盐胁迫下番茄苗期生理特性研究

采用模拟土壤盐渍化的方式,研究不同浓度NaCl盐处理对番茄生长发育的影响。结果表明:在番茄幼苗期,低盐胁迫促进番茄幼苗生长,增加地上部、地下部干鲜重和株高;高盐胁迫抑制幼苗生长,明显降低幼苗地上部和地下部干鲜重、株高和茎粗。     

磷溶液灌溉对芦苇生长的影响

采用盆栽试验模拟人工湿地净化污水,研究分析了在4个不同浓度5、10、15、20 mg/L磷溶液灌溉下,芦苇的株高、茎粗、叶面积以及地上生物量的变化,试验同时设计对照组用清水灌溉芦苇进行比较.结果表明:不同浓度的磷溶液灌溉后对芦苇的株高、茎粗、叶面积的影响不同,在污水灌溉条件下芦苇的株高、茎粗及叶面积均优于对照组,说明含磷污水灌溉有利于芦苇的生长.浓度为10 mg/L的磷溶液灌溉后芦苇的地上生物量最大,植株最高;浓度为15 mg/L的磷溶液灌溉后芦苇的茎粗最大.在固定浓度磷溶液灌溉下,7-9月灌溉对芦苇的生长影响最大.芦苇地上生物量季节动态曲线呈典型的单峰式,前期的生物量积累迅速,随着时间的推移,生物量累积速率逐渐减少,9月以后开始下降.     

地下水埋深对夏玉米根冠生长和耗水量的影响

利用排水式蒸渗仪,借助自制的Mariotte瓶装置,通过设置6种地下水埋深控制处理(地下水位埋深分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1.01、.2m),探讨了不同地下水埋深对夏玉米的地上部分、根系生物量及耗水量的影响。结果表明,夏玉米株高和冠层叶面积随地下水埋深减小有增加的趋势,但是当地下水埋深减小到一定程度时就会抑制株高、叶面积,地下水埋深0.6m处理株高和叶面积系数(LAI)最大。各土层根系及其总生物量随地下水埋深增大而增大;地上部总生物量与地下部根生物量的比值随地下水埋深的增大呈明显减少的趋势。夏玉米全生育期和各阶段耗水量分别与地下水埋深呈较好的负相关关系,达到极显著水平(P<0.01);地下水补给量占耗水量的比例随地下水埋深的增大而逐步降低。研究结果可为江淮丘陵区夏玉米灌溉制度的制定及农田排水工程的设计提供参考依据。     

温室番茄生态指标对隔沟灌溉水氮耦合的响应

为了探索温室番茄在隔沟灌溉方式下优化水氮耦合模式的理论依据,试验于2011年设置固定隔沟灌溉和交替隔沟灌溉两种灌水方式与推荐施氮量(N1)、2/3推荐施氮量(N2)两个氮素水平的耦合,研究了不同水氮耦合模式对温室番茄生态指标的影响。结果表明:氮肥是影响番茄株高、茎粗、株高与茎粗的相关性以及主要根数的主要因素;氮肥对番茄株高、茎粗的影响大于灌溉方式,而对番茄株高与茎粗相关性的影响则相反,交替隔沟灌溉具有极显著的相关性。适当的提高氮肥使用量有利于番茄的生长发育。灌溉方式与氮共同影响番茄的根茎叶的生物量分配比例,根在根茎叶生物量中所占的比例最小,茎与叶所占比例相当。     

砂质脱潮土区不同冬小麦品种(系)抗倒伏特性研究

【目的】研究河南省砂质脱潮土区冬小麦的抗倒伏性能。【方法】以河南省砂质脱潮土区种植的13个不同冬小麦品种(系)为研究对象,分析灌浆中期冬小麦农艺性状、茎秆物质特性和力学特性与抗倒性能的关系,并对与小麦抗倒指数相关的9个性状进行相关、聚类和主成分分析。【结果】灌浆中期的株高和重心高度不是冬小麦品种(系)倒伏的决定因素。不同冬小麦品种(系)的基部第二节间的机械强度和抗倒指数与第二节间长度在一定范围内负相关,但相关性不显著;与株高构成指数和基二/株高极显著和显著负相关;与茎粗、茎壁厚度和厚径比显著和极显著正相关。聚类分析中类群Ⅰ通过降低株高和优化基部第二节间来改善抗倒性能。类群Ⅱ通过基部第二节间特性优化来改善抗倒性能,类群Ⅲ通过降低株高和提高茎秆机械强度来降低倒伏。主成分分析得到的3个主成分因子对抗倒性状变异累计贡献率为83.72%。主成分因子Y1反映茎秆指标变异的48.11%,其中茎壁厚度、厚径比、机械强度是决定Y1的主要因素。【结论】抗倒指数是由多因素决定的综合性状,基二/株高、茎壁厚度、茎粗和厚径比可以作为评价抗倒伏指数的指标选项。就砂质脱潮土区提高小麦抗倒育种对策而言,除茎秆的机械强度外,注重基部第二节间长度占株高的比例和茎壁厚度与茎粗的比例同样重要。     

水肥耦合条件下水稻株高及其与产量关系组成分析

黑龙江省宝清县进行水肥耦合试验,采用饱和D-最优设计,在水稻控制灌溉条件下,对氮肥、磷肥、钾肥、灌水量四因素对株高、产量的影响以及二者之间相关关系进行了研究。研究结果表明,不同生育阶段不同肥料对株高的影响不尽相同;在一定的程度上可以通过增加施肥量来增加株高和产量,但过度施肥使得株高过高会造成水稻倒伏和减产;最佳的株高和产量分别为96.82 cm和17 797.90 kg/hm2,相应的水肥用量为氮223.09 kg/hm2、钾63.74 kg/hm2、磷9.15 kg/hm2,土壤水分控制标准为饱和含水率的63.9%～83.1%。     

灌排模式和施氮水平对水稻株高与茎蘖生长动态的影响

为探究灌排模式、施氮水平对水稻株高、茎蘖生长动态的影响,以稻田水位作为调控指标,通过测坑控水试验,采用Logistic曲线以及DMOR数学模型定量分析不同施氮水平下分蘖期先旱后涝（FHL）、拔节孕穗期先旱后涝（BHL）以及控制灌排（CID）3种处理对株高、茎蘖生长动态的影响。结果表明：灌排模式主要通过改变水稻株高、茎蘖的生长时间以及生长速率来影响株高、茎蘖生长,最大株高由大到小表现为CID处理、FHL处理、BHL处理,最大茎蘖数由大到小表现为CID处理、BHL处理、FHL处理。施氮主要是通过提高水稻株高、茎蘖的生长速率来促进株高、茎蘖生长;最大株高随着施氮量的增加而增加,CID和FHL两种处理下,最大株高由施氮150kg/hm2的98.9、97.8cm增加到施氮300kg/hm2的102.4、101.2cm,继续施氮没有显著提高;CID处理和BHL处理下,最大茎蘖数随着施氮量的增加而增加;FHL处理下,低氮处理和高氮处理的最大茎蘖数显著小于中氮处理。灌排模式与施氮水平的交互作用对株高、茎蘖数动态过程均有极显著影响,增施氮肥在一定程度上可以缓解因水分胁迫所引起的株高、茎蘖数的下降,但是高氮会加重水分胁迫,不利于株高、茎蘖的生长。     

先旱后涝胁迫下水稻茎蘖及株高动态响应

为了解先旱后涝胁迫下水稻的茎蘖和株高生长动态,采用测坑试验方法研究先旱后涝胁迫对水稻分蘖数和株高的影响,根据分蘖变化拟合分析了水稻茎蘖消长动力学模型,根据株高动态变化拟合了Logistic增长模型.试验结果表明:先旱后涝胁迫过程在分蘖期和拔节孕穗期均不同程度地抑制水稻分蘖;水稻在分蘖期、拔节孕穗期及抽穗开花期受涝可促进株高增长,在分蘖期、拔节孕穗期及抽穗开花期受旱则抑制株高增长;茎蘖消长动力学模型较好地拟合了茎蘖消长的过程,具有实践意义;Logistic模型拟合株高动态变化拟合度也较高,且适用合理.研究结果可为合理制定灌溉方案和提高水稻产量提供依据.     

基于图像处理技术的水稻株型参数测量算法

模型模拟法是简便可行的作物生物量无损检测方法之一。其中,作物株高、植株投影面积等株型参数的无损测量对该方法的应用具有重要意义。为此,以水稻为研究对象,以植株图像的株高和投影面积等参数为测定指标,研究了基于图像处理技术的无损测量方法。在自然条件下获取水稻植株图像,利用超绿色法对彩色图像进行灰度转换,采用中值滤波方法对图像进行降噪处理,应用最大类间方差法实现了植株特征像素的提取。该算法为快速、无损测量作物的图像株型参数提供了有效手段,为作物生物量的无损检测奠定了理论基础。     

基于运动恢复结构的玉米植株三维重建与性状提取

针对传统的玉米植株性状测量方法存在主观性强、劳动强度大、有损伤等问题,提出了基于运动恢复结构(Structure from motion,Sf M)的户外玉米植株三维重建方法,并提取了株高、单株最小包围盒体积、茎粗、叶面积、叶片数、叶夹角等11个性状参数。采用前期研制的小车,在户外采集不同视角下的玉米植株图像(采集间距为5～6 cm),基于Sf M算法获取玉米植株三维点云;运用直通滤波、圆柱拟合和条件欧氏聚类算法自动分割单株、茎秆和叶片等点云数据,基于距离最值遍历、三角面片化等算法实现株高、茎粗、叶面积等11个性状的准确、无损测量。结果表明,与人工测量值相比,测得的株高、茎粗和叶面积的平均绝对百分比误差分别为3. 163%、4. 760%和19. 102%,均方根误差分别为3. 557 cm、1. 540 mm、48. 163 cm2,决定系数分别为0. 970、0. 842、0. 901。研究表明,本文方法适用于作物表型户外测量,为表型研究提供了一种新的作物表型户外测量方法,同时还证明,株高和单株最小包围盒体积可以显著区分低地上部生物量玉米植株和高地上部生物量玉米植株。     

灌溉对不同耐旱型大豆生理特性及产量的影响

田间条件下,在半干旱地区,通过对不同耐旱型大豆品种进行灌溉,探讨品种和灌溉对大豆生理性状及产量的影响。结果表明:灌溉提高了同一品种的LAI、株高、地上部生物产量、叶绿素含量,但却降低了根冠比值。同一处理,各时期地上部生物量表现为:R6R4R2,根冠比值表现为:R2R4R6。灌溉与品种均显著影响大豆产量的形成,且灌溉效应大于品种效应。灌溉提高了同一大豆品种的产量,但辽豆21产量提高的更多。同一灌溉条件下,辽豆14产量优于辽豆21。灌溉提高了大豆植株的株高、主茎节数、节间长度。同一灌溉条件下,辽豆14的株高、主茎节数高于辽豆21,但节间长度却低于辽豆21。     

氮溶液灌溉对芦苇生长的影响

以湿地芦苇生产区为研究背景,采用筒栽试验模拟人工湿地净化污水,研究分析了在3个不同浓度处理10,15,20mg/L,氮溶液灌溉下,芦苇的株高、茎粗、叶面积以及地上单株产量的变化,试验同时设计对照组用清水灌溉芦苇进行比较。结果表明:不同浓度的氮溶液灌溉后对芦苇的株高、茎粗、叶面积、地上单株产量的影响不同,均优于对照组。说明含氮溶液灌溉有利于芦苇的生长,含氮浓度为20mg/L的溶液增产效果明显。     

播期和播深对冬小麦越冬前生长性状的影响

为评价播期和播深对冬小麦越冬前生长性状的影响,以农大211冬小麦为试验材料,于2015-2017年在中国农业大学北京上庄实验站进行了4个播期水平(9月23日、10月3日、10月13日和10月23日)、3个播深水平(2、4、6 cm)的随机区组大田试验,探究不同栽培措施对越冬前冬小麦各生长指标(单株叶面积、主茎叶龄、分蘖...     

施用沼肥对枣树长势与产量的影响

研究不同沼肥施用方式下的枣树长势与产量变化,结果表明:在年生长周期内枣树枝干生理生长在夏季最快,基径、树高、梢粗和梢长的增长量最大;枣树叶片的生理生长在春季最快,叶片厚度、叶绿素含量及叶面积指数增长量最大;沼液根施促进枣树基径生长发育,沼液喷施促进树体高度、梢条和叶片的生长发育,同时明显提高了叶片中叶绿素含量和叶面积指数;沼液喷施可提高枣树果实的单果重和产量,并在一定程度上改善果形指数;沼肥应用效果以沼液喷施为最佳。     

滴灌条件下枣树生育期长势与产量监测

滴灌条件下对枣树进行生育期长势与产量监测,通过对枣树基径、树高、梢条和叶片在年生长周期及各时期的动态变化进行初步分析,结果表明枣树年生长周期在4月至11月之间,在年生长周期内枣树枝干生理生长在夏季最快,基径、树高、梢粗和梢长的增长量最大;枣树叶片的生理生长在春季最快,叶片厚度、叶绿素含量及叶面积指数增长量也最大;5年生灰枣果实的平均产量为9 316.2kg/hm2,果实中含有较高的还原糖、维生素C和人体必需的微量元素Ca、Mg、Fe。     

根系通气对温室甜瓜生长特性的影响

以"一品甜瓜"为试验材料,采用Φ20蒸发皿的日水面蒸发量为灌溉水量控制指标,设置不同蒸发皿系数(Kp=0.75;1.0)的供水处理;以土壤孔隙率的50%为参照标准,设计1.0和1.5二个加气量系数,探求不同灌水,加气处理对温室甜瓜生长特性等指标的影响。结果表明,从甜瓜的株高、茎粗、地上部分干物质量、根干质量、根冠比、单株产量等综合分析,T3(加气系数1.0,Kp=1.0)处理明显优于其他处理;不同处理下甜瓜叶片的叶绿素含量以T2(加气系数1.5,Kp=0.75)最高,T3次之。综合考虑,T3处理的水气结合灌水模式为推荐的温室甜瓜灌溉模式。     

马铃薯全垄仿形式茎叶切碎刀辊设计与试验

针对现有马铃薯茎叶切碎机作业茎秆打碎长度合格率低、带薯率高、工作效率低等问题,设计了一种全垄仿形式茎叶切碎刀辊,对刀具工作过程进行分析,建立刀具运动、刀具-茎秆碰撞和茎秆捡拾数学模型,明确影响装置工作性能主要参数,完成全垄仿形式茎叶切碎刀辊总体结构与茎叶切碎刀具设计。采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、刀辊转速、刀辊离地距离为试验因素,打碎长度合格率、带薯率为评价指标,应用Design-Expert 8.0.6.1软件进行试验数据处理与参数组合优化,结果表明,各因素对打碎长度合格率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊转速、作业速度、刀辊离地距离;各因素对带薯率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊离地距离、刀辊转速、作业速度。在刀辊转速为1 450 r/min、作业速度为3.5～6.7 km/h、刀辊离地距离为285～317 mm时,打碎长度合格率大于90%,带薯率小于等于0.3%。本研究结果为马铃薯茎叶切碎机具作业质量和效率提升提供了设计理论与技术支持。     

马铃薯全垄仿形式茎叶切碎刀辊设计与试验

针对现有马铃薯茎叶切碎机作业茎秆打碎长度合格率低、带薯率高、工作效率低等问题,设计了一种全垄仿形式茎叶切碎刀辊,对刀具工作过程进行分析,建立刀具运动、刀具-茎秆碰撞和茎秆捡拾数学模型,明确影响装置工作性能主要参数,完成全垄仿形式茎叶切碎刀辊总体结构与茎叶切碎刀具设计。采用三因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,以作业速度、刀辊转速、刀辊离地距离为试验因素,打碎长度合格率、带薯率为评价指标,应用Design-Expert 8.0.6.1软件进行试验数据处理与参数组合优化,结果表明,各因素对打碎长度合格率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊转速、作业速度、刀辊离地距离;各因素对带薯率均具有显著性影响,影响由大到小依次为刀辊离地距离、刀辊转速、作业速度。在刀辊转速为1450r/min、作业速度为3.5～6.7km/h、刀辊离地距离为285～317mm时,打碎长度合格率大于90%,带薯率小于等于0.3%。本研究结果为马铃薯茎叶切碎机具作业质量和效率提升提供了设计理论与技术支持。     

利用多时序激光点云数据提取棉花表型参数方法

当前,能够实现作物表型参数高效、准确的测量和作物生育期表型参数的动态量化研究是表型研究和育种中亟待解决的问题之一。本研究以棉花为研究对象,采用三维激光扫描LiDAR技术获取棉花植株的多时序点云数据,针对棉花植株主干的几何特性,利用随机抽样一致算法（RANSAC）结合直线模型完成主干提取,并对剩余的点云进行区域增长聚类,实现各叶片的分割;在此基础上,完成植株体积、株高、叶长、叶宽等性状参数的估计。针对多时序棉花激光点云数据,采用匈牙利算法完成相邻时序作物点云数据的对齐、叶片器官对应关系的建立。同时,对各植株表型参数动态变化过程进行了量化。本研究针对3株棉花的4个生长点的点云数据,分别完成了主干提取、叶片分割,以及表型参数测量和动态量化。试验结果表明,本研究所采用的主干提取及叶片分割方法能够实现棉花的枝干和叶片分割。提取的株高、叶长、叶宽等表型参数与人工测量值的决定系数均趋近于1.0;同时,本研究实现了棉花表型参数的动态量化过程,为三维表型技术的实现提供了一种有效的方法。     

基于三维数字化的小麦植株表型参数提取方法

针对小麦植株分蘖多、器官间交叉遮挡严重，难以用图像或点云准确提取植株和器官表型的问题，本研究提出了基于三维数字化的小麦植株表型参数提取方法。首先提出了小麦植株各器官数字化表达方法，制定了适用于小麦全生育期的三维数字化数据获取规范，并依据该规范进行数据获取。根据三维数字化数据的空间位置语义信息和表型参数的定义，提出了小麦植株表型参数计算方法，实现了小麦植株和器官长度、粗度和角度等3类共11个常规可测表型参数的计算。进一步提出了定量描述小麦株型和叶形的表型指标。其中，植株围度通过基于最小二乘法拟合三维离散坐标计算，用于定量化描述小麦植株松散/紧凑程度；小麦叶片卷曲和扭曲程度为定量化叶形的指标，根据叶面向量方向变化计算得到。利用丰抗13号、西农979号和济麦44号三个品种小麦起身期、拔节期、抽穗期三个时期的人工测量值和提取值进行验证。结果表明，在保持植株原始三维形态结构的前提下，提取的茎长、叶长、茎粗、茎叶夹角与实测数据精度相对较高，R² 分别为0.93、0.98、0.93、0.85；叶宽和叶倾角与实测数据的R² 分别为0.75、0.73。本方法能便捷、精确地提取小麦植株和器官形态结构表型参数，为小麦表型相关研究提供了有效技术支撑。