温度与水分状况对作物叶片延伸生长的影响

在实验室条件下通过对春小麦和夏玉米生长中叶片延伸速率（LER）、渗透势（Ψs)、叶水势（ΨL）的测定，研究温度与水分胁迫对春小麦和夏玉米叶片延伸生长的影响结果表明，随温度升高，作物叶片延伸速率先上升，在27℃左右达最大值而后迅速下降；且在不同土壤水势条件下叶片延伸速率随温度变化的幅度不同，随土壤水势的降低其叶片延伸速率也降低，且叶片延伸速率与土壤水势的变化呈线性关系。土壤水势、温度的变化引起膨压（ΨP)的变化，而膨压的变化又引起叶片延伸速率的变化。总趋势是随膨压的增加其叶片延伸速率也增大，且温度与土壤水势共同胁迫对玉米叶片延伸速率影响最大。     

作物生长与温度的关系及其动态变化

在总结前人研究成果的基础上,作者提出了求解作物生长适宜温度范围和生长受害高低温指标的数学分析方法。对所引用资料分析表明,杂交水稻籼优六号在其一生中最近生长温度有低一高一低的变化趋势,生长受害的高低温指标也有类似的变化规律。适宜温度范围具有宽一窄一宽的变化过程,在11叶～孕穗期间存在一个明显的温度反应敏感期。进一步分析说明,这些变化规律与作物干物质积累速度和群体叶面积系数的时间变化趋势大致相当,是以作物体内生化过程和群体结构变化为基础。     

果园土壤铜污染状况及其对作物生长的影响

调查了由于长期使用铜制剂农药波尔多液，铜在果园土壤中的残留积累状况；并用采自果园的铜污染土壤进行盆栽试验，研究了铜对作物的危害影响。结果表明，一些果园地区由于长期使用波尔多液，土壤铜含量严重超标。果园土壤一旦遭受铜污染，将造成持久性影响，因此建议要逐步限制或禁止使用波尔多液，用新型农药代替波尔多液。     

作物生长模型的应用研究进展

作物生长模型不仅能够进行单点尺度上作物生长发育的动态模拟,而且能够从系统角度评价作物生长状态与环境要素的关系。本文通过梳理当前作物生长模型应用的诸多研究成果,剖析模型在气候变化对农业生产影响研究、作物生长模型区域应用中的关键问题,总结了当前以作物生长模型为核心的农业决策支持系统开发的研究情况,意在促进作物生长模型在生态、农业、区域气候资源和气候变化等研究中更广泛地应用。结果表明,作物生长模型在国内外的研究与应用广泛而深入,在气候变化背景下,应用作物生长模型进行历史时期气候条件和农业气象灾害对作物生产状况和产量的影响研究已相当广泛且相对成熟。利用全球气候模式（GCM）或区域气候模式（RCM）构建未来气候变化情景,再与作物生长模型耦合已发展成为评估未来气候变化对农业生产影响的重要手段。通过集成与整合多作物生长模型、多气候模式集合模拟、优化气候模拟数据订正方法可有效降低气候变化对农业生产影响评估的不确定性。遥感数据同化技术能够将站点模型运用到区域尺度上评价不同环境因子对农业生产的影响,拓宽了作物生长模型的应用尺度范围并有效提高作物产量估算的精度。以作物生长模型为核心的农业决策支持系统的研究与应用越来越多元化,是辅助农业生产管理和决策的重要工具。然而,由于作物生态系统的复杂性,作物生长模型模拟结果仍存在很大的不确定性,今后对作物生长机理及过程间耦合机制的探索还需加强,以便进一步完善和改进模型,促进作物生长模型更广泛地应用。     

稀土元素对作物生长及作物品质影响的研究进展

稀土作为一类有益元素在农业领域广泛应用,近年来在粮食、蔬菜、水果等作物增产增质应用方面取得了丰硕成果。本文分别从稀土元素在作物不同器官的积累、作物体与土壤稀土含量的相关性、作物对稀土元素的选择吸收等方面综述了稀土元素在作物体内转运;概述了国内外稀土元素对作物保护酶活性、营养元素吸收与光合作用效率等影响的生理效应,以及稀土元素对作物生长发育影响和稀土元素对提高作物产量,改善品质,增长经济效益影响的研究进展,提出加强开展稀土对复合重金属和作物品质影响的分子机制,旨在为探索稀土纳米微粒的开发利用提供理论依据。     

霜冻时冰晶在作物体内生长的试验研究

本文通过大量的试验,查明了黄瓜、番茄、菜豆等作物发生霜冻时,一旦植株上某部位首先发生结冰后,其冰晶会在体内向处于过冷却状态下的各个方向生长,冰晶生长速率随温度降低而迅速增大,二者呈指数关系。冰晶在体内生长过程中,如遇到温度高于冰点的部位,则生长就此停止,而使该部位下方的植株部分仍保持过冷却状态,从而免受霜冻危害。这些结果在指导防霜方法中有一定参考价值。     

基于遥感和作物生长模型的作物产量差估测

传统的作物生长模型很难模拟大田的实际产量,因为大量的数据、复杂的数学运算以及误差传递限制了作物生长模拟模型的运用。目前为止实际产量仅能通过观测和实地调查获得。该文将NOAA-14 AVHRR遥感获取的冠层温度信息引入作物生长模型,利用冠气温差计算作物水分胁迫系数,可以近似地估计区域作物实际生长速率和产量,进而建立了遥感-作物模拟复合模型PS-X,提出了估算区域作物实际产量的方法。PS-X模型可在不同层次模拟作物的生长和产量,在PS-1、PS-2、PS-X水平计算的分别是作物的光温生产潜力、水分限制下的生产力和实际产量。利用该模型,论文分别模拟了邯郸地区1998年夏玉米的光温生产潜力、水分限制下的生产力和实际产量,并通过比较不同模拟水平下产量和农户调查产量进行区域产量差分析。结果表明：PS-1和PS-2水平之间的产量差主要由水分和土壤质地差异造成;PS-2与PS-X水平间的平均产量差异较大,占总产量差（PS-1与PS-X水平之差）的81.4%,主要由田间管理差异造成;对于平原地区,夏玉米产量估测精度可达90%以上;砂质土壤区估算冠层温度和水分胁迫系数比壤质、粘质土壤区要高,因此砂质土壤区模拟作物产量较低,这与PS-2计算结果、农户调查数据一致。研究证实,区域上应用遥感瞬时温度信息建立遥感-作物模拟复合模型进行估产是可行的。     

菌泥对作物生长影响的研究

农田作物施入菌泥试验结果表明，在风沙土和草甸土施用菌泥玉米可增产25.0%-26.3%，大豆增产8.93%-10.0%，可改良土壤结构、增加有机质含量和微生物量，菌泥可作为1种生物活性有机肥应用于农业。     

植物生长延缓剂提高作物抗逆性研究进展

逆境胁迫严重制约着作物的生长,植物生长延缓剂可以缓解逆境对作物生长造成的不良影响.分析了植物生长延缓剂对提高作物抗倒伏及作物在水分、温度、盐碱胁迫下抗逆性的作用,并指出对于不同的作物应当通过试验选择适宜的植物生长延缓剂种类和浓度.     

基于茎直径变化的作物水分状况监测研究进展

对“利用茎直径变化监测作物水分”的研究进行了综述。自20世纪60年代开始,基于茎直径变化的作物水分状况监测指标体系研究经历了两个阶段,即茎直径变化与作物水势关系的定性研究阶段;考虑环境变化和植株正常生长的茎直径变化—作物水势之间动态量化阶段。此方法通过对作物体内水分的动态监测,并与计算机应用相配合,可以用于温室和大田条件下指导适时灌溉。     

作物生长对土壤N_2O排放影响的研究进展

N2O是一种重要的温室效应气体,不仅具有很强的温室效应,而且参与大气对流层和平流层的许多光化学反应,因而在全球变化的研究中受到广泛关注。综述了作物生长对土壤N2O排放影响的研究状况,为认识植物生长与土壤N2O排放的关系,调控和减缓土壤N2O排放提供依据。作物生长下的土壤N2O排放受植物类型、生长阶段、生长状况和人为管理等方面影响,植物通过引入光合产物到土壤,吸收利用土壤养分和水分改变土壤环境而影响土壤N2O排放,适当的人为管理措施可以调控和减轻土壤N2O排放。     

生物有机肥对作物生长、土壤肥力及产量的效应研究

通过7年的生物有机肥试验表明：施用生物有机肥可以使作物保持良好的生长发展态势，促进干物质的积累；长期施用生物有机肥可以显著提高土壤有机质含量与土壤全氮、碱解氮的含量，提高土壤肥力，其中施用生物有机肥15000kg／hm^2的处理有机质含量上升的最快，从1996年的1．26％升高到2001年的1．96％。施用生物有机肥可以持续稳定的提高作物产量。施用生物有机肥15000kg／hm^2的处理冬小麦年平均产量比常规施肥和对照分别增产1808．14kg／hm^2和3652．39kg／hm^2；夏玉米产量分别增产2668kg／hm^2和5062kg／hm^2。     

解磷菌剂对作物生长和土壤磷素的影响

利用课题组自行分离筛选的B2和B67解磷菌株研制的菌剂，在盆栽和大田试验过程中，菌剂在增加作物产量的同时，有提高土壤速效磷含量、培肥土壤的作用，而且是菌剂和化肥配合施用效果显著。施用了解磷菌剂或菌剂和化肥配合施用后，盆栽玉米的株高、鲜重和干重，较CK增加15．2％～89．2％，玉米单株吸养量较CK增加20％～146％；青菜的鲜重、干重和生物量较CK增加15．8％～41．6％，和CK比较差异显著；小麦的株高、有效小穗数、穗粒数、粒重以及生物量也较CK差异显著，大田试验的几种作物也有不同程度的增产。另外B2和B67接种到山西省典型土壤中，土壤速效磷含量较CK增加1．35～3．04倍，且发现其溶磷效果和土壤磷酸酶活性与有效活菌数相关，解磷菌剂在提高土壤速效磷含量的同时，也有提高土壤速效钾含量的作用。     

基于Web服务和GIS的作物生长模拟系统及应用

鉴于Web服务技术的优越性以及当前作物模拟模型共享存在的困难,该文提出了基于Web服务和GIS的作物生长模拟系统架构;实现了作物模拟生长Web服务,开发了"YIELD作物产量模拟系统",并进行了实际应用.实践表明:将Web服务应用于作物生长模拟切实可行,有利于系统集成和作物模拟模型的全社会范围内的共享.同时,也为其它农业信息系统的集成提供了参考.     

土壤水氮迁移转化与作物生长耦合模拟

定量描述农田土壤-作物系统中水氮迁移转化规律,对水氮资源高效利用和水土环境保护具有重要的意义。以土壤水、热和溶质迁移转化动力过程为基础,综合考虑气象因素变化和土壤水氮动态变化及其对作物生长的影响,构建了土壤水、热、氮迁移转化与作物生长耦合模拟模型。并应用该模型对2007－2008年冬小麦生育期内的土壤水分、氮素转化运移以及冬小麦产量、生物量、腾发量（ET）进行模拟,模拟结果与实测数据均吻合良好。可应用该模型模拟不同作物种类、不同灌水施肥条件下土壤水分与氮素动态变化过程和作物生长状况,进而获得农田水肥优化管理模式。     

遥感与作物生长模型数据同化应用综述

遥感是获取大面积地表信息最有效的手段,在农业资源监测、作物产量预测中发挥着不可替代的重要作用;作物生长模型能够实现单点尺度上作物生长发育的动态模拟,可对作物长势以及产量变化提供内在机理解释。遥感信息和作物生长模型的数据同化有效结合二者优势,在大尺度农业监测与预报上具有巨大的应用潜力。该文系统综述了遥感与作物生长模型的同化研究,概述了遥感与作物生长模型数据同化系统的构建,在归纳国内外研究进展的基础上,总结了当前主流同化方法的特点以及在不同条件下的同化效果。进而具体分析影响同化精度的关键环节,明确了相关科学概念,并相应指出改善精度的策略或者方向。最后从多参数协同、多数据融合、动态预测、多模型耦合以及并行计算环境5个方面展望了遥感与作物生长模型数据同化的未来研究重点和发展趋势,同时结合农业应用现实需求,介绍一种数据同化与集合数值预报结合的应用框架,为大区域、高精度同化研究提供新的思路与借鉴。