胡麻产量对干旱的响应研究及其在潜力计算中的应用

该文利用盆栽试验结果，通过分析胡麻在不同生育阶段对不同强度干旱的产量反应，得出：胡麻各生育期的授旱缺水指数ｒｉ，减产指数Ｒｉ，及产量反应系数ｋｙｉ，认为，胡麻不同生育期对干旱的敏感次序为，开花期〉现蕾期〉纵形期〉苗期〉成熟期，且籽粒产量较生物产量敏感，胡麻生育期耗水强度由弱→强→弱，以现雷期日耗水量最大，苗期日耗水很小，在受旱情况下，水分生产率以现蕾期最小，苗期最大，并以现蕾期受旱的减产率最大，达     

有机肥对胡麻干物质积累、分配及产量的影响研究

为促进胡麻(Linum usitatissimum Linn)生产实现高产、优质,在甘肃省白银市、兰州市和内蒙古自治区鄂尔多斯市进行了田间试验,以不施肥(T1)和施用化肥(T2)为对照,比较了施用农家肥(T3)、胡麻油渣(T4)和"清调补"生物肥(T5)、"窝里横"生物肥(T6)对胡麻干物质积累、分配规律及产量的影响。结果表明:3个试验区不同施肥处理明显改变了胡麻干物质积累的进程,干物质积累量从多到少排序均为T4>T2>T3>T6>T5>T1。拟合的胡麻全生育期干物质积累Logistic模型均达到极显著相关水平。胡麻最大干物质积累速率一般出现在现蕾期,播种时间较迟时会延至青果期。3个试验区不同肥料处理胡麻干物质积累直线增长天数从多到少以及干物质积累最大增长速率从高到低排序均表现一致,分别为T3>T2>T4>T5>T6>T1和T4>T2>T3>T6>T5>T1。各施用有机肥处理成熟期花果干物质分配比率均比对照(T1、T2)有所提高。T3比T1处理显著增产22.85%～45.40%,与T2处理未见显著差异。T4分别比T1、T2处理显著增产62.83%～88.13%、9.58%～39.49%。T5、T6比T1处理分别显著增产15.14%～18.10%、17.65%～21.01%,比T2处理分别显著减产14.63%～20.52%、12.77%～18.57%。生产上应大力推行胡麻油渣、农家肥施用技术,促进胡麻有机生产的发展。     

有机肥对胡麻产量和品质的影响

以不施肥(T1)和施用化肥(T2)为对照,比较了农家肥(T3)、胡麻油渣(T4)、肉蛋白生物有机肥(T5)、绿能瑞奇精制有机肥(T6)、金阜丰土壤调理剂(T7)、优质豆粕生物有机肥(T8)、黑珍珠生物有机肥(T9)、爸爱我生物有机肥(T10)、HA有机肥(T11)和益撒803生物有机菌肥(T12)等不同有机肥对胡麻产量和品质的影响。结果表明,化肥可明显加快胡麻前期的生长速度;有机肥促进胡麻植株中后期的生长发育,现蕾期以后干物质日积累量明显增加,盛花-青果期达到高峰值,日积累量达333.51 mg·株-1·d-1,比T1显著增加20.80%。施用有机肥处理的产量均显著高于T1处理,T4、T8比T2处理分别显著增产9.92%、10.38%。胡麻产量与有效分茎数和单株有效果数呈极显著正相关,相关系数为0.84和0.82。施用有机肥处理的胡麻籽粒粗脂肪含量显著高于T1处理,T8处理的亚麻酸含量比T2处理的显著增加了3.78%。     

AquaCrop模型在西北胡麻生物量及产量模拟中的应用和验证

为了预测水分和养分对胡麻籽粒产量、生物量与水分生产率的影响,使用FAO研发的水分驱动作物模型AquaCrop对胡麻在不同灌溉与氮磷水平下的生长情况进行模拟和验证。试验分别于2011年、2012年在甘肃省榆中县良种场进行,试验设置4个灌溉水平,3个氮水平,3个磷水平。模型性能的评价采用模型效率(E)、决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)等统计指标。分析结果表明:AquaCrop模型校正的籽粒产量和生物量在不同灌溉与氮磷水平处理下的预测误差统计值为:0.97E0.99,0.11RMSE0.33,0.11 t·hm 2MAE0.42 t·hm 2,与2012年的试验观察数据(0.96E0.99,0.11RMSE0.42,0.11 t·hm 2MAE0.39 t·hm 2)基本一致;同时,群体覆盖(CC)与生物量的模拟结果与测定值也非常拟合。AquaCrop模型在充分灌溉处理下预测胡麻产量,比非充分灌溉处理下具更高的准确性。因而,水分驱动模型AquaCrop在西北胡麻区不同的灌溉与田间管理措施下有较高的模拟精确性,具有广阔的应用前景和价值。     

优化芸豆产量及产量形成的氮磷钾肥料模型研究

芸豆的主要产区在东北、华北等地区,氮、磷、钾施肥量不平衡导致芸豆产量较低.为研究芸豆对3种元素的需求规律,探索氮、磷、钾的最佳施肥量及其配比,试验采用三因素二次回归正交旋转设计,研究肥料配施对芸豆产量的影响.结果表明,调整氮、磷、钾施肥量的配比能够显著提高芸豆产量,当N∶P2O5∶K2O=1∶0.55∶0.73(N:6...     

氮、磷、钾配施对胡麻产量的影响及推荐施肥量研究

为了揭示氮、磷、钾肥配施对胡麻生长的影响,采用“3414”不完全正交回归设计,研究了3种施肥梯度下胡麻经济性状、产量、增产率、肥料贡献率和产投比等的变化,并进行胡麻产量肥效模型函数拟合。结果表明:低氮、磷、钾和中氮、磷、钾施肥水平有利于提高胡麻经济性状指标;施氮、磷、钾处理下胡麻产量较不施氮、磷、钾肥处理提高了4.95%～24.07%,胡麻产量随着施肥量的增长呈现出先增高后降低的趋势,当氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)分别为75、67.5、72 kg/hm²时胡麻产量最高;钾肥对胡麻产量的贡献大于氮肥和磷肥,高磷具有明显的减产效应;通过肥料效应函数拟合分析,本试验条件下推荐最高施肥量为:N 69.1 kg/hm²,P2O5 51.5 kg/hm²,K2O 63.4 kg/hm²,最佳施肥量为:N 39.6 kg/hm²,P2O5 26.5 kg/hm²,K2O 25.7 kg/hm²。     

补充灌溉对土壤水分和胡麻籽粒产量的影响

为探讨不同灌水条件下胡麻田土壤水分动态特征和增产效果,以"陇亚杂1号"为材料,研究了不同灌溉处理对胡麻田土壤水分、籽粒产量和水分利用效率的影响。试验设置5个处理:不灌水(T_0)、分茎水80mm(T_1)、分茎水60mm+盛花水40mm(T_2)、分茎水80mm+盛花水40mm(T_3)、分茎水60mm+现蕾水40mm+盛花水40mm(T_4)。结果表明:分茎期灌水而现蕾期不灌水有利于增加现蕾期80—140cm土层含水量。在盛花期,T_2处理120—140cm土层含水量分别比T_3,T_4处理增加了11.40%和11.08%,这表明T_2处理对此时期深层土壤水分的提高有明显的促进作用。胡麻成熟期表层土壤的含水量与盛花期相比有所下降,而100—200cm土层的水分随灌水量的增加而明显增加,导致土壤中的无效水增多。随着灌水量增加,农田耗水量增加,而土壤贮水消耗量、降雨量和土壤贮水消耗量占农田总耗水量的比例均降低。可见,减少灌溉量可以提高胡麻对土壤贮水的吸收利用,降低了农田总耗水量,从而更有效地增加灌溉水分利用效率。与T_0处理相比,T_2处理的籽粒产量和产量水分利用效率分别显著增加36.50%和12.27%。因此,在本试验条件下,T_2处理具有明显的增产节水效益。     

甘肃胡麻产量对气候变化的区域响应

利用1981—2000年甘肃省胡麻的统计产量和同期4—10月的气温资料，研究胡麻产量的时空特征和影响因素，结果表明：胡麻产量演变中呈现出区域一致、随时间明显上升的特点；20世纪90年代胡麻产量具有2～4a的变化周期。用奇异值分解方法检测出温度和产量的年际变化中存在密切的大尺度空间相关特征，整体上胡麻产量对温度响应敏感，对温度响应的最敏感区主要集中在河西西部。     

黑土农田大豆产量形成过程的模拟验证

以中国科学院海伦农业生态站长期定位水肥耦合试验数据为依据,模拟大豆产量形成过程。首先建立大豆品种遗传属性数据库和相应的模型参数,利用DSSAT模型系列中的CropGro-Soybean模型,对大豆品种遗传属性、作物产量和生长过程中土壤水分进行了模拟验证。模拟结果表明,CropGro-Soybean模型能够准确地模拟大豆生育期,相对误差在-2％～3％之间,均方根误差RMSE为2．3。对不同年际不同田间处理的大豆产量模拟结果分析的相对误差在-7％～9％之间,均方根误差RMSE为75．9,模型性能指数EF为0．8。模型对不同层次土壤水分变化的模拟效果也较好。     

施肥对旱地胡麻耗水特性和籽粒产量的影响

为了合理调控胡麻生产过程中氮、磷配施水平,以"陇亚杂1号"为试验材料,研究了不同施肥处理对旱地胡麻耗水特性、籽粒产量和水分利用效率的影响。试验设2个施氮(纯N)水平:75kg/hm~2(N_1),150kg/hm~2(N_2);2个施磷(纯P_2O_5)水平:75kg/hm~2(P_1),150kg/hm~2(P_2),共4个施肥处理(N_1P_1,N_1P_2,N_2P_1和N_2P_2),以不施氮磷肥为对照(N_0P_0)。结果表明:2013年胡麻的农田耗水量随着施肥量的增加而增加,2014年随着施肥水平增加至N2P1时,耗水量达到高峰,较N_2P_2处理显著增加10.23%;与N0P0处理相比,各施肥处理100—200cm土层的耗水量明显增加13.03~19.36mm。在胡麻现蕾至盛花期,2013年各施肥处理在此阶段的耗水量随着施肥量的增加而增加,而2014年以N_2P_1处理的阶段耗水量最大,较N_0P_0,N_2P_2处理分别显著增加19.25%和17.87%,说明氮磷配施有利于促进胡麻根系对土壤水分的吸收,尤其是深层贮水的利用,以满足胡麻生育后期的水分需求。两个生长季,胡麻的籽粒产量均表现为N_2P_1N_2P_2N_1P_2N_1P_1N_0P_0,且N_2P_1的籽粒产量显著高于N_0P_0处理44.27%~56.55%。胡麻的水分利用效率与籽粒产量的变化趋势基本一致,各施肥处理中以N_2P_1处理的最大,N_2P_2的次之,分别比N_0P_0处理显著增加30.23%~38.54%,20.50%~36.81%。可见,在本试验区同等肥力土壤条件下,氮磷施用量分别为150kg/hm~2,75kg/hm~2的高氮低磷配施(N_2P_1)是旱地胡麻高产节肥的最佳施肥处理。     

灌溉量和施氮量对油用亚麻茎秆抗倒性能及产量的影响

为明确灌水和施氮对油用亚麻(Linum usitatissimum L.)抗倒伏能力和产量的影响,以‘陇亚杂1号’为材料,于2012—2013年以灌溉量为主处理(W1:2 700 m3·hm-2;W2:3 300 m3·hm-2),施氮量为副处理[纯氮量分别为N0:0 kg·hm-2(CK);N1:37.5 kg·hm-2(低氮);N2:112.5 kg·hm-2(中氮);N3:225 kg·hm-2(高氮)],研究灌溉量和施氮量对与油用亚麻抗倒性能相关的形态学特性、茎秆强度、抗倒伏指数及茎秆化学组分含量、产量构成因子及产量的影响。结果表明,随灌溉量的增加,茎秆强度和抗倒伏指数下降,株高增加,重心上移,茎粗、茎壁厚度降低,地上部干重增加,根干重减少,根冠比下降,同时茎秆中纤维素、木质素、可溶性糖和淀粉的含量下降;随施氮量的增加,茎秆强度和抗倒伏指数先升高后降低,株高和重心高度增加,茎粗、茎壁厚度、根干重和根冠比先增后减,地上部干重增加,茎秆中各化学组分含量及产量也先增加后降低。进一步分析发现抗倒伏指数与茎秆强度、茎粗、茎壁厚度、根干重、根冠比、纤维素含量、木质素含量、可溶性糖含量及淀粉含量均呈正相关关系,与株高、重心高度、地上部干重呈负相关关系。低灌水处理(W1)的茎秆强度、抗倒伏指数和产量分别比高灌水处理(W2)高30.55%、41.06%和0.53%,过多灌水不利于油用亚麻茎秆抗倒伏性能和产量的提高;中氮处理(N2)的茎秆强度分别比不施氮(CK)和高氮(N3)处理高36.8%和3.95%,产量分别高15.9%和0.8%,可见油用亚麻的栽培中施氮量不能过高或过低。因此,生产上采用适宜的灌溉量和施氮量是防止油用亚麻倒伏、获得高产、提高生产效益的重要措施。在本试验区,同等肥力土壤条件下,以灌溉量2 700 m3·hm-2和纯施氮量112.5 kg·hm-2为宜。     

基于APSIM的旱地小麦籽粒蛋白质含量模型精度检验及应用

:籽粒蛋白质积累过程的准确模拟对黄土丘陵区旱地小麦优质生产的有效调控有重要意义。利用甘肃省定西市安定区凤翔镇安家沟村2016—2017年大田试验数据及定西市安定区1971—2017年气象资料,建立基于APSIM(agricultural production systems simulator)的旱地小麦籽粒蛋白质含量模型,采用相关性分析方法检验,并定量分析了耕作方式(传统耕作、传统耕作+秸秆覆盖、免耕及免耕+秸秆覆盖)和播期(正常播期、早播、晚播)对小麦籽粒蛋白质含量的影响。结果表明:3个播期处理和4种耕作方式下,产量和籽粒蛋白质含量模拟值和观测值之间的均方根误差(RMSE)分别为66.4～121.9 kg·hm-2和0.2%～1.1%;归一化均方根误差(NRMSE)分别为1.23%～9.66%和1.31%～9.94%,模型模拟精度较高。播期对旱地小麦籽粒蛋白质含量的影响显著,正常播期的蛋白质含量最高,晚播明显降低了蛋白质含量。4种耕作方式的小麦产量与籽粒蛋白质含量均呈开口向下的二次曲线关系,随着蛋白质含量的升高,产量呈先增加后减少的态势,经过秸秆覆盖的耕作方式(传统耕作+秸秆覆盖和免耕+秸秆覆盖)比不覆盖的耕作方式(传统耕作和免耕)更利于小麦籽粒蛋白质含量的提高。     

农田旧膜再利用方式对胡麻生理指标及产量的影响

为探讨全膜覆盖农田旧膜再利用的有效方式,寻求有利于胡麻高产、稳产的栽培途径,采用田间试验方法,以当年全膜覆盖作物收获后收除旧膜、翌年整地播种(无覆膜)(T6)为对照,比较了旧膜留至翌年免耕播种(T1)、在旧膜上覆土免耕播种(T2)、播种前收除旧膜并覆盖新膜免耕播种(T4)以及当年作物收获后在旧膜上覆盖玉米秸秆、翌年除去秸秆免耕播种(T3)和当年收除旧膜并整地覆盖新膜、翌年播种(T5)等5种农田旧膜再利用方式对胡麻叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)含量以及胡麻产量及其构成因子的影响。结果表明:全膜覆盖作物收获后旧膜继续留至翌年,仍具有一定的地膜覆盖所具有的提高温度、保护土壤墒情、增强土壤养分供应能力等作用,有利于胡麻叶片SOD活性、可溶性蛋白含量的增加,协调控制叶片MDA和Pro含量,提高单株朔果数和千粒重,获得较高的单位面积产量。其中:农田旧膜留至翌年免耕直播(T1)、在旧膜上覆土免耕播种(T2)和播种前收除旧膜并覆盖新膜免耕播种(T4)3种农田旧膜再利用方式分别比对照增产10.05%、17.52%和40.67%,当年在旧膜上覆盖作物秸秆、翌年除去秸秆免耕播种(T3)和当年收除旧膜并整地覆盖新膜、翌年播种(T5)2种农田旧膜再利用方式分别比对照增产29.79%和22.16%。农田旧膜覆盖至翌年清除,而后覆盖新膜免耕直播是我国地膜覆盖种植区域农田旧膜再利用的最优方式和实现胡麻高产的最佳选择。     

基于非球形颗粒模型的胡麻脱粒物振动分选仿真与试验

为提高仿真中胡麻脱粒物形状真实程度,减小仿真建模误差,该研究基于开源离散元法框架,采用超二次曲面单元法建立了胡麻脱粒物不同组分的非球形颗粒,对多级振动筛分过程进行了仿真与试验研究。研究中分析了一级筛、二级筛的筛面物料分布情况、不同物料的透筛率及含杂率,并开展了试验验证。仿真结果表明：超二次曲面法建立的非球形颗粒能很好地模拟真实物料的物理特性;一级筛中籽粒、短茎秆透筛率分别为99.08%、66.49%,蒴果可被分选;二级筛中籽粒、短茎秆透筛率分别为96.38%、4.79%,短茎秆可被分选。被分选的物料在激振作用下可在对应的筛面发生利于筛分的迁移。不同物料的含杂率统计结果分别为籽粒4.87%,短茎秆21.95%,蒴果3.38%。验证试验结果表明,胡麻脱粒物不同组分的透筛率、含杂率仿真与试验值的相对偏差均小于10%。研究结果证明超二次曲面法建立的非球形颗粒模型适用于振动分选作业。     

不同发育期干旱对玉米籽粒形成与产量的影响模拟

利用作物生长模型模拟苗期和拔节期发生不同时长干旱（用连续无雨日数表示）时玉米的生长过程,分析单一发育期干旱和两个发育期同时发生干旱对玉米籽粒形成和产量的影响。结果表明：（1）苗期或拔节期分别发生10～40d的持续干旱,均会对玉米籽粒灌浆产生负面影响,并最终导致产量下降,且干旱持续时间越长对灌浆的影响越早,减产越严重。当玉米苗期和拔节期分别发生持续10d干旱时减产率分别为3.24%和3.5%,持续20d干旱时分别减产7.89%和8.31%,持续干旱30d时分别减产12.33%和13.71%,持续干旱40d时分别减产达21.6%和23.94%。（2）当玉米苗期和拔节期均发生持续时间为5、10、15、20d干旱时,分别减产1.77%、9.02%、18.93%和31.28%。可见,拔节期同等程度干旱造成的玉米减产幅度均大于苗期干旱,两个发育期同时发生干旱导致的减产率远大于单一发育期干旱相叠加产生的效应。     

基于APSIM模型的灌溉降低冬小麦产量风险研究

华北平原是我国冬小麦主产区,干旱是影响该地区冬小麦产量稳定的最主要的灾害之一。进行产量风险评估以及如何通过灌溉降低干旱产量风险对于该地区冬小麦稳产高产具有重要的现实意义。该文利用澳大利亚的APSIM农业生产系统模拟模型,以华北平原北京和山东禹城为例,分析了不同降水年型条件下冬小麦的产量风险;通过不同灌溉方案的设计和模拟,分析了不同的灌溉方案在各种年型条件下对降低冬小麦产量风险的作用。结果表明：北京和禹城地区冬小麦生育期内绝大部分年份降水不能满足作物的需水,严重缺水年型出现的频率均在30%左右,两地该年型的平均产量仅为2 445和2 466 kg/hm2,产量风险较高。灌溉对于降低产量风险具有明显的作用,但需根据不同的缺水年型选择适宜的灌溉方案。在兼顾冬小麦稳产高产和提高水分利用效率的前提下,严重和中度缺水年型进行3次补充灌溉,分别为底墒水、拔节水和开花水,而在轻度缺水年型条件下,底墒水和拔节水两次灌溉即可大大降低干旱带来的产量风险,灌水定额为50～70 mm,且随缺水程度的降低和灌溉次数的增加,可以适当减小灌水定额。     

基于APSIM模型的低纬高原蔗区甘蔗生产潜力

针对中国（云南）低纬高原蔗区甘蔗产业高质量发展受限于不同生态条件下的甘蔗生产潜力缺乏系统评估的问题,该研究基于低纬高原不同生态蔗区17个代表站点1981-2010年的气象资料,采用大田试验数据统计结合APSIM作物模型模拟的方法,分析了典型播期充分灌溉和雨养条件下甘蔗主栽品种的蔗茎产量和糖分差异,并对不同水平的甘蔗生产潜力进行了系统评估。结果表明,无论在灌溉模式还是雨养模式下,不同生态蔗区的甘蔗生产潜力和产量差均存在差异,特别是半湿润蔗区的灌溉模式与雨养模式之间产量差异显著（P<0.05）,增产潜力大;典型春播种植模式下,湿润区的潜在产量为123.1～134.6 t/hm2,半湿润区的潜在产量为99.3～132.7 t/hm2,当前农户平均单产已达72 t/hm2,仍有25.2%～45.4%的蔗茎增产潜力,7.4%～11.1%的糖分增产潜力,以及25.5%～49.7%的蔗糖增产潜力。蔗区生态气候、播期水氮管理优化和良种推广是影响和提升甘蔗生产潜力的重要因素。在生态气候上,湿润蔗区降雨充足,灌溉模式与雨养模式之间的潜在产量差小,进行补充灌溉对蔗茎产量的增产效果不明显,还会降低蔗茎糖分,适合采用雨养模式为主,注重高产稳产的种植策略;半湿润蔗区降雨不足,灌溉模式与雨养模式之间的潜在产量差大,灌溉模式较雨养模式增产增糖效果明显,适合采用节水灌溉为主,注重高糖高效的种植策略。在播期和水氮优化上,春植蔗生育期长度适中（360 d）,水氮需求适中（施氮120 kg/hm2,湿润区灌水656 mm,半湿润区灌水970 mm）,远低于秋植蔗的生育期时间（480 d）和水氮需求（施氮240 kg/hm2,湿润区灌水964 mm,半湿润区灌水1 342 mm）,但仍可获得较高的产量（120～133 t/hm2）,因此,以春植蔗为主的播期和水氮优化种植模式在低纬高原蔗区被广泛接受,是促进甘蔗产业提质增效的有效措施。在良种推广上,云蔗05-51产量表现突出,在湿润蔗区和半湿润蔗区均可作为主推品种;桂柳05-136糖分表现突出,可作为湿润蔗区的主推品种。研究结果为低纬高原蔗区甘蔗产业可持续发展特别是节水抗旱栽培提供依据。     

基于APSIM模型旱地春小麦产量对温度和CO2浓度升高的响应

为了探索气候变化对旱地春小麦生长的影响机理,在田间试验的基础上通过调试APSIM模型参数,并对模型进行检验,用APSIM模型模拟7个温度水平和7个CO2浓度水平组合设计下的春小麦产量,并采用二次多项回归和通径分析研究春小麦产量对温度和CO2浓度升高的响应。结果表明:当温度不变,CO2浓度每升高100 mol·mol-1,春小麦平均增产4.9%,最大增产可达到14.6%;春小麦产量随CO2浓度升高呈递增型二次抛物线变化,但春小麦产量会出现报酬递减。当CO2浓度不变时,温度每升高1℃,春小麦平均减产6.1%,最大减产幅度高达14.2%;春小麦产量随温度升高呈递减型二次抛物线变化。温度和CO2浓度同时升高对春小麦产量存在正的协同作用,但温度对春小麦产量负效应大于CO2浓度对春小麦产量的正效应。温度和CO2浓度同时升高会对旱地春小麦产量形成不利。     

基于短历时Philip入渗公式的产流模型

在分析积水入渗条件下短历时Philip入渗公式特点基础上,建立了基于短历时Philip积水入渗公式的降雨产流模型。模型显示地表积水时刻与雨强平方成反比。利用降雨强度为0.082 cm/min、坡度为15°情况下实测累计降雨产流量推求了模型参数吸渗率,并利用获得的S分别计算了雨强为0.214 cm/min、坡度为5°,雨强为0.133 cm/min、坡度为5°和雨强为0.133 cm/min、坡度为15°情况下累积径流量,相对于实测累积径流过程,计算相对误差都在10%内,可以满足精度要求,说明基于短历时Philip入渗公式建立的降雨产流模型可以用于描述坡面降雨产流过程。