长江中下游生态区大豆生长性状及产量的冠层高光谱偏最小二乘回归预测

高光谱遥感能够快速无损地估测作物生长性状及产量,这为作物规模化育种的田间评价与选择提供了高效手段。选用生育时期相似、生长性状有差异的52份大豆品种(系)进行2年田间试验,在盛花期(R2)、盛荚期(R4)及鼓粒初期(R5)测定大豆冠层反射光谱,同步测定大豆叶面积指数(LAI)和地上部生物量(ABM),收获后测定产量。针对不同生育时期冠层光谱与生长性状及产量进行偏最小二乘回归(PLSR)分析。结果表明:不同生育时期LAI的PLSR模型可以解释LAI总变异的54.4%~61.0%;不同生育时期ABM的PLSR模型可以解释ABM总变异的65.5%~67.0%;R5期是利用冠层光谱估测产量的最佳生育时期,其PLSR模型可以解释产量总变异的66.1%。本研究结果可望为大豆规模化育种中大量试验材料的田间长势监测和产量估测提供快速无损预测的技术支持。     

大豆食心虫田间性诱监测与防治指标研究

为明确大豆食心虫Leguminivora glycinivorella (Matsumura)田间自然种群动态变化规律，建立基于性诱监 测田间成虫数量的大豆食心虫防治指标，采用性诱剂诱捕法对田间大豆食心虫成虫数量动态进行系统监测，同时 结合田间豆荚落卵量的调查，采用回归分析方法拟合田间大豆食心虫成虫发生量与大豆百荚卵量的关系，进而通 过卵量指标确定成虫数量指标。结果表明，在吉林长春大豆食心虫成虫发生期主要集中于8上中旬，发生数量动态 在年度之间存在差异；成虫数量与百荚卵量之间显著相关，回归方程为y=0.946lnx+ 0.303（R²= 0.939，p =0.001），据 此建立了基于性诱剂监测田间大豆食心虫数量确定成虫防治指标的方法，为开展大豆食心虫智能化预测预警技术 研究提供了理论依据。     

不同株型玉米套作大豆生长环境动态及群体产量研究

为探明玉米-大豆带状套作下大豆生长环境动态规律及产量变化,选用不同株型玉米品种与大豆带状套作,分析了光强,光质,空气、土壤温湿度及产量变化规律。结果表明:大豆与紧凑型玉米套作下其冠层光合有效辐射和光谱辐照度在不同高度和不同时间都高于半紧凑和松散型。玉米-大豆带状套作群体土壤水分含量从大豆行间到玉米窄行间逐渐降低,大豆与紧凑型玉米套作群体不同空间位置土壤含水量变化幅度较小,而半紧凑和松散型玉米变化幅度较大。对于空气温湿度,紧凑型玉米套作下的大豆冠层空气温度最高,湿度最低。此外,大豆与紧凑型玉米套作下不同空间位置土壤0~10 cm温度高于半紧凑和松散型套作。大豆与紧凑型玉米套作下其产量显著高于与半紧凑和松散型玉米套作,但紧凑型玉米产量最低。因此,在玉米-大豆带状套作群体不同配置相关研究中应当考虑玉米株型对大豆生长环境及产量的影响。     

大豆田双斑萤叶甲成虫发生动态及其经济阈值

为明确双斑萤叶甲Monolepta hieroglyphica(Motschulsky)成虫危害对大豆产量损失的影响及其经济阈值,采用田间系统调查和小区罩网接虫方法,研究了不同虫口密度下大豆产量性状的变化规律。结果表明,在长春地区,双斑萤叶甲成虫在大豆田间发生危害的高峰期为7月26日到8月22日,共40 d,随着该害虫虫口密度上升,大豆植株有效结荚数降低,瘪荚率上升,百粒重下降,同时大豆的产量显著降低。双斑萤叶甲成虫密度与大豆瘪荚率的关系符合逻辑斯蒂模型y=8.720/(1+e~((0.718 9-0.026 0x))),与百粒重之间的关系符合二次曲线模型y=19.608 5-0.155x+0.002 4x~2,与大豆产量的关系符合修正指数模型(y=53.207 8+33.408 9×0.940 8x,p0.000 1),与产量损失间的关系符合二次函数模型(y=-0.602 8+1.812 6x-0.025 8x~2,p0.01)。目前,大豆生产中使用有效药剂2.5%高效氯氟氰菊酯EC(135m L/hm~2)和90%灭多威DP(180g/hm~2)防治双斑萤叶甲时,其经济危害允许水平分别为2.81%、2.91%,经济阈值分别为193.63头/百株和199.47头/百株。     

不同纯度玉米群体株高、光分布和产量的比较研究

研究了不同纯度条件下沈农87品种玉米群体的田间性状及产量。结果表明:纯度与群体株高呈极显著正相关,处理间差异显著;随着纯度降低,株高整齐度下降,同一冠层高度透光率增加。产量与纯度为极显著正相关关系,纯度每降低1%,产量下降0.6%～0.7%。     

基于冠层高光谱植被指数的水稻产量预测模型研究

及时、准确、快速的进行粮食产量预测预报对指导农业生产和国家制定粮食政策有重大意义。以不同水稻品种和施氮水平为试验因素，进行两因素裂区设计试验，在水稻拔节期、孕穗期和抽穗期测定其冠层光谱反射率，通过筛选出与产量相关性最高的最佳波段组合，计算最优波段组合组成的12种植被指数，并建立了基于单植被指数和多植被指数组合的水稻产量预测模型。结果表明，孕穗期，在401～723 nm波段范围内水稻冠层原始光谱反射率与产量呈显著负相关关系；各植被指数与产量的相关性达到极显著水平。基于单植被指数构建的水稻产量预测模型，以孕穗期线性模型精度最高(R²=0.436,RMSE=874.57 kg/hm²)，最佳植被指数为重归一化植被指数(RDVI)，模型表达式为y=7.7E+05×RDVI₍(455,456))+1.1E+04；基于逐步回归构建的多植被指数产量预测模型同样以孕穗期表现最佳(R²=0.443,RMSE=861.81 kg/hm²)，最优植被指数为比值植被指数(RVI)、土壤调节型植被指数(...     

冠层不同部位大豆种子萌发过程中子叶生理指标的变化

为了解冠层不同部位种子在萌发过程中子叶生理指标的差异,以吉农15号和吉农24号大豆品种为材料,根据植株高度将冠层平均等分成下部、中下部、中部、中上部和上部5个部分,分析冠层不同部位种子萌发时子叶可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、丙二醛含量、绝对电导率和抗氧化酶活性的变化以及冠层不同部位的产量。结果表明,冠层不同部位的大豆种子萌发过程中,随着冠层的从下往上,子叶可溶性蛋白和可溶性糖含量呈现出逐渐增加的变化;子叶丙二醛含量逐渐升高,过氧化物酶活性先增加后减小,绝对电导率、超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性逐渐降低。冠层不同部位的粒数、荚数和产量是随着冠层从下往上逐渐升高,但冠层上部的百粒重最小。说明,冠层下部、中下部的大豆种子更饱满,且萌发后,子叶新陈代谢旺盛,衰老缓慢,是优选良种的最佳部位。     

麦茬复种饲料油菜的播种量对其生长性状的影响

通过田间小区试验，研究在麦茬复种条件下，不同播量的油菜株高、鲜重、干重、叶面积指数和净同化率的动态变化规律。结果表明，麦茬复种油菜地上生物产量的累积规律为幼苗期缓慢，蕾薹期最快，开花后减缓，基本符合“S”型生长曲线。高密播种能极显著提高复种油菜地上部干重、鲜重及其日生长量，以播量11.5kg/hm2处理为最优。增加播种量能明显提高复种油菜叶面积指数以及群体同化率。不同播种密度下，油菜生长期与其生长指标数学方程拟合为：干重y = k/(1+ae-bx)，叶面积指数y = a+bx+cx2，其它指标均为y = a+bx+cx2+ dx3，其拟合度均达极显著性水平。     

密度调控对半干旱区不同株型玉米品种冠层和产量指标的影响

以平展型玉米品种和紧凑型玉米品种为材料,2012~2013年在吉林省西部半干旱区研究密度调控对不同类型玉米品种干旱胁迫条件下冠层和产量指标的影响。结果表明,在两年玉米灌浆期均出现中度干旱条件下,不同类型玉米品种种植密度和叶面积指数、消光系数均呈显著直线回归关系,密度和群体生长速度、果穗生长速度和产量呈先上升后下降的单峰曲线关系。通过回归方程计算,平展型和紧凑型品种最佳种植密度分别为5.4万株/hm~2和6.3万株/hm~2。相对于平展型品种,紧凑型品种平均群体生长速度和穗生长速度可以在更高种植密度条件下达到峰值。紧凑型品种在协调个体与群体适应性方面强于平展型品种,更容易适应干旱环境。     

经济林间作甜菜氮磷钾三因素回归最优设计试验

采用三因素回归最优设计,探索适宜凉州区经济林间作垄作沟灌甜菜氮磷钾最佳施肥量。结果表明:氮磷钾三因素与甜菜产量(y)之间最优回归设计计算得出三元二次多项回归方程为:y=654.10+72.35N+27.49P+88.12K-1.08N~2-0.0043P~2-3.52K~2-0.25NP-0.34NK-1.13PK,其间作甜菜最佳施肥量分别为N 38kg/667m~2、P_2O55 kg/667m~2、K_2O 12 kg/667m~2。     

夏玉米高产群体形态质量指标的研究

玉米品种掖单22不同群体密度的田间试验结果表明,群体密度(X)与产量(y)呈二次曲线关系,回归方程为y=127.53+406.16X-39.42X2;与单株粒数、穗重、百粒重呈显著负相关,相关系数分别为-0.988 9**、-0.9949**和-0.981 6**;穗位以上叶面积(X)与产量(y)呈直线关系,回归方程为y=154.44+0.308 6X,r=0.961 3**;节间长度与穗重、穗粒数、百粒重呈负相关,穗粗、重量与之呈正相关.每公顷产量13 500kg时,适宜群体密度为6.69万～8.75万株/hm2,单株穗位以上叶面积为3 406.2～4 765.7 cm2,单株地上根条数达到35～46条.     

大豆株型、群体结构与产量关系的研究 第二报 大豆群体冠层的荚粒分布

本研究用模糊聚类方法,根据大豆冠层不同部位的粒重比例,对大豆品种的荚粒分布进行了分类。大豆冠层有明显的叶—荚对应关系,叶面积大的层次,粒多且大。对荚粒分布不同的品种,应当采取适当的措施,注意发挥对产量起主导作用的冠层部位的生产潜力。密度是调节主茎和分枝粒重分布的主要栽培措施。改良株型、提高叶片质量是改善大豆群体内部光合条件,充分发挥大豆整个冠层生产力的重要手段。     

反射光谱法估计小麦叶片表皮蜡质含量的初步研究

为了探讨利用冠层反射光谱技术估计小麦叶片表皮蜡质含量的可行性,以小麦高叶片表皮蜡质含量材料2912与低叶片表皮蜡质含量品种普冰201和晋麦47及其杂交构建的F2:3株系为材料,通过氯仿提取称重法测定了小麦抽穗期的旗叶表皮蜡质含量,并采用FieldSpec 3测定了冠层反射光谱,分析小麦冠层反射光谱与叶片表皮蜡质含量之间的关系。结果表明,三个亲本以及株系间蜡质含量差异显著。高蜡质材料的可见光波段反射率整体高于低蜡质材料,短波长波段光谱反射率与叶片表皮蜡质含量相关性较高。以550和675nm波长的反射光谱为基础的单波/差值指数[R550/(R550-R675)]能较好地反映小麦叶片蜡质含量,两F2:3群体拟合模型的r2值分别为0.761和0.679,回归方程分别为y=0.07x-0.575和y=0.088x-1.481。     

大豆群体结构的研究

对大豆群体冠层上部实施不同比例的剪叶、去荚处理和运用二元多项式模型作了大豆群体“源、库”及产量的生长分析。结果表明:大豆群体的叶面积指数控制在5.1左右为最适宜。创造合适的群体“源、库”比,协调光合性能诸因素,是获取高产的关键。通过调整冠层叶面积的分布,提高群体中、下部的光强,可以达到提高产量的效果。文中还讨论了利用“源、库”理论来探索最适叶面积指数和群体结构的问题。     

不同株型粳稻品种的冠层特征和物质生产关系的研究

 对不同株型粳稻品种的冠层特征与群体物质生产和产量的关系进行了研究。结果表明，品种的株型不同，对肥力的反应不同，冠层发展动态和干物质生产速度亦有明显差异．表现为随着肥力水平的提高，不同株型品种同抽穗前叶面积增长速度的差异减小，抽穗后叶面积衰减速度的差异增大。抽穗期的LAI与抽穗后群体干物质生产速度和产量之间呈二次曲线回归关系，获得最高产量的最适LAI与获得最大干物质生产速度的最适LAI基本上是一致的，抽穗后群体干物质生产速度与产量之间亦呈现出极显著的正相关。     

重茬对大豆冠层结构和产量的影响

为了深入探讨重茬导致大豆减产的因素及解决重茬带来的生产障碍对策,采用"大田切片法"研究了大豆不同茬口类型(正茬、一年重茬和两年重茬)的冠层结构和产量变化.结果表明:重茬大豆冠层不同层次叶面积均低于正茬大豆,并且分枝数、荚数和荚重有相同的变化趋势,变化幅度随重茬年限增加而加剧.正茬大豆冠层叶片上、中、下层结构分布合理,重茬一年冠层叶片分布上层较多而中、下层较少,重茬两年叶面积在不同层次均有降低.重茬一年和两年分别较正茬大豆减产13.6%和38.6%.群体质量显著降低是重茬大豆减产的主要原因.     

半干旱区玉米行距调整增密对群体冠层结构及产量的影响

为增加玉米种植密度,构建不同的群体冠层结构,以玉米不同行距配置为基础,研究乳熟期玉米群体的光能利用情况,分析不同行距配置对冠层结构及产量、产量构成因素的影响。结果表明,玉米产量与群体消光系数达到显著相关,且为负相关。在吉林省半干旱区玉米宽窄行行距70-30 cm和宽窄行行距80-30 cm配置下玉米群体对光能资源的利用达到最佳,且有效提高玉米群体产量,增产分别达到8.06%和22.82%。     

密度对大豆群体冠层微气象特征及产量的影响

以垦农4号大豆为试验材料,在大田条件下,研究了密度对大豆群体光合有效辐射强度、温度、相对湿度、CO2浓度、风速及产量的影响。结果表明:不同群体冠层的微气象特征存在差异,高密度与低密度群体之间差异显著。光合有效辐射强度及风速均随着密度的增加呈递减趋势。温度、湿度及CO2浓度具有明显的日变化规律,昼夜温差在14～17.3℃,群体的相对湿度正午12∶00时最低,高低密度群体湿度差相隔3%;群体间不同层次的CO2浓度越接近地面越高,从06∶00到12∶00时,密度为36万株/hm2的群体(即P2.4)各冠层CO2浓度均为最大。随种植密度增加,群体内单株荚数、粒数和粒重逐渐减少。当密度为36万株/hm2时,群体产量最高。     

野燕麦对不同小麦品种产量性状的影响及其经济阈值

为给防除小麦田间恶性杂草野燕麦提供依据,采用添加系列试验和模型拟合的方法研究了野燕麦与小麦的竞争.结果表明,随着田间野燕麦密度的增加,小麦有效穗数、穗粒数和产量逐渐降低,而小麦千粒重的变化趋势不明显.模型拟合结果显示,野燕麦密度与小麦有效穗数和产量间的关系以指数模型(y=beax)较好,与穗粒数间的关系以直线模型(y=ax b)较好,而与小麦产量损失间的关系以对数模型(y=alnx b)最佳.野燕麦对矮秆小麦品种郑麦9023产量性状的影响大于对高秆品种鄂麦35057的影响.根据小麦的经济危害允许水平,通过拟合的野燕麦密度与小麦产量损失的对数模型估算,当小麦品种为鄂麦35057时,野燕麦人工防除的经济阈值为9.04株·m-2,使用6.9%精噁唑禾草灵水乳剂化学防除的经济阈值为3.77株·m-2;而当小麦品种为郑麦9023时,相应的经济阈值分别为5.85株·m-2和3.32株·m-2.不同小麦品种的生长竞争能力存在较大差异,这可能是导致野燕麦与小麦间的竞争发生变化的原因.     

苏玉19高产群体质量及密肥技术的研究

对苏玉19种植密度和施氮量的试验结果表明:苏玉19的子粒产量可达到12400.7kg/hm2。高产群体质量的主要指标是:控制吐丝期LAI5.04、群体干物质积累量在9000.0kg/hm2基础上,重点增加总粒数,提高粒叶比,提高花后干物质积累量和经济系数。子粒产量(y)与密度(x)的关系为y=-2778.7 4158.5x-301.48x2(R2=9119),最佳密度为6.90万株/hm2。在适宜密度基础上产量(y)与施氮量(x)的关系为y=5454.3 37.476x-0.0669x2(R2=0.8735),最佳施氮量为280.1kg/hm2。