不同保墒措施对玉米生理指标日变化及产量的影响

通过田间试验,采用LCPro+光合仪,研究了不同保墒措施对夏玉米营养生长期生理指标日变化及产量的影响.结果表明,保墒灌溉措施能够有效促进作物生长,提高作物的叶片叶绿素含量、有效蒸腾和光合速率,对单叶片水平水分利用效率贡献甚微.全天平均光合速率和蒸腾速率和的大小顺序为:地膜覆盖>秸秆覆盖>PAM处理>CK,气孔导度的大小顺序为地膜覆盖>PAM处理>秸秆覆盖>CK,各处理胞间CO2浓度和WUE 差异不大.保墒措施可有效增加作物产量,其大小顺序为:地膜覆盖>秸秆覆盖>PAM处理>CK.     

用最优分割聚类法确定土壤水分胁迫阈值

把最优分割聚类法应用到非充分灌溉条件下土壤水分胁迫阈值的计算,利用作物生理生态突变特征和最优分割理论,提出了确定非充分灌溉标准的方法。并以河南省长葛市1999～2002年田间试验资料为基本数据,应用该方法分析计算了土壤水分胁迫对冬小麦和夏玉米生理生态影响的阈值,对非充分灌溉制度研究和设计具有参考价值。     

不同麦秆覆盖量对夏玉米耗水量和生理性状的影响

采用盆栽试验方法,研究了覆盖小麦秸秆保墒措施+灌溉条件下,对夏玉米生育期耗水量、生理性状和光合特性的影响,其中秸秆覆盖量分别为0(对照)、3000、6000、9000和12000 kg/hm2。结果表明:秸秆覆盖显著地减少了夏玉米生育期耗水量、增加了玉米株高和叶面积,秸秆覆盖量9000 kg/hm2时效果最佳;夏玉米的光合速率和蒸腾速率随着秸秆覆盖量的增大而增加。     

玉米沟灌省水增产

夏玉米植株高大,生长时期在夏、秋季,这时气温高、蒸发大,所以夏玉米全生长期尤其是拔节到乳熟期需水量和每日耗水量都较其他旱作物来得大,所以灌溉的好坏对玉米的生长和产量具有决定性的作用。沟灌是灌溉玉米的一种好方法,沟灌比畦灌省水一半左右,而且保墒时间较长,由于沟灌是从沟的两侧浸润作物根部土壤的,所以不致破坏土壤结构,地表保持疏松,土     

灌区尺度作物水分利用效率指标研究

在对灌区来水、作物产量和作物需水量尺度分析的基础上,研究了灌区尺度作物水分利用效率指标,结果表明,冬小麦、夏玉米、棉花不同的生育期对采用哪种水分利用效率指标有直接影响;灌溉、降雨、地下水补给等资料较全时,3种作物都采用WUEET;无降雨资料时,冬小麦可选用WUEi近似代替WUEET;正常年份,夏玉米的WUEP0就是WUEET,干旱年份且需夏灌时,夏玉米WUEET由有效降雨量与灌溉量共同产生;棉花不能用WUEi或WUEP0中的任何一种指标反映其真实的水分利用效率,而只能用WUEET确定。     

地膜覆盖保墒灌溉的土壤水、热以及作物效应研究

通过小区试验研究了不同的地膜覆盖保墒灌溉措施对土壤水分动态变化、土壤微生物、土壤温度、玉米生长状况、生理生态指标以及产量等的影响。结果表明,地膜覆盖后0~50 cm土壤含水量覆膜的明显高于未覆膜处理,在玉米整个生育期内,未灌溉处理的地膜0~20 cm的含水量较对照平均提高6.1%,20~50 cm较对照平均提高3.38%,50~100 cm较对照平均提高1.57%。覆膜后耕层土壤细菌、放线菌、真菌平均分别是对照的4.1倍、2.08倍和2.41倍。覆膜后叶片光合和蒸腾速率均较对照有所增加,相同灌溉量条件下,地膜处理的玉米产量较对照平均增产14.24%、9.4%和11.15%,对于覆膜或不覆膜处理,其产量均随着灌溉水量的增加而增加。     

基子水分敏感指数的作物水分生态适应性评价

作物与水分的关系受到越来越多的关注.对作物水分生态适应性的科学评价有利于为制定合理的节水灌溉制度、确定适宜的灌水定额、作物布局以及种植结构调整提供依据.评价作物水分生态适应性应体现水分与作物产量的关系,基于这样的考虑.引入作物水分敏感指数(λi)的概念,并将其与作物各生育时期需水量、有效降水量合理地联系起来,计算出作物水分生态适应性度(WEAJ),以此为依据评价了北京地区冬小麦、夏玉米的水分生态适应性.结果表明:冬小麦、夏玉米的水分生态适应度分别为0.374和0.594,夏玉米的水分生态适应性强于冬小麦.评价体系综合反应了作物需水耗水特征、作物生育期内降需水平衡特征及水分与作物产量的关系,方法科学合理,适用于其他地区和作物.     

不同局部灌溉方式对玉米叶片生理指标的影响

以畦漫灌为对照,对隔行喷灌、隔行沟灌、膜上灌溉和穴灌4种局部灌溉方式下玉米的叶片生理指标变化规律进行了分析。结果表明,局部灌溉对玉米叶片的生理活性产生了一定的影响;膜上灌溉叶片的脯氨酸含量和细胞膜相对透性均不同程度低于畦漫灌,叶绿素、丙二醛含量,细胞间隙CO2浓度、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等指标均有不同程度提高。隔行灌溉、隔行喷灌生理指标接近于畦漫灌,穴灌与畦漫灌相比,生理指标变化与膜上灌溉正好相反。     

基于叶片生理电容及土壤湿度的玉米灌溉决策系统

为了精确决策夏玉米在特定生育阶段所需的灌水量,采用玉米叶片电容与土壤湿度双重参数来反映灌水量,通过这两个参数建立玉米灌溉模糊决策系统来预测灌溉水量,结果表明与以往单一参数决策灌溉系统相比,预测精度高,预测的灌水量更符合作物的需水规律。     

咸淡水交替灌溉对滨海垦区夏玉米生理生长的影响

我国东部滨海地区拥有大量滩涂和微咸水资源,但土壤含盐量高、淡水资源缺乏,探究合理的咸淡水交替灌溉方法,可以促进滨海垦区土地资源的高效利用。选取江苏省滨海垦区典型土壤,使用3种不同矿化度(1、3、5g/L)的微咸水在夏玉米3个不同生育期(壮苗期、拔节抽雄期、灌浆成熟期)进行咸淡交替灌溉(“咸淡淡”、“淡咸淡”、“淡淡咸”)盆栽试验。结果表明,微咸水灌溉后土壤上层积盐明显,夏玉米叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)减小,胞间CO2浓度(Ci)由于气孔限制而减小,但随着矿化度的增大,非气孔限制引起Ci增大。微咸水灌溉后夏玉米叶片中过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量增加,同时伴随着超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)酶活性的增强。高矿化度咸淡水交替灌溉抑制了玉米的生长和生产,拔节抽雄期夏玉米耗水量大幅增加,导致微咸水灌溉量增加,盐分胁迫最强烈,致使”淡咸淡”的灌溉方式表现最差。夏玉米在灌浆成熟期的抗性增强,此时微咸水灌溉对各生理指标影响较弱。在滨海垦区进行夏玉米种植,可在壮苗期采用较低矿化度的微咸水进行灌溉,而较高矿化度的微咸水仅适合在灌浆成熟期进行。     

农作物苗期长势无损监测技术研究进展

农作物的苗期生长是一个复杂的生理生化及代谢过程,苗期的生长发育直接影响到作物的生物产量、经济产量、营养品质及其安全性。农作物苗期长势监测对于作物肥水管理、病虫害防治具有指导作用,是精细农业和数字农业的关键技术之一。该文从农作物苗期生长形态检测、营养组分检测和病虫害诊断3个方面,详细阐述了各种无损检测技术,如机器视觉技术、激光漫反射技术、荧光测量技术和反射光谱分析技术等在作物苗期长势监测中的应用进展。国内外学者对上述技术进行了较深入的理论方法研究,部分技术已在实践中得到广泛应用,但目前作物无损检测技术大多强调单一信息的获取及分析,随着数字农业和智慧农业的发展,未来将更加强调多源、多尺度数据的获取及形态、养分、病虫害综合信息的提取。作物苗期长势的监测数据将与精准农业的联系更加紧密,为农事操作提供传感信息,形成智能化的农业施工、调优栽培与管理决策系统。      

基于多维特征数据库的玉米长势自动监测车辆设计

为了提高农作物长势预测的精度和实时性,提出了一种新的基于双目立体视觉的玉米长势自动化监测车辆,并将图像多维重构技术引入到了车辆的设计中,采用自主导航技术在无需人员进入农田的情况下,实现了玉米长势的智能远程监控。为了解决玉米叶面积采集特征数据的冗余导致信息处理速度不高的问题,提出了改进的LPP的降维方法,并对算法进行了验证。测试结果表明:采用LPP算法,能够完成对作物多维特征信息的优化降维,具有较高的实用性和准确性。对玉米长势自动化监测车辆的性能进行了测试,对生物量的预测结果表明:采用监测车辆生物量反演模型得到的长势预测量和实测量的误差较小,从而验证了监测车辆设计的可行性。     

气候变化影响下作物模型的不确定性

作物生理生长过程准确描述及产量的精确估计在社会食品安全和农业生产中起着至关重要的作用.作物生长模型作为一种监测作物生长的数值模拟方法,已被证明是作物生长、产量预测和情景分析的有力工具.然而,在当前气候变化背景下,气候走向的不确定性以及极端气候事件的增加,都对粮食生产产生了重大影响,如何对作物生长进行准确模拟成为当前的热点关注话题.同时,除了气候变化的不确定性外,由于作物模型本身是实际作物生长过程的简化,物理结构并不完美,同时数据采集的随机性和初始条件的区域异质性,导致模拟结果不确定性较大.因此,在论述作物模型的国内外研究进展的基础上,探讨气候变化的不确定性对作物模型的影响以及作物模型本身的不确定性,概述了模型-数据融合方法的类型及特点,以及区域尺度上作物模型与遥感数据结合所采用的减小不确定性的方法,以期为相关研究提供一定参考.     

用叶绿素测值(SPAD)评估夏玉米氮素状况的实验研究

比较了 2 0 0 0年北京永乐店夏玉米生长过程中 ,不同水分、氮素处理条件下反映叶片叶绿素含量的SPAD值的变化过程 ,并且就生育期内平均 SPAD值与作物产量 ,水分生理利用效率之间的关系进行了分析。结果表明 ,采用叶绿素仪可以较好的对夏玉米生长过程中作物氮素状况对生长的影响进行评价和预测。     

作物病虫害遥感监测研究进展与展望

病虫害是农业生产过程中影响粮食产量和质量的重要生物灾害。目前,我国的作物病虫害监测方式以点状的地面调查为主,无法大面积、快速获取作物病虫害发生状况和空间分布信息,难以满足作物病虫害的大尺度科学监测和防控的需求。近年来,随着国内外卫星光谱、时间和空间分辨率的不断提升,利用遥感手段开展高效、无损的病虫害监测成为有效提升我国病虫害测报水平的重要手段。与此同时,多平台、多种方式的作物病虫害遥感监测也为病虫害的有效防治和管理提供了重要科技支撑。本文从作物病虫害光谱特征、遥感监测方法和遥感监测系统等方面阐述了作物病虫害遥感监测研究的进展,分析了当前面临的挑战,并对未来发展趋势进行了展望。     

温室番茄最适宜生态环境管理指标的研究

在湖北省鄂州节水示范基地展开试验研究,利用LPS-05型植物生长检测仪对温室番茄的生理状况及室内环境进行实时监测,定性分析番茄主要器官(茎、叶)对室内温湿环境所响应的微动态变化,以作物自身生理状况为参考标准,确定了适宜番茄生长的温室环境指标。番茄茎粗生长最优的临界夜间最低温度为17.8℃;2类典型天气条件下叶表面露水汽化时间分别为09:30(晴)和11:30(阴雨),均比空气滞后1h;在充分灌水条件下,温室番茄发生水分胁迫时空气饱和水汽压差的临界值约为2.7kPa。     

作物水胁迫声发射监测系统的研究

水是农业生产的命脉,但我国目前农业中的水利用率却很低,水胁迫声发射监测系统的研究是实施视情自动灌溉提高水利用效率的重要途径之一.为此,通过AE检测系统来采集植物的生理信息,以DSP为核心对声发射信号进行监测和实时信号处理,然后对数据进行存储、输出以及查询,实现系统的自动控制.本系统可实施自动灌溉或定时灌溉,提高了水的利用率,并且促进了农业生产管理的自动化.     

农作物病虫害遥感监测关键技术研究进展与展望

病虫害是影响农作物健康生长、产量和质量的制约因素之一,加强农作物病虫害的监测,对农作物病虫害进行精准防控,对保障粮食安全,提高农产品产量和质量具有重要意义。随着信息技术的发展,农作物病虫害监测由传统的人工监测逐渐向自动化、信息化和智能化方向发展。农作物病虫害监测平台、监测传感器技术以及相关的数据分析和处理技术是研究农作物病虫害遥感监测的关键技术,这些关键技术的发展水平,决定了农作物病虫害遥感监测技术的发展水平。本文从监测平台、监测传感器技术和相关数据分析与处理技术3方面对农作物病虫害监测技术研究进展进行综述。在监测平台方面,归纳总结了地面监测平台、航空监测平台和卫星监测平台的国内外研究现状,并分析了上述平台优缺点;在监测传感器技术方面,综述了雷达传感器、图像传感器、热成像传感器和光谱传感器等在作物病虫害领域的研究进展;在相关数据分析与处理技术方面,阐述了经典统计算法、计算机图像处理算法、机器学习算法和深度学习算法在农作物病虫害监测领域的研究成果。最后提出了监测平台、监测传感器技术和相关数据分析与处理技术的未来发展趋势,以期为进一步促进我国农作物病虫害监测平台及相关技术的发展提供参考。     

作物生长信息获取多光谱传感器设计与试验

为了实时、快捷、无损获取农作物生长信息,根据作物生长指标的光谱监测机理,研制了一种四波长作物生长信息获取多光谱传感器.采用光学滤波技术提高了光辐射信息输入信噪比,依据作物冠层特征及田间作业环境实际要求,设计了适宜的探测镜头结构参数,确保了多光谱传感器灵敏度与分辨效果,应用T型电阻积分网络搭建了微弱光谱信息放大电路.通过标定,获得了多光谱传感器与FieldSpec Pro FR2500型光谱仪的关系模型,决定系数分别为0.8028、0.8068、0.8185、0.8900.对小麦的试验结果表明,该传感器的平均测量误差分别为5.6％、4.6％、1.4％、4.5％.该传感器能够较好地实现作物冠层反射光谱的实时在线检测,为作物生长监测设备的研发提供了有力支持.     

农业干旱卫星遥感监测与预测研究进展

干旱是影响农业生产的主要气候因素.传统的农业干旱监测主要是基于气象和水文数据,虽然能提供监测点上较为精确的干旱监测结果,但是在监测面上的农业干旱时,仍存在一定的局限.遥感技术的快速发展,尤其是目前在轨的卫星传感器感测的电磁波段涵盖了可见光、近红外、热红外和微波等波段,为区域尺度农业干旱监测提供了新的手段.充分利用卫星遥...