生态平衡施肥模型与目标产量施肥模型比较研究

对目标产量施肥模型特点、弊端和预测施肥量精度等进行了综合研究,并与生态平衡施肥模型进行了比较。结果表明:尽管目标产量施肥模型构建合理,参数获得容易,但参数多,参数易变,参数准确测定困难,参数间存在相互影响关系,模型中没有考虑土壤有效养分平衡或变化,因此,它难以作为精确施肥模型使用;与其相比,生态平衡施肥模型将施肥系统中诸多变量统一在质量守恒定律之下,具有测土施肥模型和肥料效应函数模型的双重功能,参数变异小,参数易于获得和预测施肥量准确等诸多优点。     

水稻施肥参数的相关性分析

基于2005—2015年我国18个省、自治区和直辖市测土配方施肥工作143个水稻"3414肥料田间试验"期刊论文数据,对气象条件、最佳产量和最佳施肥量三种施肥参数的关系进行了分析。结果表明:单因素和多因素分析均表明水稻最佳产量、最佳施氮量随着温度和降水量增加而降低,呈现北高南低空间分布格局;水稻最佳施磷量无空间规律性;单因素分析表明水稻最佳施钾量存在北低南高空间分布格局;单因素和多因素分析均表明氮和磷、磷和钾具有交互作用;多因素分析表明磷同时与氮、钾具有交互性。研究表明,不同地区水稻氮、磷和钾平均最佳施肥量为180、90、90 kg·hm-2,应根据土壤性质、种植密度和管理措施等进行适当微调,在实际生产过程中,氮和磷需要配施,磷和钾需要配施,在施用磷时需要同时配施氮、钾。     

粮食估产的“通道-概率模型”的验证

本文应用全国、31个省、6个典型地区和16个典型县的数据对粮食估产的“通道-概率模型”进行了系统性的验证和讨论。研究结果如下：（1）国家级估产由于地域空间尺度足够大,不同地区气象条件对产量影响的互补性强,所以估产误差小,因此国家级可以不使用小趋势修正和气候年型修正;省级、地区级和县级的估产由于同处一个气候区,因此气象条件对产量影响的互补性不强,必须使用小趋势修正和气候年型修正,县级估产还必须增加根据作物适时长势和专家经验的修正。（2）小趋势修正有两个公式：当预测误差小于10%时,使用Y×（1-K）修正;当预测误差大于10%时,使用Y/（1+K）修正。（3）估产单元气候年型可以自动划分,一般分为5级,波动大的预测单元可以使用7级,其中超丰年和超欠年的修正参数必须根据实时气象条件和作物实时长势具体确定。（4）研究表明：“通道-概率”估产理论和方法是科学的、实用的和准确的;在小趋势修正和气候年型修正基础上,如能结合作物长势调查和当地专家经验,估产误差可以达到3%以下。     

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。     

粮食估产的“通道-概率模型”的验证

本文应用全国、31个省、6个典型地区和16个典型县的数据对粮食估产的"通道-概率模型"进行了系统性的验证和讨论。研究结果如下:(1)国家级估产由于地域空间尺度足够大,不同地区气象条件对产量影响的互补性强,所以估产误差小,因此国家级可以不使用小趋势修正和气候年型修正;省级、地区级和县级的估产由于同处一个气候区,因此气象条件对产量影响的互补性不强,必须使用小趋势修正和气候年型修正,县级估产还必须增加根据作物适时长势和专家经验的修正。(2)小趋势修正有两个公式:当预测误差小于10%时,使用Y×(1-K)修正;当预测误差大于10%时,使用Y/(1+K)修正。(3)估产单元气候年型可以自动划分,一般分为5级,波动大的预测单元可以使用7级,其中超丰年和超欠年的修正参数必须根据实时气象条件和作物实时长势具体确定。(4)研究表明:"通道-概率"估产理论和方法是科学的、实用的和准确的;在小趋势修正和气候年型修正基础上,如能结合作物长势调查和当地专家经验,估产误差可以达到3%以下。     

生态平衡施肥模型与肥料效应函数模型关系研究

本文从理论上推导出生态平衡施肥模型及其特征参数模型的一般应用表达式,进而建立了区域生态平衡施肥模型和区域特征参数模型,最后介绍了区域生态平衡施肥模型和地块施肥模型参数的求解方法和预测施肥量方法。研究表明:肥料效应函数模型是生态平衡施肥模型在不考虑土壤有效养分因素情况下的特例;区域生态平衡施肥模型能够满足地块半定量施肥预测的需求。     

粮食产量预测理论、方法与应用Ⅱ.粮食生产潜力短期预测理论、模型及其应用

粮食生产潜力短期预测结果可以检验粮食中长期生产潜力预测的准确性和为国家提供制定粮食生产战略的科学依据。粮食生产潜力短期预测理论即"趋势-波动理论",它建立在粮食或作物"现状生产潜力"概念和"天-人-地概念模型"基础上,预测模型为最佳移动步长条件下的多年单产移动平均趋势模型,实际预测时采用系统预测方法。11个研究案例预测的平均误差为0.77%,最大误差为2.99%,预测精度高。本研究初步结论是:粮食生产潜力短期预测理论和模型是科学和实用的。     

粮食产量预测理论、方法与应用Ⅴ.粮食潜力实现率及其评价方法

为说明粮食潜力与估产的关系,定义了"粮食潜力实现率"的概念,它是与粮食潜力预测值相比,当年实际达到或能够达到的百分比,它将潜力值和当年估产值或实际产量结合在一起,可用来评价潜力实际达到的程度,并可反映气候年型。应用结果表明:2010年各省单产和总产潜力平均实现率围绕100%波动,说明科技进步对增产仍然起到支撑作用,而1999—2008年各省单产和总产潜力平均实现率低于100%,说明科技进步对增产作用在减小。因此,粮食潜力实现率可以用来评价粮食增产趋势和科技进步的贡献,其方法实用、误差小。     

茉莉花产量与氮营养关系研究

[目的]研究茉莉花产量与土壤氮含量、植物氮含量的关系,为提高茉莉花产量提供氮营养管理科学依据。[方法]通过调查、采样、测试和统计分析,对横州茉莉花产量与氮营养关系进行系统研究。[结果]土壤全氮含量1.65～2.45 g/kg和水解氮含量51.20～124.19 mg/kg是高产地块的必要不充分条件。土壤水解氮含量与根、枝、叶、花氮和诸多营养元素含量均达到显著或极显著负相关关系,而在高产地块土壤水解氮含量51.20～124.19 mg/kg的必要不充分条件下,均未达到显著相关,说明当土壤水解氮含量超过124.19 mg/kg后,可能由于土壤水解氮含量过高引起其他养分的不均衡吸收,结果导致根、枝、叶、花氮和其他营养元素含量显著降低,此种情况下不利于高产。茉莉花叶硼含量与土壤全氮含量呈显著正相关,而高产地块叶硼含量差异不明显。[结论]高产地块土壤全氮含量和水解氮含量范围分别为1.65～2.45 g/kg和51.20～124.19 mg/kg;高产地块根、枝、叶、花氮和其他诸多营养元素的含量与土壤氮含量相关性不显著。     

粮食产量预测理论、方法与应用Ⅱ.粮食生产潜力短期预测理论、模型及其应用

粮食生产潜力短期预测结果可以检验粮食中长期生产潜力预测的准确性和为国家提供制定粮食生产战略的科学依据。粮食生产潜力短期预测理论即"趋势-波动理论",它建立在粮食或作物"现状生产潜力"概念和"天-人-地概念模型"基础上,预测模型为最佳移动步长条件下的多年单产移动平均趋势模型,实际预测时采用系统预测方法。11个研究案例预测的平均误差为0.77%,最大误差为2.99%,预测精度高。本研究初步结论是:粮食生产潜力短期预测理论和模型是科学和实用的。