利用EPIC模型模拟北京春播紫花苜蓿的当年生长

本研究利用EPIC模型对北京顺义地区的春播紫花苜蓿当年生长中的地上部生物量的累积和刈割进行了模拟.结果表明,EPIC模型可以较好的模拟地上生物量累积;在对刈割的模拟中,地上部生物量和产量的模拟结果可以接受,但对于留茬的模拟结果不理想.     

刈割对四川嵩草（Kobresia setchwanensis）高寒草甸植物生物量和氮含量的影响

研究了生长季内刈割频次和时间对四川嵩草草甸植物全年积累的生物量及其氮素特征的影响。结果表明,在生长季内刈割2次（6月和7月份每月1次）或3次（6、7和8月份每月1次）比不刈割（仅在生长季末收获现存生物量）显著降低了植物地上和地下积累的生物量,但生长季内多次刈割能增加植物地上部分氮含量和贮量。与不刈割相比,生长季内不论在6、7或8月份刈割1次有利于获得较高的植物地上生物量和氮贮量,而且在8月份刈割1次是所有刈割处理中全年地上积累生物量及氮贮量最高的处理。除6月份刈割1次植物地下生物量及氮贮量显著小于不刈割外,7或8月份刈割1次与不刈割之间差异不显著。由此可见,生长季内多次刈割不利于四川嵩草草甸植物生物量及氮的积累,而在8月份进行1次刈割可获得全年最大的地上积累生物量及氮贮量。     

高寒矮嵩草草甸4种主要植物补偿生长变化与耐牧性比较研究

为了探讨高寒矮嵩草草甸4种主要植物的补偿生长机制和耐牧性差异,通过裂区区组设计的方法进行刈割（留茬1 cm、3 cm及不刈割对照）、施肥（施尿素和磷酸二胺、不施）和浇水（浇、不浇）控制实验,调查研究了垂穗披碱草(Elymus nutans)、异针茅(Stipa aliena)、矮嵩草(Kobresia humilis)和粗喙薹草(Carex scabrirostris)分株密度、株高和分株地上生物量及其相对生长率的变化。研究结果表明：2种禾本科植物垂穗披碱草和异针茅的补偿高度和地上补偿生物量对刈割的响应更加敏感;刈割后异针茅、矮嵩草和粗喙薹草的分株密度发生超补偿,4种植物的株高相对生长率都显著增加,地上生物量相对生长率在种间存在较大差异。4种植物的耐牧性大小顺序为矮嵩草>粗喙薹草>垂穗披碱草>异针茅。施肥能显著提高4种植物的补偿高度、地上补偿生物量、株高相对生长率和耐牧性,说明在具有明显的土壤养分限制作用的高寒草甸群落中,植物的耐牧性依赖于土壤速效养分的可获得性。     

刈割对青稞恢复特性及籽粒和秸秆产量品质特性的影响

探明刈割对青稞植株再生恢复农艺与理化特性变化规律,解析青稞籽粒和秸秆产量品质指标对刈割处理响应规律,为青稞“粮苗草三用”生产模式应用和青稞植株再生恢复调控机制解析提供理论依据。本研究于2021—2022年,以青稞品种昆仑18号和藏1257为研究对象,以正常生长(CK)为对照,采用两因素裂区设计,刈割后于0 h (T0)、2 h (T1)、24 h (T2)、72 h (T3)、拔节期(T4)、抽穗期(T5)、灌浆期(T6) 7个发育阶段取材,以分析刈割后茎部再生恢复速率及残茬中抗氧化酶的变化规律;并对刈割后青稞秸秆和籽粒产量品质特性和内源激素快速响应规律进行分析。结果表明,刈割使再生青稞秸秆及籽粒产量升高,并使茎秆中粗蛋白、粗灰分含量升高,纤维类物质含量降低,使秸秆相对饲喂价值显著升高。刈割使青稞茎部株高和单株生物量生长恢复速率升高;使青稞每公顷穗数和千粒重增加,致使籽粒产量显著增加,并使籽粒中累积更多粗蛋白与淀粉。刈割后青稞残茬中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)含量迅速升高,并使残茬中的反式玉米素核苷(TZR)、异戊烯基腺苷(iPA)含量显著升高,吲哚-3-乙酸(IAA...     

不同施肥条件下苜蓿产量、氮素累积量及肥料氮素利用率研究

旨在探讨不同施肥条件对苜蓿干草产量、植株全氮含量、植株氮素累积动态以及肥料氮素利用率等指标的影响。采用田间小区试验方法,共设5个处理：不施肥对照处理( CK )、单施化肥处理( CF )、化肥与牛粪混施处理(DM1)、化肥与沼液混施处理(DT)和减量化肥与牛粪混施处理(DM2)。结果表明,施用氮肥不仅可以增加苜蓿干物质量和氮素累积量,而且由于大幅增加苜蓿刈割前期的干物质和氮素累积速率而可能缩短其刈割周期、增加年刈割次数;多次刈割的综合结果证实在施用化学氮肥的基础上再增施有机肥仍存在增产的空间,但有机肥由于其活性氮素含量低而不能完全替代化学氮肥。在有机、无机配施情况下,化学氮肥的表观利用率为46.7%~48.1%,腐熟牛粪的氮素利用率为~9.1%,而沼液的氮素利用率为~13.8%,因此,苜蓿生产中有机肥的氮素利用率明显低于化学氮肥。     

刈割次数对林下黑麦草产量与品质的影响

林下种草养禽是一种复合型生态农业模式,为了优化林下牧草的刈割方式,获得较高产量的优质牧草。以林下黑麦草为试验材料,设置不同刈割次数处理(1、2、3、4、5次),比较不同刈割次数对其生长性状、干物质累积、产量和品质的影响。结果表明:刈割4次处理,林下黑麦草鲜草和干草产量最高,分别为86.53 t/hm~2和11.83 t/hm~2,刈割5次处理,鲜草和干草产量分别下降10.27%和7.79%。随着刈割次数的增加,林下黑麦草粗蛋白、粗脂肪和粗灰分等营养成分含量有上升趋势,粗纤维含量有下降趋势。另外,各处理以第2茬和第3茬黑麦草干草产量和品质较高。与非林下黑麦草比较,林下黑麦草产量和品质稍有下降。本试验条件下,林下黑麦草刈割4次可兼顾高产与优质,并且适当延长第2茬和第3茬生长时间,有利于产量和品质提高。     

刈割期与晾晒天数对饲料油菜产量和粗蛋白含量及水分的影响

为了明确长三角地区饲料油菜适宜收获期与晾晒时间,2016-2018年连续2年开展田间试验,终花至角果期刈割5次并于田间晾晒,比较不同刈割期和晾晒天数下饲草产量、粗蛋白含量及水分变化差异。结果表明,与首次刈割（终花期）相比,终花后4到16d刈割饲草鲜重显著增加,饲草干重分别提高了31.93%、41.50%、49.14%和61.43%。随着刈割时间延迟,饲草粗蛋白含量呈下降趋势,末次刈割饲草含水量显著降低（P<0.05）。油菜终花后4d刈割,并于田间晾晒第4和5天时,其鲜草含水量由82.16%下降为71.45%和65.26%。不考虑刈割期,田间原位晾晒3d,平均鲜草含水量由81.00%下降至66.30%。晾晒期间土壤累积温度每增加10°C,鲜草含水量降低2.30%。由此,长三角地区稻茬油菜在终花后4d刈割,饲草鲜产和粗蛋白含量均能达到较优水平,刈割后田间原位晾晒4~5d,可满足青贮水分要求。     

模拟氮沉降和刈割对内蒙古典型草原土壤微生物量的影响

为探讨大气氮沉降对草原土壤微生物量的影响,采用模拟大气氮沉降的方法对试验小区进行施N处理,研究了不同施N水平下刈割对土壤微生物量C、N的影响。结果表明：不同施N水平对土壤微生物量C、N没有显著影响,但是有增加土壤微生物量C、N的趋势;在刈割和施N的交互作用下降低了土壤中微生物量C、N的含量。不同施N水平能降低草原植被根系生物量、促进土壤酸化。施N量为20g N?m-2?a-1时对土壤微生物量C、N的抑制性最强。     

饲用小黑麦在济源地区的刈割期及刈割次数研究

3个饲用小黑麦品种中饲1048、石大1号、甘农2号在不同生育时期,不同刈割次数下,对其鲜草产量、干草产量、鲜干比、株高、营养成分进行测定研究。结果表明:饲用小黑麦在济源地区1次刈割鲜草产量抽穗期最高,干草产量乳熟期最高;抽穗期前1次刈割鲜草产量、干草产量均大于刈割2次,乳熟期前1次刈割干草产量高于2次刈割、3次刈割,鲜草产量低于2次刈割、3次刈割,乳熟期前2次刈割、3次刈割鲜草产量和干草产量差异均不显著。     

不同时期刈割对新疆春玉米产量及农艺性状的影响

选用玉米品种KWS9384为试材,在新疆奇台县奇台总场高产玉米试验田进行试验,设置4月20日(B1)、4月27日(B2)和5月5日(B3)3个播种时期,分别于4、3、2展叶期剪去地上部分。留一片在地表,以每个播期正常生长植株为对照,研究刈割对新疆滴灌高产春玉米的农艺性状、生物积累量、产量及效益的影响。结果表明,刈割后随着播种时间的推迟,全株干物质量呈现增加的趋势,B3(2展叶)处理刈割全株干物质重和籽粒重最重,玉米籽粒重、穗轴重、叶片重增加;刈割虽然降低了玉米株高、穗位高和茎粗,但可提高相应指标的整齐度。刈割和CK处理的株高、穗位高均随着播种时间的推后而增加,玉米茎粗减小;B3处理刈割较CK增产821.44 kg/hm2,利润增加981.45元/hm2。刈割后穗行数、穗长、穗粗、百粒重增加,秃尖、轴粗降低。综合分析,播种时间在5月5日,出现2展叶时对春玉米进行刈割较为适宜。     

盐胁迫对紫花苜蓿生长及光合生理特性的影响

为了探明盐害对紫花苜蓿生长及光合生理特性的影响,为提高植物耐盐性、增加生物学产量、培育耐盐新品种提供科学依据,通过田间试验,以2年生紫花苜蓿公农一号为研究对象,在不同浓度NaCl处理下研究了紫花苜蓿的生理生化响应。结果表明：(1)S1和S2处理组的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)在胁迫初期小幅上升后开始下降并随时间的延长趋势变缓,S3处理组则持续下降。(2)各处理组的胞间CO2浓度(Ci)则呈先急剧升高后逐渐下降的趋势。(3)不同浓度处理组蒸腾速率(Tr)均呈下降趋势,后期略有恢复。(4)紫花苜蓿叶片SPAD值和地上部分生物量均随着盐浓度的提高显著降低。研究表明,NaCl胁迫下,紫花苜蓿叶片光合作用受到抑制,进而影响到地上部分生物量。但低盐胁迫后期,苜蓿叶片的光合作用有恢复现象,表现出其具有一定的耐盐性。     

基于MODIS-NDVI的春玉米叶面积指数和地上生物量估算

为了构建春玉米叶面积指数和地上生物量的估算模型,基于辽宁省大田条件下9个站点春玉米不同生育期叶面积指数LAI和地上鲜生物量数据,利用MODIS提取的10种植被指数NDVI、RVI、DVI、PVI、EVI、GNDVI、RDVI、SAVI、OSAVI和NLI反演春玉米LAI和地上鲜生物量。结果表明：10种植被指数与春玉米LAI和地上鲜生物量相关性显著,采用植被指数反演春玉米LAI和地上鲜生物量是可行的;分别基于回归分析法和人工神经网络法,利用10种植被指数反演春玉米LAI和地上鲜生物量,利用回归分析法结合OSAVI和NDVI反演春玉米LAI和地上鲜生物量效果较好;利用人工神经网络法进行模拟反演采用RVI、DVI和EVI效果最佳,反演精度高于回归分析法。     

紫花苜蓿光合生产与干物质积累模拟模型研究

依据紫花苜蓿生物学特性，通过田间试验和广泛收集资料，构建了紫花苜蓿光合生产与干物质积累模拟模型。该模型包括光合作用、呼吸作用、叶面积消长、干物质积累、同化物分配和产量形成等过程，考虑了温度对光合作用的影响。计算得到紫花苜蓿不同生育时期的干物质转换系数( β )和同化物分配分配系数[C(d)_I]，确定了主要紫花苜蓿品种的光合参数(a 和P_max)。分别利用北京和太原不同年份和不同品种的试验资料对地上部生物量、产量和叶面积指数模型进行了检验。结果表明，模型对叶面积动态、地上部生物量和产量模拟效果较好，叶面积指数、地上部生物量、茎和叶生物量的决定系数分别为0.98、0.95、0.96和0.88（n=20），产量均方差(RMSE)为103 kg hm^-2，相对均方差(NRMSE)为2.1% (n=102)。模型不仅具有较强的机理性，而且有较好的拟合性。     

混合盐碱胁迫对紫花苜蓿的生长和生理指标的影响

以混合盐碱模拟盐碱胁迫环境,设置0.0%（对照）、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%浓度梯度的混合盐碱溶液胁迫紫花苜蓿(Medicago sativa)幼苗,通过对株高、根系等生长及叶片脯氨酸等生理指标的测定、分析,研究紫花苜蓿在混合盐碱胁迫下的生长和生理变化规律。结果表明,随着盐浓度的增加,苜蓿株高、地上和地下生物量先增后降,均在0.3%盐浓度处理下最高,0.6%、0.9%、0.0%下依次降低,1.2%处理下最低,且各处理间差异显著。根粗、根长均在1.2%盐浓度处理下最低,显著低于其他处理。生理指标在苜蓿品种间变化不同,但在1.2%处理下,多数品种叶片脯氨酸、可溶性糖、MDA含量最高,与其他处理差异显著。有的品种叶片叶绿素含量在0.3%处理下最高、1.2%处理下最低,有的品种变化无规律。苜蓿叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性在1.2%处理下显著高于对照。由此得出苜蓿苗期相对耐盐碱,当盐浓度为1.2%时,生长和生理指标与对照相比变化较大,此浓度可作为苜蓿苗期耐盐碱性鉴定的适宜浓度。     

宁南山区苜蓿与羊草混播技术效果研究

结合宁夏南部山区的生长条件,在梯田和坡耕地两种地势条件下,设置不同比例的牧草混播组合,测定牧草群体的生长性状、地上生物量和营养成分等指标,对宁南山区苜蓿和羊草混播种植进行研究。结果表明：梯田种植的紫花苜蓿和羊草的株高和茎叶比均高于坡耕地;坡耕地的地上生物量高于梯田;梯田条件下紫花苜蓿与羊草混播比例为3∶2时紫花苜蓿的饲用价值较好,坡耕地条件下紫花苜蓿与羊草混播比例为2∶1时羊草的饲用价值较好。本研究筛选出最适宜宁夏南部山区种植牧草的混播比例,为宁南地区紫花苜蓿和羊草人工混播草地的改良建植积累基础数据。     

番茄临界氮浓度模型的建立及氮素营养诊断

为构建鲜食番茄临界氮浓度稀释曲线模型,在此模型基础上建立氮素吸收模型和氮营养指数模型,对鲜食番茄氮营养状况进行诊断。试验分别于2016 年、2017 年以鲜食番茄‘苏粉14 号’为试验材料,设置了5 个施氮水平,研究鲜食番茄地上部生物量与氮浓度的动态变化。结果表明,鲜食番茄地上部生物量随氮肥施用量的增加而增加,氮质量分数随着生长发育时间而降低;鲜食番茄临界氮浓度与地上部生物量之间符合幂函数的关系,%Nc=3.7574DW-0.155,相关系数R2=0.8505。氮素吸收模型与氮营养指数模型可对鲜食番茄的适宜施氮量与氮素丰缺状况进行诊断,本试验条件下番茄适宜施氮量为270.92~281.79 kg/hm2。     

基于WIN ISAREG模型的紫花苜蓿灌溉制度优化研究

为了探索锡林河流域紫花苜蓿高效节水的最优灌溉制度,在田间灌溉试验基础上,研究了锡林河流域滴灌条件下紫花苜蓿的灌溉制度。利用WIN ISAREG模型对紫花苜蓿的实际灌溉制度进行了评价,在此基础上根据紫花苜蓿需水特性进行了多种灌水方案设计和模拟。研究表明:紫花苜蓿在现蕾期土壤水消耗比率最低,作物系数、产量反应系数和腾发量最大,为紫花苜蓿的需水关键期。紫花苜蓿生育期内共灌水10次,总灌水量在250 mm,产量下降率为6.0%。因此,研究结果为流域内紫花苜蓿的灌溉预报,以及当地灌溉人工草地建设提供参考。     

接种中华根瘤菌SD101和避光对紫花苜蓿固氮和光合作用的影响

为了研究光合和氮素互作对紫花苜蓿自身生长和光合作用的影响,以紫花苜蓿品种WL319为试验材料,通过接种中华根瘤菌SD101和避光处理相结合,测定接种中华根瘤菌SD101紫花苜蓿在非避光、避光和复光条件下的生长情况和光合指标。研究结果表明,非避光条件下,接种中华根瘤菌SD101能够显著提高紫花苜蓿的地上生物量、叶片中叶绿素含量和紫花苜蓿的光合能力;避光条件下,受气孔导度和非气孔等因素的影响,中华根瘤菌SD101不能发挥其与紫花苜蓿共生固氮的优越性,光合速率比不接种中华根瘤菌SD101对照低。恢复光照后,接种中华根瘤菌SD101的紫花苜蓿光合作用恢复程度没有不接菌对照好。由此可见,紫花苜蓿与中华根瘤菌SD101的共生固氮作用需要在适宜的光照下才能促进紫花苜蓿生长和光合作用。     

膜下滴灌高产棉花根、冠生物量累积特性研究

在新疆膜下滴灌大田条件下,选用新陆早43号和新陆早45号2个棉花品种,测定不同产量水平棉田棉株根系生物量及其空间分布、地上部生物量、根冠比等,分析滴灌棉花产量形成过程中根、冠生物量的累积特征。结果表明:与一般产量棉田及中低产棉田相比,高产棉田在整个生育期根系生物量较高、中下层根系分布比例较大,棉株总生物量、地上部生物量、棉铃生物量均较高,根冠比较低;产量构成因子表现为总铃数较多、铃重较高。高产棉花由于其生物量快速累积起始时间较早、累积速率快,进而棉株根系生物量、总生物量累积多。因此,根据参试棉花品种的生育特点,在适期早播促生育进程提前、前期营养器官稳健生长的前提下,采取水肥后移或适当推迟停水时间,可适度增加棉花中下层根系分布,降低根冠比,提高光合产物向棉铃的分配比例,增加铃重,进一步提高棉花产量。     

氮沉降对植物生长的影响研究进展

为了探索全球氮沉降加剧背景下植物生长所受的影响,笔者归纳了森林植物不同生长指标对氮沉降响应的国内外文献数据。在既有研究成果的基础上,详细总结了氮沉降对植物地上部形态(株高、基径)、光合生理(光合色素含量、净光合速率)、可溶性糖含量、地上及地下生物量分配比例、根系形态结构(根长、根直径和根系生物量)以及叶片中氮:磷等指标的影响,并对上述变化做了合理的分析。笔者指出氮沉降加剧在一定程度上对植物的各生长指标都有明显的促进作用,但当氮沉降很严重时,植物的生长就会受到限制。笔者发现目前关于氮沉降对植物生长影响的试验中,很多都是短期模拟试验,而且大多数试验都是有关现象的研究而非原理的探索。笔者认为在今后的研究中应该将模拟时间进一步延长,并对造成响应变化的机理进行探索,以期更好的为进一步研究氮沉降增加对森林植物生长状况的影响提供参考依据。