冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变化特征

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分的时间和空间变化规律以及多年轮作对土壤养分的影响。【方法】以国家精准农业示范研究基地为例,利用GIS技术和地统计学方法,结合《北京土壤养分分等定级标准》,分析冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变异特征。【结果】从2000—2007年,研究区严重缺乏磷、钾养分,且含量等级呈下降趋势;土壤全氮含量虽在部分区域偏高,但盈亏等级也呈下降趋势;有机质含量略微增加,处于平衡状态。不同年度的各土壤养分的变异系数范围为11.00%—51.71%,属于中等程度的变异。随着时间的推移,有效磷、有机质、全氮和碱解氮空间分布稳定。速效钾在2001年空间分布规律与2000年和2007年不同,但2000年和2007年空间分布一致,说明土壤速效钾空间分布也具有一定的稳定性。【结论】整体上来说,研究区南部和东北部土壤养分含量偏高,中部含量偏低。当田块土壤物理特性有大的变动时,土壤养分的空间结构特征会受到一定影响;但当长时间田块耕作管理相对一致时,结构性因素（尤其土壤特性、气候）起主要作用。     

水旱地冬小麦植株氮素含量的高光谱监测

作物氮素状况是评价作物长势的关键指标之一,利用高光谱技术对水旱地植株氮素含量进行监测具有重要的实践意义。通过研究闻喜县水旱地小麦植株氮含量与叶面积指数(LAI)的定量关系,探索建立以LAI为中间变量的水旱地冬小麦氮素含量的监测模型的可行性。结果表明,水旱地冬小麦不同生育时期LAI特征波段不同,LAI与植被指数FDDVI,FDNDVI和FDMSAVI的相关性均好;冬小麦LAI与植株氮素含量在拔节期、抽穗期和灌浆期3个主要的生育时期均达到较好的相关性;水地冬小麦以FDNDVI(770,688 nm)为自变量建立的植株氮素含量监测模型最优,R2=0.849 9,RE=0.220 8,RMSE=0.060 2,RE和RMSE最小,预测性最好;旱地冬小麦以FDDVI(771,685 nm)为自变量建立的植株氮素含量监测模型最优,R2=0.802 9,RMSE=0.032 6,RE=0.17。研究结果可为实现水旱地冬小麦氮素的准确、快速、大面积的监测提供新的途径。     

外源硒对燕麦茎部特征及其抗倒伏性的影响

为探讨喷施亚硒酸钠对燕麦（Avena sativa L.）茎部形态特征及其抗倒伏能力的影响,本研究以‘坝莜18号’为试验材料,在抽穗期对大田燕麦喷施不同浓度亚硒酸钠（0,16.44,21.92,54.8,65.76,98.64 g·hm^-2）,分析在喷硒后10,20,30,48 d燕麦茎部的形态特征、力学特征及抗倒伏性能的变化。结果表明：叶面喷施亚硒酸钠会影响燕麦茎秆的形态特征和抗倒伏能力。随着施硒量的增加,燕麦茎秆抗倒伏能力先升高后降低,并在施硒浓度为54.8 g·hm^-2水平下达到最大值。抗倒伏指数与株高、重心高度、茎秆基部第2节间茎粗、壁厚、节间充实度、惯性矩、抗弯刚度和机械强度之间存在极显著正相关关系（P<0.01）,与弹性模量呈显著正相关关系（P<0.05）。外源硒通过影响燕麦茎部形态特征和茎秆基部第二节间的强度,进而影响燕麦的抗倒伏能力。在燕麦抽穗期喷施浓度为54.8 g·hm^-2的亚硒酸钠,其抗倒伏性最强。     

多效唑对荞麦生长、生理及产量影响的研究

以甜荞82-230为材料,研究了不同浓度的多效唑对荞麦生长、生理及产量的影响。结果表明:(1)多效唑有矮化植株的作用,随着浓度的增加,植株矮化、茎秆增粗的效应越明显。(2)多效唑可提高叶绿素含量,延缓叶片衰老过程中SOD活性的下降。(3)200 mg/L多效唑可最大幅度地增加荞麦产量,增产58.9%,主要表现为株粒数和百粒重的增加。     

抗条锈小麦-非洲黑麦渐渗系的分子细胞学鉴定

非洲黑麦(Secale africanumStapf)具有矮杆、异花授粉、抗多种小麦病害等优异性状,在小麦可持续性抗病遗传育种中具有重要作用。利用分子细胞生物学的方法对小麦与非洲黑麦育成的渐渗系材料进行鉴定,发现了抗条锈病的新的代换系和易位系材料,为进一步在小麦染色体工程育种中开展非洲黑麦基因资源的利用提供很好的遗传材料。     

冬小麦籽粒氮积累量高光谱监测研究

为探究冬小麦籽粒氮积累量与冠层光谱反射率的定量关系,实现冬小麦籽粒氮积累量的无损快速监测,以连续2 a氮运筹试验为基础,结合偏最小二乘法(PLS)和逐步多元线性回归(SMLR)建立植株氮积累量(PNA)和叶片氮积累量(LNA)光谱监测模型,分析PNA和LNA与籽粒氮积累量(GNA)的定量关系,以PNA和LNA为中间变量建立GNA光谱监测模型。结果表明,基于PLS-SMLR建立的PNA和LNA高光谱模型监测效果均较好,且冬小麦PNA,LNA与GNA均有较好的定量关系;分别以PNA和LNA为中间变量建立的GNA光谱监测模型中,以LNA为中间变量的模型建模集和验证集表现均较佳,可以实现冬小麦GNA高光谱准确监测。     

转Bt基因棉种植对根际土壤生物学特性和养分含量的影响

通过盆栽试验,比较了转Bt基因棉Bt新彩1和Bt基因的受体棉新彩1根际土壤可培养微生物种群数量、酶活性及养分含量的变化。结果表明,Bt新彩1根际土壤可检测到Bt蛋白,且花期达到峰值56.14 ng/g;与对照新彩1相比,Bt#61472;新彩1根际土壤更有利于细菌和真菌的生长和繁殖,放线菌数量没有显著变化。Bt新彩1的根际土壤碱性磷酸酶活性受到抑制,在生长旺盛期脱氢酶活性受到激活,而根际土壤蛋白酶、脲酶和蔗糖酶活性无显著变化;苗期、花期Bt新彩1根际土壤有机质、全氮、速效氮和钾含量没有显著变化,且苗期速效磷含量也没有显著改变,花期其含量显著降低。     

基于Sentinel-2A影像的县域冬小麦种植面积遥感监测

小麦种植面积遥感监测是小麦估产的基本要素,准确而及时地提取不同灌溉类型冬小麦种植面积及其空间分布信息可为冬小麦长势监测以及产量评估提供科学依据。以山西省闻喜县冬小麦为研究对象,以Sentinel-2A影像为基础数据源,选择主成分(PCA)、红边归一化植被指数(RENDVI)、纹理特征等3个特征变量,结合实地调查样本点,采用随机森林算法,提取冬小麦种植面积,并结合数字高程模型(DEM)提取雨养区和灌溉区冬小麦种植面积。结果表明,Sentinel-2A遥感数据适合作为县域尺度冬小麦监测的数据源;主成分分析、纹理特征和RENDVI的引入可以提高单时相遥感影像对县域冬小麦分类的识别能力;随机森林算法和数字高程模型结合可以实现雨养区和灌溉区冬小麦种植面积的提取。     

干旱对燕麦早期根际土壤微生物群落功能多样性的影响

[目的]研究干旱胁迫及复水下燕麦早期根际土壤微生物群落碳源代谢特征,揭示土壤微生物对干旱胁迫及复水的响应和适应规律。[方法]试验采用盆栽控水,设置正常供水（75%土壤相对含水量,CK）、适度干旱（55%土壤相对含水量,MS）、极端干旱（35%土壤相对含水量,ES）3个供水梯度,以及2个干旱-复水-干旱-复水交替胁迫处理（干旱,复水各为7 d,MS-CK;ES-CK）,共5个处理。利用Biolog-ECO法,分析各处理燕麦早期根际土壤微生物群落对六类碳源的代谢利用特征。[结果]干旱胁迫有降低燕麦早期根际土壤微生物群落对总碳源和各类碳源利用能力的趋势,使土壤微生物群落各功能多样性指数均降低。适度干旱胁迫下复水可使燕麦早期根际土壤微生物群落各功能多样性指数达到或超过对照水平,微生物群落对糖类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类和胺类碳源利用的提高幅度分别达58.22%、55.19%、11.11%、1.84%和61.14%,且对部分碳源的利用能达到对照水平。极端干旱胁迫下复水仅使燕麦早期根际土壤微生物群落对糖类碳源利用提高113.82%。[结论]适度干旱胁迫期间进行阶段性复水可使燕麦早期根际土壤微生物...     

基于数据同化系统的作物产量预测研究进展

数据同化系统融合了遥感数据和作物生长模型的优势,是实时监测农业生产状况的有力手段。本文在简要介绍作物产量遥感估测方法的基础上,重点对数据同化算法的发展情况、多源遥感数据在数据同化上的应用潜力、数据同化系统的不确定性以及数据同化系统的尺度效应4方面进行论述。并且针对农业应用现状,提出未来应充分挖掘多源遥感数据、多作物生长模型集合和数据算法的优势,最终实现以机理模型为纽带的作物估产模式,并为制定田间管理策略、规划粮食产业布局和制定进出口贸易政策提供有力的数据和技术支撑。