果表明:随着播期推迟,不同春玉米品种的生育期总天数均呈显著减少趋势(P0.05),生育期总天数的减少主要是播种到抽雄天数减少所致。不同春玉米品种的生育期总天数也存在较大差异,在各播期处理下均相差5~7 d。在产量方面,5月1日和5月15日播种的5个玉米品种间平均产量没有显著差异,5月30日播种的平均产量显著高于前2个播期,其产量提升主要是百粒重增加所致。随着播期的推迟,春玉米的耗水量变化不大,水分利用效率呈增加趋势,这主要与降水的分布有关。通过气象因子分析,不同播期下百粒重与抽雄前后的积温和降水呈显著相关(P0.05)。综合产量、耗水和水分利用效率分析,在该区域推荐5月30日左右为春玉米的适宜播种日期,‘华农866’和‘华农887’是适宜该区生产的潜力品种。     

基于大尺度水肥耦合模型估算新疆膜下滴灌棉花生产潜力

在中国棉花主产区新疆,灌溉是农业生产的重要措施,前人研究获得了丰富的试验数据。该研究综合现有田间试验数据,建立了大尺度水-氮耦合模型,估算新疆膜下滴灌棉花的产量潜力,并根据建立的模型,预测有限水资源供应下2020年新疆的棉花产量。从文献收集1998—2016年新疆地区共172组数据。考虑棉花品种、灌水量和施氮量是影响棉花产量的主要因素,首先根据数据可获性和气候条件,将新疆分为南疆和北疆,然后基于棉花品种,分别建立了南疆和北疆大尺度水氮耦合模型。模型验证表明模型是可靠的,北疆地区模型的R2为0.57,归一化均方根误差为11%,一致性指数0.85,南疆地区R2为0.83,归一化均方根误差为8.3%,一致性指数为0.95。根据模型,南疆最佳灌溉和氮肥施用量分别为604 mm和325 kg/hm~2,相应产量潜力为6 773 kg/hm~2;北疆最佳灌溉和氮肥施用量分别为552 mm和354 kg/hm~2,相应产量潜力为5 961 kg/hm~2;根据新疆未来规划(2020),2020年新疆单位面积棉花可获得灌溉水量为494mm,假设2020年肥力最优供应,根据建立的模型,2020年受水资源限制下,北疆和南疆棉籽单产分别为5 900和6 695 kg/hm~2,皮棉总产可达5.2×106 t。2014年皮棉总产约3.7×106 t,为2020年受水资源限制下皮棉产量潜力的71%。该研究可为新疆膜下滴灌的推广和农业水资源规划提供参考。     

加工番茄地上部干物质分配与产量预测模拟模型

为了探究加工番茄在滴灌栽培条件下地上部干物质分配动态和产量形成过程,该文通过定量分析加工番茄的生长发育特征,设置不同品种的播期试验,构建了基于分配指数(partitioning index,PI)和收获指数(harvest index,HI)的加工番茄地上部干物质分配与产量预测的模拟模型。利用与建模数据相独立的试验资料对模型进行了初步检验,结果表明,模型对不同播期、品种的加工番茄各生育期（出苗至开花、开花至坐果、坐果至红熟、红熟至拉秧期）干物质量,全生育期总干物质量、地上部茎、叶、果干质量的预测结果与1:1直线间的R2分别为0.9754、0.9936、0.9840、0.9713;0.9856;0.9595、0.9798、0.9671;RMSE和RE分别为0.029 t/hm2、11.43%;0.074 t/hm2、5.09%;0.250 t/hm2、6.83%;0.102 t/hm2、5.71%;0.504 t/hm2,8.06%;0.332 t/hm2,14.62%;0.200 t/hm2,10.84%;0.549 t/hm2,18.30%。模型对加工番茄产量的预测结果与1:1直线间的R2为0.9658,RMSE和RE分别为5.806 t/hm2、8.07%。该模型对于不同播期、品种的加工番茄干物质分配与产量的预测值与模拟值之间符合度较高,表明模型具有较好的预测性和适用性。该研究可为滴灌加工番茄精准栽培提供理论参考。