不同施氨水平下棉花群体反射光谱的差异性分析

如何确定合适的氮肥施用量及其施用时期一直是精确农业中的重要问题。有关作物氮营养状态的遥感估测，已有大量的研究报道，主要是通过估测叶片中氮素的含量或积累量来诊断作物的氮营养状况。根据使用波段的不同，叶片氮素估测的方法可以分为两种，一是利用中红外波段氮元素的光谱吸收特性，但这种方法只证明在叶片水平是可行的；二是根据叶绿素与氮素间的相关性，通过估测叶绿素状态来估测作物的氮营养状况，并由此发展了大量的光谱指数。这类方法有很大的局限性，其一因为有时不同氮营养下的植株间主要表现为其他生物物理或生物化学参数的差异，所以有时氮素或叶绿素积累水平并不一定能够反映作物氮营养状况；其二由于氮营养水平同时影响作物多种生长参数，氮素(或叶绿素)与光谱间的相关性会受到其他植被参数的影响，因而氮素(或叶绿素)状态难以被精确估测。     

以冠层反射光谱监测水稻叶片氮积累量的研究

作物氮素状况是评价作物长势、估测产量与品质的重要参考指标,对作物氮素精确诊断与管理具有重要意义。本文以不同施氮水平下的4年田间试验为基础,研究了水稻叶片氮积累量与冠层反射光谱的定量关系。结果显示,在冠层单波段反射率中,460 nm、510 nm及760~1 100 nm的光谱反射率与冠层叶片氮积累量的相关性较好;近红外波段(     

基于全波段高光谱的冬小麦生长参数估算方法比较

利用高光谱数据监测作物生长情况具有无损和高效的特点,是现代农业的发展方向。为了简化高光谱数据处理流程,直接利用原始的高光谱反射率完成从建模到估算作物生长参数的全过程,应用于作物长势的实时监测。本文利用偏最小二乘回归（partial least squares regression,PLSR）、支持向量回归（support vector regression,SVR）和前馈神经网络（feedforward neural network,FNN）3种方法,利用全波段高光谱数据分别对冬小麦多个关键生育期（拔节、孕穗、扬花和乳熟期）生长参数（地上部生物量、叶面积指数、全氮含量和叶绿素浓度）进行了估算。比较3种方法的建模及估测效果,发现对于建模集数据,SVR对上述生长参数4个生育期的估测结果R²均值为0.89~0.98,MAPE为1.70%~7.53%,对于验证集数据,R²均值为0.90~0.94,MAPE为4.04%~7.46%,拟合优度和估测精度均超过PLSR和FNN,是估算方法中利用全波段光谱反射率估测冬小麦生长参数的最佳方案。随着无人机载高光谱技术成熟,SVR方法能够用于处理航拍获取的大范围田间高光谱信息,简便快捷地进行建模与参数反演,实时反映作物生长状态。     

应用两种近地可见光成像传感器估测棉花冠层叶片氮素状况

作物叶片含氮量是作物长势监测、产量及品质估测的重要依据,实时、无损地监测植株体内氮素营养状况有助于棉花氮肥的正确施用。本研究比较2种近地可见光传感器的光谱和颜色信息用于监测棉花氮素营养的能力, 确定MSI200成像光谱仪和数码相机监测棉花冠层叶片氮含量最佳的波段、光谱指数和颜色参数并建立估测模型。结果表明,在可见光波段,冠层反射率随着冠层叶片氮素含量的增加而降低,且叶片含氮量的光谱敏感波段主要位于绿光和红光区域;与棉花冠层叶片含氮量的拟合效果最好的2种传感器的光谱指数为差值指数DI(R₅₈₀, R₆₈₀)和G–R,而颜色参数则分别为b*和H,同一传感器以光谱指数的拟合效果优于颜色参数,不同传感器以MSI200数据的拟合效果优于数码相机;利用独立试验资料检验所建模型的估测性能表明,差值指数对棉花冠层叶片氮素的预测能力优于比值指数和归一化差值指数,DI(R₅₈₀, R₆₈₀)和G–R所建模型的估测精度最高,分别为0.8131和0.7636。因此,利用数码相机和MSI200型成像光谱仪可以定量估测棉花冠层叶片氮素营养状况。     

北京郊区小麦测土施肥技术的研究——推荐施肥中目标产量的估测

在农作物的产量形成中,土壤肥力起着重要的作用,地力产量所占比例约在70%左右.产量越高,地力产量的比重越大.经过四年研究,获得了用地力产量估测目标产量的回归方程;同时也获得了用有机质、碱解氮和有效磷等三个土壤养分性状估测地力产量的回归方程.应用这两个方程对小麦的目标产量进行估测,结果与实际产量比较符合,可用于测土施肥技术中的施肥推荐模型.     

滴灌棉花钾肥施用技术研究

钾不仅是植物生长发育所必需的营养元素,而且是肥料三要素之一,在氮、磷、钾三要素中,植物对氮、钾的需求量相对较大,喜钾作物需钾量甚至高于需氮量.农业生产实践证明,施用钾肥对提高作物产量和改进品质均有明显的作用.新疆是富钾地区,但随着农业生产不断发展、作物产量不断提高以及氮、磷化肥用量的增加,作物对土壤钾素的摄取量逐年加大,部分地区土壤速效钾每年以5～15 mg/kg的速度递减.为了充分了解钾肥在新疆的施用效果,特别是在当前棉花滴灌条件下掌握钾肥的施用技术,使之经济而有效地发挥增产作用,新疆农垦科学院水土所在新疆石河子垦区两大土类上进行了滴灌棉花钾肥试验研究,以探索钾肥的施用技术及效果,指导大田生产.     

硫酸钾在茄子上的增产效果试验

钾是作物生长必需的三大营养元素之一,长期以来人们对使用氮、磷肥比较重视,而对使用钾肥不够重视,在不少地区出现了作物缺钾症状,增施钾肥可显著提高作物产量.该实验的目的是进一步了解钾肥对茄子的增产作用.     

几种稳定性估测法在甘薯品种区试中的应用初探

品种稳定性是衡量一个作物品种能否被广泛应用于大面积生产的重要经济指标。自50年代以来,育种家们从不同角度提出了多种稳定性估测方法,至今不下十余种。目前在其它作物区试中应用较多的主要有:Eberhart 和     

块茎作物应多施钾肥

作物需肥三大要素是氮、磷、钾,多数作物都是需氮多,需磷、钾少,而块茎作物恰恰相反,钾肥施用量往往大于氮、磷而位居第一。要想获得块茎类作物丰产,重施、巧施钾肥是关键,尤其是当土壤中钾素肥料处于瓶颈缺乏状态时,增施钾肥能起到立竿见影的效果。     

包膜氮肥对棉花产量和品质的影响

包膜氮肥肥效周期长,其养分可根据作物生长期的需求和外界环境温度的变化控制供应,达到养分供应速度和作物需求基本同步.目前,在棉花生产中,常规施氮以基追结合为主,不仅劳动强度大,而且中后期追氮对棉花果枝的伤害较多.鉴此,笔者进行了棉花施用包膜氮肥效果研究,以期为棉花生产提供既简便又合理的节氮施肥措施.     

施氮量对小麦花后氮素分配及氮素利用的影响

为研究黄淮海麦区化肥投入不断增加,而产量却徘徊不前的问题,以当地主栽品种矮抗58和周麦22为材料,采用4个施氮水平（0、120、240、360kg/hm ²）和品种的二因素分析方法研究了施氮量对小麦植株地上部各器官氮素分配及氮素利用的影响。结果表明：开花期至成熟期小麦植株地上部各营养器官氮含量和氮素积累量均下降。施氮量对开花期和成熟期小麦植株地上部各器官氮含量的影响均达显著水平,增加氮肥能显著促进小麦营养器官氮素向子粒转运和花后氮同化。开花期周麦22叶片氮素转运量优于矮抗58。矮抗58和周麦22花后氮同化量均以施氮量360kg/hm ²最高,花前氮素积累转运量对子粒贡献率达60.25%~97.55%,子粒氮收获指数为59.82%~79.48%,随施氮量的增加而呈下降趋势。施氮量120kg/hm ²处理的氮素养分利用效率、农学利用效率及生产效率均最高。增施氮肥对小麦子粒产量有显著促进影响,矮抗58在施氮量为360kg/hm ²时有最大子粒产量,周麦22在施氮量为240kg/hm ²时有最大子粒产量。推荐矮抗58和周麦22在黄淮海麦区的施氮量为240~360kg/hm ²。     

施氮量对冬马铃薯氮素利用和土壤氮含量的影响

在大田条件下,以马铃薯品种费乌瑞它为试验材料,研究施氮量(N 0、80、160、240kg/hm2)对冬马铃薯氮素吸收利用和土壤氮含量变化的影响。结果表明,施氮可显著提高马铃薯根、茎、叶及块茎全N含量;施N量在0~160kg/hm2范围,马铃薯茎、叶、块茎及植株全N积累量随施N量的增加而明显增加,但继续增加施N量,茎、块茎及植株全N积累量增加不明显;马铃薯氮肥农学利用率、吸收利用率、偏生产力及氮素块茎生产效率随施N量的增加呈明显下降趋势,氮肥生理利用率和氮素收获指数呈先增加而后降低趋势。马铃薯收获后,施N量为0~80kg/hm2的种植地0~30cm土层碱解氮含量不同程度下降,施N量为160~240kg/hm2的各土层碱解氮含量显著增加,但施N量对土壤全N含量影响不明显。可见,本研究条件下施N量应控制在80~160kg/hm2。     

硝铵氮源配比对谷子苗期生长及氮素利用的影响

通过营养液浇灌盆栽试验，以晋谷21号为供试材料，基于总氮水平（5mmol/L）设置5个氮素形态配比，无氮素营养液处理作为对照，分析不同形态氮素配比对谷子幼苗生长、氮代谢关键酶活性及氮效率的影响。结果表明，与对照相比，施氮能显著促进谷子幼苗地上部和根系生长、氮代谢关键酶活性及氮素利用，且在硝铵比为50%:50%时达到最大；与单施一种氮源相比，硝铵氮源混施能显著促进谷子幼苗地下部生长和谷氨酸合成酶活性；与铵态氮占比在50%以上的处理相比，硝态氮占比在50%以上的处理更有利于促进谷子幼苗地上部生长、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性及氮效率。隶属函数综合分析得出，氮源配施较单一氮源更有利于谷子幼苗的生长，且在硝铵比为50%:50%时效果最佳。     

Nitrogen Fixation by Irrigated Berseem Clover versus Soil Nitrogen Supply

Nitrogen fixation was estimated by the difference method for two cultivars of berseem clover ( Trifohum alexandrinum L.), using annual ryegrass ( Lolium multiflorum Lam.) as the control in field trials from 1983 to 1988. Five or six cuttings were obtained each year under supplemental irrigation, and dry matter production and uptake of nitrogen into harvested forage were measured.
Estimates of nitrogen fixation by berseem clover ranged from 272 to 400 kg N/ha depending on year and cultivar, while plant N derived from soil (based on N uptake by the ryegrass) ranged from 50 to 235 kg N/ha. Graphs of nitrogen fixed versus available soil nitrogen had a reverse linear-plateau shape with a plateau at lower soil nitrogen levels that broke sharply in a linear decline as available soil N surpassed a minimum threshold. Such a two-phase response suggests that nitrogen fixation by the clover was limited by soil N supply above this threshold and by other limiting factors at low soil N levels, perhaps genetic traits controlling carbon assimilation or environmental limitations other than nitrogen. Seasonal nitrogen process patterns showed abundant nitrogen fixation by the clover after it had depleted most of the soil nitrogen supply.     

堆肥过程中氮素转化及保氮措施研究进展

堆肥过程中氮素损失既降低堆肥质量,又污染环境。为了深入研究堆肥过程中的氮素转化及合理的堆肥保氮措施,笔者归纳总结了堆肥中氮素的氨化作用、氨同化作用、硝化作用、反硝化作用以及形成鸟粪石沉淀等过程,分析了与氮素损失密切相关的堆体的C/N比、pH值、温度、通风与氧气供应等因素,指出可通过调节C/N比、接种微生物菌剂、添加吸附剂和化学物质、控制通风等措施控制氮素损失。今后有必要从基于堆料碳氮组成形态的C/N比、氮素转化的微生物学机理以及适合规模化堆肥生产的保氮技术等方面进一步开展研究。     

控释氮肥对土壤硝态氮和玉米植株全氮含量及产量的影响

为了探讨控释氮肥施用的最佳用量比例,在大田条件下,试验设6个处理：T1不施氮肥、T2常规施肥（基施）、T3常规尿素（基施+追施）、T4控释尿素100%、T5控释尿素90%、T6控释尿素80%。研究控释氮肥对土壤硝态氮和玉米植株全氮及产量的影响。结果表明：土壤硝态氮和秸秆全氮含量随着生育期的推进呈下降趋势,且拔节期含量最高。控释氮肥处理灌浆期到成熟期不同氮素含量高于常规施肥处理。控释氮肥处理提高了玉米不同生育时期的地上部干物重,而从拔节期到成熟期,控释尿素100%、控释尿素90%处理地上部干物重高于普通尿素处理,且控释尿素90%处理最大。控释氮肥合理用量提高了玉米的茎粗、穗粒数,减少了玉米秃尖长度,但对百粒重影响不大。控释尿素90%处理产量最高,达到8637.6 kg/hm2,与不施氮肥和常规施肥相比差异达到显著水平。     

乙烯利和氮肥对夏玉米氮素吸收与利用及产量的调控效应

以玉米品种"郑单958"为材料,在大田条件下,研究了乙烯利(0和180 g hm–2)和氮肥水平(0、75、150和225kg N hm–2)对夏玉米产量、氮素吸收和利用以及SPAD值的影响。结果表明,乙烯利处理显著降低了氮吸收量和吸收效率,但显著提高氮利用效率,其中乙烯利处理氮农学效率比对照提高了32.7%~34.6%,而且乙烯利处理对玉米产量及其产量构成因素没有显著影响;随着施氮量增加,夏玉米产量、产量构成因素和氮吸收量显著增加,而氮吸收效率、氮利用效率、氮偏生产力和氮农学效率随之降低,其中225 kg N hm–2处理氮吸收量比0 kg N hm–2处理提高了68.4%~91.8%,但225 kg N hm–2和150 kg N hm–2处理之间的氮吸收量差异不显著。乙烯利和氮肥对氮吸收量、氮吸收效率和氮农学效率具有互作效应。喷施乙烯利和增施氮肥均能提高灌浆期穗位叶SPAD值,但两者之间没有互作效应。通过相关性分析表明,夏玉米产量与吐丝期氮吸收量、收获期氮吸收量、灌浆期穗位叶SPAD值显著正相关。     

施氮量对抚仙湖流域烟田氮磷流失及氮素利用的影响

为探究抚仙湖流域植烟区烤烟适宜施氮量,减少烟田径流氮磷流失,通过田间试验研究了不同施氮(N)水平(N0：0 kg/hm²、N60：60 kg/hm²、N75：75 kg/hm²、N90：90 kg/hm²、N105：105 kg/hm²)对植烟区农田地表径流氮磷流失、烤烟(Nicotiana tabacum)氮素吸收利用和经济性状的影响。结果表明：（1）随着氮肥施用量增加,地表径流总氮(TN)和总磷(TP)浓度及其流失量逐渐升高;（2）与常规施氮处理(N105)相比,N60、N75、N90处理径流TN和TP平均浓度分别降低18.6%、14.7%、9.15%和12.3%、7.66%、5.25%,TN和TP流失总量分别降低19.2%、18.1%、9.81%和14.4%、10.1%、6.78%;（3）烟株氮累积量随施氮量的增加而增加,氮肥利用率呈先上升后下降趋势,以处理N75的氮肥利用率最高,为27.00%;氮肥偏生产力随着施氮水平的提高而显著下降(P<0.05);（4）烤烟产量随施氮量提高而增加,施氮处理较N0处理增产3.02%~13.90%,上等烟、上中等烟比例、产值和均价,随施氮量增加呈先上升后下降趋势,以施氮量75 kg/hm²的效果最佳。综合考虑烤烟经济性状及环境效益,N75处理既可提高烤烟经济性状,又能有效降低植烟区氮磷流失风险。