基于叶面积指数改进双作物系数法估算旱作玉米蒸散

为准确估算和区分黄土高原旱作春玉米蒸散(evapotranspiration,ET),该文基于实测叶面积指数(leaf area index,LAI)动态估算基础作物系数,利用LAI修正土壤蒸发系数,并基于修正后的双作物系数法估算和区分黄土高原地区旱作春玉米ET,并以2012、2013年寿阳站基于涡度相关系统和微型蒸渗仪实测的春玉米ET和土壤蒸发(soil evaporation)对修正后的双作物系数法的适用性进行评估。结果表明:修正后的双作物系数法能够较为准确的估算春玉米ET,2012年春玉米全生育期ET估算值、实测值分别为365.3、372.6 mm,2013年分别为385.6、369.4 mm;2012年全生育期改进双作物系数法决定系数、均方根误差、模型效率系数和平均绝对误差分别为0.824、0.561 mm/d、0.817和0.449 mm/d,2013分别为0.870、0.381 mm/d、0.871和0.332 mm/d;同时,修正后的双作物系数法可对春玉米各生育期ET进行准确区分,土壤蒸发估算值与实测值有较好的一致性,2012年全生育期估算和实测土壤蒸发分别为0.98和0.99 mm/d,分别占ET的38.12%和37.08%;2013年估算和实测土壤蒸发分别为0.86和0.89 mm/d,分别占ET的33.59%和35.90%。因此,修正后的双作物系数法能够较为准确地估算和区分黄土高原地区旱作春玉米ET。该研究可为黄土高原区农田水分精准管理提供科学指导。     

探讨品种间差异改良作物水分利用效率

提高水分利用效率是缓解水资源危机实现作物可持续生产的重要策略。本文对叶片尺度的瞬时WUE和单株尺度WUE的品种间差异,瞬时WUE到田间尺度WUE的尺度转换,以及瞬时WUE与产量之间的关系进行了讨论。瞬时WUE具有较大的遗传变异性,在亏水条件下品种间差异更显著。在禾谷类作物上,气孔导度与瞬时WUE密切相关。单株尺度WUE在亏水条件下品种间差异显著,足水条件下差异相对较小。气孔导度是影响单株尺度WUE的重要性状,品种之间气孔对水分亏缺的敏感性差异较大。瞬时WUE向田间尺度WUE的尺度转换不仅受到冠层阻力和边界层阻力的制约,还受土壤蒸发与作物蒸腾比率以及同化物分配模式的影响。瞬时WUE与产量的关系决定于环境的水分条件,在作物生长发育主要依靠土壤中储存水分的干旱条件下,瞬时WUE高对获得高产有利。相反,在水分条件较适宜的地区,高瞬时WUE性状不利于高产。     

地膜残留量对棉田土壤水分分布及棉花根系构型的影响

根系是获取水分和养分的重要器官,并通过根区环境的相互作用影响作物的生产效率,分析地膜残留量对土壤水分及根系构型的影响对认识、分析和评价残膜污染,发展残膜防控技术具有重要意义。该文通过2 a田间模拟试验,设置了0 (A)、225 (B)、450 (C)、675 (D)和900 kg/hm2(E) 5个地膜残留量处理,分析了地膜残留量对土壤水分分布及根系构型的影响。结果表明,残膜量对土壤水分,根系形态、产量及水分利用效率均有一定影响。根系生物量的80%～95%分布于0～30 cm的土层范围,该区域是土壤水分分布及棉花根系构型受地膜残留量影响较显著的区域。无残膜(0 kg/hm2)处理的土壤水分状况、根系构型显著优于高残膜量(900 kg/hm2)处理。随着残膜量的增加,生育期内0～50 cm土壤平均含水率逐渐降低,各土层出现不同程度的水分亏缺,并产生水分优势流或水分阻隔效益。残膜量的增加显著降低了根系生物量、根质量密度、根长密度、根表面积密度、根系体积和根系平均直径。残膜含量的增加显著降低了产量和水分利用效率。2 a数据表明,与A处理相比,E处理生育期土壤含水率平均降低了37.36%,根质量密度平均降低了70.73%,根长密度平均降低了61.35%、根表面积密度平均降低了216.50%、根系体积平均降低了47.39%、根系平均直径平均降低了82.65%。籽棉产量和水分利用效率平均降低了18.50%和13.69%。因此建议采取合理的棉田净土措施,降低残膜污染对土壤水分及根系构型的影响,有利于提升产量和水分利用效率。     

小麦籽粒氨基酸碳氮稳定同位素的测定与分析

 【目的】利用气相色谱-燃烧-同位素比值质谱仪（gas chromatography-combustion-isotope ratio mass spectrometry,GC-C-IRMS）测定小麦籽粒氨基酸碳氮稳定同位素组成。【方法】以小麦临汾50744为材料,水解得到其籽粒蛋白质氨基酸,将氨基酸标准样品以及小麦籽粒氨基酸衍生化为N-新戊酰基,O-异丙醇（N-pivaloyl-isopropyl,NPP）氨基酸酯,利用GC-C-IRMS测定其碳氮稳定同位素组成。【结果】氨基酸标准样品的碳氮同位素组成分析表明,NPP氨基酸酯的平均重现性δ13C为0.47‰,δ15N为0.28‰,并没有产生大的同位素分馏,因此δ13C和δ15N都能得到满意的测定结果。运用GC-C-IRMS测定了小麦临汾50744籽粒蛋白质氨基酸的稳定碳氮同位素的自然丰度,其中δ13C的变化范围在-28.7‰到-34.7‰,δ15N的变化范围为-6.2‰到9.5‰。采用系统聚类分析进行分类,根据δ13C可以将氨基酸分为两类;根据δ15N可以将氨基酸分为三类。【结论】运用GC-C-IRMS结合NPP氨基酸酯衍生物可以测定小麦籽粒氨基酸的稳定碳氮同位素,这对于揭示氨基酸代谢途径的差异以及逆境胁迫下氨基酸的合成差异具有重要的意义。     

华北平原不同灌水条件下两冬麦品种土壤水分动态与产量差异

采用LSD法对华北平原不同灌水条件下(设4个水分处理:0水、1水、2水和3水)两品种(科麦一号和石家庄8号)冬小麦田土壤水分动态变化进行了观测,并对产量、产量构成要素及其生态指标进行了定量分析,以探讨品种间的差异.研究发现:所有灌水处理0～140 cm土层土壤水分变化较大,而0水处理的0～40 cm和80～140 cm土层含水量变化比较活跃,其幅度低于灌水处理.品种间相同水分处理的土壤含水量变化趋势一致,除1水处理科麦一号变幅较大外,其他3个处理均以石家庄8号变幅较大.科麦一号与石家庄8号均以3水处理的产量最高,比0水处理分别增产44.44%、42.88%,但由于该处理灌水充足,小麦相对晚熟耗水量大,致使收获前土壤含水率急剧下降.在各水分处理中,产量构成要素穗数皆以3水最高;穗粒重皆以1水最高(两个品种穗粒重1水与2水差异不显著);千粒重皆以0水最高.穗粒数以1水最高.收获指数皆以0水最高.科麦一号对水分较为敏感,但耗水量明显小于石家庄8号.要达到经济高产的目标,科麦一号灌2水较为合适,石家庄8号需灌3水.     

山东省夏玉米侧条施肥技术应用研究

为了提高氮肥利用率,减轻劳动强度,达到农业增产和农民增收的目的。在等氮量条件下,以山东省桓台县为例,通过基肥机械侧条施肥和常规混施对比田间试验,研究不同施肥方式对夏玉米性状及产量的影响,并验证侧条施肥的效应。结果表明,侧条基施与常规混施的夏玉米相比,在生殖生长和营养生长时期植株旺盛、子粒增产,产量分别比常规混施和不施氮处理高3.2%、7.9%,并且得出施肥在一定程度上会起到调节土壤水分含量的作用。     

我国农业水资源可持续利用方略

针对中国水资源严重短缺、水体污染加剧、“水减粮增”矛盾突出、粮食生产与区域水资源分布错位、“北粮南运”难以为继等重大问题,以农业水资源可持续利用为目标,实施粮食生产区域再平衡战略、强化降水利用的绿水战略和短缺水资源的技术、非常规水、贸易替代方略,同时提出建立与水资源相匹配的种植制度,大力推进节水农业科技创新、升级节水灌溉技术、建立水资源转移补偿机制、改变膳食结构等建议。     

yzl426@yahoo.com.cn

 在对国内外农田生态保育现状与研究进展分析的基础上，提出中国农田生态保育的新观念，其基本内涵包括基本农田保护、农田基础设施与条件建设、农田防污治污体系构建和生物多样性保育等；讨论了该领域的若干重大问题，揭示出相关重要科学问题；提出了“藏粮于田”战略及其基本对策。     

协同提升黄淮海平原作物生产力与农田水分利用效率途径

黄淮海平原是中国重要的粮食生产基地,也是水资源严重短缺地区。提高农田水分利用效率,在维持高产的前提下大幅度减少农业用水量,对缓解地区水资源危机、保障国家粮食安全具有重要意义。本文针对黄淮海平原现状,结合相关领域的国内外研究进展,分析提出了实现地区农田节水增产增效的对策及当前需要重点突破的理论与技术难点,主要包括4个方面：控制作物群体奢侈蒸腾耗水量的理论基础与方法;降低农田非生产性耗水的理论与途径;缓解地区淡水资源危机的非常规水安全持续利用机理与途径;基于区域水资源供需平衡的水分生产力均衡提升的机理与途径。最后提出黄淮海平原农田高效用水基础研究的主要挑战并展望了未来可能取得重大突破的领域。     

后金融危机时期中国农业科技发展若干问题的思考——高度重视原始创新，抢占农业科技前沿领域的制高点

2008年美国爆发金融危机后,欧债危机随后爆发,新兴经济体也受到严重冲击,世界经济增速放缓。历史经验表明,经济危机往往孕育着新的科技革命。在经济全球化的背景下,谁能在科技创新方面占据优势,谁就能够掌握发展的主动权,率先复苏并走向繁荣。而作为基础产业的农业和农业科技进步对中国经济发展具有举足轻重的作用。为此,应充分抓住金融危机给农业科技发展带来的机遇,高度重视科技原始创新能力的培养,要做到遵循农业科研规律,优化配置农业基础科技资源,强化农业基础研究和高新技术研究,提升农业核心技术研发水平,加快完善科学评价体系,超前部署一批前瞻性科技专项,增强科技战略储备能力,抢占以生物技术、信息技术、先进制造技术等为核心的农业科技前沿领域的制高点,以科技创新促进现代农业发展。