作物产量研究三理论及其应用与发展(综述)

阐述了在作物产量研究方面的三个重要理论,即产量构成、光合性能和源库理论的产生、发展与应用。在分析了每个理论的特点后指出三者的结合将是作物产量研究理论发展的趋势。     

“一穴双株”栽培方式下种植密度对玉米生物性状及产量的影响

本试验研究玉米"一穴双株"栽培模式在不同种植密度下对玉米生物性状和产量的影响,探讨种植方式和群体密度对玉米群体生物性状、果穗性状以及产量形成的影响,结果表明在"一穴双株"种植模式下,密度为7000株/亩的处理可少量增加玉米生育时期各项指标,但改变密度无法改变生育时期节点与生育时长等与品种相关的因素;可以在增加种植密度的前提下,避免因增加密度而发生病虫害并造成作物减产的隐患;在大多数果穗性状上具备增产优势;具备相当的增产效果,较产量最少的处理增加了29.04%。故在"一穴双株"种植模式下,合理密植确实能起到优化生育时期性状和增加作物产量的作用,但是若密度过小或过大则会导致产量下降,通过研究探索实现玉米高产的新途径,为玉米高产优质栽培技术模式的制定提供理论依据。     

我国初步建立作物超高产性能量化模型及数字化监测技术体系

科技部“粮食丰产科技工程”在前期研究的基础上，分别对三大平原三大作物超高产田的光、热、水、气等生态气象因子，叶面积指数、光合效率、干物质积累动态等作物群体生态因子以及作物产量和产量构成因素进行跟踪调查分析：对作物超高产理论模式的内在参数进行了科学的估计．明确了三大作物高产的产量性能变化特点，确定了作物超高产的不同挖潜途径，在三大平原初步建立了作物超高产产量性能数字化监测技术体系。     

作物光合特性在杂种优势评价中的应用研究进展

综述了光合性状指标和叶绿素荧光指标在衡量作物杂种优势方面的研究进展,分析了光合性状优势与作物产量的关系,并就当前作物光合作用杂种优势研究中存在的问题进行了探讨,同时展望了该领域的研究前景。     

小麦、水稻秸秆还田技术应用效果分析

通过对小麦、水稻秸秆不同粉碎方式、不同还田量的比较试验,研究秸秆还田对麦-稻两熟制种植模式的作物产量、经济性状的影响。结果表明,不同还田处理对作物氮磷钾的积累影响不同,还田处理后的水稻、小麦的部分经济性状和产量与不还田处理相比有明显提高。其中,秸秆全量粉碎还田方式对作物产量的提高效果最佳。     

作物营养遗传育种理论提出的背景思路及价值意义

科学施肥是作物品种产量潜力发挥的重要农艺技术,但目前在世界范围内出现了增施化肥却不能再增加作物产量的严重问题,作物营养遗传育种理论的提出则破解了这一难题。为了使广大土壤施肥和作物育种工作者更好地理解土壤施肥和育种的关系以及理论的重要价值意义,从理论提出的背景思路及其概念、原理进行了诠释。作物营养遗传育种理论首先提出了养分利用效率和耐肥性是作物品种高产性状的概念,并用试验证明土壤施肥、作物营养遗传特性、作物品种产量潜力三者存在逻辑关系,氮磷单施、配施与最大施肥量性状基因是决定作物品种产量潜力水平的遗传因子。作物品种产量潜力水平的形成期在杂交制种期,父母本只有含有相同的氮磷单施或配施基因且一方具有较强的耐肥性,才能实现杂交重组形成高产品种,杂交时相应施肥环境是自交系基因激活表达的必要条件。理论的提出可实现通过诊断营养遗传特性选择父母本直接杂交培育适应高、中、低肥力与土壤最大施肥量相匹配种植的高产优质品种,从而有效解决目前作物品种产量潜力很高,但大面积应用单产水平较低以及没有有效方法大幅度提高中低产田产量的问题。     

不同前作对胡麻经济性状及产量影响

为了创新胡麻耕作制度和栽培模式,进一步研究胡麻与不同作物轮作方式。对不同胡麻品种不同前作进行研究分析。结果表明,和莜麦前作相比,荞麦前作对胡麻生育性状、经济性状和产量水平有较大影响,种植胡麻应尽量避免选择荞麦前作。     

高寒地区不同轮作模式对玉米主要农艺性状和产量的影响

为了进一步完善玉米轮作体系,在黑龙江省克山县开展定点试验,对比分析不同轮作模式对玉米主要农艺性状和产量的影响.结果表明,玉米连作及玉米与大豆、小麦、马铃薯等作物轮作后,各处理间除植株叶面积系数外,其他项目如玉米株高、茎粗、穗粒数、百粒重等均没有明显差异.从产量结果看,玉米与其他作物轮作均在一定程度上提高了籽粒产量和生物...     

夏玉米免耕秸秆覆盖机械化栽培技术的研究

探讨了免耕秸秆覆盖机械化栽培对夏玉米外部性状、环境状况和产量性状的影响，并与6种栽培模式进行了田间对比试验。结果表明，免耕秸秆覆盖机械化种植模式有助于作物生长，土壤蓄水保墒，提高水分利用率，改善作物生长环境条件，提高玉米产量。     

芸薹属作物开花相关性状的遗传和分子标记研究进展

芸薹属作物的抽薹时间和开花时间是两个与商品性关系重要的数量性状。从模式植物拟南芥春化的分子机理、芸薹属作物抽薹开花期性状的遗传学研究与分子标记研究以及芸薹属作物抽薹开花期QTLs的研究等几个方面,综述芸薹属作物抽薹、开花期等数量性状的研究进展,为今后从事相关研究奠定理论基础。     

作物单产预测方法研究进展

产量预测一直是各国普遍关心的课题，经过多年研究，现在已经形成农学预测方法、统计预测方法、经济学预测方法、气象预测方法、遥感预测方法等多种预测方法。本文综合分析了各种方法的出发点及原理，讨论了各种方法的优势和局限性，结合各方法的特点，认为在探索作物产量形成机制的基础上，以遥感作为主要信息获取手段，辅以气象信息和农学信息等其他参量，建立准确反映产量形成规律的综合估产模型，进行产量预测已成为大面积估产的发展方向。     

一种基于趋势单产和遥感修正模型的混合估产模型

【目的】在分析国内外农作物估产方法的相关研究进展基础上,将传统统计估产方法和遥感估产方法相结合,提出一种新的混合估产模型。【方法】该模型由趋势单产、遥感修正单产和随机误差项三部分组成,其中趋势单产利用历史长时间序列的单产统计数据,通过多项式回归的方法结合ARIMA模型修正得到,遥感修正单产利用3个作物关键生育期NDVI和实测单产多元回归得到。为验证所提出估产方法的可行性和精度,利用2015年冬小麦关键生育期的三景环境卫星遥感影像和冬小麦实测地块单产数据以及近30年(1985—2014年)北京市各区县的冬小麦单产数据,对2015年的北京市的冬小麦单产进行估算,与真实值(2015年单产统计数据)对比。【结果】混合估产模型对北京市的冬小麦单产预测精度达到98.7%,各区县估产精度均超过90%,除房山(90.3%)外,各县单产预测相对精度均超过95%;传统趋势单产模型对北京市的冬小麦单产预测精度达到94.75%,但在区县尺度上,传统估产模型预测精度较低,对房山区的估产精度不足80%;引入ARIMA模型可以提高传统趋势单产模型的精度。修正后的趋势单产模型冬小麦单产预测精度平均提高了1.59%。本文建立的遥感修正模型,利用三景遥感影像修正结果最优,此方法使冬小麦估产精度整体提升3.55%,尤其是房山、平谷等区县,精度明显提升。【结论】该模型在市级尺度和县级尺度上预测冬小麦单产均取得较高精度,充分考虑冬小麦时间尺度和空间尺度上的变化,对农作物估产有一定的指导意义。     

论作物生产系统产量分析的理论模式及其发展

作物产量分析对于指导作物育种和栽培实践具有重要意义.对现行作物产量分析方法(产量构成因素分析、生长与物质生产分析、源库分析)进行了评述,结合当今作物生产发展形势指出了这些方法在应用中存在的问题.同时,从资源限制下高产高效的要求出发,提出了基于资源利用效率的作物产量分析模式,并对其应用进行了探讨.     

Image Processing Performance Assessment Using Crop Weed Competition Models

Precision treatment of both crops and weeds requires the accurate identification of both types of plant. However both identification and treatment methods are subject to error and it is important to understand how misclassification errors affect crop yield. This paper describes the use of a conductance growth model to quantify the effect of misclassification errors caused by an image analysis system.Colour, morphology and knowledge about planting patterns have been combined, in an image analysis algorithm, to distinguish crop plants from weeds. As the crop growth stage advances, the algorithm is forced to trade improved crop recognition for reduced weed classification. Depending on the chosen method of weed removal, misclassification may result in inadvertent damage to the crop or even complete removal of crop plants and subsequent loss of yield. However incomplete removal of weeds might result in competition and subsequent yield reduction. The plant competition model allows prediction of final crop yield after weed or crop removal. The competition model also allows the investigation of the impact on yield of misclassification in the presence of both aggressive and benign weed types. The competition model and the image analysis algorithm have been linked successfully to investigate a range of misclassification scenarios in scenes containing cabbage plants.     

基于年景变化的施肥决策

借用作物产量预报的研究方法,以现代数理统计方法为手段,以北京地区30余年小麦产量、气象数据时间序列为材料,通过定性划分作物产量年型,给出了基于年景变化施肥决策的一般方案。这对传统的肥料一作物产量施肥模型来说,是一种研究领域上的拓宽。     

基于产量统计模型的农作物保险定价研究进展

近年来中国农业保险得到了快速发展,农作物保险费率定价问题受到高度重视。产量统计模型是农作物保险精算中较为成熟、应用广泛的一种模型,适用于中国开展的农作物保险实践。论文在广泛综述国内外研究进展的基础上,探讨了产量统计模型中存在的主要问题,并就该模型未来发展的趋势进行了讨论。研究表明：（1）产量统计模型中的趋势处理和分布拟合环节是模型不确定性的两个主要来源。针对农作物单产趋势的研究,应该进一步开发可灵活表达趋势变化规律的模型,并注重趋势检测结果的验证。对于概率密度分布模型的选择必须遵循作物和风险的区域特征。（2）产量统计模型尚不能有效解决空间相关风险累加的问题。引入空间要素,形成产量的综合时空统计模型是经典产量统计模型的重要发展方向,可有效解决农作物保险精算中的相关空间问题。在上述问题中对传统产量统计模型进行改进,从而形成可计算、高精度和更稳健的产量统计模型,并在农作物保险定价中开展实践,将有助于中国农业保险向着科学化、专业化和精细化的方向发展。     

作物品种稳定性分析方法的研究进展

对作物品种稳定性、适应性和基因型与环境交互作用(简称G× E,下同)方面的内容进行了简要的介绍,重点对品种产量稳定性的主要分析方法给予了综述,在充分比较了几类方法优缺点的同时,特别推荐了非线性方法中的主效可加互作可乘模型法、模式分析法以及GGE叠图法,这三种方法是目前国际上较为流行的分析作物品种区试产量数据的方法.     

豫西地区不同类型农田化肥增产效益及增产潜力研究

 【目的】探讨化肥在豫西地区不同地形农田的增产效益与增产潜力，为引导和实现化肥的优化配置和合理施用、提高豫西地区粮食产量提供参考依据。【方法】采用田间试验，研究了豫西地区平川地、坡平地、坡地等3种典型地形农田化肥施用量对作物产量的影响；并对3种典型农田化肥消费量与粮食产量的多年统计资料进行了分析，提出了二者之间的关系，并由此对豫西地区粮食增产潜力进行了预测。【结果】作物单产以平川地最高，坡平地次之，坡地最低。尽管在3种类型农田上使用化肥均可大幅度增加作物产量，但化肥增产效益以坡地最高，坡平地次之，平川地最低；对3种典型地形农田化肥消费量与粮食产量多年统计资料的分析也获得相同结论。根据田间试验结果对未来豫西地区粮食产量及增产潜力进行的预测表明，当采用本研究中最大施肥量时，豫西地区粮食总产量可达到4.24×109 kg，是2003年该地区粮食产量的2.1倍；并预测在增加粮食产量中，坡地贡献率占50.1%、坡平地占33.7%、平川地占16.2%，坡地和坡平地粮食生产对该地区粮食总产量具有决定作用。【结论】豫西地区3种典型地形农田中化肥增产效益存在差异，以坡地化肥增产效益最大。因此，加强坡地化肥投入，可有效地提高本区粮食总产量，对今后本区粮食的增产具有重要意义。     

作物灰色育种学的理论技术体系及其应用

论述了作物灰色育种学的学科构成和特点,概括了作物灰色育种学的理论技术体系,指出该理论技术体系由五大体系、八大理论、9个原理、一条技术路线和一个计算机决策系统组成。介绍了作物灰色育种学理论技术体系在作物育种中的应用。在此基础上,对作物灰色育种学的发展前景进行了展望,指出了其进一步研究的发展方向。