粮食产量预测理论、方法与应用Ⅰ.科技进步增产理论、模型及其应用

粮食增产趋势及增产原因是国家制定宏观农业政策和措施的依据。科技进步增产理论是指:气候是波动的,科技是持续进步的,它是粮食多年持续增产的主要驱动力;科技进步增产预测模型是多年平均单产移动的回归方程。全国和东北三省粮食增产潜力案例分析结果表明:科技进步单产加速时间最早的是辽宁省,最晚的是黑龙江省;与全国相比,吉林省和辽宁省科技进步贡献率高于全国平均水平,黑龙江省低于全国平均水平,吉林省最高。本文初步得出以下结论:科技进步增产理论科学、模型实用、预测结果准确。     

全国种植业工作会议提出全力以赴争取粮食继续增产

2010年12月23日,全国种植业工作会议在北京召开,农业部副部长危朝安在会上提出,2011年种植业工作重中之重的任务是,力争夏粮增产、早稻恢复、秋粮稳定,力争减产的省份恢复增产、增产的省份稳定不减,确保粮食产量在5000亿kg以上,全力以赴争取实现继续增产。     

河北平原中低产区小麦与玉米生产现状及增产潜力分析

本文基于2000—2013年MODIS/NDVI遥感信息与主要粮食作物的统计数据,分析了河北平原中低产区冬小麦和玉米生产的时空格局,并利用各县粮食作物主要生育期累积NDVI的逐年值、14年的最大值及单产统计数据,采用最小二乘法原理,进行数值曲线拟合,构建了单产遥感估测模型,估算了河北平原中低产区冬小麦和玉米的增产潜力。结果表明:1)冬小麦在邯郸和衡水的最大生产力水平较高,在沧州、廊坊及邢台中部的最大生产力水平较低,即后者挖掘增产潜力之后也很难达到前者的最大生产力水平;玉米的最大生产力水平普遍较高,挖掘增产潜力后均可达到较高的生产力水平。2)冬小麦和玉米总产增产潜力在沧州和邯郸较大;冬小麦单产增产潜力多低于10%,平均增产356 kg?hm?2(5.87%);玉米单产增产潜力多高于10%,平均增产798 kg?hm?2(12.33%);单产增产潜力区域分布不同,冬小麦为廊坊保定沧州邯郸邢台衡水,玉米为邢台邯郸保定沧州衡水廊坊。3)以河北平原近14年来作物累积NDVI的最大值估算的全区冬小麦增产潜力为3.90亿kg,玉米增产潜力为9.62亿kg,二者合计可增产13.52亿kg,约相当于区域冬小麦和玉米理论可达增产潜力的1/5。本文估测粮食作物增产潜力的方法可以应用于估测多尺度范围、不同作物的增产潜力,研究结果可为相关部门的决策和管理提供依据。     

我国北方土壤-作物系统内钾素平衡及钾肥肥效研究Ⅱ.主要作物的钾肥增产效果

长期定位试验研究表明,在当前农业生产条件下,单施钾肥、秸秆还田和秸秆还田配施钾肥,对华北地区小麦和玉米均有明显增产效应,玉米上的增产效果优于小麦;东北地区一年种植一季玉米施钾肥有显著的增产效果;而在西北地区,施钾肥及秸秆还田结合施钾肥只在一些年份和一些地点上对小麦和玉米有增产效果,但增产幅度不大,增产概率不高.钾肥在华北和东北地区大豆上亦有显著增产作用.     

玉米测土配方施肥增产效果研究

为验证玉米测土配方施肥实际应用效果,2011年在重庆市江津区平坝区、深丘区、南部山区的土壤上进行玉米测土配方施肥同田对比试验5个,结果表明玉米测土配方施肥比常规施肥增产12.3%,对于江津区南部山区和深丘区的玉米增产效果显著,增产幅度达26.0%,对平坝区的增产效果不显著,仅增产6%;缺磷对玉米产量影响大于缺氮、钾,缺磷最高减产30.3%,增施单位肥料的增产效果磷肥>氮肥>钾肥。     

新的粮食增长点在哪里 薯类增粮空间大

1稻谷、小麦、玉米是我国人民三大主粮 国家统计局数据显示．2012年我国粮食总产5．8957亿t,其中稻谷2．0429亿t．小麦1．2058亿t,玉米2．0812亿t,三大主粮占90．4％。近9年来．我国粮食连续增产,累计增产1．5890亿t,年均增产1765万t．增量主要来自稻谷、小麦、玉米。一个客观的事实是,连续9年增产后,主粮继续增产有难度。     

我国主要粮食作物施用锌肥增产效果的整合分析

锌是作物必需的营养元素,但我国主要粮食作物施锌的增产效果及其影响因素并不清楚。通过收集87篇文献,基于Meta分析研究了小麦、玉米和水稻等锌肥施用的增产效果及其关键影响因素。结果表明：小麦、玉米和水稻施用锌肥平均增产9.9%,其中水稻和玉米的增产率相似且均显著高于小麦。三类粮食作物锌肥土施增产率为8.2%,增产效果好于喷施,但相同施锌量条件下喷施的增产效果较好。水稻、玉米和小麦锌肥的合适用量范围分别为21～30、21～30和11～20 kg/hm2,锌肥的增产效果为华中地区水稻和小麦好于玉米,东北地区玉米好于水稻和小麦。此外,水稻、玉米和小麦锌肥增产幅度随着年代发生变化,2011年之后呈逐渐增高的趋势。综上所述,施用锌肥能有效提高粮食作物的产量,但是其增产效果受作物种类、施用方式、施用量、施用时期等因素的影响。因此,锌肥的施用要考虑多种因素条件,应选择合理的施用方式和施用量来提高锌肥的增产效果。     

豆科绿肥对四川丘陵旱地作物的产量及经济效益初探

在丘陵旱地上研究了豆科绿肥对农作物产量和效益的影响.结果表明:(1)绿肥翻埋与化肥减量配合对玉米增产、增效明显,绿肥翻埋7500～15000 kg/h㎡与70%、85%化肥配施的资源效应最高,比单施化肥增产13.7%～17.3%、提高效益800～1381元/h㎡.(2)在旱地多熟制预留带中间种豆科绿肥对同季小麦有明显的增产效果,对后季玉米也有一定增产作用,以间种扁荚山黧豆最佳,可使小麦增产9.2%、玉米增产6.3%,周年效益提高l 398元/h㎡.     

我国北方土壤-作物系统内钾素平衡及钾肥肥效研究

长期定位试验研究表明,在当前农业生产条件下,单施钾肥、秸秆还田和秸秆还田配施钾肥,对华北地区小麦和玉米均有明显增产效应,玉米上的增产效果优于小麦;东北地区一年种植一季玉米施钾肥有显著的增产效果;而在西北地区,施钾肥及秸秆还田结合施钾肥只在一些年份和一些地点上对小麦和玉米有增产效果,但增产幅度不大,增产概率不高。钾肥在华北和东北地区大豆上亦有显著增产作用。     

2003-2011年中国粮食增产的贡献因素分析

理清2003年以来中国粮食产量增加的主要贡献因子及其贡献率,对于及时调整农业政策,保持和提升粮食生产能力有重要的意义。该文利用2003-2011年中国粮食及其各构成品种(根据国家统计局,粮食作物包括稻谷、小麦、玉米、薯类、豆类和其他谷物)的产量和播种面积数据,采用贡献因素分解的研究方法,研究了2003年以来中国粮食增产的作物和地区贡献,以及面积、单产和种植结构调整对于粮食增产的贡献率,并对各增产主力省区和主要粮食作物的增产贡献因素进行了分析,划定了增产主导类型。结果显示:研究期粮食增产全部来自3大粮食作物,其中玉米贡献了一半以上的增产量;杂粮、豆类和薯类总产均出现下降,其播种面积则分别下降了25.7%、17.4%和8.2%。地区贡献以黑龙江和河南最为突出,累积贡献率超过1/3;累积贡献率超过90%的13个省区,除新疆外其余都是粮食主产省区。作为传统农区的四川,其粮食增产贡献率仅为1.6%,与山西、陕西和甘肃等非主产区基本相当;全国粮食增产的面积贡献率最大,达到46.3%,其次是单产贡献率(44.2%),结构调整的贡献率将近10%,其中一半以上来自豆类向稻谷和玉米的调整;稻谷、玉米和春小麦的增产为面积主导型,而冬小麦的增产为单产和面积共同作用型;除河南和安徽为单产主导型,吉林和河北为面积单产共同作用型,其他增产主力省区的增产类型均为面积主导型。综合来看,2003-2011年中国粮食增产是以面积增加主导的外延式增产方式。由于粮食消费结构和国际粮食贸易容量的限制,今后结构调整的潜力已经很小。因此,在稳定粮食播种面积的基础上,进一步提高粮食作物的单产水平是今后稳定和提高粮食生产能力的重要举措。研究结果可为今后农业政策的调整提供决策依据。     

不同时期不同施氮量对糙米蛋白质积累影响的初探

采用土培试验和＾１５Ｎ示踪技术研究了高产施肥条件下４个时期不同施氮量与水稻糙米蛋白质含量的关系。结果表明,孕穗期施氮最有利于糙米蛋白质的积累,糙米＾１５Ｎ蛋白氮占施用＾１５Ｎ的比例达３６．１５％,插植前施氮次之,分蘖期和乳熟期施氮效果较差。当其它３个时期施氮量一定时,某个时期的＾１５Ｎ施量与糙米＾１５Ｎ蛋白含量呈极显著的直线相关,但４个时期的施氮总量与糙米蛋白氮总量却呈一元二次抛物线关系,其原因是过量施氮使糙米产量和糙米中蛋白质含量下降。     

氮肥不同施用技术对直播水稻氮素吸收及其产量形成的影响

应用15N示踪技术研究了不同氮肥施用技术对直播水稻氮素吸收及其产量形成的影响。结果表明 ,在氮肥用量相同的情况下 ,采用“一基三追” ,即在施基肥的基础上 ,追施苗肥、蘖肥和穗肥的施用技术能促进直播稻均衡生长 ,增加穗数 ,粒数和粒重 ,是一种适合直播水稻高产栽培的施肥技术。     

硅氮磷颗粒肥对水稻吸收NP的影响

利用~(15)N、~(32)P示踪研究硅氮磷颗粒肥对水稻吸收利用NP影响结果表明,硅氮磷颗粒肥对促进水稻生长发育、增蘖、增穗有明显作用。插秧时施用,稻谷平均增产18.4％。水稻植株体内积累总N量比不施硅氮磷颗粒肥的高11.45％,全磷高12.1％。水稻植株对肥料N、P利用率分别提高7.7％和3.4％。     

水稻精量节肥防治面源污染高产栽培模式研究

采用二次回归组合设计试验研究水稻栽培精量节肥技术 ,建立了水稻栽培密度、施N量和施P量数字模型 ,该模型寻优结果表明水稻种植密度为 2 0 96 2 8万丛/hm2 、施N素折尿素 379 0 5kg/hm2 、施P素折过磷酸钙4 76 85kg/hm2 时 ,其稻谷理论最高产量可达 92 11 5kg/hm2 。     

不同浓度羧甲基壳聚糖对水稻氮代谢影响研究

为了解羧甲基壳聚糖对水稻氮代谢的影响,采用盆栽试验研究了不同浓度羧甲基壳聚糖对水稻氮代谢,子粒、糙米的全氮、蛋白氮含量,子粒蛋白质产量的影响。结果表明,喷施羧甲基壳聚糖适宜浓度,水稻生殖生长后期功能叶和茎鞘中氮素转运能力比对照强,氮代谢关键酶活性比对照高;糙米中全氮和蛋白氮含量也高于对照。子粒蛋白质产量以0.5%的羧甲基壳聚糖处理最高,比对照增产19.8%。本试验条件下,以羧甲基壳聚糖0.5%浓度处理效果最好,0.25%浓度处理效果次之。     

沿淮地区氮磷肥配合对水稻产量和肥料利用效率的影响

在沿淮变性土区开展了氮磷配合对水稻产量和肥料利用效率影响的田间试验。结果表明,施氮增产28.9%～62.2%,施磷增产4.3%～4.7%,氮磷配合有利于产量和肥料利用效率的提高。通过数学模拟,获得氮磷肥的效应方程,并计算出最大经济施肥量,氮肥为269.5kg hm-2,磷肥为90.4kg hm-2。     

基穗型施肥水稻对肥料氮和土壤氮的吸收利用

利用＾１５Ｎ同位素研究了水稻基穗型施肥法的效果。结果表明，在等量氮肥条件下，基穗型施肥法能够提高水稻有效穗数、颖花数、结实率和籽粒重量，是降低水稻生产成本，提高水稻产量的有效措施。     

Fertilizer nitrogen uptake by rice increased by biochar application

This study was conducted to test the hypothesis that biochar application can increase rice yield through improving nitrogen (N) uptake and utilization by rice plants under N application conditions. A pot experiment was done with a hybrid rice cultivar grown on a Fe-leachi-Stagnic Anthrosols with and without biochar application. The N fertilizer used was ¹⁵N-labeled urea. Results showed that biochar application resulted in 23–27 % increase in fertilizer N uptake by rice plants and consequently 8–10 % increase in grain yield. The higher fertilizer N uptake under biochar application was associated with a reduced fertilizer N loss. Fertilizer N loss rate was reduced by 9–10 % by applying biochar. We suggest that further studies are needed to assess the short-term and long-term effects of different biochars on N uptake and utilization by rice under field conditions.     

氮锌互作对水稻产量及籽粒氮、锌含量的影响

为探明氮锌互作对水稻产量及氮、锌含量的影响,以镇稻11号为供试材料,在大田条件下研究了2个氮肥用量（N 200、300 kg/hm2）下6个施锌水平（ZnSO47H2O 0、10、25、50、100、150 kg/hm2） 对水稻产量及成熟期植株氮、锌浓度及累积量的影响。试验结果表明: 在本试验条件下,锌肥的施用对水稻产量的增加不显著,但施锌能显著提高水稻各部位的锌浓度和籽粒锌累积量,并能提高水稻籽粒的氮浓度和粗蛋白含量,且表现出随施锌量的增加籽粒的氮浓度和粗蛋白含量增加的趋势; 高施氮量有利于水稻的增产及对锌的吸收与累积。因此,氮锌配施具有增加籽粒锌富集和提高蛋白质含量的双重效益。     

水稻全耕层一次性基施氮肥增产的机理

本试验应用15_N示踪技术研究了氮肥不同施用方法对水稻增产的机理。结果表明:全层一次基施法与一次面施法或分次表施法相比,植株对氮素的吸收增多,碳铵利用率提高30.2—84.2％,尿素利用率提高13.8—23.7％;在土壤中的残留率,碳铵增加9.4—29.6％,尿素增加11.4—12.8％,从而有利于提高稻谷产量。