冬小麦籽粒氮积累量高光谱监测研究

为探究冬小麦籽粒氮积累量与冠层光谱反射率的定量关系,实现冬小麦籽粒氮积累量的无损快速监测,以连续2 a氮运筹试验为基础,结合偏最小二乘法(PLS)和逐步多元线性回归(SMLR)建立植株氮积累量(PNA)和叶片氮积累量(LNA)光谱监测模型,分析PNA和LNA与籽粒氮积累量(GNA)的定量关系,以PNA和LNA为中间变量建立GNA光谱监测模型。结果表明,基于PLS-SMLR建立的PNA和LNA高光谱模型监测效果均较好,且冬小麦PNA,LNA与GNA均有较好的定量关系;分别以PNA和LNA为中间变量建立的GNA光谱监测模型中,以LNA为中间变量的模型建模集和验证集表现均较佳,可以实现冬小麦GNA高光谱准确监测。     

基于Landsat TM影像的冬小麦拔节期主要长势参数遥感监测

[目的]强化冬小麦长势遥感监测机制,为田间生产管理提供信息支撑.[方法]以2007-2009年试验实测数据为基础,以Landsat TM影像为数据源,分析试验样点拨节期冬小麦主要长势参数与品质、产量以及卫星遥感变量间的相关性,分别建立及评价了TM影像遥感变量监测冬小麦拔节期叶面积指数(LAI)、生物量、SPAD值和叶片氮含量(LNC)的模型.[结果]冬小麦拔节期,选用中红外波段的反射率(B5)、归一化植被指数(NDVI)、DSW5和绿波段的反射率(B2)等遥感变量分别反演冬小麦的SPAD值、生物量、LAI和LNC是可行的;SPAD值,生物量、LAI和LNC遥感监测模型的精度较高,以此为基础,制作出了具有实际农学意义的冬小麦拔节期不同等级SPAD值、生物量,LAI和LNC遥感监测专题图,实现了主要长势参数空间分布量化表达.[结论]研究结果可为广大农学家、农业部门决策者和田问管理人员提供及时的农情信息.     

施氮量对晋南旱地冬小麦干物质及氮素积累转移的影响

通过2008—2010年2个年度的大田试验,研究了不同施氮量对晋南雨养区小麦生育期地上部干物质和氮素积累转移的影响。结果表明,旱作小麦干物质积累主要发生在返青期后,占最大积累量的80%以上;苗期和返青至抽穗期是冬小麦氮素吸收累积的2个高峰期,分别占最大累积量的20%～38%和44%～56%;在施氮0～180 kg/hm2范围内,花前和花后干物质累积量以及成熟期氮素积累量均随施氮量增加而显著增加;当施氮量超过180 kg/hm2时,成熟期生物量及氮素积累量则不再显著增加;施氮量对干物质转移效率和贡献率影响不明显;籽粒氮素累积主要来自于茎叶向籽粒的转移(占到籽粒氮素累积量的82%～98%),只有少部分氮素来自土壤吸收。     

冬小麦拔节期遥感监测方法研究

遥感数据因其空间连续成像和重复采样的特点,可用于区域尺度小麦拔节期监测,为冬小麦晚霜冻害监测研究提供基础数据。以河南省冬麦区为研究区,建立气象台站获取的积温与遥感获取的陆面温度（LST）累积值间的关系方程,在此基础上,将冬小麦返青-拔节期间的积温需求量转化成累积LST需求量,利用Terra/MODIS LST数据产品MOD11A2,从返青日期开始求算累积LST值达到返青-拔节期间的累积LST需求量的日期,获得拔节期开始时间。结果表明,河南省小麦拔节期开始日期集中在3月下旬至4月上旬;年际间同期气温差异会引起小麦拔节期开始时间显著波动;空间分布上,除信阳地区外,河南省冬小麦拔节期开始时间大致由南到北逐渐推迟;小麦拔节期开始时间监测值与观测值之间的误差大部分能控制在5 d之内,说明利用LST遥感数据结合积温法可以监测冬小麦的拔节期。     

基于高光谱遥感的花生叶片氮积累量监测模型的研究

作物氮素状况是评价长势、提高产量和改善品质的重要指标,因此叶片氮积累量的实时无损估测对作物生产的氮素管理具有重要意义。本研究选用大花生品种丰花1号为试验材料,在大田生产条件下,分析了花生叶片氮积累量与冠层高光谱参数的定量关系。结果表明,叶片氮素含量随生育进程逐渐下降,不同处理之间差异较小;叶片氮素积累量随生育时期推进呈现先升后降的单峰曲线变化趋势,在结荚期达到高峰。花生冠层光谱反射率在740～1 100 nm波段内随叶片氮积累量的增加而增加,叶片氮积累量的敏感波段主要存在于近红外平台和可见光区,其中,"红边"区域表现最为显著。通过微分等技术构造多种植被指数,对高光谱参数和叶片氮积累量进行相关回归分析,红边振幅(Dr)、氮素反射指数(NRI)、归一化植被指数(NDVI)各波段组合平均值及比值植被指数(RVI)与叶片氮积累量关系最密切,方程拟合决定系数分别为0.9194、0.8984、0.8918、0.8899、0.8794、0.8797。经另外一组独立数据的检验表明,对叶片氮积累量的预测以红边位置(REP)和Dr两个参数表现最优,预测的根均方差(RMSE)分别为1.78和1.10,相对误差为5.29%和3.59%。NDVI[Average(1230,1240,1250,1260),640]和土壤调整植被指数(SAVI)两个光谱参数预测的RMSE分别为1.15和1.19,预测相对误差为5.42%和7.41%。比较而言,Dr为自变量建立的模型,可以更好地评估不同条件下叶片氮素积累状况。     

施氮量对滴灌冬小麦干物质积累、分配及转运特征的影响

[目的]揭示不同施氮量对滴灌冬小麦干物质积累及转运特征的影响.[方法]大田滴灌条件下,通过设置180 kg/hm2(N1)、240 kg/hm2 (N2)、300 kg/hm2(N3)、360 kg/hm2(N4)4个施氮量处理,研究不同施氮量对冬小麦干物质积累、分配、转运及产量的影响.[结果]随着施氮量的增加,整个生育进程中冬小麦群体干物质积累量基本呈N3＞N4＞N2＞N1变化规律;冬小麦籽粒产量的形成以花后同化物转移贡献为主,花前同化物对籽粒的贡献率在27.41; ～38.12;,花后为61.88;～72.59;;产量最高为9 540.15 kg/hm2(N3处理),分别较N1、N2、N4处理产量提高了24.72;、14.44;和6.23;,达显著或极显著性差异水平.[结论]滴灌冬小麦的最适施氮量为300 kg/hm2.     

氮运筹对冬小麦氮素积累量和氮素吸收利用效率的影响

为探明冬小麦生产过程中氮肥的合理施用时期、基追比例及施用量,增加冬小麦氮素积累量和提高氮素吸收利用效率,实现氮肥资源高效利用,通过田间试验,比较分析了不同追肥时期(拔节期、开花期和灌浆期)、基追比(6∶4和5∶5)和施氮水平(0、75、150、225、300 kg/hm²)下冬小麦氮素积累量和氮素吸收利用效率的差异。结果表明,追肥时期、基追比例和施氮量均影响冬小麦氮素积累量及氮素吸收利用效率,并且存在互作效应;追肥时期、基追比例和施氮量对各器官氮素积累量的影响基本表现为:拔节期>开花期>灌浆期、基追比6∶4>基追比5∶5以及施氮量为225 kg/hm²时最大;氮素吸收效率和氮素农学利用效率随施氮量的增加而递减。冬小麦适宜的追肥时期为拔节期、基追比为6∶4、施氮量225 kg/hm²,该氮肥运筹方式下,其籽粒氮素积累量最高,为250.30 kg/hm²。研究结果可为冬小麦合理施氮和栽培技术提供理论依据和技术支撑。     

祁连圆柏群落生物量及营养元素积累量

对祁连山不同类型条件下的祁连圆柏群落生物量和营养元素积累量的测定结果表明：祁连圆柏群落生物量为２３１．２０ｔ／ｈｍ２,其中乔木层占９８．３４％,灌木层占１．６０％,草本层占０．０６％;祁连圆群落年净生长量为４．４１ｔ／ｈｍ２,其中乔木层为３．９６ｔ／ｈｍ２,占８９．８０％,灌木层占７．２５％,草本层占２．９５％;群落营养元素积累量总计为３６３３．８１ｋｇ／ｈｍ２,其中Ｃａ、Ｎ、Ｋ所占比例较大,分别为５４．２７％、１９．５５％和１１．０５％,Ｚｎ所占比例最小,仅为０．０３％。     

施氮量对冬小麦氮素吸收利用、土壤中硝态氮积累和籽粒产量的影响

为通过控制施氮量来实现高肥力条件下小麦的高产、高效、安全生产提供依据,以冬小麦品种‘藁8901’为材料,研究了高肥力条件下不同施氮水平对小麦氮素吸收利用、籽粒产量和土壤中硝态氮含量的影响。试验结果表明:在高肥力条件下,随着施氮量的增加,冬小麦的籽粒产量和植株吸氮量均是先增加后降低,籽粒产量和植株吸氮量均以N150最高,氮素生产力则以N0最高。在冬小麦的拔节期和成熟期,土壤NO3-N含量均随着施氮量的增加而增加,减少氮肥施入量能降低冬小麦拔节期和成熟期土壤0-100 cm土层中的硝态氮含量。施用氮肥能提高小麦拔节期和成熟期植株全氮积累量和土壤NO3-N积累量,但两者并非同步增加,土壤NO3-N积累量增加的幅度远远大于植株全氮积累量的增长幅度。在施氮量0-180 kg/hm2范围内时,植株全氮积累量有所增加,且土壤中硝态氮的积累量增加较为缓和;而在施氮量180 kg/hm2的基础上继续提高氮素用量,植株全氮积累量下降,而土壤硝态氮积累量却开始大幅度增加。据此综合考虑,冬小麦‘藁8901’的适宜施氮量应控制在150 kg/hm2左右。     

冬小麦抽穗期长势遥感监测的初步研究

小麦抽穗期是其生长的关键阶段,田间群体较大、郁蔽,抵抗力弱,常遇高温高湿天气,也是病虫害多发时期.因此,及时监测小麦抽穗期的苗情长势,是制定和采取科学管理措施的必要前提.有学者曾使用NOAAAVHRR、EOSMODIS数据进行小麦长势监测研究[1~3],由于这些影像的空间分辨率较低,常常造成"同物异谱"或"异物同谱"现象,使得监测精度降低.本研究利用分辨率较高的TM影像数据并结合实地GPS定位调查,试图通过分析TM影像植被指数与小麦抽穗期叶面积指数、生物量以及植株氮素含量的关系,建立上述群体质量指标监测模型,为小麦抽穗阶段的农田精确管理提供信息支持.     

冬小麦不同生育阶段对钼的吸收和积累

连续2a的盆栽试验结果说明，分蘖期冬小麦钼含量随着土壤有效钼含量提高而提高，两者呈极显著的正相关关系；尽管小麦经济产量与分蘖前期（播后45－56d) 和盛期（播后85d)植株钼含量均有良好正相关，但分蘖前期单株干物重处理间没有差异，分蘖盛期单株干物重则随植株钼含量增加而增加。据此推测，冬小麦分蘖期以前是钼营养的临界期，而分蘖盛期则为最大效率期；冬小麦吸收积累钼的高峰在生殖生长期。     

拔节期复水对苗期受旱冬小麦的激发效应

拔节期恢复供水可使苗期受旱程度不同的冬小麦的株高、分蘖数、叶片数、叶面积、以及干物重等方面都超过相应干旱对照,表现出明显的补偿效应。同时,各复水处理与对照相比,分配到冠部的干物质比例均增加,R／S下降。中度水分胁迫后充分供水的处理,可以在产量和生物量等方面接近或超出一直充分供水的对照,并获得较高的产量,不失为一种理想的供水方式。根据6种供水条件下产量、耗水量和WUE的变化结果,可分为5个类型;高产高耗水型、高产节水型、较高产节水型、中产高节水型、低产节水型。     

前氮后移施肥对冬小麦旗叶活性氧代谢和子粒产量的影响

１９９４－１９９６年高产冬小麦前氮后移施肥方式的产量效应和生理变化进行了研究。结果表明，采用此施肥方式可以减缓旗叶中超氧化物歧化酶活性下降和脂质过氧化产物丙二醛含量的积累，减少超氧阴离子的产生，提高旗叶片的叶绿素和蛋白质含量，延缓叶片衰老，显著增加穗粒重和产量。     

基于无人机高光谱和数码影像数据的冬小麦生物量反演

生物量是作物生长过程中重要的生物参数之一,能较好地反映作物长势情况。获取了冬小麦开花期数码影像数据、高光谱数据和实测生物量数据,运用相关性分析筛选出对冬小麦生物量相关性高的数码影像指数和植被指数,分别使用多元线性回归分析和逐步回归分析法建立生物量反演估算模型,最后将最优模型估算结果进行可视化空间分析。结果表明：与冬小麦生物量相关性高的数码影像指数有VARI、MGRVI、b等,植被指数有NDVI、SR、LCI、OSAVI等。建立的冬小麦生物量反演模型估算效果较好,其中精度最高的模型为高光谱数据多元线性回归模型,其验证模型均方根误差为0.9041 t/hm²。可视化处理结果能直观地显示试验区冬小麦生物量分布情况,为生长监测及种植管理提供有效依据。     

四个冬小麦品种拔节期对水分胁迫的响应及其抗旱性

以豫北地区种植的洛麦9133、兰考矮早8、济麦20和豫麦54计4个冬小麦品种为材料,采用盆栽试验对水分胁迫条件下冬小麦品种拔节期的响应和抗旱性进行了研究.结果表明:随干旱胁迫的加剧,各品种拔节期叶水势、叶绿素总含量、根系活力和总生物量均降低;叶片脯氨酸含量、可溶性糖含量、膜透性、POD活性均呈增加趋势.经综合评价,4个冬小麦品种中洛麦9133抗旱性最强;其次为豫麦54和济麦20;兰考矮早8最差.     

Study on the Key and Sensitive Stage of Winter Wheat Responses to Water and Nitrogen Coordination

Pot experiments were carried out to study the effect of nitrogen application on winter wheat under different status of soil moisture, so that the key and sensitive stage of winter wheat responses to water and nitrogen coordination were determined. The results showed that the application of N fertilizer was more effective in early stage than in later stage, and at the lower N rates than at the higher N rates under non-irrigated conditions. N treatments had great effect on spikelet bearing number and grain number per spike, but had no effect on 1 000-grain weight; Grain yield and yield component responses to N treatment were greater under irrigated conditions than under non-irrigated conditions. The joining stage was the key and sensitive stage of winter wheat responses to water and nitrogen coordination, and the grain yield, grain number per spike and 1000-grain weight increased, when water and N Fertilizer were applied at this stage. The mechanism is that water and fertilizer supply at joining stage can speed up the growth of above-ground crops, enhance the abilities to absorb and utilize nitrogen fertilizer, and meanwhile, delay the aging of the root and keep the root vigor for a longer period.     

孕穗期渍水逆境对冬小麦干物质积累与分配的影响

于1997～1999年在安徽农业大学试验总场进行试验,采用柱载试验,研究了孕穗期渍水逆境对小责中后期干物质积累与分配的影响。研究结果表明：孕穗期渍水逆境促使单茎绿叶衰亡加快,单茎绿叶干重、单茎茎鞘干重和穗干重下降;同时严重影响小麦中后期各器官干物质的积累、运转和分配,最终导致粒重和产量下降。