氮素对棉花果枝、果节及蕾铃发生与脱落影响的模拟

为了探明氮素对棉花形态指标与蕾铃脱落的影响,该研究通过设置施氮量试验,以累积温光效应为驱动变量,以花铃期棉株下部果枝对位叶平均氮浓度为氮营养指标,模拟氮营养水平对棉花主要形态指标与蕾铃脱落率的动态影响。结果表明,棉花下部果枝对位叶氮浓度随花后天数呈幂函数下降趋势,其平均氮浓度出现的花后天数占花铃期总天数的比值较稳定,可作为植株N营养状态指标;棉株的果枝数、果节数、成铃数随累积温光效应（cumulative thermal and solar radiative effectiveness,TSE）呈logistic曲线变化,棉蕾数和幼铃数随TSE呈二次曲线变化,且各拟合方程中的参数响应N处理而变化,与花铃期棉株下部果枝对位叶平均氮浓度呈二次函数关系。利用独立的试验资料检验,在不同施氮水平下,棉株果枝数、果节数、棉蕾数、幼铃数、成铃数和脱落率的RMSE分别平均为1.1个/株、2.7个/株、2.4个/株、1.6个/株、1.4个/株和3.5%,模拟值与观测值具有较好的吻合度;在不同种植密度条件下,模拟值与观测值也具有较好的吻合度。本研究可为棉田施肥管理提供参考。     

棉籽蛋白质和油分形成的模拟模型

基于不同熟性棉花品种的异地分期播种和施氮量试验,综合量化品种特性、主要气象条件(温度、太阳辐射)和栽培措施(施氮量)对棉籽蛋白质和油分的影响,基于棉籽氮素积累和油分合成的“库限制”假设,结合棉花铃期与棉籽干物质积累模型,建立基于过程的棉籽蛋白质和油分形成模拟模型。利用不同生态点不同品种、播期和施氮量的田间试验资料对模型进行检验的结果表明,供试品种科棉1号和美棉33B棉籽的蛋白质含量模拟值与实测值的根均方差(RMSE)分别为2.05%和2.33%,其油分含量模拟值与实测值的RMSE分别为2.45%和2.95%。模型以主要气象资料(日平均温度、日太阳辐射量)和栽培措施(施氮量)作为模型输入,以棉花铃期与棉籽干物质积累模拟模型为基础,实现了较广泛生态条件下对不同品种棉花棉籽蛋白质和油分形成过程的模拟及其含量的动态预测。模型预测精度高,广适性强。     

基于知识模型和GIS的棉花生产潜力评价系统

引入知识模型概念,建立以棉花生产潜力知识模型为特征的知识系统,将知识工程和数据库有机结合,以 Mapinfo 5.5 为系统开发平台,利用 MapBasic和 Visual Basic程序设计语言,建立基于知识模型的棉花生产潜力评价系统,实现棉花生产潜力评价的计算机辅助决策。应用本系统对江苏地区棉花生产潜力进行实例评价,并与实际单产相比较,进行单产潜力、潜力系数和总产潜力的对比分析,确定棉花生产地域优势。     

棉纤维综合品质指数模型的指标确定与建模

纤维综合品质指数是既能评价棉纤维品质质量,又能反映成纱品质质量的一个综合指数,是一个无量纲的参数。本文利用不同品质原棉的纺纱试验结果,采用主成分分析等方法,并借鉴前人的研究结果,确定了纤维长度、纤维强度、长度整齐度、伸长率和麦克隆值是表示棉花纤维综合品质的关键指标,提出了棉纤维综合品质指数(IFQI)模型。经过分析认为,反映纺纱均匀性指标(SCI)选择的棉纤维综合品质指数模型为IFQI=(Len-10)/Mic~(1/Mic)×Str×Un;反映单纱强力选择的IFQI模型为IFQI=(Len-10)/Mic~(1/Mic)×Str。IFQI模型机理性强、自变量少、形式简单直观,而且与单纱强力、纺纱均匀指数呈正相关。棉纤维综合品质指数高,说明棉花纤维的品质好,棉纤维综合品质指数既可直接用来评价棉纤维品质,又可直接表征成纱品质。     

棉纤维主要品质性状的气象生态模型研究

 通过分析1994—1995年在陕西杨陵和山东的鄄城、泰安、东营以及2001—2002年在长江流域棉花品种试验区域进行的试验资料,在不考虑土壤、栽培调控等因素的前提下,确定棉花铃期日均最低温、日均最高温和相对湿度、夜均温和日均降水量分别是影响棉纤维长度、比强度、麦克隆值的关键气象因子,并建立了基于铃期关键气象因子对棉纤维长度、比强度和麦克隆值的气象生态模型。上述模型既强调了遗传性对棉纤维品质性状的决定作用,也体现了气象生态因子的作用。棉纤维长度、比强度和麦克隆值气象生态模型RMSE分别为0.985 mm、1.003 cN·tex^-1和0.233,模拟值与观测值1：1直方图吻合度好,模型具有较好的预\{测性。     

基于GIS的区域作物生产系统潜力分析

在区域气候数据库和作物生产数据库支持下，通过光、温、水、土、施肥、灌溉、社会等因子的逐步衰减，建立基于GIS的作物生产潜力的估算方法，并定量分析江苏地区作物单产潜力、潜力系数和总产潜力及区域作物生产的开发优势。结果表明：江苏省作物开发优势由北向南逐渐增大。就作物而论，棉花开发优势最大，油菜最小，粮食居中。就经济区而论，粮油棉开发优势不同，粮食：太湖区>沿江区>沿海区>宁镇扬区>两淮区>徐连区，棉花：太湖区>沿海区>沿江区>宁镇扬区>徐连区>两淮区，油料：太湖区>宁镇扬区>沿江区>沿海区>两淮区>徐连区。就同一经济区而论，粮油棉的开发优势也不同，徐连区：棉花>粮食>油料；两淮区：棉花最大，粮食和油料相当；宁镇扬区：油料最大，粮食和棉花相当；沿江区：粮油棉的开发优势相当；太湖区：棉花最大，粮食、油料相当；沿海区：棉花>粮食>油料。     

江苏省区域农业生态环境质量的时空变异分析

运用主成分分析方法筛选农业生态环境质量的评价指标体系,建立农业生态环境质量综合评价模型,对1995年、2005年、2008年江苏省徐连、沿江、沿海、宁镇扬和太湖经济区的农业生态环境质量的时空变异进行评价。结果表明:(1)在空间上,5个经济区的农业生态环境质量指数从北向南呈明显的下降趋势,以徐连经济区最高,沿江、沿海和宁镇扬经济区次之,太湖经济区最低。随时间的推移,各经济区的农业生态环境质量评价指数均呈明显的下降趋势。(2)针对农业生态环境质量变化最大的徐连、太湖经济区,分别选取代表性县(市)区域(前者选取邳州和新沂,后者选取张家港和江阴),分析2个经济区及其代表县市1999-2008年间的农业生态环境质量动态变化,发现在1999-2008年期间,徐连经济区的农业生态环境质量状况明显好于太湖经济区,但2个经济区的生态环境质量均有不同程度的下降。4个县(市)中,新沂市1999-2003年农业生态环境质量长期处于良好水平;邳州市生态环境质量指数降低速度最快,从最初的良好状况逐渐降低到一般状况,并且一直处于恶化发展的态势;江阴和张家港两市的农业生态环境质量状况明显劣于邳州和新沂,且长期维持在一般水平,波动幅度较小。因此,即使是位于同一经济区的县(市),其农业生态环境质量也会因区域的不同而有所差异,因此,在关注各经济区农业生态环境质量状况的同时还需考虑不同县(市)的具体状况,因地制宜地制定对策。     

区域农田生态系统碳足迹时空差异分析——以江苏省为案例

以江苏省为案例,应用江苏省1995—2009年化肥用量、农药消耗量、灌溉面积、农机燃料用量、农膜用量、耕地面积、农作物产量等数据,测算了区域农田生态系统碳吸收、碳排放及碳足迹的变化动态,以及在各地市的空间分布特征。结果表明：近15a来,江苏省农作物碳吸收总量和碳吸收强度呈＂V＂字形变化,变化范围分别为2933.6×104～3896.9×104t·a-1和6.04～7.71t·hm-2·a-1。农业投入碳排放呈逐渐上升趋势,由727.2×104t·a-1增长至882.7×104t·a-1,同时碳排放强度从1.43t·hm-2·a-1上升到1.88t·hm-2·a-1,增长了31.5%,化肥排放始终占据主导地位。农田生态系统碳足迹呈现波动增长,变化在13.68×105～17.56×105hm·2a-1之间,占同期耕地面积的比重达到27.0%～36.1%,碳生态盈余呈明显减少趋势,变化在36.99×105～32.22×105hm2·a-1之间。各地市之间碳足迹存在明显差异,空间分布格局为由北向南递减。     

基于冠层反射光谱的水稻群体叶片氮素状况监测

 研究了不同氮肥水平下多时相水稻冠层光谱反射特征及其与叶片含氮量等参数的关系。结果表明 ,水稻冠层光谱反射率与叶片氮积累量 (单位土地面积上叶片的氮素总量 )显著相关 ,尤其是近红外与绿光波段的比值(R810 /R560 )与叶片氮积累量 (LNA)呈显著线性关系 ,不受氮肥水平和生育时期的影响 ,回归方程为LNA =0 .85 9R810 /R560 - 1.15 96。利用不同粳稻品种、播期、密度、水分和氮肥处理的数据对方程进行了较充分的检验 ,表明模拟值与实测值之间符合度较高 ,估算精度为 91.2 2 %,估计的RMSE为 1.0 9,平均相对误差为 0 .0 2 6。     

种植方式对麦套中熟移栽棉棉铃发育的影响

研究表明,种植方式对铃重、纤维伸长,纤维素累积,棉籽蛋白质累积和棉仁主要脂肪酸影响较不,３：１式棉仁氨基酸累积优于３：２式;３：２式过早育苗、３：１式过早或过晚育苗均不利于棉籽脂肪累积,棉麦两熟栽培条件下中熟移栽棉采用３：２式、３：１式均可。