On-farm evaluation of an active optical sensor performance for variable nitrogen application in winter wheat

Winter wheat (Triticum aestivum L.) represents almost 50% of total cereal production in the European Union, accounting for approximately 25% of total mineral nitrogen (N) fertilizer applied to all crops. Currently, several active optical sensor (AOS) based systems for optimizing variable N fertilization are commercially available for a variety of crops, including wheat. To ensure successful adoption of these systems, definitive measurable benefits must be demonstrated. Nitrogen management strategies developed based on small-scale plot research are not always meaningful for large-scale farm conditions. In 2010–2012 (5 site-years) on-farm study was implemented in northern Poland utilizing a strip-trial design. The objective was to evaluate the performance of AOS in combination with a built-in algorithm for variable N rate fertilization. In this study, the reference uniform N rates (farmer’s practice) were comparable to optimum variable N rate recommendations. Side-by-side comparisons of uniform and variable N application revealed inconsistent benefits in terms of grain yield, grain protein content (GPC), N use and N use efficiency (NUE). Anticipated yield increases and/or reduced N rates are typical drivers for AOS adoption. Significant yield increases are not easily attained on farms with winter wheat yields already close to maximum yield potential. Thus, sensor-based variable N rate recommendations for fields previously fertilized with relatively low uniform N rates would often entail more appropriate allocation (redistribution) of the same amount of total N. This would minimize N surplus in areas of lower productivity and to improve the sustainability of N management overall.     

冬季马铃薯控释肥用量试验

在川西南冬季马铃薯种植区,开展马铃薯专用控释配方肥不同用量对青薯9号增产效应的对比试验。试验结果表明,以每667 m~2施用60 kg马铃薯专用控释配方肥作底肥为最佳施肥方案,该处理的平均单株质量、商品薯率最高,平均鲜薯产量为2 114.0 kg/667 m~2,比对照(不施肥)增产1 063.5 kg/667 m~2,增幅为101.2%。     

三个不同品质类型冬小麦品种籽粒淀粉积累动态及其有关酶的活性变化

在池栽条件下，研究了3个不同品质类型冬小麦品种藁麦8901（强筋）、豫麦49（中筋）和洛麦1号（弱筋）籽粒灌浆过程中淀粉及其组分积累动态和与之有关的酶活性变化。结果表明，3个品种籽粒灌浆过程中支链淀粉的合成均与直链淀粉的合成同时进行，灌浆中后期支链淀粉的合成比直链淀粉的合成快。豫麦49籽粒中直链、支链和总淀粉积累速率均高于其它两品种。3个品种籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPP）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、淀粉粒结合的淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）活性变化均呈单峰曲线。豫麦49在灌浆期上述各酶活性变化的峰值均高于其他两品种，且大部分酶类在灌浆中后期仍维持较高活性。可见，与藁麦8901和洛麦1号相比，豫麦49具有较强的淀粉合成能力。     

Analysis on the Grain Growing Characters in Wheat under Different Seedling Density

通过对不同密度处理的小麦子粒生长过程的分析表明：小麦开花后子粒鲜重、体积均呈“低—高—低”的变化,鲜重的变化略滞后,开花后含水量则不断下降,下降速率最快时期与灌浆速率最高时基本吻合。用logistic方程拟合了不同密度小麦子粒灌浆过程,快增期的天数和灌浆速率比较稳定;缓增期天数和灌浆速率的变异系数较大。因此,在提高缓增期灌浆速率的基础上,延长灌浆缓增期是目前增加粒重的关键。     

节水灌溉条件下冬小麦耗水规律及其生态基础研究

从土壤水分、作物生长发育及气象条件三个方面分析了冬小麦农田耗水变化特点。结果表明：在土壤水分状况较好条件下冬小麦农田耗水强度呈双峰曲线变化,不同灌溉处理的耗水高峰出现时期及其峰值不同,而与灌水时期一致,同时灌溉能够明显降低冬小麦利用土壤底墒水能力。在拔节以前冬小麦农田耗水与大气蒸发力呈显著直线相关;拔节后与其干物质积累以及土壤水分含量呈显著正相关,拔节期是冬小麦需水的生理生态临界期。     

乙烯利对冬小麦的增产效应

１９８９－１９９１年在山西省临猗县和太原两地，用不同浓度的乙烯利对冬小麦不同生育期进行喷施，研究其增产效应。结果表明，不同浓度乙烯利在小麦旗叶刚伸出时喷施，都有显著的增产效果，而增产最多的是亩喷施２０ｇ有效成分乙烯利，亩增产小麦３２－４８ｋｇ，增产率１０．２２％－２２．８６％。     

水分胁迫对冬小麦旗叶细胞质膜及叶肉细胞超微结构的影响

随着水分胁迫程度的加剧，冬小麦叶的膜质过氧化物丙二醛的含量升高，膜脂 酸不饱和度降低，叶肉细胞内叶绿体、线粒体的形态、结构异常，甚至裂解，质膜内陷，胞液泡化，胞壁层次减少。表明土壤水分胁迫损害小麦旗叶细胞质膜及叶肉细胞的超微结构，加速衰老进程。     

基于SHAW模型的冬小麦近地面层气温模拟

利用一维多层水热耦合SHAW（The simultaneous heat and water）模型,在田间实验的基础上,模拟河南省商丘地区2015年冬小麦拔节后近地面层0~40 cm垂直方向上的每小时气温变化特征。结果表明,冬小麦近地面层气温模拟整体效果较好,其中48%模拟的绝对误差低于1℃,75%模拟的绝对误差低于2℃,不同高度上模型效率ME均大于0.94;夜晚气温的模拟效果优于白天的模拟效果,白天11:00—14:00气温被过低估计,并随着近地面层高度的增加,模拟值误差越大;近地面层内3种气温特征值模拟效果的优劣依次为：日平均气温、日最低气温、日最高气温,其中,日平均气温模拟值与实测值基本吻合,日最低气温被略微高估,日最高气温被过低估计。此外,SHAW模型在冬小麦拔节后6个生育期的模拟效果均存在差异,拔节期、灌浆期和乳熟期模拟效果较好,孕穗期和开花期次之,抽穗期模拟效果相对较差。     

冬小麦冬灌、秸秆覆盖、后期喷生长剂的节水增产效果的研究

试验证明，适时冬灌比早春灌，具有良好的防旱防冻、促根壮蘖增穗作用；小麦越冬期秸秆覆盖能保墒和提高土壤水分的调节能力，为当季小麦生长和套播玉米创造适宜的土壤水分条件；于小麦孕穗和灌浆期喷翠竹生长剂，其增粒增重作用显著。采取冬灌、越冬秸秆覆盖和孕穗、灌浆期喷生长剂等配套措施，可实现保墒与节水相结合，壮苗促蘖增穗与增粒增重的统一，节水增产效果显著。     

冬小麦精准追肥机专家决策系统

为了实现小麦生长过程中的实时变量追肥,研究了光谱数据处理策略及目标追肥量的计算模型,开发了基于近地光谱探测技术的实时变量追肥专家决策系统,结合小麦冠层归一化植被指数(NDVI)、追肥机实际行进速度和肥料反馈量,双通道独立控制施肥机构的转速和开度,从而实时调整追肥量,实现精准变量追肥。试验结果表明,专家决策系统的控制精度达到90%以上,可以满足精准追肥的要求;拔节期,变量追肥比定量均匀施肥增施氮肥28 kg/hm2左右;变量施肥有利于改善小麦群体结构,降低产量差异性。