信息农机农艺技术融合的小麦智慧生产模式研究

为研究智慧农业发展模式与实现途径,本研究设计了小麦产前、产中和产后各生产阶段信息技术与农机农艺融合的基本框架,即产前利用精准导航和激光平地技术实现对土地精准规范化作业,利用空间插值技术和变量施肥技术实现精准化播种与施肥;产中利用物联网和图像处理技术开展营养诊断服务;产后运用传感器技术开展产量实时预测服务。完成并实现了普通农机装备的智能化改造和与农业生产相适应的播种收获装备的研发;研究了具有高效利用光热资源、提高产量和绿色发展的小麦生产优化种植模式;研发了与小麦产前品种播期播量选择和施肥推荐、产中苗情营养诊断、产后产量实时测报等相关系统,并在河南省进行了试验。试验结果表明,采用信息技术与农机农艺融合方案可使小麦增产18.4%,增加产投比16.7%和8.1%,表明信息技术与农机农艺融合的小麦智慧化生产模式是有效的、可行的。     

不同氮源配施对豫北高产小麦花后氮代谢及土壤硝态氮的影响

为探索不同氮源配施对小麦花后氮代谢及土壤硝态氮积累的影响,在大田条件下,以矮抗58为材料,研究了5个肥料处理（100%无机氮、25%有机氮＋75%无机氮、50%有机氮＋50%无机氮、75%有机氮＋25%无机氮、100%有机氮）对小麦旗叶和籽粒中GS活性、游离氨基酸含量、氮素利用效率、产量、籽粒蛋白质积累量及0~100 cm土壤各层硝态氮含量的影响。结果表明,与纯施无机氮和纯施有机氮相比,三种配施处理均能显著提高小麦叶片和籽粒的GS活性及游离氨基酸含量,显著提高籽粒产量、籽粒蛋白质积累量和氮素利用效率,其中以50%有机氮＋50%无机氮处理的籽粒产量（11 124.08 kg·hm^-2）、蛋白质积累量（1 231.70 kg·hm^-2）和氮素利用效率（46.381 g·g^-1）最高。随着有机氮施入比例的提高,收获期各土层中硝态氮的含量逐渐下降。与纯施无机氮相比,不同氮源配施在获得较高产量的同时减少了硝态氮对地下水的污染。综合分析认为,5个肥料处理以有机、无机等氮量配施效果最佳,是豫北的环保型施肥方法。     

不同水分处理对烟草冠层高光谱参数和生理指标的影响

为快速、准确检测烟草的生理指标,获取烟田节水灌溉和烟草的生长信息,通过不同的水分处理,采用ASDFieidspec HH光谱仪,分析不同处理烟草冠层光谱特性,同时运用逐步回归等统计方法,研究了不同水分条件下烟草的冠层高光谱遥感特征参数与烟草生理之间的关系.结果表明,不同水分处理间烟草的生理指标以及烟草冠层光谱曲线差异较大.通过逐步回归方程筛选出了叶片7种生理指标的高光谱特征变量,与叶面积指数,叶片干重,叶片含水率关系最密切的光谱特征变量均是红边面积与黄边面积的归一化值;与叶绿素a,叶绿素b,叶绿素a+b关系最密切的光谱特征变量均是红边位置.建立的回归方程的决定系数和回归系数相伴概率显著性均为显著水平,同时通过检测样本的检验,估测效果较好.因此,可利用这些变量建立的估测模型时烟草的多种生理指标进行快速测定,并可根据烟草冠层高光谱特性初步指导烟田节水灌溉和检测烟草生长状况.     

农业高等院校《耕作学》课程教学改革的实践与探索

通过对耕作学在农业发展需求、农业人才知识创新等方面的教学改革和人才培养新形势的分析,从构建耕作学新课程教学体系、科研成果创新教学内容、教学方法改革促进教学成效的课堂教学改革以及实验和实践实习教学改革上,讨论了新形势下进行耕作学教学改革的必要性及其途径。     

水分处理对不同专用小麦旗叶和籽粒GS活性和产量的影响

以中筋小麦豫麦49和弱筋小麦豫麦50为材料,采用盆栽方法研究了40%FC、60%FC和80%FC对旗叶和籽粒中谷氨酰胺合成酶(GS)活性和籽粒产量的影响.结果表明:旗叶中GS活性较籽粒中GSz活性高,不同水分处理下豫麦49叶片在籽粒形成和灌浆盛期GS活性表现为60%FC>80%FC>40%FC,其他时期表现为80%FC下最高,40%FC最低,其籽粒和豫麦50叶片和籽粒GS活性均以80%FC下最高.两个品种的产量以80%FC最高,40%FC最低,60%FC居中.且旗叶和籽粒GS活性在籽粒灌浆盛期与产量都达到了极显著水平.     

水稻根系与群体光合速率的关系研究

利用水培试验,研究了剪根等处理后水稻群体光合速率的动态变化．结果表明,剪上层根使子粒灌浆盛期的群体光合速率下降24．41％～33．26％,单株产量降低22．17％,说明在经济产量形成期,上层根对群体光合速率的影响最大。     

小麦籽粒蛋白质含量高光谱遥感预测模型比较

【目的】利用高光谱遥感技术实现冬小麦籽粒蛋白质含量的精准预测,比较筛选小麦籽粒蛋白质含量预测模型,实现优质小麦栽培生产。【方法】设置不同品质类型小麦品种和施氮量处理,测定开花期叶片叶绿素含量（SPAD）、叶片干物质质量（LDW）、地上生物量（AGB）、叶片氮含量（LNC）、叶片氮积累量（LNA）、叶面积指数（LAI）、植株氮含量（PNC）、植株氮积累量（PNA）和氮营养指数（NNI）9个农学参数及小麦冠层光谱,通过一阶导数和偏最小二乘法,构建基于不同农学参数的小麦籽粒蛋白质含量高光谱预测模型。【结果】一阶导数处理可以提高光谱数据与农学参数的相关性。运用偏最小二乘法构建的高光谱农学参数估测模型中以SPAD的模型建模精度与验证精度相对较优,建模集决定系数R²与预测集标准均方根误差nRMSE分别为0.99和4.10%;NNI反演模型验证结果较好,相对预测偏差RPD为2.04;利用线性回归构建的农学参数-籽粒蛋白质预测模型中以LNC的建模精度与验证精度最佳,其建模集R²、预测集均方根误差RMSE和RPD分别为0.64、0.79和2.11。最终构建的“...     

不同土壤质地小麦叶片叶绿素的高光谱响应及估测模型

为给小麦生长过程中叶绿素的实时监测和氮肥调控提供参考,设置3种不同土壤质地(沙土、壤土和粘土)、5种不同施氮水平(0、120、225、330和435kg·hm-2)和3个河南省主栽小麦品种(矮抗58、周麦22和郑麦366),同步测定小麦主要生育时期冠层光谱反射率和叶绿素(Chla+b)含量,系统分析了3种土壤质地条件下小麦Chla+b含量与350~1 050nm波段范围内冠层光谱参数的相关关系。结果表明,3种土壤质地下小麦叶绿素的冠层光谱响应趋势基本一致。光谱指数REPIG和mND705对叶片Chla+b含量的监测效果较好,建模决定系数分别为0.76和0.75。利用独立样本数据对用于建模的此二光谱参数进行检验,其预测效果表现较为稳定,预测决定系数分别为0.87和0.85,均方根偏差分别为0.46和0.48。说明利用光谱指数REPIG和mND705为自变量建立的估测模型可以较好地预测当地生产条件下小麦叶片叶绿素,同时为氮肥施用及调控提供技术依据。     

小麦玉米一体化群体配置对小麦冠层结构和产量影响

为探索冬小麦-夏玉米一体化种植中小麦的适宜群体配置模式,设置20 cm-20 cm（R₁）、12 cm-12 cm-12 cm-24 cm（R₂）及13 cm-20 cm（R₃）三种行距处理方式和120 kg·hm^-2（S₁）、157.5 kg·hm^-2（S₂）及195 kg·hm^-2（S₃）三种播量,研究了行距和播量对小麦冠层结构特征和光合特性及产量的影响。结果表明,不同处理对各指标的影响因小麦生育时期的变化而不同。在孕穗至开花期, R₁S₁处理的小麦叶片SPAD值、净光合速率（P_n）及气孔导度（G_s）高于其他处理,开花期后R₂S₂处理表现出明显的光合优势。其中,R₂S₂处理的小麦LAI、叶倾角（MTA）在开花期后高于其他处理,在花后10 d之后其SPAD、P_n值最高。在不同处理中,R₂S₂处理产量最高,这主要归因于其有较高的穗数和千粒重。因此,在本试验条件下小麦高产的最佳群体配置是行距12 cm-12 cm-12 cm-24 cm和播量157.5 kg·hm^-2。     

不同氮肥类型对大豆叶片光合特性及产量的影响

在大田条件下研究了3种施肥类型对豫豆29叶片光合特性及产量的影响.结果表明:3种施肥处理各时期叶片光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、叶绿素含量、成熟期产量均较对照有不同幅度的提高,除结荚期气孔导度外,以单施铵态氮肥处理提高最多,且不同叶位之间叶绿素含量表现为倒3叶>倒2叶>倒1叶.因此,施用铵态氮肥能够提高大豆叶片叶绿素含量,改善大豆叶片光合特性,促进大豆生长,优化产量构成因素,提高大豆产量.