水稻水分精确管理的知识模型研究

【目的】水稻是中国主要的粮食作物,其生长需消耗大量的水资源,因此水分精确管理对于水稻高效生产具有重要的意义。【方法】在分析和提炼水稻栽培理论与技术研究资料的基础上,通过定量描述水稻需水规律与栽培技术、品种类型、生态环境之间的动态关系,根据土壤水分平衡原理,采用土壤水势作为灌溉指标,建立水稻水分精确管理知识模型;基于系统工程思想,进一步在Microsoft Visual Studio.NET 2005平台上构建水分精确管理知识模型系统。【结果】模型具有灌溉管理方案设计以及动态调控的功能,在杭州和南京两个生态点进行的大田对比试验表明,两生态点按照模型设计方案进行水分管理的田块,其产量平均分别提高了6.9%和9.1%,灌溉水分生产率平均分别提高了53.61%和42.73%。【结论】该模型对于不同条件下的水稻水分精确管理具有较好的适用性和指导性。     

南方丘陵山区水稻机械化育插秧探析

旨在探析南方丘陵山区水稻机械化育插秧现状,为发展水稻生产机械化提供参考。阐述了南方丘陵山区水稻机械化育插秧存在现有水稻品种对机械化插秧的适应性差、育秧与取土难、播种量大、缓苗期长、育秧分户经营、适应双季稻农艺生产要求的插秧机短缺及插秧机成本高等问题,并从农机农艺融合的角度提出了相应的解决对策。     

江西省油菜机械化生产关键技术模式研究

从区域分布、装备水平等角度出发,概述了江西省油菜机械化生产发展现状,研究了关键技术模式在江西的应用推广情况。同时,比较分析油菜生产各环节机械化技术模式的经济效果,提出技术模式的优化方向为:耕种环节选择能较好适应机械化作业的品种;有条件的地方结合机械开沟免耕直播技术,加大推广机械联合精量直播技术;收获环节同步发展机械联合收获和分段收获技术,农机农艺部门结合,规范农艺技术,明确将机械收获作为主推技术,加快改进机械装备,降低机械收获损失率。     

基于便携式作物生长监测诊断仪的江西双季稻氮肥调控研究

建立基于便携式作物生长监测诊断仪的江西双季稻氮肥调控模型,利用模型推荐穗肥追氮量,实现江西双季稻氮肥追施的精确管理。基于不同株型品种和氮肥处理的田间试验资料,构建了双季稻叶面积指数光谱监测模型,利用拔节期的差值植被指数实时估测叶面积指数,进而结合江西双季稻高产栽培经验和建立的氮肥调控模型,对双季稻穗肥追氮量进行实时推荐,并和当地农户施肥方案和产量进行比较。双季稻关键生育期(分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期和灌浆期)的冠层差值植被指数DVI(810,720)与叶面积指数均呈显著正相关,线性函数拟合效果优于其他函数。利用独立试验资料对所建模型进行了检验,单生育期的模型预测效果优于全生育期模型;其中,拔节期的光谱监测模型表现最佳,早稻和晚稻叶面积指数的光谱监测模型的R2分别为0.880 6和0.878 8,模型预测早稻和晚稻叶面积指数的均方根误差、相对均方根误差、相关系数分别为0.30和0.25、7.28%和6.18%、0.923 2和0.926 9。氮肥调控模型推荐施肥应用表明,紧凑型品种的穗肥用量高于松散型品种;与农户方案相比,氮肥调控模型推荐施肥的调控方案在产量不降低的情况下减少氮肥用量6.58kg/hm2,提高氮肥农学利用率0.82个百分点、净收益103元/hm2和产投比0.9,而产量比农户方案略高或持平。与传统非定量农户施肥法相比,基于便携式作物生长监测诊断仪的双季稻氮肥调控方法可在保证产量的情况下,减少施氮量,提高氮肥农学利用率,获得更高经济效益,在江西双季稻生产中具有推广应用价值。     

江西丘陵山区水稻机械化生产综合效益分析

旨在评价分析江西丘陵山区水稻机械化生产综合效益,为进一步推广应用水稻全程机械化生产技术提供参考。通过实地调研,发现江西丘陵山区水稻生产存在小型农机具数量多、机具质量较差及大中型农机具少等问题,并选取水稻机插秧模式和人工抛秧模式为重点研究对象,对比分析两者的综合效益。结果表明:水稻机插秧模式省工、节本增产效果明显;同时,提出丘陵山区下一步应在推广应用现有农机具的基础上,加快推广适合丘陵山区水田作业农机具,使农机农艺配套技术成为丘陵山区主要推广方向。     

水稻籽粒蛋白质含量的空间分布特征

为解析2种穗型水稻籽粒蛋白质含量的空间分布特征。以弯曲穗型‘两优培九’和直立穗型‘武香粳14号’为材料,研究了在2个施氮水平下,籽粒蛋白质含量在穗上不同部位和不同粒位间的差异及其分布特征。结果表明:穗内各籽粒在不同蛋白质含量区间的频数变化趋势呈正态分布;在稻穗的同一部位,2个供试品种一次枝梗上的籽粒蛋白质含量高于二次枝梗;一次枝梗上的籽粒蛋白质含量以第2粒位籽粒较低,第1粒位的籽粒较高;二次枝梗上第1粒位籽粒的蛋白质含量较高。蛋白质含量在穗上不同部位及一、二次枝梗上的分布因品种和施氮量的不同而异,施氮量在110~220 kg/hm2范围内,增施氮肥可以减少穗内粒间的籽粒蛋白质含量差异。     

基于作物生长监测诊断仪的双季稻叶面积指数监测模型

为探索作物生长监测诊断仪(Crop Growth Monitoring and Diagnosis Apparatus,CGMD)在不同株型双季稻长势指标监测应用的准确性和适用性,该研究开展了不同株型品种和施氮量的田间试验,采用CGMD获取冠层差值植被指数(Differential Vegetation Index,DVI)、归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和比值植被指数(RatioVegetationIndex,RVI),并同步采用高光谱仪(AnalyticalSpectralDevices,ASD)获取冠层光谱反射率,构建DVI、NDVI和RVI;通过比较2种光谱仪获取的植被指数变化特征及相互定量关系,评价CGMD的监测精度,建立基于CGMD的不同株型双季稻叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)监测模型,并用独立数据对模型进行检验。结果表明:不同株型品种的LAI、DVI、NDVI和RVI随施氮量增加而增大,随生育进程推进呈"低—高—低"的变化趋势;基于CGMD与ASD的DVI、NDVI和RVI间的决定系数(Determination Coefficient,R2)分别为0.959～0.968、0.961～0.966和0.957～0.959,表明CGMD具有较高监测精度,可替代价格昂贵的ASD获取DVI、NDVI和RVI。基于CGMD植被指数的单生育期LAI监测模型的预测效果优于全生育期,基于CGMD植被指数的松散型品种LAI监测模型的预测效果优于紧凑型品种;基于DVICGMD的线性方程可较好地预测LAI,模型R2为0.857～0.903,模型检验的相关系数(Correlation Coefficient,r)、均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)和相对均方根误差(Relative Root Mean Square Error,RRMSE)分别为0.950～0.984、0.18～0.43和3.95%～9.40%;基于NDVICGMD的指数方程可较好地预测LAI,模型R2为0.831～0.884,模型检验的r、RMSE和RRMSE分别为0.906～0.967、0.24～0.38和5.73%～9.16%;基于RVICGMD的幂函数方程可较好地预测LAI,模型R2为0.830～0.881,模型检验的r、RMSE和RRMSE分别为0.905～0.954、0.25～0.56和7.37%～9.99%。与传统人工取样测定LAI法相比,利用CGMD可实时无损监测双季稻LAI动态变化,可替代SunScan植物冠层分析仪获取双季稻LAI,在双季稻生产中具有推广应用价值。     

无人机与人工喷施雾滴在水稻冠层内沉积特征及效益比较

【目的】旨在阐明无人机和人工喷施雾滴在水稻冠层内沉积分布特征,比较其稻瘟病防效、水稻产量及经济效益。【方法】选用电动四旋翼植保无人机,设置3个不同飞行高度和3个不同施药量,于孕穗期观测喷施雾滴在水稻冠层内沉积分布状况,并和人工喷施处理防治稻瘟病的效果、产量及经济效益进行比较。【结果】雾滴沉积量随飞行高度的升高而减少,雾滴沉积均匀性和穿透性随飞行高度的升高而增大。无人机和人工喷施的雾滴沉积量、均匀性和穿透性随施药量的增加而增大,雾滴沉积量和均匀性均呈水稻冠层上部>中部>下部的分布特征。无人机喷施的雾滴均匀性和穿透性大于人工喷施。无人机喷施在防效和产量不降低的情况下,用工成本减少165元/hm²,净收益提高164元/hm²,产投比提高20.9。【结论】与人工喷施相比,无人机喷施可在保证丰产的基础上,提高作业效率,降低生产成本,获得更高经济效益,在水稻精确管理和丰产高效栽培中具有应用价值。     

不同机插行距对水稻产量的影响

旨在为改进和研发适合南方丘陵双季稻区的插秧机提供理论依据。通过对双季稻区早晚稻进行人工模拟机插行距试验,对比研究不同行距对水稻产量的影响,结果表明:行距8寸较9寸,早稻增产260.50~382.86 kg/hm2,增产率达4.34%~5.98%,晚稻增产252.90~269.68 kg/hm2,增产率达3.90%~4.25%;行距7寸较9寸,早稻增产139.33~271.03 kg/hm2,增产率达2.32%~4.24%,晚稻增产129.32~202.49 kg/hm2,增产率达2.00%~3.19%;3个行距中8寸的产量最高。同时,对现行9寸行距的插秧机进行了改进,研制出8寸行距插秧机,并进行二晚大田机插试验,结果表明8寸行距插秧机比9寸增产181.83 kg/hm2,增产率达2.56%。     

不同比例有机肥与无机肥配施对水稻生长及产量的影响

以粤晶丝苗2号为材料,开展不同比例有机无机肥配比试验,探究不同比例有机肥与无机肥配施条件下水稻的生长情况,以筛选出最佳施肥方案,进而获得高产水稻生长模式。结果表明,水稻在T3处理(有机肥11 250kg/hm~2,尿素169.8 kg/hm~2,过磷酸钙468.75 kg/hm~2,氯化钾187.5 kg/hm~2)下的茎蘖数、总穗数、千粒重、结实率和产量等指标均达到最大值,且总穗数、千粒重、产量显著或极显著高于其他处理,是本试验条件下的最佳比例。